四川省德阳市中江县2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年四川省德阳市中江县八年级(下)期末物理试卷
1. 善于观察和思考是学好物理的基本方法,下列有关对生活现象的观察、估测的数据中,与实际情况最接近的是( )
A. 托起一个鸡蛋的力约为5N B. 成年人一般步行的速度约为4km/h
C. 一个标准大气压大约能托起1m高的水柱 D. 课桌的高度约为1.5m
2. 随着科学技术的进步,一些高科技产品给我们的生活带来了便利。疫情防控期间,一台配送机器人将物品送进小区、交给需要的被隔离人员,实现免接触送货。对于配送机器人,下列说法正确的是( )
A. 机器人在地面行进时对地面压力的施力物体是地球
B. 机器人在水平地面匀速直线行进时运动状态不断改变
C. 机器人送完物品后停下,受到的重力和支持力是一对平衡力
D. 用户取下物品后机器人返回,机器人对地面的压力大小不变
3. 在以下几个实例中,属于增大摩擦的是( )
A. 磁力把磁悬浮列车从轨道上微微托起,使接触面分离
B. 气垫船的船底与水面之间有一层空气
C. 在轴承中加润滑剂
D. 在鞋底、轮胎上做上凹凸不平的花纹
4. “珍爱生命,注意安全”,下列涉及物理知识中的安全问题,做法不合理的是( )
A. 驾驶机动车时只要自己感觉安全就可以不遵守限速要求
B. 乘客在等待进站的列车时,必须站在安全线外
C. 乘坐公交车发生火灾且车门无法打开时,可以使用安全锤的尖端敲碎车窗玻璃逃生
D. 乘坐客车时必须系好安全带
5. 厨房里面学问多。下列有关厨房里的事例描述正确的是( )
A. 用高压锅煮食物更容易煮熟,原因是液体表面气压越大沸点越低
B. 菜刀的刀刃越薄越不容易切开食物
C. 煮熟的汤圆虽然会变大浮在水面,但汤圆的重力保持不变
D. 人们应饭时常用的筷子是省力杠杆
6. 第31届世界大学生夏季运动会将于2023年7月在成都举行、本次运动会设立18个比赛项目,下列体育运动中,用物理知识解释正确的是( )
A. 游泳比赛——游泳运动员的衣服虽然光滑但不能起到减少阻力的目的
B. 体操比赛——体操运动员一般个子比较矮小是因为重心低,稳定性好
C. 篮球比赛——离开手的篮球能继续向前运动,是因为手对篮球还在继续做功
D. 百米赛跑——运动员为了跑得快可以穿着底部光滑的运动鞋
7. 近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡用光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B. 遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C. 遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D. 遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
8. 我们居住的城市高楼林立,如不小心发生高空坠物事件,则可能给人们的生命财产造成损害,更不可有意为之。日前、某小区的李先生在早上下楼取车时发现自己汽车的挡风玻璃被穿了一个孔,上面还插着一个可乐瓶,肇事的可乐瓶里还有可乐,对此现象下列描述正确的是( )
A. 可乐瓶从高空坠落过程中没有发生能量转化
B. 可乐瓶从高空坠落,重力势能会转化为动能
C. 可乐瓶对挡风玻璃虽然造成损坏但它没有对挡风玻璃做功
D. 可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间,它仍然具有很大的重力势能
9. 如图所示,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块分别竖直悬浮在水中和漂浮在水面,下列说法中正确的是( )
A. 甲物体的密度小于乙物体的密度
B. 甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力
C. 水对甲下表面的压强等于水对乙下表面的压强
D. 甲物体排开水的质量等于乙物体排开水的质量
10. 在日常生活中,用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是( )
A. 一个定滑轮 B. 一个动滑轮 C. 杠杆 D. 斜面
11. 在中国古诗词中蕴含有许多物理知识、小玲在读到“风吹草低见牛羊”这句就想到了风具有______ (填“动能”或“重力势能”);草被风吹低下了头说明力可以改变物体的______ 。
12. 如图所示,小明用自制的铅锤线来检查宣传画是否挂正,这是利用了重力的方向总是______ 的特点,如果将重锤拿到月球上,它所受重力是______ 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
13. 五一假期,小红一家自驾旅游,旅途中发生“追尾”事故。撞击前,虽然小红乘坐的汽车采取了紧急刹车,但仍发生“追尾”现象。对于“追尾”现象,小红的解释是:虽然采取了紧急刹车、但由于汽车具有______ ,不能立即停止,才造成了事故。两车损坏程度不一样,损坏小的车对损坏大的车的作用力大,这样的理解是不对的、原因是两车之间的作用力是一对______ 。
14. 如图所示,是某栋房子供水的水路示意图,放水时水龙头与水塔构成了一个______。若将水龙头(相同型号)单独打开并将开关旋至最大,则______(填“甲”或“乙“)水龙头出水速度大。
15. 如图所示,物体A重30N,用大小为50N的力F垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力大小是______N;物体B重30N,在20N的水平推力F作用下做匀速直线运动,则当他改用50N的力推B时,B受到的摩擦力是______N。
16. 如图所示,OA是轻质杠杆,已知OB=2AB,B点所挂重物的重力为6牛,A端受竖直向上拉力F作用,杠杆处于水平静止状态,则力F的大小为______ N;此时杠杆为______ 杠杆(选填“省力”或“费力”)。
17. 如图所示,辽宁号航空母舰,简称“辽宁舰”,是中国海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰,已知航空母舰满载时排水量为67500t,则航母所受浮力为______ N;如果航母是空载状态,它所受的浮力______ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18. 如图所示,搬运师傅装车时,通常用木板搭成斜面,将货物沿着斜面匀速推上车厢。木板长L=5m,车厢高h=2.5m,工人的推力为320N,所用时间为10s,货物与木板之间的摩擦力为80N,则工人推货物时,推力做功的功率为______ W;货物的质量为______ kg。
19. 如图所示,木块沿斜面匀速下滑,O为木块的重心位置,请在图中做出斜面对木块支持力和摩擦力的示意图。
20. 如图所示,请画出水中正在下沉铁球的受力示意图。(水的阻力忽略不计)
21. 如图是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄看作是一个杠杆,请在图中画出阻力臂L2,并画出施加在A点的最小动力F1。
22. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,所用的器材有:斜面、木板、毛巾、棉布和小车,如图所示。
(1)图甲、图乙、图丙中让小车从斜面同一高度滑下的目的是使小车到达水平面时的______ 大小相同,这一研究物理问题的方法叫______ ;
(2)实验中利用小车在水平面滑行的______ 来反映阻力对物体运动的影响大小;
(3)通过实验发现:物体运动的表面越光滑,相同情况下物体受到的______ 越小,因此物体运动的距离越长;并由此推断出:运动的物体如果不受外力作用,它将______ ;
(4)早在17世纪初期,意大利物理学家______ (填写科学家名字)就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系,著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的。这个定律告诉我们:力不是维持物体运动状态的原因,而是______ 物体运动状态的原因。
(5)小王同学用丙装置让同一小车从不同高度处滑下,均在铺有木板的水平面上滑行,发现高度越高,小车在水平面上滑行距离______ 。由此可知:小车重力势能的大小与小车所处______ 有关。
23. 为了探究影响浮力大小的因素,某校学习小组设计了如下两次实验。
(1)如图一所示:
①比较图一中甲、乙、丙,说明浮力的大小与______ 有关;
②比较图一中______ 可知,浮力的大小与液体的密度有关;
(2)如图二所示,用木块、弹簧测力计、装满水的溢水杯和小桶进行实验:
①图二乙、丙中可得到木块受到的浮力F浮=______ N;
②图二丙中木块排开的水的体积V排=______ m3(ρ水=1.0×103kg/m3);
③图二丁中弹簧测力计的示数是______ N;
④比较数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)它排开的水所受的重力。
24. 在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内,将450N的材料提升了10m,(不计绳重和摩擦,g=10N/kg)。求:
(1)拉力的功率是多少?
(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率是多少?
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少?
25. 如图所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2。不吸水的正方体木块B重为5N。(已知ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)如图甲,若将该木块B放入盛有足量水的A容器中,测量发现木块B静止时有一半露出水面,则木块B受到的浮力是多少?木块B的密度是多少?
(2)如图乙,将木块B放在A容器正中央,则木块B对A容器的压强是多少?向容器A中缓慢加水,若使木块B恰好对容器A底部无压力,则应向容器A中至少加入多少kg的水?
(3)图丙中,质量体积忽略的细线一端固定在容器A底部,另一端固定在木块B底面中央,且细线的长度L=5cm。向容器A中缓慢加水,当细线受到的拉力为1N时,停止加水,此时木块B受到的浮力是多大?将图中与木块B相连的细线剪断,当木块B静止时,容器A底部受到水的压强是多大?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、一个鸡蛋的质量大约是50g=0.05kg,托起一个鸡蛋的力约为:F=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,故A错误;
B、人一般步行的速度约为1.1m/s,即接近4km/h,故B正确;
C、一个标准大气压大约能托起10m高的水柱,故C错误;
D、课桌的高度约为0.8m,故D错误。
故选:B。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.【答案】C
【解析】解:
A、机器人在地面行进时对地面压力的施力物体是机器人本身,故A错误;
B、机器人在水平地面匀速直线行进时,速度大小和方向都不变,所以运动状态不变,故B错误;
C、机器人送完物品后停下,受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D、用户取下物品机器人返回,机器人与物品的总重力减小,对地面的压力变小,故D错误。
故选:C。
(1)力是物体对物体的作用;
(2)物体运动状态的变化包括:速度大小的改变、运动方向的改变;
(3)二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(4)在水平面上物体对水平面的压力大小等于重力。
本题围绕生活中的实例,考查了对多个力学基本概念的规律的理解,要学会将物理规律与生活实际相结合。
3.【答案】D
【解析】解:A、磁力将磁悬浮列车从轨道上微微托起,减小了列车对轨道的压力,从而减小了摩擦。故A不合题意,A错误。
B、气垫船的船底与水面之间有一层空气,使船体与水面分离,减小了两者之间的摩擦。故B不合题意,B错误。
C、在轴承中,加入润滑油,减小了车轴与滚珠之间的摩擦力。故C不合题意,C错误。
D、鞋底上凹凸不平的花纹,增大了鞋底与地面间的粗糙程度,从而增大了两者之间的摩擦。故D正确。
故选:D。
根据选题目要求,首先要明确增大摩擦的办法:增大压力;增加接触面的粗糙程度;变滚动摩擦为滑动摩擦。然后与选择项的具体措施对应即可得到答案。
关于增大摩擦与减小摩擦的方法是考查的热点内容之一,这部分知识与实际生活联系紧密,能充分考查学生理论联系实际的能力。
4.【答案】A
【解析】解:
A、驾驶机动车时,机动车的质量不变,速度越大,动能越大,发生事故时的伤害性越大,所以驾驶机动车时应遵守限速要求,故A不合理;
B、乘客在候车时必须站在安全线外,这是因为列车高速行驶过车站时,安全线内的空气流速大压强小,人可能会被“吸”入轨道,易发生安全事故,故B合理;
C、安全锤的头部做成锥形,是在压力一定时,减小玻璃的受力面积,来增大对玻璃的压强,使玻璃容易击碎,故C合理;
D、乘客原来和车一起向前运动,紧急刹车时,车由运动突然变成静止,而司机和前排乘客由于具有惯性,继续向前运动,容易撞到挡风玻璃发生伤害事故,使用安全带可以起到保护作用,故D合理。
故选:A。
(1)动能的大小与质量、速度有关;
(2)在流体中,流速越大的位置压强越小;
(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(4)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
本题涉及到动能的大小、流体压强与流速的关系、增大压强的方法、惯性等知识点,把书本理论和生活联系起来,体现了物理和生活的密切关系。
5.【答案】C
【解析】解:A、用高压锅煮食物更容易煮熟,原因是液体表面气压越大沸点越高,故A错误;
B、菜刀刃越薄越锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,所以菜刀的刀刃越薄越容易切开食物,故B错误;
C、物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比,煮熟的汤圆虽然会变大浮在水面,但汤圆的质量不变,则其重力保持不变,故C正确;
D、人们应饭时常用的筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误。
故选:C。
(1)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低;
(2)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强;
(3)物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比;
(4)根据筷子在使用过程中,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。
此题考查的知识点比较全面,有液体的沸点跟气压的关系、增大压强的方法、重力、杠杆的分类等知识,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
6.【答案】B
【解析】解:A、游泳运动员的衣服虽然光滑,减小了接触面的粗糙程度,在压力一定时能起到减少阻力的目的,故A错误。
B、体操运动员一般个子比较矮小是因为重心低,稳定性好,故B正确。
C、离开手的篮球能继续向前运动,是因为篮球具有惯性,篮球离开手靠惯性运动,此时不再受到手的推力,所以手对篮球不再继续做功,故C错误。
D、百米赛跑时,运动员为了跑得快应该增大脚受到的摩擦力,因此需要穿着底部粗糙的运动鞋,故D错误。
故选:B。
(1)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
(2)降低重心可以提高稳度。
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;物理学中的做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可。
(4)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
此题以体育运动为背景,综合考查了力学的多个知识点,但都属于基础知识考查,难度不大。
7.【答案】D
【解析】解:因为流速越大的地方压强越小,所以伞上方的空气压强小于下方的空气压强,大气压产生了一个向上的压力差即升力,电动车的速度越大,升力越大,以较快速度行驶时有“向上飘”的感觉;故D正确。
故选:D。
液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
此题考查流体压强和流速的关系在实际生活中的应用,既考查了学生对物理知识的掌握情况,又提高了学生的安全意识,是一道与生活联系非常密切的好题。
8.【答案】B
【解析】解:AB、可乐瓶从高空坠落,质量不变,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能减小,是重力势能会转化为动能,故A错误、B正确;
C、可乐瓶将挡风玻璃击穿了一孔,很明显是对物体做了功,故C错误;
D、可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间,其速度达到最大,具有很大的动能,其高度较小,重力势能减小,故D错误。
故选:B。
被举高的物体具有重力势能,在物体下落时,重力势能会转化为动能对外做功。物体的质量越大、高度越高,重力势能越大,其转化为动能时,往往也会越大。据此来对本题中的现象进行分析。
做功的条件:有力,且物体在力的方向上通过距离。
本题中考查了重力势能与动能的影响因素,以及它们之间的相互转化,考查的知识点较为简单。同时也对我们进行了一次日常行为规范的教育
9.【答案】D
【解析】解:由题知,两正方体物块都是实心的,且它们的质量相等;
A、由图知,甲悬浮在水中,则甲的密度等于水的密度;乙漂浮在水中,则乙的密度小于水的密度,所以甲的密度大于乙的密度,故A错误;
B、甲、乙两物块分别悬浮、漂浮在水中,根据浮沉条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由于两物块的质量相等,重力相等,所以它们受到的浮力相等,故B错误;
C、由图知,甲下表面所处的深度大于乙下表面所处的深度,根据p=ρgh可知:p甲>p乙,故C错误;
D、由B可知,甲乙受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g可知,甲物体排开液体的质量等于乙物体排开液体的质量,故D正确。
故选:D。
(1)由于甲物块悬浮在水中,甲的密度等于水的密度,由于乙物块漂浮在水中,乙的密度小于水的密度;据此判断甲和乙的密度关系;
(2)已知甲、乙质量相同,则其重力相同,漂浮和悬浮都有F浮=G排;
(3)根据图示可知甲、乙下表面所处的深度,即可利用p=ρgh判断压强的大小;
(4)漂浮和悬浮都有F浮=G排,根据G=mg判断出甲乙物体排开水质量的关系。
本题考查了浮沉条件、浮力的产生原因和液体压强公式的应用,关键是用好漂浮和悬浮条件,灵活运用公式进行判断。
10.【答案】A
【解析】解:因为100N的拉力要提起重150N的物体,使用的机械一定是能省力的机械,而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中,只有定滑轮不能达到省力的目的,所以用100N的拉力不能提起重150N的物体.
故选A.
不计机械自重和摩擦的情况下:定滑轮不省力,动滑轮可以省一半的力,使用杠杆可以省力,也可以费力,使用斜面一定省力,省力情况取决于斜面的长度与高度的比值.
此题主要考查了动滑轮、杠杆、斜面的省力特点,注意使用定滑轮一定不能省力,但可以改变动力方向.
11.【答案】动能 形状
【解析】解:(1)风是运动的,所以风具有动能。
(2)草被风吹低下了头,说明风力改变了草的形状。
故答案为:动能;形状。
(1)动能是由于物体运动而具有的能;重力势能是由于物体被举高而具有的能。
(2)力的作用效果:改变物体的形状、改变物体的运动状态。
本题通过“风吹草低见牛羊”这句古诗考查了动能和力的作用效果,体现了学科间的整合。
12.【答案】竖直向下 变小
【解析】解:用自制的铅锤线来检查宣传画是否挂正,这是利用了重力的方向总是竖直向下的特点;
如果将它拿到月球上,因为月球对物体的引力约为地球引力的16,所以它所受重力是变小。
故答案为:竖直向下;变小。
重力的方向总是竖直向下;
月球对物体的引力约为地球引力的16。
本题考查了重力的方向和重力大小,属基础题目。
13.【答案】惯性 相互作用力
【解析】解:(1)发生“追尾”事故时,虽然B车驾驶员紧急刹车,阻力使汽车运动速度减慢,但由于汽车具有惯性,继续保持原来的运动状态,不能立即停止,因此仍然发生了撞击事故;
(2)撞击发生时,B车撞击A车,给A车一个撞击力,因物体间力的作用是相互的,A车同时也给B车一个反作用力,二力同时发生,大小相等,方向相反。
故答案为:惯性;相互作用力。
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,任何物体都具有惯性;
(2)物体间力的作用是相互的,相互作用力同时发生,二力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
本题考查了惯性知识和相互作用力知识的应用;惯性现象在现实生活中随处可见,和我们的生活密切相关,学习中要注意联系实际,用所学惯性知识解决生活中的实际问题。
14.【答案】连通器 甲
【解析】解:水塔上端是开口的,放水时水龙头也是开口的,它们通过水管相连,符合连通器定义特点,所以是一个连通器;
四个水龙头中,甲处在液面下最深的位置,根据液体压强特点,液体压强随深度的增加而增大,甲处液体压强大,水流速度大。
故答案为:连通器;甲。
本题第一空考查对连通器构造特点的了解:上端开口,底部连通的仪器叫连通器;
第二空考查液体压强与深度的关系:液体压强随深度的增加而增大。
本题要求知道连通器的定义,生活中的乳牛自动给水器、下水道回水弯、过桥涵洞、锅炉水位计等都是连通器;
液体压强的特点之一:随深度的增加而增大。
15.【答案】30 20
【解析】解:
A处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。摩擦力与重力是一对平衡力,A的重力的大小为30N,所以摩擦力也是30N。
当受到F等于20N的水平推力时,刚好做匀速直线运动,则物体B处于平衡状态,摩擦力与推力仍是一对平衡力,则B受到的摩擦力为30N。
当推力为50N时,物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为20N,方向与物体运动方向相反,由于推力大于摩擦力阻力,所以物体将做加速运动。
故答案为:30;20。
物体所受平衡力的特点是两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。
根据两个物体的具体运动情况,分析受力即可。
本题考查学生对平衡力概念和大小判断的具体掌握情况,静止状态和匀速直线匀速状态都属于平衡状态,都受平衡力的作用。
16.【答案】4 省力
【解析】解:由图可知,当杠杆处于水平位置静止时,动力臂为OA=AB+OB=AB+2AB=3AB,阻力臂为OB=2AB,
由杠杆平衡条件可得F×OA=G×OB,代入数据可得F×3AB=6N×2OB,解方程可得F=4N;
由图可知,动力臂OA>阻力臂OB,可知此时杠杆为省力杠杆。
故答案为:4;省力。
根据杠杆平衡条件求出杠杆处于水平位置静止时拉力F的大小。根据动力臂与阻力臂之间的关系判定杠杆的类型。
本题考查杠杆的分类和杠杆平衡条件的灵活运用。
17.【答案】6.75×108 变小
【解析】解:(1)航母所受浮力:
F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;
(2)如果航母是空载状态,重力变小,根据漂浮时浮力等于重力知它所受浮力变小。
故答案为:6.75×108;变小。
(1)根据阿基米德原理,船满载时受到的浮力等于其排开水的重力;
(2)如果航母是空载状态,重力变小,根据漂浮的条件判断出它所受浮力的变化。
本题考查了学生对浮沉条件和阿基米德原理的了解和掌握,知道航母重力等于其受到的浮力。
18.【答案】160 48
【解析】解:小明推木箱时,推力做的功W总=FL=320N×5m=1600J,
推力做功的功率P=W总t=1600J10s=160W,
克服摩擦力做的额外功W额外=fL=80N×5m=400J,
克服物体重力做的有用功W有用=W总-W额外=1600J-400J=1200J,
物体的重力G=W有用h=1200J2.5m=480N,
物体的质量m=Gg=480N10N/kg=48kg。
故答案为:160;48。
推木箱时,根据W总=FL得出推力做的功,根据P=W总t得出推力做功的功率;根据W额外=fL得出克服摩擦力做的额外功,根据W有用=W总-W额外得出克服物体重力做的有用功,根据G=W有用h得出物体的物体的质量。
本题考查功、功率、重力的有关计算,综合性强,难度适中。
19.【答案】解:
木块沿斜面匀速下滑,滑动摩擦力平行于斜面向上;木块受到的支持力垂直斜面向上;这两个力都作用在木块的重心上,其示意图如图所示:
【解析】分析斜面对木块支持力和摩擦力的方向和作用点,再画出这两个力的示意图。
本题考查力的示意的画法,关键是正确分析力的方向。
20.【答案】解:铁的密度比水大,因此铁球在水中下沉,浮力小于重力;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;注意表示重力的线段比表示浮力的线段要长些;如图所示:
【解析】(1)铁球在水中受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;
(2)因为铁球正在下沉,所以重力比浮力大,线段的长度不同。
(1)画力的示意图时,首先根据物体的运动状态,判断出物体受力的大小关系;
(2)力的示意图是用一个带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
21.【答案】解:过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂L2;
动力最小,即动力臂最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,连接支点O与A点,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,OA即为动力臂L1,如下图所示。
【解析】根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题。
根据杠杆的平衡条件,要使杠杆上的力最小,必须使该力的力臂最大,而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远,所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点,这两点的连线就是最长的力臂,过力的作用点作垂线就是最小的力。
22.【答案】初速度 控制变量法 距离 阻力 匀速直线运动 伽利略 改变 越远 高度
【解析】解:(1)实验中让同一辆小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,目的是为了保证小车进入水平面时的速度相同。这种研究物理的方法叫控制变量法;
(2)实验中利用小车在水平面滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,水平面越光滑,则小车滑行的距离越远,这用到了转换法;
(3)通过该实验,进一步可以推理得:如果小车在水平面受到的阻力越来越小,直到为零,它将做匀速直线运动;
(4)早在17世纪初期,意大利物理学家伽利略就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。牛顿在此基础上得出牛顿第一定律,这定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因;
(5)实验发现,同一辆小车从不同高度下滑,高度越高的,小车在水平面的初速度越大,运动的距离越远,这也说明了重力势能与高度有关。
故答案为:(1)初速度;控制变量法;(2)距离;(3)阻力;匀速直线运动;(4)伽利略;改变;(5)越远;高度。
1.探究“阻力对物体运动的影响”实验,用到了控制变量法、转换法以及科学推理法。
(1)控制变量法主要体现在实验过程中用同一辆小车在斜面的同一高度下滑,控制小车到达水平面的速度相同;
(2)转换法主要体现在利用小车在水平面滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响;
(3)科学推理法体现在,通过实验现象发现物体受到的阻力越小,物体运动的距离越远,那么如果物体受到的阻力为零,它将一直匀速直线运动。
2.此外该实验装置还可以研究重力势能与高度的关系。
本题探究“阻力对物体运动的影响”,考查控制变量法和转换法、科学推理法的应用。
23.【答案】物体排开液体的体积 丙丁 1.21.2×10-4 1.6等于
【解析】解:(1)根据称重法测浮力:F浮=G-F,因 3.2N<3.4N图一中丙金属块受到的浮力比图一中乙图中金属块受到的浮力大,乙中排开液体的体积大于丙中排开液体的体积,排开液体的密度相同,说明浮力的大小与排开液体的体积有关。
研究浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,故比较图一中丙丁知,浮力的大小与液体的密度有关。
(2)木块的重力 G=1.2N,根据漂浮的特点,受到的浮力 F浮=G=1.2N;
根据阿基米德原理知,V排=F浮ρ水g=1.2N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.2×10-4m3;
图二丁中弹簧测力计的示数是是1.6N;
木块排开的水所受的重力等于桶与水的总重与空桶的重力之差:
G排水=1.6N-0.4N=1.2N。
综上所述,发现浮力大小等于排开液体重力。
故答案为:(1)①物体排开液体的体积;②丙丁;(2)①1.2;②1.2×10-4;③1.6;④等于。
(1)根据称重法测浮力分析;物体受到的浮力与排开液体的密度和体积有关,研究与其中一个因素的关系时要控制另外一个因素不变;据此分析;
(2)根据弹簧测力计读数木块的重力G=1.2N,根据漂浮的特点求出受到的浮力;
根据阿基米德原理计算排开液体的体积;
木块排开的水所受的重力等于桶与水的总重与空桶的重力之差;
通过上述结果比较浮力和排开液体的重力,得出结论。
本题探究浮力大小跟哪些因素有关、验证阿基米德原理,考查控制变量法、数据分析、称重法测浮力和实验过程分析,属于中档题。
24.【答案】解:(1)由图知,n=3,
则绳子自由端移动的距离:
s=nh=3×10m=30m,
拉力做的功:
W总=Fs=250N×30m=7500J,
则施加拉力的功率:
P=W总t=7500J20s=375W;
(2)有用功:
W有用=Gh=450N×10m=4500J,
机械效率:
η=W有用W总=4500J7500J×100%=60%;
(3)由F=1n(G+G动)可得动滑轮的重力:
G动=nF-G=3×250N-450N=300N;
由F=1n(G+G动)可得最大物重:
G'=nF'-G动=3×400N-300N=900N;
此滑轮组的最大机械效率:
η'=W有用W总=G'hF's=G'3F'=900N3×400N=75%。
答:(1)拉力的功率是375W;
(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率是60%;
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。
【解析】(1)由图可知连接动滑轮绳子的股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,然后利用W=Fs求出拉力做的功,最后根据P=Wt求出拉力的功率;
(2)由W有用=Gh可求得有用功,利用η=W有用W总可求得机械效率;
(3)不计绳重和摩擦,利用F=1n(G+G动)可求得动滑轮的重力;知道绳子能承受的最大拉力,再利用F'=1n(G'+G动)可求得最大物重,然后利用η=W有用W总=G'hF's=G'3F'求得此滑轮组的最大机械效率。
本题考查了功的公式、功率公式及效率公式的应用等知识,掌握相关的公式及变形公式是解题的关键。
25.【答案】解:(1)因为木块B漂浮在水中,则木块B受到的浮力为:
F浮=GB=5N,
此时木块B排开水的体积为:
V排=F浮ρ水g=5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-4m3,
则木块B的体积为:VB=2V排=2×5×10-4m3=1×10-3m3,
由G=mg=ρVg可知木块B的密度为:
ρB=GBgVB=5N10N/kg×1×10-3m3=0.5×103kg/m3;
(2)木块B的边长为:LB=3VB=31×10-3m3=0.1m,
正方体的底面积为:SB=LB2=(0.1m)2=0.01m2,
则木块B对A容器的压强为:p=FSB=GBSB=5N0.01m2=500Pa;
向容器A中缓慢加水,若使木块B恰好对容器A底部无压力,此时木块B恰好漂浮,有一半体积浸入水中,
则此时加入水的体积为:V水=(SA-SB)×12LB=(200×10-4m2-0.01m2)×12×0.1m=5×10-4m3,
则加入水的质量为:m水=ρ水V水=1×103kg/m3×5×10-4m3=0.5kg;
(3)对木块做受力分析,向上的是浮力,向下的受到了自身的重力和细线的拉力,即F浮'=G+F拉=5N+1N=6N;
因为F浮=ρgV排,
所以此时木块浸入水中的体积:V排'=F浮'ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.0006m3;
因为V=Sh,
所以此时木块浸入水中的深度:h=V排'SB=0.0006m30.01m2=0.06m=6cm;
此时液面的总高度:h=6cm+5cm=11cm;
此时杯中水的体积:V水'=0.02m2×0.11m-0.0006m3=0.0016m3
将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,木块恰好处于漂浮状态,即此时F浮“=G物=5N;
所以据F浮=ρgV排可知,V排“=F浮 ' 'ρ水g=5N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.0005m3;
此时水和浸入水中的总体积:V=V水'+V排“=0.0016m3+0.0005m3=0.0021m3;
所以此时的液体的深度:h'=VSA=0.0021m3200×10-4m2=0.105m;
此时容器底部所受的压强是:p=ρgh'=1000kg/m3×10N/kg×0.105m=1050Pa。
答:(1)木块B受到的浮力是5N;木块B的密度是0.5×103kg/m3;
(2)木块B对A容器的压强是500Pa;应向容器A中至少加入0.5kg的水;
(3)当细线受到的拉力为1N时,停止加水,此时木块B受到的浮力是6N;当木块B静止时,容器A底部受到水的压强1050Pa。
【解析】(1)根据物体沉浮条件可求出木块受到的浮力,根据阿基米德原理可求出此时木块排开水的体积,从而求出木块的体积,根据G=mg=ρVg可求出木块的密度;
(2)根据体积公式可求出正方体木块B的边长,从而求出正方体的底面积,木块B对容器底面的压力大小等于木块重力,根据p=FS求出压强;向容器A中缓慢加水,若使木块B恰好对容器A底部无压力,此时木块B恰好漂浮,根据体积关系可求出加入水的体积,从而求出加入水的质量;
(3)对木块做受力分析,向上的是浮力,向下的受到了自身的重力和细线的拉力,即F浮=G+F拉;利用阿基米德原理可以计算出排开液体的体积,进而计算出木块浸入水中的高度,据此可以得出此时容器内水面的高度,此时的体积减去木块浸入水中的体积,即为原来水的体积;同时当剪断细线后,木块漂浮,可以计算出木块浸入水中的体积,即可以计算出此时的总体积,进而计算出液体的总高度,而后利用公式p=ρgh计算出压强即可。
本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件和液体压强公式的应用,关键是注意“绳子断开后木块又静止”时各量之间的关系,是一道难度较大的题目。
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