2021-2022学年山东省菏泽市单县八年级(下)期末物理试卷(含解析)
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2021-2022学年山东省菏泽市单县八年级(下)期末物理试卷
一、单选题(本题共12小题,共24分)
1. 鲁迅的《社戏》中有这样的描写:“淡黑的起伏的连山,仿佛是踊跃的铁的兽脊似的,都远远地向船尾跑去了……”,其中“山…向船尾跑去了”所选的参照物是( )
A. 山 B. 船 C. 流水 D. 河岸
2. 下列四种场景的叙述不正确的是( )
A. 图甲:铁轨铺在枕木上,主要是减小火车对地面的压强
B. 图乙:用力F压着物块静止在竖直墙上,现增大力F,物块受到的摩擦力也变大
C. 图丙:用手指托住乒乓球,从漏斗口用力向下吹气,同时手指移开,乒乓球不会掉
D. 图丁:将玻璃钢稍微倾斜,玻璃管中水银柱的竖直高度不变
3. 下列实例中与船闸工作原理相同的是( )
A. 抽水机 B. 吸尘器 C. 茶壶 D. 拦河大坝
4. 下列实验或现象中运用了相同物理知识的是( )
①热气球升空
②向悬挂的气球一侧吹气,气球向吹气一侧运动
③飞机起飞时机翼受到升力
④撤去酒精灯,闭口的易拉罐变瘪了
A. ①④ B. ③④ C. ①② D. ②③
5. 关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )
A. 液体的密度越大,受到的浮力越大
B. 没入水中物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C. 物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D. 漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
6. 家具用品中有很多被称为“神器”的小工具,给生活带来了很多便利。如图所示,下列“神器”中属于费力杠杆的是( )
A. 餐盘夹子 B. 核桃夹子
C. 手动榨汁机 D. 压蒜器
7. 在北京举办的第24届冬奥会上,我国健儿取得佳绩。如图是高台跳雪运动员在空中加速下落的情景。关于加速下落的过程,下列分析正确的是( )
A. 动能减小,重力势能减小
B. 动能增大,重力势能增大
C. 动能增大,重力势能减小
D. 动能不变,重力势能不变
8. 以下估测接近实际的是( )
A. 八年级女生百米的平均速度大约是10m/s
B. 托起两个鸡蛋所用的力大约是1N
C. 一个成年人站立时对地面的压强约为200帕
D. 某中学生的重力约50N
9. 如图所示,在下列生活情境中,力对物体做功的是( )
A. 吊车吊着物体在水平方向移动
B. 小丽背着书包时站着不动
C. 小明用力推车但车保持静止不动
D. 运动跑球时,足球没有离开运动员脚之前
10. 下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,同一艘轮船从长江驶入大海,浮力变大
B. 图乙中,热气球中充入的是密度比空气大的气体
C. 图丙中,可以说明物体浸没在液体中越深,所受的浮力越大
D. 图丁中,同一密度计在两种液体中所受浮力Fa=Fb,两种液体的密度ρa<ρb
11. 如图所示,体积相同而材料不同的四个小球甲、乙、丙、丁静止在水中,这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,则( )
A. F甲=F乙 B. F丙=F丁 C. F乙>F丙 D. F甲>F乙
12. 如图所示,用滑轮或滑轮组将物体匀速拉起,不计绳重以及轮与轴间的摩擦。每个滑轮质量相等,物体重力相等,F1、F2、F3、F4中拉力最大的图是( )
A. B. C. D.
二、填空题(本题共5小题,共11分)
13. A、B两物体叠放在水平桌面上,如图所示,当右端挂8N的物体C时,物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B间的摩擦力为______N,桌面对物体B的摩擦力为______N;若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起向左做匀速直线运动。绳与滑轮间的摩擦忽略不计、该力的大小为______N。
14. 负压式救护车在抗击新冠疫情中发挥了重要作用。所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,某款救护车车内气压力外界标准大气压的90%,若车顶的面积为6m2,则车顶受到大气形成的内外压力差为______N(标准大气压取:p0=1.01×105Pa)。
15. 2021年4月23日,中国海军迎来了第72个生日,我国第一艘两栖攻击舰——“海南舰”交接入列(如图),该舰满载排水量约4万吨,可作为两栖车辆和气垫登陆艇的母船,运送士兵、步兵战车、主战坦克等武器装备。该舰满载时受到的浮力约是______N,它从长江口进入到东海,舰身会______(选填“上浮一些”、“位置不变”或“下沉一些”)(g=10N/kg)。
16. 如图是谷爱凌在大跳台比赛中的运动轨迹图,其中D为落地点。若不计空气阻力,A到B的过程中,谷爱凌的动能转化成______能,A、B、C三点中动能最大的是______点,B点的机械能______E点的机械能(选填“>”“=”或“<”)。
17. 体积为5×10-4m3的石头轻轻放入并浸没在水中,石头受到的浮力大小为______牛,若石头的重力为13N,最终它静止后,受到的合力大小为______牛。
三、作图题(本题共2小题,共4分)
18. 如图所示,小球A静止在墙角,请在图中画出A的受力示意图。
19. 请按要求完成下面各作图题。如图杠杆力F1、F2的作用下处于静止状态,请在图中作出F2的力臂L2和维持杠杆平衡的最小力F1。
四、实验探究题(本题共4小题,共19分)
20. 课后服务活动中,物理兴趣小组的同学们进行了“二力平衡条件”的探究。
(1)实验过程中小王发现两托盘中的砝码质量相差较多,但物体却能保持静止,所以他得出结论是:互为平衡的两个力大小不相等。得到这一结论是因为他选择了______(选填“甲”或“乙”)组器材做的实验。
(2)小王把小车转过一个角度,然后松手,观察小车能否恢复到原来的位置,他的这一操作是为了验证“两个力必须______才能平衡”这一条件。
(3)同组小李提出将装置中的物体换成小卡片,如图丙,这样不但能减小______对实验产生的影响,还具有更适合探究______的优点(填字母)。
A.方向相同的两个力能否平衡
B.不在同一条直线上的两个力能否平衡
C.大小不相等的两个力能否平衡
D.不在同一物体上的两个力能否平衡
21. 某班同学在“测量斜面的机械效率”实验时,所用实验器材有:长木板、支架、弹簧测力计、刻度尺、重力为5.4N木块(带挂钩)如图甲所示,将长木板和支架搭成长1.0m、高0.2m的斜面,用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块。
(1)如图乙所示,此时弹簧测力计对木块的拉力为______N。
(2)将木块匀速拉到斜面顶端,有用功为______,总功为______,斜面的机械效率为______。
(3)木块与斜面的摩擦力为______N。
22. 在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;实验过程中,总是使杠杆在水平位置平衡,目的是______。
(2)如图乙所示,若每个钩码重0.5N,则弹簧测力计示数为______N;
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧同时各去掉一个质量相同的钩码,则杠杆______(选填“左”或“右”)端将下沉。
23. 在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验中,某同学提出了如下的猜想:
①浮力的大小可能跟物体浸入液体中的深度有关;
②浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关;
③浮力的大小可能跟液体的密度有关。
并做了如下图所示的实验,请根据要求完成下列问题:
(1)图B中物体所受的浮力为______N;
(2)分析图B、C可知,浮力的大小跟______有关;
(3)分析______两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关。
(4)该同学由图B和图C能否得出“浮力的大小跟浸入液体中的深度有关”的结论?
答:______。(先判断再说出理由)
(5)本实验中盐水的密度为______kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
五、计算题(本题共2小题,共12分)
24. 把一个体积为5×103cm3质量为3kg的木块放入水中,求:
(1)将木块放入水中后,等木块完全静止时,木块受到的浮力有多大?
(2)木块完全静止时,木块露出水面的体积是多少?
25. 利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时,拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示,不计绳重和一切摩擦。
(1)在0~1s内物体A上升了0.5m,求此过程中拉力做的功;
(2)求在1~3s内拉力做功的功率;
(3)求在1~3s内滑轮组的机械效率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:由题意可知,船向前行时,看到“山……向船尾跑去了”,即山在“后退”,一定是以运动的物体为参照物,既这是以船为参照物的。
故选:B。
判断一个物体的运动情况时,必须先确定一个作为标准的参照物,分析研究对象和参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的。分析题意可知,题中的研究对象是“山”,它的运动状态是“向船尾跑去了”,即山在“运动”。
此题主要考查学生对参照物的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。
2.【答案】B
【解析】解:A、铁轨铺在枕木上,在压力一定时,增大受力面积可以减小对地面的压强,故A正确;
B、由平衡条件知物块受到的摩擦力等于重力G,增大F不会改变摩擦力大小,故B错误;
C、从漏斗口向下用力吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,乒乓球受到向上的压强大于向下的压强,乒乓球不会掉下来,故C正确;
D、在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此不会因倾斜而改变,故D正确。
故选:B。
(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强;
(2)物体处于静止状态,合力为零,竖直方向受到竖直向下的重力,所以一定受到竖直向上的摩擦力;
(3)流体流速越大的位置,压强越小,飞机的机翼利用了这一原理;
(4)在托里拆利实验中,玻璃管内水银柱的高度代表了外界大气压强的大小,因此,只要外界大气压不变,它的垂直高度是不会改变的。玻璃管倾斜只会改变水银柱的长度,而高度不会发生变化。
此题考查了减小压强的方法、托里拆利实验时水银柱的测量等,水银柱的“高度”和“长度”是两个不同的概念,“高度”是由外界大气压决定的,而“长度”只有在玻璃管垂直时与“高度”相同。
3.【答案】C
【解析】解:船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器;
A、抽水机是利用大气压工作的,与连通器无关,故A错误;
B、吸尘器是利用流体的压强与流速的关系工作的,与连通器无关,故B错误;
C、茶壶的结构是:上端开口,下部连通,即是一个连通器,故C正确;
D、拦河大坝上窄下宽是因为液体内部的压强随深度的增大而增大,与连通器原理无关,故D错误。
故选:C。
上端开口、底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口、底部相连的。
4.【答案】D
【解析】解:①热气球升空利用了空气浮力;
②向悬挂的气球一侧吹气,吹气的那一侧空气流速大压强小,因此气球向吹气的那侧飘;
③飞机起飞好似利用流体压强与流速的关系,等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过机翼上表面的流速大,压强较小;通过下表面的流速较小,压强大,所以飞机受到一个向上的升力;
④撤去酒精灯,被封口的易拉罐在大气压的作用下变瘪了。
所以②③的原理相同,都是应用的流体压强与流速的关系。
故选:D。
(1)大气受重力,具有流动性,因此大气存在压强;
(2)在气体和液体中,流速大的位置压强小。
本题考查了学生的识图能力,注重了观察分析能力的考查,是中考的热点问题。
5.【答案】C
【解析】解:A、根据阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排;可见浮力与ρ液和V排都有关;还与物体的状态有关,如木块漂浮在水中和盐水中时,尽管液体密度变大,但木块所受浮力却相等,都等于木块的重力;A错误。
B、浸没于水中的物体,所受浮力与深度无关;因为ρ液和V排均不变,故浮力不变;B错误。
C、物体在水中,ρ液不变,V排越大,当然浮力越大;故C正确。
D、不论物体漂浮在水面,还是沉在水底,浮力大小总与ρ液和V排有关,与漂浮和沉底无关,如漂在水面的小木块所受浮力比沉入水底的大石块小;故D错误;
故选:C。
运用阿基米德原理,影响浮力大小的有液体密度和排开的体积;还要留意物体的状态等因素;抓住题目中的相等量和变化的量,慎重思考解答。
此题考查了阿基米德原理的应用,在判断浮力大小时,要考虑液体密度和排开的体积,还要考虑物体所处的状态等。综合以上统筹考虑方可解答正确。
6.【答案】A
【解析】解:A、餐盘夹子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不合题意;
B、手动榨汁机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不合题意;
D、压蒜器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不合题意。
故选:A。
结合图片和生活经验,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。
7.【答案】C
【解析】解:运动员加速下降的过程中,运动员的质量不变,速度变大,故其动能增大,同时其高度减小,故其重力势能减小。
故选:C。
(1)动能大小的影响因素:质量和速度;质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
本题考查了动能、重力势能的大小变化,掌握动能、重力势能大小的影响因素是解题的关键。
8.【答案】B
【解析】解:A.八年级女生百米赛跑的时间约为16s,平均速度约为v=st=100m16s=6.25m/s,故A错误;
B.一个鸡蛋的重力约为0.5N,两个鸡蛋的重力约为1N,由二力平衡条件可得,托起两个鸡蛋所用的力大约是1N,故B正确;
C.成年人的质量约为70kg,站立时对地面的压力F=G=mg=70kg×10N/kg=700N,双脚与水平地面的接触面积约为0.05m2,则一个成年人站立时对地面的压强p=FS=700N0.05m2=1.4×104Pa,故C错误;
D.中学生的重力约为500N,故D错误。
故选:B。
首先对题目中涉及的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。
这是一道估算题,估测是一种科学的近似计算,对于这类题,解题思路是首先要对一些物理量的单位及单位换算要有正确的认识,要对物理量的计算公式熟悉,要对常见的一些量要有数据、数量级的认识。
9.【答案】D
【解析】解:A、吊着重物水平移动,力的方向竖直向上,距离的方向水平向前,在力的方向上没有移动距离,故力没有做功,故A错误。
B、背着书包等车,只有力,没有移动距离,故力没有做功,故B错误。
C、用力推车没动,只有力,没有移动距离,故力没有做功,故C错误。
D、球离开运动员脚前,受到脚的力且在力的方向上移动了距离,所以力做功,故D正确。
故选:D。
做功的两个必要因素:1.作用在物体上的力;2.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。
本题考查了力是否做功的判断,是基础题。
10.【答案】D
【解析】解:A、轮船从长江驶入大海时,始终处于漂浮状态,自身的重力不变,受到的浮力不变,故A错误;
B、气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气球里气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,才可以升空,故B错误;
C、根据阿基米德原理可知,浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体的体积、物体浸入液体中的深度无关,故C错误;
D、同一密度计测量不同的液体的密度时,都处于漂浮状态,受到的浮力始终等于密度计的重力。由F浮=ρ液gV排可知:露出的体积越大(排开液体的体积越小),液体的密度越大,两种液体的密度ρa<ρb,故D正确。
故选:D。
(1)阿基米德原理(浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开的液体受到的重力;
(2)热气球是利用在空气中的浮力来工作的,热气球要上升,则浮力应大于重力,据此分析。
(3)根据阿基米德原理可知,浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越多,则浮力越大;
(4)物体受到的浮力一定时,排开液体的体积与液体密度成反比。
本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握与应用,是一道较为简单的应用题。
11.【答案】B
【解析】解:由图知,四个球排开水的体积:
V甲
F甲
故选:B。
由题知,四个小球的体积相同,根据图示得出四个小球排开水的体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到的浮力的大小关系。
本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,能从图中得出四个球排开水的体积关系是本题的关键。
12.【答案】B
【解析】解:每个滑轮质量相等,由G=mg可知动滑轮的重力相等,物体重力相等,
A、不计绳重以及轮与轴间的摩擦,动滑轮省一半力,则F1=12(G+G动);
B、不计绳重以及轮与轴间的摩擦,则F2=2G+G动;
C、不计绳重以及轮与轴间的摩擦,定滑轮不省力,F3=G;
D、不计绳重以及轮与轴间的摩擦,n=3,则F4=13(G+G动);
所以F2最大,故B正确,ACD错误。
故选:B。
定滑轮不省力,但可以改变力的方向;动滑轮能省力,但不能改变力的方向;
不计绳重以及轮与轴间的摩擦,根据F=1n(G+G动)得到拉力的大小。
本题考查滑轮的知识,知道动滑轮、动滑轮和滑轮组的特点。
13.【答案】0 8 16
【解析】解:物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B之间没有发生相对滑动,也没有发生相对滑动的趋势,所以A、B间的摩擦力为0;
物体A、B水平向右运动时,在水平方向上受到物体C对物体B施加的水平向右的拉力为8N、水平向左的摩擦力作用,因物体B处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,为8N;
物体A、B水平向左运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体B受到的摩擦力不变,所以物体B水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是8N;
物体A、B水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力8N(物体C对物体B施加的)、水平向右的摩擦力10N,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,所以水平向左的拉力,F'=F+f=8N+8N=16N。
故答案为:0;8;16。
摩擦力产生的条件:两个物体之间有压力,且发生了相对滑动或有相对滑动的趋势;物体A、B在物体C的作用下向右做匀速直线运动,物体B在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用,根据二力平衡条件求出摩擦力大小;物体B向左匀速直线运动时,物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,物体B和水平桌面的摩擦力不变。物体B水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,根据平衡力条件求出水平向左的拉力。
本题物体B向右匀速直线运动,分析受力情况,根据平衡力条件求出摩擦力大小,根据摩擦力大小的影响因素,判断出物体B向左和向右运动的摩擦力大小不变,物体B向左匀速直线运动,再次分析受力情况,根据平衡力条件求出拉力大小。
14.【答案】5.05×104
【解析】解:救护车车内气压为:p=p0×90%=1.01×105Pa×90%=0.909×105Pa;
救护车车内外的压强差为:Δp=p0-p=1.01×105Pa-0.909×105Pa=0.101×105Pa;
由p=FS得,车顶受到大气形成的内外压力差为:ΔF=ΔpS=0.101×105Pa×5m2=5.05×104N。
故答案为:5.05×104。
根据车内和车外的气压求出压强差;根据公式F=pS求出压力差的大小。
此题考查了压强变形公式的应用,属于基础知识的应用,难度不大。
15.【答案】4×108 上浮一些
【解析】解:
(1)攻击舰的满载排水量约4万吨,该舰满载时受到的浮力约为:
F浮=G排=m排g=4×104×103kg×10N/kg=4×108N;
(2)因为攻击舰处于漂浮状态时,浮力等于自身的重力,因此当这艘攻击舰满载时从长江驶入东海时,浮力保持不变,由于东海的海水密度大于长江水的密度,由F浮=ρ液gV排可得,液体密度变大,排开液体的体积变小,故舰身会上浮一些。
故答案为:4×108;上浮一些。
(1)知道攻击舰的满载排水量约4万吨,利用阿基米德原理求攻击舰满载时受到的浮力;
(2)根据漂浮条件可知,攻击舰满载时从长江驶入东海时,浮力保持不变,利用阿基米德原理分析解答。
本题主要考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,知道物体漂浮时浮力等于物体自身的重力是解题的关键。
16.【答案】重力势 C >
【解析】解:(1)不计空气阻力,A到B的过程中,谷爱凌的速度减小,动能减小;高度升高,重力势能变大,故A到B的过程中,谷爱凌的动能转化成重力势能。
(2)不计空气阻力,A、B、C三点中机械能相同,由于C点高度最低,故C点重力势能最小,动能最大。
(3)D为落地点,从D点到E点的过程中,谷爱凌受到摩擦阻力的作用,机械能转化为内能,故机械能会减小,又因A、B、C三点中机械能相同,故B点的机械能大于E点的机械能。
故答案为:重力势;C;>。
(1)运动员上升过程中,运动员的动能转化为重力势能。
(2)不计空气阻力,机械能守恒,从重力势能大小分析动能大小。
(3)运动员和地面之间存在摩擦力,运动员落地后继续滑行,机械能转化为内能。
通过谷爱凌的滑雪运动考查了动能和重力势能之间的转化、机械能和内能之间的转化等,体现了物理在体育运动中的广泛应用。
17.【答案】5 0
【解析】解:石头浸没在水中时排开水的体积V排=V石=5×10-4m3,
石头受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N;
因F浮
(1)石头浸没在水中时排开水的体积等于石头的体积,根据F浮=ρ水gV排求出石头受到的浮力;
(2)石头静止时,处于平衡状态,物体受到平衡力作用,据此分析受到的合力。
本题考查了阿基米德原理的应用以及力的合成,是一道基础题。
18.【答案】解:
小球静止,处于平衡状态,受到的竖直向下的重力、水平面的支持力是一对平衡力,从小球的重心开始,分别沿两个力的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,注意两条线段长度要相等,如图所示:
【解析】小球A静止在墙角,受到的竖直向下的重力、水平面的支持力,作用点都在重心。
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
19.【答案】解:过支点O做力F2作用线的垂线段L2,则线段L2为力F2的力臂;
连接OA,若在A端施力F,当F的方向与OA垂直时动力臂最大,此时最省力;
根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡,动力F1方向向上,据此可画出最小的动力,如下图所示:
【解析】力臂是由支点到力的作用线的距离,根据杠杆平衡的条件,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。
此题考查了最小力和力臂的画法,需掌握杠杆的平衡条件,关键是确定最长的力臂,即从支点到力的作用点的距离,力臂与力的作用线是垂直关系。
20.【答案】甲 同一直线上 重力和摩擦力 D
【解析】解:(1)实验过程中小王发现两托盘中的砝码质量相差较多,但物体却能保持静止,说明物体受到摩擦力较大,甲图中木块与桌面的摩擦力是滑动摩擦力,乙图中小车与桌面的摩擦力是滚动摩擦力,滑动摩擦力较大,他选择了甲组器材进行实验;
(2)将小车扭转一个角度,两个力不在同一直线上,二力不平衡,故松手后,小车将转动,不能保持平衡,设计此实验的目的是探究在同一直线上的两个力才能平衡;
(3)同组小李提出将装置中的物体换成小卡片,减小了重力和摩擦力对实验结果的影响。探究二力必须作用在同一物体上,实验时可将物体分成两个物体,而小卡片比小车更容易被分成两个物体,因此乙装置更适合探究不在同一物体上的两个力能否平衡,故选D。
故答案为:(1)甲;(2)同一直线上;(3)重力和摩擦力;(4)D。
(1)两个相互接触的物体,发生相对运动时,在接触面上会产生阻碍相对运动的摩擦力;
(2)二力平衡的条件之一是作用在同一条直线;
(3)换成小卡片能减小重力和摩擦力的影响,小车不能分成两个物体,卡片可以分成两个,据此解答。
本题考查二力平衡条件的探究实验,掌握二力平衡条件是解答本题的关键。
21.【答案】1.8 1.08J 1.8J 60% 0.72
【解析】解:
(1)测力计分度值为0.2N,此时弹簧测力计对木块的拉力为1.8N;
(2)根据已知条件,将木块匀速拉到斜面顶端,做的有用功:
W有=Gh=5.4N×0.2m=1.08J,
W总=Fs=1.8N×1m=1.8J,
斜面的机械效率为:η=W有W总×100%=1.08J1.8J×100%=60%;
(3)将木块匀速拉到斜面顶端,则额外功:
W额=W总-W有=1.8J-1.08J=0.72J,
由W额=fs得,木块所受摩擦力:
f=W额s=0.72J1m=0.72N。
故答案为:
(1)1.8;(2)1.08J;1.8J;60%;(3)0.72。
(1)根据测力计分度值读数;
(2)克服重力做的功为有用功,拉力做的功为总功,先根据W有=Gh和W总=Fs分别求出有用功和总功,根据η=W有W总×100%求出机械效率;
(3)根据W额=W总-W有求出额外功,克服摩擦力做功就是额外功,由W额=fs求出摩擦力。
此题是测量斜面的机械效率,考查测力计读数、功和机械效率的计算,要掌握。
22.【答案】是 左 便于测量力臂,同时消除杠杆重力对杠杆平衡的影响 0.6 左
【解析】解:(1)杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于静止状态时,是处于平衡状态;杠杆的右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,故应将平衡螺母向左调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂,同时消除杠杆重力对杠杆平衡的影响;
(2)设杠杆一个小格为L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
F1×5L=3×0.5N×2L,则F1=0.6N;
(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图丁中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,
杠杆的左端:5G×2L=10GL,杠杆的右端:2G×4L=8GL,杠杆的右端力和力臂的乘积小于左端的乘积,所以杠杆右端上翘,左端将下沉。
故答案为:(1)是;左;便于测量力臂,同时消除杠杆重力对杠杆平衡的影响;(2)0.6;(3)左。
(1)物体处于静止状态时,处于平衡状态;杠杆的右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,据此分析将平衡螺母调节的方向,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂,同时消除杠杆重力对杠杆平衡的影响;
(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行分析;知道阻力、阻力臂、动力臂,根据杠杆平衡条件,求出动力大小;
(3)根据杠杆平衡条件分析解答。
本题探究杠杆平衡条件,涉及到的知识点有:杠杆平衡的调节、根据杠杆平衡条件进行计算等。
23.【答案】0.3 物体排开液体的体积 D、E 不能,没有控制排开液体的体积相等 1.2×103
【解析】解:(1)根据称重法测浮力,图B中物体所受的浮力为:
F浮B=G-F示B=4N-3.7N=0.3N;
(2)B、C图知液体的密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不相同,浮力不相同,故可以验证浮力大小跟物体排开液体的体积有关;
(3)要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,图D、E符合题意;
(4)研究浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关,要控制液体的密度和排开液体的体积相同,只改变物体浸入液体的深度,由图B和图C知,排开液体的体积不同,故不能得出“浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关”的结论;
(5)图C中物体所受的浮力:
F浮C=G-FC=4N-3.5N=0.5N,
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排水可得排开水的体积为:
V物=V排水=F浮Cρ水g=0.5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-5m3,
由图AE知,物体浸没在盐水时受到的浮力:
F浮E=G-FE=4N-3.4N=0.6N,
根据阿基米德原理F浮盐=ρ盐gV盐可得盐水的密度:
ρ盐=F浮盐gV盐=0.6N10N/kg×5×10-4m3=1.2×103kg/m3。
故答案为:(1)0.3;(2)物体排开液体的体积;(3)D、E;(4)不能,没有控制排开液体的体积相等;(5)1.2×103。
(1)由图AB,根据称重法求图B中物体所受的浮力;
(2)找出BC的相同量和不同量分析解答;
(3)要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度;
(4)研究浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关,要控制排开液体的密度和排开液体的体积相同,只改变物体浸入液体的深度,由图B和图C分析回答;
(5)根据称量法算出物体浸没水中时的浮力,由阿基米德原理算出排开液体的体积,根据称重法可求出物体浸没在盐水时受到的浮力,由阿基米德原理算出盐水的密度。
本题探究浮力大小跟哪些因素有关,考查称重法测浮力及控制变量法的运用,综合性强,有一定的难度。
24.【答案】解:(1)木块的密度ρ木=m木V=3kg5×103×10-6m3=0.6×103kg/m3<ρ水,
将木块放入水中后,等木块完全静止时,木块漂浮,受到的浮力F浮=G=mg=3kg×10N/kg=30N;
(2)木块完全静止时,木块排开水的体积V排=F浮ρ水g=30N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10-3m3=3×103cm3,
露出水面的体积V露=V-V排=5×103cm3-3×103cm3=2×103cm3。
答:(1)将木块放入水中后,等木块完全静止时,木块受到的浮力为30N;
(2)木块完全静止时,木块露出水面的体积是2×103cm3。
【解析】(1)根据密度公式计算木块的密度,根据浮沉条件判断将木块放入水中后的状态,并得出木块所受的浮力;
(2)根据V排=F浮ρ水g得出木块完全静止时排开水的体积,根据V露=V-V排得出露出水面的体积。
本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
25.【答案】解:(1)从图中可知n=3,在0~1s内拉力F=450N,
物体A上升了0.5m,绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.5m=1.5m,
此过程中拉力做的功W=Fs=450N×1.5m=675J;
(2)在1~3s内物体做匀速直线运动,速度v物=1.0m/s,绳子自由端的速度v=nv物=3×1.0m/s=3m/s,拉力F'=400N,
根据P=Wt=Fst=Fv可知拉力做功的功率P=F'v=400N×3m/s=1200W;
(3)在1~3s内滑轮组的机械效率η=W有用W总=GhF's=GhF'nh=GnF'=960N3×400N×100%=80%。
答:(1)在0~1s内物体A上升了0.5m,此过程中拉力做的功为675J;
(2)在1~3s内拉力做功的功率为1200W;
(3)在1~3s内滑轮组的机械效率为80%。
【解析】(1)从图中可知n=3,且在0~1s内拉力F=450N,物体A上升了0.5m,根据s=nh得出绳子自由端移动的距离,根据W=Fs得出此过程中拉力做的功;
(2)在1~3s内物体做匀速直线运动,速度v物=1.0m/s,根据v=nv物得出绳子自由端的速度,根据P=Wt=Fst=Fv可知拉力做功的功率;
(3)根据η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF得出在1~3s内滑轮组的机械效率。
本题考查有关滑轮组的功、功率和机械效率的有关知识,关键是从图中得出有用信息。
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