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黑龙江省大庆市杜尔伯特县2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年黑龙江省大庆市杜尔伯特县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(每题3分,共45分在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合要求)
1.(3分)下列物理学家与其发现对应关系错误的是( )
A.托里拆利——最先准确测出大气压的值
B.牛顿——惯性定律
C.阿基米德——浮力与物体排开液体重力的关系
D.亚里士多德——杠杆原理
2.(3分)以下各图是每0.1s拍摄一次的小球在不同运动状态下的频闪照片,其中受到平衡力作用的是( )
A. B. C. D.
3.(3分)下列各图所示的情境中,利用了“流体压强与流速的关系”原理的是( )
A.图甲中飞机机翼形状,可以产生升力
B.图乙中水库堤坝设计成“上窄下宽”
C.图丙中茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处
D.图丁中用吸管喝饮料
4.(3分)如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,可有效( )
A.增大自身的重力 B.增大对雪地压力
C.减小对雪地压强 D.减小雪地摩擦力
5.(3分)某同学将密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中。当密度计静止时,两容器中液面恰好相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙容器中液体密度大
B.乙容器底部受到的液体压强较小
C.乙容器中密度计受到的浮力较小
D.乙容器对水平桌面的压强较大
6.(3分)中国桥梁建设水平居于世界领先地位,下列和桥有关的表述中不正确的是( )
A.行人对桥的压力是由鞋的形变产生的
B.浸在水中的桥墩受到水的浮力作用
C.行驶在大桥上的汽车以桥为参照物是运动的
D.行驶到桥上最高点的汽车,如果所有力消失,车将做匀速直线运动
7.(3分)如图1所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示,从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是( )
A.0﹣4s内,物块受到的摩擦力为4N
B.8﹣10s内,物块受到的摩擦力为6N
C.t=10s时,物块的速度一定小于5m/s
D.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运动
8.(3分)悬浮在水中的潜水艇上浮至漂浮的过程中,下列说法正确的是( )
A.悬浮时,若要上浮需向水舱充水
B.漂浮时,所受浮力等于重力
C.上浮过程中,所受浮力逐渐变大
D.上浮过程中,水对艇外底部压力不变
9.(3分)杠杆在生活中无处不在,如图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是( )
A.铁皮剪 B.定滑轮
C.钳子 D.船桨
10.(3分)三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压力相等,则三种液体对容器底的压力( )
A.一样大 B.甲最大 C.乙最大 D.丙最大
11.(3分)科技馆里小明和爸爸正在体验升降座椅装置,其简图如图所示。图中爸爸对绳子施加拉力F,小明被匀速拉升,已知爸爸的质量大于小明的质量,不计绳重及摩擦,则( )
A.滑轮a的作用是改变力的方向
B.绳子自由端移动的距离是小明升高距离的4倍
C.拉力F做的功是有用功
D.若换小明拉动爸爸匀速上升,该装置的机械效率会提高
12.(3分)避险车道是在长且陡的下坡路段,行车道外侧增设的供刹车失灵车辆驶离正线并安全减速的专用车道。如图所示是上坡型避险车道,避险车道上铺有很多小石子,车道尽头有废旧轮胎或防撞墙。下列分析错误的是( )
A.小石子可以增大失控车辆与避险车道之间的摩擦力
B.失控车辆在避险车道向上运动速度减小时,动能减少
C.失控车辆撞击废旧轮胎时,将动能转化成重力势能
D.在避险车道上停下来的失控车辆仍具有惯性
13.(3分)某同学走楼梯从一楼到三楼大约用时20s,则该同学克服自身重力做功的功率最接近 ( )
A.10W B.150W C.500W D.1000W
14.(3分)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
15.(3分)如图所示,是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.ABC是一个省力杠杆
B.指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
C.D处刀刃较薄,可以增大压力
D.杠杆ABC上有粗糙的花纹,可以减小摩擦
二、填空题(每空1分,共20分)
16.(3分)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,神舟十三号乘组航天员相互配合进行了授课。如图乙所示是王亚平老师正抛出“冰墩墩”,如图甲所示是“冰墩墩”向叶光富老师运动的情境。
(1)以空间站为参照物,王老师抛出的“冰墩墩”是 (选填“运动”或“静止”)的。
(2)王亚平老师抛出的“冰墩墩”直观展示了它 (选填“具有”或“没有”)惯性。
(3)若在地球上水平抛出“冰墩墩”,由于重力作用,会改变它的 ,使其沿曲线运动到地面。
17.(2分)接种疫苗的注射器针尖做得很细是利用 的方法来增大压强。如图是护士给患者输液的装置,药水瓶盖上插着两根管,均插入药液中,一根给患者输液,另一根“闲置”,如图所示,在输液过程中,当瓶内气压减小时,在 的作用下使空气通过这根“闲置管”进入瓶内。
18.(3分)2022年5月,全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号(如图所示)在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨,满载时受到的浮力为 N,给航母加燃料时能闻到燃料的气味,这是 现象,无人机起飞后航母受到的浮力 (填“变大”“变小”或“不变”)。
19.(3分)如图,质量相等的实心均匀正方体A和B平放在水平地面上(ρA>ρB),它们对地面的压强分别为pA和pB,则pA pB。现竖直切去左半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为pA'和pB',则pA' pB',pA' pA。(均选填“>”、“<”或“=”)
20.(4分)工人用如图所示的滑轮组来提升货物,货物重400N,每个滑轮重50N,若物体在10s内被提升了6m,不计绳重和摩擦,则拉力F是 N,绳自由端移动的距离是 m,物体上升的速度是 m/s,滑轮组的机械效率是 。
21.(3分)图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在 点最大,B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是 (选填“变化”或“不变”)的。
22.(2分)如图,在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N,斜面长4m,高1m。则拉力做的有用功为 J,物体受到的摩擦力大小为 N。
三、作图题(每小题3分,共6分)
23.(3分)用如图所示的滑轮组提升物体,请画出最省力的滑轮组绕线法。
24.(3分)如图所示,一轻质杠杆OAB,O为支点,C点挂一重物,请画出重物所受重力的示意图,并画出使杠杆在图示位置保持静止时的最小动力F。(忽略杠杆的粗细)
四、实验探究题(每空1分,共14分)
25.(5分)某同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,实验装置如图所示:
(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的 反映的。
(2)比较甲、乙两图,可以得到液体内部压强的大小与液体的 有关;比较 两图,可以得到液体内部的压强大小与液体的 有关。
(3)该同学与其他同学交流后又设计了图丁所示的装置,也可以用来“探究影响液体内部压强大小的因素”。在隔板两侧分别加入相同深度的液体A、B,根据橡皮膜的凹凸情况,得出:ρA ρB。(选填“>”“=”或“<”)
26.(5分)小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”:
(1)轻质杠杆静止时如图甲所示,可将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使其在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量 。
(2)小明多次实验并记录数据如表,总结数据得出杠杆的平衡条件: 。
次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1
0.1
2
0.05
2
2
0.15
1.5
0.2
3
3
0.05
1.5
0.1
(3)第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 (选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”)。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计在A处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
27.(4分)小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N。
(2)分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与 有关。
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是 (选填“①”或“②”)。
(4)小李在实验中主要用到的科学探究方法是 。
五、计算题(28题6分,29题9分,共15分。解题时要写必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式,运算过程和结果要写明单位,只有结果、没有过程不能得分)
28.(6分)从高处掉入水里的苹果,最终会漂浮在水面上。设苹果的质量m=150g,苹果密度均匀,其密度ρ苹=0.6×103kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小;
(2)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小。
29.(9分)图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情景。现简化成图乙模型,轻质杠杆AB,支点为O,AO:OB=3:2,在B端用轻绳系着石块P,石块质量m=15kg;在A端用轻绳系着一只木桶Q,木桶以及桶内的水总质量M=40kg;水井边站着提水人阿宝。
求:(1)阿宝不提绳子,杠杆水平平衡时,绳AQ的拉力大小;
(2)阿宝缓慢提绳子(绳AQ始终竖直),当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小;
(3)若阿宝的质量为70kg,人与水平地面的接触总面积为400cm2,当水桶刚离开水面时阿宝对地面的压强。
2022-2023学年黑龙江省大庆市杜尔伯特县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每题3分,共45分在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合要求)
1.【分析】根据对物理学史及物理学家成就的了解作答。
【解答】解:A、惯性定律,也就是牛顿第一定律,是牛顿在前人的基础上,结合自己的研究总结得出的,故A正确;
B、马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在,托里拆利实验最早较精确测出了大气压的数值,故B正确;
C、阿基米德原理是指浮力大小与排开液体重力的关系,故C正确;
D、亚里士多德提出了物体的运动需要力来维持,阿基米德发现了著名的阿基米德原理和杠杆原理,故D错误。
故选:D。
2.【分析】(1)物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。
(2)物体受非平衡力作用时,其运动状态会发生变化,体现在速度大小及方向的变化。
【解答】解:A、由图知小球的速度大小和方向均发生改变,则小球受到非平衡力作用,故A错误;
B、由图知小球做匀速直线运动,受到平衡力作用,故B正确;
C、由图知小球在水平方向运动,小球的速度大小不断变化,受到非平衡力作用,故C错误;
D、由图知小球在竖直方向运动,小球的速度大小不断变化,受到非平衡力作用,故D错误。
故选:B。
3.【分析】(1)流体流速越大的地方,压强越小。
(2)液体压强随深度的增加而增大。
(3)连通器的原理:连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平。
(4)用吸管喝饮料是大气压作用的结果。
【解答】解:A.相等时间内,空气经过飞机机翼上方时,路程长,空气流速大,空气压强小,空气经过飞机机翼下方时,路程短,空气流速小,空气压强大,故飞机受到向上的压强差,受到向上的升力作用,这是利用流体压强跟流速的关系,故A符合题意;
B.水库堤坝制成上窄下宽的形状,为了防止液体压强随深度的增加而增大给堤坝造成危害,故B不符合题意;
C.壶嘴和壶身构成连通器,连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平,所以茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处,故C不符合题意;
D.用吸管喝饮料,吸气时吸管内的气压减小,饮料在大气压作用下进入嘴里,这是利用大气压的结果,故D不符合题意。
故选:A。
4.【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,据此利用控制变量法分析解答。
【解答】解:滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,增大了受力面积,在压力一定时,可有效减小对雪地压强。
故选:C。
5.【分析】(1)根据漂浮条件可以判断密度计在不同的液体中受到浮力的大小关系;从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系;
(2)根据p=ρgh分析容器底部受到液体压强的大小关系;
(3)先根据密度的变形公式比较甲、乙液体的质量关系,然后根据桌面受到的压力等于烧杯、液体和密度计的总重力比较压力大小,最后根据p=可知水平桌面受到压强的大小关系。
【解答】解:
AC、密度计是根据漂浮条件工作的,由图可知,同一密度计在甲、乙液体中受到的浮力相同,但排开液体的体积不同,V排甲<V排乙,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,甲容器中液体密度大,故AC错误;
B、根据液体内部压强的计算公式p=ρgh可知,密度小的乙容器底部受到液体的压强较小,故B正确;
D、两容器相同,甲中液体密度大于乙中液体密度,甲液体的体积大于乙液体的体积,根据G=mg=ρgV可知,甲杯中液体的重力大于乙杯中液体的重力,则甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力,两容器底面积相同,由压强的定义式p=可知,甲容器对水平桌面的压强较大,故D错误。
故选:B。
6.【分析】(1)弹力的施力物体是发生弹性形变的物体;
(2)物体浸在液体(或气体)中,物体将受到的液体(或气体)对它产生的压力,求出合力,即受到的浮力,从而得出浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的;
(3)判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化;若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的;
(4)牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:A、行人对桥的压力是由于鞋的形变,要恢复原状而对地面产生的弹力,故A正确;
B、浸在水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,没有与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用,故B错误;
C、以桥为参照物,汽车的位置不断发生变化,所以汽车是运动的,故C正确;
D、根据牛顿第一定律可知,行驶到桥上最高点的汽车,如果所受的力全部消失,汽车将做匀速直线运动,故D正确。
故选:B。
7.【分析】由图丙确定物体在不同时间段的运动状态,根据匀速直线运动的时间段及图2,利用二力平衡条件确定摩擦力的大小。
【解答】解:由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,做匀速直线运动,由图2知,此时f=F=4N;
A、由图2知,0﹣4s内,物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静止摩擦力等于拉力等于2N,A错误;
B、由图3知,8﹣10s内,物体处于运动状态,根据影响摩擦力大小的因素可知,摩擦力仍等于4N,B错误;
C、由图3知,从10到12s时间内,物体的平均速度v===5m/s,而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,所以做加速运动,因此全程的平均速度应大于10s时的速度,C正确;
D、若16s时撤去F,物体受摩擦力的作用将做减速运动,D错误。
故选:C。
8.【分析】(1)(2)潜水艇悬浮时,根据物体的浮沉条件可知,其受到的浮力等于自身的重力;潜水艇是依靠改变自身的重力来实现上浮和下潜的;
(3)根据阿基米德原理分析其浮力的变化;
(4)根据潜水艇深度的变化分析艇外底部受到的压强的变化,根据F=pS分析水对艇外底部压力的变化。
【解答】解:
AB、潜水艇悬浮时,受到的浮力等于自身的重力,由于潜水艇排开的水的体积不变,受到的浮力不变,若要上浮,需要通过向外排水来减小潜水艇的重力,故A错误,B正确;
C、上浮过程中,水的密度不变,潜水艇的体积不变,排开的水体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受浮力不变,故C错误;
D、上浮过程中,潜水艇的深度变小,根据p=ρ水gh可知,艇外底部受到的水的压强变小;受力面积不变,根据F=pS可知,水对艇外底部压力变小,故D错误。
故选:B。
9.【分析】结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,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。
【解答】解:A、铁皮剪在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、定滑轮在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C、钳子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、船桨在使用时,在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
10.【分析】(1)由图知,它们的液面在同一水平面上,容器底面积相同,知三种液体体积大小关系;
(2)由容器对桌面的压力相等,知装有液体的三个容器的重力相等,根据G=mg,装有液体的三个容器的质量相同等,又因三个容器的质量相同,所以三容器中液体的质量相等;
(3)根据密度公式ρ=,可知三种液体的密度的大小关系;
(4)根据液体压强公式p=ρgh可知,液体对容器底的压强的大小关系;
(5)根据p=的变形F=pS,可知液体对容器底的压力的大小关系。
【解答】解:它们的液面在同一水平面上,容器底面积相同,三种液体体积:V甲>V乙>V丙,
容器对桌面的压力相等,装有液体的三个容器的总重力相等,根据G=mg,装有液体的三个容器的总质量相同等,又因三个容器的质量相同,所以三容器中液体的质量相等,即,m甲=m乙=m丙,根据密度公式ρ=,可知:ρ甲<ρ乙<ρ丙,
液面在同一水平面上,h相同,根据液体压强公式p=ρgh可知,p甲<乙<p丙,
因三个容器的底面积相同,根据p=有F=pS,则F甲<F乙<F丙。故D正确,ABC错误。
故选:D。
11.【分析】(1)轴固定不动的滑轮叫定滑轮,使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力;轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向;
(2)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离s=nh;
(3)使用滑轮组、杠杆等机械时,动力做的功为总功;
(4)不计绳重及摩擦,根据W有=Gh分析有用功的变化,根据η===分析解答。
【解答】解:
A、在提升小明时,a滑轮与小明一起向上运动,属于动滑轮,使用动滑轮不能改变力的方向,故A错误;
B、由图可知n=3,则绳子自由端移动的距离s=3h,即绳子自由端移动的距离是小明升高距离的3倍,故B错误;
C、不计绳重及摩擦,用拉力F使小明竖直匀速上升时,既要克服小明的重力做功(有用功),还要克服动滑轮重力做功(额外功),则拉力F做的功为总功,故C错误;
D、若小明和爸爸的位置互换,由于爸爸的质量大于小明的质量,则爸爸的重力大于小明的重力,提升“物体”的重力增大,由W有=Gh可知,在提升高度相同时,有用功增大,而额外功不变,由η===可知,该装置的机械效率会增大,故D正确。
故选:D。
12.【分析】(1)滑动摩擦力的影响因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度;
(2)动能的大小与质量和速度有关;
(3)物体发生弹性形变,具有弹性势能;
(4)任何物体在任何情况下都有惯性。
【解答】解:
A、小石子表面较粗糙,在压力不变的情况下,可以增大失控车辆与避险车道之间的摩擦力,故A正确;
B、失控车辆在避险车道向上运动速度减小时,质量不变,所以动能减少,故B正确;
C、失控车辆撞击废旧轮胎时,轮胎会发生弹性形变,具有弹性势能,即将动能转化成弹性势能,故C错误;
D、任何物体在任何情况下都有惯性,在避险车道上停下来的失控车辆仍具有惯性,故D正确。
故选:C。
13.【分析】由功率的公式可以推导出P=,估测人的体重(质量)、楼的高度、所用时间,并代入公式计算,即可得出登楼时克服重力做功的功率。
【解答】解:估测学生的质量为50kg,学生的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
估测一层楼的高度为3m,三楼的高度:h=3m×2=6m,上楼时间:t=20s,
由功率的公式可得P===150W。
故选:B。
14.【分析】物体在液体中的浮沉条件:浸没在液体中的物体,F浮>G,则上浮;F浮=G,则悬浮;F浮<G,则下沉;当物体漂浮或悬浮时,浮力与重力相等。
【解答】解:
鸡蛋沉底,说明鸡蛋受到的浮力小于其重力,即F浮<G。鸡蛋排开液体的体积不变时,由F浮=ρ液gV排可知,应向杯中加盐,增大液体的密度,以增大鸡蛋所受浮力,当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮,最后漂浮在水面。
故选:A。
15.【分析】(1)对于杠杆类型的判断可从动力臂与阻力臂的大小关系上入手;
(2)压强的大小与压力的大小和受力面积的大小有关;
(3)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:A、对于ABC,支点为C,A为动力作用点,B为阻力作用点,在使用时,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆,故A符合题意;
B、指甲刀中有三个杠杆:ABC、OBD、OED,其中ABC是省力杠杆,其它两个都是费力杠杆,故B不符合题意;
C、在相同的压力下,D处刀刃较薄,受力面积小,产生的压强大,压力的作用效果明显,并不是压力增大了,故C不符合题意;
D、杠杆ABC上有粗糙的花纹,增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故D不符合题意。
故选:A。
二、填空题(每空1分,共20分)
16.【分析】(1)物体相对于参照物的位置发生变化,是运动的;
(2)物体保持原来的运动状态不变的性质为惯性;
(3)力会改变物体的运动状态。
【解答】解:(1)以空间站为参照,王亚平老师抛出的“冰墩墩”的位置发生变化,是运动的;
(2)王亚平老师抛出的“冰墩墩”直观展示了它具有惯性;
(3)若在地球上水平抛出“冰墩墩”,由于重力作用,会改变它的运动状态,沿曲线运动到地面。
故答案为:(1)运动;(2)具有;(3)运动状态。
17.【分析】压强的大小与压力和受力面积有关,据此分析针尖做得很尖的原因;根据大气压的作用分析“闲置”管的作用。
【解答】解:
(1)针头较细,是在压力一定,通过减小受力面积来增大压强;
(2)因为输液时,如果没有这根“闲置”,外部压强会小于瓶内压强时,液体就无法输入到人体中,所以这根“闲置管”是在输液过程中,当瓶内气压减小时,在大气压的作用下使空气进入瓶内。
故答案为:减小受力面积;大气压。
18.【分析】(1)知道航母的排水量(满载时排开水的质量),利用阿基米德原理求航母受到的浮力;
(2)不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象;
(3)物体漂浮在水面上时,浮力等于重力。
【解答】解:(1)“珠海云”号排水量为:
m排=2000t=2×106kg;
受到的浮力:
F浮=G排=m排g=2×106kg×10N/kg=2×107N;
(2)给航母加燃料时能闻到燃料的气味,这是燃料分子在永不停息地做无规则运动,这是扩散现象;
(3)无人机起飞后航母的质量变小,重力变小,因为航母漂浮在水面上,浮力等于重力,故浮力也变小。
故答案为:2×107;扩散;变小。
19.【分析】(1)当物体放在水平地面上时,压力F=G,通过压强公式p=比较压强大小;
(2)对于柱状实心物体,可根据p=ρgh判断压强的变化;
【解答】解:(1)当物体放在水平地面上时,压力F=G,由于质量相等,则压力相等,从图中看出A的边长小,受力面积较小,根据压强公式p=,A的压强较大;
(2)现竖直切去左半部分(如图中虚线所示),该物体都是柱体,而对于柱状实心物体,可根据p==ρgh,切去后密度和高度没有改变,因而每个的压强和切去之前相等,则;则pA'>pB',pA'=pA。
故答案为:>;>;=。
20.【分析】从图中可知,n=2,不计绳重和摩擦,根据F=(G+G动)可知则拉力F,根据s=nh可知绳自由端移动的距离,根据v=得出物体上升的速度,根据η====得出滑轮组的机械效率。
【解答】解:从图中可知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动)=×(400N+50N)=225N,
根据s=nh可知绳自由端移动的距离s=nh=2×6m=12m,
物体上升的速度v===0.6m/s,
滑轮组的机械效率η=====≈89%。
故答案为:225;12;0.6;89%。
21.【分析】(1)由图乙可知各点的动能大小和重力势能的大小关系;
(2)机械能等于动能和势能的总和。
【解答】解:(1)由图乙可知,过山车的动能在C点最大,在B点最小;B点的重力势能大小与E点的动能大小相等;
(2)由于机械能等于动能和势能的总和,由图乙可知,从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中,重力势能与动能之和越来越小,所以在这个过程中,过山车的机械能是变化的。
故答案为:C;等于;变化。
22.【分析】(1)知道物体重力和斜面高,利用W=Gh求拉力做的有用功;
(2)知道拉力和斜面长,利用W=Fs求拉力F对物体做的总功,拉力做的额外功等于总功减去有用功,而使用斜面时克服摩擦做的功为额外功,利用W额=fs求物体受到的摩擦力。
【解答】解:
(1)拉力做的有用功:
W有用=Gh=5N×1m=5J;
(2)拉力F对物体做的总功:
W总=Fs=2N×4m=8J,
拉力做的额外功:
W额=W总﹣W有用=8J﹣5J=3J,
因为使用斜面时克服摩擦做的功为额外功,所以由W额=fs可得物体受到的摩擦力:
f==0.75N。
故答案为:5;0.75。
三、作图题(每小题3分,共6分)
23.【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
【解答】解:从动滑轮的上挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法。如图所示:
24.【分析】根据规则物体的重心在物体的几何中心,沿重力的方向画一带箭头的线段表示重力。
若在杠杆上B端施加最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,使动力臂最长,力臂为OB,动力F方向垂直OB向右上方;据此画出动力方向。
【解答】解:在重物上找出重力的作用点,竖直向下画一条带箭头的线段,并标上符号G,即为重物受到重力G的示意图;
为使动力F最小,根据杠杆平衡条件,动力臂要最长;由图知,支点为O点,动力作用在B端,动力臂为OB最长,且拉力F的方向垂直于OB向右上方,据此作出最小动力F的示意图,如图所示:
四、实验探究题(每空1分,共14分)
25.【分析】(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的高度差来反映的,高度差越大,液体内部压强越大。
(2)液体压强跟液体密度和液体的深度有关。在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大。
(3)通过橡皮膜凹凸情况,判断压强大小,然后根据液体压强公式比较液体密度大小。
【解答】解:(1)把液体内部压强的大小转换成U形管两侧液面高度差,高度差越大,液体内部压强越大。
(2)观察甲、乙两图,可以看出同种液体中压强计的金属盒所处的深度不同,U形管两侧液面高度差也不同,所以得到:液体内部的压强大小与液体的深度有关。
观察甲、丙两图,可以看出压强计的金属盒所处的深度相同,液体的种类不同,U形管两侧液面高度差也不同,所以得到:液体内部的压强的大小与液体的密度有关。
(3)如图丁,橡皮膜向左凸,说明在同一深度,液体向左的压强大于液体向右的压强,所以pA<pB,所以ρAghA<ρBghB,液体深度相同,所以ρA<ρB。
故答案为:(1)高度差;(2)深度;甲和丙;密度;(3)<。
26.【分析】(1)杠杆不在水平平衡时,实验前调为水平位置平衡,以便我们直接读数力臂,支点在杠杆的中点可以消除杠杆的自重;如果杠杆左端向下倾斜,应向右调节左端或右端的平衡螺母;如果杠杆右端向下倾斜,应向左调节左端或右端的平衡螺母;
(2)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2);
(3)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件进行判断;
(4)阻力和阻力臂不变时,弹簧测力计倾斜,动力臂变小,动力变大。
【解答】解:(1)杠杆如图甲所示,左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应向右调节左端或右端的平衡螺母,使杠杆处于水平位置平衡时,便于我们直接读数力臂大小;
(2)根据表格中的实验数据得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2);
(3)若一个钩码重G,每一个小格长L,如图乙所示,将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,则左侧4G×2L=8GL,右侧3G×3L=9GL,因为8GL<9GL,所以杠杆不能平衡,右侧下降;
(4)弹簧测力计逐渐向左倾斜拉杠杆,拉力的力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
答案为:(1)右、力臂;(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2);(3)右侧下降;(4)变大。
27.【分析】(1)利用称重法求出浮力;
(2)(3)(4)由F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与液体的密度和它排开液体的体积有关,据此分析。
【解答】解:(1)由图甲可知,物体的重力为4.2N,
当物体浸没在水中时,对物体进行受力分析可知:G物=F浮+F拉,
F浮=G物﹣F拉=4.2N﹣3.2N=1N;
(2)分析图A、C、D可知:物体浸没在不同的液体中,V排相同,因此物体所受到的浮力与液体密度有关。
(3)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故答案应为图像②。
(4)实验中主要用到的科学探究方法是控制变量法。
故答案为:(1)1;(2)液体密度;(3)②;(4)控制变量法。
五、计算题(28题6分,29题9分,共15分。解题时要写必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式,运算过程和结果要写明单位,只有结果、没有过程不能得分)
28.【分析】(1)利用G=mg求出苹果的重力,苹果漂浮在水面,浮力等于自身的重力;
(2)利用密度公式求出苹果的体积;苹果浸没在水中时,排开水的体积等于苹果自身的体积,利用F浮=ρ液gV排求出苹果浸没在水中时受到的浮力的大小。
【解答】解:(1)苹果的重力G=mg=150×10﹣3kg×10N/kg=1.5N;
苹果漂浮在水面,苹果受到的浮力F浮=G=1.5N;
(2)苹果的密度ρ苹=0.6×103kg/m3=0.6g/cm3;
由ρ=可知,苹果的体积V===250cm3=2.5×10﹣4m3;
苹果浸没在水中时,排开水的体积V排=V=2.5×10﹣4m3;
苹果浸没在水中时受到的浮力的大小F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣4m3=2.5N。
答:(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小为1.5N;
(2)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小为2.5N。
29.【分析】(1)根据G=mg求出石块P的重力,再根据杠杆平衡的条件求出绳AQ的拉力;
(2)根据G=mg求出木桶以及桶内的水总重力,再根据平衡力的条件求出阿宝对绳的拉力;
(3)根据G=mg求出阿宝的重力,根据平衡力的条件求出地面对阿宝的支持力,再利用物体间力的作用是相互分析出压力,最后根据p=求出压强。
【解答】解:(1)石块P的重力:G石=m石g=15kg×10N/kg=150N,
根据杠杆的平衡条件可知:
FA×OA=G石×OB,
所以绳AQ的拉力:FA===100N;
(2)木桶以及桶内的水总重力:GM=Mg=40kg×10N/kg=400N,
水桶在竖直向下的重力GM、杠杆A端向上的拉力FA和阿宝向上的拉力F人的作用下处于平衡状态,
所以阿宝对绳子向上的拉力:F人=GM﹣FA=400N﹣100N=300N;
(3)阿宝的重力:G人=m人g=70kg×10N/kg=700N,
阿宝在竖直向下的重力G人、绳子向下的拉力F绳和地面对向上的支持力F支的作用下处于平衡状态,
因为绳子向下拉阿宝的力F绳与阿宝对绳子向上的拉力F人是一对相互作用力,所以F绳=F人=300N,
所以地面对阿宝的支持力:F支=G人+F绳=700N+300N=1000N,
根据物体间力的作用是相互的可知,阿宝对地面的压力F=F支=1000N,
所以阿宝对地面的压强:p===2.5×104Pa。
答:(1)阿宝不提绳子,杠杆水平平衡时,绳AQ的拉力大小为100N;
(2)阿宝缓慢提绳子(绳AQ始终竖直),当水桶刚离开水面时卜宝对绳的拉力大小为300N;
(3)当水桶刚离开水面时阿宝对地面的压强为2.5×104Pa。
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