广东省湛江市部分学校2023-2024学年八年级下学期期末物理试卷
展开1.(3分)以下估算最接近实际的是( )
A.一个鸡蛋的重约0.5N
B.人站立时对地面的压力约50N
C.人走路时对地面的压强约10Pa
D.物理课本重约200N
2.(3分)如图所示,正常使用时属于费力的杠杆的是( )
A.扳手B.开瓶起子
C.筷子D.托盘天平
3.(3分)下列现象中利用了大气压强的是( )
A.飞机的升空B.拦河坝做的下宽上窄
C.下水道的U形管D.用吸管喝饮料
4.(3分)以下情形中,体现出力的作用效果与另外三个不同的是( )
A.足球在草地上越滚越慢
B.被踩在脚下的足球变扁
C.足球在空气中沿弧线飞行
D.守门员抱住飞来的足球
5.(3分)如图所示是儿童乐园的摩天轮,小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中,关于小明的能量变化,下列说法正确的是( )
A.动能转化为重力势能,机械能守恒
B.动能转化为重力势能,机械能变小
C.动能不变,重力势能变大,机械能变大
D.动能不变,重力势能不变,机械能不变
6.(3分)如图所示,物体在大小相同的力F作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则它们的大小关系正确的是( )
A.W1<W2<W3B.W1<W3<W2C.W1>W2=W3D.W1=W2=W3
7.(3分)水平桌面上两个容器中分别盛有甲、乙两种液体。将小球A先后放入两个容器中,静止时小球状态如图所示(两个容器液面相平)。下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
B.小球所受浮力F甲<F乙
C.小球所受浮力F甲>F乙
D.两容器底受到液体压强p甲=p乙
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)如图,雾霾天气,快速行驶的B车司机看见不远处的A车后立即刹车,由于 仍撞到汽车A,造成“追尾”事故,观察汽车A的尾部,说明力能够改变物体的 ,“追尾”碰撞瞬间,汽车B对汽车A的作用力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车A对汽车B的作用力。
9.(3分)如图甲所示,两个手指轻轻按压铅笔两端,两个手指的痛感不同,说明压力作用效果与 有关;图乙所示为著名的帕斯卡裂桶实验,它说明液体压强大小与液体 有关;图丙所示,1644年,意大利科学家 用此实验装置测定了大气压的值。
10.(3分)暑假即将来临,溺水事件时有发生,同学们要树立安全意识。在河里游泳时最怕遇到漩涡,当人进入漩涡边沿后,往往不由自主地被吸入漩涡中心造成事故。这是因为相对于漩涡边沿,漩涡中心流速 ,压强较 ,从而形成 (选填“指向”或“背向”)漩涡中心的压力差。
11.(3分)2022年6月5日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥十四运载火箭成功将神舟十四号顺利送入预定轨道。如图,火箭加速上升时,动能 ,重力势能 ,机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.(3分)花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,它的支点在 (选填“A”“B”或“C”)点,使用该修枝剪刀修剪树枝时, (选填“能”或“不能”)省功。
13.(3分)小明同学用20N的水平推力,将重为200N的购物车沿水平地面向前推动了10m,用时10s,在此过程中,推力对购物车做功 J,推力做功的功率为 W,购物车的重力做功 J。
14.(3分)质量是6kg的物体A放在水平桌面上,利用如图装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平。其示数为2N,不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦,则(g取10N/kg)
(1)作用在绳端的拉力F为 N。
(2)水平桌面对物体A的摩擦力是 N。
(3)在10s内拉力作用点移动 m。
三、作图题(本大题3小题,2+2+3=7分)
15.(2分)如图所示,小球漂浮在水中,画出小球所受力的示意图。
16.(2分)如图所示,人站在地面上用滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子画出由两段绳子承担动滑轮和物重的绕法。
17.(3分)在如图中画出阻力臂l2,并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小动力F1。
四、实验题(本大题3小题,每空1分,共19分)
18.(7分)小明利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图1所示。
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)比较甲、乙两图所示实验,可得结论是:当 一定时, ,压力的作用效果越明显。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较 图所示实验;
(4)小明实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图2所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果 (选填“变大”、“不变”或“变小”),由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 ;
(5)本实验采用的实验方法是 (写出一种方法即可)。
19.(6分)如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作(步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m)。
(1)实验中探究的动能是指 ;(选填序号)
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
(2)实验中通过比较 来判断钢球具有动能的大小.
(3)小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系,你认为该观点是 (选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较步骤 和 可以判断动能大小与物体质量的关系;
(5)若斜面下方的水平面是光滑的,本实验 (选填“能”或“不能”)达到实验目的。
20.(6分)小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)侧进行调节,直至杠杆在 位置平衡,这样做的目的是便于在杠杆上直接测出 。
(2)杠杆调节完成后,小明在图乙所示的A处挂3个相同的钩码,为了使杠杆再次在原来调节后的位置平衡,应在B处挂 个同样的钩码。
(3)小明改用如图丙所示的方法进行探究,发现当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变 (选填“大”或“小”)。
(4)实验中多次改变所挂钩码的数量及位置,目的是 (选填“A”或“B”)。
A.得到多组数据,便于发现规律
B.多次测量取平均值以减小误差
五、计算题(本大题2小题,21题6分,22题7分,共13分)
21.(6分)如图所示是我市部分中小学投入使用的新型安全校车,这种校车的性能完全符合校车12项安全标准。中考期间,城南中学的学生乘坐这种新型安全校车到9km外的考点参加考试,校车和学生总质量为9000kg,车轮与地面的接触总面积为0.15m2,校车行驶了15min后安全到达考点。求:
(1)校车和学生的总重力;
(2)校车对水平路面的压强;
(3)若校车以12m/s的速度在某段平直路面上匀速行驶10min,校车受到的牵引力是4500N,求校车发动机牵引力做功的功率。
22.(7分)我国“奋斗者”号(如图所示)载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底;潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为30m3,求:(海水密度取ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少?
(2)在海面下104m深处时它底部一个表面积为600cm2的观察窗受到的海水压力是多少?
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力是多少?
六、综合题(每空1分,共19分)
23.(7分)物理兴趣小组的同学们利用如图15所示的装置进行“二力平衡条件”的探究:
(1)小组利用图甲的装置进行探究,桌面两侧的定滑轮可起到 的作用。
(2)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后,把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡。
(3)某次实验中,当左盘砝码质量大于右盘时,小车两边的拉力大小 (选填“相等”或“不相等”),但小车仍处于静止状态。此时小车受到的 (选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响。
(4)为尽量减少以上影响,小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片,如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小敏下一步操作是 :
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
(5)如果将小车换成轻质弹簧测力计,如图丙所示.在左右两盘各放入重4N的砝码,忽略盘重和绳重,
则弹簧测力计的示数为 N。
24.(6分)阅读短文,回答问题。
空心锤子
在生产、生活和科学实验中,我们常常要使用锤子。如在墙上钉钉子时,我们用锤子反复击打钉子,钉子便进入墙里。但是,在宇宙空间,当宇航员用锤子敲击物体时,锤子给物体一个作用力,物体受力运动的同时,人和锤子也会向背离物体的方向运动,并且敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹的越远,根本无法进行再次敲击。怎样解决这一问题呢?科学家把宇航员用的锤子设计成空心的,并在里面装入一定量的钢砂,当手握锤子敲击物体时,锤子会把受到的反作用力传给钢砂,使原来处于相对静止的钢砂运动起来。钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力,同时产生热量,减慢了锤子的运动,使锤子不会反跳起来。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲打物体的难题。
回答下列问题:
(1)用锤子击打钉子时,锤子对钉子的作用力和钉子对锤子的作用力是 (选填“相互作用力”或“平衡力”);
(2)宇航员用锤子敲击物体,物体会运动,这表明力可以改变物体的 ;同时,人和锤子也会反向运动,这表明物体间力的作用是 。锤子离开物体后仍能继续运动,是由于锤子具有 ;
(3)敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹飞得越远,是因为力的 (选填力的三要素之一)影响了力的作用效果;
(4)宇航员与飞船一起绕地球匀速转动的过程中,受到的是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
25.(6分)某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下:
①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。
②按图安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置。
③匀速拉动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有,总功W总,机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验。
请根据实验过程和实验记录,思考并回答:
(1)请将表格内的数据补充完整:① 、② 、③ 。
(2)小张没有通过计算就发现表格中有一数据明显错误,它是第 次实验的数据,这数据应该为 。
(3)改正后,分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”)。
次数
沙和袋所受的总重力G/N
提升高度
h/m
有用功W有
/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
0.6
0.2
0.3
0.6
66.7%
2
0.9
0.2
0.18
0.4
0.24
75%
3
1.2
0.2
0.24
0.5
0.6
0.30
125%
参考答案
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的.请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑。
1.(3分)以下估算最接近实际的是( )
A.一个鸡蛋的重约0.5N
B.人站立时对地面的压力约50N
C.人走路时对地面的压强约10Pa
D.物理课本重约200N
【解答】解:A、一个鸡蛋的重约0.5N,故A正确;
B、人站立时对地面的压力等于人的重力,约500N,故B错误;
C、中学生的体重在G=500N左右,走路时单脚与地面的接触面积在S=250cm2=0.025m2左右,走路时对地面的压强为p====2×104Pa,故C错误;
D、物理课本的质量约250g=0.25kg,受到的重力为G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,故D错误。
故选:A。
2.(3分)如图所示,正常使用时属于费力的杠杆的是( )
A.扳手B.开瓶起子
C.筷子D.托盘天平
【解答】解:A、扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A错误;
B、开瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B错误;
C、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C正确;
D、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故D错误。
故选:C。
3.(3分)下列现象中利用了大气压强的是( )
A.飞机的升空B.拦河坝做的下宽上窄
C.下水道的U形管D.用吸管喝饮料
【解答】解:A、飞机的机翼上方凸起,下方平直,空气在相等的时间内,经过上方比下方的路程长,上方比下方的空气速度大,上方比下方的压强小,在上下压强差的作用下产生了向上的升力,故利用的是流体压强和流速的关系,故A不符合题意;
B、拦河坝修成上窄下宽的形状是因为液体的压强随深度的增加而增大,这样可承受更大的压强,不是利用大气压,故B不符合题意;
C、下水道U形弯管在结构上符合上端开口、底部相连通的特点,是连通器的应用,故C不符合题意;
D、用力吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故D符合题意;
故选:D。
4.(3分)以下情形中,体现出力的作用效果与另外三个不同的是( )
A.足球在草地上越滚越慢
B.被踩在脚下的足球变扁
C.足球在空气中沿弧线飞行
D.守门员抱住飞来的足球
【解答】解:A、足球在草地上越滚越慢,足球的运动速度发生变化,力改变了足球的运动状态;
B、被踩在脚下的足球变扁,足球的形状变化,说明力改变了物体的形状;
C、足球在空中在重力作用下沿弧线飞行,其运动方向和速度大小均发生变化,说明力改变了物体的运动状态;
D、守门员抱住飞来的足球,足球由运动变为静止,说明力改变了物体的运动状态;
通过以上分析可知,四个力中与其它三个力所产生的作用效果不同的是B。
故选:B。
5.(3分)如图所示是儿童乐园的摩天轮,小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中,关于小明的能量变化,下列说法正确的是( )
A.动能转化为重力势能,机械能守恒
B.动能转化为重力势能,机械能变小
C.动能不变,重力势能变大,机械能变大
D.动能不变,重力势能不变,机械能不变
【解答】解:由于摩天轮是在匀速转动,所以小明在上升到最高点的过程中,其速度、质量不变,故动能保持不变。同时高度增加,故重力势能增加,即其机械能增加,故C正确,ABD错误。
故选:C。
6.(3分)如图所示,物体在大小相同的力F作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则它们的大小关系正确的是( )
A.W1<W2<W3B.W1<W3<W2C.W1>W2=W3D.W1=W2=W3
【解答】解:
由题知,拉力F的大小相同,沿力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知,力F做的功W1=W2=W3。
故选:D。
7.(3分)水平桌面上两个容器中分别盛有甲、乙两种液体。将小球A先后放入两个容器中,静止时小球状态如图所示(两个容器液面相平)。下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
B.小球所受浮力F甲<F乙
C.小球所受浮力F甲>F乙
D.两容器底受到液体压强p甲=p乙
【解答】解:
AD、小球A在甲液体中漂浮,则密度ρA<ρ甲,小球A在乙液体中悬浮,则密度ρA=ρ乙,所以ρ甲>ρ乙,因为:ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p甲>p乙,故A正确,D错误;
BC、小球A在甲液体中漂浮,则浮力F甲=G,在乙液体中悬浮,则浮力F乙=G,所以F甲=F乙,故BC错误。
故选:A。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)如图,雾霾天气,快速行驶的B车司机看见不远处的A车后立即刹车,由于 仍撞到汽车A,造成“追尾”事故,观察汽车A的尾部,说明力能够改变物体的 ,“追尾”碰撞瞬间,汽车B对汽车A的作用力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车A对汽车B的作用力。
【解答】解:(1)汽车B原来处于运动状态,当司机遇到情况紧急刹车时,由于惯性B车不能立即停止,向前继续运动一段距离,这是B车撞到A车的原因;
(2)A的尾部发生形变,这是力的作用的结果,说明力能够改变物体的形状;
(3)B汽车对A汽车的撞击力与A汽车对B汽车的力是一对相互作用力,大小相等。
故答案为:惯性;形状;等于。
9.(3分)如图甲所示,两个手指轻轻按压铅笔两端,两个手指的痛感不同,说明压力作用效果与 有关;图乙所示为著名的帕斯卡裂桶实验,它说明液体压强大小与液体 有关;图丙所示,1644年,意大利科学家 用此实验装置测定了大气压的值。
【解答】解:铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力;两手指的受力面积不同,右边手指更疼,根据相互作用力的特点知,二力大小相等,受力面积不同,压力的作用效果不同,这说明压力的作用效果与受力面积有关;
帕斯卡裂桶实验,倒入几杯水后,水的质量虽然变化不大,但细管中水的深度增加了很多,水产生了较大的压强把水桶压裂了,说明了液体压强随深度的增加而增大,即液体压强与液体的深度有关;
图丙所示,1644年,意大利科学家托里拆利利用此实验装置测定了大气压的值。
故答案为:受力面积;深度;托里拆利。
10.(3分)暑假即将来临,溺水事件时有发生,同学们要树立安全意识。在河里游泳时最怕遇到漩涡,当人进入漩涡边沿后,往往不由自主地被吸入漩涡中心造成事故。这是因为相对于漩涡边沿,漩涡中心流速 ,压强较 ,从而形成 (选填“指向”或“背向”)漩涡中心的压力差。
【解答】解:相对于漩涡边沿,旋涡中心水的流速大、压强小,外侧流速小压强大,从而形成指向漩涡中心的压力差,把人吸进去。
故答案为:大;小;指向。
11.(3分)2022年6月5日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥十四运载火箭成功将神舟十四号顺利送入预定轨道。如图,火箭加速上升时,动能 ,重力势能 ,机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解答】解:火箭加速上升时,质量不变、速度变大、高度变大,则动能增大,重力势能增大,动能和重力势能之和机械能也增大。
故答案为:增大;增大;增大。
12.(3分)花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,它的支点在 (选填“A”“B”或“C”)点,使用该修枝剪刀修剪树枝时, (选填“能”或“不能”)省功。
【解答】解:剪刀属于杠杆,支点是B点,动力作用在A点,阻力作用在C点,使用时动力臂大于阻力臂,因此是省力杠杆;
根据功的原理可知,使用杠杆不能省功。
故答案为:省力;B;不能。
13.(3分)小明同学用20N的水平推力,将重为200N的购物车沿水平地面向前推动了10m,用时10s,在此过程中,推力对购物车做功 J,推力做功的功率为 W,购物车的重力做功 J。
【解答】解:
(1)推力对购物车做功:
W=Fs=20N×10m=200J;
推力做功的功率P===20W;
(2)购物车在水平地面上移动10m,重力的方向竖直向下,购物车没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即购物车的重力做功为0J。
故答案为:200;20;0。
14.(3分)质量是6kg的物体A放在水平桌面上,利用如图装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平。其示数为2N,不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦,则(g取10N/kg)
(1)作用在绳端的拉力F为 N。
(2)水平桌面对物体A的摩擦力是 N。
(3)在10s内拉力作用点移动 m。
【解答】解:(1)因为弹簧测力计的示数是2N,所以,作用在绳端的拉力F为2N;
(2)由图可知,承担摩擦力的绳子股数是3,所以F=f,则f=6N;
(3)物体A在10s内通过的距离:s′=vt=0.2m/s×10s=2m,
绳子自由端移动的距离s=3s′=3×2m=6m。
故答案为:(1)2;(2)6;(3)6。
三、作图题(本大题3小题,2+2+3=7分)
15.(2分)如图所示,小球漂浮在水中,画出小球所受力的示意图。
【解答】解:小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,如下图所示:
16.(2分)如图所示,人站在地面上用滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子画出由两段绳子承担动滑轮和物重的绕法。
【解答】解:因为是人站在地面上用滑轮组提升重物,所以由2段绳子承担物重,绳子开始系在定滑轮下挂钩上,依次缠绕。如图所示:
17.(3分)在如图中画出阻力臂l2,并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小动力F1。
【解答】解:重物对杠杆的拉力即为阻力,过支点O作力阻力作用线的垂线段,即为阻力臂l2;
根据杠杆平衡的条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力臂越长越省力;
由图示可知,以OA为动力臂时,动力臂最长,此时最省力;连接OA,从A点做OA的垂线,为使杠杆平衡,力的方向应垂直于OA向上,如图所示:
四、实验题(本大题3小题,每空1分,共19分)
18.(7分)小明利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图1所示。
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)比较甲、乙两图所示实验,可得结论是:当 一定时, ,压力的作用效
果越明显。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较 图所示实验;
(4)小明实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图2所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果 (选填“变大”、“不变”或“变小”),由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 ;
(5)本实验采用的实验方法是 (写出一种方法即可)。
【解答】解:(1)根据转换法,实验中小明是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)甲、乙两图中丙中受力面积相同,压力越小,压力作用效果明显,比较甲、丙两图所示实验,能够得到的结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,应通过比较甲、丙图所示实验;
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力相同;
(5)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,用到的科学实验方法是转换法。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)压力;压力作用效果明显;(3)甲、丙;(4)不变;没有控制压力相同;(5)转换法。
19.(6分)如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作(步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m)。
(1)实验中探究的动能是指 ;(选填序号)
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
(2)实验中通过比较 来判断钢球具有动能的大小.
(3)小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系,你认为该观点是 (选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较步骤 和 可以判断动能大小与物体质量的关系;
(5)若斜面下方的水平面是光滑的,本实验 (选填“能”或“不能”)达到实验目的。
【解答】解:(1)根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击后移动的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小,实验中探究的动能是指钢球撞击木块时的动能,故选A。
(2)实验中通过比较木块B被钢球撞击后移动的距离s来判断钢球具有动能的大小,这种方法在物理学中属于转换法。
(3)由图知实验步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同,不符合控制变量法的探究要求,不可以判断动能大小与速度的关系。
(4)要探究动能大小与物体质量的关系,需要控制速度相同,改变物体的质量,步骤甲、步骤乙符合题意。
(5)从斜面上滚下,若水平面绝对光滑,钢球撞击木块后,木块不受摩擦力作用,在水平方向不受外力作用,将做匀速直线运动,不能通过比较木块移动的距离来比较动能的大小。
故答案为:(1)A;(2)木块移动距离;(3)错误;(4)甲;乙;(5)不能。
20.(6分)小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)侧进行调节,直至杠杆在 位置平衡,这样做的目的是便于在杠杆上直接测出 。
(2)杠杆调节完成后,小明在图乙所示的A处挂3个相同的钩码,为了使杠杆再次在原来调节后的位置平衡,应在B处挂 个同样的钩码。
(3)小明改用如图丙所示的方法进行探究,发现当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变 (选填“大”或“小”)。
(4)实验中多次改变所挂钩码的数量及位置,目的是 (选填“A”或“B”)。
A.得到多组数据,便于发现规律
B.多次测量取平均值以减小误差
【解答】解:(1)如图甲所示,杠杆右端下沉,其左端偏高,应将平衡螺母向上翘的左端移动,使杠杆在水平位置平衡,此时所挂钩码对杠杆产生的拉力的力臂在杠杆上,这样做的目的是便于在杠杆上直接测出力臂大小;
(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=FBLB,即3G×4L=FB×3L,解得FB=4G,需挂4个钩码;
(3)当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,此时拉力的动力臂变小,根据杠杆的平衡条件,阻力阻力臂不变,仍要保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变大;
(4)实验中多次改变挂钩码的数量及位置,目的是避免偶然性,使结论具有普遍性,故选A。
故答案为:(1)左;水平;力臂;(2)4;(3)大;(4)A。
五、计算题(本大题2小题,21题6分,22题7分,共13分)
21.(6分)如图所示是我市部分中小学投入使用的新型安全校车,这种校车的性能完全符合校车12项安全标准。中考期间,城南中学的学生乘坐这种新型安全校车到9km外的考点参加考试,校车和学生总质量为9000kg,车轮与地面的接触总面积为0.15m2,校车行驶了15min后安全到达考点。求:
(1)校车和学生的总重力;
(2)校车对水平路面的压强;
(3)若校车以12m/s的速度在某段平直路面上匀速行驶10min,校车受到的牵引力是4500N,求校车发动机牵引力做功的功率。
【解答】解:(1)校车和学生的总重力:G=mg=9000kg×10N/kg=9×104N;
(2)校车对水平路面的压力:F=G=9×104N,
则校车对水平路面的压强:p===6×105Pa;
(3)校车发动机牵引力做功的功率:
P==F牵v=4500N×12m/s=5.4×104W。
答:(1)校车和学生的总重力是9×104N;
(2)校车对水平路面的压强是6×105Pa;
(3)校车发动机牵引力做功的功率是5.4×104W。
22.(7分)我国“奋斗者”号(如图所示)载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底;潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为30m3,求:(海水密度取ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少?
(2)在海面下104m深处时它底部一个表面积为600cm2的观察窗受到的海水压力是多少?
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力是多少?
【解答】解:(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×104m=1.03×108Pa;
(2)由p=知,观察窗受到的海水压力:
F=pS=1.03×108Pa×600×10﹣4m2=6.18×106N;
(3)“奋斗者”号在海面下时,排开海水的体积等于“奋斗者”号自身的体积,
“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力为:
F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×30m3=3.09×105N。
答:(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是1.03×108Pa;
(2)它底部一个表面积为600cm2的观察窗受到的海水压力是6.18×106N;
(3)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是3.09×105N。
六、综合题(每空1分,共19分)
23.(7分)物理兴趣小组的同学们利用如图15所示的装置进行“二力平衡条件”的探究:
(1)小组利用图甲的装置进行探究,桌面两侧的定滑轮可起到 的作用。
(2)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后,把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡。
(3)某次实验中,当左盘砝码质量大于右盘时,小车两边的拉力大小 (选填“相等”或“不相等”),但小车仍处于静止状态。此时小车受到的 (选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响。
(4)为尽量减少以上影响,小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片,如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小敏下一步操作是 :
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
(5)如果将小车换成轻质弹簧测力计,如图丙所示.在左右两盘各放入重4N的砝码,忽略盘重和绳重,则弹簧测力计的示数为 N。
【解答】解:(1)定滑轮可以改变力的方向;
(2)把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动,最后恢复到静止状态,说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡;
(3)实验中,当左盘放入稍大一点的砝码时,小车两边的拉力大小不相等;小车仍处于静止状态,此时小车还受平衡力的作用,此时小车有向左运动的趋势,桌面对小车有向右的摩擦力,即小车受到小车受到摩擦力的影响;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡,故选:B;
(5)如果将小车换成轻质弹簧测力计,如图乙所示,在左右两盘各放入重4N的砝码,则拉力为4N,弹簧测力计的示数为4N。
故答案为:(1)改变力的方向;(2)同一条直线上;(3)不相等;是;摩擦力;(4)B;(5)4。
24.(6分)阅读短文,回答问题。
空心锤子
在生产、生活和科学实验中,我们常常要使用锤子。如在墙上钉钉子时,我们用锤子反复击打钉子,钉子便进入墙里。但是,在宇宙空间,当宇航员用锤子敲击物体时,锤子给物体一个作用力,物体受力运动的同时,人和锤子也会向背离物体的方向运动,并且敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹的越远,根本无法进行再次敲击。怎样解决这一问题呢?科学家把宇航员用的锤子设计成空心的,并在里面装入一定量的钢砂,当手握锤子敲击物体时,锤子会把受到的反作用力传给钢砂,使原来处于相对静止的钢砂运动起来。钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力,同时产生热量,减慢了锤子的运动,使锤子不会反跳起来。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲打物体的难题。
回答下列问题:
(1)用锤子击打钉子时,锤子对钉子的作用力和钉子对锤子的作用力是 (选填“相互作用力”或“平衡力”);
(2)宇航员用锤子敲击物体,物体会运动,这表明力可以改变物体的 ;同时,人和锤子也会反向运动,这表明物体间力的作用是 。锤子离开物体后仍能继续运动,是由于锤子具有 ;
(3)敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹飞得越远,是因为力的 (选填力的三要素之一)影响了力的作用效果;
(4)宇航员与飞船一起绕地球匀速转动的过程中,受到的是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
【解答】解:(1)锤子击打钉子时,锤子对钉的作用力与钉对锤子的作用力是一对相互作用力,其大小相等;
(2)宇航员用锤子敲击物体,物体会运动,这表明力可以改变物体的运动状态;同时,人和锤子也会反向运动,说明力的作用是相互的;锤子离开物体后,仍能继续运动,是由于锤子具有惯性;
(3)敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹飞得越远,说明力的大小影响力的作用效果;
(4)宇航员与飞船一起绕地球匀速转动过程中,曲线运动方向时刻改变,运动状态时刻改变,受非平衡力作用。
故答案为:(1)相互作用力;(2)运动状态;相互的;惯性;(3)大小;(4)非平衡力。
25.(6分)某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下:
①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。
②按图安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置。
③匀速拉动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有,总功W总,机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验。
次数
沙和袋所受的总重力G/N
提升高度
h/m
有用功W有
/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
0.6
0.2
0.3
0.6
66.7%
请根据实验过程和实验记录,思考并回答:
(1)请将表格内的数据补充完整:① 、② 、③ 。
(2)小张没有通过计算就发现表格中有一数据明显错误,它是第 次实验的数据,这数据应该为 。
(3)改正后,分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”)。
【解答】解:(1)根据W有用=Gh知,
第1次的有用功为:W有用1=Gh=0.6N×0.2m=0.12J;
第1次的总功为:W总1=Fs=0.3N×0.6m=8J;
绳子的有效段数为3,根据s=nh,在第2次实验中,绳端移动的距离s=3×0.2m=0.6m;
(2)由于额外功不可避免,有用功总是小于总功,根据η=知机械效率总小于1,而第3次实验的机械效率大于100%,所以错误;
这数据应该为:η3=×100%=×100%=80%;
(3)纵向分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
故答案为:(1)0.12;0.18;0.6;(2)3;80%;(3)越高。
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2
0.9
0.2
0.18
0.4
0.24
75%
3
1.2
0.2
0.24
0.5
0.6
0.30
125%
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