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2021-2022学年安徽省合肥四十二中八年级(下)期末物理模拟练习试卷(含解析)
展开2021-2022学年安徽省合肥四十二中八年级(下)期末物理模拟练习试卷
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
一、单选题(本大题共10小题,共30分)
1. 小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩,下列有关惯性的说法正确的是( )
A. 小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B. 汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用
C. 驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性
D. 高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
2. 如图所示,长方体物块A放置在上表面水平的小车上,水平拉力F作用在小车上,在拉力F的作用下,物块A随小车一起向右做匀速直线运动(不计空气阻力),下列分析正确的是( )
A. 小车所受的重力和水平地面对小车的支持力是一对平衡力
B. 小车所受的拉力和水平地面对小车的摩擦力是一对平衡力
C. 物块A对小车压力和水平地面对小车的支持力是一对相互作用力
D. 物块A所受水平向左的摩擦力和小车所受拉力是一对相互作用力
3. 关于小粒子和大宇宙、人类从未停止过探索,下列认识中正确的是( )
A. 电子、原子、新冠病毒是按空间尺度从大到小排列的
B. 宇宙是一个有层次的天体结构,恒星是绝对不动的
C. 固体、液体很难被压缩是因为分子间存在引力
D. 物理学家汤姆生发现了电子从而揭示了原子是可分的
4. 如图所示,客机起飞升空的过程中,下列说法错误的是( )
A. 客机动能增大
B. 客机重力势能增大
C. 客机机械能增大
D. 此过程中动能转化为重力势能
5. 下列关于压强的说法正确的是( )
A. 图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B. 图乙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
C. 图丙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
D. 图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
6. 沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是( )
A. 此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B. 若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将不变
C. 若把此装置从天塔首层乘电梯带到顶层,则管内外水银面的高度差将增大
D. 若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会不变
7. 如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮、在丙液体中下沉到底部。如果用ρ甲、ρ乙、ρ丙分别表示三种液体的密度,则关于三种液体密度大小的关系说法正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙=ρ丙 B. ρ甲=ρ乙>ρ丙 C. ρ甲>ρ乙>ρ丙 D. ρ甲<ρ乙<ρ丙
8. 如图1是甲、乙两种固体物质的m−V图象,把体积相等的甲、乙两种物质挂在图2中的滑轮组上,如果要处于静止状态(忽略动滑轮重和摩擦),则下列说法中正确的是( )
A. 左边挂1个甲物质,右边挂2个乙物质
B. 左边挂4个甲物质,右边挂1个乙物质
C. 左边挂2个甲物质,右边挂3个乙物质
D. 左边挂3个甲物质,右边挂4个乙物质
9. 小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是( )
A. 铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
B. 由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C. 由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D. 由图中数据可知物体密度为1.25×103kg/m3
10. 如图所示,是一个工地上运建材的装置图,用滑轮组拉着重800N的小车A沿水平方向匀速运动,货车受到的摩擦力是货车重力的0.2倍。在32s内物体移动8m,拉力F做的功为1680J(滑轮的大小可以忽略不计),下列说法正确的是( )
A. 小车A受到绳子的水平拉力140N B. 拉力F的大小为100N
C. 拉力F的有用功功率40W D. 滑轮组的机械效率为75%
二、填空题(本大题共8小题,共24分)
11. “新冠肺炎”疫情发生以来,学校每天都要喷洒消毒液对校园进行消毒。同学们会闻到刺鼻的消毒液气味,这是属于______现象。在救治和转运新冠肺炎患者时,负压救护车能隔离病患,可最大限度地减少医务人员交叉感染的机率,这是因为负压车车内的气压______外界气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
12. 在2022年北京冬残奥会轮椅冰壶混合团体金牌赛中,中国轮椅冰壶队卫冕冠军,如图是中国轮椅冰壶队比赛时的情景。轮椅冰壶运动需要运动员坐在轮椅上使用投壶杆掷壶,掷球员将冰壶沿水平冰面推出后,冰壶由于______继续向前运动。为防止掷壶队员因为物体间力的作用是______的而向后运动,影响发挥,其他队员会在掷壶队员身后稳定该名队员的轮椅。
13. 小明利用一个装有适量水的瓶子、两端开口的玻璃管、大小合适的带孔瓶塞制作了一个气压计,如图甲所示,若将这个气压计从山顶拿到山脚,玻璃管中液面高度会______(选填“上升”、“下降”或“不变”);如图乙所示,用20N的水平力F作用在物体上刚好能将物体固定在墙上,物体的质量为3kg,当水平力增大到40N时,物体所受摩擦力大小为______N。
14. 如图,A、B两个实心均匀正方体放在水平地面上(A的边长较大),它们对地面的压强相等,则它们的质量关系为mA______mB(选填“>”“<”或“=”)。若在B的上部沿水平方向切去三分之一的高度,并将切去的部分叠放在A上,这时A对地面的压强与切去后B对地面的压强之比为13:8。则原来的正方体A、B的密度之比为______。
15. 将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲乙相同烧杯中,稳定后如图所示,甲中小球漂浮,乙中小球沉底,甲烧杯溢出的液体质量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙烧杯溢出的液体质量,此时______(选填“甲”或“乙”)杯底部受到的液体压
力较大。
16. 一质量为100吨的轮船(含船载设备及船员),已知其排水量为1000吨。当它在长江上满载航行时,轮船受到江水的浮力是______N。轮船底部距水面3m处40cm2的面积上受到水的压力为______N。当轮船从江水中驶入海水中时,其排开水的体积将______(选填“变大”、“变小”或“不变”,g取10N/kg)。
17. 如图所示支点为O,手持弹簧测力计竖直向上拉轻质杠杆,使其处于平衡状态,弹簧测力计的示数是5N,OA=30cm,AB=20cm,则该杠杆属于______(选填“省力”或“费力”)杠杆,物体重______N。
18. 中考前小明同学进行实心球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能______(选填“大于”、“小于”或“等于”,下同)b点的机械能;小球在a点的动能______在c点的动能;小球在a点的动能______在d点的动能.
三、作图题(本大题共2小题,共6分)
19. 画出图中沿斜面上滑的物体A所受重力、摩擦力和它对斜面压力的示意图。
20. 如图甲是小明用筷子夹汤圆的情境,小明画出了筷子的示意图如图乙所示,请在图乙中画出筷子在A点受到的阻力和在B点施加的最小动力的示意图.
四、实验探究题(本大题共3小题,共26分)
21.
用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件,通过正确的实验操作,得到下表中的数据。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
3.0
0.20
2.0
0.30
2
2.0
0.15
1.5
3
1.5
0.20
1.0
0.30
…
…
…
…
…
(1)第2次实验数据中的阻力臂l2应为______m;
(2)第3次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图乙所示,不计摩擦,杠杆______(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:______。
22. 如图所示,小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组,完成“测滑轮组机械效率的实验”,测得的数据记录在表中。请回答下列问题:
(1)第4次实验的机械效率为______(百分数保留一位小数),并在图丁中画出相应的滑轮组绕线方法。
(2)通过比较______(填实验次数的序号)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高;利用图甲的滑轮组匀速提升相同的物体时,仅增大提升物体的速度,滑轮组的机械效率______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小明分析实验数据发现,只要滑轮组的结构和绕线方式一定,测滑轮组机械效率时,实验器材可以不需要______。
【拓展】若实验中使用的弹簧测力计的量程为“0~5N”,忽略绳重和摩擦,甲、乙两个滑轮组中,甲的最大机械效率______(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙的最大机械效率。
实验次数
钩码重
G(N)
钩码上升高度ℎ(m)
测力计拉力F(N)
测力计移动距离
s(m)
机械效率n
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.2
0.3
83%
4
8
0.1
2.7
0.4
23. 如图所示,是用相同的矿泉水瓶做“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验(瓶中均为水,且B、C、F中装满水)。
(1)B、C、D、E四次实验中,通过观察______来比较压力的作用效果;
(2)你认为______(选填“能”或“不能”)通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系;
(3)将如图F所示的两个矿泉水瓶紧靠在一起放在海绵上,压力作用效果与图______(填字母)一致;
(4)若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压力分别为FB、FC,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,则FB______FC,pB______pC(均选填“>”“=”或“<”)。
五、计算题(本大题共2小题,共14分)
24. 如图所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积40cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没液体中,在圆柱体未进入液体中时,弹簧测力计示数为18N,圆柱体完全浸没液体中时,弹簧测力计示数为12N.(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
25. 如图,李明用20N的力F拉动绳子,使重500N的物体A在水平面上做匀速直线运动。已知物体A所受水平面的摩擦力为其重力的0.1倍,经过20s绳端移动的距离为150cm。求:
(1)拉力F做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率。(百分号前保留一位小数)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中惯性带来的伤害,但不能减小惯性,故A错误;
B、行驶中的汽车紧急刹车时,小强会向前倾,是由于人具有惯性,但惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故B错误;
C、驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是因为汽车具有惯性,故C正确;
D、物体的惯性大小只与物体的质量有关,与运动状态、速度等因素无关;高速公路严禁超速,是因为速度越大,动能越大,当遇到紧急情况刹车时,克服摩擦做的功多,制动距离远,容易发生交通事故,故D错误。
故选:C。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。质量越大,惯性越大。
本题考查了惯性的知识,知道惯性的概念是正确解题的前提,解题时要根据实际物理情景进行分析,作出判断。
2.【答案】B
【解析】解:A、小车与物块A所受重力的合力和水平地面对小车的支持力是一对平衡力,故A错误;
B、小车所受的拉力和水平地面对小车的摩擦力是一对平衡力,故B正确;
C、物块A对小车压力和水平地面对小车的支持力作用在同一个物体上,大小也不相等,所以不是一对相互作用力,故C错误;
D、物块A不受摩擦力,故D错误。
故选:B。
一对平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上;
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上。
此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,其区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力,相互作用力是作用在两个物体上的力。
3.【答案】D
【解析】解:A、新冠病毒属于微生物,它是由分子组成,因此新冠病毒的尺度是最大的;原子由原子核和和核外电子构成,故原子大于电子,故A错误;
B、宇宙是一个有层次的天体结构,但恒星不是绝对不动的,绝对不动的物体是不存在的,故B错误;
C、固体、液体很难被压缩是因为分子间存在斥力,故C错误;
D、物理学家汤姆生发现了比原子小得多的带负电荷的粒子--电子,从而揭示了原子是可分的,故D正确。
故选:D。
(1)病毒属于微生物,物质由分子构成,分子由原子构成,原子由原子核和电子构成,原子核由质子和中子构成;
(2)宇宙中有很多的星系,星系中又有很多星体,宇宙是一个有层次的天体结构系,并且处于不断的演化过程中;运动是绝对的、静止是相对的;
(3)分子之间同时存在相互作用的引力和斥力;
(4)电子的发现揭示了原子是可以再分的。
此题考查了我们对宏观世界与微观结构的认识,是一道基础题。
4.【答案】D
【解析】解:
A.客机起飞升空的过程中,质量不变,速度增大,动能增大,故A正确;
B.客机质量不变,高度增大,重力势能增大,故B正确;
C.客机动能增大,重力势能增大,机械能增大,故C正确;
D.客机起飞升空的过程中,动能和重力势能都增大,并不是动能转化为重力势能,故D错误。
故选:D。
影响动能大小的因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大;机械能为动能和势能的和。
本题考查了动能和势能的变化、机械能的变化,属于基础题。
5.【答案】C
【解析】解:A、图甲中,剪刀有锋利的刃,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A错误;
B、图乙中,将玻璃管竖直下压,液体的密度不变,液体深度越大,液体压强越大,因此下端管口橡皮膜受到的压强变大,故B错误;
C、图丙中,吸钢笔水时,先用手捏笔胆排除里面的空气,松手后笔胆内空气体积增大,压强减小,墨水在大气压的作用下被压入笔胆,故C正确;
D、图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来,故D错误。
故选:C。
(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)液体压强跟液体密度和液体的深度有关;在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大;
(3)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等;
(4)流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小。
本题考查增大压强的方法、液体压强的特点、大气压强的应用和流体压强与流速的关系,虽知识点多、但都属于基础,难度不大,关键平时知识的理解和掌握。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
(1)在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差反映了大气压强的大小;玻璃管内水银柱产生的压强等于大气压强,p大气=p水银=ρ水银gℎ;
(2)气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低。
托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即p大气=p水银=ρ水银gℎ.此问题的关键是要明确水银柱的高度是指玻璃管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度。
【解答】
A、读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强,故A错误;
B、若将玻璃管稍稍倾斜,但不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故管内外水银面的高度差将不变,故B正确;
C、若把此装置从天塔首层乘电梯带到顶层,由于气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,则顶层大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,故C错误;
D、玻璃管的长度至少为ℎ=p0ρ液g,由于大气压不变,若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支撑的液柱高度会增大,故D错误。
故选:B。
7.【答案】C
【解析】解:静止时,小球在甲液体中漂浮,乙液体中悬浮,丙液体中沉底,则根据浮沉条件可得:ρ球<ρ甲,ρ球=ρ乙,ρ球>ρ丙;所以,三种液体的密度关系ρ甲>ρ乙>ρ丙。
故选:C。
根据小球在甲、乙、丙三种液体中的状态,利用物体浮沉条件比较其密度大小。
该题考查了物体浮沉条件的理解和应用,分析清楚各种情况的状态是解决该题的关键。
8.【答案】D
【解析】解:由图1知:甲的密度ρ甲=m甲V甲=2g1cm3=2g/cm3;乙的密度ρ乙=m乙V乙=1g2cm3=0.5g/cm3;
体积相等的甲、乙两种物质的质量大小关系是m甲=4m乙,由图2知,n=3,忽略动滑轮重和摩擦,右侧物体的重力等于左侧总重力的13,因此:
A、左边挂1个甲物质,右边挂乙物质的个数:m甲3=4m乙3=43m乙,故A错误;
B、左边挂4个甲物质,右边挂乙物质的个数:4×4m乙3≈5.3m乙,故B错误;
C、左边挂2个甲物质,右边挂乙物质的个数:2×4m乙3≈2.7m乙,故C错误;
D、左边挂3个甲物质,右边挂乙物质的个数:3×4m乙3=4m乙,故D正确。
故选:D。
由图1知,横轴代表物质体积,纵轴代表质量,取某一体积V,在图中得出甲、乙的质量,可以比较体积相等的甲、乙的质量大小关系;由图2知,n=3,右侧受到的拉力等于左侧重力的1n。
本题考查了能从物质的m−V图象得出相关信息以及滑轮组的特点,属于基础问题。
9.【答案】D
【解析】解:A、F浮丙=G−F丙=5N−1N=4N,故A错误;
B、甲、乙、戊三图中,乙、戊两图的排开液体体积不相同,所以不能探究浮力大小与液体密度的关系,故B错误;
C、甲、乙、丁三图中,乙、丁两图的排开液体体积不相同,所以不能探究浮力大小与液体深度的关系,故C错误;
D、在丙图中,由阿基米德公式F浮=ρ水V排g,4N=1.0×103kg/m3×V排×10N/kg,解得V排=4×10−4m3;
完全浸没,V=V排=4×10−4m3;由甲图可知m=Gg=5N10N/kg=0.5kg;
ρ=mV=0.5kg4×10−4m3=1.25×103kg/m3。
故选:D。
A、利用称重法计算浮力;
BC、浮力大小与其他因素的关系,需要控制其他量不变,两个选项都没有控制排开液体体积这个因素不变;
D、在丙图中,由阿基米德公式F浮=ρ水V排g,可得V排;由m=Gg可得物体质量;由ρ=mV可得物体密度。
本题属于阿基米德原理的提升应用,关键在于灵活应用其原理和相关计算,难度较大。
10.【答案】C
【解析】解:A、货车受的摩擦力f=0.2G=0.2×800N=160N,
因为货车做的是匀速直线运动,所以它受的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以货车受到绳子的水平拉力F1=f=160N,故A错误;
B、从图中可知n=2,拉力F移动距离:s′=2s=2×8m=16m,
根据W=Fs可知拉力:F=W总s′=1680J16m=105N,故B错误;
C、拉力做的有用功W有=F1s=160N×8m=1280J,
拉力F的有用功功率:P=W有t=1280J32s=40W,故C正确;
D、滑轮组的机械效率:
η=W有用W总×100%=1280J1680J×100%≈76.2%,故D错误。
故选:C。
(1)求出货车受的摩擦力f=0.2G,因为货车做的是匀速直线运动,所以它受的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等;
(2)从图中可知n=2,根据s′=2s得出拉力移动距离,根据W=Fs求出拉力的大小;
(3)根据W有=F1s得出拉力做的有用功,利用P=W有t求拉力F的有用功功率;
(4)根据η=W有用W总×100%得出滑轮组的机械效率。
本题考查了二力平衡条件的应用、水平使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算,注意水平使用滑轮组时克服地面的摩擦力做的功为有用功。
11.【答案】扩散 小于
【解析】解:(1)同学们会闻到消毒液的气味,这是扩散现象,是由于分子不停地做无规则运动引起的;
(2)负压救护车:通过技术手段使车内气压小于外界气压,使新鲜空气流入车内,而车内被污染的空气通过无害化处理后排出。
故答案为:扩散;小于。
(1)扩散现象表明:组成物质的分子永不停息地做无规则的运动,物体温度越高,分子运动越剧烈;
(2)负压救护车:通过技术手段使车内气压小于外界气压,使新鲜空气流入车内,而车内被污染的空气通过无害化处理后排出。
本题考查大气压的应用、扩散现象,难度不大。
12.【答案】惯性 相互
【解析】解:将冰壶沿水平冰面推出后,冰壶由于惯性,保持原来的运动状态继续向前运动。
掷壶队员给冰壶一个力的作用,因物体间力的作用是相互的,冰壶会给掷壶队员一个反作用力,其他队员会在掷壶队员身后稳定该名队员的轮椅,防止向后运动。
故答案为:惯性;相互。
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性;
(2)物体间力的作用是相互的。
通过冰壶运动考查了物体间的相互作用力、惯性的利用等,体现了物理在体育运动中的广泛应用。
13.【答案】下降 30
【解析】解:大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低,将这个气压计从山顶拿到山脚,海拔变低,气压变大,瓶内气压不变,外界气压变大,所以玻璃管内液面会下降;
图乙中,物体在竖直方向上受到重力和静摩擦力,物体静止,重力与摩擦力二力平衡,大小相等,f=G=mg=3kg×10N/kg=30N;当水平力增大到40N时,物体仍静止,物体受到的重力与摩擦力为二力平衡,大小相等,物体重力没有变化,所以物体受到的摩擦力大小仍然30N。
故答案为:下降;30。
大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;图乙中,物体在竖直方向上受到重力和静摩擦力,静摩擦力大小和水平力无关。
本题考查了大气压和高度的关系、静摩擦力大小的分析,属于基础题。
14.【答案】> 1:2
【解析】解:(1)正方体对水平地面的压力为:F=G=mg,当A、B对地面的压强pA=pB时,由公式p=FS可得:GASA=GBSB……①
因为地面的受力面积关系为:SA>SB,所以A、B的重力关系为:GA>GB,则A、B的质量关系为:mA>mB;
(2)在B的上部沿水平方向切去三分之一的高度,并将切去的部分叠放在A上时,A、B对地面的压强之比为13:8,
由公式p=FS可得:GA+13GBSA:23GBSB=13:8……②
由①②可得:GA=4GB……③
将③代入①可得:SA=4SB,则A、B的体积关系为:VA=8VB……④
由③结合公式G=mg=ρVg可得:ρAgVA=4ρBgVB……⑤
由④⑤可得:2ρA=ρB,即A、B的密度之比为:ρA:ρB=1:2。
故答案为:>;1:2。
(1)正方体对水平地面的压力为:F=G=mg,当A、B对地面的压强相等时,由公式p=FS可知A、B的重力大小关系及质量大小关系;
(2)在B的上部沿水平方向切去三分之一的高度,并将切去的部分叠放在A上时,A、B对地面的压强之比为13:8,由公式G=mg=ρVg和p=FS可求得A、B的密度之比。
本题综合考查压强和密度的计算,要求学生灵活运用公式进行字母运算,难度大。
15.【答案】大于 甲
【解析】解:(1)小球在甲中漂浮,浮力等于自身重力,小球在乙中下沉,浮力小于重力,所以小球在甲中受到的浮力要大于在乙中受到的浮力,根据阿基米德原理可知,小球在甲中排开的液体的重力要大于在乙中排开的液体的重力,根据G=mg可知,甲烧杯溢出的液体质量大于乙烧杯溢出的液体质量;
(2)小球在甲中漂浮,小球的密度要小于甲液体的密度,小球在乙中下沉,小球的密度要大于乙液体的密度,所以两种液体的密度ρ甲>ρ乙,由于液体深度相同,根据p=ρgℎ可知,p甲>p乙,甲乙是相同烧杯,底面积相同,根据F=pS可知,甲杯底部受到的液体压力较大。
故答案为:大于;甲。
(1)根据物体的浮沉条件判定浮力的大小关系,根据阿基米德原理判定排开的液体的重力关系,根据G=mg得出排开的液体的质量的大小关系;
(2)根据物体的浮沉条件分析小球密度与液体密度的关系,从而得出液体密度的大小关系,根据p=ρgℎ分析液体对杯底的压强,根据F=pS分析杯底部受到的液体压力大小。
本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的应用,关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件(密度关系)得出两液体的密度关系。
16.【答案】1×107 120 变小
【解析】解:
(1)满载时轮船受到江水的浮力:
F浮=G排=m排g=1000×103kg×10N/kg=1×107N;
(2)由题意知,ℎ=3m,江水对船底的压强:
p=ρ江水gℎ=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa,
由p=FS可得,船底40cm2面积上受到水的压力:
F=pS=3×104Pa×40×10−4m2=120N;
(3)当轮船从江水中驶入海水中时,由于轮船始终漂浮,则船受到的浮力F浮=G,而船受到的重力G不变,所以船受到的浮力不变,由于海水的密度大于江水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知它排开水的体积变小。
故答案为:1×107;120;变小。
(1)知道轮船的排水量(满载时排开水的质量),利用阿基米德原理求出轮船满载时受到的浮力;
(2)利用液体压强公式求3m深处水对船底产生的压强;再利用F=pS求出40cm2面积上受到水的压力大小;
(3)轮船从江水中驶入海水中,自重不变、水的密度变大,根据漂浮条件和阿基米德原理可求得浮力及排开水的体积的变化。
本题考查了阿基米德原理、漂浮条件、压强公式和液体压强公式的应用,难点是对排水量含义的理解。
17.【答案】费力 3
【解析】解:O为支点,动力臂OA小于阻力臂OB,所以此杠杆为费力杠杆;
由题知,OB=OA+AB=30cm+20cm=50cm,
因杠杆处于水平平衡,根据杠杆平衡条件可得F×OA=G×OB,则G=F×OAOB=5N×30cm50cm=3N。
故答案为:费力;3。
(1)O为支点,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;
(2)知道动力F的大小、动力臂OA,求出阻力臂OB,利用杠杆平衡条件求阻力大小(物体重)。
本题考查了杠杆平衡条件的应用,能确定阻力臂OB的大小是本题的突破口。
18.【答案】等于 等于 小于
【解析】解:不计空气阻力,实心球从a到b的过程中,只有的动能和势能转化,故实心球的机械能守恒,在a、b、c、d点的机械能都相等;a点的高度与c点的高度相同,重力势能相等,因机械能守恒,故a点的动能与c点的动能相等;a点的高度比d点的高度高,故a点的重力势能大,因机械能守恒,故a点的动能比d点的动能小;
故答案为:等于;等于;小于。
(1)动能大小跟质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能与质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(2)不计空气阻力,实心球在运动过程中机械能保持不变;篮球在空中运动时没有发生弹性形变,不考虑弹性势能,则机械能等于动能与重力势能之和;据此解答。
本题考查了动能和重力势能大小的影响因素,关键要知道:在不计空气阻力的情况下,实心球的机械能是守恒的。
19.【答案】解:物体A沿斜面向上滑动,受到沿斜面向下的滑动摩擦力的作用;A受到竖直向下的重力的作用;滑动摩擦力和重力的作用点都在物体A的重心上;物体对斜面压力的作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下;力的示意图如图所示:
【解析】在斜面上物体受竖直向下的重力,平行于斜面向下的滑动摩擦力;物体对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直于斜面向下;根据力的示意图的画法作图。
本题考查了力的示意图的画法。力的示意图要表示出力的作用点和力的方向。注意:摩擦力的方向与运动趋势相反。
20.【答案】解:
由题意知,C为支点,从A点向上作出阻力F2;动力作用在B点,以BC为动力臂是最长的力臂,从B点作BC的垂线,方向向下,即为最小动力,如图所示:
【解析】由题知,C为支点,过阻力作用点A画出阻力;根据杠杆的平衡条件:F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长,据此画出在B的最小动力。
本题的解题关键是根据杠杆的平衡条件知:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
21.【答案】0.2 不能 右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小
【解析】解:(1)根据F1l1=F2l2可知,第2次实验数据中的阻力臂l2应为:l2=F1l1F2=2.0N×0.15m1.5N=0.2m;
(2)用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线,此时右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小,在右边挂钩码拉力不变、左端拉力、左端拉力的力臂不变的情况下,杠杆不能平衡。
故答案为:(1)0.2;(2)不能;右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小。
(1)根据杠杆的平衡条件求出阻力臂的大小;
(2)根据杠杆的平衡条件分析杠杆是否能平衡。
此题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用,在利用平衡条件公式时,要注意分析力和对应的力臂。
22.【答案】74.1% 2、3 不变 刻度尺 小于
【解析】解:(1)第4次实验:
W有用=Gℎ=8N×0.1m=0.8J,
W总=Fs=2.7N×0.4m=1.08J,
所以机械效率:η=W有用W总×100%=0.8J1.08J×100%≈74.1%。
物体升高0.1m时,绳子自由端移动0.4m,可以判断由4段绳子承担物体和动滑轮的重,滑轮组绕法如图。
(2)比较实验2、3,同一滑轮组,物体上升的高度相同,绳子自由端移动的距离相同,滑轮组提起的物体越重,滑轮组的效率越高。
滑轮组的机械效率跟提起的物重、摩擦、绳重、动滑轮的重有关,跟提升的速度无关,所以利用图甲的滑轮组匀速提升相同的物体时,仅增大提升物体的速度,滑轮组的机械效率不变。
(3)由于绳子自由端和物体升高的高度比值是一定的,可以不用测量物体升高的距离和绳子自由端移动的距离,实验器材中可以省略刻度尺。
甲和乙绳子的绕法不同,其它相同情况下,滑轮组的机械效率相同。若实验中使用的弹簧测力计的量程为“0~5N”,忽略绳重和摩擦,甲由两段绳子承担动滑轮和物体的重,乙由三段绳子承担动滑轮和物体的重,所以乙能提起更重的物体,所以乙的机械效率更高。
故答案为:(1)74.1%;(2)2、3;不变;(3)刻度尺;小于。
(1)根据W有用=Gℎ求出有用功,根据W总=Fs求出总功,根据机械效率公式求出机械效率。
由物体升高的高度和绳子自由端移动的距离,可以判断绳子的段数,根据绳子的段数绕滑轮组。
(2)滑轮组的机械效率跟提起的物重、摩擦、绳重、动滑轮的重有关,跟提升的速度,绳子的绕法,提升的高度都没有关系。
(3)由于绳子自由端和物体升高的高度比值是一定的,可以不用测量物体升高的距离和绳子自由端移动的距离。
拓展:滑轮组的机械效率跟提起的物重有关,跟绳子的绕法无关,弹簧测力计的量程一定时,看甲和乙谁能提起更重的物体,谁的机械效率就越高。
本题考查了机械效率高低的影响因素、实验器材、机械效率的比较等,属于较难的实验题。
23.【答案】海绵的凹陷深度 不能 B > =
【解析】解:(1)根据转换法,实验中通过观察海绵的凹陷深度来比较压力的作用效果;
(2)根据控制变量法,A、B中受压材料不同,故不能通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系;
(3)当这两个完全相同的矿泉水瓶用图F方式紧靠在一起放在海绵上,与将其中一个矿泉水放在海绵上对比,与海绵的接触面积扩大了一倍,即受力面积扩大一倍,对海绵的压力也扩大了一倍。由p=FS可知,压强不变,因此压力作用效果与B图一致;
(4)在B、C两次实验中,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,根据p=ρgℎ可知,B、C实验瓶中装满水,故水的深度相同,则液体对容器底部的压强相等,即pB=pC,根据F=pS,由图可知,SB>SC,所以FB>FC。
故答案为:(1)海绵的凹陷深度;(2)不能;(3)B;(4)>;=。
(1)力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显;
(2)根据控制变量法的要求,根据实验控制的变量与实验现象分析图示现象,然后答题;
(3)根据压强的影响因素可做出判断;
(4)水对瓶底和瓶盖的压强可直接利用p=ρgℎ进行判断。水对瓶底和瓶盖的压力利用F=pS判断。
本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
24.【答案】解:
(1)由题可知,物体重G柱=18N,完全浸没液体中时,圆柱体受到的拉力F拉=12N,
圆柱体受到的浮力:F浮=G柱−F拉=18N−12N=6N;
(2)因为圆柱体浸没,则有
V排=V柱=S柱ℎ=40cm2×10cm=400cm3=4×10−4m3,
由阿基米德原理可得,F浮=ρ液gV排,
6N=ρ液×10N/kg×4×10−4m3,
解得液体的密度为:ρ液=1.5×103kg/m3。
(3)液体的质量:m液=ρ液V液=1.5×103kg/m3×100×30×10−6m3=4.5kg,
液体的重力:G液=m液g=4.5kg×10N/kg=45N,
圆筒的重力:G筒=m筒g=0.5kg×10N/kg=5N,
则总重力:G总=G液+G筒+G柱=45N+5N+18N=68N,
圆筒放在水平桌面上,圆筒对桌面的压力:F=G总−F拉=68N−12N=56N,
此时圆筒对桌面的压强:p=FS=56N10−2m2=5600Pa。
答:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力6N;
(2)筒内液体密度是1.5×103kg/m3;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强5600Pa。
【解析】(1)在圆柱体未进入液体中时,弹簧测力计示数为18N,求出圆柱体的重力,圆柱体完全浸没液体中时,弹簧测力计示数为12N,可以求出圆柱体受到的浮力。
(2)知道圆柱体的底面积和高度求出圆柱体的体积,圆柱体浸没在液体中,根据阿基米德原理求出液体的密度。
(3)圆筒对桌面的压力等于圆筒的重力、液体重力和圆柱体重力之和与所受拉力的差,知道受力面积,求出圆筒对桌面的压强。
本题的关键是当圆柱体浸没在液体中,容器对水平桌面的压力等于容器、液体和圆柱体所有的重力之和与向上的拉力差。
25.【答案】解:(1)20s内拉力F所做的功(总功)为:
W总=Fs=20N×1.5m=30J,
拉力F做功的功率:
P=W总t=30J20s=1.5W;
(2)由图可知,n=3,由s=nsA可得,物体A移动的距离:
sA=sn=1.5m3=0.5m,
物体A受到的摩擦力为:
f=0.1G=0.1×500N=50N,
所以有用功:
W有=fsA=50N×0.5m=25J,
滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=25J30J≈83.3%。
答:(1)拉力F做功的功率为1.5W;
(2)滑轮组的机械效率为83.3%。
【解析】(1)由W=Fs计算拉力做的功,由P=Wt计算拉力的功率;
(2)由图知,通过动滑轮绳子的段数n=3,s=nsA,克服物体A受的摩擦力做的功为有用功,据此计算有用功,根据η=W有W总计算滑轮组的机械效率。
本题考查有用功、总功、功率以及机械效率的计算,难度不大。
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