2021-2022学年山东省济宁市邹城市八年级(下)期末物理试卷(含解析)
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2021-2022学年山东省济宁市邹城市八年级(下)期末物理试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)
1. 《刑法修正案(十一)》自2021年3月1日正式施行,高空抛物罪施行首日,江苏溧阳市人民法院审理一起高空抛物案件,被告人徐某某犯高空抛物罪被判处有期徒刑6个月,并处罚金2000元,这是全国首例高空抛物罪案。被抛下的物体在下落过程中逐渐增大的物理量是( )
A. 重力势能 B. 动能 C. 重力 D. 密度
2. 如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 托盘天平
C. 核桃夹 D. 瓶起子
3. 关于物质的组成,下列说法中错误的是( )
A. 首先发现电子的科学家是汤姆孙
B. 原子核位于原子中心,核外电子绕原子核高速旋转
C. 分子是微观粒子中最小微粒
D. 原子的质量几乎全部集中在原子核内
4. 如图为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. 跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,重力势能不变
B. 短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态不变
C. 冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性力
D. 运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中,冰球所受重力没有做功
5. 如图是《物质的构成》一课中的四个重要实验,下面关于实验的描述错误的是( )
A. 图甲说明分子总是在不断地做无规则运动,集气瓶水平放置可排除地心引力对实验的干扰
B. 图乙说明分子之间有空隙,实验时将装置上下翻转几次,可加快酒精与水的混合
C. 图丙中两杯水温度不同,红墨水扩散的速度也不同,说明分子运动的剧烈程度与温度有关
D. 图丁和图乙实验操作方法、实验现象、实验结论都相同
6. 夏季临近,交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但是当电动车快速行驶时,伞面被向上吸,存在较大的安全隐患,如图所示。下列情景与其原理不同的是( )
A. 南铁站站台上划定安全线
B. 气垫船船体脱离水而行驶
C. 飞机的机翼设计成流线型装
D. 赛车尾部安气流偏导器
7. 如图所示,物块A和弹簧放在光滑的水平面上,弹簧左端固定于竖直墙面,向左移动物块A并压缩弹簧至B处,静止释放物块A,此后物块的运动是( )
A. 先加速再减速后匀速 B. 先加速后匀速
C. 一直加速 D. 先加速后减速
8. 物块A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连,如图所示。现向小桶B中加入细沙,当小桶B与沙子的总质量为m时,物块A恰好做水平向右的匀速直线运动(忽略滑轮的摩擦)。下列说法正确的是( )
A. 物块A受到的滑动摩擦力小于mg
B. 物块A的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
C. 物块A受到的滑动摩擦力与小桶B受到的拉力是一对平衡力
D. 继续向小桶B中加入沙子,使物块A在水平桌面上加速运动,此时物块A受到的滑动摩擦力大小不变
9. 如图所示是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中不正确的是( )
A. 在使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的竖直高度差不变化
B. 自制气压计的玻璃管内水柱高度降低,说明大气压降低了
C. 把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
D. 自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
10. 如图所示,物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直轨道上运动,其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N,则以下判断正确的是( )
A. 拉力F在AB段做功的功率为2W
B. 该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2:5
C. 拉力F在CD段所做的功为10J
D. 该物块在AD段的运动过程中运动状态不变
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共6小题,共12.0分)
11. 为预防新型冠状病毒感染的肺炎,福州市对公交车进行限载和消毒,在喷洒药水对公交车进行杀菌消毒时,会闻到特殊的气味,这说明药水分子在______ ;当公交车正常匀速行驶的过程中,其动能______ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
12. 物理知识在日常生活中有着广泛的应用,如图所示:“乳牛自动喂水器”利用的是______原理;修筑拦河大坝时要做成上窄下宽,主要是根据______的规律(选填“固体压强”、“液体压强”或“气体压强”)。
13. 体重为600牛的某同学从底楼匀速登上五楼(每层楼高为3米),如果耗时20s,则该同学克服重力做功功率为______W;如果耗时40s,所做功______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
14. 如图所示为“无叶电风扇”,它的底座有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形的出风口,从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强______ ,使周围空气______ (选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气,带动周围空气流动,使风量可以增加到原来的15倍。
15. 甲、乙是两套完全相同的滑轮组成的滑轮组,加图所示,用这两套装置提升重为200N的相同重物时,甲装置中所用的拉力为F1,机械效率为η1,乙装置中所用的拉力为F2,机械效率为η2,不计绳重与摩擦,如果F1=120N,则F2= ______ N;并且η1 ______ η2(选填“>”“<”或“=”)。
16. 一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有2.4N的煤油溢出;将其取出擦净后,轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有2.7N的水溢出。则物块在水中静止时处于______ 状态,物块的密度是______ kg/m3。(ρ煤油=0.8×103kg/m3)
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
17. 如图“蛟龙号”潜水艇执行完某次任务时,工作人员欲对它进行保养,请画出潜水艇静止在海面时的受力示意图。
18. 如图所示,杠杆在水平位置平衡,货物A重150N,如拉力F1为动力,请在图中画出杠杆所受阻力F2及动力对支点O的力臂L1。
四、实验探究题(本大题共3小题,共12.0分)
19. 如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下(mA=mB
(1)要研究动能与质量的关系,我们要选择______ 两图来进行比较。实验结论是______ 。
(2)要研究动能与速度的关系,我们应该选择______ 两图来进行实验。实验结论是______ 。
(3)观察木块被撞击后移动距离的长短,是为了判断______ ;若水平面绝对光滑,本实验将______ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(4)从图中可以看出,A、B、C三个小球刚到达水平面时,______ 球的动能最大。
20. 为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,小斐进行了如下图所示的实验:
(1)图甲中你觉得最合理的实验顺序是______ 。
(2)甲图中小石块浸没于水中受到的浮力F浮= ______ N,被排开的水所受的重力G排= ______ N。比较F浮和G排的关系,可知浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
(3)乙图中弹簧测力计的示数______ 3N。
(4)小石块的密度是______ kg/m3。(g=10N/kg)
21. “探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲,把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除______ 对实验的影响。实验前应先调节杠杆在水平位置平衡目的是______ 。
(2)图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡,若在A处下方再挂一个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,需将挂在B处的钩码向右移动______ 格。
(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,弹簧测力计示数______ (选填“大于”“小于”或“等于”)1N,如果竖直向上拉动弹簧测力计,它是______ (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆(每个钩码重0.5N)。
(4)小明经过多次实验,分析实验数据后得出了杠杆平衡条件:______ 。
五、计算题(本大题共2小题,共12.0分)
22. 如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N,前后及两侧受到液体的压力相等。(g取10N/kg)。求:
(1)正方体受到的浮力;
(2)正方体上表面受到液体的压强;
(3)该液体的密度。
23. 工人师傅用如图所示的滑轮组提升建材,他将重为540N的建材匀速提升了3m,滑轮组的机械效率是90%(忽略绳重与摩擦)。试求:
(1)提升建材所做的有用功;
(2)动滑轮重。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
AB、物体在下落过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,重力势能转化为动能,速度不断增大,所以动能不断增大,故A错误,B正确;
C、重力大小和物体的质量有关;物体在下落过程中质量不变,重力保持不变,故 C错误;
D、密度是物质本身的一种特性,与高度无关,故D错误。
故选:B。
动能和势能可以相互转化。
动能的大小与物体的速度和质量有关,质量不变时,速度越快动能就越大。
重力势能的大小与物体的高度和质量有关,质量不变时,高度越大重力势能就越大。
本题考查动能和重力势能的影响因素,相对比较简单,属于基础题。
2.【答案】A
【解析】A.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;故A正确;
B、托盘天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B错误;
CD、核桃夹、酒瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;故CD错误。
结合图片和生活经验,先判断它们在使用过程中,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。杠杆的分类:动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
本题的解题关键是结合自己的生活经验,先判断各种杠杆的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。
3.【答案】C
【解析】解:
A、首先发现电子的科学家是汤姆孙,故A正确;
B、原子由原子核和电子组成,原子核位于原子中心,核外电子绕原子核高速旋转,故B正确;
C、电子、质子、原子等都比分子小,所以分子不是微观粒子中最小微粒,故C错误;
D、原子的质量几乎集中在原子核内,电子的质量相对于原子核来说很小,故D正确;
故选:C。
1897年,英国的物理学家汤姆孙发现阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成,这种粒子就是电子,电子的发现说明原子是可以再分的;原子是由原子核和核外电子组成,据此分析作答。
本题考查了电子的发现及原子的结构特点,原子的核式结构就像太阳系一样,中间是原子核,周围是绕核转动的电子。
4.【答案】D
【解析】解:
A、跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,质量不变、高度减小,其重力势能减小,故A错误;
B、短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动方向发生改变,所以其运动状态发生改变,故B错误;
C、冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态,惯性是一种性质,不是力,故C错误;
D、用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中,冰球所受重力方向竖直向下,距离的方向沿水平方向;力和距离的方向不一致,故重力没有做功,故D正确。
故选:D。
(1)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)力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;
(3)任何物体都具有惯性,惯性是物体保持原运动状态不变的性质;
(4)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。
本题主要考查了机械能大小变化分析、力的作用效果、惯性、做功条件的理解等,综合性强,但难度不大。
5.【答案】D
【解析】解:A、图甲可以观察到的现象是,二氧化氮集气瓶的红棕色逐渐变浅,盛有空气的集气瓶的颜色加深,最终二个瓶内的颜色一致,说明分子总是在不断地做无规则运动,因为重力的方向总是竖直向下的,集气瓶水平放置可排除地心引力对实验的干扰,故A描述正确;
B、图乙中,观察到的现象是最终水和酒精两种液体混合后总体积比它们原来的体积之和偏小,这说明分子之间有空隙,实验时将装置上下倒立几次,可加快酒精与水的混合,故B描述正确;
C、图丙中,盛有热水的杯子里的水变红的速度比盛有冷水的杯子里的水变红的速度快,两杯水温度不同,红墨水扩散的速度也不同,说明分子运动的剧烈程度与温度有关,故C描述正确;
D、图丁说明黄豆与芝麻中间有空隙,是宏观现象,不是表达分子间的间隙,而图乙通过两种液体混合后,体积变小,表达分子间有间隔,实验操作方法、实验现象相同,而实验结论不同,故D描述错误。
故选:D。
根据分子作用力和分子热运动的知识分析判断。
分子动理论在生活中应用非常广泛,但要注要区分是分子运动还是宏观物体的运动。
6.【答案】B
【解析】解:伞面“上凸下平”,当电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强、压力差,使伞面被向上吸,利用了流体压强和流速的关系;
A、人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故,所以南铁站站台上划定安全线,利用了流体压强和流速的关系;
B、气垫船脱离水面行驶,是通过使得接触面彼此分离的方法减小摩擦力,没有利用流体压强和流速的关系;
C、由于飞机的机翼设计成流线型,所以空气通过机翼上表面的流速大,通过下表面的流速较小;因为机翼上方的空气流速大,压强较小;机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而形成向上的升力。利用了流体压强和流速的关系;
D、赛车尾部安装的气流偏导器,它的底部是弧形,这相当于倒置的飞机机翼。赛车行驶时,流过气流偏导器上方的气流速度小于下方气流速度,因此在其上下表面产生压强差,形成对气流偏导器向下的压力,能使车轮更好地抓紧地面,利用了流体压强和流速的关系。
综上分析可知,与遮阳伞原理不同的是气垫船脱离水面行驶。
故选:B。
液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
本题考查了流体压强与流速的关系,重点考查学生利用所学知识解决实际问题的能力,要求学生掌握流体压强跟流速的关系,并能用流体压强知识解释有关的问题。
7.【答案】B
【解析】解:如图所示,当压缩弹簧时,弹簧具有弹性势能,在恢复形变时,弹性势能转化为动能,使物块获得一定的速度,且在物块离开弹簧时,速度达到最大;物块离开弹簧后,因水平面光滑,它在水平方向不受力,故物块将做匀速直线运动。
综上所述,静止释放物块A,此后物块的运动是先加速后匀速。只有选项B符合题意。
故选:B。
压缩的弹簧具有弹性势能,在转化为动能时,使物块获得一定的速度,离开弹簧后物块的运动状态取决于它的受力情况。物体若不受力,将做匀速直线运动。
本题解答时有两点要特别注意:一是在弹簧恢复形变前,物块是做加速运动;二是在离开弹簧后,物块将保持匀速直线运动。
8.【答案】D
【解析】A、沙桶与沙的总重力为G=mg,使用定滑轮不能改变力的大小(忽略滑轮的摩擦),则物块受到的拉力大小为mg;因为物块做匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,所以滑动摩擦力的大小为mg,故A错误;
B、物块A的重力与桌面对它的支持力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C、物块A受到的滑动摩擦力与小桶B受到的拉力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C错误;
D、继续向小桶中加入沙子,木块对接触面的压力没变,接触面的粗糙程度不变,故滑动摩擦力不变,故D正确。
(1)二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在一条直线上;
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
(3)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(4)影响滑动摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度。
本题考查了平衡力和相互作用力的的区分、摩擦力的大小的影响因素,平衡力和相互作用力容易混淆,注意区分:相同点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.不同点:平衡力是一个受力物体,发生在两个物体之间;相互作用力是两个受力物体,发生在两个物体之间。
9.【答案】B
【解析】解:A、在使用水银气压计时,如果玻璃管倾斜会使水银柱的长度增加,但高度不变,故不影响实验测量结果,故A正确;
B、自制气压计的玻璃管内水柱高度降低,说明大气压增大了,故B错误;
C、大气压随高度的增加而减小,把水银气压计从1楼拿到10楼,由于外界大气压变小,故玻璃管内水银柱会下降,故C正确;
D、自制气压计瓶内气压等于瓶外大气压加上吸管内水柱产生的压强,故D正确。
故选:B。
(1)玻璃管粗细、是否倾斜、是否弯曲以及水银槽内水银的多少不会影响大气压的测量值。
(2)外界气压增大,自制气压计的玻璃管内水柱高度降低。
(3)海拔越高,大气压越小;
(4)玻璃管内水柱高度高于瓶内的水面,这说明瓶内气压大于瓶外大气压。
本题考查了气压与高度的关系、气压计的原理,综合性强,要求运用物理知识要灵活。
10.【答案】A
【解析】解:A、物块在AB、CD段均做匀速运动,所以受力平衡,则在AB段和CD段所受的拉力等于该段受到的阻力,则F=f=1N,所以拉力F在AB段做功的功率:P=Wt=Fst=Fv=1N×2m/s=2W,故A正确;
B、该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为:tt1=svsv1=10m2m/s10m5m/s=52,故B错误;
C、物块在AB、CD段均做匀速运动,所以受力平衡,则在AB段和CD段所受的拉力等于该段受到的阻力,则F1=f1=2N,拉力F在CD段所做的功为:W=F1s=2N×10m=20J,故C错误;
D、物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/的速度匀速运动,物体的速度发生改变即物体的运动状态改变,故D错误。
故选:A。
A.物块在AB、CD段均做匀速运动,所以受力平衡,则在AB段和CD段所受的拉力等于该段受到的阻力,根据P=Wt=Fst=Fv计算拉力F在AB段做功的功率;
B.根据v=st可得t=sv,进一步求出通过AB、CD段所用的时间之比;
C.物块在AB、CD段均做匀速运动,所以受力平衡,则在AB段和CD段所受的拉力等于该段受到的阻力,然后根据功的计算式求出拉力在CD段所做的功。
D.物体运动状态的改变包括由静到动、由动到静、速度大小的改变、方向的改变。
本题考查速度公式及其应用、功和功率的计算、二力平衡条件的应用等,涉及到的知识点多,综合性强,且难度适中,属于中考常见题型。
11.【答案】不停地做无规则运动 不变
【解析】解:在喷洒药水对环境进行杀菌消毒时,会闻到特殊的气味,是由于药液分子在不停地做无规则运动;公交车正常匀速行驶的过程中,质量不变,速度也不变,所以动能大小不变。
故答案为:不停地做无规则运动;不变。
(1)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈;
(2)动能的大小与物体的质量和速度有关。
本题主要考查学生对扩散现象以及影响动能大小因素的理解,是一道基础题。
12.【答案】连通器 液体压强
【解析】解:
(1)乳牛自动喂水器的结构符合上端开口、下部连通的容器,属于连通器,利用的是连通器原理;
(2)拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状,是因为液体内部压强随着深度的增加而增大,越往下面,液体内部压强越大,所以修成这种形状,河坝不易被冲垮。
故答案为:连通器;液体压强。
(1)上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内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;
(2)根据液体压强特点分析解答:液体压强随深度的增加而增大。
本题考查了连通器的应用、液体压强的特点,虽然具有一定的综合性,但考查方式较简单,是一道基础题。
13.【答案】360 不变
【解析】解:登上五楼上升的高度:h=3m×4=12m,
克服自身重力做功:W=Gh=600N×12m=7200J,
该同学登楼的功率:P=Wt=7200J20s=360W;
用的时间变为40s,体重G不变,上楼的高度h不变,根据W=Gh可知做功不变。
故答案为:360;不变。
(1)知道体重,求出上升高度,利用W=Gh计算克服自身重力所做的功;知道做功时间t利用功率公式P=Wt求功率;
(2)用的时间变化,力和在力的方向上移动的距离不变,根据W=Gh分析做功的变化。
本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用,知道登上五楼上升四层楼的高度是解答本题的关键。
14.【答案】小 靠近
【解析】解:根据流体压强和流速的关系可知,空气从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气向这部分喷射空气靠近,带动周围空气流动,使风量可以增加到原来的15倍。
故答案为:小;靠近。
液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
本题考查了流体压强和流速的关系,是一道基础题。
15.【答案】80 =
【解析】解:
(1)甲图中n=2,F1=120N,
不计绳重与摩擦,根据F=12(G物+G动)可得动滑轮的重力:
G动=2F1-G物=2×120N-200N=40N;
乙图中n=3,不计绳重与摩擦,则绳端的拉力:
F2=13(G物+G动)=13×(200N+40N)=80N;
(2)比较甲、乙两个滑轮组可知,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,绳重和摩擦忽略不计,
则W额=G动h,W有用=G物h,
所以,利用甲、乙装置做的有用功相同、额外功相同,总功相同,
根据η=W有用W总可知,两个装置的机械效率相同,即:η1=η2。
故答案为:80;=。
(1)由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,不计绳重与摩擦,根据F=1n(G物+G动)分别求出动滑轮重和拉力F2的大小;
(2)把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计摩擦,利用相同的滑轮、提升相同的高度,做的额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断两滑轮组机械效率的大小关系。
本题考查了使用滑轮组时拉力的计算和机械效率的大小比较,关键要知道:不计摩擦和绳重时,拉力F=1n(G物+G动)。
16.【答案】漂浮 0.9×103
【解析】解:
由题意可知,同一物体分别放入装满煤油和水的大烧杯后,溢出水的重力大于溢出煤油的重力,
由阿基米德原理可知F浮水=2.7N,F浮煤油=2.4N,即物体在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力,
若该物体在水和煤油中都漂浮或在水中漂浮、在煤油中悬浮,则浮力应相等,故不可能是这种情况;由于煤油的密度较小,则该物体在煤油中一定下沉,但物体水中可能是漂浮、悬浮或下沉(暂不能判断);
该物体在煤油中一定下沉,则由F浮=ρ液gV排得物块的体积:
V=V排煤油=F煤油ρ煤油g=2.4N0.8×103kg/m3×10N/kg=3×10-4m3=300cm3;
若物体完全浸没在水中,此时物体所受的浮力:F浮浸没水=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N;
因物体在水中实际受到的浮力2.7N小于完全浸没在水中时的浮力3N,所以物体在水中并未完全浸没,即在水中漂浮;
根据漂浮条件和阿基米德原理可得F浮水=G=G排水,则物体的重力为G=2.7N,
所以物块的密度:ρ=mV=GgV=2.7N10N/kg300×10-6m3=0.9×103kg/m3。
故答案为:漂浮;0.9×103。
由阿基米德原理可知物体在煤油和水中受到的浮力大小,判断出物体在煤油中的状态,根据公式F浮=ρ液gV排得出物体的体积,从而可根据物体在水中完全浸没时的浮力与物体实际所受水的浮力的关系得出浮沉情况,确定物体的重力,由密度公式求出物体的密度。
此题考查了阿基米德原理、浮沉条件、密度公式的应用,判断出物体在煤油和水中的状态是解答此题的关键,难度较大。
17.【答案】解:潜水艇在水中漂浮,受到重力和浮力的作用,重力等于浮力;重力和浮力的作用点都在重心上;重力竖直向下,浮力竖直向上;如图所示:
【解析】潜水艇在水中受重力与浮力的作用,物体漂浮时浮力等于重力。
画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
18.【答案】解:物体A所受重力的大小为150N,此时杠杆所受阻力F2=GA=150N;
先将F1反向延长,再从O点向F1的作用线做垂线,垂线段的长就是该力的力臂L1,如图所示:
【解析】阻力是物重对杠杆的力,方向竖直向下;已知支点、动力的方向,根据力臂的画法,从支点作动力作用线的垂线段,即为动力臂。
画力的示意图的关键是要把握它的三要素;画杠杆的力臂则要找准支点和力的作用线,并从支点向力的作用线做垂线。
19.【答案】a、c 在速度一定时,质量越大,动能越大 a、b 在质量一定时,速度越大,动能越大 动能的大小 不能 C
【解析】解:(1)研究动能与质量的关系时,采用控制变量法保证速度相同,所以保证小球在同一高度滚下,改变质量,a和c符合题意;由图可知,在速度一定时,质量越大,动能越大;
(2)研究速度与动能的关系时,采用控制变量法保证质量相同,所以小球在不同高度滚下,a和b符合题意;由图可知,在质量一定时,速度越大,动能越大;
(3)实验中通过观察推动纸盒移动的距离来比较物体的动能的大小,运用了转换法;若水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律,小车和木块将永远一直运动下去,就不能达到探究的目的了;
(4)由图可知,c中木块被撞击的距离最远,则C球的动能最大。
故答案为:(1)a、c;在速度一定时,质量越大,动能越大;(2)a、b;在质量一定时,速度越大,动能越大;(3)动能的大小;不能;(4)C。
动能的决定因素有两个:质量和速度,根据控制变量法的思路,去分析解决;要研究动能与质量的关系,必须保证速度相同,而质量不同。物体动能的大小,可由它对外做功的多少来体现。球把纸盒推出的距离长,说明的物体对外做的功多,进而体现它的动能大,这是一种转换的方法。
明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。
20.【答案】④①②③ 1 1 小于 4×103
【解析】解:
(1)探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,应测量出小空桶的重力,用测力计测量出石块的重力,再将石块慢慢浸没在装满水的溢水杯中(溢出的水流入小桶内),记下此时测力计的示数,最后再测量出小桶和溢出水的重力,故合理的实验顺序是④①②③;
(2)由图①②,根据称重法测浮力知:石块所受的浮力:F浮=F1-F2=4N-3N=1N;
由图③④可知:石块排开的水所受的重力:G排=F3-F4=2N-1N=1N;
(3)比较F浮和G排的大小,发现F浮=G排,从而验证“浸在水中的物体受到的浮力大小等于物体排开的水所受的重力”这个规律叫做阿基米德原理。
(3)浸入液体中的物体受到的浮力的大小与液体的密度和排开的液体的体积有关;在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大,即物体在盐水中受到的浮力大,则拉力会变小,即小于3N;
(4)根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排可知,小石块的体积:V=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3;
由图①可知,小石块的重力为:G=4N;
小石块的密度是:ρ=mV=GgV=4N10N/kg×1×10-5m3=4×103kg/m3。
故答案为:(1)④①②③;(2)1;1;(3)小于;(4)4×103。
(1)根据实验目的,为减小误差,实验顺序为:
应测量出小空桶的重力,用测力计测量出石块的重力,再将石块慢慢浸没在装满水的溢水杯中(溢出的水流入小桶内),记下此时测力计的示数,最后再测量出小桶和溢出水的重力;
(2)由图①②,根据称重法求出浮力;图③④中两次测力计示数之差即为石块排开的水所受的重力;比较F浮和G排的大小,F浮=G排;用阿基米德原理来判断浮力和排开液体的重力关系;
(3)在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排得出小石块的体积;根据ρ=mV=GgV求出该小石块的密度。
本题验证“浸在水中的物体受到的浮力大小等于物体排开的水所受的重力”,考查了称重法测浮力。
21.【答案】杠杆自重 便于测量力臂 1 大于 省力 F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
【解析】解:(1)把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上,杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;
实验前先调节杠杆在水平位置平衡,是为了方便直接测出力臂;
(2)设一个钩码重为G,一格的长度为L;
根据杠杆的平衡条件可得:4G×2L=2G×nL,
解得:n=4,
故应该将B处所挂钩码须向右移动4-3=1格;
(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,若弹簧测力计竖直向上拉,根据杠杆的平衡条件,弹簧测力计的示数:
F=4G×2L4L=2G=2×0.5N=1N,
由于弹簧测力计拉力F的力臂小于4L,故F大于1N;
如果竖直向上拉动弹簧测力计,弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂,故它是省力杠杆;
(4)杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)。
故答案为:(1)杠杆自重;便于测量力臂;(2)1;(3)大于;省力;(4)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)。
(1)杠杆的重心通过支点,消除杠杆重对杠杆平衡的影响,并且便于测量力臂;
(2)根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂解答;当钩码处于静止状态时处于平衡状态,受到的力为平衡力,再根据平衡力的条件,即大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上进行解答;
(3)杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力变大。
(4)杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)。
物理实验中进行多次实验的目的是不同的。有的是为了多次测量求平均值减小误差;有的是为了多次测量发现一定的变化规律;有的是为了多次测量使实验结论具有普遍性。要真正明确每一个实验进行多次实验的目的。
22.【答案】解:(1)由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力:F浮=F2-F1=13N-5N=8N;
(2)正方体上表面积:S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,
正方体上表面受到液体的压强:p=FS=5N1×10-2m2=500Pa;
(3)根据题意可知,正方体的体积为:V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,
正方体悬浮在液体中,则V排=V,由公式阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度为:ρ液=F浮gV排=8N10N/kg×1×10-3m3=0.8×103kg/m3。
答:(1)正方体受到的浮力为8N。
(2)正方体上表面受到液体的压强为500Pa。
(3)该液体的密度为0.8×103kg/m3。
【解析】(1)知道正方体上、下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F浮=F下-F上求出受到的浮力。
(2)根据S=L2求出正方体的上表面积,根据p=FS求出正方体上表面受到液体的压强。
(3)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其体积,根据F浮=ρ液gV排求出液体的密度
本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的应用,涉及到的知识点多,综合性强,有一定难度,计算过程要注意单位的换算。
23.【答案】解:(1)提升建材所做的有用功为:
W有=Gh=540N×3m=1620J;
(2)因为不计绳重和摩擦时η=W有W总=W有W有+W额外=GhGh+G动h=GG+G动,所以动滑轮的重力为:
G动=1-ηηG=1-90%90%×540N=60N。
答:(1)提升建材所做的有用功为1620J;
(2)动滑轮重为60N。
【解析】(1)利用W有=Gh求有用功;
(2)利用不计绳重和摩擦时η=W有W总=W有W有+W额外=GhGh+G动h=GG+G动求动滑轮重。
本题考查了使用滑轮组时有用功的计算和机械效率计算公式的应用,利用好不计绳重和摩擦时η=W有W总=W有W有+W额外=GhGh+G动h=GG+G动是关键。
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