2022-2023学年云南省红河州元阳县八年级(下)期末物理试卷
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2022-2023学年云南省红河州元阳县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本大题共8个小题,每小题只有一个正确选项,每小题3分,共24分)
1.如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A.啄木鸟利用长长的尖嘴啄食害虫
B.老虎用其锐利的牙齿咬碎猎物
C.火星探测车的轮子很宽
D.斧头的刃越薄越锋利
2.中华民族传统文化源远流长。下列词语描述声音的音色的是( )
A.轻声细语 B.悦耳动听 C.震耳欲聋 D.抑扬顿挫
3.下列现象是由光的直线传播造成的是( )
A.水中的鸡蛋变大 B.荷花在水中“倒影”
C.池水看起来变“浅” D.树荫下的光斑
4.“二十四节气”是中华民族劳动人民长期经验的积累成果和智慧的结晶,是世界级非物质文化遗产。2022年北京冬奥会开幕式上,导演采用了“二十四节气”作为“倒计时器”。“二十四节气”中,“霜降”中的“霜”的形成是( )
A.凝华现象 B.凝固现象 C.升华现象 D.液化现象
5.如图所示,下列工具在使用时属于费力杠杆的是( )
A.天平 B.核桃夹
C.食品夹 D.瓶盖起子
6.下列说法错误的是( )
A.机械做的有用功越多,其机械效率一定越高
B.功率是表示物体做功快慢的物理量
C.物体的运动与静止是相对的
D.使用任何机械都不能省功
7.我国国产航空母舰辽宁舰成功装备部队,实现了我国的航母梦。下列有关说法正确的是( )
A.辽宁舰的航行速度比舰载机的飞行速度小,所以辽宁舰的惯性比舰载机的惯性小
B.辽宁舰在大海中航行时,舰载机飞离航母后,辽宁舰受到的浮力变小
C.舰载机水平飞行时,机翼上表面空气压强比下表面空气压强大
D.舰载机快速升空的过程中,机械能不变
8.如图甲所示,水平桌面上放置一圆筒,筒内装有适量的水。弹簧测力计下悬挂一圆柱体,从液面逐渐浸入水的过程中,弹簧测力计示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3)( )
A.h大于8cm后,圆柱体下表面受到水的压强不变
B.圆柱体所受的最大浮力为2N
C.圆柱体的高为10cm
D.圆柱体的密度为1.25×103kg/m3
二、填空题(本大题共10个小题,每小题2分,共20分)
9.意大利科学家 最早用实验测出了大气压的值。水面上方的气压越高,水的沸点越 (选填“高”或“低”)。
10.踢足球时,足球离开脚后由于 继续飞行,足球因受到 的作用最终落回地面。
11.中国高铁体现了中国速度。我国高铁列车行驶的速度达360km/h,合 m/s。以行驶的列车为参照物,铁轨旁的树木是 (选填“运动”或“静止”)的。
12.端午浓情,粽叶飘香!端午节裹粽子,划龙舟是我国的传统风俗。龙舟比赛中桨手们齐心向后划水,龙舟快速前进,说明物体间力的作用是 的。使龙舟前进的力的施力物体是 (选填“桨”或“水”)。
13.我国茶文化源远流长,茶文化包含了许多物理知识。如图所示,茶壶的壶嘴与壶身中的水面等高,这是利用了 原理。若“神舟十四号”航天员把茶壶从地面带入我国空间站,茶壶的质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.如图所示,这是北京冬奥会上的智能服务机器人,由内置电动机向机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上匀速直线运动5m的过程中,水平动力做的功为 J;该过程中,机器人所受的重力对机器人 (选填“做了功”或“不做功”)。
15.如图是一座吊桥的结构图示意图,图中定滑轮的作用是 。吊桥可以看作杠杆,钢索对它的拉力F是动力,吊桥的重力是阻力,不计绳重及摩擦,将吊桥从A位置匀速拉起至B位置的过程中,阻力臂大小将变 ,拉力F将变 。
16.爱护眼睛,防止近视。矫正近视眼的眼镜镜片是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。日常生活中的照相机是利用凸透镜成 (选填“正立缩小”、“倒立缩小”或“倒立放大”)的实像的性质制成的。
17.工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m,他所做的有用功是 J,已知该滑轮组的机械效率为80%,工人的拉力是 N.(g=10N/kg)
18.如图所示,重为10N、体积为1.2×103cm3的实心正方体,用细绳吊着浸入盛水的容器中,此时容器中水面高度为30cm。则水对容器底部的压强为 Pa;剪断细绳后,物体最终在水中 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
三、作围、实验及探究题(本大题共4个小题,共31分)
19.如图所示,所测物体的长度是 cm.
20.如图,一个苹果漂浮在水面上,请画出它所受重力和浮力的示意图。
21.如图是人眼看见A物体在平面镜中的像A′的示意图,请确定物体A的位置并画出入射光线.
22.在探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,撞击水平面上的木块B,如图所示。
(1)实验中通过观察 来比较物体的动能大小,下列实验利用了该研究方法的是 (选填序号)。
A.用弹簧测力计探究浮力的大小与什么因素有关
B.用U形管压强计探究液体的压强与什么因素有关
C.用弹簧测力计探究影响滑轮组机械效率的因素
(2)分析比较图 两次实验,可知钢球的动能大小与速度有关。
(3)在图乙、丙两次实验中,让质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是控制钢球到达水平面时的 相同,可得出结论: 。
(4)在钢球从斜面滚下的过程中,钢球的机械能转化情况是 。
(5)根据实验结论,请给汽车驾驶员提出一条合理的要求: 。(合理即可)
23.周末,小明一家人去超市采购生活用品。小明想知道购买的花生油的密度,于是利用天平和量筒测量花生油的密度。
(1)小明把天平放在水平桌面上,将游码拨至标尺左端的 处,指针静止时指在如图甲所示位置,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平水平平衡。
(2)调节好天平,小明将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加至最小砝码时,指针的指向如图甲所示,小明接下来应该进行的操作是 ,使指针指在分度盘中央,测出空烧杯的质量为m1=45g。
(3)将适量的花生油倒入量筒中,如图乙所示,量筒中花生油的体积为 cm3;再将量筒中的花生油全部倒入空烧杯中,用天平测量花生油和烧杯的总质量,天平重新平衡后,右盘中砝码数和游码的位置如图丙所示,则花生油和烧杯的总质量为m2= g;所测花生油的密度为ρ油= kg/m3。
(4)由于花生油会附着在量筒内壁中,小明利用该实验方案测量得花生油的质量 ,密度 。(均选填“偏大”或“偏小”)
24.小明用弹簧测力计、细线、金属块、容器、水和某种液体,探究“浮力的大小跟哪些因素有关”,实验步骤如图所示,实验中液体均未溢出。
(1)步骤①中弹簧测力计的示数为 N,金属块浸没在水中时所受的浮力是 N。
(2)由实验步骤①②③④可知物体所受浮力的大小跟 有关,由 三个步骤可知物体所受浮力的大小跟液体密度有关,由实验步骤①④⑤可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)实验中金属块底部所受液体压强最大的是实验步骤 (填实验序号)。
(4)本实验不但可以探究“浮力的大小跟哪些因素有关”,还可以计算出实验步骤⑥中液体的密度为 kg/m3。
四、综合题(本大题共3个小题,共25分)要求:(1)语言表述要简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
25.为了响应绿色出行的号召,小明坚持骑自行车上下学。质量为50kg的小明骑着10kg的自行车在1min内沿平直路面匀速直线行驶了300m,行驶过程中,自行车受到的阻力为总重的120,自行车轮胎与路面的总接触面积为20cm2。
(1)自行车轮胎表面凹凸不平的花纹是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
(2)求骑行过程中,自行车对水平路面的压强。
(3)求骑行过程中,动力做功的功率。
26.研学活动中,小明参观了我国海军基地的“强国”号潜水艇。“强国”号潜水艇总质量为900t,最大下潜深度可达350m,总体积为1.5×103m3。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)潜水艇是通过改变 来实现浮沉的。
(2)求“强国”号潜水艇漂浮在海面上时排开海水的体积。
(3)求“强国”号潜水艇在最大下潜深度时受到的浮力及在200cm2面积的舰体上受到海水的压力。
27.如图甲所示,轻质杠杆AB长70cm,可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm完全相同的两个正方体C、D,OA:OB=3:4,杠杆恰好水平静止。A、B两端的绳子均不可伸长且均处于紧张状态,此时D对水平地面的压力为4N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物体C的质量。
(2)如图乙所示,当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,为保持D对水平地面压强不变,求支点O应向右移动多长距离。
(3)若图乙中容器的底面积为200cm2,剪断A端拉物体C的绳子后,求容器中水对容器底的压强增大量。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】啄木鸟利用长长的尖嘴啄食害虫,老虎用其锐利的牙齿咬碎猎物,斧头的刃越薄越锋利,都是通过减小受力面积的方式增大压强,故A、B、D不合题意;
火星探测车的轮子很宽 ,即通过增大受力面积的方式减小压强,故C符合题意。
故选C。
【分析】减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
2.【答案】B
【知识点】音调、响度与音色的区分
【解析】【解答】A.轻声细语,即声音较小,描述的响度,故A不合题意;
B.悦耳动听,描述的音色好听,故B符合题意;
C.震耳欲聋,描述声音的大小,即描述声音的响度,故C不合题意;
D.抑扬顿挫,描述声音的高低,即描述音调,故D不合题意。
故选B。
【分析】声音的大小叫响度,声音的高低叫音调,声音的特点叫音色。
3.【答案】D
【知识点】光的直线传播及其应用
【解析】【解答】A.水中的鸡蛋变大,即光从水中斜射入水中发生折射,故A不合题意;
B.荷花在水中“倒影”,即荷花发出的光在水面发生反射形成,故B不合题意;
C.池水看起来变“浅”,即光从水里斜射入空气中发生折射,故C不合题意;
D.树荫下的光斑,有光的直线传播形成,故D符合题意。
故选D。
【分析】分析各个选项中包含的光学原理即可。
4.【答案】A
【知识点】凝华及凝华放热
【解析】【解答】霜是空气中的水蒸气从气态变成固态形成的,因此发生凝华现象,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
5.【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.天平的两个托盘到支点的距离相等,即动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆,故A不合题意;
B.核桃夹 的转轴相当于支点,核桃施加阻力,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,相当于省力杠杆,故B不合题意;
C.食品夹的两个夹片相连的位置为支点,阻力作用在尖端,动力作用在手柄上。此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故C符合题意;
D.使用瓶盖起子时,起子与瓶盖上表面接触的位置为支点,阻力作用在瓶盖边缘,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故D不合题意。
故选C。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
6.【答案】A
【知识点】功率的概念;运动和静止的相对性;机械效率的计算
【解析】【解答】A.根据公式η=W有W总可知,当总功相同时,机械做的有用功越多,其机械效率一定越高,故A错误符合题意;
B.功率是表示物体做功快慢的物理量,故B正确不合题意;
C.物体的运动与静止是相对的,故C正确不合题意;
D.使用任何机械都不能省功,故D正确不合题意。
故选A。
【分析】(1)根据公式η=W有W总分析;
(2)根据功率的定义判断;
(3)根据对机械运动的理解判断;
(4)根据功的原理判断。
7.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;惯性及其现象;飞机的升力;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.惯性大小只与物体的质量大小有关,与飞行速度无关,故A错误;
B.辽宁舰始终漂浮在水面上,它受到的浮力始终等于自身重力。舰载机起飞后,辽宁舰的重力减小,则它受到的浮力减小,故B正确;
C.舰载机水平飞行时,机翼上表面空气压强比下表面空气压强小,于是机翼受到向上的升力,故C错误;
D.舰载机快速升空的过程中,质量不变,高度增大,则动能增大;高度增大,则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知,它的机械能增大,故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据惯性大小的影响因素判断;
(2)根据漂浮条件判断浮力的变化;
(3)根据飞机升力的知识判断;
(4)机械能=动能+重力势能,据此判断机械能的变化。
8.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】AC.由图乙可知,圆柱体刚好完全浸没时,下表面到水面的距离为16cm,则圆柱体的高度为16cm,故C错误;
当h>8cm时,圆柱体没有到达容器的底部,则圆柱体继续向下运动时,圆柱体下表面在水的深度增加,根据p=ρ液gh可知,圆柱体下表面受到水的压强增大,故A错误;
B.圆柱体浸入水中之前,弹簧测力计示数等于圆柱体重力的大小,由图乙可知,圆柱体的重力G=10N,
当圆柱体完全浸没后,弹簧测力计示数不变,由图乙可知,弹簧测力计示数F=2N,
此时圆柱体受到的浮力最大,根据称重法可知,圆柱体所受的最大浮力F浮=G-F=10N-2N=8N,故B错误;
D.圆柱体浸没时,排开水的体积等于圆柱体的体积,
则圆柱体的体积V=V排=F浮ρ水g=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10−4m3;
圆柱体的密度ρ=GgV=10N10N/kg×8×10−4m3=1.25×103kg/m3,故D正确。
故选D。
【分析】(1)(3)当物体完全浸没前,随着深度的增大,则它排开水的体积增大,那么它受到的浮力增大,而测力计的示数减小。当完全浸没后,它受到的浮力不变,则测力计的示数不变。由图乙可知圆柱体完全浸没在水中时,圆柱体下表面的深度,据此可知圆柱体的高度;
根据液体压强公式p=ρ液gh分析圆柱体底部受到水的压强变化;
(2)根据图片确定物体的重力和完全浸没时受到的浮力,再利用称重法求出圆柱体所受的增大浮力;
(4)利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出圆柱体的体积,利用密度公式ρ=GgV求出圆柱体的密度。
9.【答案】托里拆利;高
【知识点】大气压强的存在;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】(1)意大利科学家托里拆利最早用实验测出了大气压的值。
(2)水面上方的气压越高,水的沸点越高。
【分析】(1)根据有关大气压强的科学发展史解答;
(2)根据液体沸点随气压的变化规律解答。
10.【答案】惯性;重力
【知识点】重力的方向;惯性及其现象
【解析】【解答】(1)踢足球时,足球离开脚后由于惯性继续飞行;
(2)足球因受到重力的作用最终落回地面。
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)地面附近的物体都会受到重力作用,从而使它们都有向下运动的趋势。
11.【答案】100;运动
【知识点】速度与物体运动;参照物及其选择
【解析】【解答】因为 1m/s=36km/ℎ ,所以 360km/ℎ=360×13.6m/s=100m/s
以行驶的列车为参照物,铁轨旁的树木位置发生了改变,所以是运动的。
【分析】根据速度的单位换算解答;相当于参照物,有位置变化,是运动的。
12.【答案】相互;水
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】(1)龙舟比赛中桨手们齐心向后划水,龙舟快速前进,说明物体间力的作用是相互的,使龙舟前进的力的施力物体是水。
【分析】根据力的作用的相互性分析,对龙舟进行受力分析即可。
13.【答案】连通器;不变
【知识点】质量及其特性;连通器原理
【解析】【解答】(1)如图所示,茶壶的壶嘴与壶身中的水面等高,这是利用了连通器原理。
(2)若“神舟十四号”航天员把茶壶从地面带入我国空间站,茶壶的位置发生改变,但是质量不变。
【分析】(1)底部连通,上面开口的容器为连通器。当连通器内只有一种液体时,各个容器内液面总保持相平。
(2)质量是物质本身的一种属性,不随物体形状、状态、位置和温度的变化而变化。
14.【答案】1500;不做功
【知识点】是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)水平动力做功:W=Fs=300N×5m=1500J;
(2)机器人受到的重力竖直向下,但是它没有在这个方向上通过距离,因此重力对机器人不做功。
【分析】(1)根据W=Fs计算动力做的功;
(2)做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
15.【答案】改变力的方向;小;小
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】使用定滑轮既不省力,也不省距离,只能改变力的方向。
吊桥从A位置匀速拉起至B位置,支点到重力的距离变短,故阻力臂变小。
由图可知,由A到B的过程,动力臂变大,吊桥的重力不变,由杠杆平衡原理可知,阻力臂变小,动力也将变小,故拉力F将变小。
【分析】使用定滑轮既不省力,也不省距离,只能改变力的方向;支点到重力的距离变短,阻力臂变小;动力臂变大,吊桥的重力不变,由杠杆平衡原理可知,阻力臂变小,动力也将变小。
16.【答案】凹透镜;倒立缩小
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】(1)近视眼成像在视网膜前面,要使像向后移动到视网膜上,就必须使光线发散,即矫正近视眼的眼镜镜片是凹透镜。
(2)日常生活中的照相机是利用凸透镜成倒立缩小的实像的性质制成的。
【分析】(1)根据近视眼的成因和矫正方法解答;
(2)根据凸透镜成像的规律和应用解答。
17.【答案】400;125
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)货物的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N,有用功W有用=Gh=200N×2m=400J;(2)∵η=W有用W总=GℎF2ℎ=G2F∴工人的拉力F=G2η=200N2×80%=125N.
【分析】根据物体的质量计算重力,结合物体的高度变化计算有用功;根据物体的重力和滑轮组上的拉力,可以计算滑轮组的机械效率大小。
18.【答案】3000;漂浮
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)水对容器底部的压强:p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
(2)该物体的密度为:ρ=GgV=10N10N/kg×1.2×103×10−6m3≈0.83×103kg/m3;
剪断细线后,由于正方体的密度小于水,因此在水中漂浮。
【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对容器底部的压强;
(2)首先根据ρ=GgV计算出正方体的密度,再将正方体的密度与水的密度比较,从而确定它在水中的浮沉状态。
19.【答案】1.85
【知识点】长度及其测量
【解析】【解答】解:刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与0刻度线对齐,右侧与1.85cm刻度线对齐,所以物体的长度为L=1.85cm.
故答案为:1.85.
【分析】使用刻度尺时要明确其分度值,使有刻度的一边紧靠被测物体,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位.
20.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】根据图片可知,苹果受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,二者大小相等,都作用在苹果的重心上,如下图所示:
【分析】确定力的三要素,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
21.【答案】解:平面镜成的是正立等大的虚像,像和物关于镜面对称.先作A/的对称点A,连接AO即为入射光线.如图所示:
【知识点】平面镜成像的相关作图
【解析】【分析】本题考查学生利用平面镜成像特点画图的掌握。画图时主要利用像与物对称这一特点的。
22.【答案】(1)木块移动的距离;B
(2)甲、乙
(3)速度;在速度相同时,质量越大,动能越大
(4)重力势能转化为动能
(5)禁止汽车超载
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)实验中通过观察木块移动的距离来比较物体的动能大小。这里使用了转换法。
A.用弹簧测力计探究浮力的大小与什么因素有关,使用了控制变量法,故A不合题意;
B.用U形管压强计探究液体的压强与什么因素有关,用U形管两侧液面的高度差反映液体压强大小,使用了转换法,故B符合题意;
C.用弹簧测力计探究影响滑轮组机械效率的因素,使用了控制变量法,故C不合题意。
故选B。
(2)探究钢球的动能与速度的关系时,需要控制质量相同只改变速度,即改变在斜面上的高度,故选甲乙。
(3)在图乙、丙两次实验中,让质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是控制钢球到达水平面时的速度相同。
丙中小球的质量大,撞击木块后移动的距离大,那么得到结论:在速度相同时,质量越大,动能越大。
(4)在钢球从斜面滚下的过程中,钢球的速度增大,则动能增大;高度减小,则重力势能减小,那么重力势能转化为动能。
(5)根据实验结论,请给汽车驾驶员提出一条合理的要求:禁止汽车超载。
【分析】(1)在实验中,小球撞击木块,木块在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知,木块移动的距离越大,则克服摩擦做功越多,那么小球的动能越大。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法,据此分析各个选项中使用的研究方法即可。
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)小球到达斜面底端时的速度与它在斜面上的高度有关,即高度越大,则速度越大。根据乙、丙中的现象描述结论即可。
(4)根据动能和重力势能的转化解答;
(5)当行驶速度相同时,汽车的质量越大,则动能越大,发生事故时的破坏能力越大,据此分析解答。
23.【答案】(1)零刻度;左
(2)取下最小砝码,向右移动游码
(3)20;62;0.85×103
(4)偏小;偏小
【知识点】固体密度的测量
【解析】【解答】(1)小明把天平放在水平桌面上,将游码拨至标尺左端的零刻度处。根据甲图可知,天平的指针偏右,说明右盘重,左盘轻,那么平衡螺母应向左调节。
(2)调节好天平,小明将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加至最小砝码时,指针的指向如图甲所示,小明接下来应该进行的操作是:取下最小砝码,向右移动游码,使指针指在分度盘中央。
(3)根据乙图可知,量筒的分度值为2mL,则花生油的体积V=20mL=20cm3;
根据丙图可知,标尺的分度值为0.2g,则游码的质量为2g,砝码的质量为:50g+10g=60g,那么烧杯和花生油的总质量为:2g+60g=62g;
则量筒内花生油的质量:m=62g-45g=17g;
则花生油的密度:ρ=mV=17g20cm3=0.85g/cm3=0.85×103kg/m3。
(4)由于花生油会附着在量筒内壁中,会导致花生油的质量偏小,根据ρ=mV可知,小明利用该实验方案测量得花生油的密度偏小。
【分析】(1)根据天平的调节方法解答。平衡螺母总是向轻的那端调节;
(2)当没有合适的砝码可以使用时,我们可以调节游码,直到天平平衡为止。
(3)根据乙图确定量筒的分度值,读出花生油的体积。
根据丙图读出烧饼和花生油的总质量,减去空烧杯的质量得到花生油的质量,最后根据公式ρ=mV计算它的密度。
(4)根据花生油附着在量筒内壁分析对花生油质量的影响,再根据公式ρ=mV分析密度的影响。
24.【答案】(1)2.7;1
(2)物体排开液体的体积;①⑤⑥;物体浸入水中的深度
(3)⑤
(4)0.8×103
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据图片可知,步骤①中测力计的分度值为0.1N,则测力计的示数为2.7N;
根据①⑤可知,金属块浸没在水中受到的浮力:F浮力=G-F拉=2.7N-1.7N=1N;
(2)根据图片可知,实验①②③④中物体排开水的体积不同,则可知物体受到浮力的大小与排开液体的体积有关。
探究物体受到的浮力与液体密度的关系时,应该控制深度相同,只改变深度,故选①⑤⑥;
在实验④和⑤中,金属块在水中的深度增大,但是测力计的示数相同,即物体受到的浮力相同,那么得到:浮力大小与物体浸没在水中的深度无关。
(3)在从①到⑤中,物体浸在水中的深度逐渐增大,根据p=ρ液体gh可知,此时金属块底部受到压强最大的是⑤;
比较⑤和⑥可知,⑤中测力计的示数小,则受到的浮力大,根据F浮力=ρ液体gV排可知,⑤中水的密度大小。根据p=ρ液体gh可知,⑤中金属块底部受到的压强最大。
(4)根据①⑥可知,物体浸没在液体中受到的浮力:F浮力'=G-F拉'=2.7N-1.9N=0.8N;
根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,当排开液体的体积相同时,浮力与液体密度成正比,
即:F浮F浮'=ρ水ρ液;
解得:1N0.8N=103kg/m3ρ液;
解得:ρ液=0.8×103kg/m3。
【分析】(1)根据图片确定测力计的分度值,然后根据指针位置读出示数。利用①⑤数据,根据F浮力=G-F拉计算金属块浸没在水中受到的浮力。
(2)根据图片分析①②③④中哪个因素不同即可,根据控制变量法的要求选择对照实验。当其它因素相同时,只改变深度,如果测力计的示数相同,那么浮力相同,说明浮力大小与深度无关;否则,说明浮力大小与深度有关。
(3)根据液体压强公式p=ρ液体gh分析液体压强的的大小;
(4)根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,当排开液体的体积相同时,浮力与液体密度成正比,据此计算未知液体的密度。
25.【答案】(1)增大
(2)小明和自行车的总重力G=m总g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N,
骑行过程中,自行车对水平路面的压力F=G=600N,
骑行过程中,自行车对水平路面的压强p=FS=600N20×10−4m2=3×105Pa;
答:骑行过程中,自行车对水平路面的压强为3×105Pa;
(3)骑行过程中,自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的动力F′=f=120G=120×600N=30N,
动力做的功W=F′s=30N×300m=9000J,
动力做功的功率P=Wt=9000J1×60s=150W。
答:骑行过程中,动力做功的功率为150W。
【知识点】功率的计算;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)自行车轮胎表面凹凸不平的花纹是通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦。
【分析】(1)增大摩擦的方法:增大压力或增大接触面的粗糙程度;
(2)首先根据G总=m总g计算小明和自行车的总重力,再根据F=G总计算自行车对地面的压力,最后根据 p=FS 计算自行车对地面的压强。
(3)首先根据f=120G总计算自行车受到的阻力,再根据二力平衡的知识F'=f计算出自行车受到的牵引力,接下来根据W=F's计算动力做的功,最后根据 P=Wt。 计算做功的功率。
26.【答案】(1)自身重力
(2)“强国”号潜水艇漂浮在海面上时,所受浮力F浮=G=mg=900×103kg×10N/kg=9×106N,
排开海水的体积V排=F浮ρ海水g=9×106N1.0×103kg/m3×10N/kg=900m3;
答:“强国”号潜水艇漂浮在海面上时排开海水的体积为900m3。
(3)“强国”号潜水艇在最大下潜深度时受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.5×107N,
“强国”号潜水艇在最大下潜深度时所受海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×350m=3.5×106Pa,
在200cm2面积的舰体上受到海水的压力F=pS=3.5×106Pa×200×10﹣4m2=7×104N。
答:“强国”号潜水艇在最大下潜深度时受到的浮力为1.5×107N,在200cm2面积的舰体上受到海水的压力为7×104N。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)潜水艇上浮时,用压缩空气排出水舱内的水;下沉时,让外面的海水进入水舱,即通过改变自身重力实现浮沉。
【分析】(1)根据潜水艇的浮沉方法解答;
(2)首先根据漂浮条件F浮=G计算潜水艇受到的浮力,再根据 V排=F浮ρ海水g;计算它排开海水的体积。
(3)①潜水艇浸没时排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理 F浮=ρ海水gV排 计算它浸没时受到的浮力。
②根据液体压强公式 强p=ρ海水gh 计算它受到海水的压强,再根据F=pS计算受到海水的压力。
27.【答案】(1)解:由OA:OB=3:4和AB=70cm可知,OA=30cm,OB=40cm,
杠杆恰好水平静止时,D对水平地面的压力为4N,且相同两个正方体C、D的重力相等,
则杠杆B端受到的拉力:FB=GD﹣F压=GC﹣4N,杠杆A端受到的拉力:FA=GC,
由杠杆的平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,即GC×30cm=(GC﹣4N)×40cm,
解得:GC=16N,
由G=mg可得,物体C的质量:mc=GCg=16N10N/kg=1.6kg;
答:物体C的质量为1.6kg;
(2)解:当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,
物体C排开水的体积:V排C=Sh浸=L2h浸=(10cm)2×(10cm﹣2cm)=800cm3=8×10﹣4m3,
物体C受到的浮力:F浮C=ρ水gV排C=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
杠杆A端受到的拉力:FA′=GC﹣F浮C=16N﹣8N=8N,
为保持D对水平地面压强不变(即D对水平地面的压力仍然为4N),则FB=GD﹣F压=16N﹣4N=12N,
设支点O应向右移动的距离为x,
由杠杆的平衡条件可得:FA′×(OA+x)=FB×(OB﹣x),即8N×(30cm+x)=12N×(40cm﹣x),
解得:x=12cm;
答:当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,为保持D对水平地面压强不变,支点O应向右移动12cm;
(3)解:物体C的密度:ρc=mCVC=1.6kg(0.1m)3=1.6×103kg/m3,
由ρC>ρ水可知,剪断A端拉物体C的绳子后,物体C沉底,
物体C排开水体积的增加量:ΔV排C=Sh露=L2h露=(10cm)2×2cm=200cm3,
容器中液面上升的高度:Δℎ=ΔV排S客=200cm3200cm2=1cm=0.01m,
容器中水对容器底的压强增大量:Δp水=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa。
答:剪断A端拉物体C的绳子后,容器中水对容器底的压强增大量为100Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)首先根据OA和OB的比值计算处二者的长度,也就是两个物体产生拉力的力臂。然后对D进行受力分析,得到D的重力、B端拉力和D对地面压力之间的数量关系,最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列方程计算得到C的重力,根据 mc=GCg 计算出物体C的质量。
(2)当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,根据 V排C=Sh浸 计算出C排开水的体积,根据阿基米德原理 F浮C=ρ水gV排C 计算C受到的浮力,根据 FA′=GC﹣F浮C 计算A端受到的拉力。
当D对地面的压强不变时,它对地面的压力不变,即还是4N,根据 FB=GD﹣F压 计算B端受到的拉力,最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列方程计算处支点O向右移动的距离即可。
(3)首先根据 ρc=mCVC 计算C的密度,然后与水的密度比较,根据浮沉条件确定它在水中的状态。
根据 ΔV排C=Sh露=L2h露 计算物体C排开水体积的增大量,再根据 Δℎ=ΔV排S客 计算容器中液面上升的高度,最后根据液体压强公式 Δp水=ρ水gΔh 计算容器底部受到水的压强的增大量。
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