福建省厦门市大同中学2022-2023学年八年级下学期期末物理试题(解析版)
展开(试卷满分:100分考试时间:90分钟)
一.选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 为纪念如图的这位物理学家对科学发展的贡献,人们将他的名字命名为功和能量的单位,他是( )
A. 牛顿B. 焦耳C. 瓦特D. 帕斯卡
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿是力的基本单位,故A不符合题意;
B.焦耳是功和各种能量的基本单位,故B符合题意;
C.瓦特是功率的基本单位,故C不符合题意;
D.帕斯卡是压强的基本单位,故D不符合题意。
故选B。
2. 在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A. 用吸管喝饮料更多优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 B. 离心式抽水机
C. 船闸
D. 注射器
【答案】C
【解析】
【详解】A.在吸饮料时,细管内的气压变小,外界大气压大于管内大气压,故饮料在外界大气压的作用下压入细管中,故是利用大气压强的原理工作的,故A不符合题意;
B.当装满水的水泵叶轮旋转后,其叶轮周围的空气变少,气压变小,外界大气压大于内部大气压,水在外界大气压的作用下被压入水泵内,故是利用大气压强的原理工作的,故B不符合题意;
C.船闸的原理是:先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端的船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了连通器的原理,故C符合题意;
D.注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部,故D不符合题意。
故选C。
3. 下列生活场景中,利用大气压强的是( )
A. 吸管吸牛奶B. 注射器注射药液
C. 体检时抽血D. 高压锅煮饭
【答案】A
【解析】
【详解】A.吸管吸牛奶时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,牛奶就被压进吸管里,属于大气压的应用,故A符合题意;
B.注射器注射药液,是靠推力将药液推进人体内,不是利用大气压强,故B不符合题意;
C.体检时抽血,是靠人体的血压将血液压入真空管内,故C不符合题意;
D.高压锅煮饭易熟是因为锅内气压大,液体的沸点高,故D不符合题意。
故选A。
4. 在实验基础上进行科学推理是研究物理问题方法之一、下列实验探究运用了这一方法的是( )
A. 牛顿第一定律
B. 同一直线上力的合成
C. 影响浮沉条件的因素
D. 影响动能大小的因素
【答案】A
【解析】
【详解】A.因为不受力的物体是不存在的,所以牛顿第一定律是在实验的基础上进行科学推理得出的结论,故A符合题意;
B.当一个力的作用效果与几个力的作用效果相同时,则这个力就是这几个力的合力,在研究同一直线上的力的合力时用到了等效替代法,故B不符合题意;
C.物体的浮沉与物体的重力与浮力有关,与物体的密度与液体的密度大小有关,研究影响浮沉条件时运用了归纳法,故C不符合题意;
D.动能的大小与速度和质量有关,研究动能的大小与这两个因素的关系时运用了控制变量法,故D不符合题意。
故选A。
5. 下列物体没有受到浮力作用的是
A. 漂在水中的树叶B. 在蓝天飞翔的老鹰
C. 深海潜游的鲸鱼D. 遨游太空的天宫二号
【答案】D
【解析】
【分析】从浮力的产生原因进行分析.
【详解】A.. 漂在水中的树叶受到水对它向上的浮力,A不合题意;
B. 在蓝天飞翔的老鹰受到空气对它的浮力,B不合题意;
C.深海潜游的鲸鱼受到海水对它的浮力,C不合题意;
D.太空是真空的,没有气体,所以遨游太空的天宫二号不受浮力作用,D符合题意.
故选D.
6. 小华在训练投掷实心球,以下情景中,他对球做功的是( )
A. 将球从地上拿起B. 手托球保持静止
C. 手托球水平匀速运动D. 球离手后继续运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.将球从地上拿起,力的方向竖直向上,距离的方向也是竖直向上,故他对球做功,故A符合题意;
B.手托球保持静止,手对球有竖直向上的作用力,但没有移动距离,故手对球没有做功,故B不符合题意;
C.手托球水平匀速运动,手对球有竖直向上的作用力,但没有移动距离,故手对球没有做功,故C不符合题意;
D.球离手后继续运动,球移动了距离,但不再受手的作用力,故他对球没有做功,故D不符合题意。
故选A。
7. 如图所示,壁虎爬在竖直墙面上静止不动。下面哪个力与壁虎重力是一对平衡力( )
A. 壁虎对墙的压力B. 壁虎对墙的吸引力
C. 壁虎对墙的摩擦力D. 墙对壁虎的摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】壁虎的重力竖直向下,受力物体为壁虎。
A.壁虎对墙的压力,受力物体为墙,不是同一个受力物体,不符合平衡力的条件,故A不符合题意;
B.壁虎对墙的吸引力,受力物体为墙,不是同一个受力物体,不符合平衡力的条件,故B不符合题意;
C.壁虎对墙的摩擦力,受力物体为墙,不是同一个受力物体,不符合平衡力的条件,故C不符合题意;
D.墙对壁虎的摩擦力,受力物体为壁虎,同一个受力物体,摩擦力的方向竖直向上,大小与壁虎的重力相等,故符合平衡力的条件,故D符合题意。
故选D。
8. 下列厨房用品中属于省力杠杆的是( )
A. 防烫夹B. 压蒜器
C. 食品夹D. 筷子
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用防烫夹时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.压蒜器在使用时动力臂大于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力大于动力,属于省力杠杆,故B符合题意;
C.使用食品夹时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.使用筷子时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
9. 在2022年北京冬奥会自由式滑雪女子U形场地技巧决赛中,中国队选手谷爱凌夺得冠军。如图是她在决赛中完成某个动作的一瞬间,下列说法中正确的是( )
A. 她腾空到最高点时处于平衡状态
B. 她在下落过程中,惯性逐渐增大
C. 她从离开U形场地的池沿腾空至最高点的过程中,重力势能转化为动能
D. 她沿内壁下滑过程中速度变大,动能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.她腾空到最高点时,只受到重力的作用和空气阻力的作用,受力不平衡,不是平衡状态,故A错误;
B.惯性的大小只与物体的质量有关,下落过程中运动员的质量不变,所以惯性大小不变,故B错误;
C.当她从离开池沿腾空至最高点的过程中,质量不变,速度会越来越慢,则她的动能在减小,高度增大,势能增大,是动能转化为重力势能,故C错误;
D.她沿内壁下滑过程中,质量不变,速度变大,动能变大,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,该鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现。当鳔收缩时( )
A. 鱼的浮力变大
B. 鱼的浮力不变
C. 鱼会下沉
D. 鱼的重力变大
【答案】C
【解析】
【详解】鱼体内的鱼鳔里面是空气,改变鱼鳔的体积也就改变了鱼排开水的体积,而鱼自身的质量不变,即鱼的重力不变,则鱼是通过改变所受浮力大小而实现浮沉。当鳔膨胀时排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知,鱼受到浮力变大,当浮力大于重力时会上浮;当鳔收缩时,排开液体的体积变小,则鱼所受浮力变小,当浮力小于重力时会下沉,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11. 如图所示,用两滑轮采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),则( )
A. 两装置的机械效率相同
B. 甲装置所做的额外功多
C. 甲装置更省力,机械效率更高
D. 乙装置更省力,绳子自由端移动的距离更短
【答案】A
【解析】
【详解】AB.因为不计绳重和摩擦,两装置提升同一重物匀速提升相同的高度,有用功相同,额外功相同,则总功相同,根据机械效率公式可知,机械效率相同。故A符合题意,B不符合题意;
C.根据可知,乙图中绳子的股数多,则乙装置更省力,故C不符合题意;
D.根据上述分析可知,乙装置更省力,由绳子自由端移动距离公式可知,甲乙装置将物体提升相同的高度,乙装置中绳子的股数比甲装置中绳子的股数多,则乙装置绳子移动的距离更长,故D不符合题意。
故选A。
12. “天宫课堂的太空教师”叶光富和王亚平利用水和两块塑料板搭建了一座液桥,如图所示。搭建液桥利用了( )
A. 分子间的斥力
B. 空间站内气体的压力
C. 分子间的引力
D. 水和塑料板间的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子间的斥力不能使水分子间吸引在一起形成水桥,故A不符合题意;
B.空间站内气体的压力不是使水分子间吸引在一起形成水桥的原因,故B不符合题意;
C.水分子间有相互作用的引力才会形成水桥,故C符合题意;
D.水和塑料板间的压力作用在水和塑料板之间,不是使水分子间吸引在一起形成水桥的原因,故D不符合题意。
故选C。
13. 图所示为某同学锻炼身体时在单杠上做引体向上运动的情景,由此可估算出他完成一次悬垂状态到屈臂引体状态所做功约为( )
A. 3JB. 300JC. 3×104JD. 3×106J
【答案】B
【解析】
【详解】学生的质量大约为50kg,所以重力约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
上升的高度约为0.6m,所以完成一次悬垂状态到屈臂引体状态所做功约为
W=Gh=500N×0.6m=300J
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
14. 下列图像中能用阴影面积表示我们所学物理量的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,阴影部分面积等于压强和受力面积的乘积,由可知,压强和受力面积的乘积即为压力F,压力F是我们所学的物理量,故A符合题意;
B.由图可知,阴影部分面积等于压力和受力面积的乘积,压力和受力面积的乘积并不能表示我们所学的物理量,故B不符合题意;
C.由图可知,阴影部分面积等于功和时间的乘积,功和时间的乘积并不能表示我们所学的物理量,故C不符合题意;
D.同理可得,功和功率的乘积并不能表示我们所学的物理量,故D不符合题意;
故选A。
15. 外观完全相同的密度计A、B放入甲液体,静止时如图甲所示;再将它们分别放入乙、丙两种液体中,静止时如图乙、丙所示。下列判断正确的是( )
A. 密度计A的重力小于密度计B的重力
B. 乙液体的密度大于丙液体的密度
C. 密度计B在甲、丙中受到的浮力不同
D. 乙、丙中两密度计受到的浮力相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.外观完全相同的密度计A、B放入甲液体中都漂浮,所受浮力等于密度计的重力,由图可知,A密度计排开液体的体积大一些,由阿基米德原理可知,A密度计受到的浮力大于B,则密度计A的重力大于密度计B的重力,故A错误;
BD.由图乙和图丙可知,密度计A放入乙液体中,密度计B放入丙液体中,排开液体的体积相同,由于浮力等于重力,则密度计A所受浮力大于密度计B受到的浮力,根据F浮=ρgV排可知,所受浮力大的液体的密度大,则密度计A所在的乙液体的密度大于丙液体的密度,故B正确,D错误;
C.密度计B在甲、丙液体中均处于漂浮状态,所受浮力与密度计B的重力相等,则密度计B在甲、丙中受到的浮力相同,故C错误。
故选B。
16. 如图甲所示,底面积为100cm2的柱形容器(足够高)放置在水平地面上,圆柱体M的底面积为40cm2,其上端与固定在天花板上的轻杆相连(轻杆体积忽略不计)。若以30cm3/s的流量往容器中匀速加水,整个过程轻杆对M的作用力F的大小随时间变化的关系图像如图乙所示。分析图像可知( )
A. A点表示水位刚至圆柱体的上表面B. 圆柱体M的重力为6N
C. F1的大小为3.6ND. 圆柱体M所受最大浮力为6N
【答案】D
【解析】
详解】A.图得,A点轻杆对圆柱体作用力开始减小,说明A点水位刚好上升到圆柱体M底部,A点后圆柱体M开始受到浮力作用,故A不符合题意;
B.图得,B点轻杆对圆柱体M作用力为0,说明圆柱体M在B点受到的浮力等于圆柱体M的重力,AB两点间,加入水的体积为
圆柱体浸入水中的深入
圆柱体排开水的体积为
圆柱体M的重力为
C.圆柱体为与水接触时,轻杆对圆柱体的拉力等于轻杆的重力,即
故C不符合题意;
D.图得,C点后,轻杆对圆柱体的拉力大小不变,说明C点圆柱体刚好浸没在水中,此时圆柱体排开水的体积最大,受到的浮力最大,AC点间,注入的水的体积为
圆柱体M浸入水中的深度
圆柱体排开水的体积为
圆柱体M所受最大浮力为
故D符合题意。
故选D。
二.填空题(本题共6小题,每小题2分,共12分)
17. 粽子是端午节的传统美食,在烹饪过程中雪白的糯米被酱汁染成了红棕色,这说明分子__________。在高温烹饪下粽香四溢,原因是温度越高,分子热运动越_________。
【答案】 ①. 不停地做无规则运动 ②. 剧烈
【解析】
【详解】[1]糯米在烹饪过程中被酱汁染成了红棕色是扩散现象,说明分子在不停地做无规则的运动。
[2]分子的热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,所以在高温烹饪下粽香四溢。
18. 汽车上的安全带可以防止紧急刹车时由于___________对人体造成的伤害;安全带要做的宽大,与人体有足够的接触面积,是为了___________。
【答案】 ①. 惯性 ②. 减小压强
【解析】
【详解】[1]汽车紧急刹车时,人由于惯性继续向前运动,容易造成伤害事故,所以安全带可以防止由于惯性对人体造成的伤害。
[2]安全带要做宽大,是通过增大受力面积来减小压强。
19. 许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,此时舰船所受的浮力是__N。轮船从长江开往海洋,轮船受到的浮力__。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 4.8×107 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]“青岛号”导弹驱逐舰所受的浮力
F浮=G排=m排g=4800×103kg×10N/kg=4.8×107N
[2]因为驱逐舰在海洋、长江上都处于漂浮状态,自重不变,所以驱逐舰在海上和在长江上受到的浮力都等于自重,大小不变。
20. 一辆汽车陷进了泥潭,司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮A、B,均可将汽车从泥潭中拉出。由图可知,滑轮__________是定滑轮;__________种方式较省力。
【答案】 ①. A ②. 乙
【解析】
【详解】[1]由图甲可知,滑轮A工作时的轴固定不动,是定滑轮。
[2]由图乙可知,滑轮B随汽车一起运动,是动滑轮,由定滑轮和动滑轮的特点可知,定滑轮不能省力,动滑轮可以省力,故乙种方式较省力。
21. 一个体重为650N的高空跳伞运动员,从飞机上跳下。打开降落伞前,所受的空气阻力为300N,运动员受到的合力的大小______N;打开降落伞后,某时刻跳伞运动员以5m/s的速度匀速下落,此时运动员受到的合力大小是______N。
【答案】 ①. 350 ②. 0
【解析】
【详解】[1]运动员受到的重力方向竖直向下,大小为650N,受到空气阻力为300N,方向竖直向上。由同一直线上的二力合成可知,运动员受到的合力的大小是
F=G-f=650N-300N=350N
[2]某时刻跳伞运动员以5m/s的速度匀速下落,处于平衡状态,受平衡力的作用,所受合力为0。
22. 如图所示,水平桌面上放置两个完全相同的烧杯,分别盛有两种不同液体,将A、B两个质量相等的实心物体分别放入甲、乙两容器中,两物体静止时两容器中液面相平,则___________,A、B两物体所受浮力___________。
【答案】 ①. 大于 ②. 等于
【解析】
【详解】[1]A、B两个实心物体质量相等,且VB=2VA,由可知,A物体的密度等于B物体的密度的二倍,观察甲、乙两图发现,A物体漂浮在液体上,所以甲液体密度大于A物体密度,B物体悬浮在液体中,则乙液体密度等于B物体密度,所以甲液体密度大于乙液体密度,两容器中液面相平,由p=ρgh可知,甲容器底受到压强大于乙容器底受到的压强。
[2]由于A、B两个实心物体的质量相等,所以A、B两个实心物体的重力相等,观察甲、乙两图发现,A物体漂浮在液体上,B物体悬浮在液体中,由物体沉浮条件可知,A物体受到浮力等于重力,B物体受到浮力等于重力,所以A、B两个物体受到浮力相等。
三.作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
23. 如图所示,O是支点,请画出门手柄受到的压力F的力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】力臂是支点到力的垂直距离,如下图所示:
24. 北京冬奥会滑雪场,索道设施可将物资从山脚运往山顶。如图所示,封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,请画出静止在轿厢内的物体受到所有力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,此时封闭式轿厢处于平衡状态,故厢内的物体处于平衡状态,在竖直方向上二力平衡,即受到自身重力和轿厢对它的支持力,并且这两个力是平衡力,故从该物体的重心作竖直向上支持力和竖直乡下的重力,并标好标注,如下图
四.简答题(本题共1小题,共4分,)
25. 小明一家驾车出游,轿车的天窗以如图所示方式打开,他认为在车正常行驶时,车外新鲜空气可以从天窗进入车内,你认为他的想法对吗?请用所学的物理知识解释。
【答案】见解析
【解析】
【详解】他的想法不对,汽车行驶时,天窗外的空气流速要比车内的空气流速快,那么,流速快的地方压强小,天窗外空气的压强小于车内空气的压强,所以车内空气从天窗流出车外。
五.实验题(本题共5小题,共28分,4分+5分+6分+5分+8分)
26. 在“探究二力平衡条件”的实验中,依次进行实验。
(1)如图甲,木块左右两边各挂一个相等质量的钩码时,木块处于静止状态。小宇在右边钩码上加一小块橡皮泥时,木块仍处于静止状态,这时木块在水平方向受到的是______(选填“平衡”或“非平衡”)力;取下橡皮泥,在右边再加一钩码时,木块却向右运动;
(2)在老师的建议下小宇对实验进行改进,如图乙用小车替换木块进行实验,目的是减小______对实验的影响;
(3)如图丙用卡片替换小车,应使用______硬纸板(选填“较轻”或“较重”),这样可以减小重力对实验的影响。在实验中,将卡片旋转一定角度,松手后发现卡片旋转到原来位置,这说明两个力必须作用在______上,物体才能平衡。
【答案】 ①. 平衡 ②. 摩擦力 ③. 较轻 ④. 同一直线
【解析】
【详解】(1)[1]因木块仍处于静止状态,则木块在水平方向上应受平衡力的作用。
(2)[2]用小车替换木块,变滑动为滚动,主要是为了减小摩擦力对实验的影响。
(3)[3]实验中应使用质量较轻的纸板以减小重力的影响。
[4]实验中,将卡片旋转一定角度,此时卡片在水平方向上受到的两个力不在同一直线上,松手后发现卡片旋转到原来位置,即卡片在水平方向上受到的这两个力在同一直线上时,卡片才静止不动,说明这两个力必须作用在同一条直线上时,物体才能平衡。
27. 在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体______的大小;
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或______有关;
(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都______;
(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的______是否有关;
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的______相等。
【答案】 ①. 压强 ②. 深度 ③. 无关 ④. 密度 ⑤. 深度
【解析】
【详解】(1)[1]液体产生的压强作用在玻璃管下方的橡皮膜上,使得橡皮膜向下鼓,橡皮膜向下鼓出的程度越大,说明液体产生的压强越大。因此实验中可以通过薄膜鼓起的程度来反映液体压强的大小,这种方法叫转换法。
(2)[2]图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度不同,第三只玻璃管底部的橡皮膜鼓出的程度最大,而第三支玻璃管中液柱最长,由于三支玻璃管中所装液体都是水,因此猜想:液体的压强大小可能与液体的质量、重力、体积或深度有关。
(3)[3]图乙中,2号管和4号管所装液体的质量、重力、体积都不相同,而两管薄膜鼓起的程度相同,说明两管中液体产生的压强相等,因此可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都无关。
(4)[4]图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,即液体的深度相同,5号管是盐水,2号管是水,两管中液体的密度不同,则利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的密度之间的关系。
(5)[5]为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,由于液体产生的压强与液体的密度和深度有关,因此在6号管水柱比2号管水柱长度更大的情况下,实验时需控制两管水柱的深度相等。
28. 为模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后停止。请根据生活经验和所学的物理探究方法,
(1)在图甲和图丙实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度__;(选填“相等”或“不相等”)
(2)小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患__(选填“越大”、“不变”或“越小”),也说明小球的动能越大,这种研究方法是__法,若水平面绝对光滑,本实验将__(填“能”或“不能)达到探究目的;
(3)用来研究超速安全隐患时,我们应选择__两个图所示实验进行比较;
(4)实验中,小球碰撞木块后继续向前运动,木块在水平木板上滑动一段距离后停下,设碰撞前一瞬间小球的动能为E0,木块克服摩擦力所做的功为W,则E0__W(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 ①. 相等 ②. 越大 ③. 转换 ④. 不能 ⑤. 甲乙 ⑥. >
【解析】
【详解】(1)[1]小球从同一高度释放,运动到水平面时,它们的速度相等。
(2)[2]在同样的平面上木块被撞得越远,小球的动能就越大,安全隐患越大。
[3]实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离,来比较小球动能的大小,这种方法是转换法。
[4]若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(3)[5]超速是指汽车质量一定,速度越大,动能越大。选择质量相等到达水平面速度不同的AB小球,即甲乙两个图所示实验进行比较。
(4)[6]球与木块碰撞的过程中,球对木块做功,由于碰撞后小球继续运动,仍具有动能,做功的大小小于球最初的动能;木块在运动过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,即木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小,也就是小于碰撞前小球的动能。
29. 利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中,如图
(1)杠杆静止时如图甲所示,此时的杠杆是否处于平衡状态?__(选填“是”或“否”);要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向__(选填“左”或“右”)调节。这样调节的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响,并便于实验时测量____;
(2)如图乙,在A点挂4个钩码,在B点挂__个钩码,仍可使其在水平位置平衡;
(3)用弹簧测力计代替钩码,如图丙所示,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力F与其力臂L1的图像如图丁所示。图象中每个点与两坐标轴围成的长方形面积__。(选填“相等”或“不等”)。
【答案】 ①. 是 ②. 左 ③. 力臂的大小 ④. 6 ⑤. 相等
【解析】
【详解】(1)[1]此时的杠杆静止是处于平衡状态。
[2]为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向左边移动。
[3]这样调节的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响,并便于实验时测量力臂的大小。
(2)[4]设一个钩码的重力为G,杠杆的一个小格为L,由杠杆的平衡条件F1F2=F2L2知
4G×3L=nG×2L
解得:n=6,即在B位置挂上6个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(3)[5]由于题中的阻力和阻力臂不变,利用图象中任意一组数据都能得出
F2l2=F1l1=3N×0.02m=2N×0.03m=0.06N·m
图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等,其原因是阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变。
30. 某实验小组的同学利用如图所示的装置验证阿基米德原理。
(1)方案一:小军用石块按照图甲所示的实验步骤依次进行实验,为减小测量误差并使操作最简单,最合理的操作步骤应该是__;
A.①③④② B.①②③④ C.②①③④ D.③①④②
(2)图甲实验中,若关系式__(用弹簧测力计示数对应的字母表示)成立,则阿基米德原理成立;
(3)在采用图甲所示方式进行实验时,若图②中小空桶的内壁上粘有水,则小明__得出F浮=G排;(选填“能”或“不能”)
(4)方案二:如图乙所示,将装满水的溢水杯放在升降台C上,当缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数_选填“变大”、“变小”或“不变”),且弹簧测力计A示数的变化量__弹簧测力计B示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”),从而证明了F浮=G排。在这个过程中溢水杯对升降台C的压力__(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)完成上述实验后,小云又利用如图丙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度,实验过程如下:
①将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1;
②将金属块放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2;
③__,用刻度尺测得水面高度为h3;
④金属块的密度ρ金属=__(用ρ水,h1,h2,h3表示)。
【答案】 ①. C ②. ③. 能 ④. 变小 ⑤. 等于 ⑥. 不变 ⑦. 将烧杯内的金属块拿出直接放入水中 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]实验中为方便操作,需要先测量空桶的重力、再测量石块的重力、再用弹簧测力计拉着物体将物体浸没在液体中,待示数稳定后读数,最后测量排出液体和桶的总重力,所以正确的操作步骤为②①③④,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(2)[2]实验中运用称重法求得物体受到的浮力为
排出液体的重力为
若
成立,则阿基米德原理成立。
(3)[3]若图②中小空桶的内壁上粘有水,接完排出液体后,用总重力减掉之前的桶重力,得到的仍然是排出液体的重力,所以仍能得出阿基米德原理结论。
(4)[4]随着重物浸入水中的体积越来越大,物体受到的浮力变大,根据称重法可知,弹簧测力计A的示数变小。
[5]实验中,弹簧测力计A示数的变化量等于物体受到的浮力,弹簧测力计B示数的变化量为排出液体的重力,根据阿基米德原理可知两弹簧测力计示数的变化量相等。
[6]因为物体受到的浮力等于排出液体所受的重力,所以溢水杯对升降台C的压力大小不变。
(5)[7][8]烧杯前后都是漂浮在水面,受到的浮力都等于自重,则两图中浮力的变化量等于金属块重两图中浮力的变化量
所以金属块的重力为
将烧杯内的金属块拿出直接放入水中,用刻度尺测得水面高度为h3,则金属块的体积为
则金属块的密度为
六.计算题(本题共3小题,共20分,6分+6分+8分)
31. 电动清扫车以其环保高效等优点,在创建卫生城市中大显身手。如图是重为1.0×104N的电动清扫车静止在水平地面上,它与地面的接触面积为0.04m2。当车在水平路面匀速行驶1km时,牵引力为900N,用时500s。求:
(1)清扫车静止时对地面的压强;
(2)牵引力所做的功;
(3)清扫车匀速行驶时的功率。
【答案】(1)2.5×105Pa;(2)9×105J;(3)1800W
【解析】
【详解】解:(1)清扫车停在水平路面上,对水平路面的压力
F压=G=1.0×104N
车对路面的压强
(2)牵引力做的功
W=Fs=900N×1000m=9×105J
(3)清扫车匀速行驶时的功率
答:(1)清扫车静止时对地面的压强2.5×105Pa;
(2)牵引力所做的功9×105J;
(3)清扫车匀速行驶时的功率1800W。
32. 图为垂直升降电梯工作示意图,图为电梯铭牌,满载运行时载重总质量为1050kg。电机以恒为6×104W功率拉动钢丝绳,使满载的电梯在5s内上升了20m。求:
(1)满载运行时,克服重力所作的功;
(2)电机拉钢丝绳所做的功;
(3)电梯中滑轮组的机械效率。
【答案】(1)2.1×105J;(2)3×105J;(3)70%
【解析】
【详解】解:(1)满载运行时,克服重力所做的功
W有用=Gh=mgh=1050kg×10N/kg×20m=2.1×105J
(2)电机拉钢丝绳所做的功
W总=Pt=6×104W×5s=3×105J
(3)电梯中滑轮组的机械效率
答:(1)满戦运行时,克服重力所做的功为2.1×105J;
(2)电机拉钢丝绳所做的功为3×105J;
(3)电梯中滑轮组的机械效率为70%。
33. “背漂”是儿童游泳时常佩戴的一种救生装置。某款长方体“背漂”重为1.5N,底面积为375cm2把足够大的柱形容器放在水平台面上,用不可伸长的细线一端与“背漂”的底面相连,另一端固定在容器底部,如图甲。往容器中缓慢持续注水,注水过程中细线的拉力F与水的深度h关系如图乙。g取10N/kg。求:
(1)“背漂”刚要浮起来时,容器中水的深度;
(2)注水过程中,“背漂”受到的最大浮力;
(3)“背漂”恰好浸没时,其下表面受到水的压强;
(4)注水过程中,浮力对“背漂”所做的功。
【答案】(1)0.4cm;(2)30N;(3)800Pa;(4)0.225J
【解析】
【详解】解:(1)“背漂”刚浮起来时,受到的浮力为
此时水的深度等于“背漂”浸没水中的深度,由知,“背漂”排开水的体积为
此时容器中水的深度为
(2)由图像知当“背漂”完全浸没时,拉力,受到的浮力最大,最大浮力为
(3)“背漂”恰好浸没时,其下表面所处的深度等于“背漂”背漂的高度,由知,“背漂”排开水的体积(“背漂”的体积)为
此时“背漂”下表面所处的深度为
其下表面受到水的压强为
(4)由图像知“背漂”恰好浸没时,水的深度为,由(3)知“背漂”的高度为8cm,所以细线的长度为
即在浮力作用下“背漂”向上移动的距离为0.15m,所以浮力对“背漂”做的功为
答:(1)“背漂”刚要浮起来时,容器中水的深度为0.4cm;
(2)注水过程中,“背漂”受到的最大浮力为30N;
(3)“背漂”恰好浸没时,其下表面受到水的压强为800Pa;
(4)注水过程中,浮力对“背漂”所做的功为0.225J。
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