2022-2023学年湖南省衡阳市蒸湘区船山实验中学八年级(下)期末物理试卷
一、单项选择题(本题12个小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,
1.(3分)“在物理的花园里,挖呀挖呀挖……”,“物理的花园”里有很多与生活相关的知识,下列物理量最接近生活实际的是( )
A.一名初中生的重力约为500N
B.一名初中生站立时对水平地面的压强约106Pa
C.一名初中生跳绳的功率约为1000瓦
D.用手托起2个鸡蛋约需100N的力
2.(3分)下列现象表述正确的是( )
A.破窗锤的敲击端做成锥形是为了增大压力
B.脚向后蹬地,使人前行,说明力的作用是相互的
C.小车在推力作用下,沿水平地面运动,说明物体运动要靠力来维持
D.弹簧的伸长量与受到的拉力成正比
3.(3分)下列工具在正常使用时,属于省力杠杆的是( )
A.船桨 B.筷子 C.羊角锤 D.托盘天平
4.(3分)下列现象中,不是利用大气压工作的是( )
A.用塑料吸盘挂物体
B.用塑料吸管吸饮料
C.用注射器将药液注入病人体内
D.用活塞式抽水机抽水
5.(3分)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小
B.如乙图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱下降
D.如丁图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
6.(3分)如图摆球从A点静止释放,经过最低点B点,摆向另一侧的最高点C点,在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球到达B点的瞬间,若剪断悬线,小球将沿水平方向做匀速直线运动
B.小球到达B点的瞬间,若受到的力全部消失,小球将保持静止状态
C.小球到达C点的瞬间,若受到的力全部消失,小球将保持静止状态
D.小球到达C点的瞬间,若受到的力全部消失,小球将做匀速直线运动
7.(3分)如图所示,将一重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中静止,弹簧测力计示数为5N,则物块受到的浮力是( )
A.8N B.5N C.3N D.0N
8.(3分)如图所示为小张测量体重时的情景,静止时体重计对她的支持力为F1,她对体重计的压力为F2,她受到的重力为G,则( )
A.F2与G是一对相互作用力
B.F2与G是一对平衡力
C.F1与F2是一对平衡力
D.F1与G是一对平衡力
9.(3分)随着人们生活水平的不断提高,自行车功能正从代步转变为健身。其构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦,下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是( )
A.自行车刹车时捏紧剎把
B.溜冰时穿旱冰鞋
C.体操运动员在手上涂镁粉
D.运动员击球时用力握球拍
10.(3分)现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”(图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2),使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.使用这个滑轮能省力
B.甲拉力大小等于乙拉力大小
C.甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
11.(3分)2022年北京冬奥会比赛项目让从小就有“奥运梦”的林林久久不能忘怀,如图是她模仿各种运动项目展示的动作,其中她对地面压强最小的是( )
A.双脚站立 B.单脚冰刀滑
C.双脚雪橇滑行 D.双脚冰刀滑行
12.(3分)如图所示,斜面长10m,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力,将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.利用此装置既可以省力,也可以省功
B.物体受到的摩擦力为50N
C.对物体所做的有用功为500J
D.该斜面的机械效率为80%
二、双项选择题(本题4个小题,每小题3分,共12分。在每小题给出的四个选项中,只有2个是正确的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或有错选的得0分。把正确的答案按要求填入答题卡上相应位置)
(多选)13.(3分)2023年5月28日上午10时32分,全球首架交付的C919大型客机,从上海虹桥机场飞往北京首都机场,开启这一机型全球首次商业载客飞行,12时31分,C919安全落地北京首都机场,成功完成商业首航!关于这架C919客机的减速降落过程,下列说法正确的是( )
A.飞机降落过程,飞机的机械能不变
B.飞机降落过程,飞机的重力势能减少
C.飞机降落过程,飞机的动能减少
D.飞机落地后继续滑行,是因为受到惯性的作用
(多选)14.(3分)在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯,烧杯内盛有两种不同的液体。如图所示,将质量相等的A、B两个物体分别放入两种液体中(VA<VB),静止时两烧杯内液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度
B.物体A受到的浮力等于物体B受到的浮力
C.甲烧杯底受到液体的压力等于乙烧杯底受到液体的压力
D.甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强
(多选)15.(3分)“奋斗者”号是我国自主研发建造的第一艘万米级全海深潜水器。某次执行任务时,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10909m。当“奋斗者”号下潜到1×104m深处时,其总质量为36t,体积为30m3(海水密度取1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
B.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的
C.“奋斗者”号下潜到1×104m深处时受到海水压强为1×108Pa
D.“奋斗者”号下潜到1×104m深处时受到海水浮力为3.6×105N
(多选)16.(3分)如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2的变化情况是( )
A.动力F1变小 B.阻力F2不变
C.动力臂l1变小 D.阻力臂l2变大
三、作图与填空题(本题5个小题,其中第17、18题每小题2分,第19、20题每小题2分,第21题4分,共14分)
17.(2分)工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
18.(2分)桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具,是杠杆的一种应用,如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图,请在图乙中画出动力的力臂l1,并作出阻力F2的示意图。
19.(3分)如图所示,跳板被跳水运动员压弯的过程中,施力物体是 ,此现象说明力可以改变物体的 ;弹簧测力计的读数是 N。
20.(3分)爸爸开着小轿车带小明去旅行,若汽车做直线运动,牵引力的功率恒为9×104W,运动过程中受到的阻力保持不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示,在0~10s内,牵引力做功 J,阻力为 N,牵引力 阻力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
21.(4分)在科技节上,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在柱形容器的底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定(不计细杆B及连接处的质量和体积)。力传感器可以显示出细杆B的下端所受作用力的大小,现缓慢地向容器中加水,力传感器的示数大小F随水深h水变化的图象如图乙所示。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)正方体A重力 N,细杆B的长度为 cm,正方体A受到的最大浮力为 N;
(2)当容器内水的深度为7cm时,力传感器的示数大小为F,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小第一次变为0.5F时,水对容器底部的压强是 Pa。
四、实验探究题(本题3个小题,每小题6分,共18分)
22.(6分)如图所示,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,并使木块向前移动一段距离。
(1)实验中,小球动能的大小是通过 来判断的,这种方法称为 法;若水平面绝对光滑,则 (选填“能”或“不能”)完成本实验。
(2)分析比较甲、乙两次实验,可初步得出结论:质量相同的物体, 越大,动能越大。
(3)实验后,同学们联想到在许多交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车“超载”或“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响较大?于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:
实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后移动的距离s/cm
1 30 10 4
2 30 20 16
3 60 10 8
①为了探究“超载”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较;
②分析表格中对应的实验数据可知: 对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
23.(6分)如图所示是“探究杠杆的平衡条件”的实验,使用的钩码规格相同。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 4.0 5.0
3 2.0 15.0 3.0 10.0
(1)挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。
(2)为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡,可以将右侧平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(3)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使其在水平位置重新平衡,使杠杆在水平位置平衡的目的是 。收集实验数据如表所示,经分析可得出杠杆的平衡条件: 。(用公式表示)
(4)为了进一步验证实验结论,又做了如图乙所示的实验,现将弹簧测力计从a位置转动到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),示数变化的原因是 。
24.(6分)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如表所示。
次数 物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2 0.1 1 0.3 66.7
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4
3 4 0.1 1.8 0.3 74.1
4 2 0.1 1.5 0.2
(1)实验中,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应 (选填“保持静止”或“竖直匀速上升”)。
(2)表格内的第4次实验中应补充的数据是 (结果精确到0.1%)。这次数据是用图中 (选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的。
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以得到,若要提高滑轮组的机械效率,可以 。在第1次实验中,拉力F所做的额外功为 J。
(4)通过比较 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)。
五、综合题(本题3个小题,其中第25、26题每小题6分,第27题8分,共20分)
25.(6分)如图所示,一个重14N的平底薄壁玻璃花瓶放在水平桌面上,瓶内装了50N的水,水面到瓶底的距离为0.15m,瓶底的面积为0.04m2,水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)水对瓶底的压强;
(2)水对瓶底的压力;
(3)花瓶对水平桌面的压强。
26.(6分)小明做了一个探究鸡蛋悬浮的实验,他在水平桌面上放置一个内部底面积S=1.25×10﹣2m2的圆柱形容器,向容器中注入适量的水,如图甲所示;用天平称得一个鸡蛋质量为5.5×10﹣2kg,将鸡蛋轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,水未溢出,此时测得水面升高了h=4×10﹣3m,如图乙所示。然后,向容器中缓慢加食盐并轻轻搅动,直到鸡蛋恰好悬浮为止,如图丙所示,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)当未加食盐,鸡蛋沉底时,鸡蛋所受浮力F1的大小;
(2)当鸡蛋在盐水中悬浮时,鸡蛋所受浮力F2的大小;
(3)当鸡蛋悬浮时,盐水的密度。
27.(8分)如图所示是工人利用滑轮组提升重为960N物体的示意图。提升10s过程中物体匀速上升1m,工人拉力F为400N,物体上升时拉力F克服滑轮组的摩擦做的功为140J。求:
(1)工人做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力(不计绳重)。
28.如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图,该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及轻质杠杆MN组成,物体A通过细绳与滑轮C相连,物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且MO:ON=1:2。物体B受到的重力为100N,A的底面积为0.04m2,高1m。当物体A恰好浸没在水中时,物体B对电子秤的压力为F1;若水位下降至物体A恰好完全露出水面时,物体B对电子秤的压力为F2。已知:F1:F2=27:7,滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求:
(1)物体A的底部距水面深为0.75m时,A底部受到的液体压强;
(2)当物块A的顶部刚好没入水面时,物块A所受的浮力大小;
(3)物体A的密度ρA。
2022-2023学年湖南省衡阳市蒸湘区船山实验中学八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题12个小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,
1.【答案】A
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、一名初中生的重力约为500N,故A符合实际;
B、中学生平均体重约为500N,两脚的总面积约为0.05m2,则他对地面的压强为:p====104Pa,故B不符合实际;
C、中学生的重力约为G=500N,每次跳的高度大约为h=5cm=0.05m,跳绳一次做的功W=Gh=500N×0.05m=25J;
1min内跳绳次数约为180次,做的功W总=W×180=25J×180=4500J;
跳绳的功率P===75W,不会达到1000W,故C不符合实际;
D、用手托起2个鸡蛋约需1N的力,故D不符合实际。
故选:A。
2.【答案】B
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
(2)物体间力的作用是相互的。
(3)力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
(4)在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
【解答】解:A、破窗锤的敲击端做成锥形,是通过减小受力面积来增大压强,故A错误。
B、脚向后蹬地时,因为力的作用是相互的,同时地面会给人一个向前的作用力,使人前行,故B正确。
C、小车必须持续受推力才能不停地向前运动,是因为小车在运动时受到摩擦力的作用;若小车不受摩擦力,则
不推动小车,原来运动的小车也能继续向前运动,所以力不是维持物体运动的原因,故C错误。
D、弹簧的伸长量与受到的拉力成正比是有条件的,必须在弹性限度内,故D错误。
故选:B。
3.【答案】C
【分析】结合图片和生活经验,判断各个工具在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:A、船桨在使用过程中,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B、筷子在使用过程中,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意;
D、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选:C。
4.【答案】C
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:A、先压吸盘,排出吸盘内的空气,当吸盘要恢复原状时,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧紧地压在墙面上。故A利用了大气压。
B、吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故B利用了大气压。
C、用注射器将药液注入病人体内,利用的是人的推力,故C与大气压无关。
D、用活塞式抽水机抽水是在大气压的作用下,水被大气压压上来的,故D利用了大气压。
故选:C。
5.【答案】A
【分析】(1)流体的压强跟流体的流速有关,流速越大,压强越小;
(2)托里拆利管内是真空,在托里拆利实验中,外界大气压不变,则管内水银柱的高度不变,当管倾斜时,水银柱的长度变长;
(3)大气压强随着高度的增加而减小,当内外压强差增大时,管内水柱的高度增大;
(4)连通器的原理是两个开口的容器底部相通,当液体不流动时,两侧的液面位于同一水平面。
【解答】解:A、A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小,故A正确;
B、在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此在大气压不变的情况下,玻璃管倾斜,水银柱高度不变,但水银柱长度会变长,故B错误;
C、把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故C错误;
D、在一个标准大气压下,大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来,不是利用连通器原理,故D错误。
故选:A。
6.【答案】C
【分析】(1)小球摆到B位置时,绳的拉力撤销,小球由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动;小球还受到竖直向下的重力,据此判断物体的运动情况;
(2)小球到达C点的瞬间,处于瞬间静止状态,物体受到的力全部消失,物体由于惯性将保持力消失前的运动状态。
【解答】解:A、当小球摆至B位置时,如果剪断细线,小球由于惯性继续向前运动,同时在重力作用下做抛物线运动;故A错误;
B、当小球摆至B位置时,若受到的力全部消失,小球由于惯性,将沿水平方向做匀速直线运动;故B错误;
CD、小球到达C点的瞬间,若受到的力全部消失,小球由于惯性,将保持静止状态;故C正确,D错误。
故选:C。
7.【答案】C
【分析】已知物重和将物块浸没在水中静止时弹簧测力计的示数(即测力计对物块的拉力),根据F浮=G﹣F拉求出物块受到的浮力。
【解答】解:根据称重法可得,物块受到的浮力为F浮=G物﹣F拉=8N﹣5N=3N。
故选:C。
8.【答案】D
【分析】(1)平衡力一定是作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
(2)相互作用力分别作用在两个不同的物体上,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
【解答】解:AB、F2作用在体重计上,方向竖直向下,G作用在小张上,方向竖直向下,既不是一对相互作用力,也不是一对平衡力,故A、B不符合题意;
C、F1作用在小张上,方向竖直向上,F2作用在体重计上,方向竖直向下,大小相等,且作用在同一直线上,两个力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D、静止时体重计对她的支持力为F1,方向竖直向上,她受到的重力为G,方向竖直向下,大小相等,且作用在同一条直线上,则F1与G是一对平衡力,故D符合题意。
故选:D。
9.【答案】C
【分析】(1)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(2)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
【解答】解:在轮胎上刻花纹,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
A、用力捏刹把刹车,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A不合题意;
B、溜冰时穿旱冰鞋,用滚动代替滑动来减小摩擦力,故B不合题意;
C、体操运动员在手上涂镁粉,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C符合题意;
D、运动员击球时用力握球拍,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故D不合题意。
故选:C。
10.【答案】B
【分析】A、由图可知,图中的滑轮是定滑轮,使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力,由此得出结论;
B、定滑轮是等臂杠杆,由于阻力和阻力臂不变,动力臂都等于滑轮的半径,根据杠杆的平衡条件可得出结论;
C、由题意可知,重物上升的距离相同;在使用定滑轮中,绳子移动的距离等于重物上升的距离;由于甲、乙拉力大小相等,根据W=Fs可知甲、乙拉力做功的大小,由此可得出结论;
D、由题意可知,重物在相同时间内上升的距离相同;在使用定滑轮中,绳子移动的距离等于重物上升的距离,由此可得出结论。
【解答】解:A、由图可知,图中的滑轮是定滑轮,使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力,故A错误;
B、定滑轮是等臂杠杆,由于阻力和阻力臂不变,动力臂都等于滑轮的半径,即甲、乙拉力的力臂相等,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,可知,甲拉力大小等于乙拉力的大小,故B正确
C、由题意可知,重物上升的距离相同;在使用定滑轮中,绳子移到的距离等于重物上升的距离;由于甲、乙拉力大小相等,根据W=Fs可知甲、乙拉力做功的大小相等,故C错误;
D、由题意可知,重物在相同时间内上升的距离相同,即重物上升的速度相同;在使用定滑轮中,绳子移动的距离等于重物上升的距离,绳子移动的时间和重物上升的时间相同,根据v=可知,甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度,故D错误。
故选:B。
11.【答案】C
【分析】根据压强的计算公式p=可知,在压力一定时,受力面积越大,压强越小。
【解答】解:林林在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,大小不变,要想使林林对地面的压强最小,则林林与地面的接触面积应最大,C图双脚雪橇滑行时受力面积最大,根据p=可知C图对水平地面的压强最小,故C正确,ABD错误。
故选:C。
12.【答案】D
【分析】A、此装置为斜面,可以省力;根据功的原理可知,使用任何机械都不省功;
BCD、根据W有用=Gh得出对物体所做的有用功;根据W总=Fs得出总功,根据η=得出机械效率;根据W额外=W总﹣W有用得出额外功,根据f=得出物体受到的摩擦力。
【解答】解:A、此装置为斜面,可以省力,根据功的原理可知,使用任何机械都不省功,故使用此装置不省功,故A错误;
BCD、对物体所做的有用功W有用=Gh=100N×4m=400J,故C错误;
总功W总=Fs=50N×10m=500J,机械效率η==×100%=80%,故D正确;
额外功W额外=W总﹣W有用=500J﹣400J=100J,
物体受到的摩擦力f===10N,故B错误。
故选D。
二、双项选择题(本题4个小题,每小题3分,共12分。在每小题给出的四个选项中,只有2个是正确的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或有错选的得0分。把正确的答案按要求填入答题卡上相应位置)
13.【答案】BC
【分析】(1)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,机械能是动能和势能的总和;
(2)物体保持原来的运动状态不变的性质叫惯性。
【解答】解:ABC、飞机降落时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度减小,动能减小,它的机械能逐渐减小,故A错误,BC正确;
D、飞机落地后继续滑行,是由于惯性,惯性是物体本身的一种性质,不是一种力或作用,故D错误。
故选:BC。
14.【答案】BD
【分析】(1)根据浮沉条件,判断浮力大小关系;
(2)根据F浮=ρ液gV排分析液体密度大小关系;
(3)根据p=ρgh比较压强关系,再根据p=比较压力大小关系;
(4)甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,根据p=比较烧杯对桌面的压强关系。
【解答】解:(1)两物体质量相等,其重力也相等,
甲图,物体A漂浮,浮力等于重力,即F甲=G;
乙图,物体B悬浮,浮力等于重力,即F乙=G,
所以A物体受到的浮力等于B物体受到的浮力;故B正确;
根据F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,由图知VA排<VB排,所以ρ甲>ρ乙,故A错误;
(3)因为两容器液面相平,即h甲=h乙,而ρ甲>ρ乙,由p=ρgh可知,p甲>p乙,两容器底面积相同,由p=可知,甲烧杯底受到液体的压力大于乙烧杯底受到液体的压力,故C错误;
(4)放入物体AB后,两容器液面相平,VA<VB,所以VA排<VB排,说明没放物体之前甲容器中液体的体积大于乙容器中液体的体积,即V甲>V乙,ρ甲>ρ乙,由ρ=可知,m甲>m乙,G甲>G乙;
两容器质量相同,则容器的重力相同,物体质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲>G乙,
两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G物+G甲,F乙=G器+G物+G乙,所以F甲>F乙,两容器底面积相同,由p=可知,甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强,故D正确。
故选:BD。
15.【答案】BC
【分析】(1)潜水器(潜水艇)通过改变自身重力来实现上浮或下沉的;
(2)根据公式p=ρgh可求出“奋斗者”号下潜到1×104m深处时受到海水压强;
(3)根据F浮=ρ水gV排可求出奋斗者”号下潜到1×104m深处时受到海水浮力。
【解答】解:AB、“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的,故A错误,B正确;
C、“奋斗者”号下潜到1×104m深处时受到海水压强为:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×104m=1×108Pa,故C正确;
D、奋斗者”号下潜到1×104m深处时受到海水浮力为:F浮=ρ海水gV排=ρ海水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N,故D错误。
故选:BC。
16.【答案】BD
【分析】本题考查了杠杆平衡条件的应用,明确阻力臂的变化是解题的关键。
【解答】解:剪刀的轴是支点,剪纸时阻力作用在纸和剪刀的接触点,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力F2不变,动力臂l1不变,阻力臂l2逐渐变大,由杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,动力F1逐渐变大。
故选:BD。
三、作图与填空题(本题5个小题,其中第17、18题每小题2分,第19、20题每小题2分,第21题4分,共14分)
17.【答案】见试题解答内容
【分析】在使用滑轮组提升重物时,既要考虑到它的省力情况,还应注意动力的施力方向。
【解答】解:因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物,因此,在绕绳时,最终的绳子自由端方向应该向下,由外向内画出绕绳方式,如图所示,由两段绳子承担物重。
18.【答案】见解答
【分析】根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离可作出动力的力臂l1;
支点为点O,阻力F2作用点在细绳与杠杆的接触点处,方向竖直向下。
【解答】解:阻力F2作用点在细绳与杠杆的接触点处,方向竖直向下;
过支点O作出动力的作用线的垂线,该垂线段为动力的力臂l1;如图所示;
19.【答案】运动员;形状;4.4。
【分析】(1)弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。
(2)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态;力可以使物体发生形变。
(3)明确弹簧测力计的分度值,根据实物图进行读数。
【解答】解:跳板被跳水运动员压弯,是运动员对跳板有一个力的作用,施力物体是运动员,此现象说明力可以改变物体的 形状;
根据弹簧测力计的分度值为0.2N,则读数为4.4N。
故答案为:运动员;形状;4.4。
20.【答案】9×105;3000;大于。
【分析】在0~10s内,根据W=Pt计算牵引力做的功;
由图知,小轿车匀速行驶时,速度v=30m/s,根据F=计算牵引力,小轿车匀速行驶时,处于平衡状态,阻力等于牵引力;
根据图像可知,在0~10s内,小轿车在做加速运动,据此判断牵引力与阻力的大小关系。
【解答】解:在0~10s内,牵引力做功W=Pt=9×104W×10s=9×105J;
由图知,小轿车匀速行驶时,速度v=30m/s,则牵引力F===3000N,
小轿车匀速行驶时,处于平衡状态,阻力f=F=3000N;
根据图像可知,在0~10s内,小轿车在做加速运动,则牵引力大于阻力。
故答案为:9×105;3000;大于。
21.【答案】(1)6;5;10;(2)900
【分析】(1)根据图乙可知,当h=0cm时力传感器的示数为6N,此时没有浮力,细杆的质量不考虑可知,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,据此得出正方体A的重力;根据图乙可知,当h=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h=15cm时恰好完全浸没,当中间某位置杆子的作用力为0,此时浮力等于重力,继续加水时,浮力大于重力,因而杆子的拉力向下,根据二力平衡计算浮力;
(2)当h=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h=15cm时恰好完全浸没,据此可求出正方体的棱长,当容器内水的深度为7cm时,求出物块浸入的深度h=2cm,根据V=Sh求出排开水的体积,利用F浮=ρ液gV排求出正方体A受到的浮力,正方体A的重力减去受到的浮力即为力传感器的示数,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小第一次变为0.5F时,根据图乙可知,此时水的深度较小,G﹣F浮=0.5F,分析正方体A受到的力,然后结合正方体受到的合力为零求出受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸求出此时正方体浸入水中的深度,从而得出此时容器内水的深度,最后利用p=ρ液gh求出水对容器底的压强。
【解答】解:(1)由图乙可知,当h0=0cm时,力传感器的示数为F0=6N,
由细杆的质量不考虑可知,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力G=F0=6N;
由图乙可知,当h2=5cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,说明木杆长为5cm;当容器内水的深度h1=15cm时,已经超过了F=0的深度,因而此时木杆的作用力向下,因而此时F浮=G+F=6N+4N=10N;
(2)由图乙可知,当h=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h=15cm时恰好完全浸没,则正方体A的边长为15cm﹣5cm=10cm,
容器内水的深度h3=7cm时,正方体A浸入水的深度h浸2=h3﹣h2=7cm﹣5cm=2cm=0.02m,
排开水的体积V排′=L2h浸2=(0.1m)2×0.02m=2×10﹣4m3,
正方体A受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N,
力传感器的示数F=G﹣F浮′=6N﹣2N=4N,
继续向容器中加水,当力传感器第一次受到的力(即压力)F=0.5F=0.5×4N=2N且水的深度较小时,此时正方体A受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、细杆的向上的作用力处于平衡状态,
所以,由正方体受到的合力为零可得,受到的浮力F浮''=G﹣F′=6N﹣2N=4N,
由F浮=ρ液gV排=ρ液gSAh浸可得,
此时正方体浸入水中的深度h浸3===0.04m=4cm,
则此时容器内水的深度h4=h2+h浸3=5cm+4cm=9cm=0.09m,
则此时水对容器底的压强为:p'=ρ液gh5=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa。
故答案为:(1)6;5;10;(2)900。
四、实验探究题(本题3个小题,每小题6分,共18分)
22.【答案】(1)木块移动的距离;转换法;不能;(2)速度;(3)①1、3;②速度。
【分析】(1)动能的大小与物体的质量、速度有关;重力势能的大小与物体的质量、高度有关;观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小,用到了转换法;
如果水平面绝对光滑,木块被撞击后将做匀速直线运动。
(2)探究动能大小与速度的关系时,需要控制质量不变,改变速度(改变小球自由滑下时的高度);
(3)①研究超载危害,应控制速度相等,即小球下滑的高度相同而质量不同,分析表中实验数据,然后答题;
②应用控制变量法,分析表中实验数据,然后答题。
【解答】解:(1)小球从斜面滚下过程中,将重力势能转化为动能,小球撞击木块,并使木块向前移动一段距离,小球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的,这属于转换法的应用;
如果水平面绝对光滑,没有阻力作用,木块被撞击后将做匀速直线运动,不能通过被撞击的距离来比较动能大小;
(2)探究动能大小与速度的关系时,需要控制质量不变,改变速度,故实验中应选用质量相同的小球从斜面的不同高度滚下,所以需要对比甲、乙两图;
(3)①研究超载隐患时,应控制小球下滑的速度相同(高度相同)而质量不同,由表中实验数据可知,应选择序号1、3所示实验进行比较;
②根据序号为1、2的实验数据可知,质量相同的物体,速度越大,动能越大;由表中实验数据可知,在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些。
故答案为:(1)木块移动的距离;转换法;不能;(2)速度;(3)①1、3;②速度。
23.【答案】(1)平衡;(2)右;(3)便于测量力臂;F1l1=F2l2;(4)变大;当拉力由垂直变成倾斜时,阻力、阻力臂不变,拉力F力臂变小,根据F1l1=F2l2,相应的力会变大,这样才能继续平衡。
【分析】(1)杠杆平衡状态:静止或匀速转动;
(2)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移;
(3)测量过程中使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(4)当拉力由竖直变成倾斜时,会造成力臂变小,相应的力会变大,这样才能继续平衡。
【解答】解:(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,所以图甲中的杠杆处于平衡状态;
(2)杠杆左端下沉,应将杠杆重心向右移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节;
(3)测量过程中使杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,所以使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂;
分析表格中的数据知1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm,1.0N×20.0cm=4.0N×5.0cm,2.0N×15.0cm=3.0N×10.0cm,故可得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2;
(4)图乙中,当将弹簧测力计从a位置逆时针移动到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则拉力F将变大,这是因为,当拉力由垂直变成倾斜时,阻力、阻力臂不变,拉力F力臂变小,根据F1l1=F2l2,相应的力会变大,这样才能继续平衡。
故答案为:(1)平衡;(2)右;(3)便于测量力臂;F1l1=F2l2;(4)变大;当拉力由垂直变成倾斜时,阻力、阻力臂不变,拉力F力臂变小,根据F1l1=F2l2,相应的力会变大,这样才能继续平衡。
24.【答案】(1)竖直匀速上升;(2)66.7%;乙;(3)增大物体的重力;0.1;(4)1、4。
【分析】(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力大小才等于测力计示数;
(2)根据η==求出第4次实验的机械效率;然后根据s=nh求出动滑轮上绳子的段数,从而确定是用哪个滑轮组做的实验;
(3)比较第1、2、3次实验数据可知,提升高度相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一滑轮组,提起物体的重力不同,机械效率不同,据此得出结论;
先根据W有=Gh和W总=Fs求出有用功和总功,然后根据W总=W有+W额即可求出拉力所做的额外功;
(4)要探究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系,需要控制物体的重力相同、使用的滑轮组相同,改变绳子的段数。
【解答】解:(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力大小才等于测力计示数;
(2)第4次实验的机械效率:
η===×100%≈66.7%;
由s=nh可得,n==2,即承担物重的绳子段数为2,故是用乙滑轮组做的实验;
(3)比较第1、2、3次实验数据可知,提升高度相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一滑轮组,但物重不同,且物重越大,滑轮组的机械效率越高,因此增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率;
根据第1次实验数据可知,W有=Gh=2N×0.1m=0.2J;
W总=Fs=1N×0.3m=0.3J;
由W总=W有+W额可得,额外功:
W额=W总﹣W有=0.3J﹣0.2J=0.1J;
(4)要探究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系,需要控制物体的重力相同、使用的滑轮组相同,改变绳子的绕法,故应通过比较1、4两次实验数据得出结论。
故答案为:(1)竖直匀速上升;(2)66.7%;乙;(3)增大物体的重力;0.1;(4)1、4。
五、综合题(本题3个小题,其中第25、26题每小题6分,第27题8分,共20分)
25.【答案】(1)水对瓶底的压强为1500Pa;
(2)水对瓶底的压力为60N;
(3)花瓶对水平桌面的压强为1600Pa。
【分析】(1)知道瓶内水的深度,根据p=ρgh求出水对瓶底的压强;
(2)根据p=求出桶底受到水的压力;
(3)花瓶对水平桌面的压力等于花瓶和水的总重力,利用p=求出花瓶对水平桌面的压强。
【解答】解:(1)水对瓶底的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)由p=可得,瓶底受到水的压力为:
F=pS=1500Pa×0.04m2=60N;
(3)花瓶对水平桌面的压力为:
F′=G瓶+G水=14N+50N=64N,
花瓶对水平桌面的压强为:
p′===1600Pa。
答:(1)水对瓶底的压强为1500Pa;
(2)水对瓶底的压力为60N;
(3)花瓶对水平桌面的压强为1600Pa。
26.【答案】(1)当未加食盐,鸡蛋沉底时,鸡蛋所受浮力F1的大小为0.5N;
(2)当鸡蛋在盐水中悬浮时,鸡蛋所受浮力F2的大小为0.55N;
(3)当鸡蛋悬浮时,盐水的密度是1.1×103kg/m3。
【分析】(1)鸡蛋沉至了水底,根据容器的底面积和水面上升的高度,可求鸡蛋排开水的体积,由F浮=ρ液gV排算出鸡蛋沉底时,鸡蛋所受浮力F1的大小;
(2)由G=mg可求得鸡蛋的重力,当鸡蛋悬浮时,鸡蛋所受的浮力等于其重力;
(3)鸡蛋沉至了水底,根据容器的底面积和水面上升的高度,可求鸡蛋排开水的体积即为鸡蛋的体积;
当鸡蛋悬浮起来时,受到的浮力和自身的重力相等,排开盐水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出盐水的密度。
【解答】解:(1)鸡蛋的体积:
V=Sh=1.25×10﹣2m2×4×10﹣3=5×10﹣5m3;
鸡蛋沉底时,鸡蛋所受浮力F1的大小为:
F1=ρ液gV排=ρ液gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3=0.5N;
(2)鸡蛋的重力G=mg=5.5×10﹣2kg×10N/kg=0.55N
当鸡蛋悬浮时,鸡蛋所受的浮力等于其重力,即F2=G=0.55N;
(3)因为鸡蛋恰好悬浮,V排=V=5×10﹣5m3,
由F浮=ρ液gV排得盐水的密度为:
ρ盐水===1.1×103kg/m3。
答:(1)当未加食盐,鸡蛋沉底时,鸡蛋所受浮力F1的大小为0.5N;
(2)当鸡蛋在盐水中悬浮时,鸡蛋所受浮力F2的大小为0.55N;
(3)当鸡蛋悬浮时,盐水的密度是1.1×103kg/m3。
27.【答案】(1)工人做功的功率为120W;
(2)滑轮组的机械效率是80%;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力是100N。
【分析】(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据v绳=nv物求出绳端移动的速度,利用P=Fv求得工人做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率η====;
(3)根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出总功,根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功,总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功,就是克服动滑轮重力所做的额外功,利用W动=G动h可求动滑轮的重力。
【解答】解:(1)由图可知,n=3,绳端移动的速度:
v绳=nv物=3×=0.3m/s,
工人做功的功率P=Fv绳=400N×0.3m/s=120W;
(2)滑轮组的机械效率:
η=====×100%=80%;
(3)重物上升的高度:h=vt=0.1m/s×10s=1m,
所做的有用功:W有用=Gh=960N×1m=960J,
拉力做的总功:W总=Fs=Fnh=400N×3×1m=1200J,
提升动滑轮做的额外功:W动=W总﹣W有用﹣Wf=1200J﹣960J﹣140J=100J,
由W动=G动h可得,动滑轮的重力:
G动===100N。
答:(1)工人做功的功率为120W;
(2)滑轮组的机械效率是80%;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力是100N。
28.【答案】(1)物体A的底部距水面深为0.75m时,A底部受到的液体压强为7.5×103Pa;
(2)当物块A的顶部刚好没入水面时,A受到的浮力为400N;
(3)物体A的密度为1.65×103kg/m3。
【分析】(1)已知A的底面距离水面的深度,根据公式p=ρgh可求A底部受到的液体压强;
(2)利用V=Sh先求出物块A的体积,物块A浸没水中,排开水的体积等于A的体积,利用阿基米德原理求物块A所受的浮力;
(3)当物体A恰好浸没在水中时,求出杠杆N端受到的拉力、杠杆M端受到的拉力,求出力臂大小关系;利用杠杆平衡条件求物体B对电子秤的压力F1;同理求出物体B对电子秤的压力F2,根据“F1:F2=6:1”求出A的重力,再利用G=mg=ρVg求A的密度。
【解答】解:(1)物体A的底部距水面深为0.75m时,p=ρ水gh0=1×103kg/m3×10N/kg×0.75m=7.5×103Pa;
(2)当物块A的顶部刚没入水面时,A恰好完全浸没在水中,
则V排=VA=Sh0=0.04m2×1m=0.04m3;
所以,浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N;
(3)当物体A恰好浸没在水中时,设此时N端受到的拉力为FN1,物体B对电子秤的压力F1=GB﹣FN1,
则杠杆N端受到的拉力:FN1=GB﹣F1,
因左端是两个重叠的动滑轮,则杠杆M端受到的拉力:
FM1=×(GA﹣F浮);
已知MO:ON=1:2,
因为杠杆平衡,所以FM1LOM=FN1LON,
则:×(GA﹣F浮)×1=(GB﹣F1)×2,
化简并代入数据可得:GA﹣400N=800N﹣8F1,
所以F1=(1200N﹣GA)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当物体A恰好完全露出水面时,物体B对电子秤的压力F2=GB﹣FN2,
则杠杆N端受到的拉力:FN2=GB﹣F2,
杠杆M端受到的拉力:FM2=GA;
因为杠杆平衡,所以FM2LOM=FN2LON,
则:GA×1=(GB﹣F2)×2,
化简并代入数据可得:GA=800N﹣8F2,
所以F2=(800N﹣GA)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由题知F1:F2=27:7,
则(1200N﹣GA):(800N﹣GA)=27:7,
解得:GA=660N,
由G=mg=ρVg可得物体的密度:
ρA===1.65×103kg/m3。
答:(1)物体A的底部距水面深为0.75m时,A底部受到的液体压强为7.5×103Pa;
(2)当物块A的顶部刚好没入水面时,A受到的浮力为400N;
(3)物体A的密度为1.65×103kg/m3。