山东省淄博市淄川区2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开这是一份山东省淄博市淄川区2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案),共22页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省淄博市淄川区八年级(下)期末物理试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共15小题,共30.0分)
1. 一台机器上标注有“功率30W”字样,下列说法正确的是( )
A. 该机器工作时有用功所占比例为30% B. 该机器每秒钟能做30J的功
C. 该机器每分钟能做30J的功 D. 该机器每秒钟能做30W的功
2. 学习了牛顿第一定律之后,同学们展开了讨论,以下观点错误的是( )
A. 物体的运动不需要力来维持
B. 物体不受力,它的运动状态不变
C. 静止的物体没有惯性
D. 此定律是在实验和大量事实基础上推理得出的
3. 物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1:F2和P1:P2分别为( )
A. 3:5 9:25 B. 3:5 1:1 C. 3:5 3:5 D. 1:1 3:5
4. 下列工具属于省力杠杆的是( )
A. 镊子 B. 船桨
C. 钓鱼杆 D. 扳手
5. 下列单位,哪项不属于功的单位( )
A. kW B. J C. W⋅s D. N⋅m
6. 某同学用锤子敲击小钉子,将小钉子钉入木板中,下列分析正确的是( )
A. 钉尖很尖锐是为了减小压强 B. 敲击过程中锤子对钉子做功
C. 敲击过程中钉子对锤子无作用力 D. 敲击时钉子的惯性比锤子的惯性大
7. 水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A. 两小球所受浮力FM
8. 如图所示,为了把两件相同货物搬运到汽车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面,用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端,另一件货物用同样的方法沿斜面CD搬运。下列说法正确的是( )
A. 沿斜面AB推动更省力
B. 沿斜面CD推动,工人克服货物重力做的功更多
C. 无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功的功率一定相同
D. 沿斜面推动货物的过程中,货物的机械能增大
9. 打羽毛球是同学们喜爱的体育活动,下列与这项活动有关的说法正确的是( )
A. 迎面飞来的羽毛球被球拍挡回,说明力可以改变物体的运动状态
B. 羽毛球飞行过程中受力平衡
C. 羽毛球运动到最高点时,不受任何力的作用
D. 发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍没有力的作用
10. 楼房的电梯限载12人,电梯从一楼运行到六楼用时约15秒,则电梯的输出功率约为( )
A. 70W B. 700W C. 7kW D. 70kW
11. 如图所示,在快递仓库内工人把重为600N货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升,忽略摩擦及绳重,每个滑轮的重力为30N则( )
A. 工人所用的拉力为315N
B. 滑轮组机械效率为90%
C. 拉力的功率为126W
D. 提升重力不同的货物时,此滑轮组机械效率不变
12. 如图所示,滑轮组将重为50N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了1m,拉力F大小为10N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法中正确的是( )
A. 拉力F做功的功率为2W B. 绳子自由端移动的距离为3m
C. 滑轮组做的有用功为50J D. 物体A受到水平地面的摩擦力为16N
13. 2023年5月30日,神舟十六号发射升空。飞船在环绕地球过程中,以下说法正确的是( )
A. 近地点时重力势能最大
B. 远地点时速度最大
C. 近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能
D. 远地点向近地点运动时,速度越来越慢
14. 如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态,则左侧可能装有哪种液体?若想让活塞向左侧移动,可以在什么位置水平吹气?(ρ水>ρ植物油>ρ酒精)( )
A. 水 a处 B. 水 b处 C. 酒精 a处 D. 酒精 b处
15. 某潜水艇从长江驶入大海的过程中,一直处于潜行状态(可视作悬浮),则( )
A. 重力变大 B. 重力变小 C. 浮力变小 D. 浮力不变
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
16. 用2N的水平拉力,将重5N的物体,沿水平方向匀速拉动2m用时4s,拉力做功______ J,拉力做功的功率为______ W,重力做功______ J。
17. 如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡,被测物体和秤砣到提钮的距离分别为0.05m、0.2m,秤砣的质量为0.1kg,秤杆的质量忽略不计,则被测物体的质量为______kg。若秤砣有缺损,则杆秤所测物体的质量会______(选“偏大”或“偏小”)。
18. 如图所示,物重30N,滑轮重6N,若不计绳重与摩擦,则挂钩下细绳P承受的拉力为______ N,拉力F是______ N。若绳子自由端上升0.8m,则物体会上升______ m。
19. 细线悬挂的小球从A处经B处荡到C处,B到C阶段动能主要转化为______ ;实际生活中我们观察到小球来回摆动越荡越低,此过程中机械能______ (选“守恒”或“不守恒”)。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
20. 如图所示杠杆,已经画出动力臂。请画出动力F动和阻力臂L阻。
21. 图中为在草坪上由于惯性向右滚动的足球,足球越滚越慢,画出足球所受的力。
四、实验探究题(本大题共3小题,共18.0分)
22. 在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如下步骤:
步骤甲:如图甲,将小桶A和物体用细线依次连接,挂在弹簧测力计下,测力计示数为F1;
步骤乙:如图乙,小桶A与小桶B完全相同,仅将物体完全浸没入装满水的溢水杯中,弹簧测力计示数为F2;
步骤丙:如图丙,保持仅物体完全浸没,将小桶B中的水全倒入小桶A中,此时弹簧测力计示数为F3。
(1)物体所受浮力的表达式为______ ;根据实验数据若表达式______ 关系成立,则证明阿基米德原理成立(均用步骤中的量表达)。
(2)小明按照以上步骤多次实验,发现数值F3每次都偏小,你认为可能的原因是:______ 。
(3)某次实验中测得F1=5.2N,F2=3.2N。小明将溢水杯的水中换为其他液体,重复步骤乙,测得F2'=3N,说明浮力大小与______ 有关;这种液体的密度为______ kg/m3。
23. 如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:(g=10N/kg)
(1)挂钩码前,杠杆在如图申所示的位置静止,此时杠杆______ (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态;接下来应将杠杆的螺母向______ 调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是______ 。
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码、为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂______ 个质量均为50g的钩码。若在此基础上,左右两端各减去一个钩码,杠杆会______ 。(选填“仍然水平”“左端下降”“右端下降”)
(3)如图丙,忽略杠杆自重,现给你一个量程为0~2N的测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在C点处。现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个数为______ 个;此时弹簧测力计应该挂在图丙中的______ 点,沿______ 方向拉动。
24. 如图所示,在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)让同一铁球由静止从同一斜面的不同高度滑下,实验的目的是探究动能大小与______ 的关系,通过观察______ 来比较物体动能的大小。
(2)用甲、乙两幅图研究动能大小与物体质量的关系,这样做正确吗?______ ;理由是:______ 。应该选择______ 两图来研究动能与质量的关系。
(3)交通安全标语“减速慢行”、“禁止超载”,分别从减小______ 、______ 方面考虑来减小汽车的动能。
(4)某次实验时,木块B被推出木板之外,可行改进方案有:______ 。
A.换用质量更大的小球进行实验
B.撤走木块B,直接观察小球A滚动的距离
C.将木块B换为质量更大的木块
D.在木板上铺表面更粗糙的毛巾
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
25. 某轻型货车总质量2t,车轮与地面总接触面积2000cm2,从甲地行驶到乙地共6km,用时10min,可视为匀速直线运动,运输过程中货车输出功率恒定80kW。
(1)该车对地面的压强多大?
(2)从甲地到乙地,该车所做了多少功?
(3)车行驶过程中的阻力有多大?
26. 小夏利用如图所示的滑轮组,将重为600N的物体匀速提升了2m。已知他对绳子施加的拉力F=400N。不计绳重和摩擦,g=10N/kg。求此过程中:
(1)拉力F做的功;
(2)该滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:功率表示做功的快慢,30W表示该机器1秒钟做功30焦耳,故B正确。
故选:B。
功率表示做功的快慢,30W表示机器1秒钟做功30焦耳。
本题考查功率的概念,难度不大。
2.【答案】C
【解析】123456
故选:C。
123456
123456
3.【答案】D
【解析】解:因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力没变,故受到的水平推力为F1=F2,因此F1:F2=1:1,
由图象甲可知,第一次物体的速度大小为:v甲=s甲t甲=6m2s=3m/s,
由v-t图象乙可知,第二次物体的速度大小为:v乙=5m/s,
由P=Wt=Fst=Fv可得,两次推力的功率之比:P1P2=F1v甲F2v乙=v甲v乙=3m/s5m/s=35,故D正确。
故选:D。
根据二力平衡条件分析出两次推力的大小关系,即可得出两次的推力之比;
根据甲图利用速度公式求得第一次的速度,由图象乙直接读出第二次的速度,利用P=Wt=Fst=Fv求出两次推力的功率之比。
此题考查了学生对图象问题的分析能力,能从图象中得出相关的信息,然后结合功和功率的计算公式进行计算求解,是中考的热点考题。
4.【答案】D
【解析】解:
A、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不合题意;
B、船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不合题意;
C、钓鱼杆在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不合题意;
D、扳手在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
结合生活经验,先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。
此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
5.【答案】A
【解析】解:在物理学中,
A、kW是功率的单位。故A符合题意;
B、J是功的基本单位。故B不符合题意;
C、W是功率的基本单位,s是时间的基本单位,根据W=Pt知,W⋅s是功的单位。故C不符合题意;
D、N是力的基本单位,m是长度的基本单位,根据W=Fs知,N⋅m是功的单位。故D不符合题意。
故选:A。
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向移动了一段距离,这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功,物理量符号为W,在国际单位制中的单位为焦耳(J);利用W=Fs、W=Pt确定其它单位。
本题考查了功的单位,应注意功的表示符号与功率单位的表示符号的区别。
6.【答案】B
【解析】解:A、钉子尖很尖是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B、敲击过程中锤子对钉子有力的作用,钉子在力的方向上通过了距离,所以锤子对钉子做了功,故B正确;
C、敲击过程中,锤头对钉子施加力,根据力的作用是相互的,钉子对锤子也施加力,故C错误;
D、惯性与质量有关,钉子的质量小于锤子的质量,钉子的惯性比锤子的惯性小,故D错误。
故选:B。
(1)压力一定时,受力面积越小,压强越大;
(2)做功的两个必要条件是:一是物体受到力的作用;二是物体在这个力的方向上通过一定的距离;
(3)力的作用是相互的;
(4)惯性与质量有关。
本题综合考查了物体间的相互作用力、影响压强、惯性、力是否做功的判断等知识的综合运用,属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解:
A、小球 M 在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球M、N 完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故 A错误;
B、小球 M 在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球 N 在乙液体中悬浮,则密度ρN=ρ乙,由于小球M、N 完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,故B错误;
C、由B选项分析可知:ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p甲>p乙,故C错误;
D、由C选项分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式 F=pS 得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D正确。
故选:D。
(1)由图可知:M在甲液体中漂浮,N在乙液体中悬浮,则根据漂浮和悬浮的条件来即可判断浮力大小关系。
(2)根据浮沉条件即可判断液体密度的大小;
(3)根据p=ρ液gh比较容器底面受到的压强大小;
(4)根据F=pS比较容器底面受到的压力大小。
此题综合考查了阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较等知识点,是一道综合性较强的题目,本题也可以利用物体浮沉条件比较两种液体的密度关系。
8.【答案】D
【解析】解:A、沿斜面CD推动更省力,因为CD斜面的倾斜角度更小,故A错误;
B、由W=Gh可知,G与h均相等,所以斜面CD推动和AB推动,工人克服货物重力做的功相等,故B错误;
C、由P=Wt可知,W相同,时间的大小不确定,所以沿两个斜面推货物,工人克服货物重力做功的功率不一定相同,故C错误;
D、沿斜面匀速推动货物的过程中,货物的质量、速度不变,动能不变,由于高度变大,重力势能变大,所以机械能增大,故D正确。
故选:D。
(1)使用斜面能够省力,斜面倾斜角度越小,越省力。
(2)克服重力做功用W=Gh可得出。
(3)功率等于功与时间之比。
(4)机械能包括动能和势能;物体由于运动而具有的能量叫动能;物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能;物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关,重力势能大小与质量和高度有关,弹性势能与弹性形变的程度有关。
知道使用斜面省力,熟练运用功、功率的公式,理解影响机械能的因素,可解答此题。
9.【答案】A
【解析】解:A、迎面飞来的羽毛球被球拍挡回时,球拍对球的力使其运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确。
B、羽毛球飞行过程中做曲线运动,运动状态不断改变,说明受力不平衡,故B错误;
C、羽毛球在空中运动时受重力和阻力作用,达到最高点时速度最小,但仍受重力作用,故C错误;
D、根据力的相互性可知,球拍对羽毛球施力的同时,也受到球对球拍的作用力,故D错误;
故选:A。
(1)力是改变物体运动状态的原因。
(2)运动状态改变,受力不平衡;
(3)羽毛球运动到最高点时,速度最小,但仍受重力作用;
(4)力的作用是相互的。
本题考查力和运动的关系、力的相互性,属于基础题。
10.【答案】C
【解析】解:一个人的重力约600N,一层楼的高度约3m,一楼到六楼的高度:h=5×3m=15m,
克服人的重力所做的功:W=Gh=12×600N×15m=108000J,
电梯的输出功率:P=Wt=108000J15s=7200W=7.2kW,与C接近。
故选:C。
估测一个人的重力,求出总重力,估测一楼到六楼的高度,根据W=Gh得到克服人的重力所做的功,根据P=Wt得到电梯的输出功率。
本题考查功率的估测,需要知道功率的计算公式。
11.【答案】C
【解析】解:A、由图可知,n=3;
忽略摩擦及绳重,工人所用的拉力为:
F=1n(G+G动)=13×(600N+30N)=210N,故A错误;
B、由η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动可知,滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=600N600N+30N×100%≈95.2%,故B错误;
C、工人把重为600N货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升,则自由端的速度为:
v自=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s,
拉力的功率为:
P=Wt=Fst=Fv自=210N×0.6m/s=126W,故C正确;
D、忽略摩擦及绳重,滑轮组的机械效率η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G,由此可知,提升重力不同的货物时,此滑轮组机械效率是变化的,故D错误。
故选:C。
(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,忽略摩擦及绳重,根据F=1n(G+G动)求出工人所用的拉力;
(2)利用不计绳重和摩擦时η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动求此时滑轮组的机械效率;
(3)根据v自=nv物求出自由端移动的速度,利用P=Wt=Fst=Fv求出拉力的功率;
(4)忽略摩擦及绳重,提升动滑轮做的功为额外功,滑轮组的机械效率η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G,据此判断提升重力不同的货物时,滑轮组机械效率是否相同。
本题考查了使用滑轮组时拉力、功率的计算,以及滑轮组机械效率的变化分析,利用好机械效率的推导公式是关键。
12.【答案】D
【解析】解:B、物体A沿水平地面匀速向前拉动了1m,由图可知动滑轮上绳子有2根,所以绳子自由端移动的距离
s=2×1m=2m,故B错误;
CD、拉力F大小为10N,绳子自由端移动的距离2m,则滑轮组做的总功W总=Fs=10N×2m=20J,
滑轮组的机械效率为80%,则滑轮组做的有用功W有=W总η=20J×80%=16J,
滑轮组做的有用功为16J,物体A沿水平地面匀速向前拉动了1m,则物体A受到水平地面的摩擦力f=FA=W有s'=16J1m=16N,故C错误,D正确;
A、由C知拉力F做的总功为20J,物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了1m,
拉力F做功的功率P=W总t=W总s'v=20J1m0.2m/s=20J5s=4W,故A错误。
故选:D。
B、物体A沿水平地面匀速向前拉动了1m,由图可知动滑轮上绳子有2根,根据s=nh得出绳子自由端移动的距离;
CD、拉力F大小为10N,绳子自由端移动的距离2m,根据W总=Fs得出滑轮组做的总功,滑轮组的机械效率为80%,根据W有=W总η得出滑轮组做的有用功;物体A沿水平地面匀速向前拉动了1m,根据f=FA=W有s'得出物体A受到水平地面的摩擦力;
A、物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了1m,根据P=W总t=W总s'v得出拉力F做功的功率。
本题考查功、功率和效率的有关知识,是一道综合题。
13.【答案】C
【解析】解:飞船在环绕地球过程中,在近地点,速度最大,动能达到最大,重力势能达到最小;在远地点时,速度最小,动能最小,重力势能最大,当飞船从远地点向近地点运动时,速度变大,从近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能。
故选:C。
(1)物体由于运动而具有的能叫做动能,动能大小与质量和速度有关;
(2)物体由于被举高而具有的能叫做重力势能,重力势能与物体的质量和高度有关。飞船相对于地球的距离越远,其势能越大。
掌握动能和势能大小的影响因素,根据能量的影响因素能判断动能和势能的大小变化是解答本题的关键。
14.【答案】C
【解析】解:由图可知,活塞处于静止状态,左右两侧受到液体的压强是相同的,且a中液体的深度要大于b中液体的深度,根据p=ρgh可知,a中液体的密度要小于b中液体的密度,所以a中是酒精,b中是水;
若想让活塞向左侧移动,则需要减小a侧的压强,可以在a处吹气,a处空气的流速变快,压强变小,则压强差的作用下,活塞会向左移动。
故选:C。
根据水和酒精的密度的大小分析;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。
本题考查了流体的压强与流速的关系、液体内部压强公式的应用,难度不大。
15.【答案】A
【解析】解:潜水艇在从长江驶入大海的过程中,一直悬浮,排开液体的体积始终等于潜水艇的体积,但液体的密度变大,由浮力公式F浮=ρ液gV排可知,潜水艇所受的浮力变大,由于潜水艇在水中处于悬浮状态,所以重力等于浮力,故重力也变大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
(1)由阿基米德原理F=ρ液gv排可知浮力的变化;
(2)潜水艇在水中处于悬浮状态,所以重力等于浮力。
本题考查了浮沉条件的应用,解决此类问题的关键是利用悬浮条件及浮力公式,弄清题目中的液体密度和排开液体的体积变化情况进行分析。
16.【答案】4 1 0
【解析】解:(1)由题知,F=2N,s=2m,拉力做的功为:W=Fs=2N×2m=4J;
(2)拉力做功的功率为:P=Wt=4J4s=1W;
(3)重力的方向为竖直向下,而物体沿水平方向移动,物体在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0J。
故答案为:4;4;0。
(1)知道拉力大小和在拉力方向上移动的距离,可利用公式W=Fs计算出拉力做的功;
(2)求出了拉力做的功,知道做功时间,可利用公式P=Wt计算出拉力做功的功率;
(3)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离判断出重力是否做功,如果做功再利用功的计算公式进行计算即可。
本题考查功和功率的计算,做功的必要条件:一是有力作用在物体上,二是物体在力的方向上移动距离。明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
17.【答案】0.4 偏大
【解析】解:如图,
由杠杆平衡可知G1⋅OA=G2⋅OB,
即:m1g⋅OA=m2g⋅OB,
∴m1=m2×OBOA=0.1kg×0.2m0.05m=0.4kg。
若秤砣有缺损,m2减小,而G1⋅OA不变,所以OB要变大,
杆秤所示的质量值要偏大。
故答案为:0.4;大于。
知道秤砣的质量和两边力臂的大小,利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量;
若秤砣有缺损时,左边的力和力臂不变,右边的力减小,根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂增大,即:杆秤所示的质量值要大于被测物的真实质量值。
本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用,找出力臂大小是本题的关键。
18.【答案】30 18 0.4
【解析】解:(1)因物体重30N,故挂钩P受到的拉力为30N;
绳端的拉力为物体和滑轮总重的一半,拉即力F=12×(30N+6N)=18N,所以拉力F为18N;
(2)滑轮承重绳子的股数n=2,物体上升的高度h=sn=0.8m2=0.4m。
故答案为:30;18;0.4。
(1)由图示可知,滑轮为动滑轮,对动滑轮来说,挂钩P受到的拉力是由重物施加的,故大小等于重物的重力;绳端拉力F为物体和滑轮总重的二分之一。
(2)有几段绳子在拉物体,绳端移动的距离就是物体移动距离的几倍。
本题考查了动滑轮的特点,还考查了滑轮上拉力的计算,这需要学生对滑轮的受力情况有比较清楚的理解。
19.【答案】重力势能 不守恒
【解析】解:由图可知,小球从AB到C阶段,质量不变、速度减小、高度增大,动能主要转化为重力势能;
实际生活中,由于存在空气阻力,我们观察到小球来回摆动越荡越低,此过程中机械能不守恒。
故答案为:重力势能;不守恒。
影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大;机械能是动能与势能的和,在不计空气阻力和摩擦时,机械能守恒。
本题主要考查了对机械能的转化与守恒的理解,属基础题,难度不大。
20.【答案】解:过L动的末端作垂直于杠杆的作用力F动;为使杠杆平衡,动力F动方向是向上的;
重物的拉力为阻力F阻,延长阻力的作用线,过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段即为阻力臂L阻,如图所示:
【解析】根据力与力臂垂直的关系进行作图,即过支点作阻力作用线的垂线段,即为阻力臂;过动力臂L动的末端作垂直于杠杆的作用力F动。
本题考查了杠杆平衡条件、力臂的概念、力的示意图的画法,知道力臂是从支点到力的作用线的垂直距离是关键,易错点将垂足当作动力作用点。
21.【答案】解:因为物体在水平面上越滚越慢,所以物体受到与运动方向相反的摩擦力;地球附近的任何物体都受到地球的引力,即重力。然后过球心作竖直向下的力和水平向左的力。此外,足球还受到地面对它竖直向上的支持力,作用点可以画在足球的重心上,示意图如下:
【解析】先对物体进行受力分析,然后确定物体的重心,再用示意图表示物体所受力的作用点和方向。
会对物体进行受力分析,知道重力的方向总是竖直向下的,会根据物体的运动状态确定摩擦力的方向,并且会用示意图表示物体受力情况。
22.【答案】F1-F2 F1-F2=F3-F2 部分水残留在小桶B内 液体密度 1.1×103
【解析】解:(1)根据称重法测浮力大小,F浮=F1-F2,排开水的重力G排=F3-F2;
(2)小明按照以上步骤多次实验,发现数值F3每次都偏小,可能是由于部分水残留在小桶B中;
(3)把水换成另一种液体重复上述实验,步骤乙中弹簧测力计示数变小了0.2N,浮力增加了0.2N,液体的密度变化了,浮力变化了说明浸在液体里的物体受到的浮力大小还根据液体的密度有关;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,V排=F浮ρ水g,
因为物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等,
所以F浮ρ水g=F浮液ρ液g,
解得液体的密度:
ρ液=1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)F1-F2,F3-F2;(2)部分水残留在小桶B中;(3)液体密度;1.1×103。
(1)根据称重法测浮力大小,根据阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,比较F浮与G排。
用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器(需先测出其重力)接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;
(2)小明按照以上步骤多次实验,发现数值F3每次都偏小,可能是由部分水残留在小桶中;
(3)根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力,并得出浮力与液体密度有关;根据物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等列等式算出液体的密度。
此题是探究阿基米德原理实验,考查了对实验过程的掌握,及结论的得出,在“探究浮力的大小”实验中,用“称量法”测出物体受到的浮力,即F浮=G-F';用两次称重测出物体在液体中排开液体的重力,进行比较得出:物体在液体中受到的浮力,大小等于它排开的液体的重力。
23.【答案】达到 右 便于测量力臂 3 右端下降 5 D(E) 竖直向上(竖直向下)
【解析】解:(1)杠杆保持静止,此时杠杆处于静止状态,达到平衡;在图甲中,杠杆右端向上,应将杠杆的平衡螺母向右调节;实验时让杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上便于测量力臂大小;
(3)已知每个钩码的质量为50g,m=50g=0.05kg,
其G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,
故A端的拉力:FA=2G=2×0.5N=1N,
设杠杆上每小格的长度为L,
A端的力臂:LA=3L,
B端的力臂:LB=2L,
通过杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,即FALA=FBLB,
代入公式:1N×3L=FB×2L,
解得:FB=1.5N,
所以需要挂3个钩码。
若在此基础上,左右两端各减去一个钩码,
杠杆左侧(1N-0.5N)×3L=1.5N×L
杠杆右侧(1.5N-0.5N)×2L=2N×L
由于右侧力与力臂的乘积大于左侧的,故杠杆会右端下降。
(3)已知拉力的最大值为2N,要使力和力臂的乘积最大同,需要力臂取最大会值,由图知力臂最大值可以在D点也可以在E点,两点的力臂均为5L,在E点时,拉力竖直下上,在D点时,拉力竖直向上;此时由杠杆平衡条件知GC×4L=2N×5L,解得GC=2.5N,需要钩码的数量n=2.5N0.5N=5个。
故答案为:(1)达到;右;便于测量力臂;(2)3;右端下降;(3)5;D(E);竖直向上(竖直向下)。
(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;杠杆调平的方法是让平衡螺母移向高的一端;杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上便于测量力臂大小;
(2)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2);杠杆不平衡时,杠杆将沿力和力臂的乘积大的一侧的转动方向移动。
(3)杠杆平衡时,要使力和力臂的乘积最大,当拉力不变时,需要让力臂取最大值,据此分析。
本题研究杠杆平衡条件,考查器材调试和目的、杠杆平衡条件的运用、力臂定义的理解和对实验方案的理解。
24.【答案】速度 木块被推动的距离 不正确 没有控制铁球的速度一定 乙丙 速度 质量 CD
【解析】解:(1)让同一铁球由静止从同一斜面的不同高度滑下,小球到达水平面的速度不相同,该实验控制了质量一定,改变速度,所以实验目的是探究动能与速度的关系;实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;
(2)甲、乙两幅图小球所处的高度不同,到达水平的速度则不同,没有控制铁球的速度一定,所以用甲、乙两幅图研究动能大小与物体质量的关系不正确;应该选择乙、丙两幅图,控制了小球到达水平面的初速度一定,改变了铁球的质量,可以用来研究动能与质量的关系;
(3)“减速慢行”是从速度的角度考虑减小汽车的动能;“禁止超载”是从质量的角度考虑减小汽车的动能;
(4)某次实验时,木块B被推出木板之外,从总体实验改进的角度来说,可以将木块B换为质量更大的木块或是在木板上铺表面更粗糙的毛巾。
故答案为:(1)速度;木块被推动的距离;(2)不正确;没有控制铁球的速度一定;乙丙;(3)速度;质量;(4)CD。
(1)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;
(2)当研究动能大小与质量的关系时,要让小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。
本题考查了动能的影响因素的探究实验,要注意动能大小与物体的速度和质量有关,在探究过程中要用到控制变量法,实验中通过物块被推动的距离来反映小球动能的大小,用到了转换法。
25.【答案】解:(1)已知车的总质量m=2t=2000kg,
车的总重力为G=mg=2000kg×10N/kg=20000N,
则车对水平路面的压力为F=G=20000N,
该车对地面的压强p=FS=20000N2000×10-4m2=1×105Pa;
(2)已知车的输出功率P=80kW=80000W,行驶时间t=10min=600s,
则车所做的功为:W=Pt=80000W×600s=4.8×107J;
(3)已知车行驶的路程为s=6km=6000m,
由W=Fs可知车的牵引力为:F牵=Ws=4.8×107J6000m=8000N,
由于车做匀速直线运动,牵引力与所受阻力是平衡力,由二力平衡的条件可知该车匀速行驶时所受的阻力为:f=F牵=8000N。
答:(1)该车对地面的压强是1×105Pa;
(2)从甲地到乙地,该车所做了4.8×107J的功;
(3)车行驶过程中的阻力是8000N。
【解析】(1)已知车的总质量,利用G=mg可求出车的总重力,车对水平路面的压力等于其重力;再利用p=FS可求出该车对地面的压强;
(2)已知车的输出功率和行驶时间,利用W=Pt可求出该车做的功;
(3)利用W=Fs可求出车的牵引力,最后根据二力平衡的条件可求出车所受的阻力;
本题考查了对压强、功、功率计算公式的应用,题目较综合,需要熟练掌握相关的计算公式及其变形式。
26.【答案】解:(1)从图中可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m,
拉力所做的总功W总=Fs=400N×4m=1600J;
(2)有用功W有用=Gh=600N×2m=1200J,
该滑轮组的机械效率η=W有用W总=1200J1600J=75%;
(3)不计绳重和摩擦,克服动滑轮的重力所做的额外功:W额=W总-W有用=1600J-1200J=400J,
动滑轮重力G动=W额h=400J2m=200N。
答:(1)拉力F做的功为1600J;
(2)该滑轮组的机械效率为75%;
(3)动滑轮的重力为200N。
【解析】(1)从图中可知n=2,根据s=nh得出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs得出拉力所做的总功;
(2)根据W有用=Gh得出有用功,根据η=W有用W总得出该滑轮组的机械效率;
(3)不计绳重和摩擦,根据W额=W总-W有用出克服动滑轮的重力所做的额外功,根据G动=W额h得出动滑轮重力。
本题考查效率、功、功率的有关计算,综合性强,难度适中。
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