2020-2021学年山东省菏泽市八年级下册期末模拟物理试卷(word版 含答案)
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这是一份2020-2021学年山东省菏泽市八年级下册期末模拟物理试卷(word版 含答案),共20页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年八年级下册期末模拟物理试卷
一、单选题(共10题;共20分)
1.关于功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 机械效率高的机械,功率一定大 B. 做功时间长的机械,功率一定小
C. 所有机械的机械效率都小于1 D. 功率大的机械,做功一定多
2.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,下列分析图片后得到的结论正确的是( )
A. 小球从最高处下落时重力势能不断增加,动能不断减小
B. 小球从接触地面到离开地面时,弹性势能先变大后变小
C. 小球从接触地面到离开地面时,主要是弹性势能和重力势能之间在转化
D. 小球的弹起的高度逐渐减小,是因为重力势能不断转化为动能的结果
3.右图是某位游客蹦极时的照片,下列对这位游客落至最低点时的分析不正确的是( )
A. 此时运动员的速度为零 B. 测试运动员所受合力为零
C. 此时运动员受到拉力和重力的作用 D. 此时运动员仍有惯性
4.如图所示,甲、乙两台秤上各有一个容器,一个装满水而另一个未满,现各将一手指浸入水中,手指与容器壁、底均不接触。则在手指浸入水中之后,两台秤的示数变化情况是 ( )
A. 甲变小,乙不变 B. 甲变大,乙不变 C. 甲不变,乙变大 D. 甲变小,乙变大
5.生活处处有物理,爱动脑的小张同学对图作出的解释错误的是( )
A. 吸管的一端一般是斜的,目的是为了增大压力 B. 在输液时,要将液瓶挂高是为了增大压强
C. 茶壶盖上有个小孔,目的是为了平衡气压 D. 船闸设计成上图形式,是利用了连通器原理
6.2011年3月10日,我国云南盈江发生里氏5.8级地震;如图是搜救人员用硬棒将大石块撬开的情景,当在硬棒的A点上用竖直向下的力F1压硬棒,石头未能撬起,则在力的大小不变的情况下,下列措施中最有效地把石头撬起来的是( )
A. 把垫着的小石头移近大石头,且用力的方向改为F2所示的方向
B. 把垫着的小石头移远大石头,且用力的方向改为F2所示的方向
C. 把垫着的小石头移远大石头,且用力的方向仍为F1所示方向
D. 把垫着的小石头移近大石头,且用力的方向仍为F1所示方向
7.三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详,图甲中和尚们商量出新的挑水方案:胖和尚一人挑两小桶(如图乙),瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶(如图丙).以下说法中不正确的是()
A. 乙图中右水桶向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往右移动一点距离
B. 乙图中右水桶向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将右水桶往左移动一点距离
C. 丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离
D. 丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以将水桶往前移动一点距离
8.将质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,已知ρ甲>ρ乙 , 且ρ甲=3×103kg/m3 , 若沿水平方向切除甲、乙相同的高度Dh,余下部分对地面的压强p与切去部分高度Dh的关系如图所示,则下列选项中错误的是( )
A. 切除之前,甲的高度为20cm
B. 乙的密度为ρ乙=1.5×103kg/m3
C. 当甲、乙剩余部分对地面的压强相等时,切除高度为10cm
D. 若将甲、乙切除的部分分别叠加在对方上面,最终甲、乙对地面的压强有可能相等
9.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中,其重力的功率之比为( )
A. m13 ∶ m23 B. m23 ∶ m13 C. m1 ∶ m2 D. m2 ∶ m1
10.如图所示,水平地面上放置相同材料制成的四个木块,其中两个质量为m的木块间用不可伸长的水平轻绳相连,下面两个木块质量分别为2m和3m现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块,使四个木块一同水平向右匀速运动,则( )
A. 质量为3m的木块与地面间的摩擦力为 2F7
B. 质量为2m的木块与地面间的摩擦力为 3F7
C. 轻绳对m的拉力为 4F7
D. 轻绳对m的拉力为 5F7
二、填空题(共8题;共18分)
11.如图所示,这是河水中的漩涡,若一艘小船靠近漩涡,请你展开想象,小船将会怎样?________;其原因是________。 (温馨提示:严禁学生私自下河游泳)(答案合理即可)
12.生活中蕴含着很多物理知识:用起子打开瓶盖时,起子可视为________杠杆(选填“省力”或“费力”);汽车座椅设置头枕,是为了防止被后车撞击时,乘坐在车内的人员身体躯干被座椅向前推动,头部由于________保持相对静止,头向后甩动造成颈部受伤;利用线切割热鸡蛋是通过减小受力面积来________压强的(选填“增大”或“减小”)。
13.如图甲所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图像分别如图乙、图丙所示。则物体C在第2秒时受到的摩擦力大小为________N。第4秒时受到的摩擦力大小为________N。第8秒时受到的摩擦力大小为________N。
14.如图所示,甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼,甲对木箱做的功________乙对木箱做的功。(填“大于”“等于”或“小于”)
15.如图所示,小华在探究液体内部压强的特点时,将压强计的探头放入水中某一深度处,记下压强计两管中的液面两高度差h,将探头在原深度处向其他方向任意转动,压强计两管中的液面高度差不变,说明液体内部同一深度向各个方向压强________;接着将探头向下移动一段距离,压强计液面高度差h将________;(“减小”、“不变”或“增大”)。保持探头深度不变,在水中加入一定量的食盐,搅拌均匀,则压强计液面高度差h将________在水中液面高度差h。(填“小于”、“不变”或“大于”)
16.如图所示的四种河堤设计方案,其中最合理的是________,最不合理的是________
17.图是一种创意连体花瓶相邻两只花瓶下部的相同高度处用玻璃管彼此连接,在任何一只花瓶中倒入足量的水都会“一举三得”,使三只花瓶中都有水。这个连体花瓶在结构上具有的特点是________。要达到上述效果,倒入瓶中水面的位置至少要________。
18.如图,重力不计的一长木板AB可绕O点无摩擦转动,且OA=1m,OB=3m。在A端挂一边长为0.4m的正方体C,体重为500N的小明站在B点时,正方体C对地面的压力刚好为300N。则正方体C的重力为________N;当小明由B点向左走________m时,正方体C对地面的压强是5000Pa。
三、作图题(共2题;共10分)
19.如图中已作出动力F1和阻力臂l2 , 请画出对应的动力臂l1和阻力F2 .
20.如图是起重机将货物吊起的情景。O 为支点,F2为阻力。请画出阻力F2的力臂l2。
四、实验探究题(共3题;共24分)
21.“2021年4月23日,海军三型主战舰艇——长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。中共中央书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察。(新华社发)
八年级的小红同学看到上则新闻后,联想起物理课上新学的阿基米德原理,于是利用小桶、溢水杯、弹簧测力计、石块、水、细线设计了如下图所示的实验来验证“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”,F1、F2、F3、F4分别表示甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。
(1)实验的最佳顺序是 (填字母)。
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
D.乙、丙、甲、丁
(2)通过实验若得到结论:没在液体中的物体,受到浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,则说明上述实验数据满足的表达式是________(表达式选用上图中的字母F1、F2、F3、F4表示)。
(3)选用字母F1、F2、F3、F4、ρ水 , 写出石块密度的表达式ρ石=________ 。
(4)本实验乙中若石块部分浸入水中________(选填“能”或“不能"得出(2)中相同的结论。
(5)本实验中若用不吸水的木块代替石块________ (选填“能”或 “不能”)得出(2)中相同的结论。
(6)一个盛有盐水的容器中悬浮着一个重为0.5N的鸡蛋,容器如图戊放置,在图中画出鸡蛋静止时所受力的示意图。
22.B物理实验探究:
自然界的一切物质都具有能量,对应于不同的运动形式,能量也有相应的形式,如机械运动中的动能和势能,热运动中的内能,电磁运动中的电磁能等,他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。当运动形式发生变化或运动量发生转移时,能量也从一种形式转化为另一种形式,从一个系统传递给另一个系统;转化和传递中总能量始终不变。下面展示的是科技小组的同学对能量的探究片段
(1)探究一:“牛顿”小组在研究动能Ek与质量m、速度v的关系,实验如图所示,质量为m的小球从A点静止释放,在没有空气阻力的情况下,沿轨道运动(其中BC段水平)。已知重力势能为E势=mgh(h为小球离轨道BC的高度,当小球运动到B点时,h=0),动能为E动= mv22 (v为小球运动的速度,不计摩擦)
①用小球去撞击木块,并通过木块________来反映动能的大小。小球在A点的机械能E=________(用题目所给物理量表示)
②小球从A点静止释放到达B点时速度vB , 则vB=________,根据题目所给信息,推测vB与小球的质量m________。(选填“有关”或“无关”);
(2)探究二:如图所示,“伽利略”小组将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中,然后让速度相等的风和水流分别通过这两个管道2s,小车分别被推动一段距离,实验记录如下:
①在相同的时间内,相同的面积上,小车从两种不同的能源上获得的能量________。(选填“相同”或“不同”)在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度。这是评价能源优劣的重要指标之一。一般地说,水能的能流密度比风能的能流密度大。
②若水的流速为v,密度是ρ,请你推导出水能的能流密度A的表达式________。(用v和ρ表示)
23.某实验小组在测定滑轮组的机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。
1
2
3
钩码重G/N
4
6
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
2.4
1.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.3
0.5
机械效率η
74 %
83 %
(1)在该实验中,用到的测量工具有________、________;
(2)通过表中的数据可以分析出________(填序号)两次实验是用同一个滑轮组做的,且使用的是图________(选填“甲”或“乙”)的滑轮组;
(3)比较第1次实验和第2次实验的数据,可以得出的结论是:________;
(4)比较第1次实验和第3次实验的数据,可以研究的是:________,对滑轮组机械效率的影响,通过计算可知第三次实验中,滑轮组的机械效率为________。
五、计算题(共2题;共28分)
24.如图所示,盛有水的轻质薄壁柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器足够高,它们的底部用一根轻质细软管连通。已知甲、乙容器底面积分别为S1、S2(S1< S2),水的深度为0.1米。
(1)若水的质量为4千克,求水的体积V水;
(2)求水对容器底部的压强p水;
(3)现将一实心小球A放入甲或乙容器中,小球静止后沉底且浸没,发现甲、乙容器对地面的压力增加量相等。判断小球放入的容器并说明理由,同时求出小球的密度ρA(用S1、S2、ρ水等字母表示)。
25.如图所示,是利用器械提升重物的示意图。当某人自由站在水平地面上时,他对地面的压强p0=2×104Pa;当滑轮下未挂重物时,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强p1=2.375×104Pa;当滑轮下加挂重物G后,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强p2=5.75×104Pa。假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向,加挂重物前后他对杠杆A端施加的举力分别为F1、F2 , 已知F2=1500N:(杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计,g取10N/kg)求:
(1)人与地面接触面积S的大小?
(2)当重物G被匀速提升过程中,滑轮组的机械效率η?
(3)已知重物G的密度与水的密度比为9∶1,将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s,若此时已知动滑轮重为100N,那么绳端B的拉力F′做功的功率P′为多大?
答案解析
一、单选题
1.【答案】 C
【考点】功率的概念,机械效率
【解析】
【分析】本题根据机械效率、功率、功的定义和公式分析解答.
【解答】A、机械效率是指有用功占总功的比值,与功率大小(做功快慢)无关,A错;
B、做功时间长,做功多少不知道,所以功率大小不能确定,B错;
C、使用机械时,都要克服摩擦、提升机械做额外功,使得有用功小于总功,机械效率小于1,C对;
D、功率大的机械,不知道做功时间,做功多少不能确定,D错.
故选C
【点评】功的多少、功率(做功快慢)、机械效率是三个不同的物理量,含义不同,分析问题时要特别注意:做功快不一定做功多
2.【答案】 B
【考点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(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、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.
(3)机械能=动能+势能.
【解答】A、小球下落时,高度逐渐降低,所以重力势能逐渐减小,速度越来越快,动能逐渐增大,故此选项错误;
B、小球在接触地面的时候,发生弹性形变,形变到最大后会逐渐恢复原形,然后离开地面,所以弹性势能是先变大后变小的,故此选项是正确的;
C、小球接触地面后速度越来越小,动能减小,反弹时速度增大,动能增大,故此选项是错误的;
D、小球在弹跳的过程中与空气摩擦做功,一部分机械能会转化为内能,所以机械能会减小,故此选项是错误的.
故选B.
【点评】(1)掌握动能、重力势能的影响因素.
(2)能判断动能、重力势能、机械能的变化.
3.【答案】 B
【考点】力的合成与应用
【解析】【分析】A、到达最低点时,绳子被拉最长,此时人的动能全部转化成了绳子的弹性势能,人的速度为零,故该选项说法正确,不符合题意;
B、最低点时,运动员的速度为零,但是运动员受到的绳子的拉力会大于人自身的重力,人会上升,故此时所受合力不为零,故该选项说法不正确,符合题意;
C、到达最低点时,运动员受到绳子拉力和自身重力的作用,此时拉力大于重力,故该选项说法正确,不符合题意;
D、惯性是物体固有的一种性质,任何物体在任何情况下都具有惯性,故该选项说法正确,不符合题意.
故选B.
4.【答案】 C
【考点】阿基米德原理,浮力的利用
【解析】
【解答】甲中浸入手指后,水溢出,液面的高度不变,故水对底部的压强不变,压力也不变,故台秤所受压力不变,示数不变;
乙中浸入手指后,液面高度升高,液体对底部压强变大,故压力变大,台秤的示数变大;
故选C.
【分析】台秤的示数为容器的底部对台秤的压力,可由液体压强求压力.当手指浸入后,我们不能再利用水的重力求压力,此时应灵活的利用压强公式进行判断.
5.【答案】 A
【考点】增大压强的方法及其应用,液体压强的特点,连通器原理,大气压强的存在
【解析】液体压强随深度的增加而增大,所以在输液时,可以将液瓶挂高来增大压强,故B正确。
茶壶盖上有个小孔,保证茶壶内部与外界相通,茶水才能倒出去,故C正确
三峡船闸是利用连通器原理来工作的,故D正确。
吸管的一端一般是斜的,目的是减小受力面积来增大压强,故A错误,
故选A
6.【答案】 A
【考点】杠杆及其五要素,杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】如图,用硬棒撬大石头,把垫着的小石头移近大石头,这时阻力臂最短;
沿F 2的方向施加动力,动力臂为OA;沿F 1的方向施加动力,动力臂为OB.由图可知沿F 2的方向施加动力,动力臂最长.
∵FL动=GL阻,
∴F=
G×L阻
L动
,
又∵撬同一块石头,阻力不变,
∴把垫着的小石头移近大石头(阻力臂最短),且用力的方向改为F2所示的方向(动力臂最长)时最省力、最有效.
故选A.
【分析】使用杠杆时,根据杠杆的平衡条件FL动=GL阻可得:F=
G×L阻
L动
,由此可知,阻力相同,阻力臂越短、动力臂越长,越省力,找出什么情况下动力臂最长、阻力臂最短,即最有效的方法.
画出杠杆示意图,分析出何时动力臂最长、何时阻力臂最短是本题的关键.
7.【答案】 D
【考点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】从图乙可知,右边水桶B向下沉,从杠杆的平衡条件FALA=FBLB可知,水平时右边的力与力臂乘积较大,应减小右边的力与力臂的乘积或增大左边的力与力臂的乘积.
A、胖和尚将他的肩往后移动一点距离,从而可以减小LB , 使FBLB减小,即减小了右边的力与力臂的乘积,说法正确,不符合题意.
B、胖和尚将后面水桶B往前移动一点距离,从而可以减小LB , 使FBLB减小,即减小了右边的力与力臂的乘积,说法正确,不符合题意.
C、若水桶向瘦和尚移动,则阻力臂L2就变大,而阻力F2和动力臂L1不变,根据杠杆原理F1L1=F2L2可知:为了维持平衡,那么瘦和尚那边的力F1要变大,所以增大了瘦和尚的负担,说法错误,符合题意.
D、从丙图中可看出,以小和尚的肩膀为支点O,水桶为阻力,瘦和尚的肩膀施加的力是动力,L2是阻力臂,L1是动力臂,若让瘦和尚往前移动一点距离,则瘦和尚那边的力臂L1就变大,而F2L2的乘积不变,根据杠杆原理F1L1=F2L2可知:为了维持平衡,那么瘦和尚那边的力F1要变小,所以减轻了瘦和尚的负担,说法正确,不符合题意.
故选D.
【分析】从图乙可知,右边水桶B向下沉,从杠杆的平衡条件FALA=FBLB可知,水平时右边的力与力臂乘积较大,应减小右边的力与力臂的乘积或增大左边的力与力臂的乘积.从而判断A、B是否符合题意.
从丙图中可看出,左边是小和尚,而右边是瘦和尚,可以以小和尚的肩膀和扁担接触点为支点,再根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行分析,判断C、D是否符合题意.这是一个在实际生活中应用的问题,由杠杆的平衡条件可知,要减轻老和尚的负担,那么需要延长老和尚到支点的距离
8.【答案】 D
【考点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】A.正方体对地面的压强公式为 p=ρgℎ ,由图可知,沿水平方向切除甲、乙相同的高度时有一时刻剩余部分对地面的压强相同,已知ρ甲>ρ乙 , 则乙物体剩余高度较大,也说明乙物体原高度较大,即乙切除之前的高度为30cm;切除之前甲的高度为 ℎ甲=p甲ρ甲g=6000Pa3×103kg/m3×10N/kg=0.2m
A正确,不符合题意;
B.由 p=ρgℎ 可知乙的密度为 ρ乙=p乙ℎ乙g=4500Pa0.3m×10N/kg=1.5×103kg/m3
B正确,不符合题意;
C.当甲、乙剩余部分对地面的压强相等时,即 ρ甲g(ℎ甲−Δℎ)=ρ乙g(ℎ乙−Δℎ)
代入数据可得 3×103kg/m3×(0.2m−Δℎ)=1.5×103kg/m3×(0.3m−Δℎ)
可解得 Δℎ=0.1m
C正确,不符合题意;
D.若将甲、乙切除的部分分别叠加在对方上面,此时甲、乙对地面的压强分别为 p甲'=ρ甲gℎ甲2(ℎ甲−Δℎ')+ρ乙gℎ乙2Δℎ'ℎ甲2
p乙'=ρ乙gℎ乙2(ℎ乙−Δℎ')+ρ甲gℎ甲2Δℎ'ℎ乙2
若最终甲、乙对地面的压强相等时,即 ρ甲gℎ甲2(ℎ甲−Δℎ')+ρ乙gℎ乙2Δℎ'ℎ甲2=ρ乙gℎ乙2(ℎ乙−Δℎ')+ρ甲gℎ甲2Δℎ'ℎ乙2
由ρ甲=2ρ乙、h乙=1.5h甲化简并代入数据后可得 2×(0.2m−Δℎ')+1.52×Δℎ'=(1.5×0.2m−Δℎ')+2×(23)2Δℎ 可得 Δℎ'=−0.28m
由计算结果可知不可能,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据压强和密度可以计算物体的高度,利用压强和高度可以计算物体的密度;根据压强相等,结合密度判断高度的关系;根据总压力和受力面积的比值计算压强。
9.【答案】 A
【考点】功率的计算
【解析】【解答】已知雨滴在下落过程中做匀速运动,所受的重力和空气阻力为一对平衡力,即f=mg=kv2
所以雨滴下落的速度为 v=mgk
功率 P=Wt=Fst=Fv
重力的功率之比 P1P2=m1gv1m2gv2=m1v1m2v2=m1m1gkm2m2gk=m13m23
故答案为:A。
【分析】根据质量计算重力,结合受到的阻力计算速度;利用物体受到的力和速度计算功率的大小。
10.【答案】 B
【考点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】四个木块水平向右匀速运动,把四个木块当作个整体,水平向右的拉力F和总摩擦力f平衡,所以f=F,图中四个木块对地面的压力F总压=G总=(m+m+2m+3m)g=7mg
右边2个木块对地面的压力F右压=(m+3m)=4mg
左边2个木块对地面的压力F左压=(m+2m)g=3mg
因为接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力成正比,所以,右边质量为3m的木块与地面间的摩擦力为f1= 4mg7mg×f总=4F7
左边质量为2m的木块与地面间的摩擦力为 f2=3mg7mg×f总=3F7
把质量为m的木块和质量为2m的木块上看作一个整体,整体向右匀速运动,所以轻蝇对m的拉力和质量为2m的木块与地面的摩擦力相等 F绳=f2=3F7
B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力,结合物体受到的外力求解大小即可。
二、填空题
11.【答案】 被“吸入”漩涡;流体在流速大的地方压强小
【考点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】小船会被“吸入”漩涡,顺着漩涡旋转的方向急速运动且越来越靠近中心,由于流体在流速大的地方压强小,越靠近中心速度也就越快,想逃脱也就越困难;如果陷入漩涡中心,那就会掉落进去,船上如果有人,则生还的可能性微乎其微;漩涡中心是低压状态,外部是高压状态,因为压力差的存在,小船会支离破碎。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
12.【答案】 省力;惯性;增大
【考点】惯性及其现象,增大压强的方法及其应用,杠杆的分类
【解析】【解答】瓶盖起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
当汽车后面突然受到猛烈撞击时,司机和乘客的下半身随车一起快速运动,而上半身由于具有惯性,仍然要保持原来的运动状态,所以头部向后倒,此时,安全头枕就可以有效地预防惯性带来的危害。
用细线可以方便地切割熟鸡蛋,是压力一定时通过减小受力面积来增大压强。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,省力杠杆可以省力,但是费距离,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,费力杠杆可以省距离,但是费力。物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系;通过压强公式p=F/S可以看出,增加压强可以通过增加压力和减小受力面积实现。
13.【答案】 2;4;4
【考点】二力平衡的条件及其应用,摩擦力的大小
【解析】【解答】物体C在0~3s内保持静止状态,受到的拉力和摩擦力是平衡力,拉力是2N,则摩擦力是2N。
物体C在6~9s内做匀速直线运动,受到的拉力和滑动摩擦力是平衡力,拉力是4N,则6~9s内滑动摩擦力是4N,所以第8秒时受到的摩擦力大小为4N,物体C在3~6s内加速运动,物体对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,所以3~6s内滑动摩擦力是4N,第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
【分析】物体水平方向在拉力和摩擦力的作用下静止和匀速运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反;当物体做加速运动时,物体受到的摩擦力与做匀速运动时受到的摩擦力相同。
14.【答案】 大于
【考点】功的计算及应用
【解析】【解答】根据题意知道,以木箱的重心为支点,两人施加的力及力臂的情况如图,可以看出L甲 <L乙 , 由杠杆平衡平衡的条件可知:F甲>F乙 , 又因为甲、乙从一楼到三楼升高距离相等,即S甲 =S乙 , 由W =FS知道,W甲 >W乙 , 即甲对木箱做的功大于乙对木箱做的功。
故答案为:大于.
【分析】通过作图和杠杆的平衡进行分析,得出甲对木箱的作用力与乙对木箱的作用力的关系,利用功的计算公式W=Fs进行比较做功的多少.
15.【答案】 相等;增大;大于
【考点】液体压强的特点
【解析】【解答】实验中采用转换法,通过压强计两管中的液面高度差说明压强大小,将探头在原深度处向其他方向任意转动,压强计两管中的液面高度差不变,说明液体内部同一深度向各个方向压强相等。
根据液体压强特点,将探头向下移动一段距离,深度变大,则压强计液面高度差h将增大。
根据控制变量法思想,保持探头深度不变,在水中加入一定量的食盐,搅拌均匀后液体的密度变大,则压强计液面高度差将大于在水中液面高度差。
【分析】液体压强的特点:在液体内部同一深度,向各个方向压强相等,深度越深,压强越大。液体内部压强还与压强的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
16.【答案】 D;A
【考点】液体的压强的特点
【解析】【解答】因为液体的压强随深度增加而增大,所以河堤的底部受到的压强比上部大,则单位面积的河堤的底部受到水对河堤的推力也大,所以河堤必须建成“上窄下宽的形状”,故最合理的是D,最不合理的是A。
【分析】液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大。
17.【答案】 连通器;高于玻璃管
【考点】连通器原理
【解析】【解答】相邻两只花瓶下部的相同高度处用玻璃管彼此连接,每一个花瓶上端开口,是连通器的应用,具备连通器的特点。
在连通器中,液体静止时,各容器的液面相平。在任何一只花瓶中倒入足量的水使三只花瓶中都有水,倒入瓶中的水面至少要在玻璃管上方,水才会经过玻璃管流向其他的花瓶。
【分析】连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上,与摆放位置无关,例如水壶、船闸等。
18.【答案】 1800;1
【考点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】根据F1L1=F2L2得:F1×OA=G人×OB,∴F1=G人× OBOA =500N× 3m1m =1500N,因力的作用是相互的,正方体C受到的拉力为1500N,正方体C受力平衡,故重力为1500N + 300N=1800N,当正方体C对地面的压强为5000Pa时,正方体C对地面的压力为:F=pS=5000Pa × (0.4m)2=800N,此时正方体C对木板的拉力为:F′1=1800N − 800N=1000N,根据F1L1=F2L2得:F′1×OA=G人×OB′,∴OB′= F'1×OAG人=1000N×1m500N =2m,即小明由B点向左走1m.
故答案为:1800;1.
【分析】结合题意,利用杠杆的平衡条件求解即可.
三、作图题
19.【答案】
【考点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】解:过支点O作垂直于F1作用线的垂线段即为动力臂l1 , 题中的F1刚好与杠杆垂直,则O点到F1的作用点的连线即为动力臂L1;
寻找F2时,过L2的末端做垂直于杠杆的垂线,垂线与杠杆的交点即为作用力F2的作用点;F1使杠杆逆时针转动,为使杠杆平衡,力F2应该使杠杆顺时针转动,则F2的方向是向下的。
【分析】根据力与力臂垂直的关系进行作图,即过支点作动力作用线的垂线段,即为动力臂;过阻力臂的末端作垂直于杠杆的作用力F2 , 判断力的方向时注意是一个力使杠杆顺时针转动,另一个力使杠杆逆时针转动。
20.【答案】 解:如图所示:
【考点】力臂的画法
【解析】【解答】支点为O点,阻力F2的方向竖直向下,阻力臂是支点到阻力作用线的垂线段。如图所示:
【分析】动力臂为支点到动力作用线的距离,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,固定不动的点为支点。
四、实验探究题
21.【答案】 (1)B
(2)F1-F2=F3-F4
(3)) F1F1−F2ρ水 或 F1F3−F4ρ水
(4)能
(5)能
(6)
【考点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)丁:用弹簧测力计测出空桶的重力;
甲;用弹簧测力计测出物体的重力;
乙:将空桶放到溢水杯口下,将物体浸在水中,记下测力计的示数;
丙:用测力计测出小桶和排出水的总重力。
那么最佳顺序为丁甲乙丙,故选B。
(2)根据图片可知,F1为物体的重力,F2为物体浸在水中时测力计的拉力,根据F浮力=G-F可知,F浮力=F1-F2。F3为小桶和排开水的总重力,F4为空桶重力,那么根据G排=G总-G桶得到:G排=F3-F4。
根据F浮力=G排可知,F1-F2=F3-F4。
(3)石块的体积:V=V排=F浮力gρ水=F1−F2gρ水=F3−F4gρ水;
那么石块的密度:ρ=GgV=F1g×F1−F2gρ水=F1F1−F2ρ水;
ρ=GgV=F1g×F3−F4gρ水=F1F3−F4ρ水.
(4)本实验乙中若石块部分浸入水中能得出(2)中相同的结论。
(5)本实验中若用不吸水的木块代替石块能得出(2)中相同的结论。
(6)鸡蛋在水里悬浮,它受到的重力和浮力相互平衡,即浮力等于重力等于0.5N。浮力和重力都作用在鸡蛋的重心上,前者数值向上,后者竖直向下,如下图所示:
【分析】(1)根据F浮力=G-F计算物体受到的浮力,根据G排=G总-G桶计算排开水的重力,然后进行比较,据此确定实验步骤的正确顺序;
(2)根据(1)中的分析确定几个测力计示数的数量关系;
(3)首先计算出浮力,然后根据阿基米德原理计算出物体的体积,最后根据密度公式计算石块的密度;
(4)部分浸没水中,排开水的体积变小,则浮力变小,但是不会影响各个量之间的关系,只是不能利用浮力计算出物体的体积,进而不能计算出物体的密度。
(5)只要物体不吸水,那么用谁做实验都会得到相同的结论;
(6)对鸡蛋进行受力分析,然后再确定力的三要素,最后作出力的示意图。
22.【答案】 (1)被撞的距离的远近;mgh;2gℎ;无关
(2)不同;A= 12 ρv3
【考点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)①小球去撞击木块,并通过木块被撞的距离的远近 来反映动能的大小。
小球在A点时速度为零,那么它的动能为零;此时它具有的重力势能E势=mgh。根据机械能=动能+重力势能可知,该点时它具有的机械能E=mgh。
(2)小球从A点静止释放到达B点时,重力势能全部转化为动能,即E势=F动 , 也就是:mgh= mv22 ,解得:vB=2gℎ。根据这个公式可知,小球的速度只与它在斜面上的高度有关,与质量无关。
(2)①在相同的时间内,相同的面积上,小车从两种不同的能源上获得的能量不同。
②水的动能为 E动=mv22 ;
根据密度公式m=ρV得到:E动=mv22=ρVv22;
根据V=SL=Svt得到:E动=mv22=ρVv22=ρSLv22=ρSvtv22;
根据能流密度的定义可知,:A=E动St=12ρSv3tSt=12ρv3。
【分析】(1)①小球撞击木块,将能量传递给木块,木块在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知,被撞的木块移动的距离越大,克服阻力做功越多,则小球的动能越大。
小球在A点时速度为零,据此计算动能和重力势能,将二者相加计算机械能。
②AB段没有阻力,机械能守恒,即A点的重力势能全部转化为B点的动能,根据公式计算速度。
根据速度的计算式分析其影响因素即可。
(2)①当小车的质量不变时,被推动的距离越远,小车获得的能量越多。
②根据动能的公式、密度公式和速度公式进行推导计算即可。
23.【答案】 (1)刻度尺;弹簧测力计
(2)1、2;甲
(3)使用同一滑轮组提升重物,物重越重,滑轮组的机械效率越高
(4)动滑轮的重力;57.1%
【考点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)实验中需要测量钩码的重力和物体移动的距离,所以需要用的测量工具有刻度尺和弹簧测力计。(2)通过数据中1、2两次实验,钩码上升高度与绳端移动的距离知,滑轮组承重的绳子根数为3,所以实验中所用的是甲滑轮组。(3)第1次和第2次实验中,提升钩码的高度相同,绳端移动的距离相同,但钩码的重力不同,且提升钩码的重力越大,其机械效率越高。所以同滑轮组提升重物越重,滑轮组的机械效率越高。(4)比较第1次和第3次实验数据知,第3次所用滑轮组的承重绳子根数为5根,即所用的是乙滑轮组,此滑轮组的机械效率 η=W有W总=GℎFs=4N×0.1m1.4N×0.5m=0.4J0.7J=57.1%
而两次所提升的重物重力和高度都相同,但所使用的滑轮组的动滑轮的重力不同,所以可以研究动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响。
【分析】(1)探究滑轮组的机械效率时,利用测力计测量力的大小,刻度尺测量距离;(2)滑轮组中动滑轮的绳子股数不同,绳子拉长的距离和物体高度的关系不同;(3)相同滑轮组提升重物越重,滑轮组的机械效率越高;(4)提升相同物体时,动滑轮越重,机械效率越小;根据物体的重力和高度的乘积计算有用功,拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功,有用功和总功的比值计算机械效率。
五、计算题
24.【答案】 (1)①由 ρ=mV 可得水的体积 V水=m水ρ水=4kg1×103kg/m3=4×10−3m3
答:水的体积V水是4×10-3m 3;
(2)水对容器底部的压强p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
答:水对容器底部的压强p水是980Pa;
(3)甲、乙为连通器,所以两容器中水对底部的压强始终相等,因为S1< S2
所以两容器水面高度相同是,压强相等,根据 p=FS 可知有pS1
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