广东省湛江市吴川一中2021-2022学年八年级下学期期末物理试题
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一、单项选择题(每小题3分,共21分。下列各题所列的答案中,只有一个是正确的)
1.(3分)如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.用力搬石头,没有搬动
B.将重物从地面拉到高处
C.运动员踢出去的足球在草坪上滚动
D.人抱箱子沿水平方向运动
2.(3分)在如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.赛艇的船桨
C.筷子 D.镊子
3.(3分)用如图所示的装置提升同一物体,在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是( )
A. B. C. D.
4.(3分)2022年女足亚洲杯决赛取得冠军,全民为之欢呼,在比赛中头球(运动员用头碰撞飞行中的足球)是常会用到的技术,下列说法正确的是( )
A.头对球的弹力可以改变球的运动状态
B.球对头的力与头对球的力是一对平衡力
C.球离开人体后由于惯性力的作用将继续向前运动
D.球离开人体后上升过程中,球的动能增加
5.(3分)某卫星绕地球沿椭圆轨道运动,当卫星从近地点向远地点运动的过程中( )
A.动能增大,势能增大 B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能减小 D.动能减小,势能减小
6.(3分)如图所示,周末晓丽和爷爷一起进行爬楼梯比赛,已知爷爷的体重是晓丽的2倍,从一楼爬到八楼爷爷用的时间是晓丽的3倍,若晓丽克服自身重力做功为W1、功率为P1,爷爷克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:3 B.W1:W2=1:1 C.P1:P2=3:2 D.P1:P2=1:6
7.(3分)同一个鸡蛋先后放入水和盐水中静止时,鸡蛋在水中下沉,在盐水中悬浮,如图所示。由此可知( )
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力大小相等
B.盐水的密度小于水的密度
C.鸡蛋排开水的质量大于排开盐水的质量
D.鸡蛋排开水的体积等于排开盐水的体积
二、填空题(每空1分,共21分)
8.(3分)在2022年2月4日北京举行的第24届冬奥会上,将进行被称为“雪上马拉松”的越野滑雪比赛。如图所示,运动员用力向后撑雪杖,人就向前运动,这说明物体间力的作用是 ;同时观察到被雪杖撑过的地方,雪会凹陷下去,这说明力可以使物体发生 ;若滑雪运动员沿直线匀速滑行,则他受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用。
9.(3分)如图甲所示,用吸管将杯中的饮料吸入口中,利用了 的作用。如图乙所示,对着吸管B吹气,吸管A中的水面会上升,这是因为流速大的地方压强 ,(选填“大”“小”)水在大气压的作用下上升,形成喷雾;如果停止吹气,细管A中的液体将 。
10.(3分)如图所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。由图可知圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮 N;由步骤B、C、D可得出结论:物体受到的浮力与 有关;由 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
11.(3分)旅客常使用的拉杆行李箱是 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;如图所示,行李箱下方安装了轮子,目的是 (选填“增大”“减小”)摩擦;已知OA=1m,OB=0.2m,行李箱重150N,使行李箱在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F= N。
12.(3分)已知小汽车的总重为2×104N,该车以30m/s的速度做水平匀速直线运动,行驶了180s,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.15倍;则在此过程中小车行驶的距离为 m,小车克服阻力做功为 J;汽车的牵引力的功率为 W。(g=10N/kg)
13.(3分)如图所示,已知物体A的重为100N,动滑轮的重为20N,当物体A匀速上升高度为1m时所用时间为5s;则人对绳子的拉力为 N,拉力的功率为 W,滑轮组的机械效率为 。(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计)
14.(3分)如图甲所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系如图乙所示,分析图像可得:该圆柱体物块的重为 N。当物块刚好浸没在水中时,圆柱体物块下表面所受的压强为 Pa。当h=4cm时,圆柱体物块所受的浮力为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
三、作图题(2+2+3=7分,共7分)
15.(2分)如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动。在图上画出动力臂L1和阻力臂L2。
16.(2分)如图所示,人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B,画出最省力的绕线方式。
17.(3分)如图所示,实心木块被绳子拉着浸没在水中,画出此时木块受力示意图。(O为重心)
四、实验题(每空1分共20)
18.(6分)(1)如图1所示,图中木块的长度为 cm。
(2)如图2所示,根据图中信息可知,金属块的重力是 N,金属块在水中受到的浮力是 N。
(3)如图3所示,是用微小压强计探究液体内部压强特点的情境,比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而 (选填“增大”“减小”);如图丙,静止后U形管左右两侧水柱高度差为4cm,则橡皮膜在水中受到的压强为 Pa。(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
19.(7分)如图所示,利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前杠杆如图甲所示,为使杠杆处在 平衡状态,应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调。
(2)记录实验数据的表格如表所示,请将表头栏目、实验所记录的数据补充完整。
实验次数
①
动力臂l1/m
阻力F2/N
②
1
2
0.3
3
0.2
2
4
0.4
8
0.2
3
6
0.3
4
0.45
(3)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是 (填序号)
A.使测量数据更准确
B.多次测量取平均值减小误差
C.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(4)第3次实验杠杆平衡时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
(5)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆 (选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”)。
20.(7分)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一滑轮组提升不同的物体,如图甲、乙所示,小红用同一滑轮组,改变绳子的绕线方法,提升相同的物体,如图丙所示,实验数据记录如下:
(1)在实验中,测量绳子端拉力F时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为(①处数据) N。
(2)表格中②处数据应为 %;
(3)若不计摩擦及绳重,丙图中拉力F大小即表格中③处数据应为 N;表格中④处数据应为 m。
(4)分析1、2组实验数据可得:同一滑轮组提升的物体重力越大,机械效率 (选填“越大”“越小”“不变”);
(5)分析1、3组实验数据可得:同一滑轮组的机械效率与绳子绕线 (选填“有关”“无关”)。
实验次数
物体重力/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动的距离/m
机械效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
①
0.3
②
3
3
0.1
③
④
50%
五、计算题(19题6分,20题7分共13分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.)
21.(6分)如图甲所示,为我国自主研发的新一代智能四轮汽车,该汽车具有自动加速、刹车和避障等功能。已知汽车总重为1.5×104N,静止时轮胎与水平地面的接触总面积为0.05m2。不考虑外界因素影响,汽车匀速行驶时受到的阻力为汽车总重的0.06倍。如图乙所示,是汽车以恒定功率行驶时的速度(v)与时间(t)图像,g取10N/kg。求:
(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强;
(2)汽车匀速行驶时的功率;
(3)汽车匀速行驶时牵引力做的功。
22.(7分)车辆乱停乱放是近年来城市管理中的顽疾。在一次拖移违停车辆的过程中,拖车所用的装置可以简化为如图所示的滑轮组,交警指挥拖车只用了20s时间,将水平路面上质量为1.8t的违停车匀速向墙靠近了10m从而拖离了现场。此时钢绳自由端的拉力F为600N(不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)违停车移动的速度为多少m/s;
(2)违停车在匀速运动过程中克服摩擦力做功为多少;
(3)拉力F的功率是多少。
六、综合能力题(每空1分,共18分)
23.(6分)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越 。
【分析论证】通过比较甲、丙两次实验,可以探究物体的动能与 之间的关系。通过比较 两次实验,可以探究物体的动能与质量之间的关系。
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
24.(6分)图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;斜面的高为0.09m
②将校零的弹簧测力计与斜面平行放置,然后沿斜面方向 拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为 N;
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为 J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 。
(2)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1;重力做的有用功为W2。通过多组数据作出W1和W2与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 (选填“有关”或“无关”)。
②若这位母亲和所坐的轮椅总质量为80kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为 N。
25.(6分)阅读短文,回答问题:
中国载人深潜新坐标——奋斗者号”
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日,成功潜入海底10909米,再次向世界展示中国力量!“奋斗者号”两侧配有压载铁,通过改变其数量,来控制“奋斗者号”的下沉、上浮或悬停。设海水的密度ρ水=1.0×103kg/m3ρ铁=8×103kg/m3)
(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在浸没后继续下潜过程中,所受海水的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),当其潜入海底100m时,所受海水压强大小为 Pa。
(2)“奋斗者号”加速下沉时,其所受浮力 (填“不等于”或“等于”)重力,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力(不考虑海水的摩擦阻力),则“奋斗者号”将 (选填字母)
A.变速下沉
B.匀速上升
C.匀速下沉
D.静止
(3)若“奋斗者号”体积为50m3(不包括压载铁),其所受海水的浮力为 N。
(4)“奋斗者号”最大负载时总质量为22t(不包括压载铁),当抛卸其中部分压载铁,只剩下2块时,可使最大负载的“奋斗者号”处于悬浮状态,此时测得最大负载的“奋斗者号”的排水量为54t,则每块铁块的体积为 m3。
广东省湛江市吴川一中2021-2022学年八年级下学期期末物理试题
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题3分,共21分。下列各题所列的答案中,只有一个是正确的)
1.【解答】解:A、图中人用力搬石头,搬而未起,只有力没有距离,所以人对物体没有做功,故A错误;
B、图中人拉重物从地面提到高处,拉力和距离的方向均向上,所以人对物体做功,故B正确;
C、踢出去的足球在草坪上滚动,脚对足球没有力的作用,所以人对物体没有做功,故C错误;
D、图中人抱箱子沿水平方向匀速运动,提力的方向竖直向上,距离的方向水平向前,在力的方向上没有移动距离,所以人对物体没有做功,故D错误。
故选:B。
2.【解答】解:A、羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A正确;
B、赛艇的船桨使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B错误;
C、用筷子夹取食物过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错误;
D、镊子使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:在滑轮重及摩擦不计的情况下:
A、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
B、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=G;
C、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由2股,则F=G;
D、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由3股,则F=G。
由以上可知:在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是D。
故选:D。
4.【解答】解:A、头对球有弹力的作用,弹力可以改变球的运动状态,故A正确;
B、头对球的力与球对头的力作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C、球离开人体后继续向前运动是由于球具有惯性,仍保持原来的运动状态,惯性不是力,故C错误;
D、球离开人体后上升过程中,质量不变,速度变小,球的动能减小,故D错误。
故选:A。
5.【解答】解:卫星在从近地点向远地点运动时,卫星的质量不变,速度变小,则它的动能变小;卫星离地球的高度在增大,则它的重力势能在增大,即该过程中将动能转化为重力势能,故B正确。
故选:B。
6.【解答】解:由题可知,晓丽和爷爷爬楼的高度相同,爷爷的体重是晓丽的2倍,晓丽和爷爷的重力之比G1:G2=1:2,爷爷用的时间是晓丽的3倍,晓丽和爷爷的时间之比t1:t2=1:3,由W=Gh可得,爷爷和晓丽克服重力做功之比:;
克服自身重力做功的功率之比:。
故选:C。
7.【解答】解:ABC、同一个鸡蛋在右图中鸡蛋悬浮ρ浓盐水=ρ鸡蛋,鸡蛋浮力等于重力,鸡蛋排开盐水的重力等于鸡蛋的重力,鸡蛋排开盐水的质量等于鸡蛋的质量,
在左图中鸡蛋沉底,ρ水<ρ鸡蛋,鸡蛋浮力小于重力,鸡蛋排开水的重力小于鸡蛋的重力,鸡蛋排开水的质量小于鸡蛋的质量,
所以ρ盐水>ρ水,鸡蛋在水中小于浓盐水中受到的浮力,故ABC错误;
D、同一个鸡蛋在水中下沉,在盐水中悬浮,V排=V,故鸡蛋排开水的体积等于排开盐水的体积,故D正确。
故选:D。
二、填空题(每空1分,共21分)
8.【解答】解:(1)运动员用力向后撑雪杖,人就向前运动,这是因为雪杖和人也受到了一个反作用力,说明物体间力的作用是相互的;
(2)观察到被雪杖撑过的地方,雪会凹陷下去,这说明力可以使物体发生形变。;
(3)当滑雪运动员沿直线匀速滑行时,速度大小以及方向都没有发生改变,处于平衡状态,受平衡力作用。
故答案为:相互的;形变;不改变。
9.【解答】解:用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压;
对吸管B吹气,管A上方空气流速大,压强小,则管A中的水在大气压的作用下上升,形成喷雾;
如果停止吹气,细管A与烧杯构成一个连通器,A中的液体将与烧杯中的液面相平。
故答案为:大气压;小;与烧杯中的液面相平。
10.【解答】解:(1)由B知,物体的重力G=4.2N;由D知,圆柱体浸没在水中后,弹簧测力计的示数F=3N,圆柱体所受浮力F浮=G﹣F=4.2N﹣3N=1.2N;
(2)由B、C、D图知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,测力计的示数不同,根据F浮=G﹣F可知浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小不同,因此得出结论:物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关;
(3)由图E得出物体排开液体和小桶的总重力,由图A得出空桶的重力,因此,由AE两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。
故答案为:1.2;物体排开液体的体积;AE。
11.【解答】解:
(1)由图知,拉杆行李箱在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
(2)小轮子的作用是通过用滚动代替滑动的方法,使摩擦力大大减小;
(3)如图,在阻力、阻力臂一定时,要求动力最小,动力臂最长。支点到动力作用点的距离作为动力臂最长,力的方向与动力臂垂直向上,如下图所示:
杠杆平衡条件可得,G×OB=F×OA,
即:150N×0.2m=F×1m,
解得:F=30N。
故答案为:省力;减小;30。
12.【解答】解:小车行驶的距离:
s=vt=30m/s×180s=5400m;
小车受到的阻力:
f=0.15G=0.15×2×104N=3000N;
小车克服阻力做功:
W=fs=3000N×5400m=1.62×107J;
小车做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件得,在此过程中汽车的牵引力:
F=f=3000N;
汽车的牵引力的功:
W牵=Fs=3000N×5400m=1.62×107J;
汽车的牵引力的功率为:
P==90000W。
故答案为:5400;1.62×107J;90000。
13.【解答】解:由图知,n=2,绳子移动的距离:s=2h=2×1m=2m;
绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计,拉力:F=(G+G动)=×(100N+20N)=60N;
拉力所做的总功:W总=Fs=60N×2m=120J,
拉力的功率:P==24W,
有用功:W有=Gh=100N×1m=100J,
滑轮组的机械效率:η=×100%≈83.3%。
故答案为:60;24;83.3%。
14.【解答】解:物体在空气中时,测力计的示数等于该圆柱体物块的重,为G=4.2N;
当物块刚好浸没在水中时,物块下表面所处的深度h=6cm=0.06m,
物块下表面受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
由图乙可知,当h=4cm时,弹簧测力计的示数F=3.4N,物块受到的重力G=4.2N,
物块所受的浮力F浮=G﹣F示=4.2N﹣3.4N=0.8N。
故答案为:4.2;600;0.8。
三、作图题(2+2+3=7分,共7分)
15.【解答】解:从支点向动力作用线引垂线,作出动力臂,用大括号标出,标上字母L1;
从支点向阻力作用线引垂线,作出阻力臂,用大括号标出,标上字母L2;
如图:
16.【解答】解:从动滑轮上面挂钩开始,依次绕过定滑轮和动滑轮,绳端回到人的手中,则拉力为物重与动滑轮总重的为最省力的绕法,如图所示:
17.【解答】解:实心木块用细线拉着浸没在水中,实心木块受到竖直向下的重力G、竖直向下的拉力F拉和竖直向上的浮力F浮的共同作用,处于静止状态,由力的平衡条件可得:F浮=G+F拉,过重心分别沿力的方向画一条有向线段,并标上力的符号即可,如下图所示:
四、实验题(每空1分共20)
18.【解答】解:(1)刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与1.00cm刻度线对齐,则物体的长度为L=2.90cm﹣1.00cm=1.90cm;
(2)由图甲可知,弹簧测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为4.8N,则金属块的重为4.8N;
根据称重法测浮力,由甲、乙两图可得物块浸没在水中受到的浮力为:F浮水=G﹣F示乙=4.8N﹣2.8N=2N;
(3)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
在乙图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大;
(4)橡皮膜在水中受到的压强:p=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
故答案为:(1)1.90;(2)4.8;2;(3)相等;增大;400。
19.【解答】解:(1)为使力臂在杠杆上,方便读取力臂,应使杠杆在水平位置平衡,研究杠杆平衡条件,未挂钩码时,杠杆右端下沉,应将横梁右端的螺母向左调;
(2)探究杠杆平衡条件的实验中除要测量每次实验中动力臂、阻力臂的大小,还要测量出每次实验中的动力和阻力的大小,故①应为“动力F1/N”、②应为“阻力臂L2/m”;
(3)多次改变力和力臂的大小,得到了多组实验数据,得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是为了得出的结论更具有普遍性,故选:C;
(4)由表格可知第3次实验的杠杆的动力臂小于阻力臂,所以杠杆此时属于费力杠杆;
(5)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),则右侧悬线对杠杆的拉力变为斜向下,右侧拉力的力臂会变小,拉力大小不变,这时杠杆右侧拉力与力臂的乘积变小,小于左侧拉力与力臂的乘积,所以杠杆的左端下沉。
故答案为:(1)水平;左; (2)①动力F1/N;②阻力臂L2/m;(3)C;(4)费力;(5)左端下沉。
20.【解答】解:(1)实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉动测力计,此时滑轮组处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小;图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.2N;
(2)表格中②处的机械效率为:η===×100%=62.5%;
(3)根据图丙可知,有两端绳子拉着动滑轮,物体上升的高度为0.1m,则绳子自由端移动的距离为2×0.1m=0.2m;
若不计摩擦及绳重,根据η====可知,F===3N;
(4)分析1、2组实验数据可得:其它条件不变时,同一滑轮组提升的物体重力越大,机械效率越大;
(5)分析1、3组实验数据可得:绳子的绕线不同,其它条件相同,机械效率相同,故结论为:同一滑轮组的机械效率与绳子绕线无关。
故答案为:(1)匀速;3.2;(2)62.5;(3)3;0.2;(4)越大;(5)无关。
五、计算题(19题6分,20题7分共13分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.)
21.【解答】解:(1)汽车对水平地面的压力:F压=G=1.5×104N,
汽车对水平地面的压强:p===3×105Pa;
(2)由图乙可知,汽车匀速行驶时的速度v=20m/s,
汽车匀速行驶时受到的阻力:f=0.06G=0.06×1.5×104N=900N,
因为汽车做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,汽车的牵引力:F=f=900N,
汽车匀速行驶时的功率:P===Fv=900N×20m/s=1.8×104W;
(3)由图乙可知,汽车匀速行驶的时间t=20s﹣10s=10s,
由P=可知,汽车匀速行驶时牵引力做的功:W=Pt=1.8×104W×10s=1.8×105J。
答:(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强为3×105Pa;
(2)汽车匀速行驶时的功率为1.8×104W;
(3)汽车匀速行驶时牵引力做的功为1.8×105J。
22.【解答】解:(1)违停车移动的速度:v===0.5m/s;
(2)由图可知n=3,因为不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦时F=f,
所以违停车受到的摩擦力:f=nF=3×600N=1800N,
违停车在匀速运动过程中克服摩擦力做功:W=fs=1800N×10m=1.8×104J;
(3)绳子自由端移动的速度:v=nv物=3×0.5m/s=1.5m/s,
拉力做功的功率:P===Fv=600N×1.5m/s=900W。
答:(1)违停车移动的速度为0.5m/s;
(2)违停车在匀速运动过程中克服摩擦力做功为1.8×104J;
(3)拉力F的功率是900W。
六、综合能力题(每空1分,共18分)
23.【解答】解:“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关,“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关;
物块被撞击得越远,说明物块在水平面做的功越多,那么金属球到达水平面时的动能就越大。
分析甲、丙两图可知,此时物体的质量相等,到达水平面的速度不同,甲图小球到达水平面的速度越大,物体被撞击得更远,说明质量一定时,物体的速度越大,动能越大。
分析甲、乙两图可知,此时物体的质量不相等,初始速度相同,可以探究动能大小与质量的关系;甲图小球的质量越大,物体被撞击得更远,可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
故答案为:速度;质量;大;速度;甲乙;超载。
24.【解答】解:
(1)②探究斜面机械效率的实验中,需沿斜面方向匀速拉动小车,这样操作时弹簧测力计示数稳定;由图可知,测力计的分度值为0.02N,指针指在0.3N处,所以弹簧测力计示数为0.3N;
③将小车从A点拉到B点的过程中,拉力做的功为W总=Fs=0.3N×1m=0.3J;
由乙图可知,斜面的高度为h=0.09m,
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为W有用=Gh=2.0N×0.09m=0.18J,
机械效率为η==×100%=60%;
(2)①从图像读出当小车的总重G增大到5N时,拉小车从A点到B点所做的功W1=0.75J,
竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2=0.45J,
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为η′==×100%=60%,
由于η′=η,所以由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关;
②这位母亲和所坐的轮椅总重力为G总=m总g=80kg×10N/kg=800N,
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的有用功为:
W有用′=G总h=800N×0.09m=72J,
由η=得,中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的总功为:
W总′===120J;
由W=Fs得,推力的大小为F′===120N。
故答案为:(1)②匀速;0.3;③0.3;60%;(2)①无关;②120。
25.【解答】解:(1)“奋斗者号”号下潜的过程中,海水密度不变,排开的水的体积不变,根据阿基米德原理可知,受到的浮力不变;
下潜到1000m深处时受到海水的压强为:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×1000m=1×107Pa;
(2)根据物体的浮沉条件可知,“奋斗者号”加速下潜过程中,其受到的重力大于浮力;
抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,受的是平衡力,它将保持原状态做匀速下沉运动;故选C;
(3)“奋斗者号”受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3=5×105N;
(4)“奋斗者号”悬浮时,所受浮力和重力是平衡力,所以F浮+2F浮铁=G总+2G铁,即F浮+2ρ水gV铁=m总g+2×ρ铁gV铁,
所以5×105N+2ρ水gV铁=22×103kg×10N/kg+2×8×103kg/m3×10N/kg×V铁,
解得:V铁=2m3。
故答案为:(1)不变;1×107;(2)小于;C;(3)5×105;(4)2。
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