湖南省益阳市赫山区2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含解析)
展开2022-2023学年湖南省益阳市赫山区八年级(下)期末物理试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共15小题,共30.0分)
1. 下列数据符合实际情况的是( )
A. 一名中学生站立时对水平地面的压强约为2×104Pa
B. 一只鸡蛋漂浮在盐水中所受浮力约为0.5N
C. 从地面捡起2kg物体放到桌面上,人做功约为1.6J
D. 中学生正常步行的速度可达到10m/s
2. 下列所做的实验中,说法正确的有( )
①两次海绵形变程度不同,说明压力作用效果与受力面积有关
②从三孔流出水的喷射距离不同,说明固体压强与深度有关
③用纸片盖住装满水的瓶口,倒立后纸片不下落,证明了大气压强的存在
④向两空瓶中间吹气,两瓶向中间靠,说明空气流速小的地方压强大
A. ①②③ B. ①③④ C. ②④ D. ①②③④
3. 如图是一款低碳环保的“共享摩托车”,它是互联网、智能手机、定位系统和车的资源整合,关于“共享摩托车”,下列说法正确的是( )
A. 摩托车手把上的花纹是为了增大压强
B. 摩托车坐垫设计较宽,目的是为了减小压力
C. 后期维护要跟上,例如经常在车轴处上一些润滑油,以减小摩擦力
D. 当摩托车刹车时,车就慢慢停下来,说明力是维持物体运动的原因
4. 如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8:1 B. 4:3 C. 4:1 D. 1:2
5. 如图所示,两只小船静止在水面上,右边的小船上的人用力撑开左边的那一只小船,关于两只小船的下列说法中正确的是( )
A. 右边小船对左边小船的作用力较大 B. 右边小船的惯性较大
C. 右边的船向左运动,左边的船向右运动 D. 左边的船向左运动,右边的船向右运动
6. 如图所示,甲中只有水,乙中有一木块漂浮于水面上,丙中悬浮着一个小球,三容器内水面高度最后完全相同,则下列说法正确的是( )
A. 如果向丙中加入酒精,小球受到的浮力不变
B. 如果向乙中加入盐水,木块受到的浮力不变
C. 水对三个容器底部的压力关系:F甲
A. 电梯的重力与电梯对人的支持力 B. 人对电梯的压力与电梯对人的支持力
C. 人的重力与电梯对人的支持力 D. 电梯的重力与电梯对地球的吸引力
8. 在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中,中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发,在空中完成了一次超高难度的1620度旋转,获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示,若不考虑能量损失,她的运动轨迹最符合实际的是( )
A. a B. b C. c D. d
9. 下列工具中,属于费力杠杆的是( )
A. 起子 B. 镊子
C. 钢丝钳 D. 托盘天平
10. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A. 当t=1s时,物体处于静止状态,受摩擦力是0N
B. 当t=3s时,物体受到摩擦力是6N
C. 4-6s内,拉力F做的功是16J
D. 2-4s内,物体的机械能保持不变
11. 如图甲为盛水的烧杯,弹簧测力计下用细线悬挂一个圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A. 剪断细线后,容器对水平桌面的压强变小
B. 该物体的密度为0.75×103kg/m3
C. 剪断细线后,物体静止时所受浮力大小为6N
D. 物体的质量为0.6kg
12. 如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,底面积30cm2;杯内水重3N,水深8cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A. 水对杯底的压强为900Pa
B. 水对杯底的压力为3N
C. 水杯对桌面的压强为1000Pa
D. 水杯对桌面的压力为4N
13. 如图所示下方关于该图的说法错误的是( )
A. 鱼线的拉力使钓鱼杆发生形变
B. 瓶对海绵的压力使海绵发生形变
C. 球拍对球的作用力改变球的运动方向
D. 脚踢球使球飞出去,说明力是维持运动的原因
14. 如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A. 甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
B. 乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C. 把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差变大
D. 乙装置更能准确地测量出大气压的值
15. 连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用.如图所示的事例中利用连通器原理的是( )
A. ① ② B. ③ ④ C. ① ③ ④ D. ① ② ③ ④
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共5小题,共26.0分)
16. 在玻璃杯里装上大半杯米,把一根筷子插在中间,将米压紧并使筷子直立,再往杯内加少许水,过一会儿拿起筷子,可以看到筷子把装米的玻璃杯提起来。这是因为米吸水后发胀发涩,既增大了米对筷子和米对玻璃杯的______,又增大了它们接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力。若米重1.5N,玻璃杯重1N,则当筷子提着米在空中静止时,米与筷子的摩擦力为______N。
17. 将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端,人沿斜面向上的推力为120N,如图所示,物体沿斜面移动的距离s=3m,上升的高度h=1.2m,则物体受到摩擦力是______ ,斜面的机械效率是______ 。
18. 如图所示是小明绘制的鱼在水中吐气泡的示意图,其中违背物理原理的是______ ,判断依据是______ 。
19. 2013年我国探月工程向前迈进了一大步,“玉兔号”探月器成功探月。在“玉兔号”从距离月球5km高处减速降落时,“玉兔号”的重力势能______(减小/增大/不变),动能______(减小/增大/不变),该过程主要依靠大推力发动机提供的7500N反向推力完成,历时10min.若发动机始终提供竖直向上的反向推力,且“玉兔号”始终沿着竖直方向降落,则降落过程中,发动机共对“玉兔号”做功______J,做功的功率为______W。
20. 我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器的艇体由双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材,潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的。该潜水器悬浮在海水中时总质量为22t。2017年6月23日,“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062.68m海底,创造了深潜水的世界纪录。在这一深度,海水对潜水器lm2表面产生的压力为7.3×107N。(海水密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,下列答案用科学记数法表示)
(1)假设海水密度不随深度变化,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力______ (选填“变小”“不变”或”变大”)。
(2)“蛟龙号”悬浮在海水中,所受到的浮力为______ N。
(3)“蛟龙号”载人潜水器下潜到7000m海底时,海水对其表面的压强为______ Pa。
三、实验探究题(本大题共4小题,共26.0分)
21. 如图所示,是某同学利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止位置如图甲,此时应将螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆平衡后,在左右两侧分别挂上钩码,每个钩码质量相同。如图乙所示,杠杆的左端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,采取措施______。
(3)该同学还设计另外两种实验方案如图丙、丁所示。你认为______(选填“丙图”、“丁图”)的实验方案更好,请说明你的理由______。
22. 某实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系,ρ水=1.0×103kg/m3。(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______ N,石块密度为______ kg/m3(保留一位小数)。
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力,为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是______ 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
23. 如图所示,是用来探究滑轮组机械效率的影响因素实验装置。老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其它因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:
猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关;
猜想2:可能与被提升的钩码重有关;
猜想3:可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关;
猜想4:可能与钩码被提升的高度有关。
小红和小华分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表:
(1)小华表中“?”处的数据如图所示,则拉力的大小是______ 。
(2)请根据她俩的实验记录,分别写出探究结果。
小红的实验记录:
钩码重(N)
绳端拉力(N)
机械效率
较小提升速度
4
2.1
63.5%
较大提升速度
4
2.1
63.5%
小华的实验记录:
钩码重(N)
绳端拉力(N)
机械效率
大致相同的提升速度
4
2.1
63.5%
6
?
83.5%
小红的探究结论是______ 。
小华的探究结论是______ 。
24. 如图所示是“探究液体内部压强的特点”的实验过程。
(1)实验前,要通过调试,保证压强计两边玻璃管中的液面______ ;
(2)比较甲、乙、丙图你得出的结论是______ ;
(3)为了“探究液体压强与液体密度的关系”,利用如图戊所示的装置进行实验,当注入水和盐水的深度相同时,若橡皮膜向左凸起,如图所示,则隔板右侧的液体是______ 。
四、计算题(本大题共2小题,共18.0分)
25. 一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段,司机师傅利用滑轮组和周围条件,组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车每个车轮的着地面积为0.05m2,需要通过泥泞路段需移动8m距离,汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg,在将车匀速拖离泥泞路段过程中,求:
(1)汽车静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)做的有用功;
(3)作用在绳子自由端的拉力。
26. 如图所示,容器中装有水,放在水平桌面上,水中有一个木块被细线系着没于水中,已知水重200N,容器重为10N,容器与桌面的接触面积为1×10-2m2,水深为0.5m,木块的体积为4×10-3m3,木块的密度为0.6×103kg/m3,g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3(不考虑容器壁的厚度),求。
(1)水对容器底的压力;
(2)绳子对木块的拉力;
(3)当绳子断了,木块最终漂浮在水面上时,求容器对桌面的压强。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、一名中学生的体重G=500N,双脚站立时,地面的受力面积S=0.04m2,站立时对地面的压强p=FS=GS=500N0.04m2=1.25×104Pa,故A错误;
B、一只鸡蛋的重力约0.5N,漂浮在盐水中,浮力等于重力,约为0.5N,故B正确;
C、物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N,桌子的高约0.8m,从地面捡起2kg物体放到桌面上,人做功W=Gh=20N×0.8m=16J,故C错误;
D、中学生正常步行的速度为1.1m/s,故D错误。
故选:B。
(1)一名中学生的体重约为500N,双脚站立时,地面的受力面积约为0.04m2,站立时对地面的压强根据p=FS计算;
(2)一只鸡蛋的重力约0.5N,漂浮在盐水中,浮力等于重力;
(3)根据G=mg计算物体的重力,桌子的高约0.8m,从地面捡起2kg物体放到桌面上,人做功根据W=Gh计算;
(4)中学生正常步行的速度约为1.1m/s。
本题主要考查的是对压强、浮力、功和速度的估测,解题关键是要联系实际作出合适的判断;不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
2.【答案】B
【解析】解:
①控制压力相同,而受力面积不同,根据海绵的凹陷程度可反映压力的作用效果,故①正确;
②研究液体压强与深度的关系,故②错误;
③覆杯实验实验证明了大气压的存在,故③正确;
④向两空瓶中间吹气,两瓶向中间靠拢,本实验证明了流速越大的位置、压强越小,故④正确;
故选:B。
(1)通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
(2)液体压强随深度的增加而增大;
(3)覆杯实验证明了大气压强的存在;
(4)流速大的地方压强小。
本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”及研究液体压强与深度的关系、大气压的存在、气压与流速的关系。主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
3.【答案】C
【解析】解:A.摩托车手把上的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B.摩托车坐垫设计较宽,目的是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C.经常在车轴处上一些润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故C正确;
D.当摩托车刹车时,车就慢慢停下来,是因为受到的摩擦阻力变大,说明力是改变物体运动状态的原因,物体运动不需要力来维持,故D错误。
故选:C。
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(2)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;
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动;
(4)力是改变物体运动状态的原因。物体运动不需要力来维持。
本题考查了增大和减小摩擦的方法、减小压强的方法、力与运动的关系等,综合性性强,难度不大,属于基础知识考查。
4.【答案】A
【解析】解:(1)由图可知,当V甲=1cm3时,m甲=8g;当m乙=4g时,V乙=4cm3,则
ρ甲=m甲V甲=8g1cm3 =8g/cm3,ρ乙=m乙V乙=4g4cm3=1g/cm3,
∴ρ甲ρ乙=8g/cm31g/cm3=81,
(2)∵圆柱体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,
∴等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比:
pApB=ρ甲ghρ乙gh=ρ甲ρ乙=81。
故选:A。
(1)根据图象读出任意一组质量和体积,利用密度公式求出两物质的密度,进一步求出它们的密度之比;
(2)圆柱体对水平地面的压力和自身的重力相等,则对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,据此求出等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比。
本题考查了密度公式和压强公式的应用,关键是根据图象得出两物质的密度之比和推出规则形状物体如正方体、长方体、圆柱体对水平地面压强的表达式p=ρgh的应用。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
根据题意,联系所学知识,可从力的作用的相互性角度分析解答。物体的惯性只与质量有关。
本题考查了力的作用是相互的,生活中很多现象都和物理知识紧密联系,平时要多观察、多思考。
【解答】
ACD.右边的小船上的人用力推另一只小船,给了另一只船一个作用力,另一只船同时也给了他坐的船一个反作用力,由于物体间力的作用是相互的,右边小船对左边小船的作用力和左边小船对右边小船的作用力相等,因此两船向相反的方向运动,左边的船向左运动,右边的船向右运动。故AC错误,D正确;
B.物体的惯性只与质量有关,小船质量未知,所以无法判断哪个小船的惯性大,故B错误;
故选D。
6.【答案】B
【解析】解:A、小球悬浮在丙容器中,ρ物块=ρ水,如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,由F浮=ρgV排可知,物块受到的浮力变小,故A错误;
B、小球漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水,液体密度增大,小球仍然漂浮在液面上,那么小球受到的浮力等于木块的重力,小球的重力没变,小球受到的浮力不变,故B正确;
C、由题意可知,水的密度ρ与深度h都相同,由液体压强公式:p=ρgh可知,p甲=p乙=p丙,由p=FS可知,水对容器底的压力:F=pS,由于压强与容器底面积都相同,则水对容器底的压力:F甲=F乙=F丙,故C错误;
D、在乙容器中,根据作用力和反作用力可知,容器(包括水和玻璃杯)施加给木块一个竖直向上的浮力F浮,木块会反过来施加给容器(包括水和玻璃杯)一个竖直向下的压力F压,而且F压=F浮.这个压力会通过容器传导给桌面。木块因为漂浮,所以F浮=G木=G排.所以,甲容器对于桌面的压力=G水+G杯,乙容器对桌面的压力=G水'+G排=G水'+G木+G杯,因为G水=G水'+G排,因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,同理甲容器对于桌面的压力等于丙容器对桌面的压力,三个容器对桌面的压力F相等,三个容器的底面积S相等,由p=FS可知,三个容器对桌面的压强相等,故D错误。
故选:B。
应用液体压强公式比较液体对容器底的压强关系,应用压强公式的变形公式求出液体对容器底的压力关系;根据浮力公式判断浮力如何变化。
本题考查了学生对液体压强公式、物体浮沉条件的掌握和运用,本题关键:一是知道物体密度小于液体密度时物体漂浮,物体密度等于液体密度时物体悬浮,当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;二是影响液体压强的因素是液体密度和液体深度。
7.【答案】C
【解析】解:A、电梯的重力与电梯对人的支持力,作用在不同的物体上,大小也不相同,不是平衡力;
B、人对电梯的压力与电梯对人的支持力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力;
C、人的重力与电梯对人的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上,是一对平衡力;
D、电梯的重力与电梯对地球的吸引力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力.
故选C.
物体只受两个力的作用下,如果处于静止或匀速直线运动状态,则这两个力一定是一对平衡力;
二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上.
本题考查二力平衡的判断,可以根据二力平衡的条件作出判断,在判断时注意与一对相互作用力的区分.
8.【答案】C
【解析】解:谷爱凌从A点由静止滑下,不考虑能量损失,机械能是守恒的;当谷爱凌从B点飞出,到达最高点时速度不为零,所以动能不为零,所以运动到最高点时重力势能小于A点重力势能,即运动轨迹最高点比A点低;运动到B后,有斜向上的速度,飞出B位置后,由于她具有惯性,仍然会保持原来的运动状态继续斜向上运动,故d线路是错误的;由于受到重力的作用,在重力的作用下,她会先向上运动,再向下运动。综上所述,c是最符合实际的。
故选:C。
不考虑能量损失,机械能是守恒的;任何物体都有惯性;在飞出跳台的过程中,根据运动员的受力情况分析其运动的轨迹。
本题考查了机械能的转化、惯性现象,属于基础题。
9.【答案】B
【解析】解:AC、起子和钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故AC不合题意;
B、镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
D、托盘天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D不合题意。
故选:B。
结合图片和生活经验分析动力臂和阻力臂的大小关系,当动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,是等臂杠杆。
本题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
10.【答案】C
【解析】解:
A、由丙图可知,前2s物体速度为零,处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力;由乙图可知,前2s物体所受拉力为2N,所以摩擦力也为2N;故A错误;
B、在t=3s时,由乙图可知,物体受到的拉力为6N,由丙图可知物体正在做加速运动,此时摩擦力与拉力不平衡,物体受到的摩擦力一定不等于6N.故B错误;
C、由丙图可知,4s~6s内,物体做匀速直线运动,速度为v=2m/s,
则4s~6s内通过的距离s=vt=2m/s×2s=4m,
由图乙知,4s~6s时拉力F=4N,所以4~6s内拉力F做的功为W=Fs=4N×4m=16J,故C正确。
D、由丙图可知,2~4s内物体正在做加速运动,其质量不变,高度不变,则重力势能不变,速度变大,动能变大,所以物体的机械能变大。故D错误。
故选:C。
(1)当物体静止时,静摩擦力与推力二力平衡,大小相等;
(2)当物体运动时,动摩擦力是不受推力大小影响的,只有匀速直线运动时,摩擦力与推力二力平衡,大小相等,当物体受到的推力变大或变小时,摩擦力都不变。
(3)根据图丙得出物体的速度,然后利用速度公式计算物体通过的距离,根据图乙读出拉力大小,再利用公的计算公式计算做的功;
(4)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。
本题考查学生对图象的认识及力的合成的应用,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
11.【答案】C
【解析】解:为了便于分析,弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象线段标上A、B、C、D四个点如下图,根据图象分析如下:
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为9N,此时圆柱体处于空气中,圆柱体重力G=F拉=9N;
图象中CD段圆柱体完全浸入水中,排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,圆柱体受到的拉力F=3N,则圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F=9N-3N=6N<9N,
剪断细线后,圆柱体会下沉,最终静止在容器底部,容器对水平桌面的压力变大,由p=FS可知,容器对水平桌面的压强变大,故A错误;
BD、圆柱体完全浸没时,其体积等于排开水的体积,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,
物体的体积:V=V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10-4m3,
由公式G=mg可求出圆柱体的质量m=Gg=9N10N/kg=0.9kg,
则圆柱体密度:ρ物=mV=0.9kg6×10-4m3=1.5×103kg/m3,故BD错误;
C、由F浮=ρ水gV排可知,剪断细线后,圆柱体排开水的体积不变,所受浮力大小不变,为6N,故C正确。
故选:C。
(1)由图可知圆柱体未浸入液体时,测力计的示数等于圆柱体的重力,所以从图中可读出圆柱体的重力大小;
圆柱体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,为最大值,据此求出圆柱体完全浸没时受到的浮力;
(2)利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,根据G=mg求出圆柱体的质量,最后利用密度公式求得圆柱体的密度;
(3)根据F浮=ρ水gV排分析剪断细线后,物体静止时所受浮力的大小。
本题用到的知识点有重力、质量、密度、受力分析、阿基米德原理、压强等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力。
12.【答案】D
【解析】解:
A.杯内水的深度h=8cm=0.08m,水对杯底的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故A错误;
B.由p=FS可得,水对杯底的压力F=pS=800Pa×30×10-4m2=1.8N,故B错误;
CD.水杯对桌面的压力F'=G水+G杯=3N+1N=4N,水杯对桌面的压强p'=F'S=4N30×10-4m2≈1333.3Pa,故C错误、D正确。
故选:D。
(1)知道杯内水的深度,根据p=ρgh求出水对杯底的压强;
(2)根据F=pS求出水对杯底的压力;
(3)水杯对桌面的压力等于水和杯子的重力之和,根据p=FS求出水杯对水平桌面的压强。
本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用,对于不规则的容器,对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=ρgh、再计算液体对容器底的压力F=pS;容器对桌面的压力和压强,先计算容器对桌面的压力F=G、再计算容器对桌面的压强p=FS。
13.【答案】D
【解析】A、由图可知,鱼线的拉力使钓鱼杆发生形变,所以该选项的内容正确,但不符合题意。
B、由图可知,瓶对海绵的压力使海绵发生形变,所以该选项的内容正确,但不符合题意。
C、由图可知,球拍对球的作用力改变球的运动方向,所以该选项的内容正确,但不符合题意。
D、由图可知,脚踢球使球飞出去,说明力是改变物体运动状态的原因,所以该选项的内容错误,但符合题意。
故选:D。
由本题的各个图形可以看出各选项所反映的知识都与力的作用效果有关,因此在解题时应尽量跟力的作用效果的相关知识相靠拢。
能否将图形所反映的情形跟力的相关知识相联系是本题的解题关键。
14.【答案】C
【解析】解:A、甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,故A错误;
B、乙图中,瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+外界大气压,瓶内气压不变,外界大气压变小时,玻璃管内的液面会上升,故B错误;
C、把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,大气压降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下升高,玻璃管内外液面高度差变大,故C正确;
D、托里拆利实验能准确的测出大气压的值,图乙装置是自制简易气压计,虽然能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,所以不能测出大气压的值,故D错误。
故选:C。
(1)在托里拆利实验中,玻璃管内水银柱的高度代表了外界大气压强的大小,外界大气压变大时,玻璃管内的液面会升高;
(2)从大气压与瓶内压强的关系角度进行考虑,瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+外界大气压;
(3)大气压随着高度的增加而减小;
(4)托里拆利实验能准确的测出大气压的值,图乙装置中虽然能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,所以不能测出大气压的值。
第一次精确地测出大气压值的实验是托里拆利实验,是意大利科学家托里拆利最早通过玻璃管、水银、刻度尺等完成测量的。其测量的结果是大气压相当于约760mm水银柱产生的压强,后来这一压强被规定为1标准大气压。
15.【答案】C
【解析】解:过路涵洞、洗手间下水管、船闸都是利用了连通器的原理,拦河大坝上窄下宽,因为下面受到水的压强大,拦河大坝应用的是液体压强的原理。
故选:C。
过路涵洞是上面开口,下面连通的,洗手间下水管成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸。然后把这一端船闸关闭。然后打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等。船就可以开到另一端去。
本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
16.【答案】压力 2.5
【解析】解:(1)筷子提米,米吸水后发涨发涩,既增大了米对筷子和米对玻璃杯的压力,又增大了接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力;
(2)筷子提米实验中,筷子受到向下力是米和玻璃杯的重力,向上的力是摩擦力,由于米重1.5N,玻璃杯重1N,所以当筷子提着米在空中静止时,筷子受到米的摩擦力是1.5N+1N=2.5N。
故答案为:压力;2.5。
(1)摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,增大压力,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦;
(2)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,相互平衡的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
本题考查影响摩擦力大小的因素和摩擦力大小的计算,知道物体静止或匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力是解题的关键。
17.【答案】24N 80%
【解析】解:因为G=240N,h=1.2m,
所以克服物体重力所做的功是有用功:
W有=Gh=240N×1.2m=288J;
F=120N,s=3m,
拉力做的功:
W总=Fs=120N×3m=360J;
由W额=fs可得摩擦力:
f=W额s=W总-W有用s=360J-288J3m=24N。
斜面的机械效率是:
η=W有用W总×100%=288J360J×100%=80%。
故答案为:24N;80%。
克服物体重力所做的功是有用功,利用W=Gh计算有用功;
推力所做的功是总功,利用W=Fs计算总功;
额外功等于总功减有用功,摩擦力等于额外功与斜面长的比值;
机械效率等于有用功与总功的比值。
此题考查了功的计算与斜面的机械效率,同时也明确了斜面也是一种省力的机械,任何机械省力但不省功。
18.【答案】液体内部压强随深度的增大而增大 气泡在水中向上运动的过程中,受到的压强减小,小于气泡内部压强,气泡体积不断变大
【解析】解:气泡在水中向上运动的过程中,水的密度不变,气泡深度减小,根据p=ρgh得,气泡受到的压强减小,小于气泡内部压强,所以气泡体积不断变大,而图中气泡体积变小了。
故答案为:液体内部压强随深度的增大而增大;气泡在水中向上运动的过程中,受到的压强减小,小于气泡内部压强,气泡体积不断变大。
液体压强跟液体密度和液体的深度有关。在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大。
此题考查液体压强特点的应用,难度不大,属于基础题目。
19.【答案】减小 减小 3.75×107 6.25×104
【解析】解:(1)在“玉兔号”减速降落时,“玉兔号”的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度减小,因此动能也减小;
(2)降落过程中,发动机对“玉兔号”做的功:W=Fs=7500N×5000m=3.75×107J;
做功的功率为:P=Wt=3.75×107J10×60s=6.25×104W。
故答案为:减小; 减小; 3.75×107; 6.25×104。
(1)影响动能大小的因素是质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。影响重力势能大小的因素是质量和被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(2)利用公式W=Fs可计算做功的多少;再利用功率的公式P=Wt可计算功率的大小。
掌握动能、重力势能大小的影响因素,能熟练运用功和功率的计算公式来进行相应的计算是解答此题的关键。
20.【答案】不变 2.2×105 7×107
【解析】解:(1)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开水的体积不变,水的密度不变,由F浮=ρ水V排g可知浮力不变;
(2)该潜水器悬浮在海水中时受到的浮力:
F浮=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N;
(3)海水对其表面的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa。
故答案为:(1)不变;(2)2.2×105;(3)7×107。
(1)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开水的体积不变,水的密度不变,利用F浮=ρ水V排g分析浮力变化;
(2)利用悬浮条件(F浮=G=mg)求浮力;
(3)利用p=ρgh求海水对其表面的压强。
本题考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,要求认真审题,从中获取有用信息,要仔细,易错题!
21.【答案】右 右侧的钩码向右移动一格 丙 丙中的力与杠杆垂直,力臂在杠杆上便于测量,图丁的力不与杠杆垂直,力臂不方便测量
【解析】解:(1)杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,右端上翘,故应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2))设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F左L左=F右L右,即左端:4G×2L=8GL,右端:2G×3L=6GL,8GL>6GL,左端大,故左端下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,如果不改变钩码总个数和悬挂点位置,只需要右侧的钩码向右移动一格,即右侧:2G×4L=8GL,这样左侧力与力臂的等于右侧力与力臂的乘积,即杠杆会重新平衡;
(3)由图可知,弹簧测力计在图丙中的力与杠杆垂直,力臂在杠杆上便于测量,图丁的力不与杠杆垂直,力臂不方便测量,图丙好;
故答案为:(1)右;(2)右侧的钩码向右移动一格;(3)丙图;丙中的力与杠杆垂直,力臂在杠杆上便于测量,图丁的力不与杠杆垂直,力臂不方便测量。
(1)调节杠杆在水平位置平衡,左边下沉往右调;
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件判断杠杆向那端下降,要保持平衡,根据杠杆的平衡条件判断移动那侧钩码;
(3)根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力,根据杠杆的平衡条件可知,图丙弹簧测力计方向向上,容易测量力臂,图丁方向不与杠杆垂直,不易测量力臂。
此题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用以及过支点的力对杠杆的影响,要注意分析力和对应的力臂。
22.【答案】1.4 2.7×103 A
【解析】解:(1)图B中,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数即石块的重力为G=3.8N,
图C中,石块浸没在水中时测力计的示数为F示=2.4N,
石块受到的浮力为F浮=G-F示=3.8N-2.4N=1.4N;
由G=mg可得,石块的质量:
m=Gg=3.8N10N/kg=0.38kg;
由图AD可知石块浸没时排开的水的重力:
G排=FD-FA=2.6N-1.2N=1.4N,
排开的水的体积:
V排=m排ρ水=G排ρ水g=1.4N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.4×10-4m3,
石块的体积:V=V排=1.4×10-4m3,
由ρ=mV可得石块密度:
ρ=mV=0.38kg1.4×10-4m3=2.7×103kg/m3。
(2)为了得到更普遍的结论,应选用不同的液体或物体重复实验,多次测量无意义,故选A;
故答案为:(1)1.4;2.7×103;(2)A。
(1)根据图B弹簧测力计的分度值和指针位置读出石块的重力,根据G=mg计算石块的质量;根据图C测力计的示数,结合称重法求出石块浸没在水中时受到的浮力;由图AD计算出石块浸没时排开水的体积即石块的体积,由ρ=mV计算石块密度;
(2)为了得到更普遍的结论,应选用不同的液体或物体重复实验。
本题考查浮力的有关探究和密度公式的应用,有一定难度。
23.【答案】2.4N 滑轮组的机械效率与物体匀速提升的速度无关 同一滑轮组,所提物体越重,机械效率越大
【解析】解:由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,由指针位置可知,此时拉力的大小为2.4N;
由小红的探究记录可知,钩码重力不变,提升速度改变,但机械效率不变,由此可得出结论:滑轮组的机械效率与物体匀速提升的速度无关;
由小华的探究记录可知,大致相同的提升速度,钩码重力改变,机械效率改变,由此可得出结论:同一滑轮组,所提物体越重,机械效率越大。
故答案为:2.4N;滑轮组的机械效率与物体匀速提升的速度无关;同一滑轮组,所提物体越重,机械效率越大。
(1)看清测力计的分度值,根据指针位置读数;
(2)根据两人的探究结果,结合控制变量法可得出结论。
本题探究滑轮组机械效率的影响因素实验装置,考查弹簧测力计的读数和分析数据归纳结论的能力,总体难度不大。
24.【答案】相平 在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等 盐水
【解析】解:(1)实验前要正确安装压强计,调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平;
(2)如图甲、乙、丙所示,将压强计的探头放在水中的同一深度处,使橡皮膜朝向不同的方向,会观察到U形管内液面高度差不改变,这说明在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(3)若橡皮膜出现图示情况,即橡皮膜向左凸出,说明隔板左侧的液体对橡皮膜压强小于隔板右侧的液体对橡皮膜压强,因液体深度相同,根据p=ρgh可知,ρ=pgh,则隔板右侧的液体密度较大,是盐水。
故答案为:(1)相平;(2)在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;(3)盐水。
(1)根据转换法,通过U形管中液面的高度差反映了橡皮膜所受压强的大小,实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面相平;
(2)因液体内部在同一深度向各个方向的压强相等,结合转换法回答;
(3)根据橡皮膜的凹凸情况结合p=ρgh,结合盐水密度较大分析回答。
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
25.【答案】解:(1)汽车静止在水平地面上时对地面的压力:F压=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,
汽车静止在水平地面上时对地面的压强:p=F压S=1.5×104N4×0.05m2=7.5×104Pa。
(2)汽车在泥泞路段受到的阻力:f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N;
将车匀速拖离,由二力平衡条件可得,滑轮组对车的拉力:F拉=f=1.5×103N;
所做有用功:W有=F拉s车=1.5×103N×8m=1.2×104J,
(3)由图可知n=3,则绳子移动的距离:s绳=3s车=3×8m=24m,
由η=W有用W总可得总功:W总=W有η=1.2×104J80%=1.5×104J;
由W总=Fs绳可得,作用在绳子自由端的拉力:F=W总s绳=1.5×104J24m=625N。
答:(1)汽车静止在水平地面上时对地面的压强7.5×104Pa;
(2)做的有用功为1.2×104J;
(3)作用在绳子自由端的拉力为625N。
【解析】(1)根据F压=G求出汽车静止在水平地面上时对地面的压力,根据p=F压S求出此时汽车对地面的压强。
(2)已知汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍,可求得阻力,因为匀速拖离,由二力平衡条件可得滑轮组对车的拉力;然后利用W=Fs可求得有用功;
(3)由图可知n=3,由此可得绳子移动的距离,已知滑轮组的机械效率为80%,利用η=W有用W总可求得总功,再利用W总=Fs可求得作用在绳子自由端的拉力。
此题涉及到了功的计算,滑轮组机械效率的计算等多个知识点,有一定的拔高难度,是一道综合性较强的题目。
26.【答案】解:(1)水对容器底的压强为:
p=ρ水gh=1000kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa,
则水对容器底的压力为:
F=pS=5000Pa×1×10-2m2=50N;
(2)木块完全浸没,故木块排开水的体积V排=V=4×10-3m3,
木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N;
木块的重力G木=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×4×10-3m3×10N/kg=24N,
此时木块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力和拉力的作用,处于平衡状态,
则:F浮=F拉+G,
绳子对木块的拉力:F拉=F浮-G=40N-24N=16N;
(3)当绳子断了,木块最终漂浮在水面上时,
容器对桌面的压力F=G容器+G水+G木=10N+200N+24N=234N,
受力面积S=1×10-2m2,
容器对桌面的压强:
p'=FS=234N1×10-2m2=2.34×104Pa。
答:(1)水对容器底的压力为50N;
(2)绳子对木块的拉力为16N;
(3)当绳子断了,木块最终漂浮在水面上时,容器对桌面的压强为2.34×104Pa。
【解析】(1)根据p=ρgh可求出水对容器底的压强,根据F=pS可求出水对容器底的压力;
(2)已知木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力;根据G木=mg=ρ木Vg得出木块的重力,此时木块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力和拉力的作用,处于平衡状态,根据F拉=F浮-G得出绳子对木块的拉力;
(3)当绳子断了,木块最终漂浮在水面上时,根据F=G容器+G水+G木得出容器对桌面的压力,根据p=FS得出容器对桌面的压强。
本题考查浮力、压力和压强的计算,并考查阿基米德原理的应用和受力分析的知识,综合性较强。
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