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安徽省黄山市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年安徽省黄山市八年级(下)期末物理试卷
1. 我市大力开展“一盔一带”交通安全守护行动,正确佩戴安全头盔和规范使用安全带能够将交通事故风险大大降低。骑行电动自行车时,驾乘人都应佩戴安全头盔并扣好系带,系带设计的比较宽是为了______ 压强(选填“增大”或“减小”)。当电动自行车匀速上坡时,受到的牵引力和摩擦力______ 一对平衡力(选填“是”或“不是”)。
2. 中国大型粒子对撞机是一种用于研究物质本质的粒子加速器,可以用于研究物质的基本结构和构成源。早在1911年,卢瑟福就提出原子核式结构模型,原子的中心是______ ,带负电的______ 在不同的轨道上绕着它运动,就像地球绕着太阳运动一样。
3. 航母阻拦索,用于将舰载机高速拦停,是舰载机名副其实的“生命线”。用阻拦索将飞机拦停的过程说明力可以改变物体的______ 。飞机停下来后,飞行员的惯性______ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
4. 珠海国际赛车场是中国第一个永久性的国际赛车场。比赛中赛车在高速行驶,车子上方空气的流速______ 车子下方空气的流速,从而使得赛车对地面的压力______ 赛车的重力。(以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
5. 如图所示为固定斜面,长20m、高10m。某同学用平行于斜面向上200N的拉力,把重300N的物体从斜面底部匀速拉至顶部,斜面对物体的支持力大小为130N,则该过程中斜面对物体的支持力做功为______ J,斜面的机械效率为______ 。
6. 如图所示,一个边长为10cm的正方体浸没在密度为0.9×103kg/m3的液体中,上表面受到液体的压强p1为900Pa。则图中h1为______ cm,液体对物体下表面的压力为______ N。
7. 坚持锻炼身体,对于中学生促进身体生长发育十分重要,一次李祥同学在操场跑步10min,消耗能量9.6×104J,则他慢跑过程中的平均功率是______ W;若他参加中考体育跳绳项目时克服重力做功的功率为200W,该功率值所表示的物理意义是______ 。
8. 一金属块在空气中称重为25N,把它浸没水中称重时,弹簧测力计的示数为15N,则该金属块浸没在水中时受到的浮力为______ N,密度为______ kg/m3。
9. “擦窗机器人”的质量为1.2kg,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,由于______ 的作用,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。当擦窗机器人吸附在竖直玻璃板上处于静止时,擦窗机器人受到的摩擦力为______ N。
10. 如图所示滑轮组,将120N的重物A匀速提升了2m,若该装置的机械效率为80%,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力为______ N,动滑轮的重力为______ N。
11. 如图所示,小球A静止在墙角,请在图中画出A的受力示意图。
12. 如图所示,轻质杠杆在力F1、F2的作用下(F2未画出)处于平衡状态。O为支点,l2力F2的力臂,请在图中画出F1的力臂l1和力F2的示意图。
13. 小明在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平桌面上铺有粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布、木板),小车自斜面顶端从同一高度由静止开始下滑,观察小车在三种不同平面上运动的距离如图所示,下面说法正确的是( )
A. 小车在不同平面上运动的距离越长,受到的阻力越大
B. 如果在平面上小车受到的阻力为0,小车将做加速运动
C. 牛顿第一定律可以由实验结果直接得出
D. 此时实验用到的物理方法是控制变量法
14. 下列现象中,用分子动理论解释正确的是( )
A. 压缩弹簧需要用力,说明分子间有斥力
B. 热水瓶的瓶塞有时很难拔出,说明分子间有引力
C. 若将核废水排入大海,将会污染整个海洋,说明分子在不停地运动
D. 用粉碎机可以把岩石打成粉末,说明岩石分子很小
15. 如图为《天工开物》中名为“北耕兼种”的农具,“其服牛起土者,耒不用耜,并列两铁于横木之上,其具方语曰耩(jiǎng)。耩中间盛一小斗,储麦种于内,其斗底空梅花眼,牛行摇动,种子即从眼中撒下。”关于图中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 绳对耩的拉力大小等于耩对绳的拉力大小
B. 绳对耩的拉力和耩对绳的拉力是一对平衡力
C. 耩使用铁尖的目的是为了增大压力,便于“起土”
D. 牛行摇动,种子从眼中撒下,是因为种子受到惯性力的作用
16. 在物理学习过程中,对物理知识的正确认识非常重要,以下说法正确的是( )
A. 沿水平方向用力推课桌没有推动,则推课桌的力小于课桌受到的摩擦力
B. 高原地区人们往往会呼吸困难,是因为海拔越高,气压越低
C. 物体体积越大,受到的浮力一定越大
D. 潜水艇通过向水舱中充水使其上浮
17. 如图所示,水平桌面上的容器内有一块冰,当这块冰全部熔化成水后,那么( )
A. 桌面受到的压力变大
B. 桌面受到的压强变大
C. 容器内底部受到的压力变大
D. 容器内底部受到的压强变小
18. 将重为4N、体积为6×10-4m3的物体投入一个装有适量水的溢水杯中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断中正确的是( )
A. 物体上浮,F浮=6N B. 物体悬浮,F浮=4N
C. 物体漂浮,F浮=4N D. 物体沉在水底,F浮=3N
19. 如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A. 物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B. 三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C. 容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D. 容器底部受到水的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
20. 如图物体A在滑轮组的作用下,以0.4m/s的速度水平向左匀速运动10s,已知物体A重500N,受到的摩擦力为120N,拉力F的功率为60W,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为4m
B. 克服物体A与地面间摩擦力做的功是额外功
C. 滑轮组的机械效率为80%
D. 相同情况下,若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体B,滑轮组的机械效率不会改变
21. 如图所示,玻璃杯中盛有清水,一长方形木块漂浮于水面,其下用细线系住一个实心铁球,那么( )
A. 木块受到的浮力与它排开水的重力不相等 B. 木块受到的浮力与它排开水的重力相等
C. 铁球受到的浮力与它自身的重力相等 D. 铁球受到的浮力大于它自身的重力
22. 如图所示,光滑水平桌面上的弹性小球从A点被弹出,经过B点后落到地面,又被水平地面多次弹起,图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动,描述正确的是( )
A. 小球从B点运动到C点的过程中只受到重力作用
B. 小球反弹经过D点时动能为零
C. 小球下落到C、F两点的速度大小相等
D. 小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
23. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)杠杆放在水平桌面上,静止时如图甲所示。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(每个钩码的质量是50g,杠杆上相邻刻度间距为5cm)。图乙是第3次杠杆平衡时的情景,此时杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为______ N,②为______ m;
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:______ ;(写出表达式)
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图丙所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,在测量拉力F的力臂时,力臂应为______ (选填“OA”“OB”或“AB”)。
24. 小杨同学利用压强计探究“影响液体压强的因素”的实验,探究过程如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用______ (选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计______ (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而______ 。
(3)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,只改变金属盒的方向,橡皮膜受到的液体压强将______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
25. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想。
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关
(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想______ (选填序号)。
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N。然后进行如图2所示的实验。
①在序号a的实验中物体所受的浮力为______ N。
②比较序号为______ 的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
③比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力______ (选填“有关”或“无关”)。
26. 如图所示,一辆载货卡车发动机的功率为1.8×105W,以20m/s的速度沿平直的路面向左匀速直线行驶,卡车行驶50s,求:
(1)该过程中卡车发动机做的功;
(2)该过程中卡车受到的阻力。
27. 如图所示,边长为10cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,当木块静止时漂浮在水面上,溢水杯溢出的水重力为6N(ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)木块受到的浮力和木块的重力;
(2)木块露出水面的体积;
(3)若想将正方体木块完全按入水中,至少需要多大的力?
28. 小江同学利用图1中质量m为9kg,边长为10cm的正方体重物,自制了如图2的健身器材。用细绳系在轻杆(杆重不计)的O点,将轻杆悬挂起来,在杆的A端悬挂图1中的物体,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.2m,OB长0.4m,不计连接处摩擦,求:
(1)图1中,物体对地面的压强;
(2)图2中,小江对轻杆的拉力;
(3)图2中,将重物匀速提高0.6m,用时2s,小江对杆做功的功率;
(4)若用图3的滑轮组匀速提升图1中的正方体重物,不计绳重和摩擦,动滑轮重力为10N,能否求出此时滑轮组的机械效率?若能,请简要分析;若不能,请说明理由。
答案和解析
1.【答案】减小 不是
【解析】解:头盔的系带设计得比较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
电动自行车匀速上坡时,受重力、支持力、牵引力和摩擦力,受力平衡,重力和支持力不在同一直线上,牵引力和摩擦力大小不等,不是一对平衡力。
故答案为:减小;不是。
(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(2)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
此题考查减小压强的方法和平衡力知识在生活中的具体应用。
2.【答案】原子核 电子
【解析】解:原子核处于原子的中心,就像太阳系中的太阳;而绕核做圆周运动的电子就像太阳系当中绕太阳运动的行星。
故答案为:原子核;电子。
根据α粒子散射实验,卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型;他认为:原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上,带负电的电子在原子核外绕核做圆周运动。
本题考查了核实结构模型的概念,属于基础题。
3.【答案】运动状态 不变
【解析】解:飞机降落时,被阻拦索挂住后,慢慢停下来,飞机由运动变为静止,说明力能改变物体的运动状态;
飞机停下来后,飞行员的质量不变,惯性大小不变。
故答案为:运动状态;不变。
(1)力的作用效果:力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态。
(2)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体都具有惯性,惯性的大小与物体的质量有关。
本题考查了对力的作用效果、惯性等知识的理解和应用,难度不大。
4.【答案】大于 小于
【解析】解:轿车静止时,对地面压力等于重力;轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力小于车的重力。
故答案为:大于;小于。
流体压强与流速的关系,气体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大,轿车快速行驶时,上下方所受到的压力差形成向上的升力,对地面的压力减小。
理解流体压强与流速的关系,并能解释一些简单的生活应用,如:候车时站在安全线内、飞机起飞的升力等。
5.【答案】075%
【解析】解:
(1)物体在斜面上受到垂直斜面向上的支持力,物体在支持力的方向上没有移动了距离,支持力对物体不做功,即做功为0J;
(2)拉力所做的总功:W总=Fs=200N×20m=4000J,
拉力做的有用功:W有用=Gh=300N×10m=3000J,
斜面的机械效率:η=W有用W总×100%=3000J4000J×100%=75%。
故答案为:0;75%。
(1)物体在斜面上受到垂直斜面向上的支持力,分析物体在支持力的方向上是否移动了距离,确定支持力是否做功;
(2)知道拉力大小、斜面长,利用W=Fs计算拉力做的功;利用W有=Gh求出有用功,斜面的机械效率等于有用功与总功的比值。
本题考查了力是否做功的判断,以及使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算,属于基础题目。
6.【答案】10 18
【解析】解:由p=ρgh可知,物体上表面在水中的深度:h1=p1ρ液g=900Pa0.9×103kg/m3×10N/kg=0.1m=10cm;
由图可知,物体下表面在水中的深度:h2=h1+L=10cm+10cm=20cm,
液体对物体下表面的压强为:
p2=ρ水gh2=0.9×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=1.8×103Pa,
正方体上下表面面积为:
S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,
由p=FS可知下表面受到液体的压力:
F2=p2S=1.8×103Pa×1×10-2m2=18N。
故答案为:10;18。
(1)根据p=ρgh求出物体上表面在水中的深度,即为图中的h1;
(2)由图可知物体下表面在水中的深度h2,利用p=ρgh求出液体对物体下表面的压强,根据S=L2求出正方体的上、下表面积,根据p=FS求出下表面受到液体的压力。
本题考查了压强定义式和液体压强公式的应用,计算过程要注意单位的换算。
7.【答案】160 他每秒内克服重力做功是200J
【解析】解:他慢跑过程中的平均功率P=Wt=9.6×104J10×60s=160W,
该功率值所表示的物理意义是他每秒内克服重力做功是200J。
故答案为:160;他每秒内克服重力做功是200J。
根据P=Wt得到他慢跑过程中的平均功率,物理学中,用功率来表示物体做功的快慢。物体在单位时间内所做的功叫功率。
本题考查了功率的公式和功率概念以及物理意义的了解,难度不大。
8.【答案】102.5×103
【解析】解:(1)由称重法测浮力得,物体浸没在水中时所受的浮力为:F浮=G-F=25N-15N=10N;
(2)根据阿基米德原理的得,物体的体积V=V排=F浮ρ水g=10N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-3m3;
根据G=mg得,物体质量:m=Gg=25N10N/kg=2.5kg,
物体的密度为:ρ=mV=2.5kg1×103m3=2.5×103kg/m3。
故答案为:10;2.5×103。
(1)由称重法测浮力可知物体浸没在水中时所受的浮力;
(2)根据阿基米德原理得出排开水的体积即物体的体积;根据G=mg求出物体的质量,再根据密度公式可求出物体的密度。
本题考查了称重法测浮力、阿基米德原理的应用等知识,难度不大。
9.【答案】大气压 12
【解析】解:(1)擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,泵内气压小于大气压,大气压力就把它压在竖直玻璃上;
(2)“擦窗机器人”的质量为1.2kg,“擦窗机器人”的重力:
G=mg=1.2kg×10N/kg=12N,
因“擦窗机器人”匀速向下擦窗时处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,
所以,“擦窗机器人”受到向上的摩擦力:f=G=12N。
故答案为:大气压;12。
(1)利用大气压强知识解答;
(2)根据G=mg求出机器人的重力,根据二力平衡条件求出机器人受到的摩擦力。
本题考查了大气压、二力平衡的条件,难度不大。
10.【答案】50 30
【解析】解:由图可知,n=3,
根据η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF可知,绳子自由端的拉力为:
F=Gnη=120N3×80%=50N;
动滑轮的重力为:
G动=nF-G=3×50N-120N=30N。
故答案为:50;30。
(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求出绳子自由端的拉力;
(2)不计绳重和摩擦,根据F=1n(G+G动)求出动滑轮的重力。
本题考查了绳子自由端拉力公式和滑轮组机械效率公式的应用,难度不大。
11.【答案】解:
小球静止,处于平衡状态,受到的竖直向下的重力、水平面的支持力是一对平衡力,从小球的重心开始,分别沿两个力的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,注意两条线段长度要相等,如图所示:
【解析】小球A静止在墙角,受到的竖直向下的重力、水平面的支持力,作用点都在重心。
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
12.【答案】解:反向延长F1的作用线,过点O作F1作用线的垂线段,即为F1的力臂L1;
过阻力臂l2的末端作垂直于L2的作用线,与杠杆的交点为F2的作用点,F2的方向向下,在线段末端标出箭头,标出阻力F2.如下图所示:
【解析】力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,据此画出力臂的垂线,与杠杆的交点为F2的作用点,为使杠杆平衡F2的方向应该向下,据此画出力F2的示意图。
本题考查了杠杆平衡条件、力臂的概念、力的示意图的画法,知道力臂是从支点到力的作用线的垂直距离是关键。易错点将垂足当做动力作用点。
13.【答案】D
【解析】解:A、木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,小车在不同平面上运动的距离越长,受到的阻力越小,故A错误;
B、如果在平面上小车受到的阻力为0,小车的速度不会变小,将做匀速直线运动,故B错误;
C、牛顿第一定律是在实验的基础上推理归纳概括出来的,不能由实验结果直接得出,故C错误;
D、根据控制变量法,实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达斜面底端时的速度相同,此时实验用到的物理方法是控制变量法,故D正确。
故选:D。
A、根据实验现象分析;
B、如果在平面上小车受到的阻力为0,小车的速度不会变小,据此推理回答;
C、生活中不受力的物体不存在,牛顿第一定律是在实验的基础上推理归纳概括出来的;
D、根据控制变量法,要使小车到达斜面底端时的速度相同。
本题探究阻力对物体运动的影响,考查控制变量法和推理法及对牛顿第一定律的理解。
14.【答案】C
【解析】解:A、压缩弹簧需要用力,说明物体间力的作用是相互的,故A错误;
B、热水瓶的瓶塞有时很难拔出,是因为里面的空气遇冷收缩后压强减小,在外面大气压的作用下将瓶塞紧紧压在瓶口,故B错误;
C、若将核废水排入大海,将会污染整个海洋,说明分子在不停地运动,故C正确;
D、用粉碎机可以把岩石打成粉末,粉末不是分子,分子的尺度在10-10m左右,肉眼观察不到,故D错误。
故选:C。
(1)物体由于发生弹性形变所产生的力叫弹力;物体间力的作用是相互的。
(2)热水瓶的瓶塞有时很难拔出,是由于大气压的作用。
(3)一切物体的分子都在不停地做无规则运动。
(4)岩石的粉末不是分子,分子是肉眼看不见的。
本题考查的是分子动理论的基本要点;结合实例会分析和解释物理现象。
15.【答案】A
【解析】解:A、绳对耩的拉力大小和耩对绳的拉力大小是相互作用力,大小相等,故A正确;
B、绳对耩的拉力和耩对绳的拉力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、耩使用铁尖的目的是为了增大压强,便于“起土”,故C错误;
D、牛行摇动,种子从眼中撒下,是因为种子具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故D错误。
故选:A。
二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上;
当压力一定时,减小受力面积,从而增大压强;
把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性,惯性是物体的固有属性。
本题考查平衡力和相互作用力、增大压强的方法和惯性的知识。
16.【答案】B
【解析】解:A、沿水平方向用力推课桌没有推动,此时课桌受到四个力的作用,水平方向推力与摩擦力平衡,竖直方向重力与支持力平衡,则推课桌的力等于课桌受到的摩擦力,故A错误;
B、高原地区人们往往会呼吸困难,是因为海拔越高,气压越低,故B正确;
C、根据F浮=ρ液gV排可知液体密度越大,物体排开液体的体积越大,受到的浮力一定越大,故C错误;
D、潜水艇通过向水舱中充水使其下沉,通过向外排水使其上浮,故D错误。
故选:B。
A、沿水平方向用力推课桌没有推动,此时课桌受到四个力的作用,水平方向推力与摩擦力平衡,竖直方向重力与支持力平衡;
B、海拔越高,气压越低;
C、根据F浮=ρ液gV排可知液体密度越大,物体排开液体的体积越大,受到的浮力一定越大;
D、潜水艇通过改变自身重力实现上浮或下潜的。
本题考查二力平衡条件、阿基米德原理、物体的浮沉条件的灵活运用以及气压的特点。
17.【答案】D
【解析】解:A、容器的重力不变,冰熔化成水重力也不变,容器和水对桌面的压力等于容器重和水重之和。所以桌面受到的压力不变,故A错误;
B、容器与桌面的接触面积一定,因为压力不变,所以由p=FS知,桌面受到的压强不变,故B错误;
C、冰没有熔化时,冰对容器底部的压力等于冰的重力;容器上口大,下口小,冰熔化成水后,压力有一部分作用在容器侧壁上,因此容器底部受到的压力减小(小于重力),故C错误;
D、冰熔化前后,与容器内底的接触面积不变,由C项知,压力减小,根据p=FS可知,容器底的内表面受到的压强变小,故D正确。
故选:D。
(1)液体对容器底的压力不一定等于液体的重力,压力大小与容器的形状有关;在受力面积一定时,不同状态的物体对容器底的压强用公式p=FS比较。
(2)固体能够传递压力,水平桌面受到的压力等于容器及容器内物体的总重力;固体压强的大小用公式p=FS比较。
上口大、下口小的容器,液体对容器底的压力小于所装液体重;上口小、下口大的容器,液体对容器底的压力大于所装液体重;圆柱形、长方体或正方体直壁容器,液体对容器底的压力等于所装液体重。
18.【答案】C
【解析】解:根据G=mg=ρVg可知,物体的密度为:ρ=GgV=4N10N/kg×6×10-4m3≈667kg/m3,
物体的密度小于水的密度,所以物体静止时,物体在水中将漂浮;
物体在水中受到的浮力:F浮=G=4N。
故选:C。
知道物体的重,利用重力公式求物体的质量,又知道物体的体积,利用密度公式求物体的密度;
求出了物体的密度,和水的密度比较,根据物体的浮沉条件确定物体在水中的状态和受到的浮力。
本题考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算、物体的浮沉条件,根据物体的密度与水的密度的大小关系确定物体在水中的状态是本题的关键:
放入水中的物体,若ρ物<ρ水,物体将上浮至漂浮;若ρ物=ρ水,物体将悬浮;若ρ物>ρ水,物体将下沉至水底。
19.【答案】D
【解析】解:由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;
A、由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排
容器的底面积相同,根据F=pS可知容器底部受到水的压力大小关系为F甲=F乙=F丙,故C错误、D正确。
故选:D。
(1)由图得出A、B、C三个正方体排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)由图可知A、B、C三个正方体所处的状态,判定其浮力和重力的关系;然后根据三者的浮力大小,利用浮沉条件判断物体密度与水的密度大小关系;
(3)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系。容器的底面积相同,根据F=pS可知容器底部受到水的压力大小关系。
此题考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等,是一道综合性较强的题目,但难度不是很大。
20.【答案】C
【解析】解:A、由图可知n=3,绳子自由端移动的速度:v=nv物=3×0.4m/s=1.2m/s,由v=st可知,绳子自由端移动的距离:s=vt=1.2m/s×10s=12m,故A错误;
B、由图知,是水平使用动滑轮拉动物体,物体没有沿重力方向移动距离,所以重力不做功;克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功,故B错误;
C、由P=Wt=Fst=Fv可知,拉力:F=Pv=60W1.2m/s=50N,
滑轮组的机械效率:η=W有W总=fs物Fs=fs物Fns物=fnF=120N3×50N=80%,故C正确;
D、若增加物体的重力,压力增加,物体受到地面的摩擦力增大,则克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大,而额外功几乎不变,所以有用功在总功中所占的比例增大,滑轮组的机械效率增大,故D错误。
故选:C。
(1)由图可知n=3,绳子自由端移动的速度v=nv物,根据v=st求绳子自由端移动的距离;
(2)使用动滑轮水平方向拉物体时,根据我们的目的,克服物体受地面摩擦力做的功是有用功;
(3)利用P=Wt=Fst=Fv求拉力,利用η=W有W总=fs物Fs=fs物Fns物=fnF求滑轮组的机械效率;
(4)若增加物体的重力,压力增加,物体受到地面的摩擦力增大,则克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大,而拉动动滑轮的那部分额外功不变,所以有用功在总功中所占的比例增大,据此分析滑轮组的机械效率。
本题考查了滑动摩擦力的影响因素、使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算,从我们使用机械的目的出发,分析哪是有用功,哪是总功。
21.【答案】B
【解析】解:(1)根据阿基米德原理可知木块所受的浮力就等于它排开的水受到的重力,故A错误,B正确;
(2)铁球处于静止状态,受到竖直向上的浮力、竖直向上的拉力和竖直向下的重力,所以铁球所受到的浮力小于它自身的重力,故CD错误。
故选:B。
(1)阿基米德原理:物体所受的浮力等于它排开的液体的重力;
(2)铁球处于静止状态,受到竖直向上的浮力、竖直向上的拉力和竖直向下的重力,据此分析铁球所受到的浮力与它自身的重力关系。
本题考查阿基米德原理和物体浮沉条件的灵活运用。
22.【答案】D
【解析】解:A、从B点运动到C点的过程中,受到重力和空气阻力作用,故A错误;
B、小球反弹经过D点时,水平方向有速度,动能不为零,故B错误;
C、在C点与在F点时,小球的动能与重力势能都为零,而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低,说明小球受到空气阻力作用,机械能逐渐变小,所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能,故小球到达C点的速度大于在F点的速度,故C错误;
D、小球在多次弹起过程中,机械能逐渐变小,而E点在G点之前,故小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能,故D正确。
故选:D。
影响重力势能的因素:质量、高度;影响动能的因素:质量、速度;影响弹性势能的因素:弹性形变程度;小球弹跳的高度会越来越低,这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗,所以小球的机械能越来越小。
本题通过小球的运动情况,考查了对重力势能、动能、弹性势能影响因素的了解,对机械能守恒的认识,分析时要细心,但总体难度不大。
23.【答案】右 10.15F1l1=F2l2 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1,②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;0.15;(3)F1l1=F2l2;(4)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。
24.【答案】薄 不是 增大 不变
【解析】解:(1)在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显;
U形管与压强计的探头连接后,一端被封闭,一端开口,所以不是连通器;
(2)比较乙、丙两次实验,两容器中的液体密度相同、金属盒所处的深度不相同,深度越深,高度差越大,压强越大,由此可知:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大;
(3)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,只改变金属盒的方向,发现U形管两侧液面的高度差不变,由此可得:同种液体,同一深度,液体向各个方向压强相等,橡皮膜受到的液体压强将不变。
故答案为:(1)薄;不是;(2)增大;(3)不变。
(1)用压强计测量液体内部压强,通过U形管左右液面出现高度差来反映压强的大小,从压强计灵敏方面选择橡皮膜;根据连通器定义:上端开口,底部连通,判断压强计是否为连通器;
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度有关,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从而得到结论;
(3)同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等。
本题考查影响液体压强的因素有液体密度和液体深度,学会应用转换法和控制变量法解决问题。
25.【答案】3 1 a、d、e 无关
【解析】解:(1)用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,手会感到越吃力,说明饮料罐受到的浮力越大,这个事实可以支持“浮力的大小可能与排开液体的体积有关”,即猜想3;
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体测得重力分别为4N、4.5N和5N.然后进行如图所示的实验。
①由称重法,在序号a的实验中物体所受的浮力为:F=G-F1=4N-3N=1N;
②研究浮力大小与液体密度有关,要控制排开液体的体积相同,比较序号a、d、e的三次实验,由称重法,序号a、d、e实验中物体受到的浮力大小不同,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③比较序号a、b、c的三次实验知,三个物体的体积相同,排开水的体积相同,而三个物体的重力不同,由称重法,三个物体受到的浮力相同,故可得出结论:浮力的大小与物体的重力无关。
故答案为:(1)3;(2)①1;②a、d、e;③无关。
(1)用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,手会感到越吃力,说明饮料罐受到的浮力越大,据此回答;
(2)①由称重法得出序号a的实验中物体所受的浮力;
②浮力大小与排开液体密度和体积有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,结合称重法分析回答;
③分析a、b、c实验中相同量和不同量,由称重法比较两实验中物体受到的浮力大小,得出浮力与变化量的关系。
本题探究浮力的大小跟哪些因素有关,考查称重法测浮力、控制变量法和数据分析的能力。
26.【答案】解:
(1)由P=Wt可得,该过程中卡车发动机做的功:
W=Pt=1.8×105W×50s=9×106J;
(2)由P=Wt=Fst=Fv可得,发动机的牵引力:
F=Pv=1.8×105W20m/s=9000N,
卡车沿平直的路面匀速直线行驶时,卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,
所以该过程中卡车受到的阻力:f=F=9000N。
答:(1)该过程中卡车发动机做的功为9×106J;
(2)该过程中卡车受到的阻力为9000N。
【解析】(1)知道发动机的功率和卡车的行驶时间,根据W=Pt计算该过程中卡车发动机做的功;
(2)根据P=Wt=Fst=Fv计算发动机的牵引力,再由二力平衡条件可得卡车受到的阻力。
本题考查了二力平衡条件和功率公式的灵活应用,难度不大。
27.【答案】解:(1)木块受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.6kg×10N/kg=6N;
漂浮时浮力等于重力,G=F浮=6N。
(2)由F浮=ρ水gV排可得,木块浸入水中的体积:V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kh=6×10-4m3;
木块露出水面的体积V露=V-V排=(0.1m)3-6×10-4m3=4×10-4m3;
(3)若想将正方体木块完全按入水中,受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N。
需要的压强F'=F浮'-G=10N-6N=4N。
答:(1)木块受到的浮力为6N,木块的重力为6N;
(2)木块露出水面的体积为4×10-4m3;
(3)若想将正方体木块完全按入水中,至少需要4N的力。
【解析】(1)根据F浮=G排=m排g求出木块受到的浮力,漂浮时浮力等于重力;
(2)根据F浮=ρ水gV排求出木块排开水的体积,即木块浸入水中的体积,得出露出的体积;
(3)根据图示可知,溢水杯中的水不流动时水的深度,根据p=ρ水gh求出水对溢水杯底的压强。
本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,属于中档题。
28.【答案】解:(1)物体对地面的压力等于自身的重力,即F=G=mg=9kg×10N/kg=90N,
地面的受力面积:S=10cm×10cm=100cm2=0.01m2,
物体对地面的压强:p=FS=90N0.01m2=9000Pa;
(2)杠杆在水平位置平衡,O是杠杆支点,AO是阻力臂,阻力FA大小等于物体自身的重力,即FA=G=90N,
OB是动力臂,小江对杠杆的拉力FB为动力,
根据杠杆平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,
即90N×1.2m=FB×0.4m,
解得:FB=270N;
(3)因为杆重不计,小江做的功为:W=Gh=90N×0.6m=54J;
小江对杆做功的功率为:P=Wt=54J2s=27W;
(4)不计绳重和摩擦,根据η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动可知,此时滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=90N90N+10N×100%=90%。
答:(1)图1中,物体对地面的压强为9000Pa;
(2)图2中,小江对轻杆的拉力为270N;
(3)图2中,将重物匀速提高0.6m,用时2s,小江对杆做功的功率为27W;
(4)能,不计绳重和摩擦,根据η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动可得,此时滑轮组的机械效率为η=GG+G动=90N90N+10N×100%=90%。
【解析】(1)物体对地面的压力等于自身的重力,根据重力公式计算物体的重力,根据压强公式计算物体对地面的压强;
(2)杠杆在水平位置平衡,O是杠杆支点,AO是阻力臂,阻力大小等于物体的重力大小,OB是动力臂,小江对杠杆的拉力是动力,根据杠杆平衡条件求出拉力大小;
(3)因为杆重不计,根据W=Gh计算小江做的功,根据P=Wt计算小江对杆做功的功率;
(4)不计绳重和摩擦,根据η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动求出此时滑轮组的机械效率。
本题考查杠杆的平衡条件的应用、压强、功、功率和滑轮组机械效率的计算,难度不大。
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