广东省梅州市平远县八年级2022-2023学年下学期期末考试物理试题
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1. 农历五月初五端午节是中华民族的传统节日,期间有赛龙舟的风俗,下列相关赛龙舟过程中的说法正确的是( )
A. 船头和船尾的运动状态不相同
B. 桨对水的作用力与水对桨的作用力是一对平衡力
C. 桨对水的作用力与水对桨的作用力大小相等
D. 不划水时,由于惯性,船在水平湖面会一直运动下去
【答案】C
【解析】
【详解】A.船头和船尾是一个整体,龙舟受到的力可以改变整个龙舟的运动状态,船头和船尾的运动状态相同,故A错误;
BC.桨对水的作用力与水对桨的作用力大小相等、方向相反,作用在两个相互作用的物体上,是一对相互作用力,故B错误,C正确;
D.不划水时,由于惯性,船在水平湖面会运动一段距离,由于水对船有阻力,所以船最终会停下来,故D错误。
故选C。
2. 快递自动分拣系统展示了“中国制造”的实力。如图是水平传送带上匀速直线运动的快件,关于快件的说法正确的是( )
A. 运动速度越大,惯性越大
B. 快件受到与运动方向相同的摩擦力
C. 若快件所受的外力全部消失,会立刻停止运动
D. 没有受到摩擦力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.快件的惯性只与质量有关,与速度无关,故A错误;
B.快件在传送带上做匀速直线运动,与传送带一起做匀速直线运动,故不受摩擦力,故B错误;
C.快件所受的外力全部消失,会以初速度做匀速直线运动,故C错误;
D.快件在传送带上做匀速直线运动,受到重力和支持力,支持力与重力平衡,不受摩擦力作用,故D正确。
故选D。
3. 如图所示的事例中,利用了连通器原理的是( )
A. 微小压强计B. 船闸
C. 活塞式抽水机D. 探究液体压强
【答案】B
【解析】
【详解】A.微小压强计一端开口,一端上端不是开口的,不是连通器,故A不符合题意;
B.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故B符合题意;
C.活塞式抽水机是利用大气压来工作的,不是连通器,故C不符合题意;
D.探究液体压强时,容器有两个开口,但底部不连通,故D不符合题意。
故选B。
4. 周末,小明和爸爸在公园玩跷跷板的游戏,但是爸爸的体重几乎是小明体重的2倍,使用双人跷跷板不协调。于是小明把爸爸拉到四人跷跷板跟前,安排好座位后,就顺利的玩了起来。聪明的小明是怎样安排座位的呢( )
A. 小明B位 爸爸D位B. 小明C位 爸爸A位
C. 小明D位 爸爸B位D. 小明A位 爸爸D位
【答案】C
【解析】
【详解】跷跷板相当于杠杆,跷跷板平衡时,小明对跷跷板的压力与力臂的乘积等于爸爸对跷跷板的压力与力臂的乘积;爸爸的体重几乎是小明体重的2倍,则爸爸对跷跷板的压力几乎是小明对跷跷板的压力的2倍,要使跷跷板平衡,根据杠杆的平衡条件可知,小明的压力的力臂是爸爸的压力的力臂的2倍,即小明D位,爸爸B位,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 如图所示的四种情形中,对力是否做功判断正确的是( )
A. 甲图中人举着杠铃保持静止的过程中,人对杠铃做了功
B. 乙图中人推着小车在平直的道路上匀速行走,人对小车做了功
C. 丙图中人提着滑板在平直道路上匀速行走,人对滑板做了功
D. 丁图中人用力搬石头出了汗但未搬动,人对石头做了功
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中人举着杠铃不动,人给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,所以人对杠铃没有做功,故A错误;
B.乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走,人对货车施加了力的作用,货车在力的方向上通过距离,所以人对货车做了功,故B正确;
C.丙图人提着滑板在平直的路面上匀速行走,人对滑板施加了力的作用,但滑板没有在力的方向上通过距离,所以人对滑板不做功,故C错误;
D.丁图中人用力搬石头但石头仍保持静止,人对石头施加了力,石头没有在力的方向上通过距离,所以人对石头没有做功,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,将质量相等的a、b两个长方体物块,分别放入甲、乙两个相同容器的水中,a悬浮于水中,b漂浮于水面上,此时两容器中水面相平,则下列说法正确的是( )
A. 水对a下表面的压力大于水对b下表面的压力
B. a的密度小于b密度
C. a受到的浮力小于b受到的浮力
D. 甲、乙两容器对桌面的压强不相等
【答案】A
【解析】
【详解】B.由图知,a物体悬浮在水中,则;b物体漂浮在水面上,则,比较可知,故B错误;
C.a物体悬浮,则.;物体漂浮,则;因为a、b质量相同,所以它们的重力相同,所受浮力也相同,故C错误;
A.根据可得,物体下表面受到的压力
由于a悬浮,b漂浮,则,,且,所以,故A正确;
D.物体的重力等于浮力,浮力等于排开液体的重力,可将物体看成是等重的液体,液体的体积相等,密度相同,重力相等;容器对桌面的压力等于杯子与液体的重力之和,则容器对桌面的压力相同,根据可知,甲、乙两容器对桌面的压强相同,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,工人利用滑轮组提升一个重为400N的货物,动滑轮的重力为100N,货物以0.2m/s的速度匀速上升(忽略绳重及摩擦),下列说法正确的是( )
A. 拉力F为200NB. 拉力F做功的功率40W
C. 货物上升1m,绳子自由端移动3mD. 该滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,承担动滑轮绳子的股数,因为不计绳重和摩擦,所以绳子自由端的拉力
故A错误;
B.绳子自由端移动的速度
拉力F做功的功率
故B错误;
C.货物上升1m,绳子自由端移动的距离
故C错误;
D.因为不计绳重和摩擦,所以滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 如图,一学生用25N大小的水平力推在水平地面上重250N的木箱,未推动,此时木箱受到的摩擦力大小为___________N,木箱受到的支持力和___________是一对平衡力;当他用30N的力推时,木箱恰好向右匀速直线运动;当他用45N的力推时,木箱加速向右运动,此时木箱所受摩擦力大小为___________N。
【答案】 ①. 25 ②. 重力 ③. 30
【解析】
【详解】[1]箱子受到25N水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于25N。
[2]木箱处于静止状态,竖直方向受到的重力和支持力大小相等、方向相反是一对平衡力。
[3]当水平推力增大到30N时,箱子恰好向右做匀速直线运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,摩擦力的大小等于30N,方向与推力的方向相反;即水平向左;当水平推力增大到45N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为30N,方向向左。
9. 如图,小明用滑雪板滑雪,从C点由静止滑下,经过B点到达最低点O,然后到达另一侧与B点等高的A点时速度刚好为零。则由C点到B点过程中,______转化为动能,从C到A点的过程中,机械能的总量______(选填“增大”、“减小”或“不变”),四个点中动能最大的是______点。
【答案】 ①. 重力势能 ②. 减小 ③. O
【解析】
【详解】[1][2][3]由C到B点过程中,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,故重力势能转化为动能;从C到A点过程中,要克服阻力做功,机械能转化为内能,故机械能总量减小;从C到A点过程中,从C到O点,重力势能大部分转化为动能,动能变大,从O到A,动能转化为重力势能,动能减小,故在O点动能最大。
10. 如图,将重为10N的圆柱体A用细绳悬挂竖直浸没在水中某一深度处,上、下表面受到水的压力F上、F下分别为2N和8N,则A受到水的浮力F浮为___________N;将细绳剪断瞬间,圆柱体A所受的合力大小为___________N;细绳剪断后,圆柱体A在水中竖直下沉过程中,压力F上、F下和浮力F浮不变的是___________(填写力的符号)。
【答案】 ①. 6 ②. 4 ③. F浮
【解析】
【详解】[1]物体A浸在液体中时,上、下两个表面的压力差为A所受浮力,所以A受到水的浮力
[2]剪断细绳瞬间,A受竖直向下的重力和竖直向上的浮力,此时A所受的合力
[3]细绳剪断后,圆柱体A在水中竖直下沉过程中,排开液体的体积不变,所处液体的密度不变,所以A受到的浮力大小不变;A下沉过程中,上、下表面所处液体深度逐渐增加,液体密度不变,由可知,上、下表面所受液体压强变大;整个下沉过程中,上、下表面的受力面积不变,又由可知,上、下表面所受压力变大。
11. 我国自主研制的C919大型客机机身的部分材料采用了第三代铝钾合金,比同等机型质量减轻了7%左右,是因为铝锂合金具有较小的___________;大飞机水平飞行时,机翼上方的空气流速比下方的空气流速___________,下方气体对机翼的压强___________(选填“大于”、“小于”“等于”)上方气体的压强。
【答案】 ①. 密度 ②. 大(快) ③. 大于
【解析】
【详解】[1]机身的体积不变,要想减轻质量,由可知,必须减小材料的密度;C919机身的部分材料采用铝理合金实现飞机减重的目标,这是用了铝理合金密度小的特点。
[2][3]等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面凸起,所以机翼上方的流速就大于机翼下方的流速;流体流速大的位置压强小,因此下方气体对机翼的压强大于上方气体的压强。
12. 小明同学分别用图甲和图乙所示的两种方法测量滑动摩擦力。在甲图中木板固定,须用弹簧测力计水平拉木块,使它做___________运动,根据二力平衡原理,可知弹簧测力计的示数就等于木块受到的摩擦力;乙图中,当快速拉动木板的过程中,弹簧测力计示数___________(选填“大于”“小于”或“等于”)木块受到的摩擦力。两种方法中___________(选填“甲”或“乙”)更优。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 等于 ③. 乙
【解析】
【详解】[1]在甲图中木板固定,须用弹簧测力计水平拉木块,使它做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理,弹簧测力计的示数就等于木块受到的摩擦力。
[2]在乙图中,用弹簧测力计拉住木块,然后用力拉动木板。当木板做加速运动时,因木块相对于地面处于静止状态,故木块受到的测力计拉力与木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,故弹簧测力计示数等于木块受到的摩擦力。
[3]甲乙两图相比,由于弹簧测力计固定在竖直墙壁不动,所以实验时弹簧测力计示数比较稳定,便于读数,而且滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度有关,与木板拉动的速度无关,所以实验中不需要木板做匀速直线运动,故乙图更优。
13. 如图甲所示为某兴趣活动小组用玻璃瓶和吸管自制的气压计,将此气压计从十楼移至一楼,吸管中水柱的高度将___________;图乙___________实验是第一个测量大气压装置,若将管子倾斜(如图丙所示),则管内水银柱长度将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 降低 ②. 托里拆利 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]大气压与海拔高度有关,海拔越高,气压越低;海拔越低,气压越高,故将此气压计从十楼移至一楼,外界气压将增大,使玻璃管中水柱的高度降低。
[2]图乙是托里拆利实验图,这个实验是由意大利科学家托里拆利完成的,是第一个测量大气压的装置。
[3]托里拆利实验中,水银柱的高度指的是从玻璃管中水银面到水银槽水银面的竖直高度,所以不管是否倾斜,只要海拔高度不变,大气压不变,水银柱的高度不会改变。
14. 在升中体育考试跳绳项目中,小丽同学1min跳了180次,每次跳起的高度为3cm,已知她的质量是45kg,那么小丽的重力是 ___________N,跳一次绳做的功约为 ___________J,1min跳绳的平均功率是 ___________W(g=10N/kg)。
【答案】 ①. 450 ②. 13.5 ③. 40.5
【解析】
【详解】[1]小丽的重力
[2]跳一次绳做的功
[3]1min跳绳做的总功
1min跳绳的平均功率
三、作图题(共7分)
15. 如图所示,静止在水平路面上的小车,其支架的杆子上固定一小钢球,请画出杆子对小钢球的作用力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小车静止在水平路面上,小钢球则也处于静止状态,为平衡状态,受平衡力,小钢球的重力竖直向下,所以杆子对小钢球的作用力与重力的大小相等,方向相反。如图所示:
16. 空易拉罐里面放一部分水,调整后可以立于如图所示的静止状态,请在图中画出易拉罐受到的重力和支持力。
【答案】
【解析】
【详解】由于易拉罐静止,故整个易拉罐受到的重力和支持力是一对平衡力,作用点在其重心上,从易拉罐的重心开始,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别在线段末尾标上字母G和F。如图所示:
。
17. 按照题目要求作图:
如图杠杆B点挂一重物G,要使杠杆在图示位置平衡,画出最小动力F1的示意图及其力臂。
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂最长,由图知动力的方向应该向下,过A点垂直于OA做出最小动力F1的示意图,如图所示:
四、实验探究题 (每空1分,共19分)
18. 如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)实验时,通过观察___________来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果;
(2)在图A、B、C的操作中,观察图A和图B可知:压力效果与___________有关;观察图B和C可知:压力效果与___________有关;
(3)若将矿泉水瓶放在石块上,如图D所示。图D与图A比较,矿泉水瓶对石块和海绵的压强___________(填“相同”或“不相同”);
(4)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块立起如图乙所示,此时砖块对地面的压强将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);小明同学将砖块倒置后,如图丙所示在一定高度释放,假设砖块竖直下落不翻转,试猜想砖块砸到地面的压强___________图乙中砖块对水平地面的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 海绵的凹陷程度 ②. 接触面积 ③. 压力大小 ④. 相同 ⑤. 变大 ⑥. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]实验时,通过观察海绵的凹陷程度来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果,这是利用了转换法。
(2)[2]研究压力作用效果与受力面积大小关系,要控制压力大小一定,在图A、B、C操作中,观察图A和B可知,压力大小相同,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,得到的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[3]观察图B和C可知:受力面积的大小不变,只改变压力大小,海绵的凹陷程度不同,得到的结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[4]由(2)结论可知,压力的作用效果与压力和受力面积有关。若将矿泉水瓶放在石块上如图D,图D与A比较,因压力和受力面积都相同,故对石块和海绵的压力作用效果相同,压强相等。
(4)[5]设如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上,现将砖块立起如图乙所示,此时砖和地面的接触面积减小,由可知,砖块对地面的压强将变大。
[6]如图丙所示在一定高度释放,假设砖块竖直下落不翻转,砖和地面接触时具有一定的速度,砖对地面的瞬间作用力大于重力,速度越快作用力越大,由可知,砖块砸到地面的压强大于图乙中砖块对水平地面的压强。
19. 小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器(分别装有一定量的水和盐水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。已知,g取10N/kg。
(1)如图①所示,弹簧秤读数为___________N,如图④所示实验步骤,物体受到的浮力为___________N,如图⑤所示实验步骤,与图④比较有什么不同___________;
(2)由图①、②、③所示实验得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与___________有关;
(3)如图所示,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体A浸入水后下表面到水面距离h关系的图像是___________(填序号);
(4)根据以上探究,圆柱体的密度为___________kg/m3;盐水的密度为___________kg/m3。
【答案】 ①. 4.8 ②. 0.8 ③. 见解析 ④. 物体排开液体的体积 ⑤. B ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]如图①弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计的示数为4.8N。
[2]由①④两图可以读出,物体重力,物体全部浸没在盐水中时弹簧测力计的拉力,物体全部浸没在水中时的浮力
[3]比较④⑤知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,浮力相同,但弹簧测力计的示数变小,说明⑤中的烧杯底对圆柱体有一个支持力,⑤中物体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力以及竖直向上的支持力,共受到4个力的作用。因为物体全部浸没在水中时浮力大小和深度无关,所以图⑤所示实验中,物体所处的深度虽然增加了,但是浮力不变仍为0.8N。
(2)[4]由图①、②、③所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,物体所受的浮力大小不同,所以得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关。
(3)[5]弹簧测力计示数F和圆柱体A浸入水后,下表面到水面距离h越大,柱体浸入水中的体积越大,受到的浮力越大,测力计的示数越小;当柱体全部浸没时,h增大,测力计的示数不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[6]由④知,浸没在水中时浮力为0.8N,圆柱体的体积
圆柱体的密度
[7]圆柱体在盐水中受到的浮力
盐水的密度
20. 汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小明由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图,其中,。
(1)三次实验应让小球由___________开始释放。实验中,动能的大小是通过___________来反映的;
(2)通过甲、乙两次实验,探究的是动能与___________的关系;
(3)进行图丙实验时,对比乙图可推断A、B两球的质量关系是:mA___________mB(选填“大于”或“小于”)。
(4)善于动脑小明又设计了如图丁所示的方案:
两边均有挡板的光滑水平地面上,将弹簧一端固定在左挡板上,另一端与木块接触不连接。将已知不同质量、大小相同的木块两次压缩弹簧到相同程度的A点,释放后木块获得的动能 ___________(选填“相同”或“不同”),木块匀速运动撞到右挡板,用秒表记录AB间运动的时间,要求验证木块动能与其质量的关系,还需测量___________。
【答案】 ①. 静止 ②. 木块的滑行距离 ③. 速度 ④. 小于 ⑤. 相同 ⑥. AB间的距离
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验中,应让小球从斜面上自由下落,即小球由静止开始下落;动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的,这里用到了转换法。
(2)[3]甲、乙两次实验,小球的质量相同,而滚下的高度不同,到达水平面的速度不同,探究动能大小与速度的关系。
(3)[4]由图乙和图丙可知,小球滚下的高度相同,到达水平面的速度相同,图丙实验中B球移动的距离大,说明B球的动能较大,B球的质量较大,故。
(4)[5]将已知不同质量、大小相同的木块两次压缩弹簧到相同程度的A点,弹簧被压缩的程度相同,具有的弹性势能相同,释放后,弹性势能转化成木块的动能,因此木块获得的动能相同。
[6]木块匀速运动撞到右挡板,用秒表记录AB间运动的时间,要求验证木块动能与其质量的关系,还需测量AB间的距离,通过比较小球在AB间的平均速度得出小球动能的大小,小球的速度越大,动能越大。
五、计算题(19题6分,20题7分,共13分)
21. 如图所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体物体B重8N,边长为10cm,质量和体积均忽略不计的细线一端固定在容器底部,另一端固定在物体B底面中央,细线长度为L=8cm,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)向容器A中缓慢加水,物体B上浮后停止加水,当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),物体排开水的体积多大?
(2)继续向容器A缓慢加水,物体B随水上升后细线拉直,当物体B的上表面恰好与水面相平时停止加水,如图3所示,求细线对物体B的拉力多大?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】解:(1)当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),此时物体B漂浮,根据沉浮条件,浮力为
F浮=G=8N
由可知,物体B排开水的体积为
(2)物体完全浸没时受到的浮力为
因为物体处于静止状态,受力平衡,则 ,细线对物体B的拉力为
答:(1)向容器A中缓慢加水,物体B上浮后停止加水,当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),物体排开水的体积为;
(2)继续向容器A缓慢加水,物体B随水上升后细线拉直,当物体B的上表面恰好与水面相平时停止加水,如图3所示,细线对物体B的拉力为2N。
22. 某汽车总重为,静止时轮胎与水平地面的接触总面积为0.05m2,不考虑外界因素影响,汽车行驶时受到的阻力为汽车总重的0.06倍且不变。如图所示,是汽车以恒定功率行驶时的速度(v)与时间(t)图像,g取10N/kg。求:
(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强;
(2)汽车匀速行驶时的功率;
(3)汽车加速行驶行驶过程中牵引力做的功。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)汽车静止时对地面的压强
(2)匀速行驶时牵引力等于阻力,汽车行驶时受到的牵引力
汽车匀速行驶时的功率
(3)汽车加速运动时牵引力不等于阻力,汽车是恒定功率行驶,故牵引力做功为
答:(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强为;
(2)汽车匀速行驶时的功率为;
(3)汽车加速行驶行驶过程中牵引力做的功为。
六、综合能力题 (每空1分,共19分)
23. 小明同学在学习了杠杆知识时,利用下列器材进行了如下探究过程:
(1)未挂钩码前,他发现杠杆左端下沉,他可将杠杆右端的平衡螺母向___________调;
(2)调节好的杠杆如图甲,在杠杆A点挂3个相同的钩码,每个钩码重0.5N。把弹簧测力计在B位置悬挂后,未进行调整后用力竖直向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,预计弹簧测力计读数将___________1.2N(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)更正操作后,若将弹簧测力计由竖直方向向右转过一定角度,沿箭头方向拉动,使杠杆重新在水平位置平衡的过程中,弹簧测力计的示数___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)保持A点钩码数量不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力 F1和动力臂l1的数据,绘制了F1- l1的关系图像,如图乙。请根据图线推算,当 l1 为8cm时,F1为___________N;
(5)如图丙,工人在使用扳手时,在扳手手柄上加了一个长套筒,小明知道这是通过___________的办法省力,图中工人在 C 处沿不同方向施力均能把螺丝拧起,则Fa___________ Fb(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 ①. 右 ②. 小于 ③. 变大 ④. 0.75 ⑤. 延长力臂 ⑥. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]在挂钩码前,小组发现杠杆左端低右端高,应将杠杆右端的平衡螺母向右调节,是杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]根据杠杆平衡条件可得
由图可知,弹簧测力计倒立使用,因为弹簧测力计未调整,所以由于自身的重力影响会导致测量的示数变小。
(3)[3]拉力的方向由竖直向上逐渐向右倾斜时,根据力臂的定义可知,动力臂变小了,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数将变大。
(4)[4]由图像可得
当力臂时
(5)[5]根据杠杆平衡原理可知,阻力和阻力臂不变时,增大动力臂可以减小动力,在扳手手柄上加了一个长套筒,就是通过增大力臂来达到省力的效果。
[6]分别做出Fa、Fb的力臂可知,Fa的力臂大于Fb的力臂,阻力和阻力臂不变,所以Fa小于Fb。
24. 阅读短文,回答问题:
如图甲所示是2022北京冬奥会的滑雪大跳台,回答:
(1)运动员从起点下滑,过程中先后经过M、S两点,她在这两点的动能和重力势能如图乙所示,M点的动能为___________,在M、S两点相比,速度 ___________,机械能 ___________(后两空均选填“M点大”、“S点大”或“一样大”);
(2)小明制作大跳台的模型,把跳台滑道上段简化成如图丙的杠杆,O是支点,A是这段滑道的重心,若模型支架对滑道的力F作用在B点,沿bc线;根据杠杆平衡条件可以判断,F ___________滑道上段所受的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”);该杠杆是 ___________杠杆;
(3)用图丁装置模拟建造滑道,被匀速提升的模型部件重10N,每个滑轮重2N,则拉力F大小为___________N。
【答案】 ①. 0.5×104J ②. S点大 ③. M点大 ④. 小于 ⑤. 省力 ⑥. 6
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知,M点的动能为。
[2]由图乙可知,M点比S点的动能小,由于物体的质量不变,由动能的影响因素可知,物体的速度在S点大。
[3]由图乙可知,M点的动能和重力势能之和比S点的大,由于机械能等于动能与重力势能的总和,因此机械能是M点大。
(2)[4][5]由丙图分析可知,此杠杆动力臂大于阻力臂,故是省力杠杆,所以支架对滑道的力F小于重力G。
(3)[6]由图可知n=2,故拉力大小为
25. 阅读短文,回答问题:
自古以来,就有很多人认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力撤掉,物体就会停止运动。然而,伽利略通过实验分析得出,物体的运动并不需要力来维持。伽利略当初做了怎样的实验呢,小明和小东一起向这一真理进行了如下探索:
(1)小明制作了一个V形斜槽,将一小球从O点静止释放,小球无碰撞经过底部后上升到斜槽另一端A,两位同学发现,重复实验次数,A、B、C各点均略低于O点,请你分析其中原因是:___________;
(2)将斜槽进行理想化处理,认为OA等高;小东将斜槽另一端更倾斜些,小球释放点应该在___________(选填“O点上方”、“O点”或“O点下方”);
(3)他们做了三次不同斜槽的实验,理想状态下,A、B、C三点高度___________(选填“相同”或“不同”);你认为他们再继续倾斜斜槽做实验会遇到什么困难___________;
(4)于是小明和小东进行科学推理,斜槽另一端无限接水平面时,小球将___________;
(5)通过这个实际与理论猜想的实验,伽利略得出了如下结论___________;
A.力是维持物体运动的原因
B.力不是维持物体运动的原因
C.物体不受力的作用时,将一直保持匀速直线或静止状态
D.物体不受力的作用时,原来的运动状态瞬间消失
(6)下列生活情形中没有运用伽利略理想实验结论的是___________;
A. 刹车时乘客向前倾
B. 重锤线
C. 铁锤紧固
D. 神舟十三号绕地飞行
【答案】 ①. 斜槽有摩擦力(或填有阻力、有摩擦力) ②. O点 ③. 相同 ④. 没有足够的空间(或没有足够长的斜槽) ⑤. 一直匀速运动下去 ⑥. BC ⑦. B
【解析】
【详解】(1)[1]小球无碰撞经过底部后上升到斜槽另一端A,两位同学发现,重复实验次数,A点均略低于O点,是因为小球与斜槽之间存在摩擦力,小球的大部分重力势能转化为动能,一小部分转化成内能,因此A、B、C各点均略低于O点。
(2)[2]将斜槽进行理想化处理,认为OA等高,必须是斜槽足够光滑,不考虑小球与斜槽的摩擦力,小东将斜槽另一端更倾斜些,小球释放点应该在O点。
(3)[3][4]他们做了三次不同斜槽的实验,理想状态下,不考虑摩擦阻力,A、B、C三点高度相同;再继续倾斜斜槽做实验,小球滑行的距离会更远,需要的斜槽会更长,遇到的困难是没有足够长的斜槽。
(4)[5]对实验进行科学推理,斜槽另一端无限接水平面时,小球的重力势能转化成动能,小球将的速度将不再减小,小球将一直匀速运动下去。
(5)[6]通过这个实际与理论猜想的实验,伽利略认为,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因;如果物体不受力的作用,物体将一直保持匀速运动状态,故BC符合题意,AD不符合题意。
故选BC。
(6)[7]利略理想实验结论的是:力是改变物体运动状态的原因;物体不受力的作用,将保持静止或匀速直线运动状态,这种性质叫惯性;
A.刹车时乘客向前倾,是由于乘客具有向前运动的惯性,故A不符合题意;
B.重垂线是利用重力的方向竖直向下,故B符合题意;
C.铁锤紧固是利用了铁锤具有惯性,故C不符合题意;
D.神舟十三号绕地飞行,是因为神舟受到重力的作用,运动方向时刻改变,故D不符合题意。
故选B。
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