江西省吉安市遂川县2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含解析)
展开2022-2023学年江西省吉安市遂川县八年级(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4小题,共8.0分)
1. “估测”是物理学中常用的一种方法。下列估测最符合实际的是( )
A. 一瓶500mL矿泉水受到的重力约为50N
B. 将两个鸡蛋举高1m,对鸡蛋做的功约为1J
C. 一本八年级物理课本对水平桌面的压强约为400Pa
D. 一名中学生游泳时受到的浮力约为60N
2. 如图所示,这是“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气,使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计),下列分析正确的是( )
A. “潜水艇”所受的浮力逐渐变小
B. “潜水艇”顶部受到水的压强不变
C. “潜水艇”排开的水所受的重力不变
D. “潜水艇”是通过改变所受浮力的大小来实现下沉的
3. 如图所示,下列现象中不能说明大气压存在的是( )
A. 用抽气筒从b管向外抽气,瓶内气球会膨大起来
B. 用手指盖住上孔,水就停止流出,手指一松开,水又从下孔流出
C. 将带有玻璃管的空试管加热后,倒插入水中,水会进入试管
D. 往容器中注入水,水静止时,容器各部分中的水面保持相平
4. 如图所示,下列关于压强的说法不正确的是( )
A. 如图中,剪刀有锋利的刃是为了增大压强
B. 如图中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
C. 如图中,墨水会被吸进钢笔,这是利用了大气压强
D. 如图中,站台处设置安全线,这是由于运行的高铁附近空气流速大、压强小
二、多选题(本大题共2小题,共6.0分)
5. 北京冬奥会上,我国运动员顽强拼搏、屡创佳绩。下列说法中不正确的是( )
A. 冰壶运动员将冰壶推出后,冰壶受到惯性的作用继续滑行
B. 自由滑雪运动员从空中下落的过程中,机械能会减小
C. 速滑运动员要不断向后蹬地才能保持速度,说明物体的运动要靠力来维持
D. 花样滑冰运动员沿曲线滑行时,运动状态保持不变
6. 关于机械效率,下面说法正确的是( )
A. 功率越大的机械,机械效率越高 B. 机械效率大小与功率大小无关
C. 机械效率越低的机械,做功就越少 D. 额外功占比越少,机械效率越高
第II卷(非选择题)
三、填空题(本大题共8小题,共16.0分)
7. 明代学者宋应星(江西人)著有《天工开物》,如图所示,是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于______(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),使用时,机械效率η______1(选填“>”“<”或“=”)。
8. 迎端午,品棕香,赛龙舟。赛龙舟时,选手们奋力向______ (选填“前”或“后”)划桨,使龙舟向前运动,同时这一现象也说明力的作用是______ 的。
9. 电灯通过电线挂在天花板上处于静止状态,灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对______力,电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对______力。
10. 如图所示,是某栋房子供水的水路示意图,放水时水龙头与水塔构成了一个______。若将水龙头(相同型号)单独打开并将开关旋至最大,则______(填“甲”或“乙“)水龙头出水速度大。
11. 科学正确佩戴口罩是预防呼吸道传染病的重要措施之一。如图所示,佩戴口罩时,用手按压口罩上的鼻夹(金属条)可使其贴合面部,使鼻夹贴合面部的施力物体是______,说明力可以改变物体的______。
12. 2022年北京冬奥会上,中国小将谷爱凌勇夺两金一银,成为了历史上第一位能拿到三个自由式滑雪项目奖牌的运动员,如图是她在空中加速下落的精彩画面,在此过程中重力势能______(选填“增大”或“减小”),重力势能转化为______。(不计空气阻力)
13. 我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强______,浮力______。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”,潜水器的体积不变)
14. 小明在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值.实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于______mm高水银柱产生的压强;如果此时在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将______100℃(选填“高于”、“等于”或“低于”).
四、实验探究题(本大题共4小题,共28.0分)
15. (1)如图1所示,在放大的测力计表盘中画出此时指针位置。
(2)小明同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图2所示。
①实验中他们通过观察海绵的______ 程度来比较压力的作用效果。物理学中有很多研究方法,如控制变量法、等效替代法、类比法、转换法等,这里运用的研究方法叫______ 法。
②比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是:______ 。
(3)在“探究液体内部压强与哪些因素有关”实验中,如图3所示。
①实验前,若用手指按压探头的橡皮膜时,发现U形管两侧的液面高度差变化很小,则说明该压强计的气密性______ (选填“好”或“差”),接下来应该______ (选填“开始实验”或“取下软管重新安装”)。
②比较步骤A、B可知,液体内部压强的大小跟______ 有关。
16. 为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,小明做了如图的实验;
(1)实验前弹簧测力计要调零。
(2)如图所示,石块的重力是______ N,排开液体的重力是______ N,得到的结论是:浸没在液体里的物体,所受到的浮力的大小______ 排开液体所受到的重力。
(3)另一实验小组在图C操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确则______ (选填“能”或“不能”)得到以上结论。
(4)学习结束后,小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图,其中A、B是弹簧测力计,C是重物,D是薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G是铁架台。
①实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以,而小军同学认为应选择规格______ (选填“相同”或“不同”)的弹簧测力计;
②实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数______ (选填“增大”、“减小”或“不变”),比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,它们的大小关系是ΔFA______ ΔFB。
17. 如图所示,在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,此时静止的杠杆处于______ (选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆水平平衡,则应将平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)端调节;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂2个钩码。要使杠杆在水平位置平衡,应在C点挂______ 个相同的钩码或者在B点施加一个向______ (选填“上”或“下”)的力;
(3)小明继续探究:保持A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当l1为0.6m时,F为______ N;
(4)完成如图丁实验后,小明利用杠杆的平衡条件来计算杠杆的质量:
①若以杠杆上的C位置为支点,在C的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡;
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离l1和O点到______ 点的距离l2;
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆=______ 。(用题中所给物理量符号表示)
18. 如图所示,探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)测量摩擦力前,应将弹簧测力计沿______ 方向进行调零。
(2)由______ 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验操作中,小明发现弹簧测力计斜向上拉动木块A时,也可使木块A在长木板上沿水平方向匀速直线运动,此时弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力______ (选填“是”或“不是”)一对平衡力,理由是______ 。
(4)如图丁所示,将实验方案进行改进的实验装置,该装置的优点是______ (选填“需要”或“不需要”)拉动长木板做匀速直线运动。实验中发现:当F为4N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为1.2N,则木块A所受滑动摩擦力的方向是水平向______ (选填“左”或“右”)。
(5)下列现象中,应用了甲、乙两图实验结论的是______ 。
A.足球守门员戴着防滑手套
B.用力压住橡皮,擦去写错的字
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫
五、计算题(本大题共3小题,共22.0分)
19. 小杨同学品学兼优,热爱劳动,全面发展。周末,他从超市采购归来,手提一袋大米,站在匀速竖直上升的电梯内。(g取10N/kg)
(1)若小杨及所带物品的总重为700N,在电梯上升10m的过程中,求电梯对他的支持力做的功。
(2)若这袋大米的总质量为5kg,手的受力面积为2cm2,求他的手受到的压强。
(3)小明将米拿回家倒入米缸的时候,有一些洒落在地上,他赶紧叮嘱年幼的弟弟别踩到米,容易摔跤,请从物理学的角度解释其中的原因。
20. 如图所示是我国救援直升机实施救援的情景,若被救两名人员总质量为150kg,在拉力作用下匀速向上运动,已知拉力的功率为1500W。求:
(1)拉力的大小;
(2)拉力在10s内做功;
(3)在(2)的基础上被救人员向上移动的速度?
21. 如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10-3m2,装满水后水深0.2m,总质量是1.75kg。把一个木块(不吸水)轻轻放入水中,待木块静止时,木块浸入水中的体积是整个木块体积的一半,从杯中溢出水的质量是0.1kg。求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)木块受到的浮力;
(2)水对溢水杯底的压强;
(3)水对溢水杯底的压力;
(4)木块的密度。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
A.一瓶500mL矿泉水的体积V=500mL=500cm3=5×10-4m3,由ρ=mV可得,矿泉水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-4m3=0.5kg,则这瓶矿泉水受到的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,故A不符合实际;
B.一个鸡蛋的重力约为0.5N左右,两个鸡蛋的重力约为1N,将两个鸡蛋举高1m时对鸡蛋做的功W=G'h=1N×1m=1J,故B符合实际;
C、物理课本的重力约为G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N.物理课本的底面积约为500cm2,即0.05m2,所以物理课本对水平桌面的压p=FS=2.5N0.05m2=50Pa,故C不符合实际;
D、一名中学生的重力约为500N,游泳时处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,即约为500N,故D不符合实际。
故选:B。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
本题一道估算题,估测是一种科学的近似计算,对于这类题,解题思路是首先要对一些物理量的单位及单位换算要有正确的认识,要对物理量的计算公式熟悉,要对常见的一些量要有数据、数量级的认识。
2.【答案】C
【解析】解:A、吸气时,瓶内气压减小,大气压将烧瓶外的水压入烧瓶内,水进入烧瓶中自重增大,但V排不变,由公式F浮=ρ液V排g可知,在水的密度不变时,“潜水艇”所受的浮力不变,故A错误;
B、“潜水艇”下沉过程中,顶部到水面的深度越来越大,所以顶部受到的水的压强越来越大,故B错误;
C、由阿基米德原理可知“潜水艇”排开水的重力等于“潜水艇”受到的浮力,由A可知,浮力不变,故C正确;
D、吸气时,瓶内气压减小,大气压将烧瓶外的水压入烧瓶内,水进入烧瓶中自重增大,但V排不变,浮力不变,当G总>F浮时,“潜水艇”就会下沉,所以“潜水艇”不是通过改变浮力的大小来实现下沉的,而是通过改变自重的大小来实现下沉的,故D错误。
故选:C。
(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g判断浮力变化;
(2)根据p=ρgh分析压强变化;
(3)阿基米德原理:物体排开液体的重力等于物体浸入液体受到的浮力;
(4)“潜水艇”通过改变自重的方式来实现沉浮。
本题以自制“潜水艇”为背景,综合考查了阿基米德原理公式的理解、液体压强的计算和潜艇沉浮的应用,理解操作目的和装置结构是解答此题得关键。
3.【答案】D
【解析】解:
A、用抽气筒从b管向外抽气,瓶内的气压减小,气球会在外界大气压的作用下被压大,故A不符合题意;
B、堵上小孔,瓶子里的水由于受到外界气压的作用倒不出来,故B不符合题意;
C、将带有玻璃管的空试管加热后,试管内的空气会排出一部分,气压减小,倒插入水中时,水会在外界大气压的作用下被压入试管,故C不符合题意;
D、连通器里面的水不流动时,水面保持相平,不能证明大气压是存在的,故D符合题意。
故选:D。
要解决此题需要掌握大气压的存在以及作用。我们周围存在大气压,大气压的值很大,并且向各个方向都有压强。并且要把大气压的作用和一般气体压强的作用区别开来;上端开口,底部连通的容器叫连通器,连通器中装同种液体,液体静止时液面是相平的。
此题主要考查了大气压的存在及作用,并且将学过的知识与生活实际相联系。
4.【答案】B
【解析】解:A、图甲中,剪刀有锋利的刃,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A正确;
B、图乙中,将玻璃管竖直下压,液体的密度不变,液体深度越大,液体压强越大,因此下端管口橡皮膜受到的压强变大,故B错误;
C、图丙中,吸钢笔水时,先用手捏笔胆排除里面的空气,松手后笔胆内空气体积增大,压强减小,墨水在大气压的作用下被压入笔胆,故C正确;
D、人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故,所以站台处设置安全线,故D正确。
故选:B。
(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)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;
(3)生活中利用大气压的例子很多,钢笔吸墨水,吸管吸饮料,注射器吸药液,吸盘,抽水机等;
(4)在流体中,流体流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
本题考查增大压强的方法、液体压强的特点、大气压强的应用和流体压强与流速的关系,虽知识点多、但都属于基础,难度不大,关键平时知识的理解和掌握。
5.【答案】ACD
【解析】解:
A、将冰壶推出后,不再受到运动员的推力,惯性是一种性质,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、自由式滑雪运动员从空中下落过程中,其质量不变,速度增大,所以动能增大;高度变小,重力势能减小,由于有摩擦力的存在,机械能部分转化为内能,所以机械能减少,故B正确;
C、停止蹬地后,速滑运动员最终会停下来的原因是受到阻力的作用,说明力可以改变物体的运动状态,物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D、花样滑冰运动员沿曲线滑行时,运动发现在变化,所以运动状态发生变化,故D错误。
故选:ACD。
(1)惯性是保持原来运动状态不变的性质;
(2)动能和势能合称机械能;动能与质量和速度有关;重力势能与质量和高度有关;机械能为动能和势能的和;
(3)力是改变物体运动状态的原因;
(4)运动状态的改变包括运动方向和速度的变化。
此题以冬奥会项目为材料,考查了机械能的变化、运动状态的判断、惯性、力与运动的关系等知识点,体现了物理关注社会热点的特点。
6.【答案】BD
【解析】解:AB、功率是单位时间内做的功,表示的是做功的快慢,机械效率是指有用功与总功的比值,两者没有必然的联系,故A错误,B正确;
C、机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率越低,有用功与总功的比值小,不能说明做的功越少,故C错误;
D、机械效率是指有用功与总功的比值,额外功占比越少,有用功占比越大,机械效率越高,故D正确。
故选:BD。
(1)功率是单位时间内做的功,表示的是做功的快慢;
(2)机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率高说明有用功与总功的比值大,额外功占比越少,机械效率越高。
本题考查了我们对机械效率、功率、功的理解和应用。需要清楚的是:使用机械时省力情况、功率大小、效率高低没有必然联系。
7.【答案】杠杆 <
【解析】解:使用桔槔时,桔槔能绕悬挂点转动,桔槔属于杠杆;
用桔槔汲水时,要提升桔槔、水桶做额外功,使得有用功小于总功,机械效率η<1。
故答案为:杠杆;<。
(1)根据使用桔槔时动力臂与阻力臂的关系判断杠杆的类型;
(2)由于存在额外功,机械效率小于1。
本题考查了简单机械的识别及杠杆的机械效率的分析,基础题目。
8.【答案】后 相互
【解析】解:赛龙舟时,选手们奋力向后划桨,水会给船一个向前的力,因为力的作用是相互的。
故答案为:后;相互。
力的作用是相互的。
本题考查了力的相互性,属于基础题。
9.【答案】相互作用 平衡
【解析】解:
电灯通过电线挂在天花板上,灯对电线有向下的拉力,由于物体间力的作用是相互的,则电线对灯有向上的拉力,所以灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对相互作用力;
电线对灯的拉力和灯所受的重力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上(都作用在电灯上),所以二力是一对平衡力。
故答案为:相互作用;平衡。
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。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
平衡力和相互作用力容易混淆,注意区分:相同点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点:平衡力是一个受力物体,发生在两个物体之间;相互作用力是两个受力物体,发生在两个物体之间。
10.【答案】连通器 甲
【解析】解:水塔上端是开口的,放水时水龙头也是开口的,它们通过水管相连,符合连通器定义特点,所以是一个连通器;
四个水龙头中,甲处在液面下最深的位置,根据液体压强特点,液体压强随深度的增加而增大,甲处液体压强大,水流速度大。
故答案为:连通器;甲。
本题第一空考查对连通器构造特点的了解:上端开口,底部连通的仪器叫连通器;
第二空考查液体压强与深度的关系:液体压强随深度的增加而增大。
本题要求知道连通器的定义,生活中的乳牛自动给水器、下水道回水弯、过桥涵洞、锅炉水位计等都是连通器;
液体压强的特点之一:随深度的增加而增大。
11.【答案】手 形状
【解析】解:用手按压口罩上的鼻夹(金属条)时,手对鼻夹条施加压力,使鼻夹贴合面部的施力物体是手,鼻夹条受到力的作用形状发生改变,说明力可以改变物体的形状。
故答案为:手;形状。
(1)力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,其中受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体。
(2)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
理解力的概念和力的两个作用效果,可解答此题。
12.【答案】减小 动能
【解析】解:她在空中加速下落的过程中,质量不变,速度增大,动能增大;质量不变,高度减小,重力势能减小;是重力势能转化为动能。
故答案为:减小;动能。
(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
掌握动能、重力势能的影响因素,利用控制变量法判断动能和重力势能的变化。
13.【答案】变大 不变
【解析】解:因为液体压强随深度的增加而增大,所以当潜水器完全入水后,随着潜水深度的增大,潜水器底部受到海水的压强将变大。
当潜水器完全入水后,随着潜水深度的增大,排开液体的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
故答案为:变大;不变。
(1)液体压强随深度的增加而增大。
(2)根据阿基米德原理可知,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关。
本题考查液体压强的特点和阿基米德原理的应用,关键是排开水的体积和深度变化的判断。
14.【答案】750 低于
【解析】解:
图中750mm高度才是水银柱的竖直高度,它产生的压强与大气压大小相等,因此当时当地的大气压值是750mmHg;
标准大气压下水银柱的高度为760mmHg,故此时的气压小于标准大气压,水的沸点低于100℃。
故答案为:750;低于。
(1)在托里拆利实验中,水银柱的高度差应是竖直高度,而不是水银柱的长度;
(2)沸点随大气压强的降低而降低。
本题考查了托里拆利实验中水银柱的观察方法,以及沸点与气压的关系,是一道基础题。
15.【答案】凹陷 转换 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 差 取下软管重新安装 液体深度
【解析】解:(1)测力计在两个力的作用下平衡,所以其示数应等于1000N,因此指针应指在1的位置,如下图所示:
(2)①海绵在压力作用下发生形变,压力越大,形变量越大,因此实验中可以通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果;用海绵的凹陷程度间接反应压力的作用效果,应用了转换法;
②由甲、乙两图所示实验,可知,在接触面积相同的情况下,压力越大,压力的作用效果越明显,由此可知:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)①用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U形管两边液面的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性差;
调节的方法是取下软管重新安装,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
②研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,故比较图A、B,得出探头浸入液体中的深度越深,U形管两边液面的高度差就越大,液体的压强越大,液体内部压强的大小跟液体深度有关。
故答案为:(1)如上图所示;(2)①凹陷;转换;②受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;(3)①差;取下软管重新安装;②液体深度。
(1)根据平衡力的知识判断测力计所受的力,在画指针位置时注意数量级;
(2)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态,压力作用效果用物体形变大小来反映。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;
根据控制变量法的要求,分析甲、乙两实验所控制的变量与实验现象,然后得出实验结论;
(3)压强计测量液体压强时,就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,若液体压强计漏气,U形管中的液面就不会变化;
U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强,若在使用压强计前发现U形管中有高度差,只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
本题考查了有关指针测量仪器的读数、探究影响压力作用效果的实验,注意控制变量法与转换法的应用是正确解题的关键。
16.【答案】3.2 1.6 等于 能 相同 减小 =
【解析】解:(1)实验前注意弹簧测力计要调零;
(2)由图甲B可知物体的重力G=3.2N,
由图B、C可知,石块受到的浮力F浮=G-F拉=3.2N-1.6N=1.6N,
由图D、F可知,排开液体的重力G排=2.2N-0.6N=1.6N。
由此可得出结论:浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于排开液体所受重力;
(3)只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出;F浮=G排。
(4)①在选择A、B两个弹簧测力计时,应选择规格相同的,便于读数,也可以减小误差(分度值相同);
②重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,
根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,
因为F浮=G-F'
所以弹簧测力计A的示数F'=G-F浮变小;
又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计B的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,
所以弹簧测力计A示数的变化量FA'和弹簧测力计B示数的变化量FB'相等。
故答案为:(2)3.2;1.6;等于;(3)能;(4)①相同; ②减小;=。
(1)为了准确测量实验数据,实验注意弹簧测力计要调零、避免指针和周边摩擦等;
(2)由图甲可知物体的重力,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力;根据阿基米德原理进行解答;
(3)浮力大小与排开液体所受重力大小根据力的分析进行解答;
(4)①选择相同规格的弹簧测力计便于读数;
②根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计A示数的变化;此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计B示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤A的示数变化量FA'和弹簧秤B的示数变化量FB'之间的关系。
本题考查了阿基米德原理实验的改进,弄清楚实验装置中每一个仪器的作用,结合阿基米德原理,即可轻松解题。
17.【答案】平衡 左 4 上 0.25 A 2ml1l2-l1
【解析】解:(1)杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于平衡状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节;
(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:FAlA=FClC,即2G×4L=FC×2L,
解得FC=4G,C点需挂4个钩码;
根据力的作用效果可知在B点施加向上的力,才能使杠杆在水平位置平衡;
(3)由于保持A点钩码数量和力臂不变,即阻力和阻力臂大小不变,根据F1l1=F2l2,可知F2l2为一定值,
由图丙知:F1l1=1N×0.15m=3N×0.05m=0.15N⋅m,
则当L1为0.6m时,
拉力F1=0.15N⋅m0.6m=0.25N;
(4)已知钩码的质量m,用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离l1和A点到C点的距离l2,
则杠杆中心到C点的距离l=l2-l1+l22=l2-l12;
根据杠杆的平衡条件可得:mgl1=m杆gl,
则杠杆的质量:m杆=2ml1l2-l1。
故答案为:(1)平衡;左;(2)4;上;(3)0.25;(4)②A;③2ml1l2-l1。
(1)当杠杆受力平衡时将保持静止或匀速转动状态;调节杠杆平衡的原则是螺母的调节方向是向上翘的那端调节;
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件进行判断;
根据力的作用效果分析在B点施加力的方向;
(3)由于保持A点钩码数量和力臂不变,根据F1l1=F2l2,可知F2l2为一定值,由图丙知求出这个不变的值,再求出当l1为30cm时F1大小。
(4)②根据杠杆的平衡条件结合图丁所示和已知条件,要求出杠杆的质量,只要求出杠杆重心到支点的距离即可。
③根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2可得杠杆的质量表达式。
本题探究杠杆平衡条件的实验,考查器材调试、杠杆平衡条件实验方案的应用。
18.【答案】水平 甲、丙 不是 两个力没有作用在同一直线上 不需要 左 A
【解析】解:(1)只有用弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。故测量摩擦力前,应将弹簧测力计沿水平方向进行调零。
(2)研究滑动摩擦力大小与压力的关系时,要控制接触面粗糙程度相同,由甲、丙两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验操作中,小明发现弹簧测力计斜向上拉动木块A时,也可使木块A在长木板上沿水平方向匀速直线运动,此时弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力不是一对平衡力,理由是两个力没有作用在同一直线上。
(4)如图丁所示,A相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,该装置的优点是不需要拉动长木板做匀速直线运动;
因测力计的拉力方向为水平向右,故木块A所受的摩擦力方向为水平向左;
(5)甲、乙两图中压力相同,乙中接触面粗糙,测力计示数大,滑动摩擦力大:
A.足球守门员戴着防滑手套,在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦力,符合题意;
B.用力压住橡皮,擦去写错的字,通过增大压力增大摩擦力,不符合题意;
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木;变滑动为滚动减小摩擦力,不符合题意;
D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫,通过使接触面分离,减小摩擦力,不符合题意;
故选:A;
故答案为:(1)水平;(2)甲、丙;(3)不是;两个力没有作用在同一直线上;(4)不需要;左;(5)A。
(1)根据二力平衡的条件分析;测力计使用前在测力的方向上调零;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)二力平衡的条件:作用在同一直线的两个力,大小相等、方向相反;
(4)A相对地面处于静止状态,根据二力平衡分析;
(5)根据控制变量法,分析甲、乙两图得出结论,分析每个选项,找出符合题意的选项。
本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和对实验方案的改进,体现了对过程和方法的考查。
19.【答案】解:(1)电梯匀速上升,电梯对他的支持力等于小杨及所带物品的总重力,
电梯对他的支持力做的功为:W=Gh=700N×10m=7000J;
(2)这袋大米的总重力为:G米=m米g=5kg×10N/kg=50N,
手提大米时,手受到的压力F'=G米=50N,手的受力面积S=2cm2=2×10-4m2,
他的手受到的压强为:p=F'S=50N2×10-4m2=2.5×105Pa;
(3)走路时,若不小心踩到米上,脚会突然向前滑动,即脚的运动速度变快,而人的上半身由于惯性仍要保持原来较小的速度,所以人就会向后摔跤。
答:(1)电梯对他的支持力做的功为7000J;
(2)他的手受到的压强为2.5×105Pa;
(3)走路时,若不小心踩到米上,脚会突然向前滑动,即脚的运动速度变快,而人的上半身由于惯性仍要保持原来较小的速度,所以人就会容易摔跤。
【解析】(1)电梯匀速上升,电梯对他的支持力等于小杨及所带物品的总重力,利用W=Gh计算出电梯对他的支持力做的功;
(2)利用G=mg计算出这袋大米的总重力,手受到的压力等于这袋大米的总重力,利用p=FS计算出他的手受到的压强;
(3)任何物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性,据此分析回答。
本题考查功的计算、固体压强的计算、惯性的应用与防止,计算过程中注意面积单位的换算。
20.【答案】解:(1)因2人匀速上升时,受到的重力和拉力是一对平衡力,
所以拉力F=G=mg=150kg×10N/kg=1500N;
(2)拉力在10秒内做功:
W=Pt=1500W×10s=15000J;
(3)根据P=Wt=Fst=Fv可知在(2)的基础上被救人员向上移动的速度:v=PF=1500W1500N=1m/s。
答:(1)拉力的大小为1500N;
(2)拉力在10s内做功为15000J;
(3)在(2)的基础上被救人员向上移动的速度为1m/s。
【解析】(1)两名人员在拉力作用下匀速向上运动时处于平衡状态,受到的力为平衡力,根据二力平衡的条件和G=mg求出拉力大小;
(2)根据W=Pt求出拉力在10秒内所做的功;
(3)根据P=Wt=Fst=Fv可知在(2)的基础上被救人员向上移动的速度.
本题考查了拉力、功、距离的计算,关键是公式和二力平衡条件的应用以及平衡状态的判断。
21.【答案】解:(1)由阿基米德原理可得木块所受的浮力:
F浮=G排=m排g=m溢g=0.1kg×10N/kg=1N;
(2)水对溢水杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
(3)由p=FS可得水对溢水杯底的压力:
F=pS=2000Pa×8×10-3m2=16N;
(4)因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G木,
即:ρ水gV排=m木g,
木块浸入水中的体积是整个木块体积的一半,则有:ρ水×12V木=ρ木V木,
所以木块的密度:ρ木=12ρ水=12×1.0×103kg/m3=0.5×103kg/m3。
答:(1)木块受到的浮力为1N;
(2)水对溢水杯底的压强2000Pa;
(3)水对溢水杯底的压力为16N;
(4)木块的密度0.5×103kg/m3。
【解析】(1)根据阿基米德原理求木块所受的浮力;
(2)知道水深,利用求p=ρgh水对溢水杯底的压强;
(3)再利用F=pS求水对溢水杯底的压力;
(4)因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G排=G木,建立等式求出木块的密度。
本题考查了重力公式、压强定义式、液体压强公式、阿基米德原理、物体漂浮条件的应用,要明确装满水的溢水杯在放入木块前后对桌面的压力相同。
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