山东省聊城市高唐县2020-2021学年八年级下学期期末物理试卷(word版 含答案)
展开2020-2021学年山东省聊城市高唐县八年级(下)期末物理试卷
一、单项选择题(本题包括10个小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意,多选或不选均得0分)
1.(3分)下列工具在正常使用过程中,属于费力杠杆的是( )
A. 起子 B. 核桃夹
C. 钳子 D. 食品夹
2.(3分)如图所示是一根重为G的均匀木棒OA,能以支点O自由转动,现用力FC作用于木棒的A端,使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由FC方向逐渐转到FB时,力的大小变化为( )
A.一直在减小 B.保持不变
C.先减小后增大 D.先增大后减小
3.(3分)如图是乒乓球运动员在比赛中的场景,下列说法正确的是( )
A.乒乓球速度越大,惯性越大
B.击球时,球和拍都会发生弹性形变
C.球在空中运动时,运动状态不变
D.球被水平击出后,若所受外力全部消失,球将立即竖直下落
4.(3分)如图所示,我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石。下列措施中,改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A.在衣服的拉链上涂些蜡
B.自行车转轴处装有滚珠轴承
C.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字
D.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链
5.(3分)如图所示的动物身体结构的特点中,以减小压强来适应自然环境的是( )
A.蚊子有尖尖的口器 B.骆驼有宽大的脚
C.啄木鸟有尖的喙 D.鲨鱼有锋利的牙
6.(3分)如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积大小的比较,以下分析正确的是( )
A.a点时大 B.b点时大 C.一样大 D.均有可能
7.(3分)现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药,此过程中,喷药无人机的( )
A.动能减小、重力势能减小
B.动能减小、重力势能不变
C.动能不变、重力势能减小
D.动能不变、重力势能不变
8.(3分)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F 甲=F 乙,p 甲=p 乙 B.F 甲>F 乙,p 甲=p 乙
C.F 甲<F 乙,p 甲<p 乙 D.F 甲=F 乙,p 甲<p 乙
9.(3分)疫情期间。小丽帮妈妈做家务时,发现生活中处处有物理。下列分析错误的是( )
A.茶壶的壶嘴和壶身组成连通器
B.菜刀的刀刃很锋利,是为了减小压强
C.利用大气压把吸盘式挂钩压在平滑的墙壁上
D.浴室内的防滑垫表面凹凸不平是为了增大摩擦
10.(3分)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则( )
A.F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B.F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C.F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D.F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
二、多项选择题(本题包括3个小题,每小题3分,共12分。每小题的选项中至少有两个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(3分)厨房里能发现许多与物理知识有关的现象,下列说法正确的是( )
A.吸油烟机能将油烟吸走,是因为空气流速越大的位置,压强越大
B.高压锅能很快煮熟食物,是由于锅内气压增大,水的沸点升高
C.吃饭时使用的筷子是一种省力杠杆
D.煮水饺时,刚下锅沉底的水饺比煮熟漂浮在水面水饺受到的浮力小
12.(3分)2019年4月,中国自主研发的600m无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完成下潜任务。在某次下潜中,若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变,下列对“海龙Ⅲ”分析正确的是( )
A.从开始到结束计时,共用时10min
B.在1~3min,受到海水的浮力逐渐变大
C.在4~6min,处于匀速直线运动状态
D.在6~8min,受到海水的压强逐渐减小
13.(3分)在斜面上将一个质量为5kg 的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做的功作有用功(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B.做的有用功是50J
C.此斜面的机械效率为62.5%
D.物体受到的摩擦力大小为10N
三、填空题(本题包括5个小题,每空1分,共10分)
14.(3分)2020年6月23日,我国成功发射了第55颗“北斗”卫星,卫星在加速升空过程中,动能 ,机械能 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
15.(3分)将一块橡皮泥先后捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯液体中,静止时如图所示,甲杯中橡皮泥所受的浮力 乙杯中橡皮泥所受的浮力,甲杯中液面高度 乙杯中液面高度(均选填“高于”“低于”或“等于”)。
16.(3分)少林功夫驰名中外,一武术爱好者在如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 发生形变而产生的;若他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为 。
17.(3分)如图所示,赛艇的船桨是一种杠杆,划船时它是一支 力杠杆,手移动的距离 (选填:大于、小于)桨在水中移动的距离。
18.(3分)体积均为200cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,已知木块重为8N,合金块重为6N,则木块受到的浮力为 N,合金块受到的浮力为 N。(g=10N/kg)
四、作图题(本题包括2个小题,每小题0分,共4分)
19.如图所示,物体上系一细线,细线右端固定,物体静止在水中时细线恰好水平,请作出物体受力的示意图。
20.如图所示是液压汽车起重机的示意图。请分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂和杠杆所受的阻力F2。
五、实验探究题(本题包括3个小题,每空1分,共15分)
21.物理课堂上,老师请同学们进行如下实验:第一次,两食指同时挤压铅笔的两端;第二次,用更大的力同时挤压铅笔两端,如图甲所示。老师请同学说出自己的感受,同学们说:右手食指肚疼。老师说:疼,说明压力产生了一定的效果。请同学们根据刚才的实验及结果,大胆地猜一猜压力的作用效果可能与哪些因素有关,分别设计实验验证。
(1)同学们根据第一次实验得到猜想1:压力的作用效果可能与受力面积有关;根据第二次实验得到猜想2:压力的作用效果可能与 有关。为了验证同学们的猜想,小伟所在小组的同学找来了一块海绵、两块规格和质量均相同的长方体砖块进行实验,如图中的乙、丙、丁、戊所示。
(2)实验过程中,小伟和同学们是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的。
(3)为了验证猜想2,小伟和同学们应观察比较图中的 两次实验。通过实验可知:受力面积相同时,压力越 ,压力的作用效果越明显。
(4)另一小组的同学在验证猜想1时,将两块相同的砖块竖放在海绵上,如图戊所示。他们发现图戊中的压力作用效果与图乙中的压力作用效果相同,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。在探究过程中存在的问题是 。
22.探究影响浮力大小的因素时,小红做了如图所示的实验,请你根据她的实验探究回答下列问题:
①比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的 有关;
②比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的 有关;
③比较图C和 可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
④图E中物体受到浮力大小为 N;
⑤比较图C和E可知,水对杯底部的压强 酒精对杯底部的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
23.如图所示,是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下.完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)小钢球动能大小是通过 (选填高度h或距离s)大小来反映的;
(2)小钢球不能立即停下,是因为小钢球具有 ;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时, ,动能越大;
(4)分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)综上可知,如图中所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 。
六、计算题(本题包括3个小题,24题9分,25题9分,26题11分,共29分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤。只写最后答案不得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位)
24.如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计,在拉力F的作用下,物体正以0.1m/s的速度匀速上升。求:
(1)拉力F为多大?
(2)拉力做功的功率是多少?
(3)动滑轮的机械效率是多少?
25.我们的征途是星辰:2021年5月15日,天问一号巡视器成功着陆于火星。“祝融号”巡视器高度有1.85米,重量达到243kg,配有每个接触面积为100cm2的车轮,6个车轮均可独立驱动,多轮悬空的条件下依然能自由移动。(若g地=10N/kg,g火是g地的49)求:
(1)巡视器在火星上受到的重力;
(2)巡视器对火星表面的压强。
26.我们征途是大海:中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜,深度10909米,创造了中国载人深潜纪录。潜水器的体积为28m3、质量为27.6吨,请通过计算回答:
(假设海水的密度与水的密度相同,g=10N/kg)
(1)潜水器下潜到最大深度时受到的压强;
(2)潜水器下潜时受到的浮力;
(3)当潜水器悬浮在海水中时,舱内配载重物的质量。
2020-2021学年山东省聊城市高唐县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题包括10个小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意,多选或不选均得0分)
1.(3分)下列工具在正常使用过程中,属于费力杠杆的是( )
A. 起子 B. 核桃夹
C. 钳子 D. 食品夹
【解答】解:
A、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力、费距离杠杆。
B、核桃钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力、费距离杠杆。
C、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力、费距离杠杆。
D、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力、省距离杠杆。
故选:D。
2.(3分)如图所示是一根重为G的均匀木棒OA,能以支点O自由转动,现用力FC作用于木棒的A端,使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由FC方向逐渐转到FB时,力的大小变化为( )
A.一直在减小 B.保持不变
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【解答】解:杠杆水平,杠杆的重力是阻力,阻力G与阻力臂LG不变,
由图示可知,动力由FC变为FB时,动力臂L先变大后变小,
由杠杆平衡条件得:G×LG=F×L,所以动力先变小后变大;
故选:C。
3.(3分)如图是乒乓球运动员在比赛中的场景,下列说法正确的是( )
A.乒乓球速度越大,惯性越大
B.击球时,球和拍都会发生弹性形变
C.球在空中运动时,运动状态不变
D.球被水平击出后,若所受外力全部消失,球将立即竖直下落
【解答】解:
A、惯性的大小只与物体的质量有关,与其它因素无关;乒乓球速度越大,但乒乓球的质量不变,其惯性不变,故A错误;
B、力可以改变物体的形状,且物体间力的作用是相互的;用球拍击球时,它们之间的作用力(弹力)会使乒乓球和球拍都发生弹性形变,故B正确;
C、球在空中运动时,其速度大小和运动方向不断发生变化,则运动状态发生改变,故C错误;
D、球被水平击出后,若所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,球将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选:B。
4.(3分)如图所示,我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石。下列措施中,改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A.在衣服的拉链上涂些蜡
B.自行车转轴处装有滚珠轴承
C.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字
D.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链
【解答】解:用滚木巧妙地移动巨石是变滑动为滚动来减小摩擦。
A、在衣服的拉链上涂些蜡,减小接触面的粗糙程度减小摩擦,故A不符合题意。
B、自行车转轴处装有滚珠轴承,用滚动代替滑动减小摩擦,故B符合题意。
C、用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字,是在接触面粗糙程度一定时,增大压力增大摩擦,故C不符合题意。
D、汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故D不符合题意。
故选:B。
5.(3分)如图所示的动物身体结构的特点中,以减小压强来适应自然环境的是( )
A.蚊子有尖尖的口器 B.骆驼有宽大的脚
C.啄木鸟有尖的喙 D.鲨鱼有锋利的牙
【解答】解:A、蚊子的口器很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意;
B、骆驼的脚掌很宽大,在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,符合题意。
C、啄木鸟的喙很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意;
D、鲨鱼的牙齿很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意;
故选:B。
6.(3分)如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积大小的比较,以下分析正确的是( )
A.a点时大 B.b点时大 C.一样大 D.均有可能
【解答】解:由于圆形水管左粗右细,当水经过a、b两点时,b点的流速大,压强小,所以气泡经过b点时的体积大于a点时体积,故B正确、ACD错误。
故选:B。
7.(3分)现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药,此过程中,喷药无人机的( )
A.动能减小、重力势能减小
B.动能减小、重力势能不变
C.动能不变、重力势能减小
D.动能不变、重力势能不变
【解答】解:
无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行,同时均匀喷洒农药,飞机的速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小。
故选:A。
8.(3分)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F 甲=F 乙,p 甲=p 乙 B.F 甲>F 乙,p 甲=p 乙
C.F 甲<F 乙,p 甲<p 乙 D.F 甲=F 乙,p 甲<p 乙
【解答】解:由题意知,两容器中装有同种液体且深度相同,则液体的密度相同,由p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;
又因为容器底面积相等,由F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙,故A正确,BCD错误。
故选:A。
9.(3分)疫情期间。小丽帮妈妈做家务时,发现生活中处处有物理。下列分析错误的是( )
A.茶壶的壶嘴和壶身组成连通器
B.菜刀的刀刃很锋利,是为了减小压强
C.利用大气压把吸盘式挂钩压在平滑的墙壁上
D.浴室内的防滑垫表面凹凸不平是为了增大摩擦
【解答】解:A、茶壶是一个上端开口、底部连通的容器,静止时水面相平,故A正确;
B、刀刃很锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B错误;
C、用力将吸盘压在光滑墙壁上,排出里面的空气,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上,故C正确;
D、浴室内的防滑垫表面凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故D正确。
故选:B。
10.(3分)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则( )
A.F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B.F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C.F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D.F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
【解答】解:由于饮料瓶漂浮,则F浮=G,所以,饮料瓶在两种液体中受到的浮力相等,都等于饮料瓶受到的重力G,即F浮甲=F浮乙=G,
由图知,饮料瓶排开液体的体积:V甲排<V乙排,根据F浮=ρ液gV排可知液体的密度:ρ甲>ρ乙。
故选:C。
二、多项选择题(本题包括3个小题,每小题3分,共12分。每小题的选项中至少有两个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(3分)厨房里能发现许多与物理知识有关的现象,下列说法正确的是( )
A.吸油烟机能将油烟吸走,是因为空气流速越大的位置,压强越大
B.高压锅能很快煮熟食物,是由于锅内气压增大,水的沸点升高
C.吃饭时使用的筷子是一种省力杠杆
D.煮水饺时,刚下锅沉底的水饺比煮熟漂浮在水面水饺受到的浮力小
【解答】解:
A、流体压强与流速的关系:流体在流速越大的位置压强越小;所以,抽油烟机在工作时,转动的扇叶处空气流速大,压强小,故A错误;
B、高压锅能增大锅内气体的压强,提高水的沸点,食物在高温下容易煮熟,故B正确;
C、用筷子夹菜时,阻力臂大于动力臂,所以是一个费力杠杆,故C错误;
D、水饺放入锅内,体积较小,重力大于浮力,所以下沉;
煮熟的水饺因其内部气体受热膨胀,致使水饺体积变大,由公式F浮=ρ液gV排知:所受浮力变大,当浮力大于重力时,水饺便一个个上浮,最终漂浮在水面上,因此刚下锅沉底的水饺比煮熟漂浮在水面水饺受到的浮力小,故D正确。
故选:BD。
12.(3分)2019年4月,中国自主研发的600m无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完成下潜任务。在某次下潜中,若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变,下列对“海龙Ⅲ”分析正确的是( )
A.从开始到结束计时,共用时10min
B.在1~3min,受到海水的浮力逐渐变大
C.在4~6min,处于匀速直线运动状态
D.在6~8min,受到海水的压强逐渐减小
【解答】解:A、由图乙可知,从开始到结束计时,共用时10min,故A正确;
B、由题知,从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,则在1~3min内,潜水器浸没水中,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,其受到海水的浮力不变,故B错误;
C、由图乙可知,在4~6min内,下潜深度h不变,说明潜水器的速度为0,处于静止状态,故C错误;
D、由图乙可知,在6~8min内潜水器所处的深度逐渐减小,即潜水器在上浮,由p=ρgh可知,潜水器受到海水的压强逐渐减小,故D正确。
故选:AD。
13.(3分)在斜面上将一个质量为5kg 的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做的功作有用功(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B.做的有用功是50J
C.此斜面的机械效率为62.5%
D.物体受到的摩擦力大小为10N
【解答】解:
A、沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故A错误;
B、所做的有用功:W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J,故B 正确;
C、拉力F对物体做的总功:W总=Fs=40N×2m=80J;
斜面的机械效率为:η=W有用W总×100%=50J80J×100%=62.5%,故C正确;
D、克服摩擦力所做的额外功:W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J,
由W额=fs可得,物体受到的摩擦力:f=W额s=30J2m=15N,故D错误。
故选:BC。
三、填空题(本题包括5个小题,每空1分,共10分)
14.(3分)2020年6月23日,我国成功发射了第55颗“北斗”卫星,卫星在加速升空过程中,动能 增大 ,机械能 增大 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
【解答】解:卫星在加速升空过程中,质量不变,速度变大,动能变大,高度变大质量不变,重力势能变大,机械能为动能和势能的和,故机械能变大。
故答案为:增大;增大。
15.(3分)将一块橡皮泥先后捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯液体中,静止时如图所示,甲杯中橡皮泥所受的浮力 等于 乙杯中橡皮泥所受的浮力,甲杯中液面高度 等于 乙杯中液面高度(均选填“高于”“低于”或“等于”)。
【解答】解:橡皮泥在甲、乙两杯液体中,分别悬浮、漂浮,两种状态下橡皮泥所受的浮力都等于重力,由阿基米德原理,F浮=G排=ρ液gV排,当浮力相同,液体密度相同时,排开液体的体积相同,根据V=Sh知甲乙杯中液面高度相等。
故答案为:等于;等于。
16.(3分)少林功夫驰名中外,一武术爱好者在如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 鞋(脚) 发生形变而产生的;若他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为 p 。
【解答】解:他对水平地面的压力,施力物体是脚(鞋),则他对地面的压力是由于脚(鞋)发生形变而产生的。
人双脚对地面的压力F=G,受力面积为S,压强为p,且p=FS;
结合图中的姿势可知,一只脚对地面的压力F1=12G=12F,受力面积S1=12S,
则一只脚对地面的压强:p1=F1S1=12F12S=FS=p。
故答案为:鞋(脚);p。
17.(3分)如图所示,赛艇的船桨是一种杠杆,划船时它是一支 费 力杠杆,手移动的距离 小于 (选填:大于、小于)桨在水中移动的距离。
【解答】解:
由桨的结构可知,赛艇的船桨在使用时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;费了力,省了距离,划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
故答案为:费;小于。
18.(3分)体积均为200cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,已知木块重为8N,合金块重为6N,则木块受到的浮力为 8 N,合金块受到的浮力为 2 N。(g=10N/kg)
【解答】解:根据图示可知,木块漂浮,此时木块受到的浮力等于重力,因此木块受到的浮力:F木浮=G木=8N;
合金块完全浸没,排开水的体积等于合金块的体积,合金块受到的浮力:F合金浮=ρ水gV合金排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=2N。
故答案为:8;2。
四、作图题(本题包括2个小题,每小题0分,共4分)
19.如图所示,物体上系一细线,细线右端固定,物体静止在水中时细线恰好水平,请作出物体受力的示意图。
【解答】解:由题知,物体静止在水中时细线恰好水平,说明物体处于悬浮状态,浮力等于重力,细线对物体没有力的作用,过物体重心分别竖直向上和竖直向下作出浮力和重力,注意长度相等,如图所示:
20.如图所示是液压汽车起重机的示意图。请分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂和杠杆所受的阻力F2。
【解答】解:从支点O作动力F1的作用线的垂线段,即为力臂L1;
阻力是重物对吊臂的拉力,方向竖直向下,从阻力作用点向下作阻力F2的示意图,如图所示:
五、实验探究题(本题包括3个小题,每空1分,共15分)
21.物理课堂上,老师请同学们进行如下实验:第一次,两食指同时挤压铅笔的两端;第二次,用更大的力同时挤压铅笔两端,如图甲所示。老师请同学说出自己的感受,同学们说:右手食指肚疼。老师说:疼,说明压力产生了一定的效果。请同学们根据刚才的实验及结果,大胆地猜一猜压力的作用效果可能与哪些因素有关,分别设计实验验证。
(1)同学们根据第一次实验得到猜想1:压力的作用效果可能与受力面积有关;根据第二次实验得到猜想2:压力的作用效果可能与 压力大小 有关。为了验证同学们的猜想,小伟所在小组的同学找来了一块海绵、两块规格和质量均相同的长方体砖块进行实验,如图中的乙、丙、丁、戊所示。
(2)实验过程中,小伟和同学们是通过观察海绵的 凹陷程度 来比较压力作用效果的。
(3)为了验证猜想2,小伟和同学们应观察比较图中的 乙、丁 两次实验。通过实验可知:受力面积相同时,压力越 大 ,压力的作用效果越明显。
(4)另一小组的同学在验证猜想1时,将两块相同的砖块竖放在海绵上,如图戊所示。他们发现图戊中的压力作用效果与图乙中的压力作用效果相同,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。在探究过程中存在的问题是 没有控制压力大小相同 。
【解答】解:(1)第二次实验用更大的力同时挤压铅笔两端,据此可得到的猜想是:压力的作用效果可能与压力大小有关。
(2)实验过程中,小伟和同学们是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,属于转换法。
(3)要验证猜想2,应观察比较图中的乙、丁两次实验。通过实验可知:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)将两块相同的砖块竖放在海绵上,比较图戊与图乙,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关,这一探究过程是不对的,因此在探究过程中没有控制压力大小相同,不符合控制变量法的要求。
故答案为:(1)压力大小;(2)凹陷程度;(3)乙、丁;大;(4)没有控制压力大小相同。
22.探究影响浮力大小的因素时,小红做了如图所示的实验,请你根据她的实验探究回答下列问题:
①比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的 体积 有关;
②比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的 密度 有关;
③比较图C和 D 可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
④图E中物体受到浮力大小为 0.8 N;
⑤比较图C和E可知,水对杯底部的压强 大于 酒精对杯底部的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【解答】解:①图B和C中,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积不同,所以,比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
②图C和E中,排开液体的体积都等于物体的体积,保持不变,排开液体的密度不同,所以,比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
③研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应控制物体排开液体的密度和体积不变,只改变深度的大小,所以,比较图C和图D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
④从图A知,图E中,物体的重力G=4.0N,弹簧测力计的示数F=3.2N,物体受到浮力F浮=G﹣F=4.0N﹣3.2N=0.8N;
⑤图C和E中,杯底部液体的深度相同,因ρ水>ρ酒精,根据P=ρ液gh知,水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
故答案为:①体积;
②密度;
③D;
④0.8;
⑤大于。
23.如图所示,是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下.完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)小钢球动能大小是通过 距离s (选填高度h或距离s)大小来反映的;
(2)小钢球不能立即停下,是因为小钢球具有 惯性 ;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时, 速度越大 ,动能越大;
(4)分析比较 甲、丙 两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)综上可知,如图中所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 速度 。
【解答】解:(1)小钢球的动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的,这是转换法的应用;
(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有惯性,小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越大;
(4)甲、丙两组实验中物体的质量不同,其高度相同,甲丙实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速。
故答案为:(1)距离s;(2)惯性;(3)速度越大;(4)甲、丙;(5)速度。
六、计算题(本题包括3个小题,24题9分,25题9分,26题11分,共29分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤。只写最后答案不得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位)
24.如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计,在拉力F的作用下,物体正以0.1m/s的速度匀速上升。求:
(1)拉力F为多大?
(2)拉力做功的功率是多少?
(3)动滑轮的机械效率是多少?
【解答】解:
(1)图中使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,
绳重和摩擦不计,拉力F的大小:
F=12(G物+G轮)=12(180N+20N)=100N;
(2)物体匀速上升速度v1=0.1m/s,拉力移动的速度:
v2=2v1=2×0.1m/s=0.2m/s,
拉力F做功的功率:
P总=W总t=Fst=Fv2=100N×0.2m/s=20W;
(3)动滑轮的机械效率:
η=W有W总=GℎFs=GℎF2ℎ=G2F=180N2×100N×100%=90%
答:(1)拉力F大小为100N;
(2)拉力F做功的功率是20W;
(3)动滑轮的机械效率是90%。
25.我们的征途是星辰:2021年5月15日,天问一号巡视器成功着陆于火星。“祝融号”巡视器高度有1.85米,重量达到243kg,配有每个接触面积为100cm2的车轮,6个车轮均可独立驱动,多轮悬空的条件下依然能自由移动。(若g地=10N/kg,g火是g地的49)求:
(1)巡视器在火星上受到的重力;
(2)巡视器对火星表面的压强。
【解答】解:(1)巡视器在火星上受到的重力为:G=mg火=243kg×49×10N/kg=108N;
(2)巡视器对火星表面的压力等于巡视器在火星上受到的重力,即:F=G=108N,
火星表面的受力面积为:S=6×100×10﹣4cm2=0.06m2,
巡视器对火星表面的压强为:p=FS=108N0.06m2=1800Pa。
答:(1)巡视器在火星上受到的重力为108N;
(2)巡视器对火星表面的压强为1800Pa。
26.我们征途是大海:中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜,深度10909米,创造了中国载人深潜纪录。潜水器的体积为28m3、质量为27.6吨,请通过计算回答:
(假设海水的密度与水的密度相同,g=10N/kg)
(1)潜水器下潜到最大深度时受到的压强;
(2)潜水器下潜时受到的浮力;
(3)当潜水器悬浮在海水中时,舱内配载重物的质量。
【解答】解:(1)下潜到最大深度为10909米,则潜水器受到水的压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa;
(2)潜水器完全浸没在海水中时,排开海水的体积:V排=V=28m3,
则潜水器下潜时受到的浮力:F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×28m3=2.8×105N;
(3)潜水器的重力:
G潜=m潜g=27.6×103kg×10N/kg=2.76×105N,
因为潜水器悬浮时受到的浮力等于总重力,即F浮=G潜+G配,
所以舱内配载重物的重力:G配=F浮﹣G潜=2.8×105N﹣2.76×105N=4000N,
则舱内配载重物的质量:m配=G配g=4000N10N/kg=400kg。
答:(1)潜水器下潜到最大深度时受到的压强为1.0909×108Pa;
(2)潜水器下潜时受到的浮力为2.8×105N;
(3)当潜水器悬浮在海水中时,舱内配载重物的质量为400kg。
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