2022-2023学年上海市世界外国语中学八年级(下)期末物理试卷(含答案解析)
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1.有些物理量可以反映物质特性,下列物理量中能反映物质特性的是( )
A. 压强 B. 质量 C. 比热容 D. 体积
2.教室里空气的质量最接近(空气密度约为1.29千克/米 3)( )
A. 千克 B. 10 千克 C. 100 千克 D. 1000 千克
3.分子在不停地做无规则运动,能体现此规律的现象是( )
A. 茶香四溢 B. 柳絮飞舞 C. 晨雾轻扬 D. 雪花飘落
4.图中各式各样的剪刀都是一对杠杆。要剪开较硬的铁皮,使用哪种剪刀最合适( )
A. B.
C. D.
5.如图,下列实例中,属于增大压强的是( )
A. 图钉尖很尖 B. 书包带较宽
C. 铁轨铺枕木 D. 滑雪板滑雪
6.下列说法中,能够反映物体吸收热量与物质种类有关的是( )
A. 相同质量的同种物质,升高相同温度时,吸收的热量相同。
B. 不同质量的不同物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。
C. 相同质量的不同物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。
D. 不同质量的不同物质,升高不同温度时,吸收的热量相同。
7.如图所示,用大小相等的水平拉力F分别向右拉动质量不同的物体A、B(mA
乙:质量大的物体,所受重力大,因此拉力F对B物体做功多。
丙:物体A受到的是滑动摩擦,物体B受到的是滚动摩擦,因此物体A受到的摩擦力大于物体B受到的摩擦力,所以拉力F对物体A做功多。
三种说法是否正确( )
A. 甲正确 B. 乙正确 C. 丙正确 D. 三种说法都不正确
8.一个小朋友从滑梯上匀速下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A. 动能减小,重力势能减小,机械能减小 B. 动能减小,重力势能增大,机械能减小
C. 动能不变,重力势能减小,机械能减小 D. 动能不变,重力势能减小,机械能不变
9.甲、乙两种物质,质量之比为3:1,放出热量之比是2:1,则它们的比热容之比和降低温度之比分别是下列四种情况,可能满足题设条件的是( )
①1:1、3:4
②2:1、1:3
③1:2、4:3
④1:3、9:4
A. ①② B. ①③④ C. ②③ D. ②④
10.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,此时甲、乙剩余部分的质量相等。关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和切去前甲、乙对地面压强的判断正确的是( )
A. ρ甲<ρ乙,p甲>p乙 B. ρ甲<ρ乙,p甲 C. ρ甲>ρ乙,p甲
ρ乙,p甲>p乙
11.在摄氏温标中,规定______ 的温度为0℃,______ 的温度为100℃。甲、乙两个物体,甲的质量大于乙的质量,若它们的冷热程度相同,则甲的温度______ 乙的温度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
12.分子间存在相互作用力,如图所示,图(a)说明分子间存在______ ,图(b)说明分子间存在______ (以上两空均选填“引力”或“斥力”)。将3cm3水和3cm3酒精注入一个量杯,摇晃后发现,水和酒精的总体积小于6cm3,说明分子间有______ 。
13.压强是表示______ 的物理量。重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力为______ 牛;若此时他对床面的压强为3000帕,其物理意义表示床面每平方米面积上______ ,这时他与床面的接触面积为______ 米 2。
14.一杯水的比热容是4.2×103焦/(千克⋅℃),单位读作______ 。若将此杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容______ ,若水凝固成冰,则比热容______ (以上两空均选填“改变”或“不变”)。我们的生活离不开水,这与水的比热容较大有关,因为它可以使地球昼夜及四季的温度变化______ (选填“大”或“小”),从而有效的调节了气温。
15.神舟十四号载人飞船的返回舱进入大气层过程中,速度极快,其前方的空气无法及时散开,空气会被返回舱猛烈压缩,使其温度升高,内能______ (选填“增大”或“减小”),该过程中改变空气内能的方式是______ ;内燃机的______ 冲程(选填“压缩”或“做功”),也是通过这种方式改变汽缸内气体内能的。
16.有一重为2牛的小球沿水平桌面滚动0.2米,离开桌面后落在水平地面上。桌面高1米,小球落地处到桌边缘的水平距离为2米,如图所示。小球在下落至地面的过程中,重力做功为______ 焦。
17.小李同学记录了水的体积随温度变化的规律,如图所示。当水温高于______ ℃时,温度升高,体积膨胀;而在______ ℃∼______ 时则出现反常膨胀现象,所以罐装饮料通常标注贮存条件:“禁止加热或0℃以下冷冻。”若某罐装饮料可看作一定质量的水,在4℃时,它的密度______ ,体积______ (以上两空均选填“最大”或“最小”);在此温度下存放罐装饮料最______ (选填“安全”或“不安全”)。
18.如图所示的滑轮装置中,物体的重力均为40牛,沿水平方向匀速直线运动均为2米,受到的水平面的摩擦力大小均为10牛,则F1=______ 牛,F2=______ 牛,F3=______ 牛,力F1做功______ 焦,力F2做功______ 焦,(a)图中滑轮移动的距离为______ 米,(b)图中重力做功______ 焦,物体A的重力势能______ (选填“改变”或“不变”)。
19.如图,我国北方居民冬季通常在户外的自来水管外面包裹一层厚厚的保暖材料。否则,若管内的水结成冰,不仅影响正常供水,有时还会把水管“冻裂”,造成供水设备损坏。比较水和冰的密度大小,说明水管会被“冻裂”的原因。
20.图中,轻质杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2为力F2的力臂。在图中画出力F1的力臂L1、力F2的示意图。
21.如图所示的三个相同容器甲、乙、丙分别装有质量相等的水、酒精、盐水,已知乙容器中酒精的液面,请在甲、丙容器中画出液面的大致位置。(ρ盐水>ρ水>ρ酒精)
22.在图中,重为10牛的物体放在水平地面上保持静止,请用力的图示法画出该物体对地面的压力。
23.将质量为2千克、温度为10℃的水加热至100℃,求水在这个过程中吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
24.质量为2.7千克的冰块,体积为3×10−3米 3。
①求冰块的密度ρ冰;
②若冰块吸热后,全部熔化成水,求水的体积V水。
25.某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡。如果该同学身高160cm、质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N的物体,木板再次水平平衡。
(1)该装置中滑轮的作用是______ 。
(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是______ 。
(3)请通过计算说明该同学的重心位置(g取9.8N/kg)。
26.如图,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力G均为90牛,甲的边长a为0.3米,乙的边长b为0.2米。求:
①正方体甲对地面的压强p甲;
②若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度△h后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度△h。
27.在研究杠杆平衡条件的实验中,所用的器材有______ 、______ 、钩码、线(或弹簧夹)和______ 等。
(1)首先应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态。这时杠杆重力的力臂为______ 。
(2)调节时出现图甲所示情况,将杠杆左端的螺母向______ 调(填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(3)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向______ (填“左”或“右”)移动______ 格。
(4)图乙中杠杆水平位置平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将______ 。(填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”)
(5)某小组同学用弹簧测力计和钩码继续做“探究杠杆平衡条件”实验,当他们按照实验要求使杠杆平衡时,在杠杆上某处挂了一个重1牛的钩码,弹簧测力计的指针位置如图丙所示,则弹簧测力计的示数为______ 牛,钩码挂在______ 处(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
28.某小组同学利用家中现有实验器材测定大米的密度。实验器材有电子天平、米、水、食用油和已知瓶内体积为V0的空饮料瓶。小李和小王同学分别设计了实验方案,实验步骤如下所示。
小李同学
①测出空饮料瓶质量m1;
②测出瓶中装满米后的总质量m2;
③根据实验原理求出大米的密度ρ1。
小王同学
①测出瓶中装满水后的总质量m3;
②测出适量米的质量m4;
③将米装入装满水的饮料瓶中,擦干溢出
的水,测出此时的总质量m5;
④根据实验原理求出大米的密度ρ2。
①在“测定物质的密度”实验中:实验原理是______ ,测质量的实验工具是______ 。
②小李测出大米的密度ρ1为915千克/米 3,小于水的密度,与实际生活中米总是沉于水底不相符,测量结果偏小的原因是______ 。
③小王同学实验方案中,米的体积V=______ (用字母表示,已知水的密度为ρ水)。
④小吴发现小王实验中的米粒颜色变白,用手一捏就碎了,她认为米粒吸水后膨胀,所以小王的测量结果也不准确。她用食用油替代水,按照小王的方案重新测定大米的密度,发现米粒颜色未变白,但需要知道食用油的密度。请帮助小吴同学运用现有器材,简要说明测定食用油密度的主要实验步骤和计算方法。______
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、物体单位面积上受到的压力叫压强,反映压力的作用效果,不是物质特性,故A不符合题意;
B、质量是物质所含物质的多少,是一个物体的一个基本属性,不是物质特性,故B不符合题意;
C、一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,反映物质的特性,故C符合题意;
D、体积是指物质或物体所占空间的大小,不是物质特性,故D不符合题意。
故选:C。
物质的物理属性包含:密度、硬度、透明度、导电性、比热容、导热性、弹性、磁性等。
一种物质与其他物质的明显不同之处称为物质的属性,如果这种区别是物理的,我们就称之为物质的物理属性。
2.【答案】C
【解析】解:已知空气的密度在1.29kg/m3左右,
教室的长、宽、高分别在8m、7m、3.5m左右,教室中空气的质量:
m=ρV=1.29kg/m3×8m×7m×3.5m=252.84kg,故最接近100kg。
故选:C。
已知空气的密度,要知道教室中空气的质量,由公式m=ρV知,需要估测教室的空间体积。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
3.【答案】A
【解析】解:柳絮飘舞、晨雾轻扬、雪花飞扬都不是扩散现象,是宏观物体的运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,茶香四溢能体现分子在不停地做无规则运动。
故选:A。
分子是构成物质的一种微粒,微粒很小,肉眼是看不到的,并且在做永不停息地运动。生活中的扩散、挥发等现象都是由于分子不断运动的结果。
分析现象时,注意分析是由物质的小颗粒形成的现象,还是由构成物质的微粒形成的现象,虽然现象相似,但形成现象的本质是很大不同的。
4.【答案】B
【解析】解:ACD.由图可知选项A、C、D中的剪刀都是动力臂小于阻力臂的费力杠杆,不能省力,不适合用来剪开较硬的铁皮,故ACD不符合题意;
B.由图可知,图中的剪刀是动力臂大于阻力臂的省力杠杆,能省力便于剪开较硬的铁皮,故B符合题意。
故选:B。
(1)动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆;
(2)省力杠杆能省力但费距离;费力杠杆能省距离但费力。
能否记住杠杆的分类方法是本题的解题关键。
5.【答案】A
【解析】解:A、图钉尖做得尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意。
BCD、书包带做得较宽、铁轨下面铺枕木、滑雪板做得较大都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故BCD不合题意。
故选:A。
压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
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;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
6.【答案】C
【解析】解:A、相同质量的同种物质,升高不同的温度时,吸收的热量不同,探究的是物体吸收热量的多少跟升高温度的关系,故A错误;
B、不同质量的不同物质,有质量和物质种类两个因素不同,不符合控制变量法的要求,故B错误;
C、相同质量的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量不同,探究的是物体吸收热量的多少与物质种类的关系,故C正确;
D、不同质量的不同物质,升高不同温度,有质量、物质种类和温度三个因素不同,不符合控制变量法的要求,故D错误。故选:C。
(1)控制变量法的要求:一个物理量受多个因素的影响,探究该物理量跟其中一个因素的关系时,必须控制其它因素不变;
(2)根据吸热公式Q吸=cmΔt,影响物体吸收热量多少的因素有:物质的种类(比热容)、质量、温度的变化等。
此题考查是根据热量公式Q吸=cmΔt判断物体放出热量的多少和物质的比热容、质量、升高温度的关系,用到了我们所学的控制变量法。
7.【答案】D
【解析】解:①甲说法不正确;根据公式W=Fs可知,功等于力与距离的乘积,与运动的速度无关,拉力F相同,沿力方向通过的距离s也相同,所以做功相同。
②乙说法不正确;根据公式W=Fs可知,功等于力与距离的乘积,与物体的质量或重力无关,拉力F相同,沿力方向通过的距离s也相同,所以做功相同。
③丙说法不正确;根据公式W=Fs可知,功等于力与距离的乘积,与摩擦力的大小无关,拉力F相同,沿力方向通过的距离s也相同,所以做功相同。
故选:D。
根据公式W=Fs可知,功等于力与距离的乘积,根据题意可判断功的大小情况。
知道功等于力与距离的乘积,只要力和距离相同,则做功相同,与其他的因素无关。
8.【答案】C
【解析】解:小朋友在匀速滑下的过程中,质量不变,速度不变.动能的决定因素是质量和速度.这两个物理量都不变,所以动能不变;滑下说明高度下降,重力势能减小.机械能等于动能加势能,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小.所以小朋友的能量变化是:动能不变,重力势能减小,机械能减小.
故选C.
此题中,要判定小朋友从滑梯上匀速滑下的过程中他的动能、重力势能、机械能的变化情况,首先要知道动能、重力势能的决定因素,机械能的定义.然后分析他在滑下的过程中决定因素的变化,由此来解决此题.
明确动能的决定因素由质量、速度和重力势能的决定因素:质量、举高的高度来决定是此题突破点.
9.【答案】C
【解析】解:由题知,m甲:m乙=3:1,甲、乙两物体放出的热量:Q甲:Q乙=2:1,
由Q放=cmΔt可得:
Q甲Q乙=c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=21,
①甲、乙物质比热容之比和降低温度之比1:1、3:4,则c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=1×3×31×1×4=94,故①错误;
②甲、乙物质比热容之比和降低温度之比2:1、1:3,则c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=2×3×11×1×3=21,故②正确;
③甲、乙物质比热容之比和降低温度之比1:2、4:3,则c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=1×3×42×1×3=21,故③正确;
④甲、乙物质比热容之比和降低温度之比1:3、9:4,则c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=1×3×93×1×4=94,故④错误。
故选:C。
根据公式Q放=cmΔt,得出Q甲Q乙=c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙,将题目提供的甲、乙两物体的质量关系和放热关系、各选项提供的甲、乙两物质比热容之比、降低温度之比代入上面比例式,进行判断。
本题要求计算升高的温度之比和比热容之比,答案不唯一,关键是对物体放热公式Q放=cmΔt的灵活运用。
10.【答案】D
【解析】解:
(1)由图可知,沿水平方向切去部分后,剩余部分体积V甲
根据密度公式ρ=mV知,ρ甲>ρ乙;
(2)设正方体甲、乙边长分别为L甲,L乙;
剩余部分均为长方体,且剩余部分的质量m甲=m乙;
根据m=ρV和长方体体积公式可得:m甲=ρ甲L甲2h剩=m乙=ρ乙L乙2h剩;
则可得ρ甲gL甲2=ρ乙gL乙2-----------①;
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,
所以,切去前甲、乙对地面压强分别为:p甲=ρ甲gL甲,p乙=ρ乙gL乙;
由图知L乙>L甲,即L乙L甲>1-----------②
由①可得ρ甲gL甲ρ乙gL乙=L乙L甲>1,
所以ρ甲gL甲>ρ乙gL乙;
即p甲>p乙;
故选:D。
正方体放在水平地面上,沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等、质量相等。根据密度公式ρ=mV知,质量相等,体积越大,密度越小,可比较密度大小关系。
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,根据公式可分析甲、乙对地面的压强关系。
本题主要考查了有关压强和密度的大小比较,关键是知道规则柱状体产生的压强p=ρgh,然后能推导出两物体p的大小关系。
11.【答案】冰水混合物 1标准大气压下,水沸腾 等于
【解析】解:在摄氏温标中,规定冰水混合物的温度为0℃,1标准大气压下,水沸腾的温度为100℃;温度表示物体冷热程度的物理量,甲、乙两个物体,甲的质量大于乙的质量,若它们的冷热程度相同,则甲的温度等于乙的温度。
故答案为:冰水混合物;1标准大气压下,水沸腾;等于。
温度表示物体冷热程度的物理量,通常采用的是摄氏温标,该温标通常以冰水混合物的温度作为0℃,以1标准大气压下,水沸腾的温度作为100℃,把0℃到100℃之间分为100等份,每一等份叫做1℃;温度并不是热量,也不是内能。
本题考查了温度概念及摄氏温标的理解,属于基础题,要求学生掌握。
12.【答案】斥力 引力 间隙
【解析】解:
(1)液体不容易压缩,说明分子间存在着斥力;
(2)若把两铅块能吸引在一起并吊起重物,这是由于水分子间存在相互作用的引力;
(3)将3cm3的水和3cm3的酒精注入一个量筒中,摇晃后发现,水和酒精的总体积小于6cm3,即液体的总体积变小,这说明分子间有间隙。
故答案为:斥力;引力;间隙。
根据分子动理论的内容进行解答,即分子之间存在空隙,分子在永不停息地做无规则运动,分子之间存在引力和斥力。
本题考查了分子动理论的内容在宏观上的表现,平时要注意理论与实际的联系。
13.【答案】压力的作用效果 600 所受压力为3000牛 0.2
【解析】解:压强是表示压力作用效果的物理量;
重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力与自身的重力大小相等,即F=G=600N,
压强为3000Pa,表示的物理意义:床面上每平方米面积上受到的压力为3000N。
由p=FS可得,这时他与床面的接触面积S=Fp=600N3000Pa=0.2m2。
故答案为:压力的作用效果;600;所受压力为3000牛;0.2。
压强是表示压力作用效果的物理量;水平面上物体的重力和自身的压力相等,压强指物体单位面积上受到的压力。根据压强公式求出这时他与床面的接触面积。
本题考查了压强公式的简单应用、物理意义的理解和掌握,关键是知道水平面上物体的重力和压力相等。
14.【答案】焦耳每千克摄氏度 不变 改变 小
【解析】解:将此杯水倒掉一半后,剩下半杯水的种类和状态都没有变,所以水的比热容不变。水凝固成冰以后,其状态改变,比热容发生改变。由于水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,在相同的受冷和受热的情况下,水的温度变化小,所以可有效调节气温。
故答案为:焦耳每千克摄氏度;不变;改变;小。
比热容是物质的一种特性。物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。与其它常见物质相比,水的比热容较大,在质量和升高的温度相同时,水吸收的热量最多,或在吸收或放出相同的热量时,相同质量的水和其它物质相比较时,水的温度变化小。
此题考查的是我们对于比热容的理解,知道比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
15.【答案】增大 做功 压缩
【解析】解:返回舱进入大气层过程中,速度极快,其前方的空气无法及时散开,空气会被返回舱猛烈压缩,使其温度升高,内能增大,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,内燃机的压缩冲程中机械能转化为内能,也是通过做功的方式改变汽缸内气体内能的。
故答案为:增大;做功;压缩。
改变内能的方式包括做功和热传递;内燃机的压缩冲程中机械能转化为内能。
本题考查内能的改变、热机的冲程中能量的转化,属于基础题。
16.【答案】2
【解析】解:在水平桌面上滚动时,在重力的方向上没有移动距离,重力做功W1=0;
在滚出桌面下落的过程中,在重力的方向上(竖直向下)移动的距离h=1m,
重力做功:
W2=Gh=2N×1m=2J。
故答案为:2。
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,据此分析在水平桌面上滚动和滚出桌面下落的过程中重力做功情况,利用W=Gh求小球在下落过程中,重力做功多少。
在进行功的计算时,一定注意力和距离方向的一致性,相互垂直时,力在该方向不做功。
17.【答案】4 0 4 最大 最小 安全
【解析】解:(1)由图象可知,高于4℃时,水的体积随温度升高而增大;水在0∼4℃之间,随着温度升高体积逐渐变小;
(2)质量是物体的属性,不随温度变化,在4℃时,水的体积最小,由密度公式可知,在质量一定的情况下,体积最小,密度最大;
(3)由图象可知,温度低于4℃时,水的体积随着温度降低而增大;高于4℃时,水的体积随温度升高而增大。故灌装的饮料(可看作为水)在4℃时体积最小,在4℃存放灌装饮料是最安全的。
故答案为:4;0;4;最大;最小;安全。
(1)观察图象,可以直接看出体积随温度变化情况;
(2)由密度公式可知,质量一定时,体积越小密度越大,结合图象中体积的变化,确定密度的大小;水在4℃时体积最小。
此题考查的是质量一定时,水的体积随温度变化特点知识的掌握,能够正确分析图象是解题的关键。
18.【答案】5 10 20 20 20 2 0 不变
【解析】解:(1)由图可知,(a)中是动滑轮,F1=12f=12×10N=5N;(b)中是定滑轮,F2=f=10N;(c)中是动滑轮,F3=2f=2×10N=20N;
(2)由图可知,s1=2s=2×2m=4m,W1=F1s1=5N×4m=20J;s1=s=2m,W2=F2s2=10N×2m=20J;
(3)动滑轮随物体一起运动,动滑轮移动的距离与物体移动的距离相同,所以(a)图中滑轮移动的距离为2m;
(4)重力的方向竖直向下,(b)图中物体在重力方向上没有移动距离,所以重力没有做功,即重力做功0J;
(5)物体A的质量不变,高度不变,重力势能不变。
故答案为:5;10;20;20;20;2;0;不变。
(1)首先确定滑轮的种类,再根据滑轮的使用方式确定拉力与摩擦力的关系;
(2)根据滑轮的种类与物体移动的距离,确定拉力移动的距离,再根据W=Fs求出拉力做的功;
(3)动滑轮随物体一起运动,动滑轮移动的距离与物体移动的距离相同;
(4)做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);二者缺一不可;
(5)重力势能与物体的质量和高度有关。
本题考查了定滑轮和动滑轮的工作特点、功的计算、做功的两个必要因素、重力势能,综合性较强。
19.【答案】答:冬天气温降低,自来水管受冷收缩,体积减小;当温度低于0℃以下时,水管中的水结冰,水的质量一定,水结冰后密度减小,根据ρ=mV,体积膨胀,大于自来水管的体积而将水管胀裂。
【解析】由公式ρ=mV可知,质量一定时,密度小的体积大,由于水的密度大于冰的密度,所以当质量不变时,水结冰体积会增大。
此题考查密度公式及其应用,难度不大,解题关键是知道水结冰前后,质量不变,密度变小,导致体积变大。
20.【答案】解:过支点O作F1作用线的垂线段,即为动力臂L1;过力臂L2的下端作垂直于L2的直线,与杠杆的交点B为力F2的作用点,方向斜向左下方,如下所示:
【解析】力臂是由支点到力的作用线的距离,而画力时也可根据其作用线与力臂垂直这一特点,在已知力臂的情况下,画出对应的力。
画力臂与画力所依据的都是力的作用线与力臂垂直,这一点我们必须明确。
21.【答案】解:由题意知,水、盐水、酒精的质量相同,
由ρ=mV得,液体的体积V=mρ,
因为ρ盐水>ρ水>ρ酒精,
所以三种液体的体积V盐水
【解析】由密度公式ρ=mV可知,不同物质质量相同时,它们的体积与密度成反比,由于液体的体积不同,分别放入三个相同的容器中,体积小的液面低,据此画出液面。
本题考查了学生对密度公式变形的掌握和运用,要细心,防止因颠倒而出错,难度不大。
22.【答案】解:物体放在水平地面上,压力的大小与物体的重力大小相等,F=G=10N,方向垂直于地面向下,作用点在地面,设定标度为5N,压力的图示如图:
【解析】画力的图示要先分析力的大小,方向和作用点,再确定标度,按照力的图示要求画出这个力。
注意压力的作用点在地面,方向与地面垂直,标度必须能被力的大小整除,最后要标明力的大小。
23.【答案】解:水吸收的热量:
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−10℃)=7.56×105J。
答:水吸收的热量Q吸为7.56×105J。
【解析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量。
本题考查了吸热公式Q吸=cm(t−t0)的应用,属于基础题目。
24.【答案】解:
①冰块的密度:
ρ冰=m冰V冰=2.7kg3×10−3m3=0.9×103kg/m3;
②冰完全熔化成水后,状态变化、但质量不变,则水的质量:m水=m冰=2.7kg;
根据ρ=mV可得水的体积为:
V水=m水ρ水=2.7kg1×103kg/m3=2.7×10−3m3。
答:①冰块的密度为0.9×103kg/m3;
②若冰块吸热后,全部熔化成水,水的体积2.7×10−3m3。
【解析】(1)知道冰块的质量和体积,利用密度公式求其密度;
(2)知道冰的体积和密度,利用m=ρV求冰的质量;冰完全熔化成水后,状态变化、质量不变;再利用V=mρ求水的体积。
此题考查密度公式的应用,关键是知道质量是物体的一种属性,与所处状态无关。
25.【答案】改变力的方向 消除木板重力对实验的影响
【解析】解:(1)由图知,木板左边的拉力方向向上,而重物的重力方向竖直向下,所以定滑轮起到了改变力的方向的作用;
故答案为:改变力的方向。
(2)若在测量重心前不将杠杆调整为水平平衡,那么在测量过程中,杠杆的阻力实际是人的重力与杠杆自重的和,这样就会影响到测量结果的准确性;所以测量前,先在托盘上放置少量的重物,来平衡杠杆的自重,排除干扰。
其目的是:消除木板重力对实验的影响。
(3)已知(如图):G物=137.2N,L物=160cm=1.6m,G人=mg=40kg×9.8N/kg=392N;
由杠杆的平衡条件知:G物L物=G人L重,即:
L重=G物L物G人=137.2N×1.6m392N=0.56m;
答:该同学的重心距支点(头顶)0.56m。
(1)定滑轮的工作特点是:不能省力,但能改变力的作用。
(2)此题可类比“杠杆平衡条件的探究实验”来进行分析,使木板水平平衡的目的主要有两方面:
①木板水平平衡时,可直接利用木板长,求出重心到支点O的距离(即:重心到头顶的长度),方便确定力臂;
②木板水平平衡时,可以排除木板自身重力对实验的影响。
(3)木板处于水平平衡时,构成了以重物的重力为动力、木板长为动力臂、人的重力为阻力、重心到支点的距离为阻力臂的杠杆,其中,前两个条件都已给出,人的重力可由G=mg求得,直接根据杠杆的平衡条件代值计算,即可得出人的重心到支点O的距离,即重心到头顶的距离。
此题考查了定滑轮的工作特点和杠杆平衡条件的综合应用,木板与同学的身高相同,是此题的一个隐含条件,需要注意。
26.【答案】解:①F甲=G=90N;S甲=a2=(0.3m)2=0.09m2
p甲=F甲S甲=90N0.09m2=1000Pa;
②因为VA=a3=(0.3m)3=0.027m3;
VB=b3=(0.2m)3=0.008m3;
设切去厚度为△h时p甲′=p乙′;
即:ρ甲g(0.3m−△h)=ρ乙g(0.2m−△h);
Gga3×(0.3m−△h)=Ggb3×(0.2m−△h)
解得△h=319m≈0.16m。
答:①正方体甲对地面的压强p甲为1000Pa;
②若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度△h后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,截去的厚度△h为0.16m。
【解析】①已知A受到的重力为90N,A的边长为0.3m,要求正方体A对水平地面的压强,可先求出A的底面积,再利用把A放置在水平地面上受到的压力等于重力这一条件,最后利用公式p=FS求出。
②由于A、B分别截去相同的厚度△h后,根据A、B压强相同列等式说出截去相同厚度△h的数值。
本题考查了压强的计算以及压强公式的熟练应用,其中②有一定的难度。
27.【答案】带有均匀刻度的杠杆 铁架台 弹簧测力计 零 右 右 2 顺时针转动 3 A
【解析】解:在“研究杠杆平衡条件”实验中,所用器材有带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧测力计、线(弹簧夹)和钩码等;
(1)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态,这时杠杆的重心在支点上,所以杠杆重力的力臂为零;
(2)杠杆左端下沉,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向右调;
(3)设一个钩码重为G,杠杆上一小格为L,利用杠杆的平衡条件计算,2G×3L=1G×L1,所以L1=6L,原来右边钩码在4L处,所以应将右边的钩码向右移动2格;
(4)将图乙中的杠杆调节水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时增加一个相同的钩码,3G×3L<2G×6L,即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积,杠杆沿顺时针方向转动;
(5)弹簧测力计的分度值0.5N,故测力计的示数为3N;
设杠杆的每一小格为L,弹簧测力计的拉力为动力,钩码的重力为阻力,挂在nL处,
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,
3N×L=1N×nL,
解得n=3,所以钩码挂在A处。
故答案为:带有均匀刻度的杠杆;铁架台;弹簧测力计;(1)零;(2)右;(3)右;2;(4)顺时针转动;(5)3;A。
探究杠杆平衡条件的实验中,一定要有带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧测力计、线(弹簧夹)和钩码,其中的钩码可以代替杠杆的阻力和动力;
(1)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态,这时杠杆的重心在支点上;
(2)如果杠杆左端下沉,应向右调节平衡螺母,如果杠杆右端下沉,应向左调节平衡螺母,使杠杆在平衡位置平衡;
(3)利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出右边的钩码所挂的位置,然后与现在的位置右边4格作比较,得出钩码应向右移动的格数。
(4)杠杆是否平衡,取决于两边力和力臂的乘积是否相等,若F1L1=F2L2,杠杆平衡;若F1L1≠F2L2,杠杆就不平衡,会沿力和力臂成积大的F的方向转动;
(5)观察认清弹簧测力计的最小分度值,再读出所测力的大小;根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2确定钩码的确切位置。
杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂。熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题。
28.【答案】ρ=mV 托盘天平 由于米粒之间有间隙,测量体积大于米的实际体积 m3+m4−m5ρ水 实验步骤:a.用电子天平测出空饮料瓶的质量m0′;b.将瓶中装满水测出瓶中装满水后的总质量m1′;
c.将水全部倒出擦干饮料瓶,然后缓慢倒入食用油,并用测出瓶中装满油后总质量m2′;
计算方法:食用油的质量m油=m2′−m0′;食用油的体积等于水的体积:V油=V水=m1′−m0′ρ水;
求出食用油的密度ρ油=m2′−m0′m1′−m0′ρ水=(m2′−m0′)ρ水m1′−m0′。
【解析】解:①测量密度的实验原理为ρ=mV。求出物体的质量和体积,根据密度公式即可求出物体的密度。托盘天平是实验室测量质量的常用工具;②由题意可知小李同学直接将米在瓶子中装满,但由于米粒之间有间隙,测量体积大于米的实际体积,根据ρ=mV可得,测量米的密度偏小。
③由题意可知溢出水的的质量为m3+m4−m5;根据公式V=mρ求出溢出水的体积V水=m水ρ水=m3+m4−m5ρ水,米的体积等于溢出水的体积V=V水=m水ρ水=m3+m4−m5ρ水;
④实验步骤:a.用电子天平测出空饮料瓶的质量m0′;
b.将瓶中装满水测出瓶中装满水后的总质量m1′;
c.将水全部倒出擦干饮料瓶,然后缓慢倒入食用油,并用测出瓶中装满油后总质量m2′;
计算方法:食用油的质量m油=m2′−m0′;食用油的体积等于水的体积:V油=V水=m1′−m0′ρ水;
求出食用油的密度ρ油=m2′−m0′m1′−m0′ρ水=(m2′−m0′)ρ水m1′−m0′。
故答案为:①ρ=mV;托盘天平;②由于米粒之间有间隙,测量体积大于米的实际体积;③m3+m4−m5ρ水;
④实验步骤:a.用电子天平测出空饮料瓶的质量m0′;
b.将瓶中装满水测出瓶中装满水后的总质量m1′;
c.将水全部倒出擦干饮料瓶,然后缓慢倒入食用油,并用测出瓶中装满油后总质量m2′;
计算方法:食用油的质量m油=m2′−m0′;食用油的体积等于水的体积:V油=V水=m1′−m0′ρ水;
求出食用油的密度ρ油=m2′−m0′m1′−m0′ρ水=(m2′−m0′)ρ水m1′−m0′。
①求出物体的质量和体积,根据密度公式即可求出物体的密度。托盘天平是实验室测量质量的常用工具;
②由题意可知小李同学直接将米在瓶子中装满,但由于米粒之间有间隙,测量体积大于米的实际体积,根据ρ=mV分析比较米的密度测量值与真实值得大小;
③由题意可知溢出水的的质量为m3+m4−m5;根据公式V=mρ求出溢出水的体积,根据米的体积等于溢出水的体积,即可求得米的体积;
④实验步骤:先用电子天平测出空饮料瓶的质量m0′;然后将瓶中装满水测出瓶中装满水后的总质量m1′;最后将水全部倒出擦干饮料瓶,缓慢倒入食用油,并用测出瓶中装满油后总质量m2′;则食用油的质量m油=m2′−m0′;倒入水的质量m水=m1′−m0′根据公式V=mρ求出水的体积,根据食用油的体积等于溢出水的体积,即可求得食用油的体积;最后根据密度公式ρ=mV求出食用油的密度。
此题中因为大米的体积不好直接测量,因此用到间接测量法。本题测量颗粒的体积,体现的是一种探究实验的科学方法:等效替代法。利用排水法测量不规则固体体积属于等效替代,同时还考查了密度公式的应用。
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