山东省烟台市栖霞市2019-2020学年八年级下学期期末物理试题
展开立定跳远测试中,小明想:地球自转会影响成绩吗?对此,下列认识正确的是( )
A. 向东跳有利B. 向西跳有利
C. 向南或向北跳有利D. 向各个方向跳都一样
下列实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 拔河比赛时,运动员用力握住绳子B. 自行车轴承中装有滚珠
C. 压缩空气使气垫船的船体与水面脱离D. 冰壶表面打磨的很光滑
一位司机驾驶大货车在某路段行驶,由于超速被警察拦住,警察对司机说:“先生,刚才你的车速为70km/h,超速了.”这位司机不满地说:“为什么小车的限速为80km/h,而大车的限速却为60km/h,不合理!”如果让你从物理学角度向司机解释,你会告诉他,这是由于( )
A. 物体的惯性跟速度和质量有关B. 摩擦力的大小跟速度和质量有关
C. 物体的动能跟速度和质量有关D. 压强的大小跟速度和质量有关
关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 功率越大的机械,做功一定越多
B. 功率越大的机械,机械效率一定越高
C. 功率越大的机械,做功一定越快
D. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
下列生活、生产实例与所包含物理知识的说法中错误的是( )
A. 旗杆的顶端所安装的滑轮,可以用来省力
B. 载重汽车安装很多宽大的轮子是为了减小对地面的压强
C. 矿泉水瓶盖周围凹凸花纹是为了增大摩擦
D. 司机驾车时必须系安全带,这是为了防止惯性带来的危害
在四川抗震救灾现场.一块水泥板质量为0.5t,起重机在5s内把它匀速提高2m,此过程中( )
A. 起重机对水泥板所做的功为1×103J
B. 起重机对水泥板所做的功为1×104J
C. 起重机提升水泥板的功率为2×102W
D. 起重机的柴油机做功的功率为2×103W
下列四种情景中,人对物体没有做功的是( )
A. 向上堆积物体
B. 推车推物体
C. 抽出中间的物体
D. 背着物体前进
如图所示,先用绳子把一个铁锁悬挂起来,然后把铁锁靠近自己鼻子(没有和鼻子接触),松手后,铁锁向前摆动又摆回来,有关铁锁的摆动过程,下列说法正确的是( )
A. 人保持不动,铁锁回摆后能碰到鼻子B. 铁锁下降过程中,重力势能转化为动能
C. 铁锁上升到最高点,重力势能最小D. 铁锁下降到最低点,动能最小
如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
A. p1=p2=p3
B. p1
D. 缺少条件,无法判断
如图所示,如图所示,潜水艇悬浮在水中时,下列说法正确的是( )
A. 潜水艇是改变所受到浮力来实现上浮或下潜的
B. 当潜水艇下沉时,可以增大水舱的体积
C. 潜水艇是靠改变自身重力实现上浮或下潜的
D. 当潜水艇上浮时,可以减小水舱的体积
如图所示杠杆中能在水平位置平衡的是(不计杠杆重力和摩擦)( )
A. B.
C. D.
某同学用图所示装置来“探究动能大小与速度的关系”,下列说法正确的是( )
A. 实验探究的是木块的动能与速度的关系
B. 让不同的小车从斜面同一高度由静止释放
C. 水平面必须光滑
D. 通过观察木块移动距离的远近来比较小车的动能大小
如图所示,分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A,不考虑摩擦,三个力的大小关系是( )
A. F1
C. F1>F2>F3
D. F2>F1=F3
把一个正方体,保持侧面竖直地浸没在液体里的不同深度处,则( )
A. 正方体顶面所受的压力大小不变B. 正方体底面所受的压力大小不变
C. 正方体每个侧面所受的压力大小不变D. 正方体上、下两面受的压力差不变
如图所示,两个相同的滑轮,分别用如图所示的两种方式,将同一物体匀速提升相同的高度,物重大于动滑轮重力,关于这两种方式下列判断正确的是(不计绳重与摩擦)( )
A. 绳子自由端的拉力相等B. 绳子自由端移动的距离相等
C. 机械做的有用功相等D. 两装置的机械效率相等
某同学向两张纸中间吹气,这时会发现两张纸______(选填“靠拢”或“远离”)(图甲),此实验现象初步说明了空气流速大的地方压强______(选填“大”或“小”);飞机的机翼要设计成上凸下平的形状(图乙),当飞机前进时,气流通过机翼上、下方的速度不同,空气对机翼上表面产生的压强______(选填“大于”或“小于”)它对机翼下表面产生的压强。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,从而获得升力。
用如图装置测量滑动摩擦力的大小,图中定滑轮的作用是______,小桶落地后,滑轮块由于______继续向前运动,此时滑块受到的摩擦力______(填“变大”“变小”或“不变”),想要测出滑动摩擦力的大小,需测出______(填“滑块的质量”或“沙子和小桶的质量”)
如图所示,把两个相同的密度计分别放入两种不同的液体中,由图可知:两种液体的密度ρ甲______ρ乙;两个密度计在两种液体中受到的浮力F甲______F乙.液体对两个容器底部的压强p甲______p乙.(均选填“大于”、“小于”或“等于”).
如图所示,某同学利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行“探究重力势能的大小与什么因素有关”实验,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示。实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小;为了验证物体的重力势能与物体的质量有关,需选择表中______(选填实验序号)三组数据进行分析;分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是什么?
在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400N,拉动的距离s=4.5m,提升高度h=1.8m,所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为______W,斜面的机械效率为______。
如图所示,小明用羊角锤拔铁钉,画出在A点施加最小动力F的示意图及其力臂L。
山泉煎茶有怀
白居易唐坐酌泠泠水,看煎瑟瑟尘。无由持一碗,寄与爱茶人。
我国有源远流长的茶文化,俗话说好茶也得有好壶。在宋辽时期,有能工巧匠设计出一种浑然天成、匠心独运的壶,充分体现了我国古代工匠的智慧。倒装壶,又称倒灌壶,倒装壶虽具有普通壶的外形,但壶盖却与壶身连为一体,因此无法像普通壶那样从上面注水(图甲)。这种壶的底部有一个梅花形注水口(图乙),使用时需将壶倒转过来(图丙),水由壶底的梅花形注水口注入壶中,注满水后,将壶放正(图丁),故名“倒装壶”。
倒装壶之所以具有这样的功能,是因为其壶内设计了特殊结构--有A、B两只隔水管,其中隔水管A与壶底部的注水口相连,隔水管B是由壶嘴的出水口向下延伸形成。向壶内注水时,若水从壶嘴外流,表明水已注满(图丙);将壶翻转过来,若水面不超过壶嘴出水口和隔水管A的高度(图丁),水将不会流出来,这就是倒装壶的神奇之处。
阅读上文,回答下列问题:
(1)倒装壶根据的物理原理是什么?
(2)倒装壶向外倒水时,若将梅花形注水口密封,水还能从壶嘴流出吗?其原因是什么?
(3)观察图丙,倒装壶能够装的水的多少是由隔水管“A”还是隔水管“B”决定的?
小馨同学利用如图甲所示的实验装置探究“液体压强规律”。
(1)该同学利用压强计来探究液体内部压强的特点,当他将金属盒浸没于水中后,发现U形管两端液面如图乙的情景,则问题可能是什么?
(2)排除故障后,得到实验数据如上表,分析实验数据中存在的明显错误?
(3)删除明显错误的实验数据,综合分析表中剩余的实验数据,归纳可以得出液体压强的规律有哪些?(答出两点即可)
如图所示是某同学探究“阿基米德原理”的实验。(其中桶A为圆柱形)
(1)如图甲、乙所示,该同学先用弹簧测力计分别测出空桶A、B的重力,然后将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用空桶B接住溢出的水,如图丙所示。桶A受到的浮力为______N;再测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,桶A排开水的重力为______N。
(2)接着该同学往桶A中加入沙子进行实验,得到四组数据如上表。实验中随着加入沙子越来越多,桶A浸入水中的深度将怎样变化(桶A没有被浸没)?分析表中数据可以得到怎样的结论?
(3)另一同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入足够多的水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2(两次桶A均没有被浸没)。设水的密度为ρ水,请写出另一液体的密度表达式(用ρ水、h1、h2表示)。
某小组同学探究“使用动滑轮匀速提起物体时,所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验,并将相应的滑轮重力G滑、物体重力G物和拉力F的大小记录在表一、表二中。(不计绳重和摩擦)
(1)分析比较表一(或表二)中F与G物的数据及相关条件,可得出的初步结论是怎样的?
(2)分析比较实验序号1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10)的数据及相关条件,可得出的初步结论是怎样的?
(3)该同学分析F和G物的关系时发现F始终小于G物,所以得出使用动滑轮匀速提起物体能省力,但她发现并没有省一半力,这其中的原因是什么?若要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力,可以从哪些方面进行调整(答出一方面即可)?
(4)若G滑=3N,G物=9N,请计算出拉力F的大小。
如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其内底面积S=100cm2.弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示。
(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)花岗岩在未露出水面前所受水的浮力大小?
(2)花岗岩的体积和密度?
(3)花岗岩完全离开水面后,水面距离容器底部的高度为70cm,此时水对容器底部的压力为多大?
如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105N的物体匀速提起,在10s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
(1)计算物体上升的速度。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的是哪个物理量?并计算出该物理量的大小。
(3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
(4)若克服绳重和摩擦做的额外功为10J,求动滑轮的质量。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:立定跳远测试中,跳起之前,人与地面具有相同的速度。由于惯性,跳起来之后人依然要保持原来的运动状态,在相同的时间内,人转过的距离与地面转过的距离相等,所以无论跳远运动员向那个方向跳起,结果都一样。所以选项A、B、C错误。
故选:D。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性大小只和质量有关,与物体的运动状态、物体的形状、位置等都无关。
本题主要考查学生对惯性知识的理解和掌握情况。生活中有很多惯性的例子,要求学生善于发现日常生活中惯性现象。
2.【答案】A
【解析】A、拔河时用力握住绳子,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。故A符合题意;
B、自行车轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑来减小摩擦力。故B不合题意;
C、压缩空气使气垫船的船体与水面脱离,是通过使接触面脱离来减小摩擦力。故C不合题意;
D、冰壶表面打磨的很光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。故D不合题意。
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
3.【答案】C
【解析】解:为了保证安全,减小交通事故的伤害,必须控制汽车动能的大小一定;
因为动能的大小与物体的质量和速度有关,所以要让汽车的动能大小相同,则需要质量大的汽车速度小些,质量小的汽车速度可以稍大些;
故ABD错误,C正确;
故选C.
汽车的动能越大,发生交通事故时的伤害越严重,而汽车动能的大小与汽车的质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能就越大.
解决此类问题可以结合影响动能大小的因素分析生活中的实际问题.
4.【答案】C
【解析】解:A、功率是单位时间内做的功的多少,做功的多少由功率和做功时间共同决定,故A错误;
B、由于机械效率是有用功与总功的比值,故功率越大的机械,不一定机械效率就大,故B错误;
C、功率是表示做功快慢的物理量,功率大说明做功快,故C正确;
D、在做功过程中总会有能量损失,故机械效率不会达到100%,故D错误。
故选:C。
根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,机械效率是有用功与总功的比值,机械效率不会达到100%。
本题考查了功、功率、机械效率的关系;功率由功和时间共同决定,机械效率由有用功和总功共同决定。
5.【答案】A
【解析】解:A、旗杆的顶端安装滑轮是为了改变力的方向,不是为了省力,故A错误;
B、载重汽车安装很多宽大的轮子是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,故B正确;
C、矿泉水瓶盖周围凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,使人们容易打开瓶盖,故C正确;
D、司机驾车时必须系安全带,防止紧急刹车时,由于惯性人的头部向前倾倒,伤害头部,故D正确。
故选:A。
(1)定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;
(2)在压力一定时,增大受力面积可减小压强;
(3)根据增大摩擦或减小摩擦的方法进行分析;
(4)小车司机或前排乘客必须系安全带,这是为了防止惯性带来的危害。
本题综合考查惯性、增大摩擦或减小摩擦的方法、减小压强的方法,以及定滑轮的作用,涉及的知识点多,但都属于基础知识考查的范围,是一道基础题。
6.【答案】B
【解析】解:水泥板的质量:
m=0.5t=500kg,
水泥板受到的重力:
G=mg=500kg×10N/kg=5000N,
起重机对水泥板所做的功:
W=Gh=5000N×2m=1×104J,故A错、B正确;
起重机对水泥板所做功功率:
P=Wt=1×104J5s=2×103W,故C错;
柴油机做功的功率为总功功率,其大小大于对水泥板所做功功率(有用功功率)故D错。
故选B.
知道水泥板的质量,利用重力公式求水泥板受到的重力,又知道提升的高度,利用W=Gh求起重机对水泥板所做的功;又知道做功时间,利用P=Wt求起重机提升水泥板的功率;柴油机做功包括克服摩擦、提升动滑轮做功和提升水泥板做的功,柴油机做功的功率为总功功率.
本题考查了学生对功的公式、功率的公式的了解和掌握,计算时注意单位统一.
7.【答案】D
【解析】解:A、向上堆积物体,对物体有向上的力,物体在这个力的方向上通过一定的距离,对物体做了功,故A不符合题意;
B、利用推车推物体,对物体有向前的力,物体在这个力的方向上通过一定的距离,对物体做了功,故B不符合题意;
C、抽出中间的物体,对物体有向后的拉力,物体在这个力的方向上通过一定的距离,对物体做了功,故C不符合题意;
D、背着物体前进,对物体有向上的力,但沿水平方向前进,在对物体施加力的方向没有通过距离,没有对物体做功。故D符合题意。
故选:D。
力对物体做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在该力的方向上通过了一定的距离。
有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功,这是分析此类题时要特别注意的。
8.【答案】B
【解析】解:A、铁锁回摆后不能碰到鼻子,因为铁锁和空气摩擦,机械能转化为内能,机械能减小。故A不符合题意。
B、铁锁下降过程中,高度减小,速度变大,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能。故B符合题意。
C、铁锁上升到最高点,重力势能最大,动能为零。故C不符合题意。
D、铁锁下降到最低点,质量不变,高度最小,重力势能最小。质量不变,速度最大,动能最大。故D不符合题意。
故选:B。
(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。
(3)物体上升过程中动能转化为重力势能;物体下落时重力势能转化为动能;不计摩擦时,机械能的总量是不变的。
(1)掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
(2)掌握重力势能、动能、弹性势能之间的相互转化。
(3)掌握机械能和内能之间的转化。
9.【答案】B
【解析】解:因为放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都属于柱形固体,都是由铁制成的实心物体,即ρ相同,且h1
所以,根据p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSghS=ρgh可知,它们对地面的压强关系为:p1故ACD错误,B正确。
故选:B。
对于柱形固体,其压强大小可以用p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSghS=ρgh来计算。
此题考查压强的大小比较,用液体压强公式计算柱形固体的压强大小,可以使计算简洁方便,要求同学们作为一条物理规律,熟练掌握,灵活运用。
10.【答案】C
【解析】解:(1)潜水艇悬浮在水中,浮力与重力相等,当将水舱内的水排出一部分后,潜水艇的重力减小,故重力小于浮力,潜水艇将上浮;
在未露出水出之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变。
潜水艇靠改变自身重力实现上浮或下潜。故C正确,A错误;
(2)原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,要使潜水艇下沉,则重力应大于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应向水舱充水,来增大重力,故B错误;
(3)要使潜水艇上浮,则重力应小于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应把水舱中的水排出一部分,来减小重力,故D错误;
故选:C。
(1)物体在液体中的浮沉条件:上浮:F浮>G;悬浮:F浮=G;下沉:F浮(2)根据F浮=ρ液gV排来判断浮力的大小变化。
此题考查了物体浮沉条件及阿基米德原理的应用,首先需要分析重力和浮力的大小关系,然后判断浮沉情况,且要掌握潜水艇的工作原理:潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下沉的。
11.【答案】C
【解析】解:设杠杆上每一个小格长度为L,
A、两力作用在杠杆支点的两侧,方向都是竖直向下,左端:F1L1=10N×3L,右端:F2L2=10N×2L,
因左右两端力和力臂的乘积不相等,不符合杠杆的平衡条件,所以杠杆不能在水平位置平衡,故A错误;
C、两力作用在杠杆支点的两侧,方向都是竖直向下,左端:F1L1=10N×3L,右端:F2L2=15N×2L,
因左右两端力和力臂的乘积相等,符合杠杆的平衡条件,所以杠杆能在水平位置平衡,故C正确;
BD、两力作用在杠杆支点的两侧,支点左端杠杆受力方向是竖直向下,支点右端杠杆受力方向是竖直向上,此时杠杆会转动起来,不能在水平位置平衡,故BD错误;
故选:C。
图中支点在杠杆的中间,当两力作用在杠杆支点的两侧,且方向均向下时,杠杆才可能平衡;
设杠杆上每一个小格长度为L,从图中找出两个力臂,分别计算左边、右边力和力臂的乘积,若相等,即满足杠杆的平衡条件,则杠杆能在水平位置平衡,否则不平衡。
本题考查杠杆平衡条件的应用,关键是将课本知识内容掌握清楚,仔细分析不难做出。
12.【答案】D
【解析】解:A、该实验的研究对象是小车,不是木块,故A错误;
B、动能的大小与物体的质量和速度有关,要探究动能大小与速度的关系,必须控制物体的质量相同,也就是保持小车的质量不变;让相同的小车从同一斜面的不同高度由静止释放,故B错误;
CD、在该实验中我们用到了转换的方法,即将小车动能的大小转换为其对木块做功的多少来比较,即小车推动木块越远,其对木块所做的功就越多,即具有的动能就越大;反之就越少;实验中若水平表面光滑,则无法观察木块移动距离的远近;故C错误,D正确。
故选:D。
(1)物体由于运动而具有的能叫做动能,动能的大小与物体的质量和速度有关;
(2)实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与质量的关系时,要让钢球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同,当研究动能大小与速度的关系时,应选择同一钢球从不同的高度释放,这样可以保证小球的质量相同;只有这样实验才更为科学严密。
动能的决定因素有两个:质量和速度,在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时,应该利用控制变量法的思路,去分析解决;小车把木块推出的距离长,说明的动能大这是一种转换的方法。
13.【答案】B
【解析】解:因为定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等,
即F1、F2、F3都等于物体的重力。故B符合题意。
故选:B。
定滑轮的特点不省力、但能改变力的方向,定滑轮实质是一个等臂杠杆。
本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握,知道定滑轮的特点:不省力但可以改变力的方向。
14.【答案】D
【解析】解:根据公式p=ρgh可知,正方体的顶面、底面、侧面随深度的增加所受的压强随之增大,根据公式F=pS可知各个面所受的压力也随之增大,故ABC错误。
下表面与上表面的深度差始终不变,根据公式p=ρgh可知,下表面与上表面的压强差也不变,所以正方体上、下两面受的压力差也保持不变。故 D正确。
故选:D。
根据公式p=ρgh可知,下表面与上表面以及侧面所受压强随深度的变化而变化,根据公式F=pS可知上下表面以及侧面所受的压力的变化,但下表面与上表面的深度差始终不变,所以可知正方体上、下两面受的压力差的变化。
本题考查浮力产生的原因和液体压强的计算公式的应用,关键是知道浮力产生的原因是上下表面的压力差。
15.【答案】C
【解析】解:
A、不计绳重与摩擦,左图使用的是定滑轮,则F甲=G;右图使用的是动滑轮,则F乙=12(G+G轮),因为物重大于动滑轮重力,所以F甲>F乙.故A错。
B、左图使用的是定滑轮,绳子自由端移动距离s甲=h;右图使用的是动滑轮,绳子自由端移动距离s乙=2h,所以s甲C、将同一物体匀速提升相同高度,说明利用机械做的有用功是相等的,故C正确;
D、不计绳重与摩擦,使用定滑轮时,额外功为0J,机械效率为100%;使用动滑轮时要克服动滑轮的重力做额外功,有用功小于总功,机械效率小于100%,所以η甲>η乙.故D错。
故选:C。
使用定滑轮时,不省力,也不省距离,能改变力的方向;动滑轮使用特点是:拉力是物体和动滑轮重力的一半;但费距离;
运用滑轮来提起重物时,所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功;不计绳重和摩擦,克服动滑轮的重做的功就是额外功,使用定滑轮的机械效率就是100%。
本题考查动滑轮和定滑轮拉力、移动距离、有用功、总功和机械效率的大小比较,关键是掌握它们的工作特点。
16.【答案】靠拢 小 小于
【解析】解:(1)当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。
(2)因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力。
故答案为:靠拢;小;小于。
(1)根据流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。解决此题的关键是要明确向两张纸中间吹起时,两纸中间气体流速与外侧气体流速不同。
(2)机翼的升力:机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小。机翼下方是平面,空气的流速小,压强大这一压强差使飞机获得竖直向上的升力。
此题主要考查学生对流体压强和流速的关系的理解和掌握,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
17.【答案】改变力方向 惯性 不变 沙子和小桶的质量
【解析】解:(1)定滑轮的作用改变力的方向;
(2)小桶落地后,滑块由于惯性继续向前运动,此时滑块受到的摩擦力不变;
(3)想要测出滑动摩擦力的大小,需测出沙子和小桶的质量,求出重力大小,即为拉力大小也就是摩擦力的大小。
故答案为:改变力方向;惯性;不变;沙子和小桶的质量。
(1)定滑轮的作用改变力的方向不省力;
(2)惯性是物体保持原来运动状态的性质;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;
(3)滑动摩擦力的大小等于沙子和小桶的重力。
本题考查定滑轮,惯性,影响摩擦力大小因素难度不大。
18.【答案】小于;等于;小于
【解析】解:∵是相同的密度计,在两种液体中都漂浮,
∴F浮=G,
∴密度计在两种液体中受到的浮力:
F甲=F乙=G,
又∵F浮=G排=m排g=ρ液V排g,V排甲>V排乙.
∴ρ甲<ρ乙.
由图可知两容器液面h甲故答案为:小于;等于;小于.
物体漂浮或悬浮时浮力等于重力,在两图中都是漂浮,而且是相同的密度计,所以浮力相同,由图中可看出在甲液体中密度计浸入部分较大,即V排大,再利用F浮=ρgV排即可比较出两容器中液体密度的大小;
根据公式p=ρgh可求比较出液体对两容器底的压强大小.
本题考查液体压强公式公式和浮力的应用,关键知道物体漂浮时浮力等于重力,影响浮力的因素是液体密度和排开液体的体积,影响液体压强的因素是液体密度和液体深度,本题影响因素是液体的密度.
19.【答案】桌腿进入沙子的深度 ①④⑤
【解析】解:(1)通过小明设计的实验可以知道,他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大;
(2)根据控制变量法,要验证物体的重力势能与物体的质量有关,应控制物体的高度相同,改变物体质量的大小,故小明要完成探究,需要找数个质量不同的物体进行实验;故①④⑤三组数据符合,所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
(3)比较表中①②③的实验数据,可以发现,高度相同,③中桌腿进入沙子的深度更深,所以,③中的物体具有重力势能大,即可以得出的初步结论是:质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
故答案为:(1)桌腿进入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
(1)桌腿进入沙堆的深浅,体现了物体对其做功的多少。桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大。这用到了转换法。
(2)验证物体的重力势能与物体的质量有关时,需要控制物体的高度相同,质量不同。
(3)利用控制变量法,比较图中相同因素和不同因素,总结出研究的对象。
在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析。在研究物理量的变化时常用转换法来分析。
20.【答案】6060%
【解析】解:
(1)拉力所做的总功:
W总=Fs=400N×4.5m=1800J,
拉力做功的功率:
P=W总t=1800J30s=60W;
(2)拉力所做的有用功:
W有用=Gh=600N×1.8m=1080J;
斜面的机械效率:
η=W有用W总=1080J1800J×100%=60%。
故答案为:60;60%。
(1)利用W=Fs求拉力所做的总功,知道做功时间,利用P=Wt求拉力做功的功率;
(2)利用W=Gh求拉力所做的有用功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查在斜面上的有用功、总功、功率和机械效率的计算,明确有用功、总功、机械效率的含义是关键。
21.【答案】解:根据杠杆平衡条件可知,动力臂越长越省力,最长的动力臂即支点与作用点的连线,然后根据力臂的画法,过A点作垂直于力臂的作用力,要能拔铁钉,动力的方向应向左方,如下图所示
【解析】由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力。连接支点和力的作用点A即是最大动力臂,当作用力与之垂直时,作用力最小。
求最小的力是常见的题型,关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂。
22.【答案】解:(1)如图丁所示,“倒装壶”壶身内的水面通过梅花形注水口与外界大气相通,因此壶嘴与壶身上端开口,底部连通,构成连通器;
(2)倒装壶向外倒水时,若将梅花形注水口密封,壶内水与外界大气压不相通,所以,水将不能从壶嘴流出,其原因是大气压的作用。
(3)如图丙所示,通过梅花形注水口向壶内注水时,如果水面高度超过壶嘴处的隔水管B,水便会从壶嘴外溢,表明水已灌满,所以,此壶能够装的水的多少是由壶嘴处的隔水管B所决定的。
答:(1)倒装壶根据的物理原理是连通器原理;
(2)倒装壶向外倒水时,若将梅花形注水口密封,水不能从壶嘴流出,原因是缺少大气压的作用;
(3)观察图丙,倒装壶能够装的水的多少是由隔水管“B”决定的。
【解析】(1)(3)根据上端开口、下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平。据此结合图形分析即可解答;
(2)大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
此题考查连通器原理和大气压的应用,是一道综合性较强的题目,解答此题的关键是紧扣连通器原理和大气压的作用结合图形进行分析。
23.【答案】解:(1)当将金属盒浸没于水中后,发现U形管两端液面不发生变化,则实验装置可能出现了橡皮膜破裂或漏气,使压强无法正常传递;
(2)3、4、5、6次实验中,液体深度相同,压强应相同,故第4次实验数据中存在明显的错误;
(3)①由1、2、3,随着金属盒浸入水中的深度增加,U形管两边液面的高度差逐渐变大,说明同种液体深度越大,压强越大;
②比较3、5、6次实验中,同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强压强相同。
故答案为:(1)橡皮膜破裂或漏气;(2)第4次实验数据中存在明显的错误;(3)①同种液体深度越大,压强越大;
②同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强压强相同。
【解析】(1)如果橡皮膜受到了压强,而U形管中的液面不变,则说明可能出现了橡皮膜破裂或漏气;
(2)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(3)在探究液体压强与深度、液体密度的关系时,应注意控制变量法的运用;
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用。
24.【答案】2.02.0
【解析】解:(1)如图丙,小桶A处于漂浮状态,由物体漂浮的条件可知,小桶A受到的浮力与小桶的重力相同,即F浮=GA=2N;
由图丁可知,小桶B和排开的水的总重力为G总=3.6N,
所以,小桶A排开的水重:G排=G总−G桶=3.6N−1.6N=2N;
(2)由表格数据可知,随着加入沙子越多,桶A与沙子的总重力增大,因为漂浮,所以浮力增大,由F浮=ρ水gV排可知,排开水的体积增大,则桶A浸入水中就越深;
由图乙知小桶B的重力为1.6N,分析表中数据知桶A与沙子的总重力为2.4N时,浮力为2.4N,测溢出的水的重力为:4.0N−1.6N=2.4N;
所以可以得出浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开的液体受到的重力;
(3)装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态,所受浮力等于本身的重力,则F浮水=F浮液=G,
由于V排水=SH,V排液=Sh,根据F浮=ρ液gV排得:
ρ水gSh1=ρ液gSh2,
所以ρ液=ρ水h1h2。
故答案为:(1)2.0;2.0; (2)越深; 浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开的液体受到的重力;(3)ρ液=ρ水h1h2。
(1)根据物体漂浮的条件可求木块A受的浮力;比较木块受的浮力与木块排开水的重力可知:
(2)根据每次增加的沙子的重力与增加的水的重力比较即可得出结论;由F浮=ρ水gV排分析V排,然后分析桶A浸入水中的深度变化;
浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力。
(3)装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态,即浮力大小等于重力大小,浮力不变。根据F浮=ρ液gV排即可求出该液体的密度。
本题探究“阿基米德原理”的实验,考查实验过程及阿基米德原理和漂浮的特点。
25.【答案】(1)F=12(G物+G滑);(2)物体重力一定时,动滑轮重力越大,拉力越大;(3)动滑轮有重力;使用轻质动滑轮或提起更重的物体;
(4)F=12(G物+G滑)=12(9N+3N)=6N。
【解析】(1)由表一和表二数据知,F=12(G物+G滑)。
(2)由F=12(G物+G滑)知,比较1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10)的数据得到:在物体重力一定时,动滑轮重力越大,拉力越大。
(3)因为F=12(G物+G滑),使用动滑轮匀速提起物体能省力,但是动滑轮有重力,所以并没有省一半力。
要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力,使动滑轮重力在公式中所占的比例更小,所以使用轻质动滑轮或增大提起物体的重力。
(4)F=12(G物+G滑)=12(9N+3N)=6N。
(1)根据物体重力、动滑轮重力和拉力总结三者之间的关系。
(2)根据F=12(G物+G滑)进行分析,物体重力一定时,动滑轮重力越大,拉力越大。
(3)根据F=12(G物+G滑)进行分析,是因为动滑轮重力不为零,要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力,使动滑轮重力在公式中所占的比例更小。
(4)根据F=12(G物+G滑)进行计算。
本题的关键在于总结出F=12(G物+G滑),对于根据实验数据总结结论时,能总结出定量关系,一定要总结出定量关系,不能只总结出定性关系。
26.【答案】解:
(1)由图乙可知,花岗岩的重力G=5.6N,花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数F′=3.6N,
则花岗岩浸没在水中时所受水的浮力:
F浮=G−F′=5.6N−3.6N=2N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ水gV排可得,花岗岩的体积:
V=V排=F浮ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10−4m3,
由G=mg可得花岗岩的质量:
m=Gg=5.6N10N/kg=0.56kg,
则花岗岩的密度:
ρ=mV=0.56kg2×10−4m3=2.8×103kg/m3;
(3)花岗岩完全离开水面后,水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.7m=7000Pa,
由p=FS可得,水对容器底部的压力:
F=pS=7000Pa×100×10−4m2=70N。
答:(1)花岗岩在未露出水面前所受水的浮力为2N;
(2)花岗岩的体积为2×10−4m3,密度为2.8×103kg/m3;
(3)花岗岩完全离开水面后,水对容器底部的压力为70N。
【解析】(1)由图乙可知,花岗岩完全露出水面后,弹簧测力计的示数即为花岗岩的重力,又可知出花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数,利用称重法求出花岗岩所受水的浮力大小;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρgV排求出花岗岩排开水的体积即为自身的体积,根据G=mg求出花岗岩的质量,利用ρ=mV求出花岗岩的密度;
(3)知道花岗岩离开水面后的深度,根据p=ρgh求出水对容器底部的压强,利用F=pS求出水对容器底部的压力。
本题考查了称重法求浮力、重力公式、密度公式、液体压强公式、压强定义式、阿基米德原理的应用,从图象中获取有用的信息和知道物体浸没时排开液体的体积等于自身的体积是关键。
27.【答案】解:(1)由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=3,
物体上升的高度:h=sn=3m3=1m,
则物体上升的速度:
v=ht=1m10s=0.1m/s。
(2)由图乙可知,横坐标表示绳子自由端移动的距离,纵坐标表示拉力,
由W=Fs可知,图乙中阴影部分的面积表示拉力做的功,
其大小:W总=Fs=50N×3m=150J;
(3)拉力所做的有用功:
W有=Gh=105N×1m=105J,
滑轮组提升该重物时的机械效率:
η=W有W总×100%=105J150J×100%=70%;
(4)若克服绳重和摩擦做的额外功为10J,则克服动滑轮重力做的的额外功:
W动=W总−W有−W绳重和摩擦=150J−105J−10J=35J,
所以,由W动=G动h=m动gh可得,动滑轮的质量:
m动=W动gh=35J10N/kg×1m=3.5kg。
答:(1)物体上升的速度为0.1m/s;
(2)图乙中阴影部分的面积表示拉力做的功,该物理量的大小为150J;
(3)滑轮组提升该重物时的机械效率为70%;
(4)动滑轮的质量为3.5kg。
【解析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出物体上升的高度,利用v=st求出物体上升的速度;
(2)由图乙可知,横坐标表示绳子自由端移动的距离,纵坐标表示拉力,根据W=Fs得出图乙中阴影部分的面积表示的物理量,并根据W=Fs求出其大小;
(3)根据W=Gh求出拉力所做的有用功,根据η=W有W总×100%求出滑轮组提升该重物时的机械效率;
(4)拉力做的总功减去有用功、克服绳重和摩擦做的额外功即为克服动滑轮重力做的的额外功,根据W=Gh=mgh求出动滑轮的质量。
本题考查了速度公式和做功公式、效率公式的应用,明确有用功、总功、额外功以及它们之间的关系是关键。
实验序号
铁块质量m/g
铁块距桌面高度H/cm
桌腿进入沙子的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
实验次数
深度h/cm
橡皮膜在水中的方向
U形管左右液面高度差△h/cm
1
3
朝上
2.6
2
6
朝上
5.4
3
9
朝上
8.2
4
9
朝下
6.0
5
9
朝左
8.2
6
9
朝右
8.2
实验次数
1
2
3
4
桶A与沙子的总重力/N
2.4
2.8
3.2
3.4
桶B与水的总重力/N
4.0
4.4
4.8
5.0
表一:G滑=1N
表二:G滑=2N
实验序号
G物/N
F/N
实验序号
G物/N
F/N
1
4
2.5
6
4
3
2
5
3
7
5
3.5
3
6
3.5
8
6
4
4
7
4
9
7
4.5
5
8
4.5
10
8
5
故选:B。
对于柱形固体,其压强大小可以用p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSghS=ρgh来计算。
此题考查压强的大小比较,用液体压强公式计算柱形固体的压强大小,可以使计算简洁方便,要求同学们作为一条物理规律,熟练掌握,灵活运用。
10.【答案】C
【解析】解:(1)潜水艇悬浮在水中,浮力与重力相等,当将水舱内的水排出一部分后,潜水艇的重力减小,故重力小于浮力,潜水艇将上浮;
在未露出水出之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变。
潜水艇靠改变自身重力实现上浮或下潜。故C正确,A错误;
(2)原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,要使潜水艇下沉,则重力应大于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应向水舱充水,来增大重力,故B错误;
(3)要使潜水艇上浮,则重力应小于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应把水舱中的水排出一部分,来减小重力,故D错误;
故选:C。
(1)物体在液体中的浮沉条件:上浮:F浮>G;悬浮:F浮=G;下沉:F浮
此题考查了物体浮沉条件及阿基米德原理的应用,首先需要分析重力和浮力的大小关系,然后判断浮沉情况,且要掌握潜水艇的工作原理:潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下沉的。
11.【答案】C
【解析】解:设杠杆上每一个小格长度为L,
A、两力作用在杠杆支点的两侧,方向都是竖直向下,左端:F1L1=10N×3L,右端:F2L2=10N×2L,
因左右两端力和力臂的乘积不相等,不符合杠杆的平衡条件,所以杠杆不能在水平位置平衡,故A错误;
C、两力作用在杠杆支点的两侧,方向都是竖直向下,左端:F1L1=10N×3L,右端:F2L2=15N×2L,
因左右两端力和力臂的乘积相等,符合杠杆的平衡条件,所以杠杆能在水平位置平衡,故C正确;
BD、两力作用在杠杆支点的两侧,支点左端杠杆受力方向是竖直向下,支点右端杠杆受力方向是竖直向上,此时杠杆会转动起来,不能在水平位置平衡,故BD错误;
故选:C。
图中支点在杠杆的中间,当两力作用在杠杆支点的两侧,且方向均向下时,杠杆才可能平衡;
设杠杆上每一个小格长度为L,从图中找出两个力臂,分别计算左边、右边力和力臂的乘积,若相等,即满足杠杆的平衡条件,则杠杆能在水平位置平衡,否则不平衡。
本题考查杠杆平衡条件的应用,关键是将课本知识内容掌握清楚,仔细分析不难做出。
12.【答案】D
【解析】解:A、该实验的研究对象是小车,不是木块,故A错误;
B、动能的大小与物体的质量和速度有关,要探究动能大小与速度的关系,必须控制物体的质量相同,也就是保持小车的质量不变;让相同的小车从同一斜面的不同高度由静止释放,故B错误;
CD、在该实验中我们用到了转换的方法,即将小车动能的大小转换为其对木块做功的多少来比较,即小车推动木块越远,其对木块所做的功就越多,即具有的动能就越大;反之就越少;实验中若水平表面光滑,则无法观察木块移动距离的远近;故C错误,D正确。
故选:D。
(1)物体由于运动而具有的能叫做动能,动能的大小与物体的质量和速度有关;
(2)实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与质量的关系时,要让钢球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同,当研究动能大小与速度的关系时,应选择同一钢球从不同的高度释放,这样可以保证小球的质量相同;只有这样实验才更为科学严密。
动能的决定因素有两个:质量和速度,在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时,应该利用控制变量法的思路,去分析解决;小车把木块推出的距离长,说明的动能大这是一种转换的方法。
13.【答案】B
【解析】解:因为定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等,
即F1、F2、F3都等于物体的重力。故B符合题意。
故选:B。
定滑轮的特点不省力、但能改变力的方向,定滑轮实质是一个等臂杠杆。
本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握,知道定滑轮的特点:不省力但可以改变力的方向。
14.【答案】D
【解析】解:根据公式p=ρgh可知,正方体的顶面、底面、侧面随深度的增加所受的压强随之增大,根据公式F=pS可知各个面所受的压力也随之增大,故ABC错误。
下表面与上表面的深度差始终不变,根据公式p=ρgh可知,下表面与上表面的压强差也不变,所以正方体上、下两面受的压力差也保持不变。故 D正确。
故选:D。
根据公式p=ρgh可知,下表面与上表面以及侧面所受压强随深度的变化而变化,根据公式F=pS可知上下表面以及侧面所受的压力的变化,但下表面与上表面的深度差始终不变,所以可知正方体上、下两面受的压力差的变化。
本题考查浮力产生的原因和液体压强的计算公式的应用,关键是知道浮力产生的原因是上下表面的压力差。
15.【答案】C
【解析】解:
A、不计绳重与摩擦,左图使用的是定滑轮,则F甲=G;右图使用的是动滑轮,则F乙=12(G+G轮),因为物重大于动滑轮重力,所以F甲>F乙.故A错。
B、左图使用的是定滑轮,绳子自由端移动距离s甲=h;右图使用的是动滑轮,绳子自由端移动距离s乙=2h,所以s甲
D、不计绳重与摩擦,使用定滑轮时,额外功为0J,机械效率为100%;使用动滑轮时要克服动滑轮的重力做额外功,有用功小于总功,机械效率小于100%,所以η甲>η乙.故D错。
故选:C。
使用定滑轮时,不省力,也不省距离,能改变力的方向;动滑轮使用特点是:拉力是物体和动滑轮重力的一半;但费距离;
运用滑轮来提起重物时,所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功;不计绳重和摩擦,克服动滑轮的重做的功就是额外功,使用定滑轮的机械效率就是100%。
本题考查动滑轮和定滑轮拉力、移动距离、有用功、总功和机械效率的大小比较,关键是掌握它们的工作特点。
16.【答案】靠拢 小 小于
【解析】解:(1)当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。
(2)因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力。
故答案为:靠拢;小;小于。
(1)根据流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。解决此题的关键是要明确向两张纸中间吹起时,两纸中间气体流速与外侧气体流速不同。
(2)机翼的升力:机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小。机翼下方是平面,空气的流速小,压强大这一压强差使飞机获得竖直向上的升力。
此题主要考查学生对流体压强和流速的关系的理解和掌握,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
17.【答案】改变力方向 惯性 不变 沙子和小桶的质量
【解析】解:(1)定滑轮的作用改变力的方向;
(2)小桶落地后,滑块由于惯性继续向前运动,此时滑块受到的摩擦力不变;
(3)想要测出滑动摩擦力的大小,需测出沙子和小桶的质量,求出重力大小,即为拉力大小也就是摩擦力的大小。
故答案为:改变力方向;惯性;不变;沙子和小桶的质量。
(1)定滑轮的作用改变力的方向不省力;
(2)惯性是物体保持原来运动状态的性质;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;
(3)滑动摩擦力的大小等于沙子和小桶的重力。
本题考查定滑轮,惯性,影响摩擦力大小因素难度不大。
18.【答案】小于;等于;小于
【解析】解:∵是相同的密度计,在两种液体中都漂浮,
∴F浮=G,
∴密度计在两种液体中受到的浮力:
F甲=F乙=G,
又∵F浮=G排=m排g=ρ液V排g,V排甲>V排乙.
∴ρ甲<ρ乙.
由图可知两容器液面h甲
物体漂浮或悬浮时浮力等于重力,在两图中都是漂浮,而且是相同的密度计,所以浮力相同,由图中可看出在甲液体中密度计浸入部分较大,即V排大,再利用F浮=ρgV排即可比较出两容器中液体密度的大小;
根据公式p=ρgh可求比较出液体对两容器底的压强大小.
本题考查液体压强公式公式和浮力的应用,关键知道物体漂浮时浮力等于重力,影响浮力的因素是液体密度和排开液体的体积,影响液体压强的因素是液体密度和液体深度,本题影响因素是液体的密度.
19.【答案】桌腿进入沙子的深度 ①④⑤
【解析】解:(1)通过小明设计的实验可以知道,他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大;
(2)根据控制变量法,要验证物体的重力势能与物体的质量有关,应控制物体的高度相同,改变物体质量的大小,故小明要完成探究,需要找数个质量不同的物体进行实验;故①④⑤三组数据符合,所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
(3)比较表中①②③的实验数据,可以发现,高度相同,③中桌腿进入沙子的深度更深,所以,③中的物体具有重力势能大,即可以得出的初步结论是:质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
故答案为:(1)桌腿进入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
(1)桌腿进入沙堆的深浅,体现了物体对其做功的多少。桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大。这用到了转换法。
(2)验证物体的重力势能与物体的质量有关时,需要控制物体的高度相同,质量不同。
(3)利用控制变量法,比较图中相同因素和不同因素,总结出研究的对象。
在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析。在研究物理量的变化时常用转换法来分析。
20.【答案】6060%
【解析】解:
(1)拉力所做的总功:
W总=Fs=400N×4.5m=1800J,
拉力做功的功率:
P=W总t=1800J30s=60W;
(2)拉力所做的有用功:
W有用=Gh=600N×1.8m=1080J;
斜面的机械效率:
η=W有用W总=1080J1800J×100%=60%。
故答案为:60;60%。
(1)利用W=Fs求拉力所做的总功,知道做功时间,利用P=Wt求拉力做功的功率;
(2)利用W=Gh求拉力所做的有用功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查在斜面上的有用功、总功、功率和机械效率的计算,明确有用功、总功、机械效率的含义是关键。
21.【答案】解:根据杠杆平衡条件可知,动力臂越长越省力,最长的动力臂即支点与作用点的连线,然后根据力臂的画法,过A点作垂直于力臂的作用力,要能拔铁钉,动力的方向应向左方,如下图所示
【解析】由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力。连接支点和力的作用点A即是最大动力臂,当作用力与之垂直时,作用力最小。
求最小的力是常见的题型,关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂。
22.【答案】解:(1)如图丁所示,“倒装壶”壶身内的水面通过梅花形注水口与外界大气相通,因此壶嘴与壶身上端开口,底部连通,构成连通器;
(2)倒装壶向外倒水时,若将梅花形注水口密封,壶内水与外界大气压不相通,所以,水将不能从壶嘴流出,其原因是大气压的作用。
(3)如图丙所示,通过梅花形注水口向壶内注水时,如果水面高度超过壶嘴处的隔水管B,水便会从壶嘴外溢,表明水已灌满,所以,此壶能够装的水的多少是由壶嘴处的隔水管B所决定的。
答:(1)倒装壶根据的物理原理是连通器原理;
(2)倒装壶向外倒水时,若将梅花形注水口密封,水不能从壶嘴流出,原因是缺少大气压的作用;
(3)观察图丙,倒装壶能够装的水的多少是由隔水管“B”决定的。
【解析】(1)(3)根据上端开口、下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平。据此结合图形分析即可解答;
(2)大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
此题考查连通器原理和大气压的应用,是一道综合性较强的题目,解答此题的关键是紧扣连通器原理和大气压的作用结合图形进行分析。
23.【答案】解:(1)当将金属盒浸没于水中后,发现U形管两端液面不发生变化,则实验装置可能出现了橡皮膜破裂或漏气,使压强无法正常传递;
(2)3、4、5、6次实验中,液体深度相同,压强应相同,故第4次实验数据中存在明显的错误;
(3)①由1、2、3,随着金属盒浸入水中的深度增加,U形管两边液面的高度差逐渐变大,说明同种液体深度越大,压强越大;
②比较3、5、6次实验中,同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强压强相同。
故答案为:(1)橡皮膜破裂或漏气;(2)第4次实验数据中存在明显的错误;(3)①同种液体深度越大,压强越大;
②同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强压强相同。
【解析】(1)如果橡皮膜受到了压强,而U形管中的液面不变,则说明可能出现了橡皮膜破裂或漏气;
(2)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(3)在探究液体压强与深度、液体密度的关系时,应注意控制变量法的运用;
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用。
24.【答案】2.02.0
【解析】解:(1)如图丙,小桶A处于漂浮状态,由物体漂浮的条件可知,小桶A受到的浮力与小桶的重力相同,即F浮=GA=2N;
由图丁可知,小桶B和排开的水的总重力为G总=3.6N,
所以,小桶A排开的水重:G排=G总−G桶=3.6N−1.6N=2N;
(2)由表格数据可知,随着加入沙子越多,桶A与沙子的总重力增大,因为漂浮,所以浮力增大,由F浮=ρ水gV排可知,排开水的体积增大,则桶A浸入水中就越深;
由图乙知小桶B的重力为1.6N,分析表中数据知桶A与沙子的总重力为2.4N时,浮力为2.4N,测溢出的水的重力为:4.0N−1.6N=2.4N;
所以可以得出浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开的液体受到的重力;
(3)装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态,所受浮力等于本身的重力,则F浮水=F浮液=G,
由于V排水=SH,V排液=Sh,根据F浮=ρ液gV排得:
ρ水gSh1=ρ液gSh2,
所以ρ液=ρ水h1h2。
故答案为:(1)2.0;2.0; (2)越深; 浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开的液体受到的重力;(3)ρ液=ρ水h1h2。
(1)根据物体漂浮的条件可求木块A受的浮力;比较木块受的浮力与木块排开水的重力可知:
(2)根据每次增加的沙子的重力与增加的水的重力比较即可得出结论;由F浮=ρ水gV排分析V排,然后分析桶A浸入水中的深度变化;
浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力。
(3)装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态,即浮力大小等于重力大小,浮力不变。根据F浮=ρ液gV排即可求出该液体的密度。
本题探究“阿基米德原理”的实验,考查实验过程及阿基米德原理和漂浮的特点。
25.【答案】(1)F=12(G物+G滑);(2)物体重力一定时,动滑轮重力越大,拉力越大;(3)动滑轮有重力;使用轻质动滑轮或提起更重的物体;
(4)F=12(G物+G滑)=12(9N+3N)=6N。
【解析】(1)由表一和表二数据知,F=12(G物+G滑)。
(2)由F=12(G物+G滑)知,比较1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10)的数据得到:在物体重力一定时,动滑轮重力越大,拉力越大。
(3)因为F=12(G物+G滑),使用动滑轮匀速提起物体能省力,但是动滑轮有重力,所以并没有省一半力。
要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力,使动滑轮重力在公式中所占的比例更小,所以使用轻质动滑轮或增大提起物体的重力。
(4)F=12(G物+G滑)=12(9N+3N)=6N。
(1)根据物体重力、动滑轮重力和拉力总结三者之间的关系。
(2)根据F=12(G物+G滑)进行分析,物体重力一定时,动滑轮重力越大,拉力越大。
(3)根据F=12(G物+G滑)进行分析,是因为动滑轮重力不为零,要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力,使动滑轮重力在公式中所占的比例更小。
(4)根据F=12(G物+G滑)进行计算。
本题的关键在于总结出F=12(G物+G滑),对于根据实验数据总结结论时,能总结出定量关系,一定要总结出定量关系,不能只总结出定性关系。
26.【答案】解:
(1)由图乙可知,花岗岩的重力G=5.6N,花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数F′=3.6N,
则花岗岩浸没在水中时所受水的浮力:
F浮=G−F′=5.6N−3.6N=2N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ水gV排可得,花岗岩的体积:
V=V排=F浮ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10−4m3,
由G=mg可得花岗岩的质量:
m=Gg=5.6N10N/kg=0.56kg,
则花岗岩的密度:
ρ=mV=0.56kg2×10−4m3=2.8×103kg/m3;
(3)花岗岩完全离开水面后,水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.7m=7000Pa,
由p=FS可得,水对容器底部的压力:
F=pS=7000Pa×100×10−4m2=70N。
答:(1)花岗岩在未露出水面前所受水的浮力为2N;
(2)花岗岩的体积为2×10−4m3,密度为2.8×103kg/m3;
(3)花岗岩完全离开水面后,水对容器底部的压力为70N。
【解析】(1)由图乙可知,花岗岩完全露出水面后,弹簧测力计的示数即为花岗岩的重力,又可知出花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数,利用称重法求出花岗岩所受水的浮力大小;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρgV排求出花岗岩排开水的体积即为自身的体积,根据G=mg求出花岗岩的质量,利用ρ=mV求出花岗岩的密度;
(3)知道花岗岩离开水面后的深度,根据p=ρgh求出水对容器底部的压强,利用F=pS求出水对容器底部的压力。
本题考查了称重法求浮力、重力公式、密度公式、液体压强公式、压强定义式、阿基米德原理的应用,从图象中获取有用的信息和知道物体浸没时排开液体的体积等于自身的体积是关键。
27.【答案】解:(1)由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=3,
物体上升的高度:h=sn=3m3=1m,
则物体上升的速度:
v=ht=1m10s=0.1m/s。
(2)由图乙可知,横坐标表示绳子自由端移动的距离,纵坐标表示拉力,
由W=Fs可知,图乙中阴影部分的面积表示拉力做的功,
其大小:W总=Fs=50N×3m=150J;
(3)拉力所做的有用功:
W有=Gh=105N×1m=105J,
滑轮组提升该重物时的机械效率:
η=W有W总×100%=105J150J×100%=70%;
(4)若克服绳重和摩擦做的额外功为10J,则克服动滑轮重力做的的额外功:
W动=W总−W有−W绳重和摩擦=150J−105J−10J=35J,
所以,由W动=G动h=m动gh可得,动滑轮的质量:
m动=W动gh=35J10N/kg×1m=3.5kg。
答:(1)物体上升的速度为0.1m/s;
(2)图乙中阴影部分的面积表示拉力做的功,该物理量的大小为150J;
(3)滑轮组提升该重物时的机械效率为70%;
(4)动滑轮的质量为3.5kg。
【解析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出物体上升的高度,利用v=st求出物体上升的速度;
(2)由图乙可知,横坐标表示绳子自由端移动的距离,纵坐标表示拉力,根据W=Fs得出图乙中阴影部分的面积表示的物理量,并根据W=Fs求出其大小;
(3)根据W=Gh求出拉力所做的有用功,根据η=W有W总×100%求出滑轮组提升该重物时的机械效率;
(4)拉力做的总功减去有用功、克服绳重和摩擦做的额外功即为克服动滑轮重力做的的额外功,根据W=Gh=mgh求出动滑轮的质量。
本题考查了速度公式和做功公式、效率公式的应用,明确有用功、总功、额外功以及它们之间的关系是关键。
实验序号
铁块质量m/g
铁块距桌面高度H/cm
桌腿进入沙子的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
实验次数
深度h/cm
橡皮膜在水中的方向
U形管左右液面高度差△h/cm
1
3
朝上
2.6
2
6
朝上
5.4
3
9
朝上
8.2
4
9
朝下
6.0
5
9
朝左
8.2
6
9
朝右
8.2
实验次数
1
2
3
4
桶A与沙子的总重力/N
2.4
2.8
3.2
3.4
桶B与水的总重力/N
4.0
4.4
4.8
5.0
表一:G滑=1N
表二:G滑=2N
实验序号
G物/N
F/N
实验序号
G物/N
F/N
1
4
2.5
6
4
3
2
5
3
7
5
3.5
3
6
3.5
8
6
4
4
7
4
9
7
4.5
5
8
4.5
10
8
5
山东省烟台市栖霞市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(五四学制)(含答案): 这是一份山东省烟台市栖霞市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(五四学制)(含答案),共26页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,简答题,计算题等内容,欢迎下载使用。
山东省烟台市芝罘中学2019-2020学年八年级下学期期中物理试题: 这是一份山东省烟台市芝罘中学2019-2020学年八年级下学期期中物理试题,共17页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,简答题,实验题,解答题等内容,欢迎下载使用。
山东省烟台市芝罘区2019-2020学年八年级下学期期中物理试题: 这是一份山东省烟台市芝罘区2019-2020学年八年级下学期期中物理试题,共18页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图简答题,实验探究题,分析计算题等内容,欢迎下载使用。