四川省资阳市安岳县九韶初级中学2022-2023学年八年级下学期5月月考物理试卷
一、单项选择题(每题3分,共计36分)
1.下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )
A.使小车向前运动了一段距离
B.搬石头但没搬动,手对石头的力
C.拖着货物停在水平地面上,叉车对货物的力
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A.使小车向前运动了一段距离,力对物体做了功,A符合题意;
B.搬石头但没搬动,手对石头的力没有移动距离,没有做功,B不符合题意;
C.拖着货物停在水平地面上,叉车对货物的力和距离垂直,没有做功,C不符合题意;
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力和移动的距离垂直,没有做功,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】物体受力且沿力的方向移动距离,力对物体做了功。
2.(2018八下·韶关期末)一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,关于该洒水车下列说法正确是( )
A.机械能不变,重力势能不变 B.机械能变小,动能变小
C.机械能不变,动能变小 D.机械能变小,动能不变
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,洒水车的质量减小,速度不变,动能变小;洒水车在水平路面上行驶,重力势能为零;洒水车没有发生形变,不具有弹性势能;机械能=动能+重力势能,机械能变小.
故答案为:B.
【分析】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;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.机械能:动能和势能的统称.(机械能=动能+势能)
3.(2021·内江)潜艇在国防中起到了重要作用,下列关于潜艇涉及的相关知识正确的是( )
A.潜艇的浮沉是通过改变自身体积实现的
B.潜艇浸没在水中越深,受到的浮力越大
C.悬浮在水中的潜艇受到的浮力等于自身重力
D.水对潜艇上表面的压强大于下表面的压强
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水艇通过排水或进水来改变自身的重力来实现上浮和下沉的,当排出水时,自身重力减小,浮力不变,则潜水艇将上浮,A不符合题意;
B.潜水艇下潜过程中,由 知道,V排不变,所以浮力不变,B不符合题意;
C.由浮沉条件知道,悬浮在水中的潜艇受到的浮力等于自身重力,C符合题意;
D.由于潜艇下表面的所处的深度大于乙下表面的所处的深度,由 知道,水对潜艇上表面的压强小于下表面的压强,D错误。
故答案为:C。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
4.如图所示,图甲中用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动;图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象.下列说法正确的是( )
A.木块第二次受到的拉力较大
B.第一次木块的动能大
C.第一次拉力对木块做功的功率大
D.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
【答案】D
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】解:(1)从图象上可以看出,用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,故两次实验的拉力和摩擦力均相等.故A错误,D正确.
(2)从图中可以看出第一次木块运动的速度较小,而木块的质量不变,所以第一次木块具有的动能小,故B错误.
(3)从图中可以看出第一次木块运动的速度较小,而木块所受的拉力不变,根据公式P==Fv可知,拉力第一次做功的功率小,故C错误.
故选D.
【分析】(1)先判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系;
(2)根据速度的计算公式:v=利用图象比较速度的大小,从而确定动能的大小.
(3)根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析功率的大小.
5.一冰块放在一杯盐水中(已知ρ盐>ρ水>ρ冰)若冰块全部溶化后,杯中液面将( )
A.上升 B.不变
C.下降 D.无法判断
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】冰漂浮时,受到的浮力等于冰的重力,排开的质量等于冰的质量,熔化成水后,质量不变,则m冰=m水=m排,ρ水V水=ρ盐水V排,由于ρ水<ρ盐水,所以V水>V排,液面上升,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于重力。
6.如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。图乙表示F的大小随时间t的变化关系,图丙表示物体的运动速度v的大小随时间t的变化关系。已知在10 s~20 s内物体上升的高度为50 m。(g取10 N/kg)下列说法正确的是( )
A.物体的重力大小为55 N
B.在0~10 s内,物体对地面的压力大小是20 N
C.在10 s~30 s内,物体上升的平均速度大小为10 m/s
D.在20 s~30 s内,拉力F对物体做的功为5000J
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据丙图20s~30s,物体作匀速直线运动时,受到平衡力,拉力为50N,物体的重力大小为50 N,A不符合题意
B.在0~10 s内,物体受到的拉力为20N,物体对地面的压力大小是50N-20N=30 N,B不符合题意
C.在10 s~30 s内,物体上升的最大速度大小为10 m/s,C不符合题意;
D.在20 s~30 s内,拉力F对物体做的功为W=Fs=50N×10m/s×10s=5000J,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体静止和匀速直线运动时,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;根据物体受到的力,计算合力;根据力和距离的乘积计算做功多少。
7.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,A、B、C 三个长方体的质量和体积都相同,将它们分别放入三个容器的液体中,静止时,三个容器内的液面相平,如图所示,则下列判断( )
①物体受到的浮力 F 浮A>F 浮B>F 浮C
②液体对容器底的压强 p 甲<p 乙<p 丙
③物体下表面受到液体的压力 F′A=F′B=F′C
④容器对桌面的压力 F 甲<F 乙<F 丙
A.只有①②④正确 B.只有②④正确
C.只有③④正确 D.只有②③④正确
【答案】B
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】三个相同的物体是漂浮和悬浮状态,由于漂浮和悬浮时,物体受到的浮力等于重力,三个物体的质量相同,重力相等,①物体受到的浮力 F 浮A=F 浮B=F 浮C,错误;当浮力相同时,根据F浮=ρ液gV排,物体排开液体的体积越大,液体的密度越小,液体深度相同时,根据p=ρgh分析,②液体对容器底的压强 p 甲<p 乙<p 丙,正确;物体受到的浮力等于上下表面的压力差,甲图中,物体上表面受到向下的压力,下表面受到的压力是浮力和上表面的压力和;乙图和丙图中,下表面的压力等于浮力,③物体下表面受到液体的压力 F′A>F′B=F′C,错误;根据图像判断,液体的体积关系时V甲
【分析】根据物体受到的浮力和重力关系,判断浮力大小;结合状态判断物体密度和液体密度关系;利用液体密度和深度,计算液体压强的关系;根据总重力判断水平面受到的压力关系。
8.如图所示,过山车是一项惊险刺激的游戏项目。在刚开始时,过山车依靠弹射器的推力或链条爬上最高点,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。下列关于过山车运动过程中,机械能的转化,说法正确的是( )
A.刚开始过山车被匀速拉升时,机械能不变
B.过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能
C.通过环形轨道最高点时,重力势能最大,动能为零
D.过山车在运行过程中,机械能守恒
【答案】B
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】A.刚开始过山车被匀速拉升时,高度变大,重力势能变大,机械能变大,A不符合题意;
B.过山车向下俯冲时,高度变小,速度变大,重力势能转化为动能,B符合题意;
C.通过环形轨道最高点时,重力势能最大,由于在运动,动能不为零,C不符合题意;
D.过山车在运行过程中,克服阻力消耗机械能,机械能减少,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】物体的动能和质量、速度有关;物体的重力势能和质量、高度有关。
9.把重为5N,体积为600cm3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(g取10N/㎏)(
A.物体漂浮,F浮=6N B.物体悬浮,F浮=5N
C.物体漂浮,F浮=5N D.物体沉在水底,F浮=6N
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据物体的重力计算质量,计算物体的密度为,由于物体的密度小于水的密度,物体漂浮;物体漂浮时,物体受到的浮力等于重力,浮力为5N,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据重力就质量,结合质量和体积的比值计算密度;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
10.一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光-次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片, 如图。已知运动员从a点到d点可视为沿竖直方向运动,通过ab、bc和cd的时间间隔均为0.6s ,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,下列分析中正确的是( )
A.运动员下落过程中的速度的大小保持不变
B.运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C.运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
D.运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;动能和势能的大小变化;功的计算及应用
【解析】【解答】A.在相同时间段内,运动员下落的距离不同,运动过程中的速度变化,A不符合题意;
B.运动员的重力不变,但ab段的路程和cd的路程不同,根据W=Gh,在ab段所做的功小于在cd段所做的功,B不符合题意;
C.运动员在ab段的速度比cd段的速度小,根据P=Gv判断,所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢,C符合题意;
D.运动员下落过程中减少的重力势能一部分转化为动能,还转化为内能,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据路程和时间关系,判断速度大小;根据力和距离的乘积计算做功多少;根据力和速度的乘积,判断功率的大小。
11.爷爷与小丽进行爬楼比赛,他们都从1楼上到6楼。爷爷的体重是小丽体重的2倍,爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍。若爷爷做功为W1,功率为P1,小丽做功为W2,功率为P2,则下列判断正确的是 ( )
A.W1∶W2=1∶1 B.W1∶W2=4∶1 C.P1∶P2=1∶1 D.P1∶P2=4∶1
【答案】C
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由于爬楼的高度相同,根据W=Gh计算,重力越大,做功越多,则W1:W2=2:1,根据功为2:1,时间的比值为2:1,计算功率,功率比值为1:1,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据重力和高度的乘积计算做功多少;根据功和时间的比值, 计算功率。
12.(2017·河池)如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起,直至其下表面刚好离开水面.用p表示容器底受到水的压强,F浮表示圆柱体受到水的浮力,它们随时间t变化的大致图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】解:(1)圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,容器内水的深度不变,水的密度不变,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强不变;
圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,容器内水的深度变小,水的密度不变,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强变小;
所以,整个过程中容器底受到水的压强先不变、后变小,故A正确、B错误;(2)圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,圆柱体受到水的浮力不变;
圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,水的密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,圆柱体受到水的浮力变小;
所以,整个过程中圆柱体受到水的浮力先不变、后变小,故C、D错误.
故选A.
【分析】将一圆柱体从水中匀速提起至下表面刚好离开水面,分为两个过程:一是圆柱体露出水面前,二是露出水面后至下表面刚好离开水面,分析排开水的体积变化,得出水的深度变化,利用液体压强公式和阿基米德原理分析压强、浮力变化.
二、填空题(每空1分,共计13分)
13.如图所示,将两块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,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力 乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”), 杯中水面升高得多。
【答案】小于;乙
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】相同的橡皮泥,沉底时,受到的浮力小于重力,漂浮时,浮力等于重力,所以甲杯橡皮泥受到的浮力小于乙杯的浮力;由于乙杯橡皮泥受到的浮力大,排开液体的体积大,液面上升多。
【分析】根据物体在液体中的状态判断浮力大小;根据浮力关系和液体密度,判断排开体积关系。
14.如图所示,重为150 N的物体在大小为40 N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10 m,所用的时间为20s,则拉力做的功是 J,拉力做功的功率为 W。
【答案】400;20
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】根据拉力和移动的距离,计算做功为W=Fs=40N×10m=400J;拉力的功率为。
【分析】利用力和距离的乘积计算做功多少;功和时间的比值, 计算功率。
15.在木棒的一端缠绕一些铜丝,做成简易密度计。把两支完全相同的自制密度计放在甲、乙两种液体中,密度计静止时如图所示。此时两种液体的深度相同,则密度计受到的浮力
F甲 F乙,两种液体的密度ρ甲 ρ乙, 容器底部所受的压强p甲 p乙。 (均选填“>”“<” 或“=”)
【答案】=;<;<
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】密度计在液体中漂浮,浮力等于密度计的重力,所以密度计受到的浮力F甲=F乙;由于密度计在甲液体中排开的体积大,根据F浮=ρ液gV排,甲液体密度小ρ甲<ρ乙,由于液体深度相同, 根据p=ρgh,液体压强为p甲
16.如上图所示,容器底面积为200cm2,容器中装有一定量的水,水中有一个木块被细线系着,木块的体积为4dm3,此时木块所受浮力 N,细线所受拉力大小 N,剪断细线后,待木块静止时,水对容器底压强减小 Pa。(木块的密度0.6×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】40;16;800
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据水的密度和木块排开水的体积,计算浮力为F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N;根据木块的密度和体积,计算质量为m=ρV=0.6×103kg/m3×4×10-3cm3=0.24g,计算重力为G=mg=0.24×10N/kg=2.4N,木块受到的拉力为F拉=40N-24V=16N;容器底减少的压力等于物体减少的拉力,根据压力和受力面积,计算压强的变化量为。
【分析】根据液体密度和木块排开的体积,计算浮力;密度和体积,计算质量;根据压力的变化量和受力面积的比值, 计算压强的变化量。
17.某人在一次外出打猎时,使用一支步枪进行涉猎,其枪的管长0.9m,站立(人身高大约1.7m)瞄准猎物,射击过程火药爆炸时高压气体对子弹的平均压强为4×107Pa,横截面积为0.5cm2,子弹头的重力为0.2N,子弹头从被击发到离开枪口时间为0.1s,在空气中飞行了1500m落在地上,高压气体对子弹头做的功为 J,其功率为 W;子弹所受重力做功约为 J。
【答案】1.8×103;1.8×104 ;0.34
【知识点】功率的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【解答】根据压强和受力面积的乘积计算压力为F=pS=4×107Pa×0.5×10-4m2=2×103N,利用力和运动距离的乘积,计算做功为W=Fs=2×103N×0.9m=1.8×103J;功和时间的比值, 计算功率,重力和高度的乘积计算重力做功为w'=Gh=0.2N×1.7m=0.34J;
【分析】根据压强和受力面积的乘积计算压力;利用力和运动距离的乘积,计算做功;功和时间的比值计算功率;重力和高度的乘积计算重力做功多少。
三、图示题(每题2分,共计4分)
18.小明将一个西瓜和一个梨子放入水缸中,发现西瓜浮在水面上而梨沉入水底。请画出西瓜受力示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】物体受到的重力竖直向下,物体受的浮力是竖直向上的,如图 。
【分析】物体受到的重力总是竖直向下的;物体受的浮力是竖直向上。
19.体积为120cm3的物块,重1.8N,将它浸没在水中如图.在图中画出松开手时,该物块受力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;浮力大小的计算;浮力的示意图
【解析】【解答】根据排开水的体积,计算浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×120×10-6m3=1.2N,由于F浮
四、实验探究题(共计15分)
20.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明进行实验时提出如下猜想:
猜想1:与浸没在液体的深度有关 猜想2:与液体的密度有关
猜想3:与物体的密度有关 猜想4:与物体排开液体的体积有关
小明带着这些猜想利用如下器材(铜块与铝块的体积相等)开始进行实验:
(1)图⑦中铜块受到的浮力为 N,方向是 。
(2)根据图甲中①③④的结果可知, 越大,物体所受浮力 。
(3)根据图甲中①④⑤的结果,可得猜想1是 (选填“正确”或“错误”) 的。
(4)分析图甲中①⑤⑦中的数据,得出的初步结论是物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力 ;分析①②④⑥的数据,可得猜想 3 是 (选填“正确”或“错误”) 的。
(5)根据实验过程中测力计的示数可知,铜块的密度是 kg/m3,盐水的密度是 kg/m3(ρ水=1.0×103 kg/m3)。
【答案】(1)1.2;竖直向上
(2)物体排开的体积;越大
(3)错误
(4)越大;错误
(5)9×103;1.2×103
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,
(1)根据图①,铜块的重力G=9N,图⑦中铜块受到的浮力为F浮7=9N-7.8N=1.2N,方向是竖直向上;
(2)根据图甲中①③④判断,物体排开水的体积不同,浮力不同,可知,物体排开的体积越大,物体所受浮力越大;
(3)根据图甲中①④⑤分析,物体排开水的体积相同, 深度不同,但浮力不变,可知浮力和液体的深度无关,猜想1是错误的;
(4)分析图甲中①⑤⑦中的数据,液体密度不同,得出的初步结论是物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大;分析①②④⑥的数据,物体的密度不同,受到的浮力相同,可得猜想 3 是错误的;
(5)根据实验过程中测力计的示数可知,铜块的体积为;铜块的密度是,盐水的密度是。
【分析】(1)根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力; 浮力方向竖直向上;
(2)液体密度一定时,浮力和排开液体的体积有关;
(3)浮力和物体进入液体的深度无关;
(4)排开液体的体积相同时,液体密度越大, 受到的浮力越大;
(5)根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积;根据物体的质量和体积的比值,计算密度;利用浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度。
21.如图所示,在“探究影响物体动能大小的因素”的实验中。(h1=h3>h2,mA=mB
(2)小明在准备实验器材的时候,有两块相同长度的光滑长木板M和粗糙长木板作为水平面,为了使实验顺利进行,小明应选择长木板 (选填“M”或“N”);
(3)小明通过比较 两图发现:当物体质量一定时,物体的 越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害;
(4)如图丁中虚线所示,让钢球从倾斜程度不同的斜面同一高度静止滑下碰撞木块,若斜面光滑,则木块在水平面上移动的距离 (选填“变大”“不变”或“变小”)(不计空气阻力)。
【答案】(1)小球到达斜面底端的速度
(2)N
(3)甲乙;速度;超速
(4)不变
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】在探究影响物体动能大小的因素的实验中,
(1)小球从斜面的同一高度由静止释放,为了控制小球到达斜面底端的速度相同;
(2)准备实验器材的时候,有两块相同长度的光滑长木板M和粗糙长木板N作为水平面,为了使实验顺利进行,物体需要在粗糙的表面运动,应选择长木板N;
(3)小明通过比较甲、乙两图发现物体的质量相同,下落的高度不同,到达水平面的速度不同:可知当物体质量一定时,物体的速度越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车超速带来的危害;
(4)如图丁中虚线所示,让钢球从倾斜程度不同的斜面同一高度静止滑下碰撞木块,物体的质量和到达水平面的速度相同,若斜面光滑,物体具有的动能相同,则木块在水平面上移动的距不变。
【分析】(1)物体下落的高度相同,到达水平面的速度相同;
(2)探究物体动能的影响因素时,需要物体在粗糙的物体表面运动;
(3)质量一定时,物体的速度越大, 动能越大;
(4)物体的质量和到达水平面的速度相同,具有的动能相同。
五、计算题(共计32分)
22.如图是我国自主研发的重型战略运输机“运200 ”,作为大型多用途运输机,可在复杂气象条件下,执行各种物资和人员的长距离航空运输任务。该飞机有n=14个轮子,满载静止在水平跑道上时每个轮子与地面的接触面积约为S=0.3m2;疫情期间,该飞机执行一次飞行任务,满载着抗疫物资从成都飞抵武汉,已知起飞质量M=210t,飞行高度h=800m,飞行距离s= 1080km,飞行时间t= 10min。 g取10N/kg.求:
(1)飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压强p;
(2)飞机飞行过程中的平均速度V;
(3) 飞机升空过程克服重力做的功W。
【答案】(1)解:由题意可知,飞机满载时的质量为:m=210t=2.1×105kg
故由G=mg可得,飞机满载时受到的重力为:G=mg=2.1×105kg×10N/kg=2.1×106N
又由受力分析可知,飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力等于飞机满载时受到的重力G,飞机与水平地面的接触面积为S=14S=14×0.3m=4.2m2
故由p=F/S可得,飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压强为P=F/S=2.1×106N/4.2m2 =5×105Pa
(2)解:由v=s/t=1080000m/(10×60s)=1800m/s
(3)解:由题意可知,飞行高度为h= 800m,故飞机升空过程克服重力做的功为W=Fs=Gh=2.1×106N×800m=1.68×109J
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;利用压力和受力面积的比值, 计算压强;
(2)根据路程和时间的比值, 计算速度;
(3)根据力和距离的乘积计算做功多少。
23.(2013·苏州)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小;
(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功;
(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时,求货车最多可装载多重的货物.
【答案】(1)解:货车空载行驶时所受的阻力大小:
f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N
(2)解:v=36km/h=36× m/s=10m/s,
∵v= ,
10s行驶的路程:
s=vt=10m/s×10s=100m,
∵汽车匀速行驶,
∴牵引力:
F=f=2.5×103N,
10s内货车牵引力做的功:
W=Fs=2.5×103N×100m=2.5×105J
(3)解:∵P=F′v′,v′=90km/h=90× m/s=25m/s,
∴此时牵引力:
F′= = =3600N,
∵汽车匀速行驶,
∴此时汽车受到的阻力:
f′=F′=3600N,
∵f=0.1G,
∴货车总重:
G′= = =3.6×104N,
货车最多可装载货物的重力:
G货=G′﹣G=3.6×104N﹣2.5×104N=1.1×104N
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)知道货车空载时重G,利用f=0.1G求货车空载行驶时所受的阻力大小;(2)知道货车空载时速度和行驶时间,利用s=vt求行驶路程,汽车匀速行驶牵引力F=f,再利用W=Fs求10s内货车牵引力做的功;(3)利用P=Fv求牵引力大小,而汽车匀速行驶时f=F,可求阻力大小,再根据f=0.1G求货车总重,货车最多可装载货物的重等于货车总重减去空车重,再求货物质量.
24.关于深海的探究,对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义,我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲所示是我们自行研制的水下智能潜航器,其外形与潜艇相似,相关参数:体积2m3,质量1500kg,最大下潜深度5000m。(不考虑海水密度变化,海水密度取ρ=1.0×103kg/m3)求:
(1)某次执行任务,当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。
(2)潜航器任务完成后,变为自重时静止漂浮在海面上,此时露出海面的体积。
(3)当潜航器漂浮在海面时,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示,图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对潜航器的拉力。(不考虑水的阻力)
【答案】(1)解:由题有p= pgh= 1.0× 103kg/m3×10N/kg ×5000m=5×107Pa
(2)解:由力的平衡有:F浮=G= mg = 1500kg ×10N/kg = 15000N
根据F浮=ρgV排得,排开水的体积为:V排=F浮/ρg=15000N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1.5m3
∴潜航器露出海面体积:V露=V-V排=2m3-1.5m3=0.5m3
(3)解:分析图象可知,在t3时刻潜航器完全离开水面,由于潜航器匀速运动,所以,此时起重装置对潜航器的拉力等于潜航器的重力,即:F3=G=15000N
因起重装置将潜航器匀速竖直吊离海面,所以速度保持不变;根据:P=W/t=FS/t=FV
可得:P1=F1V , P3=F3V
又 P3=3P1
所以F3V=3F1V
解得:F3=3F1
则t1时刻起重装置对潜航器的拉力:F1=1/3F3=1/3×15000N=5000N
【知识点】功率计算公式的应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(2)根据物体的质量计算重力;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;
(3)根据功率关系和速度,可以计算拉力大小关系;结合物体的重力计算拉力。
四川省资阳市安岳县九韶初级中学2022-2023学年八年级下学期5月月考物理试卷
一、单项选择题(每题3分,共计36分)
1.下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )
A.使小车向前运动了一段距离
B.搬石头但没搬动,手对石头的力
C.拖着货物停在水平地面上,叉车对货物的力
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
2.(2018八下·韶关期末)一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,关于该洒水车下列说法正确是( )
A.机械能不变,重力势能不变 B.机械能变小,动能变小
C.机械能不变,动能变小 D.机械能变小,动能不变
3.(2021·内江)潜艇在国防中起到了重要作用,下列关于潜艇涉及的相关知识正确的是( )
A.潜艇的浮沉是通过改变自身体积实现的
B.潜艇浸没在水中越深,受到的浮力越大
C.悬浮在水中的潜艇受到的浮力等于自身重力
D.水对潜艇上表面的压强大于下表面的压强
4.如图所示,图甲中用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动;图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象.下列说法正确的是( )
A.木块第二次受到的拉力较大
B.第一次木块的动能大
C.第一次拉力对木块做功的功率大
D.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
5.一冰块放在一杯盐水中(已知ρ盐>ρ水>ρ冰)若冰块全部溶化后,杯中液面将( )
A.上升 B.不变
C.下降 D.无法判断
6.如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。图乙表示F的大小随时间t的变化关系,图丙表示物体的运动速度v的大小随时间t的变化关系。已知在10 s~20 s内物体上升的高度为50 m。(g取10 N/kg)下列说法正确的是( )
A.物体的重力大小为55 N
B.在0~10 s内,物体对地面的压力大小是20 N
C.在10 s~30 s内,物体上升的平均速度大小为10 m/s
D.在20 s~30 s内,拉力F对物体做的功为5000J
7.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,A、B、C 三个长方体的质量和体积都相同,将它们分别放入三个容器的液体中,静止时,三个容器内的液面相平,如图所示,则下列判断( )
①物体受到的浮力 F 浮A>F 浮B>F 浮C
②液体对容器底的压强 p 甲<p 乙<p 丙
③物体下表面受到液体的压力 F′A=F′B=F′C
④容器对桌面的压力 F 甲<F 乙<F 丙
A.只有①②④正确 B.只有②④正确
C.只有③④正确 D.只有②③④正确
8.如图所示,过山车是一项惊险刺激的游戏项目。在刚开始时,过山车依靠弹射器的推力或链条爬上最高点,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。下列关于过山车运动过程中,机械能的转化,说法正确的是( )
A.刚开始过山车被匀速拉升时,机械能不变
B.过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能
C.通过环形轨道最高点时,重力势能最大,动能为零
D.过山车在运行过程中,机械能守恒
9.把重为5N,体积为600cm3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(g取10N/㎏)(
A.物体漂浮,F浮=6N B.物体悬浮,F浮=5N
C.物体漂浮,F浮=5N D.物体沉在水底,F浮=6N
10.一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光-次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片, 如图。已知运动员从a点到d点可视为沿竖直方向运动,通过ab、bc和cd的时间间隔均为0.6s ,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,下列分析中正确的是( )
A.运动员下落过程中的速度的大小保持不变
B.运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C.运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
D.运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
11.爷爷与小丽进行爬楼比赛,他们都从1楼上到6楼。爷爷的体重是小丽体重的2倍,爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍。若爷爷做功为W1,功率为P1,小丽做功为W2,功率为P2,则下列判断正确的是 ( )
A.W1∶W2=1∶1 B.W1∶W2=4∶1 C.P1∶P2=1∶1 D.P1∶P2=4∶1
12.(2017·河池)如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起,直至其下表面刚好离开水面.用p表示容器底受到水的压强,F浮表示圆柱体受到水的浮力,它们随时间t变化的大致图象正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(每空1分,共计13分)
13.如图所示,将两块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,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力 乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”), 杯中水面升高得多。
14.如图所示,重为150 N的物体在大小为40 N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10 m,所用的时间为20s,则拉力做的功是 J,拉力做功的功率为 W。
15.在木棒的一端缠绕一些铜丝,做成简易密度计。把两支完全相同的自制密度计放在甲、乙两种液体中,密度计静止时如图所示。此时两种液体的深度相同,则密度计受到的浮力
F甲 F乙,两种液体的密度ρ甲 ρ乙, 容器底部所受的压强p甲 p乙。 (均选填“>”“<” 或“=”)
16.如上图所示,容器底面积为200cm2,容器中装有一定量的水,水中有一个木块被细线系着,木块的体积为4dm3,此时木块所受浮力 N,细线所受拉力大小 N,剪断细线后,待木块静止时,水对容器底压强减小 Pa。(木块的密度0.6×103kg/m3,g取10N/kg)。
17.某人在一次外出打猎时,使用一支步枪进行涉猎,其枪的管长0.9m,站立(人身高大约1.7m)瞄准猎物,射击过程火药爆炸时高压气体对子弹的平均压强为4×107Pa,横截面积为0.5cm2,子弹头的重力为0.2N,子弹头从被击发到离开枪口时间为0.1s,在空气中飞行了1500m落在地上,高压气体对子弹头做的功为 J,其功率为 W;子弹所受重力做功约为 J。
三、图示题(每题2分,共计4分)
18.小明将一个西瓜和一个梨子放入水缸中,发现西瓜浮在水面上而梨沉入水底。请画出西瓜受力示意图。
19.体积为120cm3的物块,重1.8N,将它浸没在水中如图.在图中画出松开手时,该物块受力的示意图。
四、实验探究题(共计15分)
20.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明进行实验时提出如下猜想:
猜想1:与浸没在液体的深度有关 猜想2:与液体的密度有关
猜想3:与物体的密度有关 猜想4:与物体排开液体的体积有关
小明带着这些猜想利用如下器材(铜块与铝块的体积相等)开始进行实验:
(1)图⑦中铜块受到的浮力为 N,方向是 。
(2)根据图甲中①③④的结果可知, 越大,物体所受浮力 。
(3)根据图甲中①④⑤的结果,可得猜想1是 (选填“正确”或“错误”) 的。
(4)分析图甲中①⑤⑦中的数据,得出的初步结论是物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力 ;分析①②④⑥的数据,可得猜想 3 是 (选填“正确”或“错误”) 的。
(5)根据实验过程中测力计的示数可知,铜块的密度是 kg/m3,盐水的密度是 kg/m3(ρ水=1.0×103 kg/m3)。
21.如图所示,在“探究影响物体动能大小的因素”的实验中。(h1=h3>h2,mA=mB
(2)小明在准备实验器材的时候,有两块相同长度的光滑长木板M和粗糙长木板作为水平面,为了使实验顺利进行,小明应选择长木板 (选填“M”或“N”);
(3)小明通过比较 两图发现:当物体质量一定时,物体的 越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害;
(4)如图丁中虚线所示,让钢球从倾斜程度不同的斜面同一高度静止滑下碰撞木块,若斜面光滑,则木块在水平面上移动的距离 (选填“变大”“不变”或“变小”)(不计空气阻力)。
五、计算题(共计32分)
22.如图是我国自主研发的重型战略运输机“运200 ”,作为大型多用途运输机,可在复杂气象条件下,执行各种物资和人员的长距离航空运输任务。该飞机有n=14个轮子,满载静止在水平跑道上时每个轮子与地面的接触面积约为S=0.3m2;疫情期间,该飞机执行一次飞行任务,满载着抗疫物资从成都飞抵武汉,已知起飞质量M=210t,飞行高度h=800m,飞行距离s= 1080km,飞行时间t= 10min。 g取10N/kg.求:
(1)飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压强p;
(2)飞机飞行过程中的平均速度V;
(3) 飞机升空过程克服重力做的功W。
23.(2013·苏州)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小;
(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功;
(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时,求货车最多可装载多重的货物.
24.关于深海的探究,对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义,我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲所示是我们自行研制的水下智能潜航器,其外形与潜艇相似,相关参数:体积2m3,质量1500kg,最大下潜深度5000m。(不考虑海水密度变化,海水密度取ρ=1.0×103kg/m3)求:
(1)某次执行任务,当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。
(2)潜航器任务完成后,变为自重时静止漂浮在海面上,此时露出海面的体积。
(3)当潜航器漂浮在海面时,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示,图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对潜航器的拉力。(不考虑水的阻力)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A.使小车向前运动了一段距离,力对物体做了功,A符合题意;
B.搬石头但没搬动,手对石头的力没有移动距离,没有做功,B不符合题意;
C.拖着货物停在水平地面上,叉车对货物的力和距离垂直,没有做功,C不符合题意;
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力和移动的距离垂直,没有做功,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】物体受力且沿力的方向移动距离,力对物体做了功。
2.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,洒水车的质量减小,速度不变,动能变小;洒水车在水平路面上行驶,重力势能为零;洒水车没有发生形变,不具有弹性势能;机械能=动能+重力势能,机械能变小.
故答案为:B.
【分析】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;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.机械能:动能和势能的统称.(机械能=动能+势能)
3.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水艇通过排水或进水来改变自身的重力来实现上浮和下沉的,当排出水时,自身重力减小,浮力不变,则潜水艇将上浮,A不符合题意;
B.潜水艇下潜过程中,由 知道,V排不变,所以浮力不变,B不符合题意;
C.由浮沉条件知道,悬浮在水中的潜艇受到的浮力等于自身重力,C符合题意;
D.由于潜艇下表面的所处的深度大于乙下表面的所处的深度,由 知道,水对潜艇上表面的压强小于下表面的压强,D错误。
故答案为:C。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
4.【答案】D
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】解:(1)从图象上可以看出,用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,故两次实验的拉力和摩擦力均相等.故A错误,D正确.
(2)从图中可以看出第一次木块运动的速度较小,而木块的质量不变,所以第一次木块具有的动能小,故B错误.
(3)从图中可以看出第一次木块运动的速度较小,而木块所受的拉力不变,根据公式P==Fv可知,拉力第一次做功的功率小,故C错误.
故选D.
【分析】(1)先判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系;
(2)根据速度的计算公式:v=利用图象比较速度的大小,从而确定动能的大小.
(3)根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析功率的大小.
5.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】冰漂浮时,受到的浮力等于冰的重力,排开的质量等于冰的质量,熔化成水后,质量不变,则m冰=m水=m排,ρ水V水=ρ盐水V排,由于ρ水<ρ盐水,所以V水>V排,液面上升,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于重力。
6.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据丙图20s~30s,物体作匀速直线运动时,受到平衡力,拉力为50N,物体的重力大小为50 N,A不符合题意
B.在0~10 s内,物体受到的拉力为20N,物体对地面的压力大小是50N-20N=30 N,B不符合题意
C.在10 s~30 s内,物体上升的最大速度大小为10 m/s,C不符合题意;
D.在20 s~30 s内,拉力F对物体做的功为W=Fs=50N×10m/s×10s=5000J,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体静止和匀速直线运动时,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;根据物体受到的力,计算合力;根据力和距离的乘积计算做功多少。
7.【答案】B
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】三个相同的物体是漂浮和悬浮状态,由于漂浮和悬浮时,物体受到的浮力等于重力,三个物体的质量相同,重力相等,①物体受到的浮力 F 浮A=F 浮B=F 浮C,错误;当浮力相同时,根据F浮=ρ液gV排,物体排开液体的体积越大,液体的密度越小,液体深度相同时,根据p=ρgh分析,②液体对容器底的压强 p 甲<p 乙<p 丙,正确;物体受到的浮力等于上下表面的压力差,甲图中,物体上表面受到向下的压力,下表面受到的压力是浮力和上表面的压力和;乙图和丙图中,下表面的压力等于浮力,③物体下表面受到液体的压力 F′A>F′B=F′C,错误;根据图像判断,液体的体积关系时V甲
【分析】根据物体受到的浮力和重力关系,判断浮力大小;结合状态判断物体密度和液体密度关系;利用液体密度和深度,计算液体压强的关系;根据总重力判断水平面受到的压力关系。
8.【答案】B
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】A.刚开始过山车被匀速拉升时,高度变大,重力势能变大,机械能变大,A不符合题意;
B.过山车向下俯冲时,高度变小,速度变大,重力势能转化为动能,B符合题意;
C.通过环形轨道最高点时,重力势能最大,由于在运动,动能不为零,C不符合题意;
D.过山车在运行过程中,克服阻力消耗机械能,机械能减少,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】物体的动能和质量、速度有关;物体的重力势能和质量、高度有关。
9.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据物体的重力计算质量,计算物体的密度为,由于物体的密度小于水的密度,物体漂浮;物体漂浮时,物体受到的浮力等于重力,浮力为5N,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据重力就质量,结合质量和体积的比值计算密度;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
10.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;动能和势能的大小变化;功的计算及应用
【解析】【解答】A.在相同时间段内,运动员下落的距离不同,运动过程中的速度变化,A不符合题意;
B.运动员的重力不变,但ab段的路程和cd的路程不同,根据W=Gh,在ab段所做的功小于在cd段所做的功,B不符合题意;
C.运动员在ab段的速度比cd段的速度小,根据P=Gv判断,所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢,C符合题意;
D.运动员下落过程中减少的重力势能一部分转化为动能,还转化为内能,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据路程和时间关系,判断速度大小;根据力和距离的乘积计算做功多少;根据力和速度的乘积,判断功率的大小。
11.【答案】C
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由于爬楼的高度相同,根据W=Gh计算,重力越大,做功越多,则W1:W2=2:1,根据功为2:1,时间的比值为2:1,计算功率,功率比值为1:1,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据重力和高度的乘积计算做功多少;根据功和时间的比值, 计算功率。
12.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】解:(1)圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,容器内水的深度不变,水的密度不变,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强不变;
圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,容器内水的深度变小,水的密度不变,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强变小;
所以,整个过程中容器底受到水的压强先不变、后变小,故A正确、B错误;(2)圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,圆柱体受到水的浮力不变;
圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,水的密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,圆柱体受到水的浮力变小;
所以,整个过程中圆柱体受到水的浮力先不变、后变小,故C、D错误.
故选A.
【分析】将一圆柱体从水中匀速提起至下表面刚好离开水面,分为两个过程:一是圆柱体露出水面前,二是露出水面后至下表面刚好离开水面,分析排开水的体积变化,得出水的深度变化,利用液体压强公式和阿基米德原理分析压强、浮力变化.
13.【答案】小于;乙
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】相同的橡皮泥,沉底时,受到的浮力小于重力,漂浮时,浮力等于重力,所以甲杯橡皮泥受到的浮力小于乙杯的浮力;由于乙杯橡皮泥受到的浮力大,排开液体的体积大,液面上升多。
【分析】根据物体在液体中的状态判断浮力大小;根据浮力关系和液体密度,判断排开体积关系。
14.【答案】400;20
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】根据拉力和移动的距离,计算做功为W=Fs=40N×10m=400J;拉力的功率为。
【分析】利用力和距离的乘积计算做功多少;功和时间的比值, 计算功率。
15.【答案】=;<;<
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】密度计在液体中漂浮,浮力等于密度计的重力,所以密度计受到的浮力F甲=F乙;由于密度计在甲液体中排开的体积大,根据F浮=ρ液gV排,甲液体密度小ρ甲<ρ乙,由于液体深度相同, 根据p=ρgh,液体压强为p甲【分析】漂浮物体受到的浮力等于物体的重力;根据浮力相等,结合排开液体的体积判断液体密度;根据液体密度和深度,计算液体压强。
16.【答案】40;16;800
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据水的密度和木块排开水的体积,计算浮力为F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N;根据木块的密度和体积,计算质量为m=ρV=0.6×103kg/m3×4×10-3cm3=0.24g,计算重力为G=mg=0.24×10N/kg=2.4N,木块受到的拉力为F拉=40N-24V=16N;容器底减少的压力等于物体减少的拉力,根据压力和受力面积,计算压强的变化量为。
【分析】根据液体密度和木块排开的体积,计算浮力;密度和体积,计算质量;根据压力的变化量和受力面积的比值, 计算压强的变化量。
17.【答案】1.8×103;1.8×104 ;0.34
【知识点】功率的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【解答】根据压强和受力面积的乘积计算压力为F=pS=4×107Pa×0.5×10-4m2=2×103N,利用力和运动距离的乘积,计算做功为W=Fs=2×103N×0.9m=1.8×103J;功和时间的比值, 计算功率,重力和高度的乘积计算重力做功为w'=Gh=0.2N×1.7m=0.34J;
【分析】根据压强和受力面积的乘积计算压力;利用力和运动距离的乘积,计算做功;功和时间的比值计算功率;重力和高度的乘积计算重力做功多少。
18.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】物体受到的重力竖直向下,物体受的浮力是竖直向上的,如图 。
【分析】物体受到的重力总是竖直向下的;物体受的浮力是竖直向上。
19.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;浮力大小的计算;浮力的示意图
【解析】【解答】根据排开水的体积,计算浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×120×10-6m3=1.2N,由于F浮
20.【答案】(1)1.2;竖直向上
(2)物体排开的体积;越大
(3)错误
(4)越大;错误
(5)9×103;1.2×103
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,
(1)根据图①,铜块的重力G=9N,图⑦中铜块受到的浮力为F浮7=9N-7.8N=1.2N,方向是竖直向上;
(2)根据图甲中①③④判断,物体排开水的体积不同,浮力不同,可知,物体排开的体积越大,物体所受浮力越大;
(3)根据图甲中①④⑤分析,物体排开水的体积相同, 深度不同,但浮力不变,可知浮力和液体的深度无关,猜想1是错误的;
(4)分析图甲中①⑤⑦中的数据,液体密度不同,得出的初步结论是物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大;分析①②④⑥的数据,物体的密度不同,受到的浮力相同,可得猜想 3 是错误的;
(5)根据实验过程中测力计的示数可知,铜块的体积为;铜块的密度是,盐水的密度是。
【分析】(1)根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力; 浮力方向竖直向上;
(2)液体密度一定时,浮力和排开液体的体积有关;
(3)浮力和物体进入液体的深度无关;
(4)排开液体的体积相同时,液体密度越大, 受到的浮力越大;
(5)根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积;根据物体的质量和体积的比值,计算密度;利用浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度。
21.【答案】(1)小球到达斜面底端的速度
(2)N
(3)甲乙;速度;超速
(4)不变
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】在探究影响物体动能大小的因素的实验中,
(1)小球从斜面的同一高度由静止释放,为了控制小球到达斜面底端的速度相同;
(2)准备实验器材的时候,有两块相同长度的光滑长木板M和粗糙长木板N作为水平面,为了使实验顺利进行,物体需要在粗糙的表面运动,应选择长木板N;
(3)小明通过比较甲、乙两图发现物体的质量相同,下落的高度不同,到达水平面的速度不同:可知当物体质量一定时,物体的速度越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车超速带来的危害;
(4)如图丁中虚线所示,让钢球从倾斜程度不同的斜面同一高度静止滑下碰撞木块,物体的质量和到达水平面的速度相同,若斜面光滑,物体具有的动能相同,则木块在水平面上移动的距不变。
【分析】(1)物体下落的高度相同,到达水平面的速度相同;
(2)探究物体动能的影响因素时,需要物体在粗糙的物体表面运动;
(3)质量一定时,物体的速度越大, 动能越大;
(4)物体的质量和到达水平面的速度相同,具有的动能相同。
22.【答案】(1)解:由题意可知,飞机满载时的质量为:m=210t=2.1×105kg
故由G=mg可得,飞机满载时受到的重力为:G=mg=2.1×105kg×10N/kg=2.1×106N
又由受力分析可知,飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力等于飞机满载时受到的重力G,飞机与水平地面的接触面积为S=14S=14×0.3m=4.2m2
故由p=F/S可得,飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压强为P=F/S=2.1×106N/4.2m2 =5×105Pa
(2)解:由v=s/t=1080000m/(10×60s)=1800m/s
(3)解:由题意可知,飞行高度为h= 800m,故飞机升空过程克服重力做的功为W=Fs=Gh=2.1×106N×800m=1.68×109J
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;利用压力和受力面积的比值, 计算压强;
(2)根据路程和时间的比值, 计算速度;
(3)根据力和距离的乘积计算做功多少。
23.【答案】(1)解:货车空载行驶时所受的阻力大小:
f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N
(2)解:v=36km/h=36× m/s=10m/s,
∵v= ,
10s行驶的路程:
s=vt=10m/s×10s=100m,
∵汽车匀速行驶,
∴牵引力:
F=f=2.5×103N,
10s内货车牵引力做的功:
W=Fs=2.5×103N×100m=2.5×105J
(3)解:∵P=F′v′,v′=90km/h=90× m/s=25m/s,
∴此时牵引力:
F′= = =3600N,
∵汽车匀速行驶,
∴此时汽车受到的阻力:
f′=F′=3600N,
∵f=0.1G,
∴货车总重:
G′= = =3.6×104N,
货车最多可装载货物的重力:
G货=G′﹣G=3.6×104N﹣2.5×104N=1.1×104N
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)知道货车空载时重G,利用f=0.1G求货车空载行驶时所受的阻力大小;(2)知道货车空载时速度和行驶时间,利用s=vt求行驶路程,汽车匀速行驶牵引力F=f,再利用W=Fs求10s内货车牵引力做的功;(3)利用P=Fv求牵引力大小,而汽车匀速行驶时f=F,可求阻力大小,再根据f=0.1G求货车总重,货车最多可装载货物的重等于货车总重减去空车重,再求货物质量.
24.【答案】(1)解:由题有p= pgh= 1.0× 103kg/m3×10N/kg ×5000m=5×107Pa
(2)解:由力的平衡有:F浮=G= mg = 1500kg ×10N/kg = 15000N
根据F浮=ρgV排得,排开水的体积为:V排=F浮/ρg=15000N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1.5m3
∴潜航器露出海面体积:V露=V-V排=2m3-1.5m3=0.5m3
(3)解:分析图象可知,在t3时刻潜航器完全离开水面,由于潜航器匀速运动,所以,此时起重装置对潜航器的拉力等于潜航器的重力,即:F3=G=15000N
因起重装置将潜航器匀速竖直吊离海面,所以速度保持不变;根据:P=W/t=FS/t=FV
可得:P1=F1V , P3=F3V
又 P3=3P1
所以F3V=3F1V
解得:F3=3F1
则t1时刻起重装置对潜航器的拉力:F1=1/3F3=1/3×15000N=5000N
【知识点】功率计算公式的应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(2)根据物体的质量计算重力;根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;
(3)根据功率关系和速度,可以计算拉力大小关系;结合物体的重力计算拉力。