黑龙江省肇东市第七中学校2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(五四制)
一、选择题(本题共 12 个小题 1——10 题每题只有一个正确选项;11、12 小题每题有两个或两个以上正确选项)
1.(2023八下·肇东期末) 下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A.钳子 B.船桨 C.小推车 D.修树剪刀
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.使用钳子时,转轴为支点,阻力作用在刀口上,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故A不合题意;
B.摇动船桨时,船桨与船身相连的位置为支点,阻力作用在桨头上,动力作用在手柄上。此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故B符合题意;
C.使用小推车时,车轮为支点,货物的重力相当于阻力,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故C不合题意;
D.使用修树剪刀时,转轴相当于支点,阻力作用在刀口上,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故D不合题意。
故选B。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
2.(2023八下·肇东期末)下图中哪个现象跟“流体压强与流速的关系”这一规律无关()
A.高速火车把人“吸”过去 B.固定翼飞机分行
C.喷雾器喷出水雾 D.直升机飞行
【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 A.高速火车把人“吸”过去,是因为列车经过时空气流动大而气压小,周围空气对乘客产生朝向铁轨一侧,故A不合题意;
B.固定翼飞机飞行时,机翼上方空气流速大而气压小,而下方空气流速小而气压大,于是对机翼产生向上的压力差,这就是升力,故B不合题意;
C.喷雾器喷出水雾时,喷管上方空气流速大而气压小,于是药液被大气压入喷管中,从而被喷出,故C不合题意;
D.直升机飞行时,旋翼对空气施加向下的作用力,空气对机翼产生向上的反作用力,故D不合题意。
故选D。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
3.(2023八下·肇东期末) 如图所示,一个未装满水的瓶子,正立在水平桌面上时,瓶对桌面的压强为 p1,瓶底受到水的压力为 F1;倒立时瓶对桌面的压强为 p2,瓶盖受到水的压力为 F2,则( )
A.p1> p2 B.p1< p2 C.F1= F2 D.F1< F2
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据F=G总可知,瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即对桌面的压力不变。而瓶底面积大于瓶盖面积,根据可知,瓶子对桌面的压强p1
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】(1)首先根据F=G总比较瓶子对桌面的压力大小,再根据比较瓶子对桌面的压强大小;
(2)粗细一致的容器中,液体对容器底部的压力等于液体重力;下口大的容器,容器底部受到的压力大于液体压力;下口小的容器,容器底部受到的压力小于液体压力、
4.(2023八下·肇东期末) 如图在探究“不同物质的吸热能力”的实验时,同学们使用的器材有:相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计、初温和质量都相同的水和食用油。关于实验,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量的多少是由它的物质种类决定的
B.食用油吸热升温快,说明食用油的吸热能力强
C.加热相同的时间,水升温慢说明水的吸热能力强
D.将食用油和水加热到相同的温度时,它们吸收的热量相同
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【解答】A.物体吸收热量的多少有加热器工作的时间长短决定,故A错误;
B.根据Q=cm△t可知,质量都相同的水和食用油吸收相同的热量时,食用油吸热升温快,说明食用油的吸热能力弱,故B错误;
C.加热相同的时间吸收相同的热量,根据Q=cm△t可知,水升温慢,说明水的吸热能力强,故C正确;
D.水的吸热能力大于食用油的吸热能力,根据Q=cm△t可知,将食用油和水加热到相同的温度时,它们吸收的不相等,故D错误。
故选C。
【分析】(1)根据W=Pt可知,当电加热器功率相同时,产生的热量与时间成正比,即时间相同时产生的热量相同;
(2)(3)(4)根据Q=cm△t分析判断。
5.(2023八下·肇东期末)关于浮力的说法正确的()
A.轮船从长江驶入大海,所受的浮力变大
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力
C.阿基米德原理说明物体所受的浮力大小等于物体的重力
D.鸡蛋放入清水中沉在杯子底部,是因为鸡蛋在清水中不受浮力
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 A.轮船从长江驶入大海,始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于自身重力,即所受的浮力不变,故A错误;
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力,故B正确;
C.根据阿基米德原理F浮力=G排可知,物体所受的浮力大小等于物体排开液体的重力,故C错误;
D.鸡蛋放入清水中沉在杯子底部,是因为鸡蛋在清水中受到的浮力小于鸡蛋的重力,故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据漂浮条件判断;
(2)根据悬浮条件判断;
(3)根据阿基米德原理F浮力=G排判断;
(4)根据沉底条件判断。
6.(2023八下·肇东期末) 体育比赛中蕴含着许多物理知识,下列说法中不正确的是( )
A.蹦床运动员起跳以后还会向上运动,是因为受到一个向上的力
B.游泳运动员向后划水可以向前运动,说明物体间力的作用是相互的
C.撑杆跳比赛中,被运动员 压弯的杆具有弹性势能
D.跳水运动员在空中下落过程中,重力势能转化为动能
【答案】A
【知识点】动能和势能的概念;力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】 A.蹦床运动员起跳以后还会向上运动,是因为他有惯性,故A错误符合题意;
B.游泳运动员向后划水可以向前运动,说明物体间力的作用是相互的,故B正确不合题意;
C.撑杆跳比赛中,被运动员压弯的杆发生弹性形变具有弹性势能,故C正确不合题意;
D.跳水运动员在空中下落过程中,质量不变,速度增大,则动能增大;高度减小,则重力势能减小,那么重力势能转化为动能,故D正确不合题意。
故选A。
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)根据力的作用的相互性判断;
(3)物体由于发生弹性形变产生的能量为弹性势能;
(4)分析动能和重力势能的大小变化即可。
7.(2023八下·肇东期末) 把同种材料制成的甲、乙两个正方体各自平放在水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为 100Pa、200Pa,若把甲叠放在乙的上面,如图所示,则乙对水平地面
的压强为( )
A.300 Pa B.225 Pa C.150 Pa D.75 Pa
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】上下粗细一致的柱体对地面的压强:;
二者的压强之比:p甲:p乙=100Pa:200Pa=1:2;
且二者的密度相同,根据p=ρgh可知,二者的高度之比:h甲:h乙=1:2;
根据G=ρgV得到:甲的重力G甲=F甲=p甲S甲=100Pa×h甲2;
乙的重力G乙=F乙=p乙S乙=200Pa×h乙2;
那么二者叠放时,乙对地面的压强:.
故选B。
【分析】首先根据F=G分别计算出甲和乙的重力,再根据计算二者叠放时乙对地面的压强。
8.(2023八下·肇东期末)下列实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.旅行箱安装小轮子 B.给自行车的车轴上机油
C.自行车轴承中装有滚珠 D.自行车轮胎上制有凹凸的花纹
【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.旅行箱安装小轮子,通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力,故A不合题意;
B.给自行车的车轴上机油,通过注入润滑油的方式减小摩擦力,故B不合题意;
C.自行车轴承中装有滚珠,通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力,故C不合题意;
D.自行车轮胎上制有凹凸的花纹,通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力,故D符合题意。
故选D。
【分析】增大摩擦的方法:增大压力和增大接触面的粗糙程度。
9.(2023八下·肇东期末) 下列关于大气压的描述,错误的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大
B.托里拆利实验首先测出了大气压强的数值,1 标准大气压值约为1× 105Pa
C.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为水把纸片粘住了
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低
【答案】C
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】A.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大,故A正确不合题意;
B.托里拆利实验首先测出了大气压强的数值,1 标准大气压值约为105 Pa,故B正确不合题意;
C.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为大气对纸片产生向上的压强,故C错误符合题意;
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】(1)(2)根据有关大气压强的科学发展史分析;
(3)根据大气压强对纸片的作用判断;
(4)根据大气压强与高度的变化规律,结合液体沸点随气压的变化规律分析判断。
10.(2023八下·肇东期末) 如图所示,物体 A、B 的重力都为 8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时 A、B 两物体静止在水平面上,弹簧测力计示数为 3N;现把物体 A 从物体 B 上取下,挂在物体 C 下,物体 B 作匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.A 与 B 之间的摩擦力为 3N
B.开始时水平面对B 的支持力为 8N
C.后来弹簧测力计的示数为6N
D.后来水平面对B 的摩擦力为 7N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.A和B都在水平面上做匀速直线运动,二者保持相对静止状态,因此二者没有摩擦力,即A与B之间的摩擦力为0N,故A错误;
B.A和B在竖直方向上保持静止状态,则它们受到的重力和支持力为平衡力,即二者大小相等,也就是f=G总=8N+8N=16N,故B错误;
CD.当AB叠放保持静止时,根据得到:;
即6N=G动+GC①;
拿走物体B挂在C下面,根据得到:;
即2F=G动+GC +8N ②;
①②联立解得:F=7N;
即弹簧测力计的示数为7N,根据二力平衡的知识可知,B此时受到的摩擦力F=F=7N,
故C错误,D正确。
故选D。
【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②存在压力;③做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算B受到的支持力;
(3)(4)针对拿走物体B前后的两种状态,根据平衡力的知识列出两个平衡关系式,联立计算后来弹簧测力计的示数,并根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力。
11.(2023八下·肇东期末) 如图所示,每个滑轮重 6N,物体 A 重 100N,物体 B 重 60N,F1=16N,F2=8N,此时物体 A 相对于地面静止,物体B 以 0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动,绳重及滑轮转轴的摩擦等次要因素忽略不计。下列说法正确的是( )
A.拉力 F2 的功率为 0.8W
B.滑轮组的机械效率为 75%
C.如果增大F2,物体 A 可能向左运动
D.物体 A 受到地面水平向右 2N 的摩擦力
【答案】B,D
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图可知,滑轮组承担拉力的绳子段数n=3,
则绳子移动的速度:v2=nvB=3×0.1m/s=0.3m/s,
则F2的功率:P2=F2v2=8N×0.3m/s=2.4W,故A错误;
D.由F=(G动+f)可得,物体B受到的摩擦力:fB=nF2-G动=3×8N-6N=18N,
因物体A对物体B水平向右的摩擦力和物体B对物体A水平向左的摩擦力是一对相互作用力,
所以物体B对物体A水平向左的摩擦力:fB′=fB=18N,
因物体A静止时处于平衡状态,其合力为零,
所以,由F1<fB′可知,地面对物体A的摩擦力方向水平向右,
此时物体A受到水平向右的拉力F1和地面对A的摩擦力f、物体B对物体A水平向左的摩擦力fB′作用处于平衡状态,
由物体A受到的合力为零可得:F1+f=fB′,
则地面对A的摩擦力大小为:f=fB′-F1=18N-16N=2N,方向水平向右,故D正确。
B.该滑轮组的机械效率:,故B正确;
C.如果增大F2,动滑轮对下方绳子的拉力也增大,B将做加速运动,但B对A的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则B与A之间的摩擦力大小不变,A受到的拉力F1、地面的摩擦力不变,则A还是处于静止状态,故C错误。
故选BD。
【分析】(1)根据图片确定承担拉力的绳子段数n,根据v=nv物计算拉力F2的速度,再根据P=Fv计算拉力F2的功率;
(2)根据F=(G动+f)求出物体B受到的摩擦力,然后根据相互作用力原理确定物体B对物体A摩擦力的大小和方向。
物体A静止时处于平衡状态,其合力为零,比较拉力F1和物体B对物体A摩擦力的大小判断得出地面对物体A摩擦力的方向,然后对物体A受力分析列出等式求出地面对A的摩擦力大小;
(3)利用求出滑轮组的机械效率;
(4)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,先分析A受到B的摩擦力的大小变化,再确定A的运动状态是否变化。
12.(2023八下·肇东期末) 如图甲所示,在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体,受到方向不变的水平拉力 F 的作用,其 F— t 和 v—t 图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.9-12s 内拉力做功为 18J B.0-3s 内拉力做功为 9J
C.3-6s 内拉力的功率逐渐变小 D.第 4s 拉力的功率为 9W
【答案】A,D
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据乙图可知,9-12s内物体的速度为1m/s,通过的距离s=vt=1m/s×3s=3m,因此拉力做功W=Fs=6N×3m=18J,故A正确;
B.0-3s内物体的速度为零,即物体保持静止状态,那么拉力不做功,故B错误;
C.3-6s内物体受到的拉力不变,而速度逐渐增大,根据P=Fv可知,拉力的功率逐渐增大,故C错误 ;
D.根据乙图可知,3s-6s时做加速运动,速度从0增大到3m/s,则1s末物体的速度v=,那么此时拉力的功率P=Fv=9N×1m/s=9W,故D正确。
故选AD。
【分析】(1)根据乙图,利用s=vt计算9-12s内运动的距离,再根据W=Fs计算拉力做的功;
(2)根据乙图确定0~3s内物体受到的拉力和运动的距离,再计算做的功;
(3)根据乙图确定物体速度的变化,再根据P=Fv分析拉力的功率变化;
(4)根据乙图确定4s时物体的速度,再根据P=Fv计算拉力的功率。
二、填空题
13.(2019·贵阳)将重6N、面积0.02m2的玻璃板平放在足够大的粗糙水平桌面中央,理论上玻璃板对桌面的压强是 Pa,实际上玻璃板对桌面的压强比理论值要更 一些。(不计空气浮力)
【答案】300;大
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】第一空.根据题意知道,玻璃板对桌面的压力等于玻璃板的重力,即F =G=6N,又因为受力面积S是0.02m2,所以,由 知道,玻璃板对桌面的压强是: ;第二空.由于桌面粗糙,所以,玻璃板与桌面的接触面积小于0.02m2,即受力面积小于0.02m2,所以,由 知道,实际上玻璃板对桌面的压强比理论值要更大一些。
故答案为:300;大.
【分析】结合题意,利用压强计算公式分析计算即可.
14.(2023八下·肇东期末) 中国茶文化源远流长,遵义是名茶之乡。泡茶时茶香四溢属于 现象;泡茶时用到的茶壶,壶
身与壶嘴构成了 。
【答案】扩散;连通器
【知识点】连通器原理;分子热运动
【解析】【解答】(1)泡茶时茶香四溢,其实就是茶香分子在空气中发生的扩散现象;
(2)茶壶的壶身和壶嘴上面开口,底部连通,相当于一个连通器。
【分析】(1)不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散现象;
(2)上面开口,底部连通的容器叫连通器。
15.(2023八下·肇东期末) “青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是 4800t,此时舰所受的浮力是 N,舰船从海洋驶
入长江时吃水深度 (填“变深”、“变浅”或“不变”)(g=10N/kg)。
【答案】4.8×107;变深
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)驱逐舰受到的浮力F浮=G排=m排g=4800×103kg×10N/kg=4.8×107N;
(2)驱逐舰始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,水的密度减小,则驱逐舰排开水的体积增大,即吃水深度增大。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算驱逐舰受到的浮力;
(2)首先根据漂浮条件比较浮力的大小变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析排开水的体积变化即可。
16.(2023八下·肇东期末) 老师演示了如图实验,把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,迅速压下活塞,是通过 的
方式使管内空气的内能增加;炒菜时不断翻炒食物,食物变熟,主要是通过 改变了内能。
【答案】做功;热传递
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能
【解析】【解答】老师演示了如图实验,把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,迅速压下活塞,是通过做功的
方式使管内空气的内能增加;炒菜时不断翻炒食物,食物变熟,主要是通过热传递改变了内能。
【分析】改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移。
17.(2023八下·肇东期末) 如图所示,轻质杠杆 0A 可绕O 点自由转动,用细线将 15 N 的重物挂在A 处,小林同学在 B 处用竖直向上的拉力提住杠杆,使杠杆在水平位置平衡。OB 与 0A 长度之比是 3: 5,此时拉力大小为 N; 若杠杆仍在水平位置平衡,仅拉力方向变为图中虚线所示方向,则拉力大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】25;变大
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:G×OA=F×OB,即15N×5=F×3,解得:F=25N;
(2)根据图片可知,当拉力的方向改变时,动力臂逐渐变小,根据杠杆的平衡条件可知,此时拉力将变大。
【分析】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算;
(2)注意分析动力臂的长度变化,再根据杠杆的平衡条件确定动力的变化。
18.(2023八下·肇东期末) 如图所示,底面积为 S1 的圆柱体放在水平桌面上,当把一质量为 m, 底面积为 S2 的物体 A 放在它上面
时,圆柱体对桌面压强的变化量为 ;另有一个底面积为 S3 的薄壁圆柱形容器、内装有密度为ρ液的液体,也放在同一水平桌面上,当把物体 A 浸没在液体中时(液体未溢出)物体悬浮,则液体对容器底压强的变化量为 。(用物理量符号表示)
【答案】;
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)将物体A放在圆柱体上后,它对桌面的压力增大量等于物体A的重力,即F=G=mg;
圆柱体与桌面的受力面积为S1,
则圆柱体对桌面压强的增大量为:;
(2)物体A在液体中悬浮,那么它受到的浮力等于重力,即F浮力=G=mg;
物体A受到的浮力与它对液体的压力为一对相互作用力,那么二者大小相等;
则容器底部受到液体的压力增大量F=F浮力=mg;
因此液体对容器底部压强的变化量为:.
【分析】(1)首先根据F=G计算圆柱体对桌面压力的变化量,再根据计算圆柱体对桌面压强的变化量;
(2)首先根据悬浮条件计算出物体受到的浮力,再根据相互作用力的知识计算容器底部受到液体压力的变化量,最后根据计算液体对容器底部压强的变化量。
19.(2023八下·肇东期末) 搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端,已知斜面长 5m,高 2m,物体重 1000N,沿斜面向上的推力为 500N,则斜面对物体做的有用功为 J, 物体受到斜面的摩擦力为 N
【答案】2000;100
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】对物体做的有用功W有=Gh=1000N×2m=2000J;
对物体做的总功:W总=Fs=500N×5m=2500J;
则对物体做的额外功:W额=W总-W有=2500J-2000J=500J;
则物体受到的摩擦力:。
【分析】根据W有=Gh计算对物体做的有用功,根据W总=Fs计算对物体做的总功,接下来根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功,最后根据计算物体受到的摩擦力。
20.(2023八下·肇东期末) 如图所示,水平地面上有一个底面积为 200cm2 的盛水容器 A 内有边长为 10cm 的正方体物块B,一根细线与容器底部相连,此时细线受到的拉力是6N。已知水的密度是1×103kg/m3,g 取 10N/kg,则物块 B 受到的浮力是 N;剪断绳子,待物块 B 静止后,容器底受到水的压强减小了 Pa。
【答案】10;300
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)物体B浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,那么它受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N;
(2)细线剪断前,木块受到竖直向上的浮力,竖直向下的重力和拉力,即F浮力=G+F拉;
细线剪断后,木块在水中漂浮,此时它受到的浮力F浮'=G;
则二者的浮力差为:△F浮力=F浮力-F浮'=F拉=6N;
容器底部受到压力的变化量等于浮力的变化量,即△F=△F浮力=6N;
则容器底部受到水的压强的变化量为:。
【分析】(1)物体B浸没在水中,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算它受到的浮力;
(2)剪断细线后,木块B在水面漂浮,根据二力平衡的知识计算此时它受到的浮力,而前后浮力之差就是容器底部受到水的压力的变化量,最后根据计算容器底部压强的变化量。
三、作图与实验探究题
21.(2023八下·肇东期末)
(1)如图所示的撬棒,O 为支点,P 为石头的重心。画出在 A 点施加最小动力 F 的示意图和石头所受重力 G 的示意图。
(2) 如图所示,物体A 静止在斜面上,画出 A 所受重力 G 和支持力 F 的示意图;
【答案】(1)
(2)
【知识点】力的三要素及力的示意图;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)①石块的重力作用在它的重心上,方向竖直向下;
②将OA看作动力臂时最长,通过作用点A作OA的垂线,在向下的方向上表上箭头表示最小的动力F,如下图所示:
(2)物体A的重力竖直向下,斜面对它的支持力与斜面垂直且向上,二者都作用在物体A的重心上,如下图所示:
【分析】(1)①确定重力的三要素,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可;
②当以支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长,此时动力最小;
(2)确定力的大小、方向和作用点,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
22.(2023八下·肇东期末)在“研究影响液体内部压强”的实验中,小焦同学做了如图所示的实验,
(1)压强计是通过观察 U 形管的两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小.
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体 的增加而增大.
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择 进行比较.
(4)完成上述实验后,取一容器中间用隔板分成两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,在容器两侧分别注入水和盐水直到橡皮膜的形状不变。如图戊所示,此时橡皮膜左侧的液体是 (选填“水”或“盐水”),已知水的密度为 ρ 水 ,为了测量盐水密度,还需要用刻度尺分别测出左右两侧 为 h 左和 h 右,盐水的密度ρ 盐水= 。(用 h 左、h 右和ρ 水表示)
【答案】(1)高度差
(2)深度
(3)乙、丙
(4)盐水;橡皮膜中心所在的深度;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过观察 U 形管的两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)根据图片可知,甲和乙中金属盒所在的深度不同,且乙中深度大,U形管两侧液面的高度差更大,那么得到结论:液体内部压强随液体深的增加而增大 。
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制深度相同,只改变液体密度,故选实验乙和丙;
(4)①橡皮膜形状不变,说明左右液体压强相等。左侧液面深度小于右侧液面深度,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,左侧的液体密度大于右侧液体密度,即左侧为盐水;
②左右两侧液体压强相等,即p盐水=p水;
ρ盐水gh左=ρ水gh右;
ρ盐水h左=ρ水h右;
解得:。
因此为了测量盐水密度,还需要用刻度尺分别测出左右两侧橡皮膜中心所在的深度h左和h右。
【分析】(1)当橡皮膜上受到压强时,U形管两侧液面肯定会出现高度差;
(2)根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)当橡皮膜形状不变时,左右两侧液体的压强相等,根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度的大小,并计算液体的密度。
23.(2023八下·肇东期末)实验小组在测滑轮组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
实验次数 1 2 3
钩码的重力/N 4 4 6
钩码上升的高度 h/m 0.1 0.1 0.2
绳端拉力 F/N 1.8 1.6 2.4
绳端上移的距离 s/m 0.3 0.4
机械效率 74.1% 62.5%
(1) 通过表中数据可分析出第 2 次实验是用图 (选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验;
(2) 通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“不变”或“越低”);
(3) 小组同学再用第 1 次实验中使用的装置做第 3 次实验,表中第 3 次实验中空缺的数据应为:绳端上移的距离 s= m,机械效率 η= ;
(4) 比较第 1 次实验和第 3 次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率 ;
(5) 采用图丙装置,改变动滑轮重 G 动,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的 A 点可知,被提升物体所受的重力为 N。(忽略绳重和摩擦)
【答案】(1)乙
(2)越低
(3)0.6;83.3%
(4)越高
(5)12
【知识点】滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】(1)在第2次实验中,钩码上升高度为0.1m,绳子上移的距离为0.4m,那么承担重力的绳子段数,则用图乙所示装置做的实验。
(2)比较第一组和第2组实验可知,二者的物体重力相等,乙中动滑轮的质量更大,它的机械效率较小,那么得到结论:用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率越低。
(3)根据第1组数据可知,承担重力的绳子段数。则第3次实验时绳子移动的距离为:s''=n'h''=3×0.2m=0.6m;
此时滑轮组的机械效率:;
(4)比较实验1和3可知,3中物体的重力大,而机械效率高,那么得到结论:使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越大;
(5)根据丁图可知,当机械效率为75%时,根据得到:;
解得:G=12N。
【分析】(1)根据表格数据,利用计算出承担重力的绳子段数n,然后与图片进行对照即可;
(2)根据表格数据比较第1组和第2组实验的机械效率大小即可;
(3)根据第1组数据计算出承担重力的绳子段数n,再根据s=nh计算第3组中绳子移动的距离。
根据计算滑轮组的机械效率。
(4)根据表格数据1和3,分析机械效率与物体重力的大小关系;
(5)根据计算A点时对应物体的重力。
24.(2023八下·肇东期末) 在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察、分析,并回答下列问题:
(1) 实验中小明是通过比较海绵的 程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是
法。
(2) 分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上加砝码的目的是 (选填“增大”或“减小”)压力大小;可以得出结论:当 相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3) 分析比较图乙、丙的实验现象,丙图中小桌子倒放的目的是 (选填“增大”或“减小”)受力面积大小;可以得出结论:当压力相同时, 越小,压力的作用效果越明显。
(4) 将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p 丙和图丁中木板受到的压强 p 丁的大小关系为p 丙 p 丁(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)凹陷;转换
(2)增大;受力面积
(3)增大;受力面积
(4)=
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是控制变量法。
(2)甲图中海绵受到的压力等于桌子的重力,乙图中海绵受到的压力等于桌子和砝码的总重力,即压力增大了,那么乙图中小桌上加砝码的目的是增大压力大小。
根据乙中海绵的凹陷程度越大得到:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)乙图中桌腿向下受力面积小,丙图中桌腿朝上受力面积大,因此丙图中小桌子倒放的目的是增大受力面积的大小。
乙图中受力面积小而海绵凹陷程度大,那么得到结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)在丙和丁中,海绵和木板受到的压力都等于桌子和砝码的总重力,二者受力面积相等,因此压力作用效果相同,即p丙=p丁。
【分析】(1)海绵受到小桌的压力时会向下凹陷,且凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。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。
(2)海绵受到的压力由上面物体的重力产生,且重力越大,压力越大。根据图片分析甲和乙中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论。
(3)将桌腿的着地面积和桌面的面积进行比较,从而比较受力面积大小。根据乙和丙两图分析压力的作用效果与受力面积的关系;
(4)根据影响压力作用效果的因素的知识分析比较。
25.(2023八下·肇东期末) 在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板,实验中第 1 次和第 2 次用相同的长木板,第 3 次用表面更加粗糙的长木板。
(1) 同组的小杰发现小英在第一次实验中出现图乙的操作,操作中的错误是 ;
(2) 纠正错误后,进行实验,比数 1、2 两次实验,是为了探究 对滑动摩擦力大小的影响;
(3) 比较 (填实验序号)两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(4) 由于实验时控制不好力度,小杰同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丙所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,实验中长木板 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。此时木块受到的摩擦力方向 。
【答案】(1)弹簧测力计没有沿水平方向拉动
(2)压力大小
(3)2、3
(4)不需要;水平向右
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据乙图可知,弹簧测力计的拉力方向沿斜上方,那么错误的操作为:弹簧测力计没有沿水平方向拉动。
(2)根据图片可知,实验1中只有木块,2中为木块和砝码,因此二者压力大小不同,那么是为了探究压力大小对滑动摩擦力的影响。
(3)探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力相同,只改变接触面,故选实验2和3;
(4)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,则无论木板是否做匀速直线运动,木块受到的滑动摩擦力保持不变。木块受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者方向相反,因此木块受到摩擦力水平向右。
【分析】(1)当木块在水平方向上做匀速直线运动时,拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反,在同一直线上;
(2)根据图片分析实验1、2中哪个因素不同即可;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)根据影响滑动摩擦力的因素的知识分析。根据二力平衡的知识确定木块受到摩擦力的方向。
26.(2023八下·肇东期末) 汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图,其中h1 < h2 。
(1) 三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中,动能的大小是通过 来反映的;
(2) 甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系;
(3) 进行图丙实验时,木块被撞后滑出木板掉落,由此可推断 A、B 两球的质量关系是:mA mB,与乙图实验进行比较,可以得出: 相同时,质量越大,动能越大。为了实验安全,需改进丙图实验, 再与乙图实验对比,在不改变木板长度的情况下,以下可行的方法是 (填写正确选项前的字母)。
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球B 的高度
D.换用一个较重的木块
【答案】(1)木块移动的距离
(2)速度
(3)<;速度;A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中,动能的大小是通过木块移动的距离来反映的;
(2)根据图片可知,甲和乙中小球的质量相等,在斜面上的高度不同,即到达水平面时的速度不同,因此探究动能与速度的关系;
(3)①丙图中木块被撞后滑出木板,说明木块移动的距离更大,那么它的动能更大。而乙和丙中,小球在斜面上的高度相同,即速度相同,因此小球质量mA
③木块滑出木板,是因为小球的动能太大。根据控制变量法的要求可知,木块在水平面上受到的阻力不能改变,即不能给木板铺上毛巾,也不能换用更重的木块,还要控制小球的速度相同,即小球在斜面上的高度相同,故B、C、D错误;
换用质量更小的小球,它的动能会减小,撞击木块后移动距离会减小,故A正确。
故选A。
【分析】(1)小球撞击木块,木块在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知,木块移动的距离越大,则小球的动能越大。
(2)根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可;
(3)①比较乙和丙图中木块移动的距离,从而比较动能的大小,进而判断小球质量的大小。
②根据图片分析乙和丙中哪个因素相同即可。
③根据控制变量法的要求分析哪个因素相同,哪个因素可以改变,据此分析判断。
27.(2023八下·肇东期末) 小峰在生活中发现木块总浮在水面上,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题: 问题 1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题 2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他设计并完成了如图所示实验。
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均 (选填“大于”或“等于”或“小于”)(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块 (选填“受到”或“不受到”)浮力;
(2)小峰做了(a)、(c)、(d)三次实验,探究得出铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度 关系(选填“有”或“无”);
(3)做( a )、( d )、( e ) 次实验, 是为了探究浮力大小与 的关系, 得到的结论是 ;
(4)若未知物块的重力 10N,浸没在水中时弹簧测力计示数是 6N,则物体的密度 g/cm3。
【答案】(1)小于;受到
(2)无
(3)液体密度;物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大
(4)2.5
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块受到浮力;
(2)根据图片可知,在a、c、d中,虽然铁块的深度增大,但是测力计的示数不变,那么它受到的浮力不变,因此得到结论:铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度无关系;
(3)根据图片可知,实验a、d、e中物体排开液体的体积相等,只有液体密度不同,那么得到结论:物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
(4)物体受到的浮力F浮=G-F拉=10N-6N=4N;
则物体的体积:;
那么物体的密度:。
【分析】(1)物体浸在水中会受到浮力,根据F拉=G-F浮力可知,则物体浸在水中后测力计的示数会减小。
(2)当铁块的深度改变时,如果测力计的示数发生改变,那么浮力与深度有关;否则,浮力与深度无关。
(3)根据图片分析a、d、e中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论。
(4)首先根据F浮=G-F拉计算物体受到的浮力,再根据计算物体的体积,最后根据计算物体的密度。
28.(2023八下·肇东期末) 在探究“二力平衡的条件”实验中,小明采用的实验装置如图甲所示(中间是小木块)。
(1) 小明在实验过程中,将两个 50g 的砝码分别放在左右两个相同的小盘内,发现木块处于静止状态, 接着,他在右边小盘内又加入一个 5g 的砝码,发现木块仍然静止,其原因是是木块受 影响;
(2) 小红用图乙中所示的小车替换木块进行实验,将小车旋转一定角度后松手,发现小车会恢复原状, 这说明两个力必须作用在同一 (选填“物体”或“直线”)上,小车才能平衡;
(3) 接着,小刚用图丙中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验,你认为 的方案最好,原因是 ;
(4) 利用图丁装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(5) 若将图乙的小车换成如图戊所示的弹簧测力计,左右两侧各悬挂重 5N 的砝码,则弹簧测力计示数为 N。
【答案】(1)摩擦力
(2)直线
(3)丙;避免了摩擦力对实验的影响
(4)能
(5)5
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)小明在实验过程中,将两个50g的砝码分别放在左右两个相同的小盘内,发现木块处于静止状态, 接着,他在右边小盘内又加入一个5g 的砝码,发现木块仍然静止,其原因是是木块受摩擦力影响;
(2)将小车旋转一定角度后松手,两个拉力不在同一直线上,发现小车会恢复原状, 说明小车不能处于平衡状态,这说明两个力必须作用在同一直线上。
(3) 接着,小刚用图丙中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验,我认为丙的方案最好,原因是:避免了摩擦力对实验的影响。
(4)在丁图中,虽然两个滑轮的高度不同,但是定滑轮不会改变拉力的大小,且能够保证纸片两侧拉力在同一直线上、在同一物体上和方向相反,因此能够探究二力平衡的条件。
(5)根据图片可知,测力计的挂钩上受到的拉力等于钩码的重力5N,因此测力计的示数为5N。
【分析】(1)当左右小盘中砝码的重力不同时,木块受到的拉力大小不同,于是木块有向一侧移动的趋势,于是在接触面上会产生摩擦力。此时两个拉力和一个摩擦力相互平衡,从而使木块处于平衡状态。
(2)根据“将小车旋转一定角度后松手”可知,两个拉力不在同一直线上,据此分析解答;
(3)悬空的硬纸板不受摩擦力的作用,据此分析解答;
(4)根据丁图分析是否满足平衡力的条件即可;
(5)测力计的示数等于挂钩上受到拉力的大小。
四、综合应用(共 15 分)
29.(2023八下·肇东期末) 建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物 G =900N,不计绳重和摩擦,当绳子自由端的拉力 F =400N 时,可将重物匀速提升 2m。在此过程中,试求:
(1) 拉力 F 做了多少功
(2) 滑轮组的机械效率是多少
(3) 若将该滑轮组的机械效率提高 5%,需要用此滑轮组提升多重的重物
【答案】(1)拉力移动的距离s=nh=3×2m=6m;
拉力做的总功:W总=Fs=400N×6m=2400J
(2)滑轮组做的有用功W有=Gh=900N×2m=1800J;
则滑轮组的机械效率:
(3)当G=900N时,根据得到:;
解得:G动=300N;
当机械效率为5%时,根据得到;;
解得:G'=1200N
【知识点】动滑轮拉力的计算;滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)首先根据s=nh计算拉力移动的距离,再根据W总=Fs计算拉力做的总功;
(2)根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功,根据计算滑轮组的机械效率。
(3)当G=900N时,根据计算动滑轮的重力;
当机械效率为5%时,根据计算动滑轮提升物体的重力。
30.(2023八下·肇东期末)如图,甲、乙两个实心圆柱体,甲的密度小于乙的密度,甲的重力为 4N,乙的重力为 6N。甲的高度为 20cm,底面积为面积 4×10-3m2 ,乙的体积为 400cm3,现将甲、乙两物体用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中,此时容器中的水深 h0 =50cm,甲有一部分浮出水面,(水的密度 g 取 10N/kg)求:
(1) 水对容器底面产生的压强;
(2)乙物体受到的浮力大小;
(3)甲浮出水面部分的高度。
【答案】(1)水对容器底面产生的压强:p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa;
(2)乙受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N
(3)甲和乙漂浮在水面,则它们受到的浮力等于重力,
即F浮总=G总=4N+6N=10N;
二者排开水的总体积:;
则甲排开水的体积:V甲排=V排-V乙=1000cm3-400cm3=600cm3;
则甲浸入水中的深度:;
则甲露出水面的高度:h露出=h-h浸入=20cm-15cm=5cm=0.05m。
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对容器底部的压强;
(2)乙物体浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算受到的浮力;
(3)首先根据漂浮条件计算甲和乙受到的浮力,然后根据阿基米德原理计算二者排开水的总体积,接下来根据V甲排=V排-V乙计算甲排开液体的体积,最后根据计算甲浸入水中的深度,最终计算甲浮出水面的高度。
黑龙江省肇东市第七中学校2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(五四制)
一、选择题(本题共 12 个小题 1——10 题每题只有一个正确选项;11、12 小题每题有两个或两个以上正确选项)
1.(2023八下·肇东期末) 下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A.钳子 B.船桨 C.小推车 D.修树剪刀
2.(2023八下·肇东期末)下图中哪个现象跟“流体压强与流速的关系”这一规律无关()
A.高速火车把人“吸”过去 B.固定翼飞机分行
C.喷雾器喷出水雾 D.直升机飞行
3.(2023八下·肇东期末) 如图所示,一个未装满水的瓶子,正立在水平桌面上时,瓶对桌面的压强为 p1,瓶底受到水的压力为 F1;倒立时瓶对桌面的压强为 p2,瓶盖受到水的压力为 F2,则( )
A.p1> p2 B.p1< p2 C.F1= F2 D.F1< F2
4.(2023八下·肇东期末) 如图在探究“不同物质的吸热能力”的实验时,同学们使用的器材有:相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计、初温和质量都相同的水和食用油。关于实验,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量的多少是由它的物质种类决定的
B.食用油吸热升温快,说明食用油的吸热能力强
C.加热相同的时间,水升温慢说明水的吸热能力强
D.将食用油和水加热到相同的温度时,它们吸收的热量相同
5.(2023八下·肇东期末)关于浮力的说法正确的()
A.轮船从长江驶入大海,所受的浮力变大
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力
C.阿基米德原理说明物体所受的浮力大小等于物体的重力
D.鸡蛋放入清水中沉在杯子底部,是因为鸡蛋在清水中不受浮力
6.(2023八下·肇东期末) 体育比赛中蕴含着许多物理知识,下列说法中不正确的是( )
A.蹦床运动员起跳以后还会向上运动,是因为受到一个向上的力
B.游泳运动员向后划水可以向前运动,说明物体间力的作用是相互的
C.撑杆跳比赛中,被运动员 压弯的杆具有弹性势能
D.跳水运动员在空中下落过程中,重力势能转化为动能
7.(2023八下·肇东期末) 把同种材料制成的甲、乙两个正方体各自平放在水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为 100Pa、200Pa,若把甲叠放在乙的上面,如图所示,则乙对水平地面
的压强为( )
A.300 Pa B.225 Pa C.150 Pa D.75 Pa
8.(2023八下·肇东期末)下列实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.旅行箱安装小轮子 B.给自行车的车轴上机油
C.自行车轴承中装有滚珠 D.自行车轮胎上制有凹凸的花纹
9.(2023八下·肇东期末) 下列关于大气压的描述,错误的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大
B.托里拆利实验首先测出了大气压强的数值,1 标准大气压值约为1× 105Pa
C.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为水把纸片粘住了
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低
10.(2023八下·肇东期末) 如图所示,物体 A、B 的重力都为 8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时 A、B 两物体静止在水平面上,弹簧测力计示数为 3N;现把物体 A 从物体 B 上取下,挂在物体 C 下,物体 B 作匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.A 与 B 之间的摩擦力为 3N
B.开始时水平面对B 的支持力为 8N
C.后来弹簧测力计的示数为6N
D.后来水平面对B 的摩擦力为 7N
11.(2023八下·肇东期末) 如图所示,每个滑轮重 6N,物体 A 重 100N,物体 B 重 60N,F1=16N,F2=8N,此时物体 A 相对于地面静止,物体B 以 0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动,绳重及滑轮转轴的摩擦等次要因素忽略不计。下列说法正确的是( )
A.拉力 F2 的功率为 0.8W
B.滑轮组的机械效率为 75%
C.如果增大F2,物体 A 可能向左运动
D.物体 A 受到地面水平向右 2N 的摩擦力
12.(2023八下·肇东期末) 如图甲所示,在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体,受到方向不变的水平拉力 F 的作用,其 F— t 和 v—t 图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.9-12s 内拉力做功为 18J B.0-3s 内拉力做功为 9J
C.3-6s 内拉力的功率逐渐变小 D.第 4s 拉力的功率为 9W
二、填空题
13.(2019·贵阳)将重6N、面积0.02m2的玻璃板平放在足够大的粗糙水平桌面中央,理论上玻璃板对桌面的压强是 Pa,实际上玻璃板对桌面的压强比理论值要更 一些。(不计空气浮力)
14.(2023八下·肇东期末) 中国茶文化源远流长,遵义是名茶之乡。泡茶时茶香四溢属于 现象;泡茶时用到的茶壶,壶
身与壶嘴构成了 。
15.(2023八下·肇东期末) “青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是 4800t,此时舰所受的浮力是 N,舰船从海洋驶
入长江时吃水深度 (填“变深”、“变浅”或“不变”)(g=10N/kg)。
16.(2023八下·肇东期末) 老师演示了如图实验,把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,迅速压下活塞,是通过 的
方式使管内空气的内能增加;炒菜时不断翻炒食物,食物变熟,主要是通过 改变了内能。
17.(2023八下·肇东期末) 如图所示,轻质杠杆 0A 可绕O 点自由转动,用细线将 15 N 的重物挂在A 处,小林同学在 B 处用竖直向上的拉力提住杠杆,使杠杆在水平位置平衡。OB 与 0A 长度之比是 3: 5,此时拉力大小为 N; 若杠杆仍在水平位置平衡,仅拉力方向变为图中虚线所示方向,则拉力大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)
18.(2023八下·肇东期末) 如图所示,底面积为 S1 的圆柱体放在水平桌面上,当把一质量为 m, 底面积为 S2 的物体 A 放在它上面
时,圆柱体对桌面压强的变化量为 ;另有一个底面积为 S3 的薄壁圆柱形容器、内装有密度为ρ液的液体,也放在同一水平桌面上,当把物体 A 浸没在液体中时(液体未溢出)物体悬浮,则液体对容器底压强的变化量为 。(用物理量符号表示)
19.(2023八下·肇东期末) 搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端,已知斜面长 5m,高 2m,物体重 1000N,沿斜面向上的推力为 500N,则斜面对物体做的有用功为 J, 物体受到斜面的摩擦力为 N
20.(2023八下·肇东期末) 如图所示,水平地面上有一个底面积为 200cm2 的盛水容器 A 内有边长为 10cm 的正方体物块B,一根细线与容器底部相连,此时细线受到的拉力是6N。已知水的密度是1×103kg/m3,g 取 10N/kg,则物块 B 受到的浮力是 N;剪断绳子,待物块 B 静止后,容器底受到水的压强减小了 Pa。
三、作图与实验探究题
21.(2023八下·肇东期末)
(1)如图所示的撬棒,O 为支点,P 为石头的重心。画出在 A 点施加最小动力 F 的示意图和石头所受重力 G 的示意图。
(2) 如图所示,物体A 静止在斜面上,画出 A 所受重力 G 和支持力 F 的示意图;
22.(2023八下·肇东期末)在“研究影响液体内部压强”的实验中,小焦同学做了如图所示的实验,
(1)压强计是通过观察 U 形管的两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小.
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体 的增加而增大.
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择 进行比较.
(4)完成上述实验后,取一容器中间用隔板分成两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,在容器两侧分别注入水和盐水直到橡皮膜的形状不变。如图戊所示,此时橡皮膜左侧的液体是 (选填“水”或“盐水”),已知水的密度为 ρ 水 ,为了测量盐水密度,还需要用刻度尺分别测出左右两侧 为 h 左和 h 右,盐水的密度ρ 盐水= 。(用 h 左、h 右和ρ 水表示)
23.(2023八下·肇东期末)实验小组在测滑轮组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
实验次数 1 2 3
钩码的重力/N 4 4 6
钩码上升的高度 h/m 0.1 0.1 0.2
绳端拉力 F/N 1.8 1.6 2.4
绳端上移的距离 s/m 0.3 0.4
机械效率 74.1% 62.5%
(1) 通过表中数据可分析出第 2 次实验是用图 (选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验;
(2) 通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“不变”或“越低”);
(3) 小组同学再用第 1 次实验中使用的装置做第 3 次实验,表中第 3 次实验中空缺的数据应为:绳端上移的距离 s= m,机械效率 η= ;
(4) 比较第 1 次实验和第 3 次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率 ;
(5) 采用图丙装置,改变动滑轮重 G 动,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的 A 点可知,被提升物体所受的重力为 N。(忽略绳重和摩擦)
24.(2023八下·肇东期末) 在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察、分析,并回答下列问题:
(1) 实验中小明是通过比较海绵的 程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是
法。
(2) 分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上加砝码的目的是 (选填“增大”或“减小”)压力大小;可以得出结论:当 相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3) 分析比较图乙、丙的实验现象,丙图中小桌子倒放的目的是 (选填“增大”或“减小”)受力面积大小;可以得出结论:当压力相同时, 越小,压力的作用效果越明显。
(4) 将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p 丙和图丁中木板受到的压强 p 丁的大小关系为p 丙 p 丁(选填“>”、“<”或“=”)。
25.(2023八下·肇东期末) 在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板,实验中第 1 次和第 2 次用相同的长木板,第 3 次用表面更加粗糙的长木板。
(1) 同组的小杰发现小英在第一次实验中出现图乙的操作,操作中的错误是 ;
(2) 纠正错误后,进行实验,比数 1、2 两次实验,是为了探究 对滑动摩擦力大小的影响;
(3) 比较 (填实验序号)两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(4) 由于实验时控制不好力度,小杰同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丙所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,实验中长木板 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。此时木块受到的摩擦力方向 。
26.(2023八下·肇东期末) 汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图,其中h1 < h2 。
(1) 三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中,动能的大小是通过 来反映的;
(2) 甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系;
(3) 进行图丙实验时,木块被撞后滑出木板掉落,由此可推断 A、B 两球的质量关系是:mA mB,与乙图实验进行比较,可以得出: 相同时,质量越大,动能越大。为了实验安全,需改进丙图实验, 再与乙图实验对比,在不改变木板长度的情况下,以下可行的方法是 (填写正确选项前的字母)。
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球B 的高度
D.换用一个较重的木块
27.(2023八下·肇东期末) 小峰在生活中发现木块总浮在水面上,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题: 问题 1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题 2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他设计并完成了如图所示实验。
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均 (选填“大于”或“等于”或“小于”)(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块 (选填“受到”或“不受到”)浮力;
(2)小峰做了(a)、(c)、(d)三次实验,探究得出铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度 关系(选填“有”或“无”);
(3)做( a )、( d )、( e ) 次实验, 是为了探究浮力大小与 的关系, 得到的结论是 ;
(4)若未知物块的重力 10N,浸没在水中时弹簧测力计示数是 6N,则物体的密度 g/cm3。
28.(2023八下·肇东期末) 在探究“二力平衡的条件”实验中,小明采用的实验装置如图甲所示(中间是小木块)。
(1) 小明在实验过程中,将两个 50g 的砝码分别放在左右两个相同的小盘内,发现木块处于静止状态, 接着,他在右边小盘内又加入一个 5g 的砝码,发现木块仍然静止,其原因是是木块受 影响;
(2) 小红用图乙中所示的小车替换木块进行实验,将小车旋转一定角度后松手,发现小车会恢复原状, 这说明两个力必须作用在同一 (选填“物体”或“直线”)上,小车才能平衡;
(3) 接着,小刚用图丙中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验,你认为 的方案最好,原因是 ;
(4) 利用图丁装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(5) 若将图乙的小车换成如图戊所示的弹簧测力计,左右两侧各悬挂重 5N 的砝码,则弹簧测力计示数为 N。
四、综合应用(共 15 分)
29.(2023八下·肇东期末) 建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物 G =900N,不计绳重和摩擦,当绳子自由端的拉力 F =400N 时,可将重物匀速提升 2m。在此过程中,试求:
(1) 拉力 F 做了多少功
(2) 滑轮组的机械效率是多少
(3) 若将该滑轮组的机械效率提高 5%,需要用此滑轮组提升多重的重物
30.(2023八下·肇东期末)如图,甲、乙两个实心圆柱体,甲的密度小于乙的密度,甲的重力为 4N,乙的重力为 6N。甲的高度为 20cm,底面积为面积 4×10-3m2 ,乙的体积为 400cm3,现将甲、乙两物体用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中,此时容器中的水深 h0 =50cm,甲有一部分浮出水面,(水的密度 g 取 10N/kg)求:
(1) 水对容器底面产生的压强;
(2)乙物体受到的浮力大小;
(3)甲浮出水面部分的高度。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.使用钳子时,转轴为支点,阻力作用在刀口上,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故A不合题意;
B.摇动船桨时,船桨与船身相连的位置为支点,阻力作用在桨头上,动力作用在手柄上。此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故B符合题意;
C.使用小推车时,车轮为支点,货物的重力相当于阻力,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故C不合题意;
D.使用修树剪刀时,转轴相当于支点,阻力作用在刀口上,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故D不合题意。
故选B。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
2.【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 A.高速火车把人“吸”过去,是因为列车经过时空气流动大而气压小,周围空气对乘客产生朝向铁轨一侧,故A不合题意;
B.固定翼飞机飞行时,机翼上方空气流速大而气压小,而下方空气流速小而气压大,于是对机翼产生向上的压力差,这就是升力,故B不合题意;
C.喷雾器喷出水雾时,喷管上方空气流速大而气压小,于是药液被大气压入喷管中,从而被喷出,故C不合题意;
D.直升机飞行时,旋翼对空气施加向下的作用力,空气对机翼产生向上的反作用力,故D不合题意。
故选D。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
3.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据F=G总可知,瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即对桌面的压力不变。而瓶底面积大于瓶盖面积,根据可知,瓶子对桌面的压强p1
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】(1)首先根据F=G总比较瓶子对桌面的压力大小,再根据比较瓶子对桌面的压强大小;
(2)粗细一致的容器中,液体对容器底部的压力等于液体重力;下口大的容器,容器底部受到的压力大于液体压力;下口小的容器,容器底部受到的压力小于液体压力、
4.【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【解答】A.物体吸收热量的多少有加热器工作的时间长短决定,故A错误;
B.根据Q=cm△t可知,质量都相同的水和食用油吸收相同的热量时,食用油吸热升温快,说明食用油的吸热能力弱,故B错误;
C.加热相同的时间吸收相同的热量,根据Q=cm△t可知,水升温慢,说明水的吸热能力强,故C正确;
D.水的吸热能力大于食用油的吸热能力,根据Q=cm△t可知,将食用油和水加热到相同的温度时,它们吸收的不相等,故D错误。
故选C。
【分析】(1)根据W=Pt可知,当电加热器功率相同时,产生的热量与时间成正比,即时间相同时产生的热量相同;
(2)(3)(4)根据Q=cm△t分析判断。
5.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 A.轮船从长江驶入大海,始终漂浮在水面上,则它受到的浮力始终等于自身重力,即所受的浮力不变,故A错误;
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力,故B正确;
C.根据阿基米德原理F浮力=G排可知,物体所受的浮力大小等于物体排开液体的重力,故C错误;
D.鸡蛋放入清水中沉在杯子底部,是因为鸡蛋在清水中受到的浮力小于鸡蛋的重力,故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据漂浮条件判断;
(2)根据悬浮条件判断;
(3)根据阿基米德原理F浮力=G排判断;
(4)根据沉底条件判断。
6.【答案】A
【知识点】动能和势能的概念;力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】 A.蹦床运动员起跳以后还会向上运动,是因为他有惯性,故A错误符合题意;
B.游泳运动员向后划水可以向前运动,说明物体间力的作用是相互的,故B正确不合题意;
C.撑杆跳比赛中,被运动员压弯的杆发生弹性形变具有弹性势能,故C正确不合题意;
D.跳水运动员在空中下落过程中,质量不变,速度增大,则动能增大;高度减小,则重力势能减小,那么重力势能转化为动能,故D正确不合题意。
故选A。
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)根据力的作用的相互性判断;
(3)物体由于发生弹性形变产生的能量为弹性势能;
(4)分析动能和重力势能的大小变化即可。
7.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】上下粗细一致的柱体对地面的压强:;
二者的压强之比:p甲:p乙=100Pa:200Pa=1:2;
且二者的密度相同,根据p=ρgh可知,二者的高度之比:h甲:h乙=1:2;
根据G=ρgV得到:甲的重力G甲=F甲=p甲S甲=100Pa×h甲2;
乙的重力G乙=F乙=p乙S乙=200Pa×h乙2;
那么二者叠放时,乙对地面的压强:.
故选B。
【分析】首先根据F=G分别计算出甲和乙的重力,再根据计算二者叠放时乙对地面的压强。
8.【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.旅行箱安装小轮子,通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力,故A不合题意;
B.给自行车的车轴上机油,通过注入润滑油的方式减小摩擦力,故B不合题意;
C.自行车轴承中装有滚珠,通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力,故C不合题意;
D.自行车轮胎上制有凹凸的花纹,通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力,故D符合题意。
故选D。
【分析】增大摩擦的方法:增大压力和增大接触面的粗糙程度。
9.【答案】C
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】A.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大,故A正确不合题意;
B.托里拆利实验首先测出了大气压强的数值,1 标准大气压值约为105 Pa,故B正确不合题意;
C.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为大气对纸片产生向上的压强,故C错误符合题意;
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】(1)(2)根据有关大气压强的科学发展史分析;
(3)根据大气压强对纸片的作用判断;
(4)根据大气压强与高度的变化规律,结合液体沸点随气压的变化规律分析判断。
10.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.A和B都在水平面上做匀速直线运动,二者保持相对静止状态,因此二者没有摩擦力,即A与B之间的摩擦力为0N,故A错误;
B.A和B在竖直方向上保持静止状态,则它们受到的重力和支持力为平衡力,即二者大小相等,也就是f=G总=8N+8N=16N,故B错误;
CD.当AB叠放保持静止时,根据得到:;
即6N=G动+GC①;
拿走物体B挂在C下面,根据得到:;
即2F=G动+GC +8N ②;
①②联立解得:F=7N;
即弹簧测力计的示数为7N,根据二力平衡的知识可知,B此时受到的摩擦力F=F=7N,
故C错误,D正确。
故选D。
【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②存在压力;③做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算B受到的支持力;
(3)(4)针对拿走物体B前后的两种状态,根据平衡力的知识列出两个平衡关系式,联立计算后来弹簧测力计的示数,并根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力。
11.【答案】B,D
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图可知,滑轮组承担拉力的绳子段数n=3,
则绳子移动的速度:v2=nvB=3×0.1m/s=0.3m/s,
则F2的功率:P2=F2v2=8N×0.3m/s=2.4W,故A错误;
D.由F=(G动+f)可得,物体B受到的摩擦力:fB=nF2-G动=3×8N-6N=18N,
因物体A对物体B水平向右的摩擦力和物体B对物体A水平向左的摩擦力是一对相互作用力,
所以物体B对物体A水平向左的摩擦力:fB′=fB=18N,
因物体A静止时处于平衡状态,其合力为零,
所以,由F1<fB′可知,地面对物体A的摩擦力方向水平向右,
此时物体A受到水平向右的拉力F1和地面对A的摩擦力f、物体B对物体A水平向左的摩擦力fB′作用处于平衡状态,
由物体A受到的合力为零可得:F1+f=fB′,
则地面对A的摩擦力大小为:f=fB′-F1=18N-16N=2N,方向水平向右,故D正确。
B.该滑轮组的机械效率:,故B正确;
C.如果增大F2,动滑轮对下方绳子的拉力也增大,B将做加速运动,但B对A的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则B与A之间的摩擦力大小不变,A受到的拉力F1、地面的摩擦力不变,则A还是处于静止状态,故C错误。
故选BD。
【分析】(1)根据图片确定承担拉力的绳子段数n,根据v=nv物计算拉力F2的速度,再根据P=Fv计算拉力F2的功率;
(2)根据F=(G动+f)求出物体B受到的摩擦力,然后根据相互作用力原理确定物体B对物体A摩擦力的大小和方向。
物体A静止时处于平衡状态,其合力为零,比较拉力F1和物体B对物体A摩擦力的大小判断得出地面对物体A摩擦力的方向,然后对物体A受力分析列出等式求出地面对A的摩擦力大小;
(3)利用求出滑轮组的机械效率;
(4)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,先分析A受到B的摩擦力的大小变化,再确定A的运动状态是否变化。
12.【答案】A,D
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据乙图可知,9-12s内物体的速度为1m/s,通过的距离s=vt=1m/s×3s=3m,因此拉力做功W=Fs=6N×3m=18J,故A正确;
B.0-3s内物体的速度为零,即物体保持静止状态,那么拉力不做功,故B错误;
C.3-6s内物体受到的拉力不变,而速度逐渐增大,根据P=Fv可知,拉力的功率逐渐增大,故C错误 ;
D.根据乙图可知,3s-6s时做加速运动,速度从0增大到3m/s,则1s末物体的速度v=,那么此时拉力的功率P=Fv=9N×1m/s=9W,故D正确。
故选AD。
【分析】(1)根据乙图,利用s=vt计算9-12s内运动的距离,再根据W=Fs计算拉力做的功;
(2)根据乙图确定0~3s内物体受到的拉力和运动的距离,再计算做的功;
(3)根据乙图确定物体速度的变化,再根据P=Fv分析拉力的功率变化;
(4)根据乙图确定4s时物体的速度,再根据P=Fv计算拉力的功率。
13.【答案】300;大
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】第一空.根据题意知道,玻璃板对桌面的压力等于玻璃板的重力,即F =G=6N,又因为受力面积S是0.02m2,所以,由 知道,玻璃板对桌面的压强是: ;第二空.由于桌面粗糙,所以,玻璃板与桌面的接触面积小于0.02m2,即受力面积小于0.02m2,所以,由 知道,实际上玻璃板对桌面的压强比理论值要更大一些。
故答案为:300;大.
【分析】结合题意,利用压强计算公式分析计算即可.
14.【答案】扩散;连通器
【知识点】连通器原理;分子热运动
【解析】【解答】(1)泡茶时茶香四溢,其实就是茶香分子在空气中发生的扩散现象;
(2)茶壶的壶身和壶嘴上面开口,底部连通,相当于一个连通器。
【分析】(1)不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散现象;
(2)上面开口,底部连通的容器叫连通器。
15.【答案】4.8×107;变深
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)驱逐舰受到的浮力F浮=G排=m排g=4800×103kg×10N/kg=4.8×107N;
(2)驱逐舰始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,水的密度减小,则驱逐舰排开水的体积增大,即吃水深度增大。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算驱逐舰受到的浮力;
(2)首先根据漂浮条件比较浮力的大小变化,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析排开水的体积变化即可。
16.【答案】做功;热传递
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能
【解析】【解答】老师演示了如图实验,把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,迅速压下活塞,是通过做功的
方式使管内空气的内能增加;炒菜时不断翻炒食物,食物变熟,主要是通过热传递改变了内能。
【分析】改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移。
17.【答案】25;变大
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:G×OA=F×OB,即15N×5=F×3,解得:F=25N;
(2)根据图片可知,当拉力的方向改变时,动力臂逐渐变小,根据杠杆的平衡条件可知,此时拉力将变大。
【分析】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算;
(2)注意分析动力臂的长度变化,再根据杠杆的平衡条件确定动力的变化。
18.【答案】;
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)将物体A放在圆柱体上后,它对桌面的压力增大量等于物体A的重力,即F=G=mg;
圆柱体与桌面的受力面积为S1,
则圆柱体对桌面压强的增大量为:;
(2)物体A在液体中悬浮,那么它受到的浮力等于重力,即F浮力=G=mg;
物体A受到的浮力与它对液体的压力为一对相互作用力,那么二者大小相等;
则容器底部受到液体的压力增大量F=F浮力=mg;
因此液体对容器底部压强的变化量为:.
【分析】(1)首先根据F=G计算圆柱体对桌面压力的变化量,再根据计算圆柱体对桌面压强的变化量;
(2)首先根据悬浮条件计算出物体受到的浮力,再根据相互作用力的知识计算容器底部受到液体压力的变化量,最后根据计算液体对容器底部压强的变化量。
19.【答案】2000;100
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】对物体做的有用功W有=Gh=1000N×2m=2000J;
对物体做的总功:W总=Fs=500N×5m=2500J;
则对物体做的额外功:W额=W总-W有=2500J-2000J=500J;
则物体受到的摩擦力:。
【分析】根据W有=Gh计算对物体做的有用功,根据W总=Fs计算对物体做的总功,接下来根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功,最后根据计算物体受到的摩擦力。
20.【答案】10;300
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)物体B浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,那么它受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N;
(2)细线剪断前,木块受到竖直向上的浮力,竖直向下的重力和拉力,即F浮力=G+F拉;
细线剪断后,木块在水中漂浮,此时它受到的浮力F浮'=G;
则二者的浮力差为:△F浮力=F浮力-F浮'=F拉=6N;
容器底部受到压力的变化量等于浮力的变化量,即△F=△F浮力=6N;
则容器底部受到水的压强的变化量为:。
【分析】(1)物体B浸没在水中,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算它受到的浮力;
(2)剪断细线后,木块B在水面漂浮,根据二力平衡的知识计算此时它受到的浮力,而前后浮力之差就是容器底部受到水的压力的变化量,最后根据计算容器底部压强的变化量。
21.【答案】(1)
(2)
【知识点】力的三要素及力的示意图;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)①石块的重力作用在它的重心上,方向竖直向下;
②将OA看作动力臂时最长,通过作用点A作OA的垂线,在向下的方向上表上箭头表示最小的动力F,如下图所示:
(2)物体A的重力竖直向下,斜面对它的支持力与斜面垂直且向上,二者都作用在物体A的重心上,如下图所示:
【分析】(1)①确定重力的三要素,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可;
②当以支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长,此时动力最小;
(2)确定力的大小、方向和作用点,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
22.【答案】(1)高度差
(2)深度
(3)乙、丙
(4)盐水;橡皮膜中心所在的深度;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过观察 U 形管的两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)根据图片可知,甲和乙中金属盒所在的深度不同,且乙中深度大,U形管两侧液面的高度差更大,那么得到结论:液体内部压强随液体深的增加而增大 。
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制深度相同,只改变液体密度,故选实验乙和丙;
(4)①橡皮膜形状不变,说明左右液体压强相等。左侧液面深度小于右侧液面深度,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,左侧的液体密度大于右侧液体密度,即左侧为盐水;
②左右两侧液体压强相等,即p盐水=p水;
ρ盐水gh左=ρ水gh右;
ρ盐水h左=ρ水h右;
解得:。
因此为了测量盐水密度,还需要用刻度尺分别测出左右两侧橡皮膜中心所在的深度h左和h右。
【分析】(1)当橡皮膜上受到压强时,U形管两侧液面肯定会出现高度差;
(2)根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)当橡皮膜形状不变时,左右两侧液体的压强相等,根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度的大小,并计算液体的密度。
23.【答案】(1)乙
(2)越低
(3)0.6;83.3%
(4)越高
(5)12
【知识点】滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】(1)在第2次实验中,钩码上升高度为0.1m,绳子上移的距离为0.4m,那么承担重力的绳子段数,则用图乙所示装置做的实验。
(2)比较第一组和第2组实验可知,二者的物体重力相等,乙中动滑轮的质量更大,它的机械效率较小,那么得到结论:用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率越低。
(3)根据第1组数据可知,承担重力的绳子段数。则第3次实验时绳子移动的距离为:s''=n'h''=3×0.2m=0.6m;
此时滑轮组的机械效率:;
(4)比较实验1和3可知,3中物体的重力大,而机械效率高,那么得到结论:使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越大;
(5)根据丁图可知,当机械效率为75%时,根据得到:;
解得:G=12N。
【分析】(1)根据表格数据,利用计算出承担重力的绳子段数n,然后与图片进行对照即可;
(2)根据表格数据比较第1组和第2组实验的机械效率大小即可;
(3)根据第1组数据计算出承担重力的绳子段数n,再根据s=nh计算第3组中绳子移动的距离。
根据计算滑轮组的机械效率。
(4)根据表格数据1和3,分析机械效率与物体重力的大小关系;
(5)根据计算A点时对应物体的重力。
24.【答案】(1)凹陷;转换
(2)增大;受力面积
(3)增大;受力面积
(4)=
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是控制变量法。
(2)甲图中海绵受到的压力等于桌子的重力,乙图中海绵受到的压力等于桌子和砝码的总重力,即压力增大了,那么乙图中小桌上加砝码的目的是增大压力大小。
根据乙中海绵的凹陷程度越大得到:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)乙图中桌腿向下受力面积小,丙图中桌腿朝上受力面积大,因此丙图中小桌子倒放的目的是增大受力面积的大小。
乙图中受力面积小而海绵凹陷程度大,那么得到结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)在丙和丁中,海绵和木板受到的压力都等于桌子和砝码的总重力,二者受力面积相等,因此压力作用效果相同,即p丙=p丁。
【分析】(1)海绵受到小桌的压力时会向下凹陷,且凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。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。
(2)海绵受到的压力由上面物体的重力产生,且重力越大,压力越大。根据图片分析甲和乙中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论。
(3)将桌腿的着地面积和桌面的面积进行比较,从而比较受力面积大小。根据乙和丙两图分析压力的作用效果与受力面积的关系;
(4)根据影响压力作用效果的因素的知识分析比较。
25.【答案】(1)弹簧测力计没有沿水平方向拉动
(2)压力大小
(3)2、3
(4)不需要;水平向右
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据乙图可知,弹簧测力计的拉力方向沿斜上方,那么错误的操作为:弹簧测力计没有沿水平方向拉动。
(2)根据图片可知,实验1中只有木块,2中为木块和砝码,因此二者压力大小不同,那么是为了探究压力大小对滑动摩擦力的影响。
(3)探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力相同,只改变接触面,故选实验2和3;
(4)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,则无论木板是否做匀速直线运动,木块受到的滑动摩擦力保持不变。木块受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者方向相反,因此木块受到摩擦力水平向右。
【分析】(1)当木块在水平方向上做匀速直线运动时,拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反,在同一直线上;
(2)根据图片分析实验1、2中哪个因素不同即可;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)根据影响滑动摩擦力的因素的知识分析。根据二力平衡的知识确定木块受到摩擦力的方向。
26.【答案】(1)木块移动的距离
(2)速度
(3)<;速度;A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中,动能的大小是通过木块移动的距离来反映的;
(2)根据图片可知,甲和乙中小球的质量相等,在斜面上的高度不同,即到达水平面时的速度不同,因此探究动能与速度的关系;
(3)①丙图中木块被撞后滑出木板,说明木块移动的距离更大,那么它的动能更大。而乙和丙中,小球在斜面上的高度相同,即速度相同,因此小球质量mA
③木块滑出木板,是因为小球的动能太大。根据控制变量法的要求可知,木块在水平面上受到的阻力不能改变,即不能给木板铺上毛巾,也不能换用更重的木块,还要控制小球的速度相同,即小球在斜面上的高度相同,故B、C、D错误;
换用质量更小的小球,它的动能会减小,撞击木块后移动距离会减小,故A正确。
故选A。
【分析】(1)小球撞击木块,木块在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知,木块移动的距离越大,则小球的动能越大。
(2)根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可;
(3)①比较乙和丙图中木块移动的距离,从而比较动能的大小,进而判断小球质量的大小。
②根据图片分析乙和丙中哪个因素相同即可。
③根据控制变量法的要求分析哪个因素相同,哪个因素可以改变,据此分析判断。
27.【答案】(1)小于;受到
(2)无
(3)液体密度;物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大
(4)2.5
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块受到浮力;
(2)根据图片可知,在a、c、d中,虽然铁块的深度增大,但是测力计的示数不变,那么它受到的浮力不变,因此得到结论:铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度无关系;
(3)根据图片可知,实验a、d、e中物体排开液体的体积相等,只有液体密度不同,那么得到结论:物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
(4)物体受到的浮力F浮=G-F拉=10N-6N=4N;
则物体的体积:;
那么物体的密度:。
【分析】(1)物体浸在水中会受到浮力,根据F拉=G-F浮力可知,则物体浸在水中后测力计的示数会减小。
(2)当铁块的深度改变时,如果测力计的示数发生改变,那么浮力与深度有关;否则,浮力与深度无关。
(3)根据图片分析a、d、e中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论。
(4)首先根据F浮=G-F拉计算物体受到的浮力,再根据计算物体的体积,最后根据计算物体的密度。
28.【答案】(1)摩擦力
(2)直线
(3)丙;避免了摩擦力对实验的影响
(4)能
(5)5
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)小明在实验过程中,将两个50g的砝码分别放在左右两个相同的小盘内,发现木块处于静止状态, 接着,他在右边小盘内又加入一个5g 的砝码,发现木块仍然静止,其原因是是木块受摩擦力影响;
(2)将小车旋转一定角度后松手,两个拉力不在同一直线上,发现小车会恢复原状, 说明小车不能处于平衡状态,这说明两个力必须作用在同一直线上。
(3) 接着,小刚用图丙中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验,我认为丙的方案最好,原因是:避免了摩擦力对实验的影响。
(4)在丁图中,虽然两个滑轮的高度不同,但是定滑轮不会改变拉力的大小,且能够保证纸片两侧拉力在同一直线上、在同一物体上和方向相反,因此能够探究二力平衡的条件。
(5)根据图片可知,测力计的挂钩上受到的拉力等于钩码的重力5N,因此测力计的示数为5N。
【分析】(1)当左右小盘中砝码的重力不同时,木块受到的拉力大小不同,于是木块有向一侧移动的趋势,于是在接触面上会产生摩擦力。此时两个拉力和一个摩擦力相互平衡,从而使木块处于平衡状态。
(2)根据“将小车旋转一定角度后松手”可知,两个拉力不在同一直线上,据此分析解答;
(3)悬空的硬纸板不受摩擦力的作用,据此分析解答;
(4)根据丁图分析是否满足平衡力的条件即可;
(5)测力计的示数等于挂钩上受到拉力的大小。
29.【答案】(1)拉力移动的距离s=nh=3×2m=6m;
拉力做的总功:W总=Fs=400N×6m=2400J
(2)滑轮组做的有用功W有=Gh=900N×2m=1800J;
则滑轮组的机械效率:
(3)当G=900N时,根据得到:;
解得:G动=300N;
当机械效率为5%时,根据得到;;
解得:G'=1200N
【知识点】动滑轮拉力的计算;滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)首先根据s=nh计算拉力移动的距离,再根据W总=Fs计算拉力做的总功;
(2)根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功,根据计算滑轮组的机械效率。
(3)当G=900N时,根据计算动滑轮的重力;
当机械效率为5%时,根据计算动滑轮提升物体的重力。
30.【答案】(1)水对容器底面产生的压强:p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa;
(2)乙受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N
(3)甲和乙漂浮在水面,则它们受到的浮力等于重力,
即F浮总=G总=4N+6N=10N;
二者排开水的总体积:;
则甲排开水的体积:V甲排=V排-V乙=1000cm3-400cm3=600cm3;
则甲浸入水中的深度:;
则甲露出水面的高度:h露出=h-h浸入=20cm-15cm=5cm=0.05m。
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对容器底部的压强;
(2)乙物体浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算受到的浮力;
(3)首先根据漂浮条件计算甲和乙受到的浮力,然后根据阿基米德原理计算二者排开水的总体积,接下来根据V甲排=V排-V乙计算甲排开液体的体积,最后根据计算甲浸入水中的深度,最终计算甲浮出水面的高度。