广东省广州市天河区2021-2022学年八年级下学期期末考试物理试题(word版含答案)
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一、本部分为单项选择题,共10题,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意.选对每小题得3分,错选、多选或不选得0分.
1.(3分)可表示日常生活中手机受重力大小的选项是( )
A.200N B.2N C.500g D.2kg
2.(3分)下列情景中,物体的运动状态不发生改变的是( )
A.绕地球转动的卫星
B.向斜上方抛出的铅球
C.匀速转弯的汽车
D.斜直线方向匀速运动的货物
3.(3分)小月从甲地飞往乙地旅游,她所携带的饼干包装袋始终密封完好,观察到如图变化,两次观察时的环境大气压分别为p甲、p乙,袋内部气体质量为m,密度为ρ,则( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.m増大 D.ρ増大
4.(3分)车沿路面直线运动,球初始相对车静止,如图为先后拍的两张照片,能导致球从甲变成乙的是( )
A.车始终匀速向西运动 B.车向西运动时减速
C.车向东运动时加速 D.车向东运动时减速
5.(3分)中国选手包揽2021年奥运会女子蹦床项目冠、亚军。运动员从蹦床弹起后,在空中经过N、S两点,人的重力势能的数据如表所示,则N、S两点位置分布可能正确的是( )
N点
S点
重力势能
2400J
2000J
A. B. C. D.
6.(3分)潜水艇完成下潜作业,水舱排水而上浮,若不同深度处的海水密度视为一样,则潜水艇( )
A.上浮过程,浮力变大
B.上浮过程,浮力小于重力
C.水舱排水时,浮力变大
D.排开海水的体积漂浮时比悬浮时小
7.(3分)如图1所示,两台叉车甲、乙分别搬运相同的货物M、N,货物M、N分别受货叉竖直方向力FM、FN作用,向上运动时其速度﹣时间图象如图2所示,M、N的速度分别为vM、vN,则( )
A.vM>vN
B.FM<FN
C.搬运货物水平运动,FM对M不做功
D.货物向下匀速运动,FM方向竖直向下
8.(3分)如图1玻璃管上、下端开口,下端扎紧薄橡皮膜,将它放入装有不同液体的甲、乙容器如图2,橡皮膜发生弹性形变且内凹程度完全相同。若液体密度分别为ρ甲、ρ乙,橡皮膜受到的液体压强分别为p甲、p乙,则( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲>ρ乙 C.p甲<p乙 D.p甲>p乙
9.(3分)如图甲所示,数显推拉计可显示探头受到的推力或拉力大小,如图乙、丙用它分别压木块M和拉木块M,M的重力为8N,始终在水平桌面上静止,桌面对木块M的支持力为F乙、F丙,则( )
A.F乙=11N,F丙=14N B.F乙=5N,F丙=2N
C.F乙=11N,F丙=2N D.F乙=2N,F丙=14N
10.(3分)踩高跷是我国传统民俗,现小红双脚立定,不踩高跷在水泥地上对地压强为p1;踩在如图1高跷上,鞋不接触地,在干土地上对地压强为p2,在湿泥地上对地压强为p3,三次触地面积和痕迹深浅对比依次如图2甲、乙、丙,三次地面均为水平,则( )
A.p1>p3>p2 B.p3=p2>p1 C.p1>p2=p3 D.p2>p3>p1
二、非选择题,本部分共8题,共60分按题目要求作答。
11.(8分)小明用绳子提着重物站在电梯上如图,人与重物均随电梯匀速直线上行,重物的重力为5N,则(g=10N/kg)
(1)重物的质量为 kg;
(2)该过程,重物的重力势能 ,动能 ,机械能 (均选填“变大”“变小”“不变”).
(3)请在图中的方框内画出重物的受力示意图(用“•”表示重物).
12.(6分)现撤去弹簧测力计,木块受弹簧拉力作用,从A点速度为0开始向左运动,到B点弹簧处于压缩,木块速度再次为0过程中,弹簧的弹性势能 (选填“变大”“变小”“先变小后变大”)。(弹簧原长为弹簧不发生形变时的长度)
13.(6分)现有甲乙丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图。(g=10N/kg)
(1)由图可知,ρ甲 ρ乙(选填“>”“=”“<”);
(2)已知水的密度为1g/cm3,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为 N,此时丙球所受的浮力 丙球所受的重力(“大于”“等于”“小于”),松开后丙球将 (选填“上浮”“下沉”“悬浮”)。
14.(6分)将两端开口的玻璃细管竖直置入某地水槽中,上端抽气,水面上升稳定后如图甲,则:
(1)当时大气压相当于该处 m高的水柱所产生的压强;
(2)图甲中,M、H两点位置受到水的压强大小为pM、pH,则正确的关系是 ;
A.pM=pH
B.pM>pH
C.pH>pM
(3)如图乙,将玻璃细管倾斜稳定后,管内水柱长度将 (选填“变长”、“变短”、“不变”)(管处于水中的深度不变)。
15.(7分)在装有一定量水的水槽里放入两个体积相同、质量不同的小球,待静止后情况如图1所示:
(1)根据图1,甲球的浮力 乙球的浮力(选填“大于”“等于”“小于”),依据是 ;
(2)如图2所示,用水管在水槽中央出水,则A点水流速 B点的流速,A点的压强 B点的压强(前两空均选填“大于”“等于”“小于”),两球将 (选填“相互靠近”“相互远离”“不靠近也不远离”)。
16.(11分)可用图1的“自动擦窗机器人”来完成高楼擦玻璃的任务。某款机器人的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘。当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能吸在竖直玻璃上。小明操控该机器人正常工作时,其路程﹣时间图像如图2。(g取10N/kg)
(1)在0﹣2s内,摩擦力大小为 N,此阶段若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”“不变”);
(2)吸盘与玻璃的接触面积为0.03m2,若吸盘对玻璃的压强为3200Pa,则吸盘对玻璃的压力是多少?
(3)2﹣5s内,擦窗机器人竖直向下运动,运动的路程是多少?2﹣5s内,机器人所受重力做的功和做功的功率各多少?
17.(10分)小明想检测一下家用酒精“浓度75%”是否准确,他查得酒精浓度和密度之间的对应关系,
酒精密度(g/cm3)
0.914
0.903
0.891
0.879
0.868
0.856
0.843
酒精百分比浓度(%)
57.8
62.8
67.7
72.4
76.9
81.3
85.5
(1)根据表所示的数据,请你归纳出酒精百分比浓度与密度的关系: ;
(2)小明取适量酒精样品,依次按图1甲、乙、丙所示进行操作,测得酒精样品质量为 g,测得样品体积为50cm3,则该酒精样品的密度为 g/cm3;
根据结果可推测出,该酒精样品百分比浓度与下列数值最为接近的是 ;
A.65%
B.75%
C.80%
D.85%
(3)小明想到可以通过密度计直接比较酒精百分比浓度,他在甲、乙两杯装有不同酒精浓度溶液中,各放上完全一样的密度计,最后静止的情况如图2甲、乙所示,已知甲杯中的酒精百分比浓度为75%,乙杯酒精百分比浓度应 75%(“>”“=”“<”).
18.(6分)小明发现车子在刚下雨后的路面上转弯容易打滑,但在大雨后的路面相对不容易打滑,干燥的路面则更不容易打滑,他试图找到上述现象的原因。同学提醒他可能这里要用到还没学过的知识,建议他先思考路面的影响。于是小明猜想,一个木块静止于水平面,水平拉动木块所需的力的大小与路面潮湿程度有关。帮助小明设计实验方案:
(1)实验所需器材:木块(带有绳子)、 ;
(2)画出记录实验数据的表格;
(3)实验步骤(可画图或文字表述)和判断小明猜想是否正确的依据。
2021-2022学年广东省广州市天河区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、本部分为单项选择题,共10题,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意.选对每小题得3分,错选、多选或不选得0分.
1.(3分)可表示日常生活中手机受重力大小的选项是( )
A.200N B.2N C.500g D.2kg
【分析】先估测手机的质量,根据G=mg估测手机的重力。
【解答】解:手机的质量大约是200g=0.2kg,手机的重力大约是G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故B正确。
故选:B。
【点评】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
2.(3分)下列情景中,物体的运动状态不发生改变的是( )
A.绕地球转动的卫星
B.向斜上方抛出的铅球
C.匀速转弯的汽车
D.斜直线方向匀速运动的货物
【分析】物体运动状态的改变包括运动速度大小的改变和运动方向的改变。
【解答】解:A、绕地球转动的卫星运动方向发生变化,其运动状态在发生改变,故A不符合题意;
B、向斜上方抛出的铅球运动速度大小和方向都发生变化,其运动状态在发生改变,故B不符合题意;
C、匀速转弯的汽车运动方向发生变化,其运动状态在发生改变,故B不符合题意;
D、斜直线方向匀速运动的货物运动速度大小和运动方向不发生变化,其运动状态不发生改变,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查物体运动状态变化的知识,速度变化包括速度大小变,或速度方向变,或速度大小和方向同时变。
3.(3分)小月从甲地飞往乙地旅游,她所携带的饼干包装袋始终密封完好,观察到如图变化,两次观察时的环境大气压分别为p甲、p乙,袋内部气体质量为m,密度为ρ,则( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.m増大 D.ρ増大
【分析】根据饼干包装的变化可判断出两次观察时的环境大气压的大小;
袋内部气体质量为m是不变的,根据密度公式判断密度ρ的变化。
【解答】解:从甲地飞往乙地,饼干包装袋体积变大,是由于外界气压减小,袋内气压相对变大导致,即p甲>p乙;
袋内部气体质量为m是不变的,根据密度公式ρ=可知密度ρ的变小,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查气体压强与体积的关系,重点是理解装袋体积变化与里外压强差变化的结果。
4.(3分)车沿路面直线运动,球初始相对车静止,如图为先后拍的两张照片,能导致球从甲变成乙的是( )
A.车始终匀速向西运动 B.车向西运动时减速
C.车向东运动时加速 D.车向东运动时减速
【分析】物体具有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性;任何物体在任何情况下都具有惯性。
【解答】解:车沿路面直线运动,球初始相对车静止,
A、当车始终匀速向西运动时,小球由于惯性要保持原来的静止状态,小球不会向东摆动,故A错误;
B、当车向西运动时减速时,小球由于惯性要保持原来的运动状态,小球会向西摆动,故B错误;
C、当车向东运动时加速时,小球由于惯性要保持原来的运动状态,小球会向西摆动,故C错误;
D、当车向东做减速直线运动时,小球由于惯性要保持原来的运动状态,小球会向东摆动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了惯性知识的应用,知道惯性是物体保持运动状态不变的性质。
5.(3分)中国选手包揽2021年奥运会女子蹦床项目冠、亚军。运动员从蹦床弹起后,在空中经过N、S两点,人的重力势能的数据如表所示,则N、S两点位置分布可能正确的是( )
N点
S点
重力势能
2400J
2000J
A. B. C. D.
【分析】根据重力势能大小的影响因素分析解答。
【解答】解:重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大。运动员从蹦床弹起后,在空中经过N、S两点时质量一定,由表中数据可得N点的重力势能大于S点的重力势能,所以运动员在N点的高度大于在S点的高度,对照各选项可知,只有C选项符合要求。
故选:C。
【点评】此题考查重力势能的影响因素,属于基础知识考查,难度不大。
6.(3分)潜水艇完成下潜作业,水舱排水而上浮,若不同深度处的海水密度视为一样,则潜水艇( )
A.上浮过程,浮力变大
B.上浮过程,浮力小于重力
C.水舱排水时,浮力变大
D.排开海水的体积漂浮时比悬浮时小
【分析】潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的,水舱排水而上浮,此时潜水艇自身的重力变小,潜水艇受到的浮力大于重力,潜水艇处于漂浮状态,潜水艇的部分体积浸入水中,悬浮时,潜水艇的全部体积浸入水中。
【解答】解:潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的,潜水艇完成下潜作业,水舱排水而上浮,此时潜水艇自身的重力变小,潜水艇受到的浮力大于重力,上浮过程,潜水艇的体积全部浸入水中,潜水艇受到的浮力不变,浮出水面时,潜水艇处于漂浮状态,潜水艇的部分体积浸入水中,悬浮时,潜水艇的全部体积浸入水中,所以排开海水的体积漂浮时比悬浮时小,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物体的浮沉条件和潜水艇上浮下沉的原理,属于基础题。
7.(3分)如图1所示,两台叉车甲、乙分别搬运相同的货物M、N,货物M、N分别受货叉竖直方向力FM、FN作用,向上运动时其速度﹣时间图象如图2所示,M、N的速度分别为vM、vN,则( )
A.vM>vN
B.FM<FN
C.搬运货物水平运动,FM对M不做功
D.货物向下匀速运动,FM方向竖直向下
【分析】(1)根据速度—时间图像,可得出速度大小关系。
(2)做匀速直线运动的物体受到平衡力作用。
(3)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致),二者缺一不可。
(4)一对平衡力满足:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
【解答】解:A、由图2可看出,N的速度大于M,即vM<vN,故A错误;
B、甲、乙中,物体均做匀速直线运动,所以货物受到平衡力作用,即FM=G,FN=G,故有FM=FN,故B错误;
C、搬运货物水平运动,FM的方向竖直向上,距离的方向水平向前,所以FM对M不做功,故C正确;
D、货物向下匀速运动,FM与重力G是一对平衡力,所以FM的方向竖直向上,故D错误。
故选:C。
【点评】准确分析图像中的信息,理解平衡力满足的条件、受力情况与运动状态间的关系,可解答此题。
8.(3分)如图1玻璃管上、下端开口,下端扎紧薄橡皮膜,将它放入装有不同液体的甲、乙容器如图2,橡皮膜发生弹性形变且内凹程度完全相同。若液体密度分别为ρ甲、ρ乙,橡皮膜受到的液体压强分别为p甲、p乙,则( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲>ρ乙 C.p甲<p乙 D.p甲>p乙
【分析】该实验中通过橡皮膜的凹陷程度来反映压强的大小;根据p=ρgh分析液体密度的大小。
【解答】解:实验中通过橡皮膜的凹陷程度来反映压强的大小,橡皮膜发生弹性形变且内凹程度完全相同,则压强是相同的,故p甲=p乙;
根据图2可知,橡皮膜在甲液体中所处的深度大于在乙液体中所处的深度,压强相同,根据p=ρgh可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙。
故选:A。
【点评】本题考查了转换法的应用、液体内部压强公式的应用,难度不大。
9.(3分)如图甲所示,数显推拉计可显示探头受到的推力或拉力大小,如图乙、丙用它分别压木块M和拉木块M,M的重力为8N,始终在水平桌面上静止,桌面对木块M的支持力为F乙、F丙,则( )
A.F乙=11N,F丙=14N B.F乙=5N,F丙=2N
C.F乙=11N,F丙=2N D.F乙=2N,F丙=14N
【分析】同一直线上方向相同两个力的合力等于这两个力大小之和,方向与两个力的方向相同;同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同。
【解答】解:乙图中M的重力为8N,木块M对桌面的压力等于M重力与竖直向下推力之和为8N+3N=11N,桌面对木块M的支持力为F乙与木块M对桌面的压力为相互作用力,大小为11N;
丙图中M的重力为8N,木块M对桌面的压力等于M重力与竖直向上拉力之差为8N﹣6N=2N,桌面对木块M的支持力为F丙与木块M对桌面的压力为相互作用力,大小为2N。故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查力的合成,重点是知道同一直线上力的合成规律,是基础题。
10.(3分)踩高跷是我国传统民俗,现小红双脚立定,不踩高跷在水泥地上对地压强为p1;踩在如图1高跷上,鞋不接触地,在干土地上对地压强为p2,在湿泥地上对地压强为p3,三次触地面积和痕迹深浅对比依次如图2甲、乙、丙,三次地面均为水平,则( )
A.p1>p3>p2 B.p3=p2>p1 C.p1>p2=p3 D.p2>p3>p1
【分析】压强是描述压力作用效果的物理量,影响压力作用效果的因素有压力和受力面积,压力一定时,受力面积越小,压强越大。
【解答】解:三种情况下小红对水平地面的压力都等于自身的重力,即三种情况下的压力大小都相等;
踩在高跷上,不管是干土地还是湿泥土地,受力面积都是高跷的底面积,受力面积相等,压强相等,即p3=p2;
不踩高跷双脚站立时,受力面积是鞋底的面积,受力面积大,压强小,所以p3=p2>p1,所以B正确。
故选:B。
【点评】本题考查固体压强的比较,解题关键是明确压力一定时,受力面积越小,压强越大。
二、非选择题,本部分共8题,共60分按题目要求作答。
11.(8分)小明用绳子提着重物站在电梯上如图,人与重物均随电梯匀速直线上行,重物的重力为5N,则(g=10N/kg)
(1)重物的质量为 0.5 kg;
(2)该过程,重物的重力势能 变大 ,动能 不变 ,机械能 变大 (均选填“变大”“变小”“不变”).
(3)请在图中的方框内画出重物的受力示意图(用“•”表示重物).
【分析】(1)根据G=mg计算物体的质量。
(2)动能的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
机械能等于动能与势能的总和。
(3)首先对物体进行受力分析,画力的示意图要先分析力的方向和作用点,再按照画图的要求画出这个力。
【解答】解:(1)由G=mg可知,物体的质量为:
m===0.5kg;
(2)该过程,重物质量不变,高度变大,重力势能变大;质量不变,速度不变,动能不变,机械能变大;
(3)人与重物均随电梯匀速直线上行,重物要受向下重力和人对它向上的拉力,重力与拉力是一对平衡力,大小相等,作图如下:
故答案为:(1)0.5;(2)变大;不变;变大;(3)见上图。
【点评】本题考查了重力公式的计算、力的示意图画法,以及动能、重力势能、机械能的大小变化,综合题,难度不大。
12.(6分)现撤去弹簧测力计,木块受弹簧拉力作用,从A点速度为0开始向左运动,到B点弹簧处于压缩,木块速度再次为0过程中,弹簧的弹性势能 先变小后变大 (选填“变大”“变小”“先变小后变大”)。(弹簧原长为弹簧不发生形变时的长度)
【分析】弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关;根据弹簧的形变程度分析弹性势能的大小。
【解答】解:从A点速度为0开始向左运动,此时弹簧的形变程度变小,弹性势能变小;恢复到原长时,弹性势能为0;木块继续运动,弹簧被压缩,弹性势能变大,到底B点时,弹性势能最大,所以弹簧的弹性势能先变小后变大。
故答案为:(1)3.7;(2)等于;(3)先变小后变大。
【点评】本题考查了弹簧测力计的读数、二力平衡条件的应用、弹性势能的大小,难度不大。
13.(6分)现有甲乙丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图。(g=10N/kg)
(1)由图可知,ρ甲 > ρ乙(选填“>”“=”“<”);
(2)已知水的密度为1g/cm3,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为 0.02 N,此时丙球所受的浮力 大于 丙球所受的重力(“大于”“等于”“小于”),松开后丙球将 下沉 (选填“上浮”“下沉”“悬浮”)。
【分析】(1)由图可知甲、乙的质量和体积,根据密度公式分别计算甲、乙的密度并比较大小;
(2)由图可知丙的质量,根据重力公式计算丙的重力,由图可知丙的体积,根据阿基米德原理计算丙球完全浸入水中时所受的浮力比较浮力与重力的大小可知丙的运动状态。
【解答】解:(1)由图可知甲的质量是4g,体积是2cm3,则甲的密度:ρ甲===2g/cm3,
由图可知乙的质量是4g,体积是5cm3,则乙的密度:ρ乙===0.8g/cm3,比较可知ρ甲>ρ乙;
(2)由图可知丙的质量是3g,则丙的重力:G=m丙g=3×10﹣3kg×10N/kg=0.03N,
丙的体积是2cm3,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为:F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣6m3=0.02N<0.03N,
则松手后的丙球将下沉。
故答案为:(1)>;(2)0.02;大于;下沉。
【点评】本题考查密度公式、阿基米德原理的灵活运用,知道物体受到的浮力小于重力时,物体下沉。
14.(6分)将两端开口的玻璃细管竖直置入某地水槽中,上端抽气,水面上升稳定后如图甲,则:
(1)当时大气压相当于该处 9.6 m高的水柱所产生的压强;
(2)图甲中,M、H两点位置受到水的压强大小为pM、pH,则正确的关系是 B ;
A.pM=pH
B.pM>pH
C.pH>pM
(3)如图乙,将玻璃细管倾斜稳定后,管内水柱长度将 变长 (选填“变长”、“变短”、“不变”)(管处于水中的深度不变)。
【分析】(1)此时大气压强相当于水柱总高度产生的压强;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh判液体压强的大小;
(3)玻璃管倾斜时,管中水柱长度将增大,高度不变。
【解答】解:(1)当时大气压是水槽内外液面的高度差9.2m+0.4m=9.6m高的水柱所产生的压强;
(2)由图甲可知,M的深度大于H的深度,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,pM>pH,故B正确;
(3)如图乙所示,玻璃管倾斜,管中水柱长度将变长,高度不变。
故答案为:(1)9.6;(2)B;(3)变长。
【点评】本题考查大气压强的测量实验,以及液体压强公式的运用,难度不大。
15.(7分)在装有一定量水的水槽里放入两个体积相同、质量不同的小球,待静止后情况如图1所示:
(1)根据图1,甲球的浮力 小于 乙球的浮力(选填“大于”“等于”“小于”),依据是 放入同种液体中时,排开液体体积大的浮力大 ;
(2)如图2所示,用水管在水槽中央出水,则A点水流速 大于 B点的流速,A点的压强 小于 B点的压强(前两空均选填“大于”“等于”“小于”),两球将 相互靠近 (选填“相互靠近”“相互远离”“不靠近也不远离”)。
【分析】(1)体积相等的物体放入同种液体中,用阿基米德原理比较浮力的大小;
(2)根据流体压强与流速的关系,判断出两球运动情况。
【解答】解:(1)将体积相等的甲、乙两个小球,由图知甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:放入同种液体中时,排开液体体积大的浮力大,所以乙球受到的浮力大;
(2)用水管在水槽中央出水,由图知A点水流速大于B点的流速,A点的压强小于B点的压强,小球两侧的水对球产生一个向中间的压力差,所以两球将相互靠近。
故答案为:(1)小于;放入同种液体中时,排开液体体积大的浮力大;(2)大于;小于;相互靠近。
【点评】本题是对阿基米德原理和流体压强与流速关系的应用,比较浮力大小的关键是能根据相同与不同的量选择最适合的公式进行比较。
16.(11分)可用图1的“自动擦窗机器人”来完成高楼擦玻璃的任务。某款机器人的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘。当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能吸在竖直玻璃上。小明操控该机器人正常工作时,其路程﹣时间图像如图2。(g取10N/kg)
(1)在0﹣2s内,摩擦力大小为 20 N,此阶段若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”“不变”);
(2)吸盘与玻璃的接触面积为0.03m2,若吸盘对玻璃的压强为3200Pa,则吸盘对玻璃的压力是多少?
(3)2﹣5s内,擦窗机器人竖直向下运动,运动的路程是多少?2﹣5s内,机器人所受重力做的功和做功的功率各多少?
【分析】(1)首先要明确静止和匀速下滑时,物体都处于平衡状态,受平衡力,只要找出哪两个力是平衡力,然后根据平衡力的特点解题就可;
(2)根据压强定义式的变形公式F=pS可求压力。
(3)从图2可知,2﹣5s内,擦窗机器人竖直向下运动,运动的路程;
根据W=Gh得出机器人所受重力做的功,根据P=得出功率。
【解答】解:(1)从图2可知,在0﹣2s内,“自动擦窗机器人”处于静止状态;
“自动擦窗机器人”的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N,“自动擦窗机器人”静止时处于平衡状态,即受力平衡,在竖直方向上摩擦力和重力平衡,则摩擦力大小等于重力大小,为20N;
若真空泵继续向外抽气,机器人吸盘内部气压变小,内外压力差变大,机器人对玻璃的压力增大,则自动擦窗机器人仍然静止,摩擦力等于重力,受到的摩擦力不变;
(2)由p=得,吸盘对玻璃的压力F=pS=3200Pa×0.03m2=96N;
(3)2﹣5s内,擦窗机器人竖直向下运动,运动的路程s=5m﹣2m=3m,
机器人所受重力做的功W=Gh=20N×3m=60J,功率P===20W。
故答案为:(1)20;不变;
(2)吸盘对玻璃的压力是96N;
(3)2﹣5s内,擦窗机器人竖直向下运动,运动的路程是3m;2﹣5s内,机器人所受重力做的功和做功的功率分别为60J、20W。
【点评】本题考查了二力平衡的特点及对压强公式、重力公式、功和功率公式的应用,体在平衡状态下受平衡力,找出平衡力是解题关键。
17.(10分)小明想检测一下家用酒精“浓度75%”是否准确,他查得酒精浓度和密度之间的对应关系,
酒精密度(g/cm3)
0.914
0.903
0.891
0.879
0.868
0.856
0.843
酒精百分比浓度(%)
57.8
62.8
67.7
72.4
76.9
81.3
85.5
(1)根据表所示的数据,请你归纳出酒精百分比浓度与密度的关系: 酒精百分比浓度越大,酒精密度越小 ;
(2)小明取适量酒精样品,依次按图1甲、乙、丙所示进行操作,测得酒精样品质量为 45 g,测得样品体积为50cm3,则该酒精样品的密度为 0.9 g/cm3;
根据结果可推测出,该酒精样品百分比浓度与下列数值最为接近的是 A ;
A.65%
B.75%
C.80%
D.85%
(3)小明想到可以通过密度计直接比较酒精百分比浓度,他在甲、乙两杯装有不同酒精浓度溶液中,各放上完全一样的密度计,最后静止的情况如图2甲、乙所示,已知甲杯中的酒精百分比浓度为75%,乙杯酒精百分比浓度应 < 75%(“>”“=”“<”).
【分析】(1)分析表格数据可知酒精百分比浓度与密度的关系;
(2)由图1可知乙、丙的示数之差即酒精的质量,根据密度公式计算酒精的密度,进一步与表格数据比较可知该酒精样品百分比浓度;
(3)甲、乙两图中的密度计都处于漂浮状态,密度计受到的浮力都等于自身的重力,根据F浮=ρ液gV排可知甲、乙液体的密度大小关系,根据酒精百分比浓度与密度的关系可知乙杯酒精百分比浓度大小。
【解答】解:(1)由表格数据可知酒精百分比浓度越大,酒精密度越小;
(2)由图可知酒精样品质量为97g﹣52g=45g,
酒精的密度为ρ===0.9g/cm3;
0.903>0.9>0.891,根据表格中的数据可知该酒精样品百分比浓度在62.8%与67.7%之间,所以该酒精样品百分比浓度与下列数值最为接近的是A;
(3)甲、乙两图中的密度计都处于漂浮状态,密度计受到的浮力都等于自身的重力,甲图中密度计浸入液体的体积大于乙图中密度计浸入液体的体积,根据F浮=ρ液gV排可知甲液体的密度小于乙液体的密度,酒精百分比浓度越大,酒精密度越小,故甲杯中的酒精百分比浓度较大,已知甲杯中的酒精百分比浓度为75%,所以乙杯酒精百分比浓度应小于75%。
故答案为:(1)酒精百分比浓度越大,酒精密度越小;(2)45;0.9;A;(3)<。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、密度公式、阿基米德原理的灵活运用,正确读取表格信息是解题的关键。
18.(6分)小明发现车子在刚下雨后的路面上转弯容易打滑,但在大雨后的路面相对不容易打滑,干燥的路面则更不容易打滑,他试图找到上述现象的原因。同学提醒他可能这里要用到还没学过的知识,建议他先思考路面的影响。于是小明猜想,一个木块静止于水平面,水平拉动木块所需的力的大小与路面潮湿程度有关。帮助小明设计实验方案:
(1)实验所需器材:木块(带有绳子)、 弹簧测力计 ;
(2)画出记录实验数据的表格;
(3)实验步骤(可画图或文字表述)和判断小明猜想是否正确的依据。
【分析】(1)根据实验目的确定实验器材;
(2)(3)要验证“水平拉动木块所需的力的大小与路面潮湿程度有关”需要控制其他因素不变,改变路面的潮湿程度,据此设计表格和实验步骤。
【解答】解:(1)要验证“水平拉动木块所需的力的大小与路面潮湿程度有关”,需要用弹簧测力计测量拉力,所以需要的器材为:木块(带有绳子)、弹簧测力计;
(2)要验证“水平拉动木块所需的力的大小与路面潮湿程度有关”,需要控制其他因素不变,只改变路面的潮湿程度,读出弹簧测力计的示数,所以需要记录接触面的潮湿程度和弹簧测力计的示数,实验中,为了获得普遍的规律,应多次测量,所以表格如下:
次数
潮湿程度
弹簧测力计示数/N
1
干燥平面
2
较潮湿平面
3
潮湿平面
(3)实验步骤:分别用弹簧测力计拉动在干燥平面、较潮湿平面、潮湿平面上的木块,记录弹簧测力计的示数;
小明的猜想正确,因为潮湿的接触面,粗糙程度会变小,压力不变的情况下,摩擦力变小。
故答案为:(1)弹簧测力计;(2)见解答表格;(3)实验步骤:分别用弹簧测力计拉动在干燥平面、较潮湿平面、潮湿平面上的木块,记录弹簧测力计的示数;
小明的猜想正确,因为潮湿的接触面,粗糙程度会变小,压力不变的情况下,摩擦力变小。
【点评】本题考查了实验设计,考查了器材的选择、表格的设计以及实验步骤的设计,有一定的难度。
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