甘肃省武威市凉州区2023-2024学年八年级下学期期末物理试卷
展开1.(2分)下列排球场上的情形中,不属于力改变物体运动状态的是( )
A.发球手用力把排球发出去
B.被踩在裁判脚下的排球变形了
C.二传手垫起飞来的球
D.主攻手在最高点将球大力扣出
【答案】B
【解析】解:A.发球手用力把排球发出去,继续向前运动是由于惯性,这是由于排球受重力的作用,故A错误;
B.裁判踩排球,从而使排球变形了,故B正确;
C.二传手垫起飞来的球,球的运动方向会发生改变,故C错误;
D.主攻手在最高点将球大力扣出,球的运动方向和大小会发生改变,故D错误。
故选:B。
2.(2分)关于测量工具的使用,下列说法正确的是( )
A.使用弹簧测力计测力时,首先必须在竖直方向上调零后再进行测量
B.用托盘天平称量物体质量时,发现指针偏离分度盘中央,应调节平衡螺母直至平衡
C.用量筒和水测量小石块的体积时,必须保证水能浸没小石块且水不会溢出
D.在月球上,弹簧测力计依然能够测量力,天平依然可以测量物体的质量
【答案】D
【解析】解:
A、弹簧测力计在使用时要检指针是否指在零刻度线处,不只是在竖直方向上;
B、用托盘天平称物体的质量时,要增减砝码或移动游码,故B错误;
C、石块形状不规则、宽度和高度,所以借助量筒和水,为保证测量结果的准确,同时石块放入水中后水面不超过量筒的最大测量值;
D、月球上依然存在着引力,弹簧测力计依然能够测力,故D正确。
故选:D。
3.(2分)在下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.一瓶矿泉水的体积大约为500L
B.一本初二物理书重大约2N
C.一间教室内空气的质量约300g
D.成年人的体积约为0.6m3
【答案】B
【解析】解:A、一瓶矿泉水的体积大约为500mL;
B、一本初二物理书重大约2N;
C、空气的密度在1.7kg/m3左右。教室的长、宽、7.7m,教室中空气的质量在m=ρV=1.3kg/m3×9m×7.5m×3m=263.25kg,接近260kg左右;
D、一个成年人的体积约为50dm3=6.05m3,故D错误。
故选:B。
4.(2分)如图所示,氢气球系着小石块在空中匀速上升,如果系着小石块的线突然断了( )
A.立即加速下降
B.保持原来的速度匀速上升
C.减速上升后再加速下降
D.以原来的速度大小匀速下降
【答案】C
【解析】解:重物原来随气球匀速上升,受到拉力和重力作用,由于惯性物体会先向上减速运动,因为重力方向竖直向下。
故选:C。
5.(2分)两同学各用50N力沿相反方向拉一个量程为0~100N的弹簧测力计,弹簧测力计的示数为( )
A.0NB.25NC.50ND.100N
【答案】C
【解析】解:弹簧测力计所受到的这两个力大小相等,方向相反,因此这两个力是平衡力,从两端拉弹簧测力计,只拉另一端,弹簧测力计只可能显示一个力,故C正确。
故选:C。
6.(2分)如图所示,在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块置于水平桌面上( )
A.实验时,在木块上加放钩码,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
B.弹簧测力计的示数一定等于木块受到的摩擦力大小
C.实验中难以做到匀速拉动木块,这会导致木块所受滑动摩擦力的大小发生变化
D.其他条件不变时,以不同的速度匀速拉动木块时,弹簧测力计的示数不变
【答案】D
【解析】解:A.实验时,改变了木块对桌面的压力,故A不符合题意;
B.只有在水平方向匀速直线拉动木块时,弹簧测力计的示数才等于木块受到的摩擦力大小;
C.没有匀速拉动木块时,所以木块所受滑动摩擦力的大小不变;
D.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度与压力大小有关,即接触面的粗糙程度与压力大小不变,以不同的速度匀速拉动木块时,大小相等,故D符合题意。
故选:D。
7.(2分)利用小桌、砝码和海绵“探究压力的作用效果跟哪些因素有关”,实验过程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果
B.探究过程用到了控制变量的方法
C.若把图丙的海绵换成木板,木板受到的压强不变
D.甲、丙两次实验,探究的是压力的作用效果跟受力面积是否有关
【答案】D
【解析】解:A、本实验通过海绵的凹陷程度可判断压力的作用效果,故A正确;
B、影响压力作用效果的因素有压力大小和受力面积的大小,就要采用控制变量法控制另一个因素一定;
C、若把图丙的海绵换成木板,受力面积的大小没变可知,故C正确;
D、图甲,压力不相同,根据控制变量法不能探究压力的作用效果跟受力面积是否有关。
故选:D。
8.(2分)如图所示,完全相同的甲、乙两个圆柱形容器内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点甲、ρ乙和烧杯甲、乙对桌面的压强p甲、p乙大小关系说法正确的是( )
①ρ甲>ρ乙;
②ρ甲<ρ乙;
③p甲>p乙;
④p甲<p乙
A.只有①③B.只有②③C.只有②④D.只有①④
【答案】A
【解析】解:
(1)由图知,A、B所处的深度hA<hB,
而A、B两点压强相等A=pB,
由p=ρgh可知液体密度:ρ甲>ρ乙;
(2)设A、B距离杯底的高度为h,
烧杯底受到的压强:
p底甲=pA+ρ甲gh,p底乙=p乙+ρ乙gh,
因为p甲=p乙,ρ甲>ρ乙,
所以p甲+ρ甲gh>p乙+ρ乙gh,
所以烧杯底受到的压强:
p底甲>p底乙,
因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强p==,
设液体重分别为G甲、G乙,烧杯底面积为S,
p底甲=,p底乙=,
可得:>,
两烧杯内液体重G甲>G乙;
(3)因为烧杯对桌面的压力F=G杯+G液,
所以甲烧杯对桌面的压力F甲=G杯+G甲,
乙烧杯对桌面的压力F乙=G杯+G乙,
所以烧杯对桌面的压力F甲>F乙,
因为p=、受力面积相同,
所以烧杯甲、乙对桌面的压强p甲>p乙。
综合分析①③正确
故选:A。
9.(2分)在托里拆利实验中,测得玻璃管内水银面比槽内水银面高出76cm,可以使这个高度差改变的做法是( )
A.往槽内加入少许水银
B.使玻璃管稍微倾斜一点
C.玻璃管内有少量的空气
D.换用更粗的玻璃管
【答案】C
【解析】解:A、向水银槽里加入少许水银,也不能改变水银柱的压强,故A错误;
BD、使玻璃管稍微倾斜少许,液柱的高度会保持不变;
C、实验中若玻璃管内有少量的空气,则里外水银面的高度差会变小。
故选:C。
10.(2分)下列情境中,不能利用大气压知识解释的是( )
A.用吸管吸饮料
B.用钢笔吸墨水
C.飞机获得向上的升力
D.带吸盘的挂钩能吸附在瓷砖上
【答案】C
【解析】解:A、用吸管吸饮料时,外面大气压将液体压入管内,故A不合题意;
B、用钢笔吸墨水时,气压降低,利用了大气压;
C、飞机的机翼能获得向上的升力、压强小、压强大,与大气压无关;
D.将吸盘压在瓷砖上,气压减小,利用了大气压。
故选:C。
11.(2分)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.既没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,但没有受到水的浮力
D.既受到水的压力,也受到水的浮力
【答案】C
【解析】解:洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,没有受到水向上的压力,故ABD错误;
故选:C。
12.(2分)将质量相等的铜球、铁球和铝球,分别放入三个完全相同且装满水的烧杯中,测得溢出水的体积相等铜>ρ铁>ρ铝。下列分析正确的是( )(三个小球都完全浸没)
A.装有铝球的烧杯总质量最小
B.铜球的空心体积最大
C.铁球的空心体积最大
D.铝球一定是实心的
【答案】B
【解析】解:将质量相等的铜球、铁球和铝球,测得溢出水的体积相等,由于球的质量相等,则三杯液体的总质量相等;
由ρ=得V=,密度越大,由于ρ铜>ρ铁>ρ铝,则实心体积V铝>V铁>V铜,而空心体积等于总体积减小实心的体积,因总体积相等,铜最大,也可能是空心的,CD错误。
故选:B。
13.(2分)在以下情况中,物体所受浮力不发生变化的是( )
A.大河中的木筏漂流入海
B.江底的小石块被冲入大海
C.海面下的潜水艇逐渐浮出水面
D.给停泊在海港内的货轮装货
【答案】A
【解析】解:A、江中的木筏漂流入海,木筏受到的浮力F浮=G,木筏受到的重力G不变,符合题意;
B、江底的小石块被冲入大海排不变,但ρ江水<ρ海水,因为F浮=ρ水V排g,所以受到的浮力变大,故B错;
C、海面下的潜水艇逐渐浮出水面,排开水的体积V排变小,因为F浮=ρ水V排g,所以受到的浮力变小,故C错;
D、给货轮装货,因为货轮漂浮F浮=G,货轮受到的浮力增大,故D错。
故选:A。
14.(2分)如图所示的四种情形中,对力是否做功判断正确的是( )
A.甲图中人提着滑板在平直的道路上匀速行走,人对滑板做了功
B.乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走,人对货车做了功
C.丙图中人用力搬石头但石头仍保持静止,人对石头做了功
D.丁图中人举着杠铃保持静止的过程中,人对杠铃做了功
【答案】B
【解析】解:
A、甲图人提着滑板在平直的路面上匀速行走,但滑板没有在力的方向上通过距离,故A错误;
B、乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走,货车在力的方向上通过距离,故B正确;
C、丙图中人用力搬石头但石头仍保持静止,石头没有在力的方向上通过距离,故C错误;
D、丁图中人举着杠铃不动,杠铃向上没有移动距离,故D错误。
故选:B。
15.(2分)下列物理量中,表示做功快慢的是( )
A.机械效率B.功率C.机械能D.压强
【答案】B
【解析】解:功率是表示做功快慢的物理量;
A、机械效率是有用功和总功的比值;
B、功率是描述做功快慢的物理量;
C、动能和重力势能统称机械能;
D、压强是描述压力作用效果的物理量。
故选:B。
16.(2分)足球运动被称为“世界第一运动”,下列有关足球运动说法中正确的是( )
A.足球上升过程中重力势能转化为动能
B.运动员把球踢出,是由于脚对球的力大于球对脚的力
C.踢出去的足球慢慢停下来,说明物体的运动需要力来维持
D.运动员踢出“香蕉球”向内侧偏转,是因为内侧空气流速大
【答案】D
【解析】解:A、足球在上升过程中,高度增大,速度减小,所以它的动能转化为重力势能;
B、运动员踢球时,大小相等;
C、不踢球时球会慢慢停下来,而不能说明力是维持物体运动的原因;
D、运动员踢出“香蕉球”向内侧偏转、内侧空气的压强小、外侧的流速小。
故选:D。
17.(2分)如图所示,铅球从出手到将要落地的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.铅球由a→b时,重力势能转化为动能
B.铅球由b→c时,机械能逐渐减小
C.铅球到达c点时动能最大
D.铅球在b点时动能为零
【答案】C
【解析】解:A、铅球由a→b 时,高度增大;速度减小,动能逐渐转化为重力势能;
B、铅球由b→c时,不考虑空气阻力,故B错误;
C、铅球由b→c时,高度变小,速度变大,到达c点时高度最小,速度最大,故C正确;
D、铅球在b点时,动能不为零。
故选:C。
18.(2分)如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重0.5牛)。下列说法正确的是( )
A.实验前,杠杆停留在图甲所示位置,此时杠杆处于不平衡状态
B.图乙,在AB处各去掉相同数量的钩码,杠杆仍然能保持平衡
C.图丙,测力计从a转到b杠杆始终保持平衡,则拉力与其力臂的乘积不变
D.图丁,用3N的力在c点竖直向上拉杠杆,能使杠杆保持在水平位置平衡
【答案】C
【解析】解:A、如图甲杠杆在此位置处于静止状态,故A错误;
B、如图乙,原来杠杆处于平衡状态,
由杠杆的平衡条件可得:1.5N×6L=1N×3L,
设在A、B处各去掉一个相同的钩码,
左边=(2.5N﹣0.3N)×2L=2NL,
右边=(5N﹣0.5N)×8L=1.5NL,
此时左边>右边,
即左边的力和力臂的乘积大,杠杆不再平衡,故B错误;
C、图丙中弹簧测力计从a位置转到b,根据杠杆的平衡条件可知,阻力和阻力臂不变,故C正确;
D、如图丁,根据杠杆平衡条件可得:3.5N×4L=F×6L,由于杆的重心在杆的中点,重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动,故D错误。
故选:C。
19.(2分)如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式,不计机械重和摩擦,其中所需动力最小的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】解:A、不计机械自重和摩擦,即F1s=Gh,
所以F1=G=G;
B、由图知n=3,F8=G;
C、定滑轮不能改变力的大小,不计机械自重和摩擦,F2=G;
D、由图可知,根据杠杆平衡条件可知,F4=G;
由上述分析可知,利用杠杆动力最小。
故选:D。
20.(2分)一辆娱乐电瓶车工作时消耗电能的功率为240W,电能转化为机械能的效率为80%,电瓶车及人所受的总重力为2000N,则此电瓶车水平匀速行驶100m所用的时间约为( )
A.83sB.833s
C.104sD.以上都不对
【答案】C
【解析】解:电瓶车行驶时受到的阻力f=0.1G=4.1×2000N=200N;
克服阻力做的有用功W有用=fs=200N×100m=20000J;
该车做的总功W总===25000J;
由W总=Pt得该车行驶的时间t==≈104s;
故选:C。
二、填空题(共23分)
21.(2分)如图甲所示,运动员挥拍用力击打乒乓球主要是为了改变球的 ;如图乙所示,运动员击排球时手也会感到痛,这是因为力的作用是 的。
【答案】运动状态,相互的。
【解析】解:运动员挥拍用力击打乒乓球主要是为了改变球的运动状态;运动员击排球时手也会感到痛。
22.(2分)如图所示,质量60kg的甲同学和质量50kg的乙同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,乙对甲的推力为 N;乙同学重力的反作用力的施力物是 。(选填“甲同学”、“乙同学”、“滑板”或“地球”)
【答案】60;乙同学。
【解析】解:如果甲用60N的力推乙,乙由于受到推力的作用,乙会向后退,这是因为甲也受到了乙对他的作用力,甲对乙的推力和乙对甲的推力是一对相互作用力,所以乙对甲的推力也为60N。
乙同学重力的反作用力是乙同学对地球的吸引力,故施力物体是乙同学。
故答案为:60;乙同学。
23.(2分)如图所示单摆运动中,小球由C点运动到B点,若当小球到达B点时一切外力都消失 (选填“立即静止”或“做匀速直线运动”);小球的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】做匀速直线运动;不需要。
【解析】解:如图所示单摆运动中,小球由C点运动到B点时,若当小球到达B点时一切外力都消失,根据牛顿第一定律知;
力是改变物体运动状态的原因,小球的运动不需要力来维持。
故答案为:做匀速直线运动;不需要。
24.(3分)如图所示,逃生安全锤有一端设计成锥形,这样设计是为了 受力面积,从而 压强来玻坏玻璃窗逃生。使用某逃生安全锤垂直击打车窗玻璃时,用60N的力即可击破玻璃,安全锤的受力面积约为1mm2,则击打时玻璃受到的压强约为 Pa。(前两空选填“增大”或“减小”)
【答案】减小;增大7。
【解析】解:(1)逃生安全锤有一端设计成锥形,是在压力一定时,从而容易破坏玻璃窗逃生;
(2)逃生安全锤垂直击打车窗玻璃时的力F=60N,安全锤的受力面积S=1mm2=3×10﹣6m2,
则击打时玻璃受到的压强:p===6×108Pa。
故答案为:减小;增大7。
25.(2分)如图所示,一个未装满饮料的密闭瓶子,正立放在桌面上如图甲所示甲,瓶子对桌面的压强为p甲;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为F乙,瓶子对桌面的压强为p乙。则F甲 F乙,p甲 p乙。(两空均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】>;<。
【解析】解:(1)正放时,瓶中的饮料柱是上下粗细相同;
倒放时,一部分饮料压的是瓶子壁,所以瓶底受到的压力小于饮料的重力甲>F乙;
(2)饮料瓶对桌面的压力等于瓶子与饮料的重力之和,无论正放,对桌面的压力不变甲=F′乙;倒放时受力面积S减小,根据p=甲<p乙。
故答案为:>;<。
26.(2分)如图所示,体积为1.0×10﹣3m3的圆柱体金属块浸没在水中,下表面受到水对它向上的压力为16N,则上表面受到水对它向下的压力为 N,增大圆柱体浸没在水中的深度,物体受到向上和向下的压力差将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】6;不变。
【解析】解:由F浮=ρgV排可得,金属块受到的浮力为:F浮=ρgV排=1.0×102kg/m3×10N/kg×1.7×10﹣3m3=10N,
则上表面受到水对它向下的压力为:
F上表面=F浮﹣F下表面=16N﹣10N=4N。
浮力与物体在液体中的深度无关,故增大圆柱体浸没在水中的深度。
故答案为:6;不变。
27.(3分)将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时如图所示 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,甲杯中橡皮泥所受的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力, 杯中水面升高得多。
【答案】大于;小于,乙。
【解析】解:实心球橡皮泥沉到容器底部,根据物体浮沉条件可知;
实心球橡皮泥受到的浮力:F球<G①
碗状橡皮泥漂浮在水面,碗状橡皮泥受到的浮力:F碗=G②
由①②可得:F球<F碗;
根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,排开水的体积:V球<V碗,即:实心橡皮泥排开的水的体积小于碗状橡皮泥排开的水的体积,所以乙杯中水面升高得多。
故答案为:大于;小于,乙。
28.(1分)一质量为100kg且分布均匀、边长为0.5m的立方体金属块放在水平地面上,以地面为参照平面,则金属块的重力势能为 J。
【答案】250。
【解析】解:以地面为参照平面,则重心到地面的距离为0.25m
EP=mgh=100kg×10N/kg×0.25m=250J。
故答案为:250。
29.(2分)某物体在离地4m高处具有2000J的重力势能,该物体的质量为 kg,若将该物体移至离地8m高处,则它的重力势能增加了 J。(g取10N/kg)
【答案】50;2000。
【解析】解:该物体的质量为
。
若将该物体移至离地8m高处,则它的重力势能增加了ΔEp=mgΔh=50kg×10N/kg×(6m﹣4m)=2000J。
故答案为:50;2000。
30.(2分)如图所示,赛龙舟划动的船桨是 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,划桨时,握在下端的手越向上移就越 (选填“省力”或“费力”)。
【答案】费力;费力。
【解析】解:划桨时,上面的手与船桨的接触点为支点,水对船桨的力为阻力,所以船桨属于费力杠杆;
划桨时,握在下端的手越向上移,而阻力,根据杠杆的平衡条件可知,更费力。
故答案为:费力;费力。
31.(2分)如图所示,小明体重550N,滑轮组上方绳子A能承受的最大拉力为1600N,不计绳重与摩擦,当小明把重为400N的物体匀速拉起时 N,小明利用这个滑轮组最多可以拉起 N的重物。
【答案】300;900。
【解析】解:由图可知,动滑轮上的绳子股数n=2,当小明把重为G=400N的物体匀速拉起时,
小明对绳子的拉力:F==×(400N+100N)=250N,
此时人受到竖直向下的重力,地面对人竖直向上的支持力和绳子对人竖直向上的拉力,
由力的平衡条件可得,地面对人的支持力:F支+F=G人﹣F=550N﹣250N=300N,
由力的相互性可知,人对地面的压力大小等于地面对人的支持力大小压=F支=300N;
滑轮组上方绳子A对定滑轮的拉力最大为FA大=1600N,
此时定滑轮受到绳子对它竖直向上的拉力和自身竖直向下的重力、三段绳子竖直向下的拉力作用,
由力的平衡条件可得,FA大=3F大+G定,即:1600N=5F大+100N,
解得小明对绳子最大拉力:F大=500N<G人=550N,
即绳子上最大拉力为F大=500N,
根据可得大=nF大﹣G动=2×500N﹣100N=900N。
故答案为:300;900。
三、作图题(共4分)
32.(2分)如图所示,请画出漂浮在水面上的玩具鸭受到的浮力示意图。
【答案】
【解析】解:玩具鸭所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力浮,如图所示:
33.(2分)如图所示,画出用该滑轮组提升重物时最省力的绳子绕法。
【答案】
【解析】解:将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上,然后将绳子绕在滑轮组上,是最省力的
四、实验探究题(共12分)
34.(5分)在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验中。
(1)实验步骤如下,请将实验步骤补充完整;
A.用弹簧测力计测出石块所受的重力G(图甲);
B.将石块浸没在 的溢水杯中(用空小桶接出溢水杯里溢出的水),读出这时测力计的示数F(图乙);
C.测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
D.将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(图丁)。
(2)实验前应将弹簧测力计在 (选填“水平”或“竖直”)方向进行调零;
(3)为了减小实验的误差,合理的实验顺序步骤是 (填实验步骤前序号);
(4)若 (把实验中的物理量符号用代数式表示)成立,则可验证阿基米德原理是正确的;
(5)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体受到的浮力 。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)装满水;(2)竖直;(4)G﹣F=G1﹣G6;变小。
【解析】解:(1)实验中,将物体浸没在装满水的溢水杯中,会造成排开水的重力偏小;
(2)弹簧测力计测重力前,应先在竖直方向对弹簧测力计进行调零;
(3)探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的时,应先测空桶的重力G2和物体的重力G,然后再将物体浸没在液体中,最后测出排开的水和空桶的总重力G1;根据称重法即可求出浮力;物块排开水所受的重力G排=G6﹣G2;因此,为减小实验误差、甲、乙、丙;
(4)根据实验数据计算浮力与排开水的重力,
浮力等于铁块重力G减去铁块浸没在水中时弹簧测力计的示数F,即:F浮=G﹣F;
排开水的重力G排等于桶与水的总重力G1减去空桶的重力G4,即:G排=G1﹣G2;
比较F浮与G排的大小关系可得:G﹣F=G7﹣G2,则可验证阿基米德原理是正确的。
(5)根据F浮=ρ液V排g可知,当将图乙中的水换成酒精,物体受到的浮力变小。
故答案为:(1)装满水;(2)竖直;(4)G﹣F=G1﹣G6;变小。
35.(7分)在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,如图甲、乙、丙所示,将A、B、C三个钢球先后从同一装置高度分别为h1、h2、h3的位置由静止开始滚下(mA=mB<mC,h1=h3>h2),水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下。请回答以下问题:
(1)该实验探究的是 (填“木块”或“钢球”)的动能。
(2)实验通过观察木块被钢球撞出 的长短来判断钢球动能的大小,这种研究问题的方法叫 。
(3)比较 两图进行的实验,可以探究钢球动能大小与速度有关。
(4)比较 两图进行的实验,可以探究钢球动能大小与质量有关。此探究过程中两球刚好运动到水平面时的速度 (填“相等”或“不相等”)。
(5)由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样, (填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是80km/h。
【答案】(1)钢球;(2)距离;(3)甲、乙、丙;相等。
【解析】解:(1)该实验研究的主体是钢球,研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系;
(2)该实验中钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的,木块被撞的越远,被撞的越近,这里采用了转换法的思想;
(3)为了研究物体动能与物体速度的关系,应多次让同一钢球从斜面不同高度上静止滚下,改变钢球的速度、乙两图,速度越大,动能越大;
(4)为了研究物体动能与物体质量的关系,应多次让不同钢球从斜面相同高度上静止滚下,改变钢球的质量、丙两图,质量越大,动能越大;
(5)因速度相同时,质量越大,克服摩擦力做功的越多,因大客车的质量更大,大客车的限速应该是80km/h。
故答案为:(1)钢球;(2)距离;(3)甲、乙、丙;相等。
五、简答题(共3分)
36.(3分)在高速公路上,坐在行驶列车中车窗旁的小雨打开车窗玻璃时,长发被“吸”到了窗外。请你用所学的物理知识解释这一现象。
【答案】由于车疾速行驶,客车外的空气相对于汽车在高速流动,车内空气流动速度较小,车内的气体压强大于车外的气体压强。
【解析】答:由于车疾速行驶,客车外的空气相对于汽车在高速流动,车内空气流动速度较小,车内的气体压强大于车外的气体压强。
六、计算题(共18分)
37.(6分)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),不考虑液面升降。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)圆柱体浸没时受到的浮力。
(2)圆柱体的密度。
(3)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强。
【答案】(1)圆柱体浸没时受到的浮力为2N;
(2)圆柱体的密度为1.5×107kg/m3;
(3)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强为400Pa。
【解析】解:(1)由图象可知,当h=0时,此时圆柱体处于空气中拉=12N,
当h=7cm以后,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,弹簧测力计的示数F′=6N,
则圆柱体完全浸入水中时,圆柱体受到的浮力:
F浮=G﹣F′=12N﹣4N=8N;
(2)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,
所以,F浮=ρ水gV排可得圆柱体的体积:
V=V排===8×10﹣5m3,
则圆柱体密度:
ρ====1.6×103kg/m3;
(3)由图象可知,圆柱体在刚浸没时
h=7cm﹣3cm=4cm=5.04m,
圆柱体在刚浸没时下表面受到的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答:(1)圆柱体浸没时受到的浮力为2N;
(2)圆柱体的密度为1.5×107kg/m3;
(3)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强为400Pa。
38.(6分)如图甲所示,质量为3kg的物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示(g取10N/kg):
(1)物块的重力;
(2)在2~4s内物块运动的平均速度;
(3)在前6s内,拉力F做的功。
【答案】(1)物块的重力为30N;
(2)在6~4s内物块运动的平均速度为1m/s;
(3)在前5s内,拉力F做的功为42J。
【解析】解:(1)物块的重力为G=mg=3kg×10N/k=30N;
(2)由图丙知,在2~6s内物块运动的距离等于这段时间的图像与t轴之间的面积=5m;
(3)由图丙可知,在0~8s内,拉力不做功,W1=0;
由(2)可知,物块在6~4s的运动距离为s=2m7=F2s=9N×2m=18J;
由图丙可知,物块在4~6s内以6m/s的速度做匀速直线运动可得3=v3t8=2m/s×(6s﹣6s)=4m,
由图乙可知,物块在4~4s内受到的拉力为6N,
拉力F做的功W3=F8s3=6N×8m=24J;
所以,前6s内拉力F做的功W总=W1+W7+W3=0J+18J+24J=42J。
答:(1)物块的重力为30N;
(2)在6~4s内物块运动的平均速度为1m/s;
(3)在前5s内,拉力F做的功为42J。
39.(6分)某工人站在水平地面上,用如图甲所示装置,将实心长方体A从井底沿竖直方向匀速拉起。A体积为0.12m3,重3600N,上升的速度始终为0.1m/s,图乙是人对绳子的拉力F随时间t变化的图象。(不计绳与滑轮间的摩擦及绳重,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)求:
(1)井底受到水的压强;(不考虑井中水面高度的变化)
(2)实心长方体A浸没在水中时受到的浮力;
(3)实心长方体A露出水面前,在提升过程中滑轮组的机械效率。
【答案】(1)井底受到水的压强为5×104Pa;
(2)实心长方体A浸没在水中时受到的浮力为1200N;
(3)实心长方体A露出水面前,在提升过程中滑轮组的机械效率为80%。
【解析】解:(1)经分析知,0~60s,A受到的拉力不变;
60~70s时A逐渐露出水面,70s时A恰好全部露出水面,A受到拉力变大。
A上升的速度始终为0.5m/s,由v=,井中水深:
h=vt=0.1m/s×70s=8m,
井底受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m6×10N/kg×7m=7×102Pa;
(2)实心长方体A浸没在水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×108kg/m3×10N/kg×0.12m6=1200N;
(3)由图知,通过动滑轮绳子的段数n=3,
A受到滑轮组的拉力:
F拉=GA﹣F浮=3600N﹣1200N=2400N,
滑轮组的机械效率:
η=====80%。
答:(1)井底受到水的压强为5×104Pa;
(2)实心长方体A浸没在水中时受到的浮力为1200N;
(3)实心长方体A露出水面前,在提升过程中滑轮组的机械效率为80%。
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