黑龙江省大庆三十六中2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年黑龙江省大庆三十六中八年级(下)期末物理试卷
一、单选题(15小题,每个2分,共30分)
1.(2分)在学习和生活中,我们要善于发现,善于思考。下列对身边物理量估测的数据,符合实际的是( )
A.一本物理书的重力大约为0.2N
B.一个成年人站立时对地面的压强大约1200Pa
C.一瓶矿泉水的质量大约为550g
D.悬浮在盐水中的鸡蛋所受浮力大约5N
2.(2分)关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.用普通放大镜观察炭笔的笔迹,可直接观察到炭分子
B.水与酒精混合后总体积变水,可说明分子间有引力
C.汤姆生发现电子,并建立了原子核式结构模型
D.病毒、分子、原子、质子、夸克是按照尺度由大到小的顺序排列的
3.(2分)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)。下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
4.(2分)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个等大小孔喷出,下列说法错误的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体对容器侧壁有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若在塑料瓶底部扎一个同样大小的小孔,该小孔喷出的水流速度更快
5.(2分)三个完全相同的容器内,分别装满酒精、水和盐水后(ρ盐水>ρ水>ρ酒精),将a、b、c三个不同的小球放入容器中,小球静止后位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.三个容器底部受到的液体压力关系是F甲<F丙<F乙
B.三个小球的密度关系是ρa>ρb>ρc
C.若将小球b放入丙杯中,小球b受到的浮力会增大
D.若将小球c放入甲杯中,小球c排开液体的质量小于小球c的质量
6.(2分)如图所示。小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内真空部分体积会变小
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差会变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
7.(2分)利用浮力知识判断生活中下列问题,对应结论正确的是( )
A.甲中充有氢气和空气的气球体积相同,只有氢气球能向上升,氢气球受到的浮力更大
B.乙中将同一个鸡蛋先后放入盛有不同浓度盐水的杯子中,当鸡蛋静止时,鸡蛋在右侧杯子中受到的浮力要大
C.图丙中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁中上浮的气球中填充气体的密度小于外界空气密度
8.(2分)如图所示是探究“杠杆平衡条件”的实验,F=6N,杠杆平衡,下列说法中正确的是( )
A.此时杠杆可视作一个省力杠杆
B.每个钩码的重力大小为2N
C.保持动力大小方向不变,图中减去一个钩码并右移一格时,杠杆仍保持平衡
D.减小拉力与杠杆的夹角,拉力减小
9.(2分)用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.木块两次匀速直线运动过程中,重力都做功了
B.木块两次所受拉力做功功率:P1>P2
C.木块两次受到的拉力:F1>F2
D.相等时间内两次拉力做功:W1<W2
10.(2分)下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A.效率越高的机械,功率越大
B.做功越多的机械,功率越大
C.做有用功越多的机械,效率越高
D.功率越大的机械,做功越快
11.(2分)如图,斜面长为10m,高为3m,小明沿着斜面用4N的推力将重5N的物体从底端匀速推到顶端(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.小明做的功为12J
B.物体所受的摩擦力为4N
C.小明的机械效率为37.5%
D.如果推同样的物体,上升相同的高度,通过减小斜面倾斜程度可以提高机械效率
12.(2分)北京时间4月20日22时41分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,采用“一箭一星、直接入轨”方式成功发射第44颗北斗导航卫星,如图所示,它沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,在大气层外运行,不受空气阻力。关于此人造卫星从远地点运行到近地点的运行过程中,下列说法正确的是( )
A.势能减小,动能减小机械能减小
B.势能减小,动能增大,机械能守恒
C.势能增大,动能减小,机械能守恒
D.势能增大,动能增大,机械能增大
13.(2分)如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,若整个过程中不计能量损耗,下列说法正确的是( )
A.从A位置到B位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
B.在此过程中弹簧的弹性势能增加量为Gh
C.小球到达B点时;小球的重力大于弹簧的弹力,所以小球继续下落
D.B到C过程中弹簧的弹性势能都由小球的重力势能转化而来
14.(2分)“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》深受观众的青睐,对下列古诗文中涉及的热现象进行解释,其中正确的是( )
A.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”,霜的形成过程需要吸热
B.“青青园中葵,朝露待日晞”,露在日出后逐渐消失是液化现象
C.“腾蛇乘雾,终为土灰”,雾就是大量的水蒸气
D.“雾凇沆砀,天与云与山与水,上下一白”,雾凇的形成是凝华现象
15.(2分)如图所示,物体沿斜面从顶端下滑至底端。在这过程中,物体的速度v、通过的距离S、机械能E和动能EK随时间t的变化如图所示,若图象中只有一个是错误的,则错误的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(共10个空,每空2分,共20分)
16.(4分)某同学将质量为158克的铁块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,将铁块浸没在水中,弹簧测力计的读数为 N(铁的密度为7.9×103kg/m3)。一个质量为1.2kg、边长为0.1m的正方体物块,若将物块浸没在水中后松手,物块将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
17.(4分)飞机飞行时会受到向上的升力的原因是:气体流速大的地方压强 。如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向,只能上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为FA、FB,当相同的风速吹向飞机模型时,FA FB(填“>”、“<”或“=”)。
18.(4分)如图是路口中常见的拦道木,已知AO:OB=1:3,拦道木的重心在AB中点处,当在A点用300N的力垂直于杆向下压时,拦道木抬起,此时,拦道木是一个 (填“省力”或“费力”或“等臂”)杠杆。小明认为在B点用垂直于杆的力向上顶也可将拦道木升起来,他这样做需要用 N的力。
19.(4分)如图所示的烧杯和试管里均盛有碎冰块,下面用酒精灯加热,当烧杯中的碎冰有一半熔化时,试管中的碎冰 (选填“会”或“不会”)熔化,烧杯内冰水混合物的温度为 ℃(气压为标准大气压)。
20.(4分)如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹,其中A点的重力势能 B点的重力势能(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若不计空气阻力,足球在下落的过程中,重力势能转化为 能。
三、作图题(共2小题,每题3分,共6分)
21.(3分)如图所示,铁球正在下沉,画出铁球下沉过程中所受的力的示意图。
22.(3分)如图所示,杠杆上B点挂着重物G,若在A点施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡,请画出力F的示意图及其动力臂L1。
四、实验题(23题7个空、24题6个空,每空一分,共13分,25题每空2分,共16分)
23.(7分)同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图甲、乙、丙所示,实验数据记录如表所示。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
3
6
0.1
1.6
0.5
4
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)通过比较1、4两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 。
(3)通过比较 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(4)分析表中数据可知:第3次实验是用图 所示装置来完成的,第3次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %。
(5)假如第1次实验时,不计绳重和摩擦,钩码重由2N增加到8N,滑轮组的效率可以达到 %。
24.(6分)物理课上,李老师和学生一起进行了关于“水沸腾”的实验探究。
(1)小佳组装好器材,如图甲所示,用酒精灯给水加热,在水温升高到90℃后,每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
97
98
98
98
98
如图乙所示是第3mín时温度计的示数,此时水的温度是 ℃;
(2)由表中数据可知,实验中水的沸点为 ℃,水沸腾后继续加热,温度 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)李老师在课堂上给学生进行了图丙的实验演示:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,结果发现已停止沸腾的水又重新沸腾,这是因为浇冷水时烧瓶内的水蒸气 (填物态变化名称)导致水面上方的气压减小,沸点 (选填“升高”或“降低”)造成的。
(4)水沸腾时,其内部气泡自下而上越来越 (选填“大”或“小”)。
25.(16分)如图是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,左边甲图中的质量均为m',高度分别为h和2h,乙图中的高度均为2h,质量分别为m和2m。四幅图中相同的水平面上的木块均相同。
(1)让小球从同一高度处从静止下落,是为了让小球到达底面时 相同;
(2)该实验是通过木块移动的距离来反映小球动能大小,这种方法叫做 ;
(3)分析比较甲中两图可得出:在 一定的情况下,物体的 越大,动能就越大;
(4)如果水平面绝对光滑,则 (选填“能”或“不能”)完成本实验;
(5)四次实验中,木块在水平面上滑动时,受到的摩擦力 (选填“相等”或“不相等”),若m'<m,四次实验中木块克服摩擦做功最多的是图 (选填①或②或③或④);
(6)如果图甲中②的实验时,木块被撞后滑出木板掉落,因此需改进图甲中②的实验,再与实验①对比。在不改变木板长度的情况下,应该采用以下方法 。(填序号)
A.换用质量更小的小球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低小球的高度
D.换用一个较重的木块
五、计算题(26题7分,27题8分,共15分)
26.(7分)如图所示,轻质薄壁柱形溢水杯甲和柱形容器乙(质量均不计)放在水平桌面上,溢水杯甲和容器乙的底面积分别为2×10﹣2m2和1×10﹣2m2。在溢水杯甲中注入水直到与溢水口相平,此时水的深度为0.2m,将一个质量为3kg密度为3.0×103kg/m3的实心金属球用细线系着轻轻的浸没在溢水杯甲中后放手,水通过溢水口流入柱形容器乙中(乙容器中水未溢出)。求:
(1)放入金属球前溢水杯甲底部受到水的压强;
(2)金属球受到的浮力;
(3)放入金属球放手后溢水杯甲对水平桌面的压强与容器乙中水对容器底部的压强之比。
27.(8分)在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30s时间,将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s,绳子自由端的拉力F是500N,地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求:(g取10N/kg)
在这段时间内:
(1)拉力F所做的功是多少?
(2)拉力F做功的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多少?
2022-2023学年黑龙江省大庆三十六中八年级(下)期末物理试卷
(参考答案)
一、单选题(15小题,每个2分,共30分)
1.(2分)在学习和生活中,我们要善于发现,善于思考。下列对身边物理量估测的数据,符合实际的是( )
A.一本物理书的重力大约为0.2N
B.一个成年人站立时对地面的压强大约1200Pa
C.一瓶矿泉水的质量大约为550g
D.悬浮在盐水中的鸡蛋所受浮力大约5N
【解答】解:A、一本物理书的质量在200g=0.2kg左右,受到的重力约G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故A错误;
B、成年人的体重在G=600N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====1.2×104Pa,故B错误;
C、一瓶矿泉水的体积为550mL=550cm3,其质量在m=ρV=1.0g/cm3×550cm3=550g左右,故C正确;
D、鸡蛋的重力约0.5N,悬浮在盐水中的鸡蛋处于漂浮状态,所受浮力F浮=G=0.5N,故D错误。
故选:C。
2.(2分)关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.用普通放大镜观察炭笔的笔迹,可直接观察到炭分子
B.水与酒精混合后总体积变水,可说明分子间有引力
C.汤姆生发现电子,并建立了原子核式结构模型
D.病毒、分子、原子、质子、夸克是按照尺度由大到小的顺序排列的
【解答】解:A、用普通放大镜观察炭笔的笔迹,不能直接观察到炭分子,故A错误;
B、水与酒精混合后总体积变小,可说明分子间存在间隙,故B错误;
C、汤姆生发现电子,卢瑟福建立了原子核式结构模型,故C错误;
D、病毒是由分子组成的,分子又由原子组成,原子又由原子核和核外电子组成,且核外电子绕原子核高速运动,原子核又是由质子和中子组成,比质子、中子还小的微粒还有夸克,病 毒、分子、原子、质子、夸克是按照尺度由大到小的顺序排列的,故D正确。
故选:D。
3.(2分)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)。下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
【解答】解:
A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N,故A正确;
B.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度ρ===0.8×103kg/m3,故B正确;
C.正方体上、下表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
正方体上表面受到的压强p1===500Pa,
由p=ρgh可得,正方体上表面到液面的距离h1===0.0625m=6.25cm,故C错误;
D.液体对物体下表面的压强p2===1.3×103Pa,故D正确。
故选:C。
4.(2分)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个等大小孔喷出,下列说法错误的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体对容器侧壁有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若在塑料瓶底部扎一个同样大小的小孔,该小孔喷出的水流速度更快
【解答】解:A、图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,故A正确;
B、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B正确;
C、小孔位置越低,水的深度越深,压强越大,则水的流速越大,若两孔大小相同,则相同时间内流出水的质量越大,故C错误;
D、若在塑料瓶底部扎一个同样大小的小孔,水的深度更大,根据液体压强特点可知,水产生的压强更大,所以该小孔喷出的水流速度更快,故D正确。
故选:C。
5.(2分)三个完全相同的容器内,分别装满酒精、水和盐水后(ρ盐水>ρ水>ρ酒精),将a、b、c三个不同的小球放入容器中,小球静止后位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.三个容器底部受到的液体压力关系是F甲<F丙<F乙
B.三个小球的密度关系是ρa>ρb>ρc
C.若将小球b放入丙杯中,小球b受到的浮力会增大
D.若将小球c放入甲杯中,小球c排开液体的质量小于小球c的质量
【解答】解:A、由于ρ盐水>ρ水>ρ酒精,由p=ρgh可知,三个容器底部受到的液体压强关系是p甲<p乙<p丙,由p=可知,三个容器底部受到的液体压力关系是F甲<F乙<F丙,故A错误;
B、由图可知,a球在酒精中处于漂浮状态,所以ρ酒精>ρa,b球在水中处于悬浮状态,所以ρb=ρ水,c球在盐水中处于沉底状态,所以ρc>ρ盐水,又因为ρ盐水>ρ水>ρ酒精,所以三个小球的密度关系是ρa<ρb<ρc,故B错误;
C、若将小球b放入丙杯中,又因为ρb=ρ水<ρ盐水,所以小球b在丙杯中处于漂浮状态,根据F浮=G可知小球b受到的浮力不变,故C错误;
D、若将小球c放入甲杯中,因为ρc>ρ盐水>ρ酒精,所以小球c在甲杯中处于沉底状态,浮力小于重力,所以小球c排开液体的质量小于小球c的质量,故D正确。
故选:D。
6.(2分)如图所示。小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内真空部分体积会变小
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差会变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
【解答】解:A、甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,真空部分体积会变小,故A正确;
B、乙图中,瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+外界大气压,瓶内气压不变,外界大气压变小时,玻璃管内的液面会上升,故B错误;
C、把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,大气压降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下升高,玻璃管内外液面高度差变大,故C错误;
D、托里拆利实验能准确的测出大气压的值,图乙装置是自制简易气压计,虽然能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,所以不能测出大气压的值,故D错误。
故选:A。
7.(2分)利用浮力知识判断生活中下列问题,对应结论正确的是( )
A.甲中充有氢气和空气的气球体积相同,只有氢气球能向上升,氢气球受到的浮力更大
B.乙中将同一个鸡蛋先后放入盛有不同浓度盐水的杯子中,当鸡蛋静止时,鸡蛋在右侧杯子中受到的浮力要大
C.图丙中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁中上浮的气球中填充气体的密度小于外界空气密度
【解答】解:A、气球是“浸没”在空气中的,因为体积相同,所以排开空气的体积相同,根据公式F浮=ρ空气gV排可知,两球所受浮力相同,故A错误;
B、因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故B错误;
C、密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D、气球是利用在空气中的浮力来工作的,当球内气体的密度小于空气的密度时,才可以在空气中上浮,故D正确。
故选:D。
8.(2分)如图所示是探究“杠杆平衡条件”的实验,F=6N,杠杆平衡,下列说法中正确的是( )
A.此时杠杆可视作一个省力杠杆
B.每个钩码的重力大小为2N
C.保持动力大小方向不变,图中减去一个钩码并右移一格时,杠杆仍保持平衡
D.减小拉力与杠杆的夹角,拉力减小
【解答】解:A、设杠杆上每小格为L,由图可知动力作用线与水平方向成30°角,则动力臂L1=sin30°×4L=×4L=2L,阻力臂为3L>2L,则该杠杆为费力杠杆,故A错误;
B、根据杠杆的平衡条件可得G×L2=F×L1,即G×3L=6N×2L,解得G=4N,则每个钩码的重力大小为1N,故B错误;
C、图中减去一个钩码并右移一格时G×L2=3N×4L=6N×2L,所以保持动力大小方向不变,杠杆仍保持平衡,故C正确;
D、增大拉力与杠杆的夹角,动力臂变小,根据杠杆平衡条件可知拉力变大,故D错误。
故选:C。
9.(2分)用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.木块两次匀速直线运动过程中,重力都做功了
B.木块两次所受拉力做功功率:P1>P2
C.木块两次受到的拉力:F1>F2
D.相等时间内两次拉力做功:W1<W2
【解答】解:A、木块两次匀速直线运动过程中,重力的方向与运动方向垂直,故重力不做功,故A错误;
C、用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,则拉力和滑动摩擦力大小相等;
两次实验中,虽然速度变化了,但木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,则两次木块受到的滑动摩擦力大小不变,所以木块两次所受的拉力大小相等,即F1=F2,故C错误。
D、由s﹣t图象可知,木块在相等时间内通过的路程第一次大于第二次;由B可知,两次拉力大小相等,所以由W=Fs可知,第一次所做的功大于第二次,即W1>W2,故D错误;
B、由s﹣t图象可知,在相同时间内,木块第一次通过的路程大于第二次,所以第一次运动的速度大于第二次,即v1>v2,
由B知,木块两次所受的拉力大小相等,所以根据P===Fv可知,第一次拉力对木块做功的功率较大,即P1>P2,故B正确。
故选:B。
10.(2分)下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A.效率越高的机械,功率越大
B.做功越多的机械,功率越大
C.做有用功越多的机械,效率越高
D.功率越大的机械,做功越快
【解答】解:A、机械做功快慢与机械效率没有关系。故A错误;
B、由P=可以看出,功率大小决定于做功多少和所用时间。做功较多,时间不确定,功率大小不能确定。故B错误;
C、机械效率是有用功与总功的比值,有用功较多,总功不确定,机械效率不能确定。故C错误;
D、功率描述的是物体做功的快慢,所以功率越大的物体,做功越快。故D正确。
故选:D。
11.(2分)如图,斜面长为10m,高为3m,小明沿着斜面用4N的推力将重5N的物体从底端匀速推到顶端(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.小明做的功为12J
B.物体所受的摩擦力为4N
C.小明的机械效率为37.5%
D.如果推同样的物体,上升相同的高度,通过减小斜面倾斜程度可以提高机械效率
【解答】解:A、小明做的功为:W总=Fs=4N×10m=40J,故A错误;
BC、小明做的有用功为:W有=Gh=5N×3m=15J,斜面的机械效率为:η===37.5%,故C正确;
所做额外功为:W额=W总﹣W有=40J﹣15J=25J,摩擦力为:f===2.5N,故B错误;
D、如果小明推同样的物体,上升相同的高度,通过增大斜面倾斜程度可以提高机械效率,因为有用功不变,由于倾斜程度变大,压力减小、接触面的粗糙程度不变,摩擦力减小,额外功减小,总功减小,所以机械效率变大,故D错误。
故选:C。
12.(2分)北京时间4月20日22时41分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,采用“一箭一星、直接入轨”方式成功发射第44颗北斗导航卫星,如图所示,它沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,在大气层外运行,不受空气阻力。关于此人造卫星从远地点运行到近地点的运行过程中,下列说法正确的是( )
A.势能减小,动能减小机械能减小
B.势能减小,动能增大,机械能守恒
C.势能增大,动能减小,机械能守恒
D.势能增大,动能增大,机械能增大
【解答】解:人造地球卫星从远地点运行到近地点的运行过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能;不受空气阻力,此过程中卫星的机械能是守恒的。
故选:B。
13.(2分)如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,若整个过程中不计能量损耗,下列说法正确的是( )
A.从A位置到B位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
B.在此过程中弹簧的弹性势能增加量为Gh
C.小球到达B点时;小球的重力大于弹簧的弹力,所以小球继续下落
D.B到C过程中弹簧的弹性势能都由小球的重力势能转化而来
【解答】解:A、从A位置到B位置的过程中,铁球的重力势能转化成铁球的动能和弹簧的弹性势能;故A错误;
B、铁球在A位置时具有重力势能、动能为零,弹簧无弹性势能,铁球在B位置时具有重力势能、弹簧具有弹性势能,由A位置到C位置的过程中,不计能量损失,由机械能守恒可得,在此过程中弹簧的弹性势能增加量等于铁球重力势能的减少量,其大小为Gh;故B正确;
C、铁球到达B位置的瞬间,速度达到最大,此时为弹簧的原长,重力和弹力是一对平衡力,二者大小相等;故C错误;
D、B到C过程中弹簧的弹性势能都由小球的动能和重力势能转化而来;故D错误。
故选:B。
14.(2分)“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》深受观众的青睐,对下列古诗文中涉及的热现象进行解释,其中正确的是( )
A.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”,霜的形成过程需要吸热
B.“青青园中葵,朝露待日晞”,露在日出后逐渐消失是液化现象
C.“腾蛇乘雾,终为土灰”,雾就是大量的水蒸气
D.“雾凇沆砀,天与云与山与水,上下一白”,雾凇的形成是凝华现象
【解答】解:A、霜是水蒸气凝华形成的,凝华放热,故A错误;
B、小水滴露在日出后迅速渐消失,液态的露珠变为气态的水蒸气是汽化现象,故B错误;
C、雾就是水蒸气液化形成的小水滴,故C错误;
D、雾凇的形成是空气中的水蒸气凝华形成的,故D正确。
故选:D。
15.(2分)如图所示,物体沿斜面从顶端下滑至底端。在这过程中,物体的速度v、通过的距离S、机械能E和动能EK随时间t的变化如图所示,若图象中只有一个是错误的,则错误的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:各图象的表示的含义如下:
A.由v﹣t图象可知,物体下滑的速度不随时间变化,表示物体做匀速直线运动;
B.由s﹣t图象可知,物体通过的路程与时间成正比,表示物体做匀速直线运动;
C.由E﹣t图象可知,物体的机械能不随时间变化,即下滑时重力势能转化为动能,机械能不变,即机械能守恒;
D.由EK﹣t图象可知,物体的动能不随时间变化,由动能只与物体的质量和速度有关可知,物体的速度不变,即物体做匀速直线运动;
已知物体沿斜面从顶端下滑至底端,物体可能加速下滑,也可能匀速下滑;分析如下:
(1)当物体加速下滑时,速度变大,路程和时间不成正比,动能增大,机械能可能不变也可能变小(可能受摩擦力也可能不受摩擦力),图象中错误的地方有三个,与题意不符。
(2)当物体匀速下滑时,速度不变,路程与时间成正比、动能不变,机械能减小(受摩擦力的作用),已知图象中只有一个错误,故ABD正确,C错误,C符合题意;
故选:C。
二、填空题(共10个空,每空2分,共20分)
16.(4分)某同学将质量为158克的铁块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,将铁块浸没在水中,弹簧测力计的读数为 1.38 N(铁的密度为7.9×103kg/m3)。一个质量为1.2kg、边长为0.1m的正方体物块,若将物块浸没在水中后松手,物块将 下沉 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
【解答】解:当铁块完全浸入水中后,铁块排开水的体积:
V排=V铁===2×10﹣5m3,
铁块所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3=0.2N;
铁块重:G=mg=158×10﹣3kg×10N/kg=1.58N,
弹簧测力计的示数:F示=G﹣F浮=1.58N﹣0.2N=1.38N;
正方体物块受到的重力:
G'=m'g=1.2kg×10N/kg=12N;
若物块浸没在水中,则V排′=V=a3=(0.1m)3=0.001m3,
物块受到的浮力:F浮′=ρgV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N;
比较可得F浮′<G′,所以物块下沉。
故答案为:1.38;下沉。
17.(4分)飞机飞行时会受到向上的升力的原因是:气体流速大的地方压强 小 。如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向,只能上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为FA、FB,当相同的风速吹向飞机模型时,FA < FB(填“>”、“<”或“=”)。
【解答】解:如图所示,a的形状类似于机翼,气流流过时,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,会产生向上的升力,所以弹簧测力计A的示数变小;
图中b的形状是装反了的机翼,气流流过时,下方空气流速大、压强小,上方空气流速小、压强大,会产生向下的力,所以弹簧测力计B的示数变大;所以
FA<FB。
故答案为:小;<。
18.(4分)如图是路口中常见的拦道木,已知AO:OB=1:3,拦道木的重心在AB中点处,当在A点用300N的力垂直于杆向下压时,拦道木抬起,此时,拦道木是一个 等臂 (填“省力”或“费力”或“等臂”)杠杆。小明认为在B点用垂直于杆的力向上顶也可将拦道木升起来,他这样做需要用 100 N的力。
【解答】解:已知AO:OB=1:3,拦道木的重心在AB中点处,O为支点,当在A点用力向下压时,动力臂为OA,阻力臂为﹣OA=OA,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;
根据杠杆平衡条件可知拦道木的重力G=F=100N,
在B点用力向上顶拦道木时,动力臂为OB,阻力臂为OB﹣=3OA﹣2OA=OA,
根据杠杆平衡条件可得作用在B点的力:FB====100N。
故答案为:等臂;100。
19.(4分)如图所示的烧杯和试管里均盛有碎冰块,下面用酒精灯加热,当烧杯中的碎冰有一半熔化时,试管中的碎冰 不会 (选填“会”或“不会”)熔化,烧杯内冰水混合物的温度为 0 ℃(气压为标准大气压)。
【解答】解:冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但在冰的熔化过程中温度为0℃,保持不变,所以试管中的冰能达到熔点0℃,但试管中的冰和烧杯中的冰的温度相同,试管中的冰不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化。
烧杯内冰水混合物的温度为0℃。
故答案为:不会;0。
20.(4分)如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹,其中A点的重力势能 小于 B点的重力势能(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若不计空气阻力,足球在下落的过程中,重力势能转化为 动 能。
【解答】解:
(1)由图知,A点的高度小于B点的高度,球的质量不变,所以A点重力势能小于B点的重力势能;
(2)若不计空气阻力,足球在下落过程中,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大,所以重力势能转化为动能。
故答案为:小于;动。
三、作图题(共2小题,每题3分,共6分)
21.(3分)如图所示,铁球正在下沉,画出铁球下沉过程中所受的力的示意图。
【解答】解:过球心分别沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G和F浮表示;注意表示重力线段比表示浮力的线段要长些;如图所示:
22.(3分)如图所示,杠杆上B点挂着重物G,若在A点施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡,请画出力F的示意图及其动力臂L1。
【解答】解:根据杠杆平衡条件,要想动力最小,动力臂就要最大,因为支点是O点,当力作用在A点,OA为力臂时,力臂最长、动力最小,连接OA,动力F应与OA垂直斜向下,如图所示:
四、实验题(23题7个空、24题6个空,每空一分,共13分,25题每空2分,共16分)
23.(7分)同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图甲、乙、丙所示,实验数据记录如表所示。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
3
6
0.1
1.6
0.5
4
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
(1)实验中应沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计。
(2)通过比较1、4两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 无关 。
(3)通过比较 1、2 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(4)分析表中数据可知:第3次实验是用图 丙 所示装置来完成的,第3次实验时所做的有用功为 0.6 J,滑轮组的机械效率是 75 %。
(5)假如第1次实验时,不计绳重和摩擦,钩码重由2N增加到8N,滑轮组的效率可以达到 83.3 %。
【解答】解:(1)为了准确测出滑轮组的机械效率,应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动;
(2)通过比较1、4两次实验数据知,滑轮组和提升物体的重力相同,绳子段数相同,重物上升高度不同而机械效率相同,故得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关;
(3)1、2两次实验,s=0.3m,h=0.1m,由s=nh可得n=3,使用同样的滑轮组,即使用的甲、乙两图,通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
(4)在第3次实验中,s=0.5m,h=0.1m,由s=nh可得n=5,即承担物重的绳子股数n=5,所以第3次实验是用丙图所示装置来完成的;
第3次实验时所做的有用功为:
W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J;
第3次做的总功:
W总=Fs=1.6N×0.5m=0.8J;
滑轮组的机械效率是:
η==×100%=75%;
(5)第1次实验时,不计绳重和摩擦,根据F=(G物+G动)得动滑轮的重力为:
G动=3F′﹣G′=3×1.2N﹣2N=1.6N,
钩码重8N时滑轮组的效率为:
η====×100%≈83.3%。
故答案为:(1)匀速;(2)无关;(3)1、2;(4)丙;0.6;75;(5)83.3。
24.(6分)物理课上,李老师和学生一起进行了关于“水沸腾”的实验探究。
(1)小佳组装好器材,如图甲所示,用酒精灯给水加热,在水温升高到90℃后,每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
97
98
98
98
98
如图乙所示是第3mín时温度计的示数,此时水的温度是 96 ℃;
(2)由表中数据可知,实验中水的沸点为 98 ℃,水沸腾后继续加热,温度 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)李老师在课堂上给学生进行了图丙的实验演示:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,结果发现已停止沸腾的水又重新沸腾,这是因为浇冷水时烧瓶内的水蒸气 液化 (填物态变化名称)导致水面上方的气压减小,沸点 降低 (选填“升高”或“降低”)造成的。
(4)水沸腾时,其内部气泡自下而上越来越 大 (选填“大”或“小”)。
【解答】解:(1)温度计的分度值为1℃,示数为96℃;
(2)由表格中数据知,水沸腾过程中温度保持98℃不变,可知水的沸点为98℃;水沸腾后继续加热,温度不变;
(3)水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水不能继续吸收热量,水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,烧瓶内的水蒸气遇冷的烧瓶壁液化变成小水珠,瓶内的气压减小,水的沸点降低,烧瓶内的水再次沸腾;
(4)沸腾时气泡在上升过程中,不断有水蒸气进入气泡中,气泡体积逐渐增大。
故答案为:(1)96;(2)98;不变;(3)液化;降低;(4)大。
25.(16分)如图是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,左边甲图中的质量均为m',高度分别为h和2h,乙图中的高度均为2h,质量分别为m和2m。四幅图中相同的水平面上的木块均相同。
(1)让小球从同一高度处从静止下落,是为了让小球到达底面时 速度 相同;
(2)该实验是通过木块移动的距离来反映小球动能大小,这种方法叫做 转化法 ;
(3)分析比较甲中两图可得出:在 质量 一定的情况下,物体的 速度 越大,动能就越大;
(4)如果水平面绝对光滑,则 不能 (选填“能”或“不能”)完成本实验;
(5)四次实验中,木块在水平面上滑动时,受到的摩擦力 相等 (选填“相等”或“不相等”),若m'<m,四次实验中木块克服摩擦做功最多的是图 ④ (选填①或②或③或④);
(6)如果图甲中②的实验时,木块被撞后滑出木板掉落,因此需改进图甲中②的实验,再与实验①对比。在不改变木板长度的情况下,应该采用以下方法 C 。(填序号)
A.换用质量更小的小球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低小球的高度
D.换用一个较重的木块
【解答】解:(1)实验中控制小球从同一高度下落,是为了控制两球到达底端时的速度相同;
(2)实验中通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;
(3)分析甲图可知,质量相同,高度不同,即小球到达平面的速度不相同,故可以探究物体的动能与速度之间的关系,能得出的结论是:当质量一定时,速度越大动能越大;
(4)如果水平面光滑,则木块会做匀速直线运动,无法根据距离的大小判定动能的大小;
(5)木块滑动时,木块在水平面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,所以滑动摩擦力相同;若m'<m,则四次实验中小车推动木块运动的距离关系为s④>s③>s②>s①,由W=Fs可知,四次实验中木块克服摩擦做功最多的是图④;
(6)A、换用质量更小的球,不能与甲控制相同的质量,故A错误;
B、给水平木板铺上毛巾,不能与甲控制相同的接触面,故B错误;
C、适当降低小球的高度,小球的动能减小,撞击木块后前进的距离变小,就不会掉落了,故C正确;
D、换用一个较重的木块,则与甲图中的木块不同,无法根据距离比较动能的大小,故D错误;故选:C。
故答案为:(1)速度;(2)转换法;(3)质量;速度;(4)不能;(5)相等;④;(6)C。
五、计算题(26题7分,27题8分,共15分)
26.(7分)如图所示,轻质薄壁柱形溢水杯甲和柱形容器乙(质量均不计)放在水平桌面上,溢水杯甲和容器乙的底面积分别为2×10﹣2m2和1×10﹣2m2。在溢水杯甲中注入水直到与溢水口相平,此时水的深度为0.2m,将一个质量为3kg密度为3.0×103kg/m3的实心金属球用细线系着轻轻的浸没在溢水杯甲中后放手,水通过溢水口流入柱形容器乙中(乙容器中水未溢出)。求:
(1)放入金属球前溢水杯甲底部受到水的压强;
(2)金属球受到的浮力;
(3)放入金属球放手后溢水杯甲对水平桌面的压强与容器乙中水对容器底部的压强之比。
【解答】解:(1)放入金属球前溢水杯甲底部受到水的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)金属球的体积为:
V===1×10﹣3m3,
金属球浸没在水中时受到的浮力;
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(3)放入金属球前,溢水杯内水的重力为:
G水=ρ水V水g=ρ水S水h水g=1.0×103kg/m3×2×10﹣2m2×0.2m×10N/kg=40N,
金属球的重力为:G球=m球g=3kg×10N/kg=30N,
因为溢水杯的质量不计,放入金属球放手后,溢水杯甲对水平桌面的压力为:
F=G余+G球=G水﹣G排+G球=G水﹣F浮+G球=40N﹣10N+30N=60N,
此时溢水杯甲对水平桌面的压强为:
p甲===3000Pa,
容器乙中水的深度为:
h====0.1m,
此时容器乙中水对容器底部的压强为:
p乙=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
所以放入金属球放手后溢水杯甲对水平桌面的压强与容器乙中水对容器底部的压强之比为:
p甲:p乙=3000Pa:1000Pa=3:1。
答:(1)放入金属球前溢水杯甲底部受到水的压强为2000Pa;
(2)金属球受到的浮力为10N;
(3)放入金属球放手后溢水杯甲对水平桌面的压强与容器乙中水对容器底部的压强之比为3:1。
27.(8分)在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30s时间,将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s,绳子自由端的拉力F是500N,地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求:(g取10N/kg)
在这段时间内:
(1)拉力F所做的功是多少?
(2)拉力F做功的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多少?
【解答】解:(1)由v=可得故障车被拖离的距离:
s车=v车t=5m/s×30s=150m,
由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,拉力端移动的距离:
s=ns物=3×150m=450m,
拉力做的总功:
W总=Fs=500N×450m=2.25×105J;
(2)拉力F做功的功率:
P===7500W;
(3)地面对故障车的摩擦力:
f=0.08G=0.08mg=0.08×1.5×103kg×10N/kg=1200N,
拉力所做的有用功:
W有=fs=1200N×150m=1.8×105J,
整个装置的机械效率:
η==×100%=80%。
答:(1)拉力F在30s内所做的功为2.25×105J;
(2)拉力F做功的功率为7500W;
(3)整个装置的机械效率为80%。
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