2022-2023学年河北省石家庄市桥西区八年级(下)期末物理试卷(含答案解析)
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1.自行车是人们常用的交通工具,低碳环保。下列关于自行车的相关数据最符合实际的是( )
A. 自行车的质量约为100kg B. 暴晒下烫手的车座温度约为
C. 车座到地面的高度约为1m D. 骑行时的平均速度约为
2.学习了牛顿第一定律之后;同学们展开了讨论,以下观点正确的是( )
A. 惯性只会给人们带来危害 B. 静止的物体没有惯性
C. 物体的运动状态不变,一定不受力 D. 此定律不能用实验直接验证
3.如图所示,下列实例属于减小压强的是( )
A. 盲道上凸起的圆点 B. 啄木鸟的喙
C. 安全锤头部做成锥形 D. 坦克宽大的履带
4.如图所示,质地均匀的长方体放在水平桌面上,对桌面的压强为;竖直切除①部分,剩余部分对桌面的压强为;如果再竖直切除②部分,剩余部分对桌面的压强为,三次压强的大小关系是( )
A. B. C. D.
5.在高铁站,人必须站在安全线以外的区域候车,对此现象的解释,不能用来说明以下现象的是( )
A. 塑料吸盘被压在光滑的墙上
B. 海军舰艇编队各船只采用前后行驶而非并排行驶
C. 大风吹翻不牢固的屋顶
D. 风沿将窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘飘向窗外
6.在如图所示的情况中,力对物体做功的是( )
A. 甲图中,阿姨提着水桶在平地上走 B. 乙图中,人用力推汽车,汽车没动
C. 丙图中,运动员举着杠铃不动 D. 丁图中,人用力搬起箱子
7.如图所示是我国的战略096型核潜艇核动力潜水艇,它是坚不可摧的“水下盾牌”,是真正意义上的大国重器。关于核潜艇,下列说法正确的是( )
A. 上浮过程中,受到的浮力逐渐变大 B. 浸没水中后继续下潜,所受浮力不变
C. 下潜过程中,水对潜艇底部的压强不变 D. 核潜艇悬浮与漂浮时,受到的浮力相等
8.如图所示,甲图和乙图中的U形管中装有同种液体,U形管右管与大气相通,左管与密闭容器相通,大气压强为;同学们利用甲、乙的原理制做了如图丙所示装置来估算人呼出气体的压强,U形管左边管子与大气相通,U形管中液体密度为,两端液面高度差为h。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D. 一定时,越大,h越大
9.甲、乙两台塔吊机器的功率分别为和。则下列判断正确的是
A. 乙一定比甲做功快 B. 乙一定比甲做功多
C. 相同时间内两机器做功一样多 D. 做同样多的功,甲所用时间更少
10.下列说法中正确的是( )
A. 力是维持物体运动的原因
B. 踢出去的足球还能在水平地面上继续运动,是因为足球具有惯性
C. 鸡蛋掉到地板上摔破了,地板对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对地板的作用力
D. 将锤柄在石墩上撞击几下,松动的锤头就紧套在锤柄上,利用了镊头具有惯性
11.如图所示,将小球在a处静止释放,小球始终沿直线向上运动。跃出水面后最高到达空中c处,小球在b处的速度最大。请分析小球由a到c的运动过程水和空气的阻力不可忽略,下列说法正确的是( )
A. 小球在c处受力平衡
B. 由a运动到b,小球的机械能增加
C. 小球在a处受到的浮力大于b处受到的浮力
D. 由b运动到c,小球的重力不变,重力势能不变
12.道路救援对车辆进行拖移的工作原理如图所示,当钢绳对车辆施加平行于斜面的拉力F时,100s内可将小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端,已知小车A的质量为,斜面高为1m,斜面长为不计小车A的长、钢绳重、钢绳与滑轮间的承接和滑轮与轴间的摩擦,g取。斜面的机械效率,下列分析与计算正确的是( )
A. 甲所示的滑轮是定滑轮
B. 做的有用功为
C. 小车受到斜面的摩擦力大小为
D. 若h不变、减小L,则斜面的机械效率将升高
13.如图所示,甲图是北京冬奥会高山滑雪比赛中运动员穿越旗门时的场景,以旗门为参照物,运动员是______ 选填“运动”或“静止”的;图乙中运动员碰撞旗杆时,旗杆发生弯曲,说明力可以改变物体的______ 运动员从山上向山下终点下滑的过程中,他的______ 转化为动能。
14.如图所示,甲图中用扳手拧螺母时,在B点比在A点拧更容易些,这表明力的作用效果与______ 有关;在建造房屋时,建筑工人常常利用图乙中的重锤线检测墙体是否竖直,这是利用了重力的方向是______ 的;图丙中,小明坐在小船上,用力把另一艘小船推开,他自己坐的船______ 选谈“会”或“不会”动。
15.如图是热气球放飞后向上运动的场景。
热气球向上运动,是因为热气球的重力G ______ 选填“大于”或“小于”热气球受到的空气浮力F。
当热气球上升高到一定高度后不再上升,热气球受到的空气浮力热气球形状不变比在地面时______ 选填“变大”“不变”或“变小”。
16.如图所示,在转运传染病人的过程中,“负压救护车”发挥了重要作用。查阅资料得知:“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间,防止空气外流;为防止交叉感染,舱内每小时换气20次,通过排风净化装置将舱内气体无害化排出,增大排风装置排风景,能降低救护舱内气压。
“负压救护车”执行任务时救护舱内气压______ 选填“大于”“小于”或“等于”外界大气压。
“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时,需要增大排风量,请分析原因:______ 。
下列物体内部空间处于“负压”状态的是______ 。
A.正在烧煮的高压锅
B.开始吸饮料时的吸管
C.充满气的轮胎
17.中国首艘航空母舰“辽宁舰”正常行驶的功率约为。在一次测试中,“辽宁舰”以该功率在海面上内匀速直线行驶了4500m,此过程中“辽宁舰”的行驶速度为______ ,牵引力所做的功为______ J,航空母舰在海水中受到的阻力为______ N。
18.如图所示,小明利用木板、木块、弹簧测力计等器材,做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。已知物块A的质量是,其上表面更粗糙些。回答下列问题:
如图甲所示,用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速运动,木块受到的滑动摩擦力的大小______ 选填“大于”“等于”或“小于”弹簧测力计的示数。
上述实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,用如图乙的方式测量滑动摩擦力效果更好,该方式实验中______ 选填“一定”或“不一定”要匀速拉动长木板。
小明要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关,应对比______ 两图的实验得出结论。
对比乙、丙两图可得结论:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的______ 越大,滑动摩擦力越大。
【拓展】探究实验结束后,小明又做了如图戊所示的实验。根据实验数据与结论,图戊中的氢气球对物体A的拉力为______ N。
19.小明学习了杠杆的平衡条件后,利用如图1所示的装置对杠杆做了进一步研究。
杠杆静止时的位置如图1甲所示,为了使杠杆静止时处于水平位置,接下来的操作是将杠杆的平衡螺母向______ 选填“左”或“右”移动。
在杠杆上的B点用如图1乙所示的动力F拉杠杆,请在图中画出动力臂;此时杠杆的类型与______ 选填“天平”“钓鱼竿”或“钳子”相同。
如图1丙所示,用弹簧测力计拉红杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,测力计示数变化情况是______ 。
如图2甲所示,小明在杠杆左侧距离。O点20cm的D处挂一个重为G的物体,在杠杆右侧不同位置处施加竖直向下的力F,保证杠杆处于水平平衡状态,根据多次测量的F、L数数据,画出如图乙所示的图象,结合杠杆平衡条件,可求出物重G的大小是______ N。
20.小明“探究影响浮力大小的因素”,实验过程如图所示。
选择①②⑤进行实验,是为了探究浮力大小与物体______ 的关系。
要探究浮力的大小与液体密度是否有关,小明选用④⑤⑥进行操作,你认为他的操作______ 选填“正确”或“错误”。
要探究浮力大小与浸没后物体的深度是否有关,应进行的操作是______ 填序号。
实验所用物体的密度为______ ;图⑥中盐水的密度为______ 。计算结果保留两位小数
【拓展】小红用图乙所示的方法也测出了物体的密度,具体操作如下:将物体放入漂浮于水面的小烧杯中,小烧杯底距液面高度为;将物体取出后系在烧杯底静止后,小烧杯杯底距液面高度约为;剪断细绳后物体沉入杯底,此时小烧杯底距水面距离约为;则物体密度的表达式为______ 。
21.如图甲所示的装置,空吊篮A的重力为30N,绳子与A相连和C能承受的最大拉力分别为300N和200N。质量为50kg的小明将A提升到高处,A上升的速度v随时间t变化关系如图乙所示,施加的拉力F随时间t变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,,求:
动滑轮的重力;
第2s内拉力F的功率;
提升不同重物,此装置的最大机械效率。
22.如图所示,高为、底面积为的轻质薄壁柱形容器甲置于水平地面,容器内盛有深的水。正方体乙的质量为12kg。,求:
水对容器甲底部的压力。
现将乙放在甲容器的水中,恰使甲对地面的压强和水对容器甲底的压强均为最大。
①求此时容器甲对地面的压强。
②求正方体乙的密度。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、自行车的质量约为10kg,故A错误;
B、暴晒下烫手的车座温度约为以上,故B错误;
C、车座到地面的高度约为1m,故C正确;
D、骑行时的平均速度约为,故D错误。
故选:C。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查了对质量、温度、长度、速度的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
2.【答案】D
【解析】解:任何物体在任何时候都具有惯性,静止的物体具有惯性,人们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,故AB错误;
C.物体的运动状态不变,可能是不受力,也可能是受到平衡力,故C错误;
D.牛顿第一定律是在实验和大量事实基础上推理得出的,故D正确。
故选:D。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性既有有利的一方面,也有有害的一方面;
物体受平衡力作用时,保持静止状态或匀速直线运动状态;
牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步的科学推理而概括来的。
本题考查了牛顿第一定律的相关内容,属于基础题目,难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:A、盲道上凸起的圆点,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B、啄木鸟的喙,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C、安全锤头部做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意。
D、坦克宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D符合题意。
故选:D。
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。
4.【答案】B
【解析】解:质地均匀的长方体放在水平桌面上,竖直切除①部分,压力变小,受力面积不变,根据可知,长方体对桌面的压强变小,即;
再竖直切除②部分仍然是长方体,压力大小和受力面积同时改变,但长方体的密度不变,高度也不变,根据可知,再竖直切除②部分时,剩余部分对桌面的压强不变,即;
综上所述,。
故选:B。
先竖直切除该物体右边的阴影部分①,压力变小了,而受力面积不变,根据分析对桌面压强的变化;
柱体对支持面柱体全部放在支持面上的压强为:,即柱体对水平面的压强大小只与柱体的密度和高度有关,据此分析。
本题考查了压强公式的运用以及对压强大小变化的分析,根据可知,柱体对水平面的压强大小只与柱体的密度和高度有关,但要注意柱体必须全部放在支持面上。
5.【答案】A
【解析】解:列车进站时会使列车附近的空气流速加快,气体的流速快压强小,所以列车附近的气压小,而远处的气压大,在安全线内的乘客,会被强大的气压差形成的推力推向列车,对安全构成威胁;
A.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸管压在墙壁上,这是应用大气压,故A符合题意;
B.若两船靠得比较近且并排前进,两船之间的水流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两船外侧的压强,便形成向内的压强差,容易发生撞船事故,所以海军舰艇编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶,故B不符合题意;
C.大风会把不牢固的屋顶掀翻,即屋顶上面的空气流速大,压强小,而屋内空气流速小,压强大,所以使得屋顶在较大压强差的作用下被掀翻,故C不符合题意;
D.风沿着窗外的墙面吹过时,外侧空气流速大,压强小,屋内空气流速小,压强大,所以窗帘在较大的压力作用下压向窗外,故D不符合题意。
故选:A。
流体压强与流速有关,流速越快压强越小,流速越大压强越大。
知道并理解流体压强和流速的关系是解决该题的关键。平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
6.【答案】D
【解析】解:A、提着水桶在平地上走,力的方向向上,距离的方向是水平的,不做功,故A不合题意;
B、用力推汽车,给汽车一个向前的力,汽车没有动,汽车在推力作用下没有前进距离,推力对汽车不做功,故B不合题意;
C、举着杠铃不动,给杠铃一个力,杠铃没有在该力的方向上移动距离,力对杠铃没有做功,故C不合题意;
D、用力搬起箱子,给箱子一个向上的力,箱子在力的方向上移动了距离,对箱子做了功,故D符合题意。
故选:D。
本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
7.【答案】B
【解析】解:A、在上浮过程中,在浮出水面前,核潜艇排开海水的体积不变,根据可知所受浮力不变,从开始出水面到完全出水面的过程中,排开水的体积逐渐减小,根据可知所受浮力减小,故A错误;
B、浸没水中后继续下潜时,排开水的体积不变,根据可知所受浮力不变,故B正确;
C、核潜艇下潜时,深度增加,根据可知受到海水的压强变大,故C错误;
D、由于悬浮时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积,根据知悬浮时的浮力大于漂浮时的浮力,故D错误。
故选:B。
根据判断浮力的变化;
根据判断潜艇下潜过程中,海水对潜艇底部压强的变化;
根据悬浮与漂浮时,潜艇排开水的体积的关系和判断潜艇悬浮与漂浮时受到的浮力的大小关系。
本题考查阿基米德原理、物体浮沉条件以及液体压强公式的应用,属于基础知识考查,难度不大。
8.【答案】C
【解析】解:AB、图中两管液面高度相同,所以;
中左侧容器内压强等于大气压强与U形管两侧液体高度差产生压强之和,故,则;故AB错误;
CD、U形管两侧液面存在高度差,是因为人呼出气体压强大于外界大气压,且人呼出气体压强等于大气压加上U形管中液柱产生的压强,即,当一定时,越大,h越小,故C正确,D错误。
故选:C。
分析三个图中液面上方的压强大小关系及U形管两边液面高度h得出结论;
分析U形管两侧液面存在高度差的原因,由液体内部压强公式计算人呼出气体的压强。
本题是压强计是拓展应用,是一道创新的好题。
9.【答案】A
【解析】解:ABCD、功率是表示做功快慢的物理量,功率大说明做功快,或者是相同的时间内做功多,而不能说明做功的多和少,做同样多的功,乙所用时间更少,故A正确,BCD错误。
故选:A。
据功、功率关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,功率大表明做功快。
本题考查了功率和功的意义。功率由功和时间共同决定,它是表示做功的快慢的物理量。
10.【答案】BD
【解析】解:A、力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故A错误;
B、踢出去的足球还能在水平地面上继续运动,是由于足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故B正确;
C、鸡蛋掉到地板上摔破了,地板对鸡蛋的作用力等于鸡蛋对地板的作用力,故B错误;
D、将锤柄在石墩上撞击几下,松动的锤头就紧套在锤柄上,这是利用了锤头的惯性,故D正确。
故选:BD。
力是改变物体运动状态的原因;
物体之间力的作用是相互的,相互作用力大小相等;
惯性是物体本身具有的一种保持原来运动状态不变的性质。
本题考查了运动与力、惯性、物体间的相互作用的理解,正确理解相关的知识点是解题的关键。
11.【答案】BC
【解析】解:A、小球在c处达到最高点,只受到重力的作用,因此受力不平衡,故A错误;
B、由a运动到b,小球的质量不变,速度变大,高度变大,小球的动能和重力势能都变大,所以小球的机械能增加,故B正确;
C、由图可知:小球在a处排开水的体积大于在c处排开水的体积,根据可知:小球在a处受到的浮力大于在b处受到的浮力,故C正确;
D、由b运动到c,当小球完全离开水面后,由于球的重力不变,高度变大,重力势能变大,故D错误。
故选:BC。
物体处于平衡状态时受平衡力,物体运动状态改变时,一定受到非平衡力;
动能和势能统称为机械能;影响重力势能的因素:质量、高度;影响动能的因素:质量、速度;
由图可知:小球在a处和b处排开水的体积关系,根据即可判断受到的浮力大小。
本题以一个实验场景为内容,考查了对物体进行受力分析、机械能大小的判断等,体现了对物理能力的要求。
12.【答案】ACD
【解析】解:A、甲所示的滑轮不随物体的运动而移动,是定滑轮,故A正确;
B、小车A的重力,
对小车做的有用功,故B错误;
C、拉力做的总功,
额外功,
克服摩擦力做的功为额外功,则摩擦力为,故C正确;
D、若h不变、物体重力不变,则有用功不变,减小L,斜面的倾斜程度变大,物体对斜面的压力变小,摩擦力变小,根据知,额外功变小,
则总功变小,机械效率升高,故D正确。
故选:ACD。
定滑轮的轴不随物体的运动而移动;
根据计算小车的重力,根据计算有用功;
根据计算总功,额外功等于总功减去有用功,克服摩擦力做的功为额外功,根据计算摩擦力;
若h不变、物体重力不变,则有用功不变,减小L,斜面的倾斜程度变大,物体对斜面的压力变小,摩擦力变小,额外功变小,总功变小,根据判断机械效率。
本题考查了有关斜面的相关计算和定滑轮的判断,属于基础题,要求掌握。
13.【答案】运动 形状 重力势能
【解析】解:以旗门为参照物,运动员与旗门的位置发生改变,因此运动员是运动的;
运动员碰撞旗杆时,旗杆发生弯曲,说明力可以改变物体的形状;
运动员从山上向山下终点下滑的过程中,他质量不变,高度变小,重力势能变小;质量不变,速度变大,动能变大;他的重力势能转化为动能。
故答案为:运动;形状;重力势能。
如果物体相对于参照物的位置改变,则物体相对于该参照物是运动的;如果物体相对于参照物的位置不变,则物体相对于该参照物是静止的。
力可以改变物体运动状态,也可以改变物体的形状。
动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
动能和势能可以相互转化。
本题综合考查了运动和静止的相对性、力的作用效果、重力势能和动能的转化等知识。在判断动能和势能相互转化时,要先分析每种形式能的变化情况。若是动能和势能相互转化,一定是一种形式的能变小,另一种形式的能变大。
14.【答案】力的作用点 竖直向下 会
【解析】解:甲图中用扳手拧螺母时,在B点比在A点拧更容易些,这表明力的作用效果与力的作用点有关;
建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的,当墙体与重垂线平行时,说明墙体是竖直的,否则说明是倾斜的;
小明坐在船上,用力推开另一艘小船,小明对那艘小船施加力的作用,由于物体间力的作用是相互的,因此那艘小船对小明有力作用,所以小明所坐的船也会被推开向后运动。
故答案为:力的作用点;竖直向下;会。
力的大小、方向、作用点叫做力的三要素,力的三要素影响力的作用效果;
重力的方向总是竖直向下的;
物体间力的作用是相互的。
此题考查了力的三要素、重力的方向、力作用的相互性,比较简单,属基础题。
15.【答案】小于 变小
【解析】解:热气球向上运动,根据力与运动的关系可知,热气球的重力小于热气球受到的空气浮力,即。
当热气球上升高到一定高度,由于热气球排开空气的体积不变,空气的密度变小,根据可知,热气球受到的浮力变小,当受到的浮力等于重力时热气球不再上升。
故答案为:小于;变小。
根据热气球的运动状态可知热气球所受浮力与重力的关系;
由于高度上升空气的密度减小,根据阿基米德原理可知受到的浮力变化;
本题考查物体浮沉条件的应用,应知道当浮力大于重力时物体上浮,浮力小于重力时物体下沉,浮力等于重力时物体漂浮或悬浮。
16.【答案】小于 大气压随着高度的增加而减小 B
【解析】解:由材料知,“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间,防止空气外流,“负压救护车”内外要有气压差,并且执行任务时救护舱内气压小于外界大气压。
因为大气压随着高度的增加而减小,所以“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时,需要增大排风量,降低救护舱内气压。
正在烧煮的高压锅,锅内的气压大于外部气压,不是处于负压状态;
B.开始吸饮料时的吸管,吸管内的气压小于外界的大气压,处于负压状态;
C.充完气的汽车轮胎轮胎内的气压大于轮胎外的气压,不是处于负压状态。
综上分析可知,以上物体内部空间处于“负压”状态的是B。
故应选B。
故答案为:小于;大气压随着高度的增加而减小;。
“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间,防止空气外流,据此分析。
大气压随着高度的增加而减小。
“负压”状态是指内部的气压低于车外的气压,分析各个选项中高压锅、吸管和轮胎内外的气压关系进行判断。
本题考查了大气压的综合应用,根据题意理解“负压”的原理与特点,是解答问题的关键。
17.【答案】
【解析】解:此过程中“辽宁舰”的行驶速度为:,
牵引力所做的功:,
根据得到牵引力:,因为航母做匀速直线运动,所以航母受到的阻力:。
故答案为:15;;。
根据求出此过程中航母的行驶速度;
根据得到牵引力所做的功;
根据求牵引力,根据二力平衡条件求出航母受到的阻力。
本题考查重力公式、速度公式、功率公式、二力平衡条件的应用。
18.【答案】等于 不一定 乙、丁 压力 2
【解析】解:用弹簧测力计水平拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,木块受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
因为滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度,进行什么运动都没有关系,不一定要匀速拉动长木板,所以改进后的实验不必要求木块进行匀速直线运动,并且弹簧测力计是静止的容易读数;
比较乙、丁两图可知:两次实验的压力大小不变,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,所以能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关;
对比乙、丙两图可知,接触面粗糙程度相同,丙中压力大,滑动摩擦力也大,可得结论:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
【拓展】由乙、丙两图可知,丙图中物体对木板的压力是乙图的两倍,丙图中测力计的示数也是乙图的两倍,即丙图中物体受到的滑动摩擦力也是乙图的两倍,故可得出结论:当接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比;
物块A的质量是,其重力为
,
则乙图中A对木板的压力大小为:
,
且乙图中物体受到的摩擦力:
,
设丁图中氢气球对物体的拉力为F,则此时A对木板的压力大小为:
,
且丁图中物体受到的摩擦力:
,
因为接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比,
所以可得:
,
即:
,
解得:。
故答案为:等于;不一定;乙、丁;压力;。
根据二力平衡的条件分析;
实验时,用弹簧测力计直接拉动木块时,要保持木块匀速直线运动,滑动摩擦力才等于拉力;
因为滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度,进行什么运动都没有关系,所以改进后的实验不必要求木块进行匀速直线运动,并且弹簧测力计示数是静止的容易读数;
影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
【拓展】根据得出物体受到滑动摩擦力的大小与压力大小的定量关系;根据得出A的重力,可知乙图中物体对接触面的压力大小,由二力平衡条件求出物体受到的摩擦力;丁图中A对木板的压力大小为,由二力平衡条件求出此时物体受到的摩擦力,根据滑动摩擦力大小与压力大小成正比得出图丁所示的氢气球的拉力。
本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和对实验方案的改进与数据分析归纳结论的能力,有一定难度。
19.【答案】左 天平 先变小后变大
【解析】解:杠杆的左端上翘,左端的平衡螺母或右端的平衡螺母都向上翘的左端移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
从支点O向动力F作用线作垂线段,垂线段长为动力臂,如图所示:
当动力在B点斜向下拉与水平方向成角动力臂是:,此时,故杠杆为等臂杠杆,与天平同类型;
如图丙所示,用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变大后变小,因为阻力、阻力臂不变,故测力计的拉力先变小后变大;
如丙图,F和成正比,可知推断成反比。
因为当时,,则,
根据杠杆平衡条件得:,,
所以,。
故答案为:左;见解答;A;先变小后变大。
杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,左、右两端的螺母或一端的螺母要向杠杆上翘的一端调节;
支点到力的作用线的垂直距离是力臂,从支点作力的作用下的垂线段即可作出力臂;
当动力在B点斜向下拉与水平方向成角动力臂是,根据杠杆的平衡条件求出动力大小;
根据操作中引起力臂的变化,根据杠杆平衡条件分析测力计示数的变化;
根据图像结合正比例、反比例函数的特点进行分析;根据图像中某个点的数据代入公式便可求出。
本题考查了杠杆平衡的条件,在实验时我们应注意:调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便能直接读出力臂。杠杆平衡的条件是:动力动力臂=阻力阻力臂。
20.【答案】排开液体的体积 错误 ②③
【解析】解:选择①②⑤进行实验,液体密度相同,排开液体的体积不同,所以是探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系,得出结论是:在液体密度相同的情况下,排开液体体积越大,物体的浮力越大;
由图可知⑤与④⑥排开液体的体积不同,液体的密度也不同,所以不能探究浮力与密度的关系,所以该操作错误;
研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应控制物体排开液体的密度和体积不变,只改变深度的大小,所以应比较图②和图③;
由图可知,物体重力10N,则物体的质量为:
,
图②中物体所受浮力大小为:,
根据阿基米德原理可知,
,
因物体浸没在水中,则,
故物体的密度为:
;
物体浸没盐水中所受浮力为:
,
由阿基米德原理可知,
;
【拓展】
图乙中左图,物体和小烧杯看为一个整体,因处于静止状态,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,根据阿基米德原理有:-----①,
图乙中间图:物体和小烧杯看为一个整体,因处于静止状态,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,根据阿基米德原理有:-----②,
图乙右图:以杯为研究对象,因处于静止状态,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,
----③
由③代入①得:,
由①②得:,
故,
物体的密度的表达式:。
故答案为:排开液体的体积;错误;②③;;;【拓展】。
根据阿基米德原理,浮力大小与排开液体的体积和排开液体的密度有关,根据控制变量法,研究浮力大小与其中一个因素的关系时,要控制另一个因素不变;
探究浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积一定,改变液体的密度,观察弹簧测力计示数的变化;
研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应控制物体排开液体的密度和体积不变,改变物体在液体中的深度;
根据求出物体的质量,根据称重法得出图②中物体所受浮力大小,由阿基米德原理求出在②中排开水的体积,根据得出实验中所用物体的密度;
根据称重法求出在盐水中物体所受浮力大小,根据阿基米德原理求出盐水的密度;
【拓展】分别对前2图中物体和小烧杯进行受力分析,根据受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,由阿基米德原理有列出等式;
在第3个图中,以杯子为研究对象,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,
分别根据列出的3个等式求出B的重力和体积的表达式,根据求物体的密度。
本题考查了探究影响浮力大小因素实验,涉及到称重法测浮力的方法、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等,应用好控制变量法是正确解题的关键。
21.【答案】解:由图知,,设动滑轮的重力为,空吊篮的重力为
在内,由图丙可知动滑轮与空吊篮被匀速提升,以动滑轮与空吊篮为整体进行受力分析,动滑轮与空吊篮受力平衡,
由图乙可知绳子拉力;
根据平衡力有:;
则动滑轮的重力:;
由图丙可知,A上升的速度,则拉力端移动速度为:;
第2s内绳子的拉力为:;
由得第2s内拉力F的功率为:
;
当匀速运载货物时,B处绳子拉力为,货物的重力为,
根据平衡力得C处绳子拉力为:;
当C处最大拉力为200N时,B处拉力为380N,
当B处最大拉力为300N时,C处拉力为160N,
,所以要以B处最大拉力为准,则C处的最大拉力为:;
对载货吊篮受力分析得:;
代入已知数据解得:;
即此装置最多能匀速运载货物的重力为270N,由可得,
此装置提升重物的最大机械效率为:。
答:动滑轮的重力为20N;
第2s内拉力F的功率为100W;
提升不同重物,此装置的最大机械效率为。
【解析】在内,由图丙可知,动滑轮与空吊篮被匀速提升,根据平衡力有,由图乙可知拉力F的大小,然后求出动滑轮的重力;
由图知绳子股数n,则拉力端移动速度,根据可求得第2s内拉力F的功率;
根据平衡力得C处绳子拉力为:,据此判断要以B处最大拉力为准并求出C处绳子的拉力,此装置最多能匀速运载货物的重力等于B处拉力减去A的重力;此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大,此装置提升重物的最大机械效率。
本题考查了使用滑轮组时的拉力、功率、机械效率的计算,要熟练掌握对物体运动、受力的状态分析,正确理解功、功率的定义。
22.【答案】解:水对容器甲底部的压强:,
水对容器甲底部的压力:;
甲对水平地面的压力等于水和乙的总重力,要使甲对地面的压强和水对甲底部的压强均为最大,则将乙放入甲容器的水中时,水恰好盛满容器,且无水溢出。
①水的体积:,
水的质量:,
水和乙的总重力:,
此时容器甲对水平地面的压力:,
甲对地面的压强:;
②容器的容积:,
若乙漂浮,受到的浮力等于自身重力,则,故不合理,
所以乙放入甲容器的水中浸没且水恰好盛满容器无水溢出时,乙的体积:,
乙的密度:。
答:水对容器甲底部的压力为40N;
①此时容器甲对地面的压强为8000Pa;
②正方体乙的密度为。
【解析】根据求水对容器甲底部的压强,根据求水对容器甲底部的压力;
甲对水平地面的压力等于水和乙的总重力,要使甲对地面的压强和水对甲底部的压强均为最大,则将乙放入甲容器的水中时,水恰好盛满容器,且无水溢出。
①根据体积公式求出水的体积,根据密度公式求出水的质量,根据求出水和乙的总重力,容器甲对水平地面的压力大小等于水和乙的总重力,根据求此时容器甲对地面的压强;
②根据体积公式求出容器的容积,进而求出乙的体积,根据密度公式求出正方体乙的密度。
本题考查密度公式、重力公式、液体压强公式和压强定义式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的总重力相等。
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