2022-2023学年河北省唐山市丰润区八年级(下)期末物理试卷(含答案解析)
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1.以下数据与实际情况相符的是( )
A. 两个鸡蛋的质量大约为100g
B. 弯腰捡起一个鸡蛋,对鸡蛋做功约100J
C. 人们洗澡水的温度大约为
D. 一名普通中学生站立时对地面的压强约为
2.如图所示,小伙伴们在玩滑板车,脚蹬地后,人和车一起沿水平路面向前运动。下列说法正确的是( )
A. 人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B. 蹬地时,地面对脚的支持力是由于地面形变产生的
C. 停止蹬地后,车最终会停下来,说明运动需要力来维持
D. 车在滑行过程中所受的力突然全部消失,车将立即停下来
3.如图所示是我国运动员在冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中:速度滑冰运动员在水平冰道滑行,她所受重力没有做功
B. 乙图中:自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中,他的重力势能不变
C. 丙图中:运动员将冰壶推出后,冰壶继续向前滑行,是因为受到惯性力的作用
D. 丁图中:花样滑冰运动员在冰面上沿曲线匀速滑行,她的运动状态不变
4.如图所示为距地球表面400公里以外的中国空间站“天和”核心舱内的中国航天员,若航天员要在完全失重的太空舱内进行体育锻炼,下列哪项活动可以达到锻炼身体的目的( )
A. 人做俯卧撑 B. 举哑铃 C. 用弹簧拉力器健身 D. 引体向上
5.关于功率、机械效率的说法正确的是( )
A. 做功少的机器机械效率一定高 B. 机械效率高的机器功率一定大
C. 功率大的机器做功一定快 D. 功率大的机器做功时间一定短
6.A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是( )
A. B.
C. D.
7.如图一轻质杠杆OA的中点挂有一重物,在A端施加一个始终在竖直方向的力F,在将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的大小变化( )
A. 先变大后变小 B. 一直变大 C. 一直变小 D. 不变
8.如图所示的生活用具中,使用时能省距离但费力的杠杆是( )
A. 筷子 B. 托盘天平
C. 核桃夹 D. 瓶起子
9.我国长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星简称“量子卫星”“墨子号”发射升空,当火箭在加速上升的过程中( )
A. 动能增加,重力势能增加,机械能增加 B. 动能增加,重力势能不变,机械能增加
C. 动能不变,重力势能增加,机械能增加 D. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
10.如图水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度不同的食盐水,将两个完全相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平。若甲、乙两容器中食盐水的密度分别为、,两小球在甲、乙两容器中受到的浮力分别为、,下列说法正确的是( )
A.
B. 甲容器底部受到食盐水的压强小于乙容器底部受到食盐水的压强
C. 甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
D. 若将乙容器中的食盐水及小球倒入甲容器中,充分混合后两小球均沉底
11.如图所示,吊车向上起吊一箱重力为G的货物,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动。起吊时,伸缩撑杆对吊臂的支持力F始终与吊臂垂直,且作用点不变。货物对吊臂向下拉力的力臂为L。则在吊起货物的过程中,下列说法正确的是( )
A. 力臂L逐渐减小 B. 吊臂和伸缩撑杆组成一个费力杠杆
C. 随着吊臂的升高,支持力F逐渐减小 D. 支持力F与力臂L成反比
12.如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境,其结构的原理图如图乙所示,已知吊篮的质量为50kg;工人以及工具的总重为600N,绳子自由端的拉力的大小为500N。在电动机拉力的作用下,吊篮在10s内上升了2m,不计绳重和摩擦,。则下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端拉动的速度为
B. 整个装置的机械效率为
C. 装置动滑轮的重力为400N
D. 若绳子的最大承受能力是600N,则吊篮中的人与工具的总重不能超过900N
13.如图甲,在跳水比赛中,跳板被跳水运动员压弯,这说明力可以改变物体的______ ;如图乙,磁体能让运动的小铁球改变运动方向,说明力可以改变物体的______ 。
14.新款负压鱼缸如图甲的纵截面示意图如图乙,整个鱼缸只有投料口与大气相通,鱼缸内高于投料口水面以上的水不能从投料口流出,是因为受到______ 作用,水对鱼缸底部的压强为______ Pa。取
15.某体积为、重为的物体,把它浸没在水中放手,它将______填“上浮”、“悬浮”或“下沉”,当该物体静止时排开水的体积为______。取
16.如图甲所示,A物体重4N,B物体重12N,A物体在绳子水平拉力作用下,恰好沿水平桌面向右做匀速直线运动,它受到桌面的摩擦力为______ N;如图乙所示,用手竖直握住重5N的瓶子,手与瓶子的摩擦是静摩擦,此时瓶子受到的静摩擦力大小______ N。
17.如图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙所示。轻质杠杆的支点O距左端,距右端。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A,右端挂边长为的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为20N。则正方体B对地面的压强为______ Pa,正方体B的重力为______ N。
18.如图所示,装置在水平拉力F的作用下,物体M以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,已知弹簧测力计读数为4N,不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦,则水平拉力F做的功为______ J,水平拉力F做功的功率______为W。
19.“高空抛物”已成为城市的痛,法律规定社会公民严禁高空抛物。一个50g的鸡蛋从高约70m的25楼落下,可使人当场死亡,说明鸡蛋的重力势能与物体的______ 有关,重力做的功为______ J,鸡蛋在下落过程中,重力势能______ 填“变大”、“变小”或“不变”,机械能______ 选填“守恒”或“不守恒”。取
20.请在图中作出力F的力臂L。
21.如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验和实验过程中弹簧测力计的示数,。
金属块A浸没在水中时,受到的浮力是______ N;
分析乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与______ 有关,分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度______ 选填“有关”或“无关”;分析______ 两图可知,浮力大小跟液体密度有关;
由图中数据可算出金属块A的密度是______ ,盐水的密度是______ ;
在测完密度后,小明把A竖直放入一个底面积为且足够高的柱形容器质量不计底部,A的高度为20cm,并将柱形容器放在水平桌面上,然后向容器内缓慢倒入水,A始终直立,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为2:3时,水槽内水的体积为______ 。
22.如图所示是“探究杠杆平衡条件”的实验。
实验前没挂钩码时,杠杆在如图甲所示的位置保持静止不动,此时杠杆处于______选填“平衡”或“非平衡”状态;若要使其水平平衡,则杠杆右侧的平衡螺母应向______移动选填“左”或“右”
小亮想用弹簧测力计和钩码进行杠杆平衡条件的实验,设计实验时提出了两种方案:第一种按图乙进行实验,第二种按图丙进行实验。你认为按图______选填“乙”或“丙”进行实验的实验方案更简单,原因是______;乙和丙两图中,杠杆均水平平衡,此时弹簧测力计示数较大的是图______选填“乙”或“丙”;
实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究,发现在杠杆O点左侧的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是______。
23.小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关“的活动中,提出了以下猜想:
A.同一个斜面,所推的物体越重,机械效率越高;
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
为了验证自己的猜想,小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究,记录数据如表:
实验次序 | 斜面倾角 | 物重 | 拉力 | 斜面高度 | 斜面长度 | 有用功 | 总功 | 斜面机械效率 |
① | 3 | 3 | ||||||
② | 5 | 3 |
| |||||
③ | 42 | 3 |
在实验过程中,应沿斜面向上______ 拉动木块。
第②次实验中斜面的机械效率______ 结果保留整数。
对比①③两次实验数据,可初步得出的结论是______ 。
对比实验①②的数据可以用来验证猜想______ ,细心的小明发现第②次实验中的额外功大于第①次实验中的额外功,你认为可能是______ 的原因造成的。第①次实验中物块与斜面间的摩擦力是______ N。
24.底面积是的容器中盛有30cm深的水,将一质量为540g的实心铝球投入水中,如图所示。求:取
铝球的体积;
铝球浸没在水中受到的浮力;
投入铝球后,水对容器底的压强增加了多少?
25.“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,截至目前,共计搭载我国科研人员进行了21次万米深潜,为我国开展不同深渊海底环境、地质与生命等多学科研究提供了宝贵的资料。如图甲所示,是“奋斗者”号完成任务出水后,用起重机将重的潜水器吊起,回收到母船上的情形,我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为,离开水面后吊起时,电动机对钢绳自由端的拉力F为,用时200秒,“奋斗者”号匀速上升了10m。不计绳重及摩擦,,。求此次回收“奋斗者”号的过程中:
滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功是多少J?
滑轮组的机械效率为多少?
动滑轮的重力为多少N?
若“奋斗者”号离开水面前后速度不变,则绳端拉力所做的功率的变化量是多少W?
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、一个鸡蛋的质量在50g,两个鸡蛋大约100g。故A符合实际;
B、拿起一个鸡蛋的力在左右。捡起后升高的高度大约为1m,则做功,故B不符合实际;
C、人体温度大约,洗澡水比人体略高,大约是,故C不符合实际;
D、中学生的体重约为500N,双脚站立在水平地面上静止时,对地面的压力;
双脚与地面的接触面积大约,对地面的压强约为,故D不符合实际。
故选:A。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
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。
2.【答案】B
【解析】【分析】
一对平衡力等大、反向、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
力可以改变物体的运动状态和形状;
力是改变物体运动状态的原因;
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
本题综合了力与运动的关系、平衡力的辨别等多方面的知识,解决这类题目的关键是对这几方面知识的详细理解和熟练掌握。
【解答】
A、人对车的压力和车对人的支持力没有作用在同一个物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、蹬地时,人的脚对地施加了一个力,地发生了形变,对人的脚产生了一个支持力,故B正确;
C、停止蹬地后,车最终会停下来的原因是受到阻力的作用,说明力可以改变物体的运动状态,物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D、在滑行过程中所受到的力突然消失,根据牛顿第一定律可知,人和车将保持匀速直线运动,不会立即停下来,故D错误。
故选:B。
3.【答案】A
【解析】解:甲图中:速度滑冰运动员在水平冰道滑行,重力方向竖直向下,竖直方向没有移动距离,故她所受重力没有做功,故A正确;
B.乙图中:自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中,质量不变,高度减小,他的重力势能减小,故B错误;
丙图中:运动员将冰壶推出后,冰壶继续向前滑行,是因为具有惯性,惯性是性质不是力,不能说受到惯性力的作用,故C错误;
D.丁图中:花样滑冰运动员在冰面上沿曲线匀速滑行,运动方向改变,她的运动状态改变,故D错误。
故选:A。
做功的必要因素是:有力且在力的方向移动距离;
动能和势能合称机械能;动能与质量和速度有关;重力势能与质量和高度有关;
任何物体都具有惯性,惯性是物体保持原运动状态不变的性质;
运动状态包括运动方向和速度大小,一个改变,运动状态就改变。
本题考查做功的必要因素、机械能的变化分析、对惯性的认识和运动状态变化分析,属于中档题。
4.【答案】C
【解析】解:ABD、在完全失重的状态下,宇航员很容易做俯卧撑、举哑铃和引体向上,得不到锻炼的作用,故ABD不符合题意。
C、在完全失重的状态下,拉弹簧拉力器仍需要较大的力,所以可以通过拉弹簧拉力器来健身,故C符合题意。
故选C。
宇航员在太空舱内处于失重状态,物体不受重力作用,根据活动是否受到重力的影响来分析选择正确答案。
本题考查了重力对人的影响,在没有重力时,可以用弹簧拉力器健身。
5.【答案】C
【解析】解:A、机械效率等于有用功与总功的比值;做功多的机器,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故A错误;
B、机械效率等于有用功与总功的比值,功率表示物体做功的快慢,它们之间没有直接关系,机械效率高的机器功率不一定大,故B错误;
C、功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大的机器,其做功快,故C正确;
D、功率等于功和做功时间的比值,机器的功率大,由于做功的多少不确定,所以做功时间也不确定,故D错误。
故选:C。
功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单位时间内所做的功,功率大则做功快;功率与机械效率大小没有关系;
机械效率等于有用功与总功的比值;机械效率与做功的多少没有直接关系。
本题考查了学生对机械效率、功率这两个物理概念的理解;要充分考虑选项中的条件,可以适当运用公式进行判断。
6.【答案】D
【解析】解:A、图中,动力臂为阻力臂的一半,所以动力为阻力的2倍,即;
B、图中为定滑轮,不省力,所以;
C、图中有2段绳子承担物体的重,所以;
D、图中有3段绳子承担物体的重,所以;
综上,D图中所用拉力F最小。
故选:D。
根据杠杆平衡公式:分析;
不计摩擦和滑轮重力,使用滑轮组时,有几段绳子承担动滑轮和物体的重,拉力就是物重的几分之一,因此承担动滑轮和物体的重的绳子段数越多越省力。
本题的关键有二:一是承担物重的绳子股数的确定直接从动滑轮上引出的绳子股数,二是利用好不计滑轮重、绳重和摩擦时,拉力和物重的关系。
7.【答案】D
【解析】解:保持F的方向不变,如图:
杠杆在A位置,为动力臂,为阻力臂,阻力不变为G,
由∽得,,
由杠杆平衡平衡条件可得:,
则;故杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将不变;
故选:D。
在B位置,画出动力和阻力的作用线,找出动力臂、阻力臂,利用三角形的相似关系,确定动力臂和阻力臂的大小关系,再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况。
本题是动态平衡问题,考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。
8.【答案】A
【解析】解:A、筷子在使用过程中,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C、剥核桃的夹子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:A。
结合图片和生活经验,判断各个工具在使用过程中,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。
9.【答案】A
【解析】解:火箭在加速上升的过程中,质量不变,速度增大,动能增大;同时高度增加,重力势能增大;机械能等于动能与势能之和,所以机械能增加,故A正确,BCD错误。
故选:A。
影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。
此题主要考查的是学生对动能、重力势能、机械能影响因素的理解和掌握,难度不大,属于基础性题目。
10.【答案】ABD
【解析】解:
A、由甲图知,小球沉底,小球的重力大于浮力,小球的密度大于甲盐水的密度;由乙图知,小球悬浮,小球的重力等于浮力,小球的密度等于乙盐水的密度,由于小球相同,则小球在甲盐水受到的浮力小于在乙盐水中受到的浮力,甲盐水的密度小于乙盐水的密度,即、,故A正确;
B、由图知,两容器中液面相平,由A选项分析知,根据可知,,故B正确;
C、由于两球沉底或悬浮,排开液体的体积相同,由于液面相平,液体和球的总体积相同,则甲、乙中盐水的体积相同,且,由可知,甲容器内总重力较小,甲、乙两容器相同,所以甲容器对桌面的压力较小,故C错误;
D、由于,当将乙容器中的食盐水及小球倒入甲容器中,充分混合后,混合后盐水的密度均小于小球的密度,所以两球均沉底,故D正确。
故选:ABD。
根据物体浮沉条件判断小球在两种液体中所受浮力与其重力的关系,进而得出小球在两种液体中所受浮力的大小关系;根据小球在甲、乙两容器中的状态判断两种液体与小球的密度关系,进而得出两种液体的密度关系;
利用比较甲、乙两容器底受到液体的压强大小;
根据两容器对水平桌面的压力等于容器、液体和小球的重力之和判断两容器对桌面的压力大小;
根据混合后液体密度与小球密度的大小判断出小球的浮沉。
本题考查了物体浮沉条件和压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下沉底、悬浮物体所受重力与浮力的大小关系。
11.【答案】ABC
【解析】解:
AB、图中O为支点,撑杆对吊臂的支持力F为动力,货物对吊臂向下拉力为阻力,画出动力臂和阻力臂,如图所示:
在吊起货物的过程中,吊臂绕O点逆时针转动,的方向不变,根据力臂的定义可知,L是逐渐变小的;
因动力臂小于阻力臂L,吊臂和伸缩撑杆组成一个费力杠杆,故A正B确;
CD、随着吊臂的升高,阻力不变,动力臂不变支持力F始终与吊臂垂直,而阻力臂L减小,则根据杠杆平衡条件可知支持力F逐渐变小;
由杠杆的平衡条件可得,因、不变,则支持力F与力臂L成正比,故C正确,D错误。
故选:ABC。
货物对吊臂向下拉力为阻力,其力臂L为阻力臂;根据吊臂的转动方向结合力臂的定义分析力臂L的变化;
根据动力臂和阻力臂的大小关系分析杠杆的种类;
匀速吊起货物时,阻力不变,动力臂不变支持力F始终与吊臂垂直,分析阻力臂变化,利用杠杆平衡条件判断支持力的大小变化、支持力F与力臂L的关系。
本题考查了杠杆的动态平衡分析,解答本题的关键:1、正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂;2、分析得出变化量和不变量,根据杠杆平衡条件进行解答。
12.【答案】CD
【解析】解:A、由图可知,绳子自由端移动的距离:,
绳子自由端移动的速度:,故A错误;
B、整个装置做的有用功:,
拉力做的总功:,
整个装置的机械效率:,故B错误;
CD、因为不计绳重和摩擦时,所以动滑轮和吊篮的重力:,
因为不计绳重和摩擦时,所以拉力为600N时吊篮中的人与工具的总重:,故D正确;
吊篮的重力:,
则装置动滑轮的重力:,故C正确。
故选:CD。
由图可知,绳子自由端移动的距离,利用求绳子自由端拉动的速度;
利用求有用功,利用求拉力做的总功,利用求滑轮组的机械效率;
利用不计绳重和摩擦时求动滑轮和吊篮的总重力,利用不计绳重和摩擦时求拉力为600N时吊篮中的人与工具的总重;
根据求吊篮的重力,动滑轮和吊篮的总重力等于动滑轮的重力加上吊篮的重力,据此求出动滑轮的重力。
本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功和机械效率的计算,利用好不计绳重和摩擦时是关键。
13.【答案】形状 运动状态
【解析】解:跳水运动员将跳板压弯,跳板形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状;
磁体能让运动小球改变它的运动方向,这说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:形状;运动状态。
力的作用效果有两个:改变物体的形状和物体的运动状态,物体运动状态包括物体运动的快慢的改变和物体运动方向的改变。
本题考查的是对力的作用效果的记忆和理解,以及学生的分析推理能力,学以致用,理论联系实际,是一道好题。
14.【答案】大气压
【解析】解:整个鱼缸只有投料口与大气相通,则投料口水面的压强等于大气压,
因液体内部同一深度的压强相等,所以与投料口相同深度的鱼缸内水的压强也为大气压,
则鱼缸内高于投料口的水面压强小于大气压,故鱼缸内高于投料口水面以上的水不能从投料口流出;
由图可知,鱼缸底部到与大气相通液面的深度为,
则水对鱼缸底部的压强。
故答案为:大气压;。
大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”;
根据求出水对鱼缸底部的压强。
本题考查了大气压强的应用和液体压强的计算,要注意中h是指液体内某点到与大气相通的液面的距离。
15.【答案】上浮 160
【解析】解:当物体完全浸没时,
浸没在水中时受到的浮力:
,
因为,
所以,把它浸没在水中后放手,物体上浮,最终处于漂浮状态;
当物体静止后,漂浮在水面上,则;
由得:
。
故答案为:上浮;160。
计算出物体完全浸没时的浮力大小,与重力比较,重力大于浮力则下沉;重力等于浮力则悬浮;重力小于浮力则上浮;
根据物体的浮沉情况,漂浮或悬浮:浮力等于重力;
根据计算排开水的体积。
此题考查阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用,判断把物块浸没在水中放手后的状态是关键。
16.【答案】12 5
【解析】解:物体B通过定滑轮拉着物体A向右进行匀速直线运动,物体A水平方向上受到水平向右12N的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力是
瓶子处于静止状态,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,瓶子的重力的大小为5N,所以摩擦力也是5N,方向与重力方向相反,竖直向上。
故答案为:12;5。
分析物体A受到的力,物体A向右进行匀速直线运动,物体A受到平衡力作用,根据平衡力条件判断摩擦力大小;瓶子静止悬在空中处于平衡状态,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上。所以,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力。
滑动摩擦力大小只跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟运动方向、运动速度、受力面积等都没有关系,这是解决本题的关键.静摩擦力的考查,首先判断物体处于哪种状态,并对物体进行受力分析,静止和匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用,根据平衡力的特点进行判断。
17.【答案】 70
【解析】解:由题意可得,物体B的底面积为:
,
所以正方体B对地面的压强为:
;
物体A的重力为:
根据杠杆平衡条件可得:
,
代入数据有:
,
解得:
,
物体B受到竖直向下的重力,向上的拉力和支持力,物体B在这三个力的作用下处于平衡状态,即,
由力的相互性可知,地面对物体B的支持力等于物体B对地面的压力,即,
所以B的重力:
。
故答案为:;70。
根据求正方体B对地面的压强;
根据求物体A的重力,根据杠杆平衡条件求出杠杆右端的拉力,根据力的平衡条件求出正方体B的重力。
本题考查了重力公式、压强公式和杠杆平衡条件的综合应用,分析好B的重力与B对地面压力的关系是关键。
18.【答案】
【解析】解:由图可知,该滑轮为动滑轮,拉物体的绳子段数,弹簧测力计读数为4N,即水平拉力,不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦。20s物体移动的距离为,
则绳子的自由端移动的距离为,
水平拉力F做的功为;
水平拉力F做功的功率。
故答案为:16;。
由图找出拉物体的绳子段数n,拉力移动的距离s是物体移动的距离的n倍;拉力F等于弹簧测力计的示数,根据计算功;
根据功率的定义式计算功率。
本题考查了功、功率的计算,正确判断拉物体的绳子段数是解答本题的关键。
19.【答案】高度 35 变小 不守恒
【解析】解:一个50g的鸡蛋从25楼抛下可使人当场死亡,可知高度越高,造成的后果越严重,说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大,从而得出重力势能与高度有关;
重力做的功:。
鸡蛋在下落过程中,高度减小,重力势能变小;下落过程中需要克服空气阻力做功,一部分机械能会转化为鸡蛋的内能,所以机械能变小,即机械能不守恒。
故答案为:高度;35;减小;不守恒。
重力势能的大小与两个因素有关:一个是物体的质量,另一个是物体的高度;
利用计算重力做的功;
不计空气阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒。
此题以“高空抛物”为情景考查势能的影响因素、功的计算和机械能守恒,难度不大,属于基础题目。
20.【答案】解:由题知,O为支点,由O点向力F的作用线作垂线段,即为F的力臂l,如图所示:
【解析】力臂是支点到力的作用线的距离,由此作出力F的力臂。
力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点;②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线;③从支点向力的作用线作垂线,则支点到垂足的距离就是力臂。
21.【答案】2 排开液体的体积 无关 丁、戊 360
【解析】解:弹簧测力计的一个大格代表1N,一个小格代表,弹簧测力计示数是,故金属块的重力;由甲、丙两图可知,当金属块浸没在水中时,;
由乙、丙两图实验数据可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关;
由丙、丁两图实验数据可知,液体的密度相同,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关;
要探究浮力大小跟液体密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,液体密度不同,图丁、戊两图符合题意;
由图甲可知,金属块的重力,根据知金属块的质量为:;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据可得金属块的体积为:
;
则金属块的密度为:
;
由甲、戊两图可知,当金属块浸没在盐水中时,;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以:
;
则液体的密度为:
;
由数据知,当圆柱体在水中深度为时,圆柱体刚好完全浸没,
所以圆柱体的横截面积为:,
圆柱体刚好浸没时注入水的质量为:;
当注入液体质量小于或等于时,
设水槽内水的质量为m,水槽内水的深度为:,
则水对水槽底部的压强为:------①,
水槽对桌面的压强为:------②,
把①②代入::3,解得,故应舍去;
所以注入液体的质量大于,即注入液体的深度大于20cm,
因水的体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度,即,
且根据可得水的体积,
所以,
则此时水的深度为:,
此时水对水槽底部的压强为:
------③,
水槽对桌面的压强:
------④,
把③④代入::3,
解得:,
根据可得水槽内水的体积为:
。
故答案为:;排开液体的体积;无关;丁、戊;;;。
读出弹簧测力计的示数,即物体的重力;知道物体的重力和物体浸没在水中受到的拉力,利用称重法求出物体浸没在水中受到的浮力;
浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,在进行实验探究时,要注意控制变量法的运用;把握住所探究的相同量和不同量,再结合四个图示可判断出实验结论;
利用求出合金块的质量,再结合称重法和阿基米德原理求出合金块的体积,最后利用密度公式求出合金块的密度;根据阿基米德原理求出液体的密度;
利用上面计算出的体积算出物体的底面积,计算出圆柱体刚好浸没时注入水的质量为,设注入的水的质量为m,分类讨论:
当注入的水的质量小于或等于时,表示出容器中水的深度,根据液体压强公式得出水对水槽底部的压强,容器对桌面的压力等于圆柱体与水的重力之和,从而得出容器对桌面的压强,由已知条件得出液体的质量,与比较,不符合题意,舍去;
即注入水的深度大于20cm,因水的体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以水的深度,即,且根据可得水的体积,从而得出此时水的深度,根据液体压强公式得出水对水槽底部的压强,水槽对桌面的压力等于圆柱体与水的重力之和,根据压强公式得出水槽对桌面的压强,由水对水槽底部的压强与水槽对桌面的压强之比为2:3,列方程求出水的质量,最后根据可得水的体积。
本题的目的就是考查学生对探究影响浮力大小因素的实验,还有学生对控制变量法应用的灵活程度,同时考查了压强相关知识,特别是最后一问难度较大。
22.【答案】平衡 右 丙 方便测量力臂 乙 杠杆的重力对杠杆转动产生了影响
【解析】解:杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态;
杠杆重心左移,应将平衡螺母左端和右端的均可向右调节,直至杠杆在水平位置平衡,重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就使杠杆自重对杠杆的平衡不产生影响;
力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第二种实验方案更简单,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,方便测量力臂;乙、丙两组实验,丙的拉力与杠杆垂直,力臂大于乙的力臂,根据杠杆平衡条件,乙弹簧测力计的示数大于丙;
图中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
故答案为:平衡;右;丙;方便测量力臂;乙;杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态;杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;
探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;根据杠杆平衡条件,力臂越小,力越大;
支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作,要求平时做实验时多加注意,锻炼自己的实验操作能力。
23.【答案】匀速直线 当物体的重力相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越大 A 物体对斜面的压力较大 1
【解析】解:为了保证弹簧测力计的示数稳定,应沿斜面向上匀速直线拉动木块;
由表中数据可知,第②次实验中斜面的机械效率:;
对比①③两次实验的数据,控制的是物体的重力相同,改变的是斜面倾角,且斜面倾角越大,机械效率越高,故可得出结论:当物体的重力相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越大;
对比①②两次实验的数据,控制的是斜面倾角相同,改变的是物体的重力,因此是探究斜面的机械效率与物体重力的关系,即验证的是猜想A;
沿着斜面拉物体时,克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功,由表中①②两次的数据可知,①②两次斜面的倾角不变,第②次物体的重力大于第①次物体的重力,因此第②次物体对斜面的压力大于第①次物体对斜面的压力,由滑动摩擦力的影响因素可知,第②次物体受到斜面的摩擦力大于第①次物体受到斜面的摩擦力,由可知,第②次的额外功大于第①次的额外功;
第①次实验中,;
根据可知,物块与斜面间的摩擦力。
故答案为:匀速直线;;当物体的重力相同时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越大。;物体对斜面的压力较大;1。
要测量沿斜面的拉力,就要让木块做匀速直线运动,因为只有这样,弹簧测力计的示数稳定,测量才够准确;
根据表中数据,利用求斜面的机械效率;
对比实验①③数据,找出相同不变的量和变化的量,分析得出机械效率与变化量的关系;
根据控制变量法的思想,比较实验①②数据,找出相同不变的量和变化的量,探究机械效率与变化量的关系;
沿着斜面拉物体时,克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功,结合滑动摩擦力的影响因素分析第②次额外功变大的原因;根据有用功和总功计算额外功,根据计算摩擦力大小。
本题考查斜面的机械效率,要会分析实验数据总结规律,关键是找准需要分析的项目。影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度,注意控制变量法,在研究机械效率和某一因素关系时,要说明其他两个因素保持一定。
24.【答案】解:铝的密度:,
由可知,铝球的体积:;
铝球浸没中水时,排开水的体积:,
铝球浸没在水中受到的浮力:;
由可知,容器内水的深度增加量:,
投入铝球后,水对容器底的压强增加量:。
答:铝球的体积为;
铝球浸没在水中受到的浮力为2N;
投入铝球后,水对容器底的压强增加了250Pa。
【解析】根据密度公式求出铝球的体积;
铝球浸没中水时排开水的体积等于铝球的体积,根据阿基米德原理求出铝球浸没在水中受到的浮力;
根据求出容器内水的深度增加量,根据求出投入铝球后,水对容器底的压强增加量。
本题考查密度公式、体积公式、阿基米德原理以及液体压强公式的应用,难度不大。
25.【答案】解:滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功为:
;
由图可知,,则该滑轮组的机械效率为:
;
不计绳重及摩擦,动滑轮的重力为:
;
用时200秒,“奋斗者”号匀速上升了10m,则钢绳末端移动的速度为:
;
“奋斗者”号浸没在水中受到的浮力为:
,
“奋斗者”号浸没在水中时钢绳自由端的拉力为:
;
“奋斗者”号离开水面前的功率为:
,
“奋斗者”号离开水面后的功率为:
,
则“奋斗者”号离开水面前后绳端拉力所做的功率的变化量为:
。
答:滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功是;
滑轮组的机械效率为;
动滑轮的重力为;
若“奋斗者”号离开水面前后速度不变,则绳端拉力所做的功率的变化量是。
【解析】根据求出有用功;
根据滑轮组装置确定绳子股数,利用求出该滑轮组的机械效率;
不计绳重及摩擦,根据求出动滑轮的重力;
根据求出钢绳末端移动的速度,利用阿基米德原理求出“奋斗者”号浸没在水中受到的浮力,根据求出“奋斗者”号浸没在水中时钢绳自由端的拉力,利用求出“奋斗者”号离开水面前后的功率。
本题考查了浮力公式、功率公式、做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用,明确“奋斗者”号离开水面前后拉力的不同是关键。
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