重庆市巴南区2019-2020学年八年级下学期期末物理试题
展开2019-2020学年重庆市巴南区八年级(下)期末物理试卷
1. 下列数据中最符合实际的是( )
A. 中学生的重力大约50N B. 托起两个鸡蛋的力大约1N
C. 中学生的身高大约160dm D. 中学生双脚站立时对地面的压强约500Pa
2. 下列简单机械中(如图),在不计绳重、机械自重和摩擦的情况下,提起相同重物时所用的动力最小的是( )
A. B.
C. D.
3. 下列关于力和运动的说法中,正确的是( )
A. 踢飞的足球继续飞行,说明物体的运动不需要力来维持
B. 用力推桌子,桌子静止不动,因为推力小于摩擦阻力
C. 行驶的汽车急刹车时,乘客由于失去惯性而前倾
D. 物体运动状态发生改变,不一定是受到力的作用
4. 如图所示的事例中,为了减小压强的是( )
A. 尖锐的口器
B. 锋利的斧头
C. 宽大的滑雪板
D. 很重的压路机碾子
5. 小明和妈妈静止站在自动扶梯上,扶梯匀速下降的过程中。下列说法正确的是( )
A. 妈妈的动能减小,势能增大,机械能不变
B. 妈妈的动能不变,势能减小,机械能减小
C. 小明的动能不变,势能增大,机械能增大
D. 小明的动能增大,势能减小,机械能不变
6. 下面对图中四个事例的解释,正确的是( )
A. 锅炉的水位计利用了连通器的原理
B. 吸盘利用固体压强的原理而吸在墙上
C. 硬币能“跳高”是因为硬币上方压强大
D. 人推车的力与车对人的力是一对平衡力
7. 利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。用同样的时间,把质量相等的物体提升相同的高度(忽略绳重和一切摩擦),下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两图中绳端的拉力相等
B. 甲、乙两图中绳端移动速度相等
C. 甲、乙两图滑轮组的机械效率相等
D. 甲图中的总功大于乙图中的总功
8. 如图,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,已知容器底面积为400cm2,如图甲所示。该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 圆柱体的高是5cm B. 圆柱体的密度是2×103kg/m3
C. 圆柱体受到的最大浮力为10N D. 圆柱体的横截面积为100cm2
9. 古希腊学者______通过大量的实验研究发现:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开液体的______。
10. 物理来源于生活,只要你细心观察就能发现身边的物理知识。钓鱼竿在使用的时候相当于______(填“省力”或“费力”)杠杆;旗杆顶部的轮子相当于一个______(填“定”或“动”)滑轮。
11. 一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶。已知汽车的牵引力为3500N,则在该过程中,汽车受到的阻力大小为______N,牵引力做功的功率为______W。
12. 如图,重为2N的圆柱体A漂浮在容器里的水面上,此时水深9cm。则此时物体A受到的浮力为______N;现将物体A从水中取出,待水面稳定后,水对容器底产生的压强为______Pa.(已知容器的底面积为200cm2)
13. 如图是长征五号B搭载新一代载人试验飞船,从文昌航天发射场点火升空的场景。火箭燃料燃烧所生成的炽热气体,通过火箭尾部的尾喷管向后快速喷出,这样向后喷的燃气就会对火箭产生反作用力,推动着火箭升空。约488秒后,载荷体与火箭成功分离进入预定轨道,我国空间站阶段的首次飞行任务告捷。请结合上述情景,找出一个相关的物理信息,并指出其对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:炽热气体推动着火箭升空;
作答:物理知识:火箭的动能增大。
物理信息:______;
物理知识:______。
14. 如图,一小球漂浮在水面上。请在答题卡对应的图上画出小球受到的浮力的示意图。
15. 如图,用木棒撬动大石块时,在木棒下放一小石块作为支点O,并在木棒端点竖直向下用力撬动。请画出力F的力臂(用l表示)。
16. “勇于探索”兴趣小组的同学们设计了如图甲、乙的实验,用于探究物体动能的大小与哪些因素有关。
(1)在实验中,让不同质量的两个小球从同一高度滚下,目的是两球到达水平面时具有相同的______;小球动能大小是通过它推动纸盒运动的______来反映的。
(2)小球到达水平面上不能立即停下,是因为小球具有______。选用如图甲探究的是动能与______关系,选用图乙探究可以得出的结论是:物体运动速度相同,______的物体动能越大。
(3)物理研究方法有很多,本实验运用了转换法和______。
17. 某小组利用如图实验装置“测定滑轮组的机械效率”,得到的数据如表所示。
(1)在实验中,应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。完成第1次实验时,绳端测力计示数如图甲所示,则表格中编号为①的空格中应填上______,编号为②的空格中应填上______,这次实验中滑轮组做的有用功为______J。
实验
次数
钩码的物重
G/N
钩码上升的高度h/m
绳端测力计示数F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
4
0.1
①
0.3
②
2
8
0.1
3.3
0.3
81%
3
12
0.1
4.5
0.3
89%
(2)小敏发现在完成实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,她认为应该静止时读数,小敏的这种想法______(选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响。
(3)通过实验数据比较,可得出结论:用相同滑轮组提升不同重物时,重物______滑轮组的机械效率越高。
(4)第3次实验中,利用滑轮组做的额外功为______J。
18. 小明在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,进行了如图所示的实验操作,其中F表示弹簧测力计的示数。
(I)通过实验b和d可知,物体浸没在水中时受到的浮力大小是______N;通过______(选填字母代号)两次测量可知物体浸没时排开液体所受重力______N。
(2)通过对实验过程的仔细分析,这次实验也可以用来探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。通过分析b、c、d得出,物体在液体中所受到浮力大小还跟______有关;结合补充实验h可知,物体在液体中所受到浮力大小还跟______有关。
(3)比较图d、e可得到的结论是:______。
(4)d图中容器底受到水的压强p1与f图中容器底受到水的压强p2之比p1:p2=______。
(5)从图b一直到图e的过程中,溢水杯对桌面的压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19. 酷爱体育的小华同学质量为56kg,他有一次单手倒立在水平地面上静止时,手与地面的接触面积为0.014m2.求:
(1)小华受到的重力G。
(2)小华的手掌对地面产生的压强p。
20. 如图所示,轻质杠杆AB可绕支点O转动,左端A通过细绳与竖直圆筒中的活塞C相连(C与圆筒密切接触,且可以无摩擦的滑动),右端B通过细绳悬挂有物体D,圆筒内注入h=0.5m的水后,杠杆AB恰好在水平位置平衡。求:(已知:活塞C的横截面积S=0.008m2,重G=6N,AO=0.3m,OB=0.6m。)
(1)水对活塞产生的压强p。
(2)杠杆A端受到细绳的拉力。
(3)物体D的质量m。
21. 如图所示,在水平桌面上放有一薄壁轻质柱形容器,底面积S1=0.02m2,一个底面积为S2=0.01m2的柱形玻璃杯A浮在水面,同时A的底部通过细线与物块B相连,物块B的重GB=8N、体积VB=4.0×10−4m3.A、B在水中处于静止状态时细线已经拉直,细线此时未产生拉力,A浸入水中的深度为h=0.06m,B未与容器底部紧密接触。完成下列问题:(细
线不可伸长,且质量、体积忽略不计。)
(1)求A受到水的浮力F浮和重力GA。
(2)容器底部对B的支持力大小FB。
(3)现向容器中继续缓慢注水,注水体积达到△V=1000cm3停止注水。求整个过程中,水对B的浮力对B做的功。(容器中水未溢出和进入杯中)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N左右。故A不符合实际;
B、两个鸡蛋的质量约100g=0.1kg,托起两个鸡蛋的力在F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N左右。故B符合实际;
C、成年人的身高在170cm左右,中学生的身高略小于成年人,在160cm=16dm左右。故C不符合实际;
D、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0.05m2左右,双脚对水平地面的压强在p=FS=GS=500N0.05m2=1.0×104Pa左右。故D不符合实际。
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,最后判断最符合实际的是哪一个。
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:
A、此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F=12G;
B、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
C、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有三股,则F=13G;
D、此图中,动力臂是阻力臂的4倍,所以动力F=14G。
由以上可知:忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦,当提起相同重物时,最省力的是D。
故选:D。
忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦,当提起相同重物时,
①动滑轮可以省一半力;
②定滑轮不能省力,拉力等于重力;
③使用滑轮组时,承担物重的绳子有几段,拉力就是物重的几分之一;
④使用杠杆时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是物重的几分之一(阻力等于物重,不计空气阻力)。
此题主要考查杠杆平衡条件的应用,滑轮组绳子拉力的计算,定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识点,综合性强,难易程度适中,是一道很典型的题目。
3.【答案】A
【解析】解:A、踢飞的足球不再受脚的作用力,靠惯性继续向前运动,说明物体运动不需要力来维持。故A正确;
B、用力推桌子,桌子静止不动(处于平衡状态),水平方向上桌子受到的推力和摩擦力平衡,则二力的大小相等。故B不正确;
C、行驶的汽车急刹车时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态,所以前倾。故C不正确;
D、力是改变物体运动状态的原因,一个物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,并且受到非平衡力作用。故D不正确。
故选:A。
(1)物体运动不需要力,物体由于惯性可以保持原来的运动状态;
(2)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用;
(3)惯性是物体本身具有的属性,决定于物体的质量;
(4)力是改变物体运动状态的原因。
此题考查了运动和力的关系及惯性的存在,是基本概念好规律的考查,正确理解运动和力的关系是解答此类问题的关键。
4.【答案】C
【解析】解:A、尖锐的口器,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A错误。
B、锋利的斧头,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B错误。
C、宽大的滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C正确。
D、很重的压路机碾子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。故D错误。
故选:C。
压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
5.【答案】B
【解析】解:小明和妈妈站在自动扶梯上,在扶梯匀速下降的过程中,小明和妈妈的质量不变,速度为零,动能为零;同时高度减小,重力势能减小。
小明和妈妈没有发生弹性形变,不具有弹性势能;
机械能=动能+势能,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小。
故选:B。
判断小明和妈妈的动能、重力势能和机械能的变化,从动能、重力势能的影响因素考虑。
(1)动能大小的影响因素:质量、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、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能=动能+势能;在物体没有发生弹性形变时,不考虑弹性势能。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法,能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
6.【答案】A
【解析】解:A、锅炉水位计的上、下两端分别与锅筒的蒸汽空间、水空间直接连接,因此水位计中水位与锅炉水位是一致的,水位计中的水位变化即为锅筒中水位的变化,利用了连通器,故A正确;
B、使用塑料吸盘时,先挤走里边的空气,使其内部近似真空,气体压强非常小,外界大气压的作用就把它压在了光滑的墙面上,故B错误;
C、硬币能“跳高”是因为硬币上方空气流速大,压强小,故C错误;
D、人推车的力与车对人的力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
(1)上端开口、底部相连通的容器;连通器特点是:静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上;
(2)塑料吸盘是大气压在生活中应用的实例。塑料挂衣钩里面的压强小于外界的大气压强,是大气压强把挂衣钩压在墙上的;
(3)流速大的地方压强小;
(4)二力平衡的条件: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。
此题考查大气压强的应用、连通器原理、流速与压强的关系,以及平衡力,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
7.【答案】C
【解析】解:
(1)由图可知,承担物重的绳子段数n甲=3,n乙=2;由题可知,动滑轮重、物体的重力均相等,不计绳重与摩擦,根据F=1n(G物+G动)可知,甲滑轮组的拉力较小,即F甲
(3)物重相等,提升相同的高度,则有用功相同;不计绳重与摩擦,动滑轮重相同,则做的额外功相同,由W总=W有+W额可知,拉力做的总功相等,即W甲=W乙,故D错误;
(4)两滑轮组的有用功、总功均相等,由η=W有用W总可知,两滑轮组的机械效率相等,即η甲=η乙,故C正确。
故选:C。
(1)由图可知承担物重的绳子股数n,不计绳重与摩擦,由F=1n(G物+G动)可知拉力的大小关系;
(2)由图可知,承担物重的绳子段数n甲=3,n乙=2;s甲=3h,s乙=2h,根据v=st判断出甲乙的速度;
(3)拉力做功可以由W总=W有+W额=G物h+G动h比较得到;
(4)根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
本题考查了滑轮组绳子自由端拉力,有用功、额外功、总功,速度和机械效率的认识和理解,灵活运用公式即可比较。
8.【答案】D
【解析】解:由图象知,圆柱体的重力:G=10N,
圆柱体的质量:m=Gg=10N10N/kg=1kg,
圆柱体浸没在水中弹簧测力计示数为6N,
则圆柱体受到的最大浮力为:F浮=G−F=10N−6N=4N,故C错误。
圆柱体的体积:V=V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10−4m3=400cm3,
圆柱体的密度:ρ=mV=1kg4×10−4m3=2.5×103kg/m3,故B错误。
由题中图象结合下图可知,从图1到图2圆柱体上升的高度为2cm;从图2到图3(即从圆柱体刚出水面到完全离开),圆柱体上升的高度h=5cm−2cm=3cm,
如上图,图2和图3中红线上方的水和圆柱体的体积之和是相等的,
设圆柱体的高度为h物,故S容h物=S容h+V,
400cm2×h物=400cm2×3cm+400cm3,
解得圆柱体的高度为:h物=4cm,故A错误。
圆柱体的横截面积为:S物=Vh物=400cm34cm=100cm2,故D正确。
故选:D。
由图象知圆柱体浸没在水中和离开水面弹簧测力计的拉力,求出圆柱体的重力和最大浮力,由重力公式求出圆柱体的质量,由阿基米德原理求出物体浸没时排开水的体积(物体的体积),根据密度公式求出圆柱体的密度,根据图象求出从圆柱体刚出水面到完全离开时圆柱体上升的高度,根据“图2和图3中红线上方的水和圆柱体的体积之和是相等的”求出圆柱体的高度,最后根据体积公式求出圆柱体的横截面积。
本题的关键在于求出圆柱体的高度,圆柱体上升,同时水面要下降,根据“图2和图3中红线上方的水和圆柱体的体积之和是相等的”求出圆柱体的高度。
9.【答案】阿基米德 重力
【解析】解:古希腊学者阿基米德通过大量的实验研究发现:浸在液体的物体受到竖直向上的浮力,浮力大小等于它排开液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理。
故答案为:阿基米德;重力。
根据阿基米德原理(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)的内容填写。
本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,属于基础题目。
10.【答案】费力 定
【解析】解:
(1)钓鱼竿在使用过程中,阻力在远端,动力作用点靠近支点,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力但可以省距离;
(2)国旗杆上的滑轮,其轴固定不动,为定滑轮,用它来升国旗,不能省力,可以改变力的方向。
故答案为:费力;定。
(1)先分析钓鱼竿在使用过程中动力臂和阻力臂的大小关系,得出杠杆的类型。
(2)滑轮分为定滑轮和动滑轮,其中轴固定不动的为定滑轮,轴随物体一起运动的为动滑轮;
本题考查了杠杆分类、定滑轮与动滑轮的区分,属于基础题目。
11.【答案】35007×104
【解析】解:
(1)因汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,
所以汽车受到的阻力为:f=F=3500N;
(2)牵引力做功的功率P=Wt=Fst=Fv=3500N×20m/s=7×104W。
故答案为:3500;7×104。
(1)汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等;
(2)利用P=Wt=Fst=Fv求出牵引力做功的功率。
本题考查了做功公式、功率公式和二力平衡条件的应用,是一对较为简单的应用题。
12.【答案】2 800
【解析】解:(1)因圆柱体A处于漂浮状态,
所以,此时物体A受到的浮力F浮=G=2N;
(2)由F浮=ρgV排可得,圆柱体排开水的体积:
V排=F浮ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10−4m3=200cm3,
由V=Sh可得,将物体A从水中取出后水面下降的高度:
△h=V排S=200cm3200cm2=1cm,
待水面稳定后容器内水的深度:
h′=h−△h=9cm−1cm=8cm=0.08m,
水对容器底产生的压强:
p=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa。
故答案为:2;800。
(1)圆柱体A漂浮时受到的浮力和自身的重力相等;
(2)根据F浮=ρgV排求出圆柱体漂浮时排开水的体积,根据V=Sh求出将物体A从水中取出后水面下降的高度,然后求出待水面稳定后容器内水的深度,根据p=ρgh求出水对容器底产生的压强。
本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的应用,正确得出圆柱体取出后容器内水的深度是关键。
13.【答案】点火升空 内能转化为机械能
【解析】解:物理信息:点火升空;物理知识:内能转化为机械能;
物理信息:火箭燃料燃烧所生成的炽热气体;物理知识:化学能转化为内能;
物理信息:炽热气体通过火箭尾部的尾喷管向后快速喷出;物理知识:力的作用是相互的;
物理信息:载荷体与火箭成功分离进入预定轨道;物理知识:力改变物体运动状态。
故答案为:点火升空;内能转化为机械能。
认真阅读材料观察图片,从中确定物理信息及对应的物理知识。
根据情境找出物理信息并解答,这是一种新题型,考查了学生获取信息、解决问题的能力。
14.【答案】解:浮力的作用点在小球的重心,方向是竖直向上的,浮力的示意图如下:
【解析】小球受到的浮力方向竖直向上,作用点在小球重心上;用一条带箭头的线段把浮力的大小、方向、作用点表示出来,就是浮力的示意图。
此题考查了浮力示意图的画法,注意浮力方向竖直向上。
15.【答案】解:从支点O向F的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂L,如图所示:
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离,确定支点,从支点到力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂。
在画力臂时,关键是确定支点及杠杆所受的力,支点到力的作用线的距离即为力臂。
16.【答案】速度 距离 惯性 速度 质量越大 控制变量法
【解析】解:
(1)实验中,让不同质量的两个小球从斜面的同一高度滚下,小球到达斜面底端的速度相同;
探究物体动能大小与哪些因素有关时,物体动能的大小无法直接体验,所以通过小球对纸盒外做功的多少来体现小球动能的多少,即通过纸盒被推动的距离来判断小球动能的大小;
(2)从斜面上滚下的小球由于惯性要保持原来的运动状态,所以小球到达水平面上不能立即停下;
由甲图可知,两球质量都是m,所以是控制两球的质量相等;而两球所处高度不同,两球到达斜面底端时的速度不同,故探究的是动能与速度的关系;
图乙中两球的质量不同,故选用图乙探究的是动能与质量的关系;根据乙图可知,高度相同时,小球到达斜面底端时的速度相同,质量大的小球撞击纸盒后,纸盒运动的距离远,说明质量大的小球其动能大;由此得出结论:速度相同时,物体的质量越大,动能越大;
(3)本实验运用了转换法和控制变量法。
故答案为:(1)速度;距离;(2)惯性;速度;质量越大;(3)控制变量法。
(1)动能的大小无法直接进行测量,因此可采用转换法,通过观察小纸盒被推出的距离来进行比较;
(2)物体保持运动状态不变的性质叫做惯性;
影响动能大小的因素有质量和速度,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,应选择同一小球,这样可以保证小球的质量相同。
此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况,及如何正确的对实验现象进行分析,归纳出正确的结论。
17.【答案】匀速 1.874.1%0.4不正确 摩擦力 重力越大 0.15
【解析】解:(1)在实验中,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小;
完成第1次实验时,绳端测力计示数如图甲所示,测力计分度值为0.1N,示数为1.8N;
则表格中编号为①的空格中应填上1.8;,
第1次实验时的有用功:W有=Gh=4N×0.1m=0.4J;
总功:W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J;
第1次实验时的机械效率为:
η=W有W总=0.4J0.54J×100%≈74.1%;
编号为②的空格中应填上74.1%,这次实验中滑轮组做的有用功为0.4J。
(2)小敏发现在完成实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,她认为应该静止时读数,小敏的这种想法正确”,因为她没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响;
(3)通过实验数据比较,可得出结论:用相同滑轮组提升不同重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(4)第3次实验中的总功W有3=G3h=12N×0.1m=1.2J;
总功:W总=F3s=4.5N×0.3m=1.35J;
利用滑轮组做的额外功为:
W额外=W总−W有3=1.35J−1.2J=0.15J。
故答案为:(1)匀速;1.8;74.1%;0.4;(2)不正确;摩擦力;(3)重力越大;(4)0.15。
(1)在实验中,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小;
根据测力计分度值读数;
根据W=Gh计算第1次实验时的有用功;根据W=Fs计算总功,根据η=W有W总×100%≈74.1%求出第1次实验时的机械效率;
(2)在实验中,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,若静止时读数,则没有测量出机械之间的摩擦;(3)通过实验数据比较得出结论;
(4)根据W=Gh计算第3次实验时的有用功;根据W=Fs计算总功,根据W额外=W总−W有得出第3次实验中的额外功。
本题测定滑轮组的机械效率,考查注意事项、测力计读数、功和机械效率的计算和数据分析。
18.【答案】0.5a、g0.5物体排开液体体积 液体的密度 浮力与物体所处的深度无关 1:1 增大
【解析】解:(1)根据称重法,通过实验b和d可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是:
F=F2−F4=2N−1.5N=0.5N;
浸没时排开液体所受重力等于小桶和排开水的重力之和与空桶的重力差,
故通过a、g两次测量可知物体浸没时排开液体所受重力是:G=F7−F1=1.0N−0.5N=0.5N;
(2)通过分析b、c、d得出,物体排开液体的体积不同,测力计示数不同,根据称重法知,受到的浮力不同,故物体在液体中受到浮力大小跟排开液体体积大小有关;
比较实验e、h实验可知,物体排开液体的体积相同,但排开液体的密度不同,两图中,测力计示数不同,根据称重法知,受到的浮力不同,
故得出物体在液体中受到浮力大小还跟排开液体的密度有关;
(3)比较图d、e可知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,物体所处的深度不同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,所以可以得出浮力与物体所处的深度无关;
(4)根据题意,d、f中液体的密度相同,液体的深度相同,由p=ρgh得容器底受到水的压强相同,所以p1:p2=1:1;
(5)从图b一直到图e的过程中,排开液体的重力小于重力,所以溢水杯对桌面的压力增大,根据p=FS知溢水杯对桌面的压强将增大。
故答案为:(1)0.5;a、g;0.5;(2)物体排开液体体积;液体的密度;(3)浮力与物体所处的深度无关;(4)1:1;(5)增大。
(1)根据称重法,通过实验b和d可知物体浸没在水中时受到的浮力大小;
浸没时排开液体所受重力等于小桶和排开水的重力之和与空桶的重力差据此分析回答;
(2)通过分析b、c、d得出,物体排开液体的体积不同,测力计示数不同,根据称重法知分析受到的浮力大小,据此分析得出结论;
比较实验e、h实验找出相同的量和不同的量结合称重法可得出受到的浮力大小关系,分析得出物体在液体中受到浮力大小与变化量的关系。
(3)根据控制变量法的要求分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出结论。
(4)从图b一直到图e的过程中,浮力等于排开液体的重力,此时浮力小于重力,据此分析溢水杯对桌面压力的变化,根据p=FS得出压强的变化;
(5)根据p=ρ液gh判断压强的大小。
本题探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”以及“浮力的大小跟哪些因素有关”,考查称重法测浮力、数据分析及控制变量法的运用,搞清各个量之间的关系,再熟练运用浮力公式、液体压强公式以及密度公式等进行相关计算,是解答本题的关键,有一定难度。
19.【答案】解:
(1)小华的重力:
G=mg=56kg×9.8N/kg=548.8N;
(2)小华单手倒立在水平地面上静止时,对水平地面的压力:
F=G=548.8N,
受力面积S=0.014m2,
他对地面的压强:
p=FS=548.8N0.014m2=3.92×104Pa;
答:(1)小华受到的重力为548.8N;
(2)小华的手掌对地面产生的压强为3.92×104Pa。
【解析】(1)知道小华的质量,利用G=mg求小华受到的重力。
(2)小华单手倒立在水平地面上静止时,对水平地面的压力等于他的重力,受力面积等于一只手掌与地面的接触面积,利用p=FS求他对地面的压强。
本题考查了重力公式、压强公式的应用,属于基础题目。
20.【答案】解:(1)水对活塞产生的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa;
(2)圆筒内注入水的体积:
V水=Sh=0.008m2×0.5m=0.004m3,
由ρ=mV可得,圆筒内注入水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.004m3=4kg,
圆筒内注入水的重力:
G水=m水g=4kg×10N/kg=40N,
则杠杆A端受到细绳的拉力:
FA=G水+G=40N+6N=46N;
(3)因杠杆AB恰好在水平位置平衡,
所以,由杠杆的平衡条件可得:
FA×AO=FB×OB,
则FB=AOOBFA=0.3m0.6m×46N=23N,
因杠杆B端受到细绳的拉力等于物体D的重力,
所以,由G=mg可得,物体D的质量:
m=GDg=FBg=23N10N/kg=2.3kg。
答:(1)水对活塞产生的压强为5000Pa;
(2)杠杆A端受到细绳的拉力为46N;
(3)物体D的质量为2.3kg。
【解析】(1)知道圆筒内注入水的深度,根据p=ρgh求出水对活塞产生的压强;
(2)根据V=Sh求出圆筒内注入水的体积,利用ρ=mV求出圆筒内注入水的质量,根据G=mg求出圆筒内注入水的重力,杠杆A端受到细绳的拉力等于活塞和水的重力之和;
(3)杠杆AB恰好在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出杠杆B端受到的拉力,杠杆B端受到细绳的拉力等于物体D的重力,根据G=mg求出物体D的质量。
本题考查了液体压强公式和密度公式、重力公式、杠杆平衡条件的综合应用等,是一道较为简单的计算题。
21.【答案】解:
(1)由题意可得,A排开水的体积:V排A=S2h=0.01m2×0.06m=6×10−4m3,
A受到的浮力:F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10−4m3=6N,
A、B在水中处于静止状态时细线已经拉直,细线此时未产生拉力,A只受重力和浮力作用,故A的重力为:GA=F浮A=6N。
(2)B受到的浮力:F浮B=ρ水gV排B=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.0×10−4m3=4N,
细线此时未产生拉力,B受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的支持力作用,
这三个力平衡,则B受到的支持力:FB=GB−F浮B=8N−4N=4N。
(3)如图乙,当向容器加水时,首先使B刚好离开容器底,AB整体恰好漂浮,由于G=GA+GB=6N+8N=14N,而原来(甲图)中两物体受到的总浮力F浮A+F浮B=6N+4N=10N,则需要增加4N的浮力,
需要增加的排开水的体积:△V排A=△F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10−4m3,
所以A浸入水中的深度增加量:△h=△V排AS2=4×10−4m30.01m2=0.04m,
此时需要增加水的体积为:△V1=(S1−S2)△h=(0.02m2−0.01m2)×0.04m=4×10−4m3,
所以,当加水4×10−4m3时(如图乙中红色区域)B恰好要离开容器底,此过程中浮力对B没有做功;
当把剩余的水加入时(即图丙中蓝色区域是再次加入的水),B离开容器底,浮力对B做功,B上升的高度即蓝色区域的水的高度,
所以再次加水,B向上移动的距离为:s=△V−△V1S1=1000×10−6m3−4×10−4m30.02m2=0.03m,
则B的浮力对B做的功为:W=F浮Bs=4N×0.03m=0.12J。
答:(1)A受到水的浮力F浮是6N,重力GA是6N。
(2)容器底部对B的支持力大小FB是4N。
(3)水对B的浮力对B做的功0.12J。
【解析】(1)知道A的底面积和浸在水中的深度,可以求出A排开水的体积,根据阿基米德原理求出A受到的浮力,A漂浮在水面上,对A进行受力分析,求出A的重力。
(2)知道B的体积,根据阿基米德原理求出B受到的浮力,对B进行受力分析,求出B受到的支持力。
(3)向容器中注水,首先使整体恰好漂浮,此时浮力没有做功,当再加水时,B离开容器底,浮力对B做功,求出B离开容器底的距离,根据W=Fs求出浮力做功多少。
本题的关键是再次加入1000cm3的水,首先使B不受容器底的支持力,此时浮力对B没有做功,再次加入剩余的水,B离开容器底,浮力对B做功,求出B离开容器底的高度即可。
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