2020-2021学年湖北省孝感市孝南实验中学九年级(上)摸底物理试卷
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2020-2021学年湖北省孝感市孝南实验中学九年级(上)摸底物理试卷
1. 下列因素不会影响力的作用效果的是( )
A. 力的大小 B. 力的方向 C. 力的作用点 D. 力的单位
2. 如图所示的机械中,同属于一类杠杆的是( )
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
3. 有一个弹簧测力计,秤钩上不受力时,指针不是指在零刻度位置,而是指在0.2N的位置上,此时用手拉弹簧测力计的挂钩,使弹簧测力计的示数为3.8N,则手拉弹簧测力计的力是( )
A. 4N B. 3.6N C. 3.8N D. 无法确定
4. 下列实例中,有力对下列选项中的物体做功的是( )
A. 树叶从树上下落 B. 背着书包在水平路面上前行
C. 举重运动员举起杠铃停在空中 D. 小球在光滑水平面上滚动
5. 如图,重为400N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;然后小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3,下列说法正确的是( )
A. f1=f2=f3,方向都竖直向上 B. f2=400N,方向竖直向下
C. f3<400N,方向竖直向上 D. f1>400N,方向竖直向下
6. 下列说法中,防止惯性带来危害的是( )
A. 通过拍打衣服,除去上面的浮灰
B. 行驶中的车辆之间保持一定距离
C. 迅速向下撞击斧子木柄的把手端,斧头就能套紧在木柄上
D. 投掷铅球时,球脱手后仍能继续向前运动
7. 一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力和物体受到的摩擦力是一对平衡力
B. 物体受到的重力和物体受到的推力是一对平衡力
C. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D. 物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
8. 如图所示,甲、乙是两支相同的试管,各盛有质量相同的不同种类的液体,且当甲试管适当倾斜时,两试管中液面等高,则这时两试管中液体对管底的压强是( )
A. 甲管中大 B. 乙管中大
C. 两管中一样大 D. 条件不足,无法确定
9. 四个同学在石峰公园进行登山比赛。如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( )
A. 体重最大的一个 B. 时间最短的一个
C. 速度最大的一个 D. 做功最快的一个
10. 某同学骑自行车下坡滑行时,速度越来越快,下列说法错误的是( )
A. 车和人的动能变大 B. 车和人的重力势能变小
C. 车和人的机械能变小 D. 车和人的机械能不变
11. 京沪高铁的时速高达350km/h,当两列“和谐号”动车相对驶过时,按铁路部门的规定,它们必须减速,否则车窗玻璃可能会损坏。如果真的发生了这种现象,( )
A. 碎玻璃将会飞向车内 B. 碎玻璃将会飞向车外
C. 碎玻璃沿竖直方向下落 D. 碎玻璃将会飞向车顶
12. 如图所示,当你手握饮料罐时,手和罐都在空中静止,且罐底所在平面是水平的。各对力属于平衡力的是( )
A. 手对罐的压力与罐对手的压力
B. 罐受到的重力与手对罐的压力
C. 罐受到的重力与手对罐的摩擦力
D. 罐对手的摩擦力与手对罐的摩擦力
13. 水下考古队员从“南澳 I号”沉船上将明代瓷碗打捞出水面,碗在海里上升的过程中( )
A. 水只对碗的外壁有压强 B. 水只对碗的内壁有压强
C. 水对碗的压强逐渐变小 D. 碗受到的浮力逐渐变小
14. 2013年2月,中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化。监测发现,从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度下降。此过程中,若浮标体积保持不变,则( )
A. 浮力变大,露出海面体积变小 B. 浮力变小,露出海面体积变大
C. 浮力不变,露出海面体积变大 D. 浮力不变,露出海面体积变小
15. 某同学设计了一种如图所示的简易电梯,由图可知( )
A. A是动滑轮
B. B是定滑轮
C. 如果电动机向下拉动绳子,电梯厢将上升
D. 电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
16. 甲乙两个滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮的质量都相同,用分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是( )
A. 若G1=G2,拉力做的额外功相同
B. 若G1=G2,拉力做的总功相同
C. 若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率
D. 用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
17. 如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两个点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是( )
A. 物块在a点动能大
B. 物块在b点动能大
C. 物块在b点重力势能大
D. 物块在a、b两点的重力势能一样大
18. 如图所示在水平拉力F的作用下,使重300N的物体在水平桌面上以0.1m/s的速度匀速运动时,物体与桌面的摩擦力为60N(不计绳重,动滑轮重及摩擦),F及其功率的大小分别为( )
A. 20N 2W B. 20N 6W C. 60N 2W D. 30N 6W
19. 工人用如图所示的滑轮组提升重为800N的物体,物体上升的速度为0.2m/s,工人对滑轮组绳子自由端的拉力为F,绳子自由端移动的速度为v,若考虑动滑轮重,摩擦等因素,下列各组值中可能的是( )
A. F=200N,v=0.8m/s
B. F=300N,v=0.8m/s
C. F=200N,v=0.6m/s
D. F=300N,v=0.6m/s
20. 如图所示,斜面高2m、长4m,小明用平行于斜面的拉力F,将重400N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250N.对此过程,下列结果中正确的是( )
A. 有用功为1000J B. 总功为1600J
C. 额外功为600J D. 物体与斜面间的摩擦力为50N
21. 如图所示,是一辆静止在水平面上的小车,在其支架的杆上固定一个质量为m的小球,请画出物体所受力的示意图。
22. 手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个轻质杠杆,O点是支点。请在图中画出:
(1)施加在A点最小的动力F1
(2)力F2的力臂L2
23. 小梦在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,作了如下猜想:
A.可能与接触面的粗糙程度有关;B.可能与压力的大小有关。接着她按如图所示的步骤进行实验:
(1)步骤①和②是为了验证猜想______(A/B).所探究的摩擦力是指______和木板之间的滑动摩擦力。
(2)小梦接着按步骤①和③探究猜想B.步骤③中,木块受力______(选填“平衡”,“不平衡”),你认为步骤③______(选“能”、“不能”)测出摩擦力?此时,摩擦力与拉力______(选“是”,“不是”)平衡力,理由是______
(3)小梦想:滑动摩擦力的大小是否与物体运动的速度有关呢?她用①的装置进行实验:先水平拉动木块匀速滑动,读出弹簧测力计的示数为2N,紧接着增大拉力使木块加速滑动,读出此时弹簧测力计的示数为4N。
根据上述实验,小梦得到了“在压力和接触面粗糙程度一定时,物体运动的速度越大,滑动摩擦力越大”的结论。分析操作过程,你认为小梦的结论可信吗?______,原因是______。
24. 如图所示是小红在探究“压力作用效果与哪些因素有关”实验时的情景。
(1)实验中通过观察______来比较压力的作用效果;
(2)A、B两图探究压力作用效果与______的关系;
(3)由B、C两图所示实验现象可得:______;
(4)如图D所示,将海绵一端用木块垫起,仍然使小桌静止。比较C图和D图,可知在实验中D图海绵凹陷程度比C图中海绵凹陷程度来的______(选填“更大”、“一样”或“更小”)
25. 如图,置于水平桌面上的容器底面积为20cm2,未装水时的重力为2N。容器盛水后,水面的高度为20cm,容器对桌面的压强为3.5×103Pa,(忽略容器壁的厚度,水的密度是1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)水对容器底的压力;(2)容器中水的重力。
26. 用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少?
27. 如图中用120N的力F1水平拉动重为250N的物体A在水平路面匀速移动了1m.改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了2m,拉力F2大小为50N.求此过程中:
(1)滑轮组做的有用功;(2)滑轮组做的总功;(3)滑轮组的机械效率。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:影响力的作用效果的是力的三要素,即力的大小、方向、作用点,与力的单位无关。
故选:D。
力的三要素是指:力的大小、方向、作用点,力的三要素共同影响力的作用效果。
此题主要考查力的三要素,解答时关键是理解力的三要素都影响力的作用效果。
2.【答案】B
【解析】解:镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;
定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;
开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
所以天平和定滑轮属于同一类杠杆。
故选:B
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,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。
此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
3.【答案】B
【解析】解:弹簧测力计没有调零,指针的初始位置为0.2N,则我们可以类比刻度尺的使用方法得出,当指针指在3.8N时,手拉弹簧测力计的力为3.8N−0.2N=3.6N。
故选:B。
(1)弹簧测力计是利用在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧所受的拉力成正比的关系制成的。
(2)测量前,我们应在力的方向上对弹簧测力计进行调零。调零后,指针所指的示数就是秤钩上所受的拉力的大小。
有很多实验器材的使用方法具有一定的相通性,所以我们可以通过类比得出结论。
4.【答案】A
【解析】解:
A、树叶从树上下落,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,做功,故A符合题意。
B、背着书包在水平路面上前进,移动的方向和受力方向垂直,在力的方向上没有移动距离,不做功,故B不符合题意。
C、举重运动员举起杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,没有力做功,故C不符合题意。
D、小球在光滑水平面上,依靠的是小球的惯性,水平方向上虽然移动了距离,但是没有力的作用,不做功,故D不符合题意。
故选:A。
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,二者缺一不可,据此分析判断。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
5.【答案】A
【解析】解:
小科在沿杆匀速上爬时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f1,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f1=G=400N;
小科停在A处休息,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f2,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f2=G=400N;
沿杆匀速下滑时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f3,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f3=G=400N;
综合分析:f1=f2=f3,方向都竖直向上,故A正确。
故选:A。
对小科进行受力分析,明确其在竖直方向上受到的力,再根据小科的运动状态,判断两个力的大小关系。
在此题中,明确重力与摩擦力是一对平衡力,是判断摩擦力的大小和方向的关键所在。
6.【答案】B
【解析】解:
A、拍打衣服前,衣服和灰尘一起静止;当拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态,所以灰尘从衣服上掉下来,是利用惯性,故A不符合题意;
B、汽车行驶中如遇刹车,汽车由于惯性不会立即停止,而会滑行一段距离,如果不保持车距,就容易发生车祸,这是典型的防止惯性带来危害的例子,故B符合题意;
C、斧头松了,将木柄向下撞击地面时,木柄停止运动,而斧头由于惯性还要保持原来的运动状态,所以斧头就能套紧在木柄上,是利用惯性,故C不符合题意;
D、投掷铅球时,球脱手后,由于惯性,铅球还要保持原来向前的运动状态,所以会继续向前运动,是利用惯性,故D不符合题意。
故选:B。
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都有惯性;惯性有时对我们有用,有时对我们有害,特别要防止惯性带来危害,据此对各选项逐一进行分析。
本题考查了惯性在实际生活中的应用与防止,难度不大。
7.【答案】D
【解析】解:
A、物体受到的重力和物体受到的摩擦力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、物体受到的重力和物体受到的推力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、物体对地面的压力和地面对物体的支持力是作用在不同物体的两个力,不是一对平衡力,故C错误;
D、物体受到的重力和地面对物体的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
判断平衡力要根据二力平衡的条件来分析,一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
8.【答案】B
【解析】解:由图可知,甲容器中的液体体积要比乙容器大,因液体质量相同,所以甲液体的密度比乙液体密度小,又因为两试管中液面等高,所以由液体压强公式p=ρgh可知,乙管中液体对管底的压强大。
故选:B。
甲乙两种放置方法,,由液体质量相同,可得液体的密度关系,又因为h相同,根据液体压强公式p=ρgh分析。
根据图中所装液体情形和质量相等找出液体密度关系是本题关键;利用控制变量法作定性分析。
9.【答案】D
【解析】解:功率的物理意义:功率是反映物体做功快慢的物理量,功率大的物体,做功快;功率小的物体,做功慢。所以做功最快的那一个人,他的功率最大。
故选:D。
解答本题可根据功率的物理意义进行分析选择。
解答本题关键是要理解功率的物理意义。
10.【答案】D
【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)动能和势能统称为机械能,克服摩擦力做功,机械能减小。
解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关,根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
【解答】
A.动能的决定因素有两个:质量和速度。质量越大,速度越大,物体的动能越大。骑自行车下坡过程中,车和人的质量不变,速度变大,所以其动能变大。故A正确,不符合题意;
B.重力势能的决定因素有两个:质量和举高的高度。质量越大,高度越高,物体的重力势能越大。骑自行车下坡过程中,车和人的质量不变,所处高度减小,所以其重力势能减小,故B正确,不符合题意;
CD.骑自行车下坡过程中,要克服自行车与地面之间的摩擦消耗一部分能量,所以车和人的机械能变小,故C正确、不符合题意,D错误、符合题意;
故选:D。
11.【答案】B
【解析】解:当两列“和谐号”动车相对驶过时,如果不减速,列车之间的空气流速变大,压强就会变小,小于大气压,就会形成一个向列车的压力差,将车窗玻璃损坏,由于车里面的压强大,所以碎玻璃将会飞向车外。
故选:B。
两列车之间的空气流速变大,根据流体压强和流速的关系可知,列车之间的空气压强变小,小于大气压,形成了一个向列车的压力差。
此题考查了流体压强和流速的关系,流体压强和流速的关系是新教材新增的内容,是中考必考的知识点,需要掌握。
12.【答案】C
【解析】解:A、手压罐的同时,罐也给手一个压力,这两个力是一对相互作用力,不是平衡力。所以A不符合题意。
B、罐受到的重力是竖直向下的,而手对罐的压力在水平方向垂直于罐,不符合平衡力共线的要求,所以B不符合题意。
C、在竖直方向上,罐受到竖直向下的重力作用,同时手对罐有竖直向上的摩擦力,这两个力相互平衡,所以罐会保持静止。所以C符合题意。
D、罐要向下滑动,给手一个摩擦力,同时手会给罐一个摩擦力,这两个力分别作用在手和罐上,是一对相互作用力的关系,而不是平衡力。所以D不符合题意。
故选:C。
要解决此题,需要掌握二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,这两个力互相平衡。
同时要掌握作用力和反作用力的关系。一个物体受到力,同时会给另一个物体一个反作用力。
要掌握作用力和反作用力的区别:平衡力作用在同一个物体上的力,相互作用力是作用在相互作用的两个物体上的力。
此题主要考查了对平衡力的理解。关键是搞清平衡力与相互作用力的区别:相互作用力分别作用在相互作用的两个物体上,而平衡力作用在同一个物体上。同时要做好受力分析。
13.【答案】C
【解析】解:AB、液体内部向各个方向都有压强,即水对碗的外壁和内壁有压强,故A、B错误;
C、根据液体压强的特点之一:同种液体,液体压强随深度的增加而增大;碗在海里上升的过程中,海水的密度不变但碗所处的深度逐渐减小,由此水对碗的压强将逐渐变小,故C正确;
D、碗在海里上升的过程中,海水密度不变,碗排开海水的体积不变,由可知,碗受到的浮力不变,故D错误。
故选:C。
(1)由于液体具有流动性,液体内部向各个方向都有压强;
(2)由液体压强随深度的增加而增大分析压强的变化情况;
(3)由由可分析碗受到的浮力变化。
本题考查液体压强的特点和阿基米德原理的应用,要求学生会应用物理知识分析解决实际问题。
14.【答案】D
【解析】
【分析】
物体漂浮时,浮力等于重力,根据海水密度的变化,结合可知浮标露出海面体积的变化情况。
本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理,比较简单,属于基础题。
【解答】
解:因为浮标始终漂浮,并且浮标重力不变,故浮力等于重力,并且浮力不变;又因为海水密度减小,由可知,浮标排开海水的体积变大,则露出海面体积变小。
故选:D。
15.【答案】C
【解析】
【分析】
(1)如图所示的滑轮组是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,固定不动的滑轮为定滑轮,和物体一起运动的滑轮为动滑轮.
(2)此滑轮组的绳子股数为2股,在相同时间内,绳子自由端移动的距离为电梯厢运动距离的2倍,因此绳子自由端移动的速度为电梯厢运动速度的2倍.
此题主要考查的是对滑轮组得了解以及对滑轮组中绳子自由端移动的距离和物体上升高度之间的关系的了解,难度不大,基础性题目。
【解答】
A、图中A滑轮固定不动,因此它是定滑轮,故A错误;
B、图中B滑轮和电梯厢一块运动,因此它是动滑轮,故B错误;
C、如果电动机向下拉动绳子.通过定滑轮改变了力的方向,所以电梯厢将上升,正确;
D、此滑轮组的绳子股数为2股,因此绳子自由端移动的速度为电梯厢运动速度的2倍.故D错误。
故选C。
16.【答案】C
【解析】解:
A、甲滑轮组中有一个动滑轮,乙滑轮组中有两个动滑轮,已知把物体提高相同的高度,则提升动滑轮的高度也相同,由可知,乙滑轮组做的额外功多,故A错。
B、若G1=G2,把物体提升相同的高度,由可知,甲乙所做的有用功相同;
由可知,所以乙做的总功大于甲做的总功,故B错误;
C、若G1=G2,则甲乙所做的有用功相同,甲做的总功小于乙做的总功,所以根据可知,甲的机械效率大于乙的机械效率,故C正确。
D、用同一个滑轮组提起不同的重物,若提高相同的高度,所做的额外功不变,有用功发生变化,所以有用功在总功中的比值发生变化,即机械效率发生变化,故D错误。
故选:C。
(1)不计绳重和摩擦,克服动滑轮重做的功为额外功;
(2)把物体提升相同的高度,利用W=Gh比较甲乙所做的有用功,总功=有用功+额外功,可得拉力做功大小关系;
(3)根据分析机械效率的大小关系;
(4)不计绳重和摩擦,对同一个滑轮组来说,动滑轮重不变、额外功不变,提起不同的重物,有用功不同、有用功和总功的比值不同,利用分析机械效率是否变化。
本题主要考查的是学生对滑轮组的省力情况、机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握,难度较大。
17.【答案】B
【解析】解:物块在光滑斜面上由静止开始下滑(不计空气阻力),在下滑过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能变大;
由于a点的位置要高于b点的位置,所以a处的重力势能大于b处的重力势能;物块在下滑过程中动能变大,所以物块在b点动能大,故B正确,ACD错误。
故选:B。
(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。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,属于基础知识。
18.【答案】B
【解析】解:
(1)物体匀速运动,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即,
从图可知,此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力,不考虑绳的重力和绳的摩擦,所以绳子自由端的水平拉力为:
;
(2)拉力端移动速度:
,
水平拉力的功率:
P=Wt=Fst=Fv=20N×0.3m/s=6W.故ACD错误、B正确。
故选:B。
(1)由图可以看出拉物体的力是由于三股绳子承担,且物体匀速运动,可知物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,不计绳重,动滑轮重及摩擦,绳子自由端的力等于对物体拉力的三分之一;
(2)拉力端移动速度等于物体移动速度的3倍,利用P=Wt−Fst=Fv计算拉力的功率。
本题考查了使用滑轮组时拉力和功率的计算,在滑轮组中,拉物体的力由几根绳子承担,则绳子自由端的力为拉物体的力的几分之一。
19.【答案】B
【解析】解:(1)由图知,n=4,绳子自由端移动的速度:
,故CD错误;
(2)若不考虑动滑轮重、摩擦等因素,拉力F=14G=14×800N=200N,
若考虑动滑轮重、摩擦等因素,拉力将变大,大于200N。
故B正确、A错误。
故选:B。
(1)由图知,n=4,绳子自由端移动的速度等于物体上升速度的4倍;
(2)若不考虑动滑轮重、摩擦等因素,拉力F=14G,若考虑动滑轮重、摩擦等因素,拉力将变大,大于14G。
本题考查了使用滑轮组时拉力的计算,利用好关系式:若不考虑动滑轮重、摩擦等因素,拉力F=14G。
20.【答案】D
【解析】解:A、克服物体的重力做的功,即有用功为,故A错误;
B、拉力所做的功,即总功为,故B错误;
C、克服摩擦力做的额外功,故C错误;
D、物体与斜面间的摩擦力,故D正确。
故选:D。
根据W=Gh计算克服物体的重力做的功就是有用功;根据计算拉力所做的功就是总功;拉力所做的总功等于有用功和额外功之和,据此计算额外功,根据求出摩擦力大小。
本题考查了使用斜面时有用功(克服物体重力做功)、总功(推力做功)、额外功(克服摩擦做的功)的计算,知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。
21.【答案】解:小球静止在杆子的底端,所以小球处于平衡状态受到平衡力的作用。在竖直方向上,小球受到竖直向下的重力,根据二力平衡的条件可知,必然有一个力来平衡这个重力,所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力。且F=G=mg,由于小球的周围没有其他的物体,而力不能离开物体而存在,所以可以确定小球不再受其它的力,如图所示:
【解析】要解决此题,需要掌握二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
要知道静止状态或匀速直线运动状态都属于平衡状态,处于平衡状态的物体受力平衡。
此题主要考查了对二力平衡条件的应用。根据小球处于平衡状态,结合其中的一个力,利用二力平衡的条件来确定另外一个力。是此题的解题思路。
22.【答案】解:当AO之间的连线作为力臂时,力臂是最大的,此时的动力最小;力F2是由重力产生的,故阻力的方向是竖直向下的,从O点做该力的作用线的垂线,即为力臂,如图所示:
。
故答案为:如上图。
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离;当动力的力臂最大时,动力是最小的。
作力臂首先找到支点和力的作用线,再从支点向力的作用线引垂线,支点到垂足之间的距离为力臂的大小。
23.【答案】A 木块 平衡 不能 不是 两个力不在同一条直线上 不可信 加速拉时,拉力不等于摩擦力
【解析】解:
(1)比较①②两图,接触面材料不同,压力相同,说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关,验证了猜想A;
所探究的摩擦力是指木块和木板之间的滑动摩擦力;
(2)因木块在较光滑的木板上匀速滑行,故受平衡力的作用;
图③中,沿斜上方拉木块,而木块受到的摩擦力与木块运动的方向相反,即沿水平方向左,因两个力不在同一直线上,不符合二力平衡的条件,故摩擦力与拉力不是平衡力,两个力大小不相等,故不能测出摩擦力;
(3)用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动时,弹簧测力计显示拉力大小;木块做加速直线运动,拉力大于滑动摩擦力,所以弹簧测力计示数大于滑动摩擦力大小,所以小梦的结论不可信,原因是:加速拉时,拉力不等于摩擦力
(1)A;木块;(2)平衡; 不能;不是; 两个力不在同一条直线上;
(3)不可信; 加速拉时,拉力不等于摩擦力。
(1)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。根据控制变量法,比较①②两图,可以看出分别验证是哪个猜想;相互接触的两个物体,当发生相续运动时,会在接触面产生阻碍相对运动的滑动摩擦力,据此分析;
(2)根据力与运动的关系,物体做匀速直线运动时,受到平衡力的作用;从二力平衡的条件(同体,等大、共线、反向)进行分析;
(3)物体匀速直线运动时,拉力等于摩擦力;物体进行加速直线运动时,拉力大于摩擦力;物体进行减速直线运动时,拉力小于摩擦力,据此分析回答。
本题探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,考查摩擦力产生的原因、力与运动的关系、二力平衡的条件及控制变量法的运用。
24.【答案】海绵的凹陷程度;压力;当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;更小
【解析】解:(1)实验中,将小方凳放在海绵上,是通过观察海绵的凹陷程度,来比较压力作用效果的显著程度的;
(2)图中A,B两图,压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,探究压力作用效果与压力大小关系时,应控制受力面积相同,改变压力的大小;
(3)由B、C两图可知,压力的大小相同,受力面积不同,压力的作用效果明显不同,故可得结论:在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)由图C和图D可知,两图中受力面积相同,D图中,海绵为斜面,海绵受到的压力小于小桌与砝码的重力之和,即D中海绵受到的压力小,所以D图中海绵凹陷程度比C图中海绵凹陷程度小;
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)压力;(3)当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(4)更小。
影响压力作用效果的因素有两个:一是压力的大小,二是受力面积的大小。在实验中,就是通过转换法与控制变量法来对这两个因素的影响效果来进行探究的。
本题考查的是影响压力作用效果的因素,涉及到了控制变量法和转换法,这两种方法是初中物理用到的最多的探究方法,需要掌握。
25.【答案】解:
(1)容器盛水后,水面的高度h=20cm=0.2m,
则水对容器底部的压强:
;
容器底面积S=20cm2=2×10−3m2,
由p=FS可得水对容器底部的压力:
F1=p1S=2×103Pa×2×10−3m2=4N;
(2)容器盛水后容器对桌面的压强p2=3.5×103Pa,
容器对桌面的压力:
F2=p2S=3.5×103Pa×2×10−3m2=7N;
因为容器对桌面的压力等于容器和水的重力之和,即,
所以水的重力:
。
答:(1)水对容器底的压力为4N;(2)容器中水的重力为5N。
【解析】(1)知道水深,利用p=ρgh求容器盛水后水对容器底部的压强,再利用F=pS求水对容器底部的压力;
(2)已知容器对桌面的压强为3.5×103Pa,利用F=pS求容器对桌面的压力;容器对桌面的压力等于容器和水的重力和,据此求出容器中水的重力。
本题考查了液体的压力和压强,对于液体的压力和压强,要先根据液体压强公式计算压强,然后根据压强公式计算压力。
26.【答案】解:(1)由图乙可知,当物块没有浸入水中时,弹簧测力计的示数F=18N,由二力平衡条件可知,物块的重力G=F=18N,
当物块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数F′=10N,
则物块完全浸没在水中受到的浮力:;
(2)因物块最终完全浸没在水中,则由可得,物块的体积:
,
由G=mg可得,物块的质量:m=Gg=18N10N/kg=1.8kg,
则物块的密度:ρ=mV=1.8kg8×10−4m3=2.25×103kg/m3;
(3)由图知,物块刚浸没时下表面所处的深度4cm,则从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,物块下表面所处深度的变化量为:Δh=8cm−4cm=4cm=0.04m,
则水对物块下表面的压强变化量:。
答:(1)物块完全浸没在水中受到的浮力为8N;
(2)物块的密度为2.25×103kg/m3;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了400Pa。
【解析】(1)根据图乙读出物块没有浸入水中时弹簧测力计的示数,根据二力平衡条件得出物块的重力,再根据图乙读出物块完全浸没在水中弹簧测力计的示数,根据称重法求出物块完全浸没在水中受到的浮力;
(2)根据求出物块排开水的体积即为物块的体积,利用G=mg求出物块的质量,再利用ρ=mV求出物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,得出物块下表面所处深度的变化,然后根据液体压强公式p=ρgh求水对物块下表面的压强变化量。
本题考查了称重法求浮力和阿基米德原理、重力公式、密度公式和压强公式的应用,从图乙中获取有用的信息是关键。
27.【答案】解:(1)因为物体在水平路面上做匀速直线运动,所以物体受到的摩擦力:f=F1=120N,
则使用滑轮组时做的有用功:
;
(2)由图知,n=3,拉力端移动距离,
拉力做的总功:
;
(3)滑轮组的机械效率:。
答:(1)滑轮组做的有用功为240J;
(2)滑轮组做的总功为300J;
(3)滑轮组的机械效率为80%。
【解析】(1)根据二力平衡条件求出物体A受到的摩擦力;使用滑轮组时做的有用功等于克服地面摩擦力做的功;
(2)由图知,n=3,拉力端移动距离,利用W=Fs求使用滑轮组做的总功;
(3)有用功与总功的比值为机械效率。
此题考查了使用滑轮组时有用功、总功和机械效率的计算,注意:使用水平使用滑轮组时做的有用功等于克服地面摩擦力做的功,这是本题的突破口。
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