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- 【期末模式试卷】2022-2023学年人教版八年级物理下册期末模拟:期末模拟考试卷(一)(原卷版+解析版) 试卷 54 次下载
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【期末模式试卷】2022-2023学年人教版八年级物理下册期末模拟:期末模拟考试卷(三)(原卷版+解析版)
展开2022-2023年八年级下册物理期末模拟考试卷三
(解析版)
说明:1.全卷满分100分,考试时间95分钟。
2.请将答案写在答题卡上,否则不给分。
一、填空题(每空1分,共20分)
1.排球是成都中考体考三选一考试项目,在练习时小明用力将排球竖直垫起,说明力可以改变物体的 ,排球在竖直上升过程中,其重力势能 。
【答案】运动状态;增大
【解析】小明用力将排球竖直垫起,排球受力竖直向上运动,这说明力可以改变物体的运动状态。
排球在竖直上升过程中,其质量不变,高度变大,重力势能增加。
2.小明手提重垂线,匀速行走在不同的道路上(如图甲),由重垂线的方向可以说明重力的方向总是 的;如图乙,赛车的车身很低,轮子相距尽量远,目的是增大赛车的支撑面,降低赛车的 ,有助于提高赛车的稳定程度,在快速行驶时不易翻车。
【答案】竖直向下;重心
【解析】重垂线在静止时总保持竖直下垂,这是由于重垂受到方向为竖直向下的重力的作用。
增大支撑面,降低重心,赛车车身很低,轮子相距尽量远,从而增大了支撑面,降低了重心有助于提高赛车的稳定度。
3.如图所示的是钢丝钳,钳口做得很薄,目的是 压强(选填“增大”或“减小”);钳柄上刻有凹凸不平的花纹,目的是 摩擦(选填“增大”或“减小”)。
【答案】增大;增大
【解析】根据知,钳口较薄,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,容易剪断物体。
钳柄刻有凹凸不平的花纹,目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大手与钳柄之间的摩擦的。
4.负压救护车车内空间为负压舱,它能滴水不漏地防止病毒再传播。其主要部分是利用抽气机将被污染的空气经过消毒、杀菌处理后,使车内气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)车外大气压,在 作用下,清洁的空气只能由车外流向车内,并使空气由清洁区(医务人员区)流向感染源区(病人区)。
【答案】低于;大气压
【解析】负压救护车就是指车内的气压比外界的大气压低的救护车,如果说外面是一个标准大气压,那么车内就是负气压。这样的好处是当汽车门打开时,在大气压的作用下,外界的空气可以由车外流入车内,而车内的气体不能够流出车外,防止病毒再传播。
5.一辆行驶的汽车车厢里挂着一个小球.当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (选填“加速”、“匀速”或“减速’)运动.此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (选填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力.
【答案】加速;不是
【解析】当汽车加速时,由于惯性,小球要保持原来的运动状态,所以小球就向后偏;根据球向后偏可知汽车做加速运动.
忽略空气阻力,小球受竖直向下的重力,沿绳子斜向上的拉力,这两个力不在同一条直线上,根据二力平衡条件可知,这两个力不是一对平衡力.
6.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示,图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,其中b是弹簧处在原长的状态。在玩弹跳杆过程中,小金在 (选填“b前某”、“b”或“b后某”)时具有的动能最大;在b→c的过程中, 转化成小金的重力势能。
【答案】b前某;小金的动能
【解析】根据题意可知,a→c的过程中,小金先加速后减速,在到达b之前,当弹簧的弹力等于人的重力时,小金的速度最大,动能最大,即b前某时的动能是最大的。
b→c的过程中,即离开地面上升的过程,小金的质量不变,速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,所以该过程中是小金的动能转化为小金的重力势能。
7.如图甲所示,完全相同的A、B两物体叠放在水平桌面上,用F1=20N的水平拉力作用在B物体上,A、B一起向右做匀速直线运动,此时桌面对A的摩擦力为 N;若将A、B按图乙所示紧靠放于该桌面,用水平力F2推A,也能使A、B一起向右做匀速直线运动,则此时A对B的推力为 N。
【答案】20;10
【解析】将图甲中A、B看成一个整体,则这个整体在水平方向上受到拉力F1和桌面对这个整体的摩擦力作用,做匀速直线运动,所以拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,而桌面对这个整体的摩擦力就是桌面对A的摩擦力,所以桌面对A的摩擦力f=20N,图乙中,A、B紧靠放于该桌面,且A、B两物体完全相同,则桌面所受的压力,接触面的粗糙程度不变,所以A、B这个整体此时所受的摩擦力不变,仍为20N。则A、B整体此时在水平方向上所受的推力F2和桌面对整体的摩擦力是一对平衡力,那么F2=f=20N,A对桌面的压力是A、B整体对桌面的压力的一半,所以A受到的桌面的摩擦力也为整体所受的摩擦力的一半,即 ,A在水平方向受到水平向左的B对A的推力、桌面的摩擦力和水平向右的推力F2的作用,则B对A的推力FBA=F2-fA=20N-10N=10N,而A对B的推力与B对A的推力是一对相互作用力,所以A对B的推力为10N。
8.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图。不计操作中水量的减少,两次牙膏袋的质量一样,则两次所受的浮力、的大小关系是 (选填“>”“”或“<”;下同);两次杯底受到的水的压强和的大小关系是 。
【答案】<;<
【解析】两次牙膏袋的形状发生了变化,牙膏袋的质量不变,所以
由图甲知道,甲下沉,所以
由图乙知道,乙漂浮,所以
所以
由 可得
由于两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,所以有
由液体压强公式 得
两次杯底受到的水的压强 小于 。
9.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,拉力做的功为W1 W2,拉力做功的功率P1 P2。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】=;<
【解析】由于斜面光滑,没有额外功,拉力对物体做的功等于克服物体的重力做的功,故拉力做的功为W1=W2。
拉力做功的功率
速度相同,而F1小于F2,故P1<P2。
10.如图是a、b两种物质的质量与体积关系的图像。分别用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两实心物体,用手拿着甲、乙两物体浸没在水中,松手后甲将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),待物体静止后,甲受到的浮力 乙受到的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】下沉;小于
【解析】由图可知
所以根据物体的浮沉条件可知,用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两个实心物体,放入足够多的水中,甲放入水中会下沉,乙会上浮,直到漂浮在水面上。
根据物体的浮沉条件可知F浮甲
比较可知F浮甲
11.图是神舟十三号航天员乘组在中国空间站完成“天宫课堂”太空授课时的情境,下列说法正确的是( )
A.在空间站内设备仪器的质量不发生改变
B.在空间站内可以用天平测出物体的质量
C.在空间站内无法使用弹簧拉力器锻炼身体
D.在空间站内可以使用弹簧测力计测量物体重力
【答案】A
【解析】A.质量是物体所含物质的量的多少,在空间站内设备仪器的质量不发生改变,A符合题意;
B.在空间站内物体处于失重状态,物体放在天平托盘上时对托盘没有压力,不可以用天平测出物体的质量,B不符合题意;
C.在空间站内,弹簧可以产生弹力,可以使用弹簧拉力器锻炼身体,C不符合题意;
D.在空间站内物体处于失重状态,物体对弹簧测力计不产生拉力,不可以使用弹簧测力计测量物体重力,D不符合题意。
故答案为:A。
12.关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是( )
A.功率大的机械,机械效率一定高
B.功率大的机器比功率小的机器做功多
C.利用机械时可以省力或省距离,但不能省功
D.机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大
【答案】C
【解析】A.功率越大,表示机械做功越快,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,A不符合题意;
B.由W=Pt可知,做功的多少,不仅与功率有关,还与工作时间有关,B不符合题意;
C.使用机械可以省力或省距离,根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,C符合题意;
D.有用功越多,机械效率不一定越大,因为由 可知,机械效率的大小还要看总功的大小,D不符合题意。
故答案为:C。
13.图所示的实例中,利用大气压强的是( )
A.甲图中,用水封堵回水管
B.乙图中,候车时不要超过安全线
C.丙图中,潜水艇上浮
D.丁图中,吸盘挂钩吸附在光滑的墙面上
【答案】D
【解析】A.用水封堵回水管,上端开口下端连通是利用了连通器的原理,A不符合题意;
B.候车时不要超过安全线,是由于空气流速越快压强越小,若超过安全线外面大气压会大于人与火车之间的气压,将人推向火车,所以虽然跟大气压有关,但不是利用大气压,B不符合题意;
C.潜水艇上浮,是利用液体对潜艇的浮力大于潜艇自身重力,C不符合题意;
D.吸盘挂钩吸附在光滑的墙面上,是吸盘把盘和墙面之间的空气排出,则利用外面大气压把吸盘压在了光滑的墙面上,D符合题意。
故答案为:D。
14.2022年12月世界举重锦标赛在哥伦比亚波哥大进行,中国选手蒋惠花包揽了女子49公斤级的3枚金牌,为中国举重队在巴黎奥运会周期的首个世界大赛中取得开门红。如图所示是蒋慧花举重的场景,下列说法中正确的是( )
A.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
B.人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C.人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
D.若被举起的静止的杠铃所受外力全部消失,杠铃将保持静止状态
【答案】D
【解析】A.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是相互作用力。A不符合题意;
B.地面对人的支持力等于人对地面的压力,即大小等于人举的杠铃的重力加人的重力。所以地面对人的支持力大小不等于人受到的重力,人受到的重力和地面对人的支持力不是一对平衡力。B不符合题意;
C.人受到的重力施力物体是地球,并非杠铃,所以人受到的重力和人对杠铃的支持力不是一对相互作用力。C不符合题意;
D.若被举起的静止的杠铃所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知杠铃将保持静止状态。D符合题意。
故答案为:D。
15.如图,水平推力F作用在物体a上,a、b均保持静止,关于ab有以下说法:
①物体a受到的推力小于摩擦力;
②物体b受5个力的作用;
③a对b施加向左的摩擦力;
④b受到地面摩擦力的大小等于F。
以上说法中正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【解析】a受到向右水平推力F,但a、b保持静止,在水平方向a受到水平向左的摩擦力,大小等于推力F,故①错误;
b物体在竖直方向受到重力、a对b的压力和地面对b的支持力,共3个力,水平方向上a对b水平向右的摩擦力和地面对b水平向左的摩擦力,共2个力,b受到5个力,故②正确;
b对a的摩擦力向左的,根据力的作用是相互的,a对b的摩擦力向右,故③错误;
b受到的摩擦力等于a受到的摩擦力等于推力F,故④正确;
故答案为:B。
16.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等。若在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度,它们剩余部分对地面的压力和压强分别为、和、,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【解析】均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等,即p甲´=p乙´,由图可知,h甲>h乙,由于甲、乙为均匀正方体,且p=ρgh可得,ρ甲<ρ乙,若在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度h1,则 ,
由于ρ甲<ρ乙,所以
故
即剩余部分对地面的压强
由图可知,S甲>S乙,由F=pS可知,剩余部分对地面的压力
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
17.如图是一小球从密度均匀的油中A处由静止释放后竖直下落的图景,小球在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,①和②是小球经过的两个位置,则( )
A.小球与油的密度相等
B.小球经过位置①处所受浮力比②处的小
C.小球的机械能在BC段保持不变
D.小球在下落过程中一定受到一个随速度变化的力的作用
【答案】D
【解析】A.小球从A处由静止释放后在AB段做加速运动,说明小球受到的重力大于受到的浮力,即G>F浮,则ρ球V球g>ρ油V球g
所以ρ球>ρ油,A不符合题意;
B.根据公式F浮=ρ液gV排可知,在下沉过程中,ρ液和V排不变,故浮力不变,B不符合题意;
C.小球质量不变,在BC段做匀速运动,动能不变;高度减小,重力势能减小,所以机械能减小,C不符合题意;
D.小球在下落过程中,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向上的油的阻力,小球在AB段做加速运动,重力大于浮力和阻力之和;在BC段做匀速运动,重力等于浮力和阻力之和,其中重力和浮力不变,说明小球受到油的阻力随小球速度的变化而变化,D符合题意。
故答案为:D。
18.一个小球从某点静止开始自由下落,不计空气阻力,小球下落过程中,通过路程s、速度v、机械能E及重力的功率P与时间t的关系图象中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB.小球由静止开始自由下落,在下落过程中,速度越来越大,做加速运动,路程和时间不成正比,AB不符合题意;
C.由于不计空气阻力,则小球的机械能守恒,即机械能保持不变,C不符合题意;
D.根据功率公式P=Fv=Gv知道,重力不变,速度变大,功率变大,D符合题意.
故答案为:D
19.2022年第24届冬季奥林匹克运动会在我国举行,某运动员在高山滑雪项目比赛过程中的运动轨迹如图所示(a→b→c→d→e→f),c点和e点高度相等。下列说法正确的是( )
A.运动员a点和d点机械能相等
B.运动员从b点到d点,动能全部转化为重力势能
C.运动员在d点时的动能为零
D.运动员在c点的动能大于e点的动能
【答案】D
【解析】A.由于运动员在运动过程中,克服摩擦力做功,使得机械能逐渐减小,所以运动员a点和d点机械能不相等,A不符合题意;
B.运动员从b点到d点,克服摩擦做功,一部分动能转化为内能,动能没有全部转化为重力势能,B不符合题意;
C.运动员在d点时有一定的水平速度,所以动能不为零,C不符合题意;
D.运动员在c点和e点高度相同,重力势能相同,由于要克服摩擦力做功,所以运动员在c点的速度大于e点的速度,故在c点的动能大于e点的动能,D符合题意。
故答案为:D。
20.一根粗细不均匀的木棒AB在O点被悬挂起来,AO=OC。在A、C两点分别挂有不同数量的同种钩码后,木棒刚好在水平位置平衡,如图所示。若在木棒的A、C两点各减少两个钩码,则木棒AB( )
A.仍保持平衡 B.绕O点顺时针方向转动
C.绕O点逆时针方向转动 D.平衡被破坏,转动方向不定
【答案】A
【解析】解:由题知,AO=OC,两边的力不同,说明杠杆的重心不在O点,因为右边受到的力大于左边受到的力,所以杠杆的重心在O点的左侧。设杠杆的重心在D,一个钩码重为G,如图:
由题意:杠杆原来平衡,则F左AO+G0×OD=F右CO,2G×AO+G0×OD=3G×CO,G0×OD=G×CO=G×AO,在木棒的A、C两点各减少两个钩码:左边力和力臂的乘积为G0×OD,右边力和力臂的乘积为G×CO,由于G0×OD=G×CO,所以减少钩码后两边力和力臂的乘积相等,所以杠杆仍平衡。
故答案为:A。
三、实验探究题(每空1分,共33分)
21.小芳用斜面、木板、毛巾、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响”,如图1甲所示。
(1)实验时要固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小 ;
(2)图1乙是小车在水板、毛巾、棉布表面上运动时,速度随时间的变化图像,其中表示小车在毛巾上运动的是 (选填“a”“b”或“c”);
(3)在斜面上滑行的小车受到的重力和斜面对小车的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力,从二力平衡的条件来看,你这样判断的根据是 ;
(4)在大量类似实验的基础上,经过科学推理可以得到牛顿第一定律,采用这种研究方法的还有 ____;
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.探究声音能否在真空中传播
(5)牛顿第一定律在实际生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向右匀速飞行的飞机上,自由落下了一颗炸弹。如图2所示是炸弹落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系正确的是 图;
(6)给本实验增加一小木块,把它放在木板上的同一位置,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,观察小车推动小木块在木板表面滑行的距离,可以探究小车的动能与 的关系。
【答案】(1)相同
(2)c
(3)不是;两个力不在一条直线上
(4)C
(5)乙
(6)速度
【解析】(1)在探究阻力对物体运动的影响时,除了小车在水平面上所受的阻力不同外,其它物理需要保持不变。实验时要固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小相同。
(2)根据图1甲可知,小车在三种平面上受到摩擦阻力的作用,毛巾上的阻力最大,小车运动的距离最短,速度减小的越快,故属于在毛巾上运动图线的是c。
(3)在斜面上滑行的小车受到的重力方向竖直向下,斜面对小车的支持力垂直于斜面向上,两个力并不是作用在同一直线上,大小也不相同,因此,不是一对平衡力。
(4)在探究“阻力对物体运动的影响”时用到了科学推理法。
A.压力的作用效果与多个因素有关,在探究影响压力作用效果的因素时,采用控制变量法,压力的作用效果通过海绵的形变程度反映,采用控制变量法,A不符合题意;
B.摩擦力大小与多个因素有关,探究时采用控制变量法,B不符合题意;
C.在研究声音能在真空中传播的实验,需将空气逐渐抽出,通过声音变小来推导出真空不能传声,也采用了科学推理法,C符合题意。
故答案为:C。
(5)不计空气对炸弹的阻力,在水平方向上,由于炸弹具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以炸弹水平方向上的速度与飞机的速度相等,它们在水平方向上相对静止,但由于炸弹受到重力的作用,所以会下落,那么炸弹一边水平匀速运动,一边下落,由图示可知,炸弹与飞机的位置关系为乙图。
(6)物体的动能与物体的质量和速度有关,根据实验现象,若让同一小车从不同高度处滑下,可控制小车的质量相同,到达水平面的速度不同,可以探究小车的动能与速度的关系。
22.如图所示是小南“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程:
(1)该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做 运动,根据 原理,可知此时摩擦力与拉力大小相等。
(2)小南分析甲、乙两实验,发现F1<F2,得出结论: ;分析 两实验,说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)下表是另一组同学小明记录的数据,由表中信息可知,小明探究了滑动摩擦力的大小与 的关系;当弹簧测力计示数为4.0N时,木块所受的摩擦力大小是 N,木块开始滑动时受到的摩擦力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)匀速运动时受到的摩擦力。
拉力大小F/N
0~3.4
3.5
3.3
木块平放
静止
开始滑动
匀速运动
木块侧放
静止
开始滑动
匀速运动
(4)小南在探究后反思:操作中不能保证匀速拉动物体,所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,当他用力拉动木板向右水平滑动,木块很快处于静止状态,此时弹簧测力计的示数 木块受到的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”);木板受到木块A的摩擦力方向为水平向 (“左”或“右”);当木板的运动速度增大时,弹簧测力计的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;甲、丙
(3)受力面积大小;3.3;大于
(4)等于;左;不变
【解析】(1) 该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力,根据二力平衡原理可知,拉力大小等于摩擦力的大小,从而间接测出了木块受到的摩擦力的大小,采用了转换法。
(2)甲、乙两实验,接触面粗糙程度相同,乙实验时木块对水平面的压力较大,由题知,F1<F2,即乙实验时弹簧测力计的示数较大,则乙实验时木块受到的滑动摩擦力也较大,所以可得出结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
研究滑动摩擦力大小的影响因素与接触面粗糙程度的关系,应该控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度;甲、丙两个实验保持了压力相同,改变了接触面的粗糙程度,所以应该分析甲、丙两实验。
(3)由表中信息可知,只改变了受力面积大小,所以小明是探究滑动摩擦力的大小与受力面积大小的关系。
由表中数据可知,最大表摩擦力为3.5N,当弹簧测力计示数为4.0N时,木块在水平面上滑动;由表中数据可知,木块匀速运动时,受到的滑动摩擦力为3.5N;当弹簧测力计示数为4.0N时,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变,所以受到的滑动摩擦力不变,仍为3.5N。
由表中数据知,静止时弹簧测力计示数逐渐变大,开始滑动时弹簧测力计的示数达到最大3.5N,匀速运动之后,弹簧测力计示数稳定在3.3N,所以木块开始滑动时受到的摩擦力大于匀速运动时受到的摩擦力。
(4)将实验装置改成如图丁所示,木块相对地面处于静止状态,受到弹簧测力计的拉力与木块受到的摩擦力为一对平衡力,此时弹簧测力计的示数等于木块受到的摩擦力。
木块A受到弹簧测力计的拉力与木块受到的摩擦力为一对平衡力,弹簧测力计的拉力水平向左,则木块A受到的摩擦力水平向右;木板对木块A的摩擦和木块A对木板的摩擦力是一对平衡力,大小相同,方向相反,则木板受到木块A的摩擦力方向为水平向左。
当木板的运动速度增大时,因压力和接触面程度不变,滑动摩擦力不变,故弹簧测力计的示数不变。
23.小亮利用玻璃瓶、海绵和水来探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。
(1)小亮将装水的玻璃瓶分别正放、倒放和减少水的质量正放在海绵上,如图所示。通过观察海绵的 来反映压力的作用效果;
(2)分析比较 两图中的实验现象,可以得到结论:压力大小相同时, 越小,压力的作用效果越明显;
(3)比较图甲和丙两图中的实验现象,可以得到结论: 相同时, 越大,压力的作用效果越明显;
(4)小亮还想探究液体压强大小和哪些因素有关,他在中间带有隔板的容器中装入不同深度的水,如图丁所示。通过观察橡皮膜的形状,可以得出:液体压强的大小和 有关。小亮还想探究和液体压强有关的另一个因素,他应该在这个容器中两侧分别装入 相同, 不同的液体。
【答案】(1)凹陷程度
(2)甲、乙;受力面积
(3)受力面积;压力
(4)深度;深度;密度
【解析】(1)实验中,通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显。
(2)分析比较图甲和乙的实验现象可知,两图的压力大小相同,乙图中受力面积减小,海绵的凹陷程度较大,压力作用效果较明显,可以得到压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)比较图甲和丙两图中的实验现象,两图的受力面积相同,压力大小不同,甲图中压力越大的,海绵的凹陷程度越明显,故可以得出结论:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(4)图丁中,容器中隔板两侧水的深度不一样,而橡皮膜向深度比较浅的一侧凸出去,说明了液体压强大小与液体的深度有关。
液体压强大小除了与液体的深度有关,还与液体的密度有关,要探究液体压强大小与密度的关系,就应该在容器两侧装入密度不同深度相同的液体。
24.如图所示,在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小洋先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中,步骤如图B、C,D、E、F所示(液体均未溢出):
(1)由图可知金属块的重力是 N。分析比较实验步骤 (填三个实验步骤字母),可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关;
(2)分析实验数据可知,F中液体密度和水的密度的大小关系是ρ液 ρ水;
(3)步骤C中金属块受到的浮力为F浮,排开水所受到的重力为G排,则F浮 G排;
(4)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,步骤F中液体密度为 kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】(1)2.7;A、D、E;排开液体的体积;液体密度
(2)小于
(3)等于
(4)1;0.8×103
【解析】(1)如图A所示,在空气中弹簧测力计的示数等于物体重力,弹簧测力计的分度值为0.1N,指针位于2N刻度线以下第7个小格处,故读数为2.7N,即金属块的重力为2.7N。
探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,需控制液体的密度相同,排开的液体体积,相同,所以应分析比较实验步骤A、D、E,由A、D、E可知,物体受到的浮力相等,所以物体所受浮力的大小与它浸没后的深度无关。
分析比较A、B、C、D,金属块排开的液体体积不同,浮力大小也不同,说明浮力的大小与物体排开的液体的体积有关。
分析比较图A、E、F,金属块排开的液体体积相同,浸没的液体不同,在盐水中金属块所受浮力变大,说明浮力大小与液体的密度有关。
(2)金属块浸没在水中受到的浮力为F浮1=2.7N-1.7N=1N
金属块浸没在F液体中受到的浮力为F浮2=2.7N-1.9N=0.8N
金属块在水中和F液体中排开的液体体积相同,根据F浮=ρ液gV排,密度与浮力成正比,由于在液体中受到的浮力小,所以F中液体的密度小于水的密度。
(3)根据阿基米德原理可知步骤C中金属块受到的浮力等于排开水所受到的重力为G排,即F浮=G排。
(4)由金属块浸没在水中受到的浮力为1N,金属块浸没在F液体中受到的浮力为0.8N,根据阿基米德原理可得
代入数据得
解得F中液体的密度为ρ液=0.8×103kg/m3。
四、计算题(第25题5分,第26题5分,第27题7分,共17分)
25.小亮用如图所示的滑轮组匀速提升重力为的物体,此时人对绳的拉力为,该物体在内匀速上升了,不计绳重及轮与轴、轮与绳间摩擦。求:
(1)克服物体重力做功的功率;
(2)动滑轮重;
(3)此过程中,滑轮组的机械效率。
【答案】解:(1)克服物体重力做功是有用功,有用功为
克服物体重力做功的功率
(2)由图知,承担物重的绳子段数
不计绳重及轮与轴、轮与绳间摩擦,由
可得,动滑轮重
(3)滑轮组的机械效率
【解析】(1)根据物体的重力和高度的乘积计算有用功;功和时间的比值, 计算功率;
(2)根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力,可以计算动滑轮的重力;
(3)根据有用功和总功的比值, 计算机械效率。
26.如图所示,质量为200g的平底烧瓶的底面积为50cm2,内装400mL煤油,煤油的深度为10cm,烧瓶放置在水平桌面上。(g取10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)求:
(1)烧瓶内煤油的质量;
(2)煤油对烧瓶底的压强;
(3)平底烧瓶对桌面的压强。
【答案】解:(1)由题意可知,煤油的体积为V=400mL=400cm3=4×10﹣4m3
煤油的质量为m煤油=ρ煤油V=0.8×103kg/m3×4×10﹣4m3=0.32kg
(2)由压强的计算公式可得,煤油对烧瓶底部的压强为p=ρ煤油gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa
(3)根据重力的计算公式可得,煤油的重力为G煤油=m煤油g=0.32kg×10N/kg=3.2N
烧瓶的重力为G烧瓶=m烧瓶g=0.2kg×10N/kg=2N
则烧瓶对桌面的压力F′=G煤油+G烧瓶=3.2N+2N=5.2N
烧瓶对桌面的压强
【解析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(3)根据质量计算重力;根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
27.水平地面上放有一个高为25cm,底面积为150cm2的薄壁圆柱形容器(其质量可忽略),容器中盛有一定量的水,水的深度为20cm,现将一个边长为10cm的实心正方体放入该容器中,已知容器对地面的压强增大了1000Pa(g取10N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)在未放入正方体前,水对容器底的压力;
(2)请通过计算确定放入正方体后,正方体的浮沉状态;
(3)正方体的密度。
【答案】解:(1)由知道,在未放入立方体前,水对容器底的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m=2000Pa
由 知道,水对容器底的压力F=pS=2000Pa×150×10-4m2=30N
(2)放入立方体后,若立方体漂浮或悬浮,则由于F浮=G物=G排
故容器对地面的压力等于水对容器的压力,所以,此时水对容器底部压强的增加量等于容器对地面的压强增大量,为1000Pa,由ρ=ρgh知道,容器内水深度的增加量
因容器的高为25cm,原来容器内水的深度为20cm,由于
所以,容器内水有溢出,且假设是错误的,即立方体应沉底。
(3)立方体的体积V=L3=(10cm)3=1000cm3
立方体放入容器后溢出水的体积
由知道,溢出水的质量
溢出水的重力G溢=m溢g=0.25kg×10N/kg=2.5N
容器对地面压力的增加量为
因立方体的重力等于容器对地面压力的增加量加上溢出水的重力,所以,立方体的重力
由于G=mg=ρVg
所以,立方体的密度
【解析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;根据压强和受力面积的乘积,计算压力;
(2)漂浮或悬浮的物体受到浮力等于重力;根据压强和液体密度,可以计算深度大小;
(3)根据物体的密度和体积的乘积,计算质量;根据压强和受力面积的乘积,计算压力;利用重力计算物体的质量,利用质量和体积的比值, 计算密度。
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