广东省深圳市盐田外国语学校2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年广东省深圳市盐田外国语学校八年级(下)期末物理试卷
1. 地面上,重约100牛的物体可能是( )
A. 一本物理书 B. 500mL的矿泉水 C. 一个西瓜 D. 一个成年人
2. 下列关于机械效率的说法正确的是( )
A. 越省力的机械,机械效率越高
B. 做功越快的机械,机械效率越高
C. 所做有用功越多的机械,机械效率越高
D. 有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高
3. 生活中有许多物理知识的运用,下列事例中的相关说法正确的是( )
A. 鞋底的花纹是为了增大摩擦 B. 系安全带是为了增大惯性
C. 安全锤锤头很尖是为了增大压力 D. 轮船能在海中漂浮是因为浮力大于重力
4. 如图是一种“吸盘式”挂衣钩。将它紧压在平整、光洁的竖直玻璃上,可挂衣帽等物品。它主要部件是一个“橡皮碗”,下面有关的说法错误的是( )
A. 被玻璃“吸”住后,皮碗内的气压小于大气压
B. 皮碗内挤出的空气越少,吸盘贴在玻璃上就越紧
C. 皮碗与玻璃之间的摩擦阻止衣物向下的移动
D. 不能紧贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与吸盘之间有缝隙、会漏气
5. 如图所示,长方体铁块A静止放在水平桌面上,若把A略向右移动,则A对桌面的压力F、压强p的变化情况是( )
A. F不变,p不变 B. F不变,p变大 C. F变小,p变小 D. F变大,p变大
6. 如图所示是工人用撬棒撬起石头的情景。小亮在图中画出的四个作用于撬棒上的力中,最省力的是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
7. 一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A. W1
A. 动能增加,重力势能减少,机械能不变
B. 动能不变,重力势能减少,机械能减少
C. 动能减少,重力势能不变,机械能减少
D. 动能减少,重力势能减少,机械能减少
9. 如图是一位同学手拿饮料瓶的图片,保持饮料瓶处于静止状态,下列做法会减少手和饮料瓶之间的摩擦力的是( )
A. 不改变瓶中饮料质量,增加手对饮料瓶的压力
B. 不改变瓶中饮料质量,减少手对饮料瓶的压力
C. 不改变手对饮料瓶的压力,倒出饮料瓶中的部分饮料
D. 不改变手对饮料瓶的压力,在饮料瓶中加入一些饮料
10. 如图所示,在盛水容器的水面上漂浮着一块冰,冰块内有一部分是空心的.当冰完全熔化后,水面的高度( )
A. 保持不变 B. 略有升高 C. 略有降低 D. 无法确定
11. 请在图中画出动力F的力臂。
12. 用如图所示的滑轮组拉动物体A,请画出滑轮组的连线(要求最省力)。
13. 我们可以用微小压强计探究液体内部的压强。
(1)如图甲所示,将微小压强计置于空气中,观察到U形管两侧的液面相平,然后用力按压探头的薄膜。如果压强计的气密性良好,则可观察到______ (多选题)。
A.U形管左、右两侧的液面依然相平
B.U形管的左侧液面下降,右侧液面上升
C.U形管的左侧液面上升,右侧液面下降
D.用力越大,U形管两侧的高度差也越大
(2)把探头放入水中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断探头处的压强大小,高度差越大,探头处水的压强就越______ (选填“大”或“小”)。
(3)把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个不同的方向,观察到的现象是______ 。
(4)如图乙所示为将探头置于水面下h处时的实验情形,如果仅将烧杯中的水换成浓盐水,观察到现象是______ 。
14. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图1所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向______(选填“左”或“右”)调节。
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图2是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为______,②为______。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.5
0.2
2
0.25
2
2
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1
①
②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:______。
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图3所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了______。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为______(选填“OA”“OB”或“AB”)。
15. 某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行______ 。
(2)实验步骤如图1所示,图甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮=______ 。
(3)以下选项中若______ 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F1-F4=F2-F3
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,观察A的示数逐渐______ ,B的示数逐渐______ ,且A、B示数的变化量______ (选填“相等”或“不相等”)。
16. 对“斜面的机械效率与什么因素有关”这一课题,小明提出了如下一些值得探究的猜想:
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关;
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关;
③斜面的机械效率与斜面的长度有关;
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
如图所示,小明用弹簧测力计沿同一斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据。
实验次数
斜面的倾斜程度
物块重力G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长度s/m
机械效率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
(1)小明探究的是猜想______ (填序号)。分析表中的数据可得出:在其他条件一定时,斜面越缓越______ (选填“省”或“费”)力;斜面越陡,机械效率越______ (选填“高”或“低”)。
(2)小明又进行了第4次实验,他在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,小明测得这种情况下斜面的机械效率为______ (保留一位小数),把第4次与第______ 次测量结果相比较,还能得出:在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。
(3)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力______ (选填“大于”“小于”或“等于”)物块所受的摩擦力。
17. 某建筑工地用的打桩机示意图,如图所示,卷扬机把重锤提升到一定高度,释放后重锤自由下落将桩打入地下。已知重锤的质量为400kg,g取10N/kg。求:
(1)卷扬机把重锤匀速提起的过程中,重锤的动能与重力势能如何变化;
(2)若卷扬机把重锤匀速提高5m,则钢丝绳对重锤的拉力所做的功是多少;
(3)若卷扬机把重锤匀速提高5m用时5s,则钢丝绳对重锤的拉力的功率。
18. 重为5N、底面积为150cm2的薄壁圆柱形容器,盛水后放在水平桌面上。将体积为2×103cm3的木块用轻质细绳与底部相连放入水中,此时水面距容器底30cm,如图甲所示;当把细绳剪断后,静止时木块露出水面的体积是它自身体积的14,如图乙所示。
(1)图甲中,水对容器底的压强是多少?
(2)图甲中,绳对物体的拉力是多少?
(3)图乙中,容器对水平桌面的压强是多少?
19. 一根质量为40kg,长为1.8m的粗细均匀的实心木材A平放在水平地面上,从其右端施加竖直向上的拉力F可使其右端恰好抬离地面,如图甲所示。另一根粗细不均匀,长度也为1.8m的木材B,从其右端施加竖直向上500N的拉力F1可使其右端恰好抬离地面,如图乙所示;从其左端施加竖直向上400N的拉力F2可使其左端恰好抬离地面,如图丙所示。求(解答提示:杆所受到的重力集中作用在杆的重心上;在杆一端用力将杆抬起时,可将杆看成绕杆的另一端点为支点的杠杆!):
(1)将木材A右端提起的竖直向上的拉力F的大小;
(2)木材B的重力G;
(3)木材B的重心位置与其左端的距离是多少。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:根据重力与质量的关系G=mg可知,求出100N物体的质量;m=Gg=100N10N/kg=10kg;
能接近这个质量的物体只有一个西瓜是较为合理的;而一本物理书、500mL的矿泉水的质量都远远小于10 kg;一个成年人远大于10kg,故ABD错误,C正确。
故选:C。
在对重力大小没有具体印象的情况下,可根据重力与质量的关系,求出物体的质量,然后估计选项中物体的质量,排除与题干中质量相差较大的选项,即可完成此题。
本题考查了有关重力的估测,可根据重力计算出物体的质量,对照各选项中的物体的质量,找出接近题干质量的物体即可。
2.【答案】D
【解析】解:A、根据功的原理可知省力的机械不能省功,机械效率是有用功与总功的比值,机械省力与否与机械效率大小没有关系,因此省力的机械,机械效率不一定越高,故A错误;
B、做功越快的机械功率越大,功率反映了物体做功的快慢,机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率与功率大小没有直接关系,故B错误;
C、机械效率是指有用功与总功的比值,有用功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故C错误;
D、机械效率是有用功与总功的比值,有用功与总功的比值越大的机械,机械效率就越高,故D正确。
故选:D。
根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,机械效率是有用功与总功的比值;
使用机械可以省力、可以改变力的方向、可以省距离。
此题考查了学生对于功、功率和机械效率的理解和掌握,深刻理解功率和机械效率的概念是解答此题的关键。
3.【答案】A
【解析】解:A.鞋底的花纹是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故A正确;
B.系安全带是为了防止急刹车时人由于惯性而向前冲造成的伤害,惯性与质量有关,系安全带不能增大惯性,故B错误;
C.安全锤锤头很尖是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;
D.轮船能在海中漂浮时,处于平衡状态,浮力等于重力,故D错误。
故选:A。
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大。
(3)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来减小压强。
(4)物体漂浮时,浮力等于重力。
本题考查摩擦力、压强、惯性和物体漂浮的条件,属于中档题,难度适中。
4.【答案】B
【解析】解:
ABC、挂衣钩要固定在玻璃上,需要先用力挤压塑料皮碗,把皮碗内的空气挤出,这样皮碗内的气压小于大气压,在气压差的作用下,皮碗就被紧压在了玻璃或墙壁上;并且碗内挤出的空气越多,吸盘贴在玻璃上就越紧;这时吸盘与玻璃之间产生了一个向上的摩擦力,这个摩擦力可以克服衣服的重力,使其不会掉下去;故AC正确,B错误;
D、如果将挂衣钩紧贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与吸盘之间有缝隙、会漏气,使内外气压相等,在挂衣钩的自重作用下,将滑下来。故D正确。
故选:B。
衣钩能牢牢地贴在玻璃上,是靠皮碗内外的气压差,即大气压强大于皮碗内气压,把皮碗“压”在了玻璃上。
挂衣钩、吸盘,都是利用了大气压来工作,学习大气压时,注意发现身边的例子。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
长方体铁块A对桌面的压力等于它的重力,向右移动后,与桌面的接触面积减小,根据公式p=FS可求对桌面压强的大小变化。
本题考查压力和压强,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
【解答】
长方体铁块A向右移动后,重心还在桌子上,对桌面的压力不变,
与桌面的接触面积减小,根据公式p=FS可知对桌面的压强变大。
故选:B。
6.【答案】C
【解析】解:根据杠杆的平衡条件F1×L1=F2×L2,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力。图中四个力都是作用同一点,当把支点与力的作用点的距离作为力臂时,动力臂最长,由图可知,以垂直于杠杆向下的力F3为动力时,动力臂最长,使用杠杆时最省力,故C正确,ABD错误。
故选:C。
根据杠杆的平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力。
本题考查杠杆的平衡条件以及最小力问题,属于基础题。
7.【答案】C
【解析】解:一个人先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离S;该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,三个功的大小都等于W=Fs;即W1=W2=W3;
故C正确;ABD错误;
故选:C。
物理上,功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积;即W=Fs。
深入理解功的大小的计算方法,是解答此题的关键。
8.【答案】D
【解析】解:返回舱在减速下降过程中,质量不变,速度变小,动能减小;质量不变,高度变低,势能减小;机械能是动能与势能的总和,动能减小,势能减小,所以机械能也减小,故D正确,ABC错误。
故选:D。
重力势能和物体的质量和高度有关,动能和物体的质量和速度有关,判断时要考虑到两个因素。动能和势能之和称为机械能。
掌握动能、重力势能的影响因素,理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解,可以帮助我们更好的理解能量的转化。
9.【答案】C
【解析】解:如图所示,手握饮料瓶,瓶静止时,手对饮料瓶的摩擦力与饮料瓶的重力是一对摩擦力,二者大小相等,因此要想减小手对饮料瓶的摩擦,并使瓶始终保持静止,则根据二力平衡条件可知,需要减小饮料瓶的重力。
AB、增大或减小手对饮料瓶的压力不能减小饮料瓶的重力,不能减小手和饮料瓶间的摩擦力,故AB不可行;
C、不改变手对饮料瓶的压力,倒出饮料瓶中的部分饮料,饮料瓶的重力变小,手和饮料瓶间的摩擦力变小,故C可行;
D、不改变手对饮料瓶的压力,在饮料瓶中加入一些饮料,饮料瓶的重力变大,手和饮料瓶间的摩擦力变大,故D不可行。
故选:C。
手握饮料瓶,瓶静止时,手对饮料瓶的摩擦力与饮料瓶的重力是一对摩擦力,二者大小相等,因此要想减小手和饮料瓶间的摩擦,并使瓶始终保持静止,则根据二力平衡条件可知,需要减小饮料瓶的重力。据此对个选项进行分析并作出判断。
此题考查增大和减小摩擦的方法,根据二力平衡条件对摩擦力的大小、方向作出判断是物理学中常用的一种方法,应当掌握。
10.【答案】A
【解析】解:当这块冰熔化成水后,能熔化出与它自身等质量的水,也是与它先前排开的水等质量的水,因此,也可以得出这也是与它先前排开的等体积的水.排开的水与熔化成的水的体积相等,因此水面保持不变.只有A符合题意.
故选A.
冰块浮在水面上,它排开水的质量就等于它自身的质量.水面高度是否变化,关键看这块含有气泡的冰熔化成的水的体积,是否与它排开水的体积相同.
冰块内气泡的质量可忽略,不会影响冰的质量,也不会影响它受到的浮力,也不会影响它排开水的体积,当然也不会影响它熔化成水后的体积,知道这些,我们就可以准确判断了.
11.【答案】解:由支点O向F的作用线作垂线,则垂线段的长度为F的力臂L,如下图所示:
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离。由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂。
此题考查了力臂的画法,掌握力臂的概念,找出支点和力的作用线,从而正确地画出力臂。
12.【答案】解:图中有一个动滑轮和一个定滑轮,最多有三根绳子承重,根据“偶定奇动”的原则,绳子的起始端应该固定在动滑轮的框架钩上,然后再依次绕即可,如图所示:
【解析】图中有一个动滑轮和一个定滑轮,最多有三根绳子承受拉动物体的力,根据“偶定奇动”的原则,绳子的起始端应该固定在动滑轮的框架钩上,然后再依次绕即可。
在滑轮组中,会灵活应用“奇动偶定”原则,会根据滑轮组的设计与连接判断出最省力的绕法。
13.【答案】BD 大 U形管两边液面的高度差均不改变 U形管两边液面的高度差增大
【解析】解:(1)压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,如果压强计的气密性良好,用力按压探头的薄膜,可以看到U形管的左侧液面下降,右侧液面上升,用力越大,U形管两侧的高度差也越大,故选BD;
(2)将压强计的金属盒放入液体中,如果U形管两边的液面出现液面高度差,表示液体内部存在压强,即把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强就越大;
(3)把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,观察到的现象是U形管两边液面的高度差均不改变,由此可知:同一液体在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(4)将烧杯中的水换成浓盐水,液体密度增大,观察到探头在相同的深度时,观察到现象是U形管两边液面的高度差增大了,说明液体内部的压强与液体的密度有关;
故答案为:(1)BD;(2)大;(3)U形管两边液面的高度差均不改变;(4)U形管两边液面的高度差增大。
(1)压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,实验前,应调整压强计,使U形管左右两边玻璃管中的液面相平;
(2)压强计用来探究液体内部压强的大小,采用转换法,观察U形管两边的液面高度差来反映液体内部压强的大小;
(3)(4)液体内部压强随着深度的增加而增大,在同一深度液体向各个方向压强相等,不同液体内部压强还与其密度有关;
知道并理解液体内部压强的特点是解决该题的关键。
14.【答案】右 1.00.15F1L1=F2L2 拉力的力臂 OB
【解析】解:(1)实验前,发现杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,要使其在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)由图2可知,杠杆左端挂了3个钩码,钩码在两格处,右端挂了两个钩码,位置在3格处,结合表中数据可知,两格处的力臂是0.1m,因此3格处的力臂为0.15m,故①为1.0,②为0.15;
(3)根据表中数据可知,杠杆的平衡条件为F1L1=F2L2;
(4)力臂不一定是支点到力作用点的距离,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了拉力的力臂,使力臂与杠杆不重合;
从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂,因此拉力的力臂应为OB。
故答案为:(1)右;(2)1.0;0.15;(3)F1L1=F2L2;(4)拉力的力臂;OB。
(1)调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,这样方便测量力臂;
(2)根据图2中所挂钩码的数量和位置分析解答;
(3)从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂;从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂。力臂不一定是支点到力作用点的距离;
探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;
但为得出普遍结论,用弹簧测力计拉杠杆,使力与杠杆不垂直,多做几次实验,得出实验结论。
此题是探究杠杆平衡实验,考查了实验操作、力臂的概念及分析数据归纳结论的能力。
15.【答案】竖直校零 F1-F3 B 变小 变大 相等
【解析】解:(1)弹簧测力计使用前要根据测量力的方向进行,测重力和l拉力;在竖直方向,则竖直校零;
(2)由图甲可知物体的重力G=F1,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F'=F3,则根据称重法知,物体受到的浮力F浮=G-F'=F1-F3;
(3)由图乙可知空烧杯的重力为F2,由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为F4,
根据图中乙、戊,物体浸没时排开液体的重力G排=F4-F2,
当F浮=G排即F1-F3=F4-F2,故B正确;
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G-F'可知弹簧测力计A的示数变小,重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等C。
故答案为:(1)竖直校零;(2)F1-F3;(3)B;(4)变小;变大;相等。
(1)弹簧测力计使用前要检查指针与零刻度线是否对齐,若不对齐,要调整至对齐,这一步骤叫校零;
(2)物体位于空中时弹簧测力计的示数即为其重力,又知道物体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出物体受到的浮力;
(3)根据图乙和图戊可知空烧杯的重力和物体浸没时排开液体与烧杯的总重力可求排开液体的重力,比较物体受到的浮力与排开液体的重力关系进行解答;
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,根据称重法F浮=G-F'可知弹簧测力计A的示数变化;重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,根据阿基米德原理可知弹簧测力计A、B示数的变化量关系。
本题考查学生科学探究的能力、分析能力、观察能力以及对阿基米德原理的理解等,弄清楚实验装置中每一个仪器的作用和目的是关键。
16.【答案】① 省 高 55.6%2大于
【解析】解:(1)小明用弹簧测力计沿同一斜面匀速向上拉动物块,斜面的粗糙程度相同;由表格数据可知,物体重力相同,斜面的倾斜程度不同,故研究的是斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系;即选择①;
分析实验3、2、1的数据可知,在其它条件一定时,斜面越缓,拉力越小,即越省力;
分析实验1、2、3的数据可知,斜面越陡,机械效率越高;
(2)第4次实验中,斜面的机械效率:
η=W有W总=GhFs=5N×0.5m4.5N×1m=×100%≈55.6%。
要研究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系,要控制其它条件均相同,只改变斜面的粗糙程度,故分析第2次和第4次的实验数据可知,在其它条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。
(4)实验过程中,沿斜面匀速向上拉动物块时,测力计的拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力,所以f
(1)根据控制变量法,分析表中相同的量和不同的量,得出斜面的机械效率与变化量的关系;
由表中数据得出结论;
(2)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,利用η=W有W总=GhFs×100%求出这种情况下斜面的机械效率;
(3)根据控制变量法分析实验数据,抓住变量和不变量即可得出结论;
(4)实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,拉力F除克服摩擦力f外还要克服一部分物体的重力,据此分析回答。
本题研究斜面的机械效率与什么因素有关,考查控制变量法、机械效率的计算及数据分析及功原原理等知识。
17.【答案】解:(1)卷扬机把重锤匀速提起的过程中,重锤的质量不变,速度不变,高度增加,故重锤的动能不变,重力势能增大;
(2)钢丝绳对重锤的拉力等于重锤的重力,根据W=Gh=mgh可知,钢丝绳对重锤的拉力所做的功为:
W=Gh=mgh=400kg×10N/kg×5m=20000J;
(3)根据P=Wt可知,钢丝绳对重锤的拉力的功率为:
P=Wt=20000J5s=4000W。
答:(1)卷扬机把重锤匀速提起的过程中,重锤的动能不变,重力势能增大;
(2)若卷扬机把重锤匀速提高5m,则钢丝绳对重锤的拉力所做的功为20000J;
(3)若卷扬机把重锤匀速提高5m用时5s,则钢丝绳对重锤的拉力的功率为4000W。
【解析】(1)影响动能大小的因素:物体的质量和速度.物体的质量越大;速度越大,物体具有的动能就越大;
影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度;物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大;
(2)钢丝绳对重锤的拉力等于重锤的重力,根据W=Gh=mgh求出钢丝绳对重锤的拉力所做的功;
(3)根据P=Wt求出钢丝绳对重锤的拉力的功率。
本题考查了动能和势能的转化、功和功率的计算等知识,难度不大。
18.【答案】解:(1)图甲中,水对容器底的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
(2)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,
所以,图甲中木块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×103×10-6m3=20N,
当把细绳剪断后,静止时木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,
则木块的重力:
G=F浮'=ρ水gV排'=ρ水g×(1-14)V=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1-14)×2×103×10-6m3=15N,
因木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、绳子拉力处于平衡状态,
所以,绳对木块的拉力:
F拉=F浮-G=20N-15N=5N;
(3)容器内水的体积:
V水=Sh-V=150cm2×30cm-2×103cm3=2.5×103cm3,
由ρ=mV可得,容器内水的质量:
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×2.5×103cm3=2.5×103g=2.5kg,
容器内水的重力:
G水=m水g=2.5kg×10N/kg=25N,
容器对水平桌面的压力:
F=G水+G容+G=25N+5N+15N=45N,
容器对水平桌面的压强:
p=FS=45N150×10-4m2=3000Pa。
答:(1)图甲中,水对容器底的压强是3000Pa;
(2)图甲中,绳对物体的拉力是5N;
(3)图乙中,容器对水平桌面的压强是3000Pa。
【解析】(1)知道图甲容器中水的深度,根据p=ρgh求出水对容器底的压强;
(2)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出图甲中木块受到的浮力,当把细绳剪断后,静止时木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力即为木块的重力,木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、绳子拉力处于平衡状态,据此求出绳对木块的拉力;
(3)先求出容器内水的体积,利用ρ=mV求出容器内水的质量,根据G=mg求出容器内水的重力,容器对水平桌面的压力等于水和容器、木块的重力之和,利用p=FS求出容器对水平桌面的压强。
本题考查了液体压强公式和阿基米德原理、物体浮沉条件、密度公式、重力公式、压强定义式的应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等以及水平面上物体的压力等于自身的重力。
19.【答案】解:(1)设粗细均匀实心木材A的长度为L,则木材A的重心到左端的距离为12L,
将木材A右端提起时,由杠杆的平衡条件可得:F×L=GA×12L,
解得:F=12GA=12mAg=12×40kg×10N/kg=200N;
(2)粗细不均匀的木材B的长度为L'=1.8m,其重心到左端的距离为l,由杠杆的平衡条件可得:
在木材B右端施加竖直向上的拉力F1使其右端抬起时,有F1×L'=GB×l-----①
在木材B左端施加竖直向上的拉力F2使其左端抬起时,有F2×L'=GB×(L'-l)---②
由①+②可得:GB=F1+F2=500N+400N=900N。
(3)由(2)中①可得:500N×1.8m=900N×l,
解得l=1m。
答:(1)将木材A右端提起的竖直向上的拉力F为200N;
(2)木材B的重力为900N;
(3)木材B的重心位置与其左端的距离是1m。
【解析】(1)设粗细均匀实心木材A的长度为L,则木材A的重心到左端的距离为12L,将木材A右端提起时,根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出拉力F的大小;
(2)(3)设粗细不均匀的木材B的长度为L',其重心到左端的距离为l,在木材B右端施加竖直向上的拉力F1使其右端抬起时和在木材B左端施加竖直向上的拉力F2使其左端抬起时,根据杠杆的平衡条件得出等式,然后联立等式即可求出木材B的重力。
本题考查了杠杆平衡条件的应用,正确得出两种木材重心力臂的大小是关键。
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