2021-2022学年湖北省黄石市阳新县八年级(下)期末物理试卷(Word解析版)
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一、单选题(本大题共12小题,共24分)
1. 掌握对各种物理量的估算是物理学习获得的一种重要能力。以下是顺顺同学对一些物理量的估算,其中不符合事实的是( )
A. 一名中学生质量约50kg
B. 中学生双脚站立时对地面的压强约125Pa
C. 游泳漂浮在水面上的中学生受到浮力约500N
D. 中学生爬一层楼克服重力做功的功率约150W
2. 下列关于力的看法,正确的是( )
A. 没有接触的两个物体,一定没有力的作用
B. 相互接触的两个物体,一定有力的作用
C. 物体间发生力的作用,不一定有受力物体和施力物体
D. 施力物体同时也一定是受力物体
3. 如图所示,是建筑工地吊车的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动:伸缩撑杆为圆弧;伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,下列关于这个吊车的有关说法正确的是( )
A. 使用这种吊车,好处是可以少做功
B. 吊臂是一个省力杠杆
C. 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D. 匀速项起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力的力臂逐渐减小
4. 清代有位读书人,因风吹乱了他的书页,引发诗兴,吟了一句“清风不识字,何必乱翻书”。图是对此场景的再现,图中的箭头表示风的流向,对此情境,解释最符合科学道理的是( )
A. 空气流速越小的地方,气体压强越小 B. 气体压强随高度的增加而增大
C. 气体压强随高度的增加而减小 D. 空气流速越大的地方,气体压强越小
5. 如图所示,物体A处于静止状态,小车在拉力F作用下向右匀速运动,则物体A对小车的力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 仅用8天就建成的武汉火神山医院,彰显的不仅是中国速度,更是战胜疫情的坚强决心。如图所示,为了在最短的时间完成地面基础建设,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的( )
A. 机械效率 B. 功率 C. 功 D. 有用功
7. 图甲,用手握住一个核桃很难将其捏破;图乙,将A、B两个核桃放在一起捏,A破了,B没破。下列说法正确的是( )
A. 两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力
B. B给A的力大于A给B的力
C. A、B接触处,A受到的压强大于B受到的压强
D. A、B接触处,A受到的压强等于B受到的压强
8. 电动平衡车现在很受年轻人的喜爱,如图所示中,关于小花同学站在平衡车上的情景的说法正确的是( )
A. 平衡车的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B. 地面对车的支持力与小花对车的压力是一对平衡力
C. 小花受到的重力与车对她的支持力是一对平衡力
D. 车对地面的压力与车对小花的支持力是一对相互作用力
9. 如图所示为2022年北京冬奥会的一些运动项目,关于这些项目中的情景,下列说法中正确的是( )
A. 图中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时,受到非平衡力的作用
B. 图中谷爱凌腾空转体到达最高点时处于平衡状态
C. 图中的冰壶脱手之后继续滑行的过程中,机械能不变
D. 图中花滑运动员脚上的冰刀做的很薄是为了增大与冰面的摩擦
10. 在木棒的一端缠绕几圈细铜丝,制成一支简易液体密度计,将其先后放入盛有甲、乙两种液体的相同烧杯中,处于静止状态,且放入密度计后液面高度相同,如图所示。若密度计在甲、乙液体中所受浮力分别是F甲F乙,甲、乙两种液体的密度分别是ρ甲、ρ乙,甲、乙两种液体对容器底部产生的压强分别是p甲、p乙,则( )
A. F甲
A. 卫星在远地点的势能最大、动能为零
B. 卫星在近地点的动能最大、势能为零
C. 卫星从近地点向远地点运动过程中,势能增大、动能减小
D. 卫星从近地点向远地点运动过程中,动能增大、势能减小
12. 如图,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是( )
A. 物体受到的最大浮力是12 N
B. 物体的体积是 400cm3
C. 物体的密度是 1.5×103kg/m3
D. 物体刚浸没时下表面受到水的压力是12 N
二、作图题(本大题共2小题,共4分)
13. 如图所示,烧杯静止在斜面上,小球悬浮在水中。请作出小球所受的浮力和烧杯对斜面的压力的示意图。
14. 如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂L1,使杠杆在图中位置平衡。
三、填空题(本大题共3小题,共12分)
15. 2022年4月16日神舟十三号重返地球,重返过程中创下了又一个首次,首次采用快速返回技术,飞船首先以7.9km/s的速度绕地球匀速圆周运动5圈,此时飞船的运动状态______(选填“改变”或“不变”)。接着通过两次调姿后制动减速,需要向与运动方向______(选填“相同”或“相反”)喷射高温气体,对飞船施加制动力,这说明力的作用是______的,使飞船制动的施力物体是______使飞船减速,说明力可以改变物体的______。神舟十三号返回舱在穿越大气层过程中,和大气层摩擦会产生两千多摄氏度的高温,为确保宇航员的生命安全,返回舱的外壳应该选用______(选填“导热性”或“隔热性”)好的材料制成。
16. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图象可知当t=1s时,物体受到的摩擦力为______N。t=3s时,物体受到的摩擦力为______N。物体做______运动。4至6s时,水平推力F做的功为______J。
17. 在学习了杠杆、密度、浮力的知识后,小琳想利用杠杆平衡条件测一个手镯的密度,进行了以下操作:
(1)把杠杆悬挂在水平支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)用细线将手镯挂于杠杆左侧第4格处,将2个钩码挂于杠杆右侧,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,此时钩码在支点右侧第3格处,如图乙所示。每个钩码的质量为10g,则手镯的质量为______g。
(3)在烧杯中盛入适量水,将手镯浸没于水中,保持手镯位置不变,改变钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,此时钩码在支点右侧第2格处,如图丙所示。手镯所受的浮力为______N。
(4)手镯密度ρ=______ρ水。
四、实验探究题(本大题共3小题,共15分)
18. 如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面由静止开始滚下,撞击木块。
(1)该实验是通过观察______来判断______(选填“钢球”或“木块”)动能的大小;
(2)如图可以探究物体动能的大小与物体______的关系。
(3)小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验,让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动,到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止,在水平面运动的整个过程中,克服摩擦力做的功______(选填“相等”或“不相等”)。小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2,则P1______P2(选填“>”或“=”或“<”)。
19. 图为一轻质弹簧的长度L和弹力f大小关系的图象。试由图线确定:
(1)弹簧的原长______ 。
(2)弹簧伸长0.05m时,弹力的大小______ 。
20. 阅读短文,回答问题。
液压机2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,使我国的工业实力得到大幅提升。图甲为液压机的结构简图,它是利用液体来传递压力的设备,简易的液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。
科学家帕斯卡发现:当外力作用在密闭的液体上时,液体各部分所受的压强将发生相同的变化,物理学中称做帕斯卡定律。在图甲U形管槽中装满液体,两端活塞把液体密闭,给左端活塞施加一个向下的压力F时,根据帕斯卡定律,左右两个活塞受到的液体压强相等,同时右端活塞会受到一个向上的压力F2,这就是液压机原理。
若不计机械摩擦和活塞自重,两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比
(1)液压机在工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强______(大于/等于/小于)液体对小活塞的压强;
(2)如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的。假如一个油压千斤顶的大、小活塞横截面积分别是120cm2和4cm2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生______N的举力;
(3)以下关于液压机使用认识的说法正确的是______;
A.将动力作用在小活塞上能达到省距离的目的
B.将动力作用在大活塞上可以达到省力的目的
C.使用过程中两侧槽内液体体积的变化量不等
D.实际使用时,工作部件会因机械摩擦而升温
(4)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,则在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为______;
(5)图丙是一个水压机模型,轻质活塞A、B的横截面积分别为10cm2和200cm2。将840N的物体放在水平活塞B上,不计机械阻力,则活塞A向上移动距离为______m。(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3,根据液体压强的计算公式p=ρ液gh可以求出左右液面的高度差。)
五、计算题(本大题共2小题,共15分)
21. 跳绳是安徽多地中考体育与健康考试选考项目之一,根据安庆市区体育中考考试评分标准,女生1分钟跳绳不低于172次可得满分。如图所示,小红同学今年参加中考,她的质量为45kg,每次跳起高度约5cm。(g取10N/kg)
(1)小红跳绳一次所做的功为多少?
(2)要想获得满分,小红1分钟跳绳的功率至少多少瓦?
22. 在水平桌面上放有一个足够高的薄壁柱形容器,如图甲所示,其底面积为100cm2,一个重为2.5N,底面积为40cm2,高为10cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面上,容器底有一个密度为2×103kg/m3的实心金属块B(与容器底部不密合),用一根细线将B与玻璃杯A的下表面相连,细线未拉直,缓慢向容器中注水,细线所受拉力随时间变化的图像如图乙所示,最后A、B两物体在水中静止(细线不可伸长且质量与体积忽略不计),求:
(1)注水前,玻璃杯A所受浮力;
(2)当细线所受拉力为0.5N时,玻璃杯A浸入水中的深度;
(3)金属块B的重力;
(4)从t1时刻到t2时刻,水对容器底的压强变化量。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、成年人的质量在65kg左右,中学生的质量比成年人小一些,在50kg左右。故A符合事实;
B、中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,双脚对水平地面的压强在p=FS=GS=500N0.04m2=1.25×104Pa左右。故B不符合事实;
C、漂浮的物体受到的浮力等于其重力。中学生的体重约500N,游泳漂浮在水面上的中学生受到浮力约500N。故C符合事实;
D、中学生的体重约500N,爬楼速度约0.3m/s,中学生爬一层楼克服重力做功的功率约P=Wt=Ght=Gv=500N×0.3m/s=150W。故D符合事实。
故选:B。
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,最后判断最符合事实的是哪一个。
物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.【答案】D
【解析】解:彼此不接触的物体之间也会有力的作用,例如磁铁对铁钉的吸引,空中飞翔的小鸟受到的重力等;相互接触的物体不一定有力的作用,比如并排放置,不相互挤压的桌子;
力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而存在;因此有力必然涉及两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体,施力物体对受力物体施力的同时也受到受力物体对它的作用力,也就是说,物体间力的作用是相互的;
所以选项A、B、C错误,选项D正确.
故选D.
从力的概念,力作用的相互性,一个对另一个物体施加力的作用有两种形式:一是物体直接接触作用,二是物体之间的间接作用,等知识点对各个选项逐一分析即可.
此题主要考查学生对力作用的相互性这一知识点的理解和掌握,难度不大,是一道基础题.
3.【答案】C
【解析】解:
A、杠杆是一种机械,使用任何机械都不省功。故A错误;
B、如图画出动力臂和阻力臂:
;
由图可知,动力臂L1小于阻力臂L2,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,是费力杠杆,故B错误。
CD、吊车吊起货物的过程中,阻力不变,阻力臂减小,动力臂不变,动力减小,所以支持力逐渐变小。故C正确,D错误。
故选:C。
根据杠杆平衡条件,F1×l1=F2×l2,根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆。
杠杆是一种机械,使用任何机械都不省功。
根据匀速吊起货物时,阻力不变,阻力臂变化,动力臂不变,再次利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化。
正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决本题的关键,吊车吊起货物时,确定变化量和不变量,根据杠杆平衡条件解决问题。
4.【答案】D
【解析】解:AD、“清风不识字,何故乱翻书”是因为风使书本上表面空气流动速度变大,导致书本上表面压强变小,下表面的空气流速小,压强大,产生向上的力,故A错误,D正确;
BC、气体压强随高度的增加而减小,但与题意不符合,故B、C错误。
故选:D。
(1)在相同条件下,海拔越高,大气压越低。
(2)流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小。
本题考查了大气压与高度的关系以及流体压强与流速的关系等知识,用所学知识解释遇到的实际问题,理论联系实际,学以致用,符合新课标要求,是一道好题。
5.【答案】C
【解析】解:
物体A对小车的力有:A对小车向左的摩擦力和A对小车竖直向下的压力,二力的作用点都画在小车的重心,二力的示意图如图所示:
故ABD错误,C正确。
故选:C。
先对小车进行受力分析,小车在拉力作用下向右匀速运动,小车受拉力、重力、地面的支持力、A对小车向左的摩擦力、地面向左的的摩擦力、A对小车竖直向下的压力;
物体A对小车的力有:A对小车向左的摩擦力、A对小车竖直向下的压力,二力的作用点都画在小车的重心,据此选择正确的选项。
本题考查了学生对力的示意图的认识,能进行正确的受力分析是关键。
6.【答案】B
【解析】解:建成一所医院所做的有用功是相同的,为了减小做功的时间(缩短工期),根据P=Wt可知,需要增大挖掘机的功率,所以,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的功率,故B正确,ACD错误。
故选:B。
建造一所医院所做的有用功是不变的,为了缩短时间,根据P=Wt可知,就需要增大挖掘机的功率。
本题主要考查了对功率的理解。
7.【答案】D
【解析】解:A.两个核桃放在一起容易捏破,是因为将两只核桃放在一起,他们之间的受力面积远远小于一只核桃与手的受力面积,根据p=FS可知,当压力一定时,受力面积越小,压强越大,所以两只核桃放在一起时猛烈挤压就能挤碎主要是因为增大了压强,故A错误;
B.两核桃相互挤压时A给B的力与B给A的力是一对相互作用力,大小相等,A核桃被B核桃挤破是因为B核桃比A核桃硬,故B错误;
C.两核桃相互挤压时A给B的力与B给A的力是一对相互作用力,大小相等,而两核桃接触面积相同,根据p=FS可知,A受到的压强等于B受到的压强,故C错误;
D.两核桃相互挤压时A给B的力与B给A的力是一对相互作用力,大小相等,而两核桃接触面积相同,根据p=FS可知,A受到的压强等于B受到的压强,故D正确。
故选:D。
根据增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强来分析此题。
此题借助我们常见的挤碎核桃这一熟悉的事例,来考查增大压强的方法,体现了生活处处皆物理的理念。
8.【答案】C
【解析】解:A、地面对平衡车的支持力大小等于人和平衡车的总重力,所以平衡车受到的重力和地面对平衡车支持力的大小不相等,则二力不是一对平衡力,故A错误;
B、地面对车的支持力等于人和平衡车的总重力,与小花对车的压力,大小不相等,则二力不是一对平衡力,故B错误;
C、小花受到的重力与车对她的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D、车对地面的压力等于人和平衡车的总重力,与车对小花的支持力大小不相等,则二力不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(2)一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上。
此题考查了平衡力和相互作用力的区分,常见题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
9.【答案】A
【解析】解:A.中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时,运动员的方向改变了,物体受到非平衡力作用,故A正确;
B.乙图中谷爱玲腾空转体时,忽略空气的影响,只受到重力作用,处于非平衡状态,故B错误;
C.冰壶滑行时,要克服阻力做功,一部分机械能转化为其它形式的能,机械能减少,故C错误;
D.丁图中花样滑冰运动员的滑冰鞋底锋利的刀刃,是在压力一定时,通过减小受力面积,增大对冰的压强,故D错误。
故选:A。
(1)物体受非平衡力作用时,运动状态发生改变,物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变;
(2)图中谷爱凌腾空转体到达最高点时,受重力作用;
(3)在只有动能和势能相互转化时,机械能守恒;
(4)在压力一定时,可以通过减小受力面积的方法可增大压强。
此题考查学生对平衡力的辨别、机械能的转化、物体运动状态的改变、增大压强的方法等知识的理解和应用,难度不大。
10.【答案】C
【解析】解:AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,
即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G.所以,F甲=F乙,故AB错误;
C、由图知,密度计排开液体的体积:V甲排
D、由于两液面高度相同,根据p=ρgh可知,液体对容器底部产生的压强p甲>p乙,故D错误。
故选:C。
(1)同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计受到的重力;
(2)由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系;
(3)根据p=ρgh分析液体对容器底部产生的压强关系。
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
11.【答案】C
【解析】解:
A、卫星质量一定,在远地点时相对地球距离最大,势能最大,卫星仍在运动,故动能不为零,故A错误;
B、卫星质量一定,在近地点时速度最大,动能最大,相对地球有一定距离,势能不为零,故B错误;
CD、卫星在运行过程中机械能保持不变,从近地点向远地点运动过程中,速度变小,动能变小,高度变大,势能变大,动能转化为势能;故C正确,D错误。
故选:C。
(1)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;
(2)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。
本题主要考查了动能和重力势能大小的判断,只要知道影响动能、重力势能大小的因素即可解答。
12.【答案】C
【解析】解:(1)浸没时物体所受浮力为最大,
由图乙可知,物体的重力G=12N,浸没时测力计的示数F示=4N,
所以,物体受到的最大浮力:F浮=G-F示=12N-4N=8N,故A错误;
(2)物体的体积等于浸没时排开水的体积,
V=V排=F浮ρ水g=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3=800cm3,故B错误;
(3)物体的质量:m=Gg=12N10N/kg=1.2kg,
物体的密度:ρ=mV=1.2kg8×10-4m3=1.5×103kg/m3,故C正确;
(4)因为物体刚浸没时下表面受到水的压力等于物体浸没时受到水的浮力,
所以,物体刚浸没时下表面受到水的压力:F=F浮=8N,故D错误。
故选:C。
(1)物体浸没时排开液体的体积最大,所受浮力为最大,用F浮=G-F示即可计算出最大浮力;
(2)物体的体积等于浸没时排开液体的体积,用V=V排=F浮ρ水g即可计算出物体的体积;
(3)用m=Gg算出物体的质量,再用密度公式ρ=mV计算出物体的密度;
(4)物体刚浸没时,液体对物体向下的压力等于0,由F浮=F向上-F向下可知,物体刚浸没时下表面受到液体的压力大小等于物体浸没时受到水的浮力大小。
本题是常考的动态浮力类型的题,解题的关键是:(1)读懂F-h图像中关键点的物理含义;(2)知道当物体浸没在液体中时,物体的体积等于浸没时排开水的体积;(3)知道物体刚浸没时下表面受到液体向上的压力等于物体浸没时受到水的浮力大小。
13.【答案】解:
(1)小球受到的浮力F浮方向竖直向上,作用点在小球的重心;
(2)在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F,可得烧杯对斜面的压力示意图。如图所示:
【解析】(1)漂浮的物体受到的浮力方向竖直向上,作用点在物体的重心;
(2)压力是接触面受到的力,因此压力的作用点在接触面上,即烧杯与接触面的中点;然后根据压力的方向垂直于受力面,并过压力作用点表示出压力的方向即可。
本题的关键是确定浮力和压力的作用点和方向,并会用力的示意图表示力的三要素。注意浮力的方向始终竖直向上。
14.【答案】
【解析】
【分析】
根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,在杠杆阻力、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。因此先确定最长的力臂,即离支点最远的点;然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可。
由杠杆的平衡条件,杠杆中最小作用力问题,可以转化为最大力臂问题,解题的关键是找出最长的力臂。
【解答】
根据杠杆平衡的条件F1×L1=F2×L2可知,在阻力、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;
由图知,B点离支点最远,故最长的动力臂为OB;过B点作垂直于OB的作用力F1,为使杠杆平衡,动力的方向应垂直于OB向上;如图所示:
。
15.【答案】改变 相同 相互 高温气体 运动状态 隔热性
【解析】解:绕地球匀速圆周运动,运动的方向在不断的变化,所以此时飞船的运动状态改变;
飞船制动减速时,沿飞船运动方向喷射高温气体,高温气体对飞船施加制动力,该力的施力物体是高温气体,同时飞船对高温气体也有力的作用,说明力的作用是相互的;
飞船减速,说明力可以改变物体的运动状态;
返回舱在穿越大气层时会与大气摩擦做功,内能迅速增加,温度急剧升高,所以为了避免返回舱被烧坏,返回舱的外壳应该选用隔热性好的材料制成。
故答案为:改变;相同;相互;高温气体;运动状态;隔热性。
(1)物体的运动状态的改变包括速度大小和方向的变化,如果速度大小和方向改变,说明运动状态改变;
(2)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;
(3)力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态;
(4)返回舱在穿越大气层时会与大气摩擦做功,内能增加,温度升高。
本题考查了学生对多个物理知识点的理解和掌握,属于中考热点题型,但都属于基础知识考查,难度不大。
16.【答案】2 4 加速 32
【解析】解:(1)由图丙可知,当t=1s时,物体处于静止状态,即平衡状态;由图乙可知,此时物体受到的推力为F1=2N,
由二力平衡条件可知,物体受到的摩擦力为:f=F1=2N;
(2)由图丙可知4~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由图乙可知此时所受推力为4N,
则由二力平衡条件可知物体受到的滑动摩擦力为:f'=F2=4N;
滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与所受推力大小无关,
因此第3s时,物体受到的摩擦力不变,仍为4N;
由图乙可知此时物体受到的推力为F3=6N,即推力大于摩擦力,因此物体做加速运动;
(3)图丙可知4~6s的速度为4m/s,由v=st可知运动的路程为:s=vt=4m/s×(6s-4s)=8m,
则水平推力F做的功为:W=F2s=4N×8m=32J。
故答案为:2;4;加速;32。
(1)当物体静止时,处于平衡状态,此时物体受到的摩擦力为静摩擦力,其大小与物体受到的推力大小相等;
(2)滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与其他因素无关;由图丙可知4~6s内物体做匀速直线运动,即平衡状态,再由图乙读出此时的推力大小,根据二力平衡条件即可得出物体受到的滑动摩擦力大小,便可知道第3s时物体受到的摩擦力;
若物体受到的推力大于摩擦力,则物体做加速运动;若物体受到的推力小于摩擦力,则物体做减速运动;若物体受到的推力等于摩擦力大小,则物体做匀速运动;
(3)由图丙可知物体做匀速直线运动的速度大小,利用v=st可求出物体运动的路程;由图乙可知此时受到的推力大小,再根据W=Fs可求出推力做的功。
本题考查了对摩擦力的理解和功的计算,从图中读取相关信息是解题的关键。
17.【答案】是 右 15 0.05 3
【解析】解:
(1)实验前,把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆是平衡状态;
为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,杠杆右端偏高,应将杠杆右端的螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)设杠杆每一个小格代表L,每个钩码的重力为G,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,2G×3L=G镯×4L,
所以G镯=32G,由公式G=mg得,m镯=32m=32×10g=15g;
(3)当手镯浸没在水中平衡时,设细线对杠杆的的拉力为F,
根据杠杆平衡条件可知:F×4L=2G×2L,得到F=G,
手镯所受的浮力为:F浮=G手镯-F=32G-G=12G=12G=12mg=12×0.01kg×10N/kg=0.05N;
(4)由F浮=ρ水gV排可知手镯的体积:V=V排=F浮ρ水g=0.05N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-6m3,
手镯的密度:ρ=mV=0.015kg5×10-6m3=3.0×103kg/m3=3ρ水。
故答案为:(1)是;右;(2)15;(3)0.05;(4)3。
(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态;调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)根据杠杆平衡条件计算出手镯的质量;
(3)(4)在烧杯中盛入适量水,将手镯浸没于水中,再次使杠杆在水平位置平衡时,由杠杆平衡条件求出细线的拉力,手镯受到的浮力等于手镯的重力与细线的拉力之差,根据阿基米德原理求出手镯的体积,进而根据密度公式计算手镯的密度。
本题考查了探究杠杆的平衡条件实验以及密度公式的应用,涉及到杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用,在利用杠杆平衡条件时,要注意分析力和对应的力臂。
18.【答案】木块移动的距离 钢球 速度 相等 <
【解析】解:(1)实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小,该方法是转换法;
(2)根据图示可知,小球的质量不变,滚下的高度不同,到达水平面时的速度不同,所以探究的是动能大小与速度的关系;
(3)物体克服摩擦力做功的能量来自物体的动能,而动能一开始是相等的,最终物体停下来,动能为零,因此说明,小球无论在什么样的水平面上,克服摩擦力做的功是相等的;
小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2,接触面越光滑,小车的运动距离越远,运动时间越长,由于克服摩擦所做的功相同,根据P=Wt可知,则P1
(1)此实验把动能的大小转换为木块被撞击后滑行的距离,距离越远表明钢球的动能越大;
(2)动能的大小与质量和速度有关,实验时用控制变量法分别探究;
(3)直接比较小车在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定,可根据重力势能大小关系及能量的转化分析。根据功率计算公式判定功率的大小。
用控制变量法研究动能大小的影响因素,用转换法表示动能的大小;采用控制变量法研究实验时,一定注意相同因素和不同因素。
19.【答案】10cm 10N
【解析】解:(1)由图读出,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=10cm,即弹簧的原长为10cm;
(2)弹簧伸长0.05m时,长度为15cm,由图可以看出弹力为10N;
故答案为:(1)10cm;(2)10N。
(1)由弹簧的长度L和弹力f大小的关系图象,读出弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长;
(2)弹簧伸长0.05m时,长度为15cm,直接读图即可。
本题考查弹簧的原长和弹力的大小,关键是学会分析图象,根据图象得出结论。
20.【答案】等于 8.1×104 D 1:50 4
【解析】解:(1)液压机的液缸是密闭的,能够大小不变地由液体向各个方向传递压强,所以,液体对大活塞的压强等于小活塞对液体的压强;
(2)因密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强,
所以,由p=FS可得:
p=F大S大=F小S小,即F大120×10-4m2=2700N4×10-4m2,
解得:F大=8.1×104N,
即在大活塞上能产生8.4×104N的举力;
(3)A、将动力作用在小活塞上能省力,根据功的原理知道使用任何机械都不省功,省了力就要费距离,故A错误;
B、根据帕斯卡定律,在小活塞上施加一个较小的力,就能在大活塞上产生较大的力,如果将动力作用在大活塞上,此时在小活塞上产生的力将小于大活塞上的动力,故将动力作用在大活塞上不能达到省力的目的,故B错误;
C、由于液压机用活塞把液体密闭,使用过程中两侧槽内液体体积的变化量相等,故C错误;
D、工作部件之间存在摩擦,实际使用时,需要克服摩擦做功,这部分功将转化为内能,使工作部件温度升高,故D正确。
故选:D。
(4)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,由于两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比,故在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为1:50;
(5)物体对活塞B产生的压强为:
p=FS=GSB=840N200×10-4m2=4.2×104Pa,
根据p=ρgh知这部分压强会让左右两侧液柱产生的高度差为:
Δh=pρ水g=4.2×104Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=4.2m;
设右边液柱下降的高度为hB,则右边下降液柱的体积为:V右=SBhB,
设左边液柱上升的高度为hA,则左边上升液柱的体积为:V左=SAhA,
右边下降液柱的体积等于左边上升液柱的体积,即SAhA=SBhB,则10cm2hA=200cm2hB,
所以hA=20hB,
又因为hA+hB=4.2m,
即hA+120hA=4.2m,
解得hA=4m。
故答案为:(1)等于;(2)8.1×104;(3)D;(4)1:50;(5)4。
(1)加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递;
(2)知道大、小活塞的横截面积以及加在小活塞上的压力,根据p=FS和密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强得出等式即可求出大活塞受到的压力,即可得出大活塞能产生的压力;
(3)对各选项进行逐一分析;
(4)根据两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比进行分析;
(5)根据p=FS=GSB算出物体对活塞B产生的压强,根据p=ρgh算出这部分压强会让左右两侧液柱产生的高度差;
设右边液柱下降的高度为hB,则右边下降液柱的体积为:V右=SBhB,设左边液柱上升的高度为hA,则左边上升液柱的体积为:V左=SAhA,根据右边下降液柱的体积等于左边上升液柱的体积列等式算出AB高度的关系,由左右两侧液柱产生的高度差算出活塞A将向上移动的距离。
本题考查了帕斯卡定律的应用,理解并会用帕斯卡定律“压强相等”,同时掌握左右两侧液柱变化的体积相等是解决最后一问的关键。
21.【答案】解:(1)小红的重力为G=mg=45kg×10N/kg=450N,
跳绳一次所做的功为W=Gh=450N×0.05m=22.5J;
(2)要想获得满分,小红1min跳绳至少172次,小红1分钟跳绳的功率至少为P=Wt=22.5J×17260s=64.5W。
答:(1)小红跳绳一次所做的功为22.5J;
(2)要想获得满分,小红1分钟跳绳的功率至少为64.5W。
【解析】(1)根据G=mg得出小红的重力,根据W=Gh得出跳绳一次所做的功;
(2)要想获得满分,小红1min跳绳至少172次,先计算172次所做的功,根据P=Wt得出小红1分钟跳绳的功率。
本题考查功和功率的计算,综合性强,难度适中。
22.【答案】解:(1)玻璃杯漂浮,受到浮力等于重力,则有:F浮A=GA=2.5N;
(2)当细线所受拉力为0.5N时,物体A受三个力,浮力、重力、拉力,而浮力等于物体上、下表面所受压力的差,此时所受浮力为:
F浮'=F向上-F向下=F向上-0=ρ水ghSA=GA+F拉,
玻璃杯A浸入水中的深度为:
h=GA+F拉ρ水gSA=2.5N+0.5N1×103kg/m3×10N/kg×40×10-4m2=0.075m;
(3)物体B处于静止状态,受重力、浮力、拉力,由图可知,拉力最大为1N,由此可以列式:
GB=F浮B+F拉大,
由于物体B完全浸没在水中,排开液体的体积等于自身体积,将上式展开:
ρBgVB=ρ水gVB+F拉大,
物体B的体积为:
VB=F拉大ρBg-ρ水g=1N2×103kg/m3×10N/kg-1×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3,
物体B所受重力为:
GB=ρBgVB=2×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=2N;
(4)当细线所受拉力为1N时,物体B受到重力、浮力和拉力,由(3)可知,GB=F浮B+F拉大,此时物体B恰好对容器底部的压力为0,因此玻璃杯A和物体B刚好漂浮在水中,
由图乙可知t1时刻到t2时刻,拉力的增加量就是玻璃杯A增加的浮力,则玻璃杯A增加的浮力:
ΔF浮=ΔF拉=1N-0.5N=0.5N,
由F浮=ρ液gV排得玻璃杯A增加的浸没水中的体积为:
ΔV浸=ΔV排=ΔF浮ρ水g=0.5N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.5×10-5m3,
水升高的高度为:
Δh水=ΔV浸S=5×10-5m340×10-4m2=0.0125m,
则增加的压强为:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0125m=125Pa。
答:(1)注水前,玻璃杯A所受浮力2.5N;
(2)当细线所受拉力为0.5N时,玻璃杯A浸入水中的深度0.075m;
(3)金属块B的重力2N;
(4)从t1时刻到t2时刻,水对容器底的压强变化量125Pa。
【解析】(1)根据漂浮时浮力与重力相等即可求出玻璃杯A所受浮力;
(2)对物体A受力分析,结合浮力产生的原因列等式算出玻璃杯A浸入水中的深度;
(3)对物体B受力分析,列等式算出物体B的体积,根据GB=ρBgVB算出B的重力;
(4)由图乙可知浮力的变化,根据阿基米德原理即可求出玻璃杯A浸入水中增加的体积,由于玻璃杯A的位置不动,则根据玻璃杯A的底面积求出水升高的高度,利用p=ρgh即可求出增加的压强。
本题考查有浮力的计算、压强的计算、阿基米德原理和物体的浮沉条件的应用等,涉及到的知识点,综合性强,属于典型的力学综合题,需要学生熟练掌握相关物理知识和原理,难度较大。
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