河北省衡水市第三中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试卷
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这是一份河北省衡水市第三中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试卷,共49页。试卷主要包含了选择题,多选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)善于观察和思考是学好物理的基本方法,下列有关对生活现象的观察、估测的数据中,与实际情况最接近的是( )
A.托起一个鸡蛋的力约为5N
B.成年人一般步行的速度约为4km/h
C.一个标准大气压大约能托起1m高的水柱
D.课桌的高度约为1.5m
2.(2分)科普活动中,老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验,惊艳了全场。该实验如下:将一个用轻质泡沫做成的圆环,结果发现圆环不但没有滚下,反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现,
在圆环加速滚上斜坡的过程中,下列说法正确的是( )
A.圆环的动能增大,重力势能减小
B.圆环的动能减小,重力势能减小
C.圆环的动能增大,重力势能增大
D.圆环的动能减小,重力势能增大
3.(2分)很多同学喜欢骑山地车出行。下列关于山地车的结构及使用的说法中正确的是( )
A.自行车的车座做得较宽大是为了减小对臀部的压力
B.自行车的车把实际上是一个省力杠杆
C.骑自行车上坡前用力蹬车是为了增大惯性
D.骑自行车匀速下坡时动能和机械能都不变
4.(2分)如图,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动( )
A.木块受到小车对它施加向右的摩擦力
B.木块运动速度越大,惯性也越大
C.当小车受到阻力突然停止运动时,如果木块与小车接触面非常光滑,木块将向右倾倒
D.小车对木块的支持力和木块对小车的压力是一对相互作用力
5.(2分)小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)和“探究影响动能大小的因素”(如图乙)两个实验( )
A.为了实验效果明显,甲实验中水平面要尽量粗糙,乙实验中水平面要尽量光滑
B.甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C.甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D.甲实验中小球刚开始下滑时具有的机械能相等,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
6.(2分)下面把车轮推上台阶的四种方法,推力的作用点相同,推力的方向不同,则最省力的推法是( )
A.B.
C.D.
7.(2分)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,是历史悠久的称重器具之一。如图是杆秤的结构示意图,秤盘上不放重物时,秤砣移至D处杆秤恰好可以水平平衡。关于杆秤下列说法正确的是( )
A.杆秤上的零刻度线就在提纽O处
B.被称物体质量一定大于秤砣质量
C.被称物体质量越大,秤砣离提纽越远
D.若秤砣磕掉一块,被称物体的称量值比真实值小
8.(2分)甲、乙两物体放在水平面上,它们的质量之比为m甲:m乙=2:3,它们与地面的接触面积之比为S甲:S乙=3:4,则它们对地面的压力之比F甲:F乙与它们对地面的压强之比p甲:p乙分别为( )
A.2:3,9:8B.3:2,1:2C.2:3,2:1D.2:3,8:9
9.(2分)如图所示,一根轻木条左端放一支较短的蜡烛,右端放一支较长的蜡烛,木条能在水平位置平衡。同时点燃蜡烛,点燃后蜡烛的燃烧速度相同。那么,木条( )
A.始终保持水平B.左端会下沉
C.右端会下沉D.无法判断
10.(2分)如图所示,下列简单机械中,属于省距离的是( )
A.斜面
B.镊子
C.钢丝钳
D.定滑轮
11.(2分)如图所示,是小球下落后压弹簧的示意图,a点是小球下落的最高点,c点是弹力与重力相等的点,d点是弹簧压缩后的最低点。以下说法正确的是( )
A.a点的动能最大B.b点的重力势能最大
C.c点为动能最大D.d点为弹性势能为零
12.(2分)如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103kg/m3)。则下列说法正确的是( )
A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g
B.丙图中浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.9N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为6.9N
D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3
13.(2分)如图所示,物体甲的重力为12N,物体乙的重力为8N,关于此图中各力的大小,下列判断正确的是( )
A.绳子对甲的拉力为12N
B.绳子对乙的拉力为8N
C.弹簧测力计的示数为12N
D.甲受到地面的支持力为8N
14.(2分)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,两个容器中的液面高度不同,下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
B.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
C.两种液体对容器底压强的大小关系是pa>pb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
15.(2分)高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直,以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣,每个坠砣配重为150N,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮A为动滑轮、B为定滑轮
B.该牵引装置既能省力又能省距离
C.输电线P端受到的拉力大小为5000N
D.坠砣对钢绳的拉力做功为900J
16.(2分)如图所示、在两个完全相同的长玻璃筒中,分别装入高度相同的水和食用油。然后将两个完全相同的金属球从液面O点由静止释放,金属球沿直线下沉到P点,下面物理量相同的是( )
A.两个容器底部受到液体的压强
B.两球受到液体的浮力
C.两球重力势能变化量
D.两球重力做功的功率
17.(2分)如图所示,关于下列几种情景下的示意图以及描述,其中正确的是( )
A.甲图:木块沿粗糙斜面向上运动时受力示意图
B.乙图:作用在杠杆上动力F的力臂L的示意图
C.丙图:漂浮在置于斜面上的烧杯中的小球受力示意图
D.丁图:此时大气压强等于740mm高水银柱产生的压强
18.(2分)下列中招体育考试项目中,与物理相关的知识分析正确的是( )
A.掷出去的实心球沿曲线运动,是因为实心球受到平衡力的作用
B.长跑时,小明跑到终点后不能立即停下来,是因为小明受到惯性
C.跳绳时,小明跳得越快,克服重力做功一定越多
D.立定跳远时,脚要用力向后蹬地,说明物体间力的作用是相互的
19.(2分)如今大城市普遍存在着停车难的问题,图甲是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”。图乙为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图,其中A为存车架,杆的B端固定悬挂泊车装置,BC为牵引OB杆转动的钢丝绳,小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中,作用在B点的动力将(忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力( )
A.逐渐变小B.逐渐变大
C.先变小后变大D.先变大后变小
20.(2分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,已知杠杆上每个小格长度为2cm,当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30角),下列说法正确的是( )
A.动力臂为0.08m
B.此时为省力杠杆
C.钩码总重为2N
D.若使弹簧测力计逐渐变为竖直向上拉动杠杆,测力计示数增大
21.(2分)在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中,均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是( )
A.都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量
B.都需要观察小桌陷入沙中的深度
C.前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
D.后者实验中小桌不需要倒放
22.(2分)某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大;讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;③每个同学的体重G;下面比较方案中可行是( )
A.比较t的大小B.比较G的大小
C.比较的大小D.比较的大小
23.(2分)如图甲所示,在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体,受到方向不变的水平拉力F的作用( )
A.9﹣12s内拉力做功为18J
B.0﹣3s内拉力做功为9J
C.3﹣6s内拉力的功率逐渐变小
D.第4s拉力的功率为36W
24.(2分)如图所示的滑轮组,用300N的水平拉力F将水平地面上一个重为3600N的物体,在5s内匀速拉动2m,下列说法正确的是( )
A.物体与地面的摩擦力为480N
B.拉力移动的速度为0.8m/s
C.克服物体重力做功为7200J
D.拉力的功率为360W
25.(2分)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( )
A.F1大于F2B.F2比F1的功率大
C.F1与F2做功一样多D.甲的重力做功较多
26.(2分)如图甲,在弹簧测力计下悬挂一个重为G、体积为V的长方体,弹簧测力计的示数为F1。如图乙,长方体悬浮在水中,受到的浮力为F浮;水对长方体上、下表面的压力分别为F2、F3。下列关系式中正确的是:①F浮=F1;②G=F3﹣F2;③F3=F1+F2;④G=ρ水gV( )
A.①②③④B.①②C.②③D.①②③
27.(2分)2024年2月27日,“空中的士”首飞成功,深圳至珠海仅需20分钟。如图所示,可载5人,巡航速度可达200km/h( )
A.本次深圳至珠海航行距离约为400km
B.“空中的士”能起飞是因为它受到了空气的浮力
C.“空中的士”加速升空时受到的升力等于重力
D.满载时上升100m对所有乘客做功约为3×105J
28.(2分)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲,草莓漂浮,如图乙,如图丙;水均未溢出1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1﹣m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2﹣m1﹣m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3﹣m2﹣m0)g
29.(2分)如图所示,把一个物体分别沿光滑斜面AC、BC推上顶端,所用推力分别为F1、F2,所做的功分别为W1、W2,已知AC>BC。下列说法中( )
①F1=F2
②F1<F2
③W1<W2
④W1=W2
A.只有①③正确B.只有②④正确
C.只有①④正确D.只有②③正确
二、多选题(本大题共3个小题,共9分。每小题3分。每小题的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题意,每小题3分,全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选或不选的不得分)
(多选)30.(3分)如图1,小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升物体M(绳长不变),做功情况如图2,则( )
A.甲的总功大于乙
B.甲的机械效率大于乙
C.甲提升M的高度等于乙
D.甲提升M的速度大于乙
(多选)31.(3分)如图所示,杆OC的一端固定在竖直杆上,且可以绕着固定点O转动。小明把质量为0.6kg的重物挂在B点,并将其竖直向上匀速拉动了10cm,此过程中弹簧测力计的示数为4N,g取10N/kg。则下列说法正确的是( )
A.提升重物过程中该杆为费力杠杆
B.弹簧测力计的拉力F做的功为0.4J
C.在提升重物的过程中,杠杆的机械效率为75%
D.若将重物的悬挂点由B点移至A点,再将重物匀速提升相同高度,拉力变大
(多选)32.(3分)滑块A和滑板B(足够长)叠放在光滑水平地面上,滑块A和滑板B左侧还通过如图所示的滑轮组用细线连接。用水平向右大小为12N的拉力在4s内,忽略滑轮与绳子间的摩擦,滑轮重力不计。滑块A向右匀速运动的过程中( )
A.竖直墙壁受到的拉力为8N
B.滑块A和滑板B之间的摩擦力大小为8N
C.动滑轮对滑板B的拉力做功3.2J
D.动滑轮对滑板B的拉力的功率为1.6W
三、填空题(本大题共3个小题,共8分。每空1分。)
33.(2分)如图为一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动的v﹣t图象,汽车行驶过程中所受阻力f=4500N恒定不变。在0~10s内汽车通过的路程为130m,则在0~10s发动机功率为 W,牵引力所做的功是 J。
34.(3分)“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置 (填简单机械名称)模型;人们借助这种装置的主要目的是为 (选填“省力”、“省距离”或“省功”);利用该装置提升的物体越重,该装置的机械效率会越 。
35.(3分)如图甲是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计。竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10cm g/cm3,将该密度计漂浮在酒精中,所受的浮力 在水中所受的浮力(大于/小于/等于);小华用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计,如图乙,若用小华的密度计来测量液体密度,测量值比真实值偏 。
四、作图题(本大题共2个小题,共4分。每小题2分。)
36.(2分)如图甲所示的是一个拔草工具。拔草时,可以将其看成一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,F2是草对拔草工具的阻力,人在B点施加动力F1。请在图乙中画出人作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。
37.(2分)请在图丙中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。
五、实验探究题(本大题共2个小题,共13分。每空1分。)
38.(4分)项目化小组用各种材料制作了5个不同密度的小球,分别标为1~5号。按顺序用长度相同的细线连接(忽略细线体积)。如图甲所示,测出液体的密度。
【项目原理】图甲中液体密度与 号小球的密度相同;
【项目制作】也可以称取不同质量的同种材料,制作成5个内部空心部分体积不同,但外部总体积相等的小球,放入待测液中,进行测量,最合适制作的材料是 ;
【项目改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间,则两小球间细线将 (选填“拉直”或“松弛”);
为了更准确地测量,他们选了表中两种材料做了简易密度计,如图乙所示,描点得到的图像如图丙所示,则图像中横坐标所表示的量是 (选填“G”“F浮”或“ρ”)。
39.(9分)在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用如图1所示的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量 。
(2)如图2所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验时,应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
实验中每个钩码重为2N,实验记录数据如表一所示;
表一:
①由图2可知,第2次实验中弹簧测力计的示数为 N。
②分析实验数据可得:用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明用图3所示,在探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”的实验中,实验记录数据如表二所示:
表二:
①发现斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力 (选填“有关”或“无关”);
②其他条件相同时,斜面倾角越 (选填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的机械效率越 。
六、计算题(本大题共1个小题,共8分。)
40.(8分)如图所示,重为900N的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s。(不计摩擦及绳重)求:
(1)工人师傅拉绳的功率。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)体重为450N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大。
2023-2024学年河北省衡水三中八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共29个小题,共58分。每小题2分。每小题的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1.(2分)善于观察和思考是学好物理的基本方法,下列有关对生活现象的观察、估测的数据中,与实际情况最接近的是( )
A.托起一个鸡蛋的力约为5N
B.成年人一般步行的速度约为4km/h
C.一个标准大气压大约能托起1m高的水柱
D.课桌的高度约为1.5m
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、一个鸡蛋的质量大约是50g=0.05kg,故A错误;
B、人一般步行的速度约为1.4m/s,故B正确;
C、一个标准大气压大约能托起10m高的水柱;
D、课桌的高度约为0.8m。
故选:B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.(2分)科普活动中,老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验,惊艳了全场。该实验如下:将一个用轻质泡沫做成的圆环,结果发现圆环不但没有滚下,反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现,
在圆环加速滚上斜坡的过程中,下列说法正确的是( )
A.圆环的动能增大,重力势能减小
B.圆环的动能减小,重力势能减小
C.圆环的动能增大,重力势能增大
D.圆环的动能减小,重力势能增大
【分析】动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关。
【解答】解:在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环的质量不变,动能增大,重心变低,重力势能减小。
故选:A。
【点评】本题考查了动能和势能的变化,明确影响动能、重力势能大小的因素是解题的关键。
3.(2分)很多同学喜欢骑山地车出行。下列关于山地车的结构及使用的说法中正确的是( )
A.自行车的车座做得较宽大是为了减小对臀部的压力
B.自行车的车把实际上是一个省力杠杆
C.骑自行车上坡前用力蹬车是为了增大惯性
D.骑自行车匀速下坡时动能和机械能都不变
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
(2)联系生活经验,判断杠杆在使用过程中,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。
(3)惯性是物体的固有属性,惯性大小只与物体的质量有关。
(4)由于存在摩擦,需克服摩擦做功,机械能转化为内能。
【解答】解:A、自行车的车座做得较宽大是在压力一定时,故A错误;
B、刹车装置在使用过程中,是省力杠杆;
C、惯性是物体的固有属性,骑自行车上坡前用力蹬车,因此惯性不变;
D、由于存在摩擦,机械能减小。故D错误。
故选:B。
【点评】自行车是日常生活中最常见的交通工具,从自行车的结构和使用来看,应用了非常多的物理知识,包括力学、声现象、光现象、大气压强、杠杆及简单机械等方面,平时多注意观察,将学到的知识与实际应用结合起来。
4.(2分)如图,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动( )
A.木块受到小车对它施加向右的摩擦力
B.木块运动速度越大,惯性也越大
C.当小车受到阻力突然停止运动时,如果木块与小车接触面非常光滑,木块将向右倾倒
D.小车对木块的支持力和木块对小车的压力是一对相互作用力
【分析】摩擦力的产生条件,两物体相互接触,并且物体之间要发生或已经发生相对运动;
惯性的大小只与物体的质量有关,速度大小、受力大小都不影响惯性;
牛顿第一定律:物体不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上。
【解答】解:
A、由于木块随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动,也没有相对运动趋势,所以木块没有受到摩擦力的作用;
B、惯性的大小只与物体的质量有关,故B错误。
C、当小车受到阻力突然停止运动时;如果木块与小车接触面光滑(无摩擦力),则木块不会倾倒。
D、木块对小车的压力与小车对木块的支持力,大小相等、作用在同一直线上,故D正确。
故选:D。
【点评】此类题考查了摩擦力产生的条件、惯性的影响因素、二力平衡的条件以及牛顿第一定律等多方面的知识,是一道综合性较强的题目。
5.(2分)小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)和“探究影响动能大小的因素”(如图乙)两个实验( )
A.为了实验效果明显,甲实验中水平面要尽量粗糙,乙实验中水平面要尽量光滑
B.甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C.甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D.甲实验中小球刚开始下滑时具有的机械能相等,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
【分析】(1)“探究阻力对物体运动的影响”时要改变水平面的粗糙程度,“探究影响动能大小的因素”实验中水平面的要粗糙些;
(2)甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的获得速度;
(3)惯性是物体本身的一种性质,只能说“具有惯性”不能说“受惯性的作用”
(4)根据实验的目的,观察实验现象得出答案。
【解答】解:A、“探究阻力对物体运动的影响”时要改变水平面的粗糙程度,物体的运动情况;
“探究影响动能大小的因素”实验中水平面的要粗糙些,观察木块被推动距离的远近来体现动能的大小;
B、甲、乙两个实验中,但速度不一定相同,需要小车从不同的高度往下滑,故B错误;
C、甲、乙两个实验中,而不能说“受惯性作用”;
D、“探究阻力对物体运动的影响”小球刚滑到斜面底端的速度相同;“探究影响动能大小的因素”实验中木块被撞得越远,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了“探究运动和力的关系”实验和“探究影响动能大小的因素”的区别和联系,考查对实验数据的分析处理能力,要深入分析实验收集的信息,分析出数据所反映的物理知识,最后得出结论。
6.(2分)下面把车轮推上台阶的四种方法,推力的作用点相同,推力的方向不同,则最省力的推法是( )
A.B.
C.D.
【分析】由杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定的情况下,动力臂越长,动力越小,根据图示找出最长的动力臂,即可找出最省力的推法。
【解答】解:由图可知,车轮可看作是一个杠杆;
阻力等于车轮的重力G不变,阻力臂在图示四种情况下都相同,当动力臂最大时,
各力的力臂,如下图所示:在各图中各力的作用点相同,
OB、OC,均小于斜边0A的连线3的力臂L4最大,因此推力F3最小。
故选:C。
【点评】使用杠杆,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力;画出力臂,找出最长的动力臂是本题的关键。
7.(2分)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,是历史悠久的称重器具之一。如图是杆秤的结构示意图,秤盘上不放重物时,秤砣移至D处杆秤恰好可以水平平衡。关于杆秤下列说法正确的是( )
A.杆秤上的零刻度线就在提纽O处
B.被称物体质量一定大于秤砣质量
C.被称物体质量越大,秤砣离提纽越远
D.若秤砣磕掉一块,被称物体的称量值比真实值小
【分析】将杆秤进行模型化分析,找到其支点、力和力臂,进行分析即可。
【解答】解:假设空盘时秤砣在D点,秤盘上放入重为G的物体时秤砣在E点物×OC=G秤砣×DE。
A、因为空盘对C点有拉力,故零刻度线不在O点;
B、被称物体的物体不可过大,故B选项错误;
C、被称物体质量越大,根据前面给出的杠杆平衡原理G物×OC=G秤砣×DE得到DE越大,即秤砣离提纽更远;
D、若秤砣磕掉一块,秤砣所在位置力臂应更大一些,故称量值大于真实值。
故选:C。
【点评】本题考查了杠杆平衡原理的应用——杆秤,有对基本平衡原理的考查,也考查了动态变化和误差分析,有一定难度。
8.(2分)甲、乙两物体放在水平面上,它们的质量之比为m甲:m乙=2:3,它们与地面的接触面积之比为S甲:S乙=3:4,则它们对地面的压力之比F甲:F乙与它们对地面的压强之比p甲:p乙分别为( )
A.2:3,9:8B.3:2,1:2C.2:3,2:1D.2:3,8:9
【分析】(1)静止在水平面上的压力等于物体的重力;
(2)根据公式即可计算出压强之比。
【解答】解:(1)静止在水平面上的压力等于物体的重力,所以它们对地面的压力之比为:
;
(2)根据公式即可计算出压强之比为:
。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查压强的公式的应用,难度适中。
9.(2分)如图所示,一根轻木条左端放一支较短的蜡烛,右端放一支较长的蜡烛,木条能在水平位置平衡。同时点燃蜡烛,点燃后蜡烛的燃烧速度相同。那么,木条( )
A.始终保持水平B.左端会下沉
C.右端会下沉D.无法判断
【分析】蜡烛对杠杆的作用力等于蜡烛的重力,由于杠杆是在水平方向平衡,所以力臂的长度等于蜡烛到支点的距离。
设左右两边的蜡烛质量分别为m左、m右,根据杠杆平衡条件可得m左g×L左=m右g×L右,
由于蜡烛同时点燃,燃烧速度相同,过一段时间后因燃烧减少的质量Δm相同,这时根据杠杆受到的力的变化,利用杠杆平衡条件分析。
【解答】解:设左右两边的蜡烛质量分别为m左、m右,
∵杠杆在水平位置平衡;
∴m左g×L左=m右g×L右﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
∵两支蜡烛粗细相同,同时点燃,
∴两支蜡烛因燃烧减少的质量Δm相同,此时杠杆左右两端受到的力分别为(m左﹣Δm)g、(m右﹣Δm)g,
∵左边:(m左﹣Δm)gL左=m左g×L左﹣△mgL左﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
右边:(m右﹣Δm)gL右=m右g×L右﹣△mgL右﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由图可知:L左>L右,则△mgL左>△mgL右,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
∴根据①④可比较②③得:
(m甲﹣Δm)gL左<(m右﹣Δm)gL右,
所以杠杆失去平衡,右端会下沉。
故选:C。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用,知道蜡烛燃烧的速度相等反映出来的蜡烛的质量减少相等、对杠杆变化的力相等,以及力臂不变是本题的关键。
10.(2分)如图所示,下列简单机械中,属于省距离的是( )
A.斜面
B.镊子
C.钢丝钳
D.定滑轮
【分析】①结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,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。
②不同杠杆的优缺点都不一样。省力杠杆费距离,费力杠杆省距离,等臂杠杆既不省距离也不费距离。
【解答】解:A、斜面在使用过程中,是省力杠杆;
B、镊子在使用过程中,是费力杠杆;
C、钢丝钳在使用过程中,是省力杠杆;
D、定滑轮实质是等臂杠杆,也不省距离。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对常见的简单机械的优缺点的了解与掌握,了解各简单机械的特点,合理利用,有意义。
11.(2分)如图所示,是小球下落后压弹簧的示意图,a点是小球下落的最高点,c点是弹力与重力相等的点,d点是弹簧压缩后的最低点。以下说法正确的是( )
A.a点的动能最大B.b点的重力势能最大
C.c点为动能最大D.d点为弹性势能为零
【分析】(1)从动能、重力势能、弹性势能的影响因素进行分析。
动能的大小跟质量和速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大;在速度一定时,质量越大,动能越大。
重力势能大小跟质量和高度有关,质量一定时,高度越高,重力势能越大;在高度一定时,质量越大,重力势能越大。
弹性势能的大小跟弹性形变有关,弹性形变越大,弹性势能越大。
(2)弹力大小与弹性形变大小有关。
【解答】解:A、动能的大小跟质量和速度有关,质量一定,a点的动能最小;
B、重力势能大小跟质量和高度有关,a点的高度最大,b点的重力势能比a点的小;
C、小球在c点时,重力等于弹力,c点的动能最大;
D、d点时,弹簧的弹性势能最大。
故选:C。
【点评】小球刚接触的弹簧到最低点,小球在ac段受到的合力向下,是加速运动;c点受到重力和弹力是平衡力;小球在cd段受到的合力向上,是减速运动,整个过程注意速度的变化。
12.(2分)如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103kg/m3)。则下列说法正确的是( )
A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g
B.丙图中浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.9N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为6.9N
D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3
【分析】(1)利用称重法求浸没在水中的鹅卵石所受的浮力;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算小桶中水的质量;
(3)丁图中弹簧测力计的示数为溢水杯、剩余水及鹅卵石的总重力,据此解题;
(4)由G=mg可求得鹅卵石的质量,鹅卵石浸没时,由V=V排,由阿基米德原理计算排开水的体积,由密度公式计算鹅卵石的密度。
【解答】解:
AB、由图乙和丙,丙图中鹅卵石受到的浮力:F浮=G石﹣F拉=1.4N﹣2.9N=0.4N;
根据阿基米德原理可得,溢水杯溢到小桶中水的重力:G排=F浮=0.5N,
则溢到小桶中水的质量:m排===0.05kg=50g、B错误;
C、将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,
则丁图中弹簧测力计的示数为:F=G总﹣G排=(7.0N+1.8N)﹣0.5N=3.9N,故C正确;
D、鹅卵石的质量m石===0.14kg,
由F浮=ρ水gV排可得,鹅卵石排开水的体积:
V排===5×10﹣5m2,
鹅卵石浸没在水中,鹅卵石的体积为:V=V排=5×10﹣5m7,
鹅卵石密度:ρ石===2.8×107kg/m3=2.3g/cm3;故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了称重法测浮力、阿基米德原理的应用、密度的计算,要知道物体浸没时物体体积等于排开液体的体积。
13.(2分)如图所示,物体甲的重力为12N,物体乙的重力为8N,关于此图中各力的大小,下列判断正确的是( )
A.绳子对甲的拉力为12N
B.绳子对乙的拉力为8N
C.弹簧测力计的示数为12N
D.甲受到地面的支持力为8N
【分析】(1)先对乙进行受力分析,由平衡条件求出弹簧受到的拉力;
(2)对甲进行受力分析,由平衡条件可求出地面对甲物体的支持力;
(3)一对平衡力需作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
一对相互作用力作用在两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:A、物体乙的重力为8N,不改变大小,故A错误;
B、乙静止,受到的重力和绳子对其的拉力为一对平衡力,则绳子对乙的拉力为8N;
C、绳子的拉力为2N,故C错误;
D、甲静止,受到自身的重力12N,根据力的平衡条件支=G甲﹣F拉=12N﹣8N=4N,故D错误。
故选:B。
【点评】对物体正确受力分析、熟练应用平衡条件是解这道题的前提与关键。解力学题时,要养成对物体正确受力分析的良好习惯。
14.(2分)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,两个容器中的液面高度不同,下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
B.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
C.两种液体对容器底压强的大小关系是pa>pb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
【分析】(1)用ρ=比较a、b两种液体的密度大小关系;
(2)用F=G总=m容g+m液g容易比较桌面对两个容器对桌面的压力的大小关系;根据p=比较两个容器对桌面压强的大小关系;
(3)水平放置的柱状容器内的液体对容器底部的压力等于液重,上小下大的容器内的液体对容器底部的压力大于液重,在此基础上,用p=比较两种液体对容器底压强的大小关系。
【解答】解:A、由图可知,aa>Vb,而a、b两种液体的质量是相等的可知,ρa<ρb,故A错误;
BD、容器的质量相同,根据F=G总=m容g+m液g可知,甲、乙两个装置对水平面的压力相同甲=F乙,底面积相同,根据p=,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故B错误,D正确;
C、液体的质量相同,液体的重力相同,则甲容器底部受到的压力等于液体的重力,则乙容器底部受到的压力大于液体的重力,两种液体对容器底压力的大小关系是Fa<Fb;容器的底面积相同,根据p=,两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb,故C错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键是:知道液体对水平放置的容器底部的压力不一定等于液重,柱状容器内的液体对容器底部的压力等于液重;上小下大的容器内的液体对容器底部的压力大于液重;上大下小的容器内的液体对容器底部的压力小于液重。
15.(2分)高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直,以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣,每个坠砣配重为150N,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮A为动滑轮、B为定滑轮
B.该牵引装置既能省力又能省距离
C.输电线P端受到的拉力大小为5000N
D.坠砣对钢绳的拉力做功为900J
【分析】(1)定滑轮和动滑轮的主要区别是:动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动;
(2)根据功的原理分析;
(3)钢绳上的拉力即为30个坠砣的总重力,由F=G可求得钢绳上的拉力;
如图使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n=2,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,由G=FP求出输电线P端受到的拉力大小;
(4)根据W=Fh求出坠砣对钢绳的拉力做的功。
【解答】解:A、由图可知,是定滑轮,是动滑轮;
B、根据功的原理,故B错误;
C、30个坠砣的总重力:G=30×150N=4500N;
由图知,使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n=2,不计滑轮和钢绳自重及摩擦FP,
则输电线P端受到的拉力大小:
FP=2G=2×4500N=8×103N;故C错误;
D、坠砣对钢绳的拉力做的功为:
W=Fh=4500N×0.5m=900J,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了做功公式和滑轮组拉力公式的应用,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
16.(2分)如图所示、在两个完全相同的长玻璃筒中,分别装入高度相同的水和食用油。然后将两个完全相同的金属球从液面O点由静止释放,金属球沿直线下沉到P点,下面物理量相同的是( )
A.两个容器底部受到液体的压强
B.两球受到液体的浮力
C.两球重力势能变化量
D.两球重力做功的功率
【分析】(1)液体压强的大小与液体深度和液体密度有关;
(2)物体所受浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关;
(3)重力势能的大小与物体的质量和高度有关;
(4)先根据W=Gh=mgh比较两球重力做功的关系,由题意可知所用时间的关系,再根据P=比较重力做功的功率关系。
【解答】解:
A.已知水和食用油的高度相同,由p=ρ液gh可知两个容器底部受到液体的压强不同,故A不符合题意;
B.已知两个金属球的体积相同,此时排开液体的体积相同,由F浮=ρ液gV排可知,此时两球受到液体的浮力不同;
C.两个完全相同的金属球从O点运动到P点,两球的质量相同,故C符合题意;
D.两球的质量相同,下落的高度也相同,两球在水和食用油中重力做的功相同,即小球在食用油中所用时间较长可知两球重力做功的功率不同(或小球在食用油中重力做功的功率较小)。
故选:C。
【点评】本题考查了液体压强、浮力、重力势能和功率的大小比较,难度不大。
17.(2分)如图所示,关于下列几种情景下的示意图以及描述,其中正确的是( )
A.甲图:木块沿粗糙斜面向上运动时受力示意图
B.乙图:作用在杠杆上动力F的力臂L的示意图
C.丙图:漂浮在置于斜面上的烧杯中的小球受力示意图
D.丁图:此时大气压强等于740mm高水银柱产生的压强
【分析】(1)对物体进行受力分析的顺序是:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘液气浮;
(2)力臂即点到线的距离:支点到力的作用线的距离;
(3)浮力的方向竖直向上;
(4)在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差反映了大气压强的大小。
【解答】解:A、小木块沿斜面向上运动时,而图中摩擦力是向上的;
B、力臂是指从支点到力的作用线的距离,故B错误;
C、浸在液体中的物体受到浮力的方向与重力的方向相反,故C错误;
D、丁图水银面的高度差为740mm,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查力的图示、力臂、浮力的方向以及大气压的有关知识,是一道综合题。
18.(2分)下列中招体育考试项目中,与物理相关的知识分析正确的是( )
A.掷出去的实心球沿曲线运动,是因为实心球受到平衡力的作用
B.长跑时,小明跑到终点后不能立即停下来,是因为小明受到惯性
C.跳绳时,小明跳得越快,克服重力做功一定越多
D.立定跳远时,脚要用力向后蹬地,说明物体间力的作用是相互的
【分析】(1)处于非平衡状态的物体一定受到非平衡力的作用;
(2)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(3)根据W=Gh分析;
(4)物体间力的作用是相互的。
【解答】解:A、投出去的实心球沿曲线运动,是因为实心球受到非平衡力的作用;
B、跑步到终点不能立即停下来,惯性不是力,故B错误;
C、由W=Gh可知,小明跳得越快,故C错误;
D、立定跳远时,地面给人的反作用力使人向前运动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了比较功的大小、平衡力的辨别、惯性、相互作用力的应用等,是一道力学综合题。
19.(2分)如今大城市普遍存在着停车难的问题,图甲是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”。图乙为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图,其中A为存车架,杆的B端固定悬挂泊车装置,BC为牵引OB杆转动的钢丝绳,小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中,作用在B点的动力将(忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力( )
A.逐渐变小B.逐渐变大
C.先变小后变大D.先变大后变小
【分析】OB杆在提升过程,车対杆子的拉力力臂越来越小,而CB拉力的力臂逐渐增大,当二者绳子拉力方向夹角越来越小,当二者方向垂直时,拉力最小。
【解答】解:小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中,如下图所示1逐渐变大、阻力臂L2变小,且阻力不变(阻力为车架和汽车的总重力)8L1=F2L4 可知,在此过程中作用在B点的动力逐渐变小,
故BCD错误,A正确。
故选:A。
【点评】此类问题是结合杠杆和受力分析以及最小力问题,题目较难。
20.(2分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,已知杠杆上每个小格长度为2cm,当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30角),下列说法正确的是( )
A.动力臂为0.08m
B.此时为省力杠杆
C.钩码总重为2N
D.若使弹簧测力计逐渐变为竖直向上拉动杠杆,测力计示数增大
【分析】当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)动力臂OA的一半,比较力臂大小判断杠杆是否省力;根据弹簧测力计的示数得出弹簧测力计的读数;根据杠杆的平衡条件求出钩码重力。
【解答】解:A.动力臂是支点到动力作用线的距离,根据直角三角形30度角的对边是斜边的一半
;故A错误;
B.阻力臂的大小为:l2=3×7cm=6cm>l1;杠杆为费力杠杆,故B错误;
C.由图中弹簧测力计指针在4N,由杠杆平衡条件得钩码总重为
;故C正确;
D.若使弹簧测力计逐渐变为竖直向上拉动杠杆,则拉力的力臂变大,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查了杠杆的平衡条件的应用,都是杠杆平衡条件中的常见知识。
21.(2分)在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中,均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是( )
A.都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量
B.都需要观察小桌陷入沙中的深度
C.前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
D.后者实验中小桌不需要倒放
【分析】影响重力势能大小的因素是质量和被举高度,压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法;
实验中根据小桌陷入沙中的深度来反映压力的作用效果和重力势能的大小。
【解答】解:
A、“探究影响压力作用效果因素”时,是为了改变压力的大小,选用大小不同的木块,所以改变的量是不同的;
B、根据转换法可知,故B正确;
C、水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放;
D、“探究影响重力势能大小因素”时,所以小桌不需要倒放。
故选:A。
【点评】本题考查了“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验,涉及到控制变量法和转换法的应用。
22.(2分)某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大;讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;③每个同学的体重G;下面比较方案中可行是( )
A.比较t的大小B.比较G的大小
C.比较的大小D.比较的大小
【分析】登楼时要克服自身的重力做功,根据P==分析得出可行的方案。
【解答】解:登楼时要克服自身的重力做功,则爬楼的功率P==,
根据表达式可知,要比较爬楼功率的大小、一楼到五楼的高度h以及爬楼的时间t,上升高度h是相同的,这样我们只需要测量每个同学的体重,通过比较,故ABD不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了功率的测量,关键要知道功率的计算公式以及要测量的物理量。
23.(2分)如图甲所示,在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体,受到方向不变的水平拉力F的作用( )
A.9﹣12s内拉力做功为18J
B.0﹣3s内拉力做功为9J
C.3﹣6s内拉力的功率逐渐变小
D.第4s拉力的功率为36W
【分析】(1)根据图乙,利用速度公式求出9~12s内物体通过的距离,根据甲图可得9﹣12s 内拉力的大小,然后利用计算公式W=Fs计算做的功。
(2)首先根据图判断0~3s时物体的运动状态,判断出拉力F和距离s,再根据计算公式W=Fs计算做的功。
(3)根据公式P===Fv判断3~6s内拉力的功率的变化。
(4)由图乙计算第4s的速度,根据公式公式P===Fv判断拉力功率。
【解答】解:A、由图甲可知,拉力为F=6N,9~12s内,v=7m/s,则推力对物体做功W=Fs=6N×3m=18J;
B、由图乙知,物体速度为3,没有在拉力F的方向上移动距离,故B错误;
C、由图甲可知,拉力为F=9N,3~4s内,由P==,功率逐渐变大;
D、由图甲可知,由图乙可知,6s时速度为3m/s,所以第2s的速度为1m/s==Fv可知,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查学生对图像的认识,v﹣t图像、F﹣t图像相结合,判断出物体各段运动状态,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小是本题的关键所在。
24.(2分)如图所示的滑轮组,用300N的水平拉力F将水平地面上一个重为3600N的物体,在5s内匀速拉动2m,下列说法正确的是( )
A.物体与地面的摩擦力为480N
B.拉力移动的速度为0.8m/s
C.克服物体重力做功为7200J
D.拉力的功率为360W
【分析】(1)由图可知n=3,利用η====求物体与地面的摩擦力;
(2)绳子自由端移动的距离s=ns物,根据v=求出拉力移动的速度;
(3)根据做功的两个必要因素分析克服物体重力做功的情况;
(4)利用W总=Fs求拉力做的总功;利用P=求拉力做功的功率。
【解答】解:A、由图可知n=3===可知,故A错误;
B、绳子自由端移动的距离:s=ns物=3×8m=6m,则拉力移动的速度:v==,故B错误;
C、因为重力方向竖直向下,即物体没有在重力方向上移动距离,故C错误;
D、拉力做的总功:W总=Fs=300N×6m=1800J;拉力做功的功率:P==,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
25.(2分)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( )
A.F1大于F2B.F2比F1的功率大
C.F1与F2做功一样多D.甲的重力做功较多
【分析】(1)物体对水平面的压力大小等于自身的重力,滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;物体沿水平面做匀速运动时所受的拉力与摩擦力是一对平衡力,其大小相等,据此比较两个拉力的大小关系;
(2)由题中条件结合公式s=vt判断通过距离的关系,由W=Fs判断拉力做功的关系,已知时间相同,再根据P=判定功率的大小关系;
(3)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
【解答】解:
A、由题知,根据G=mg可知甲的重力较大,则两木块对木板的压力关系为F甲>F乙,
两木块下表面的粗糙程度相同,放在相同木板上,两木块受到的摩擦力关系为f1>f2;
两木块均沿水平面做匀速运动,所受的拉力与摩擦力是一对平衡力,所以5>F2,故A正确;
BC、两个木块以相同速度匀速直线运动了相同时间,且拉力关系为F1>F8,则根据W=Fs可知拉力做功的关系为W1>W2,即F8比F2做功多,故C错误;
已知时间相同,且W1>W6,根据P=可知P1>P2,即F3比F2的功率大,故B错误;
D、两木块都沿水平方向运动,所以重力都没有做功,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了功率的大小比较,涉及到重力公式的应用、压力和重力的关系、二力平衡条件的应用、功和功率公式的应用,是一道综合性较强的题目。
26.(2分)如图甲,在弹簧测力计下悬挂一个重为G、体积为V的长方体,弹簧测力计的示数为F1。如图乙,长方体悬浮在水中,受到的浮力为F浮;水对长方体上、下表面的压力分别为F2、F3。下列关系式中正确的是:①F浮=F1;②G=F3﹣F2;③F3=F1+F2;④G=ρ水gV( )
A.①②③④B.①②C.②③D.①②③
【分析】利用称重法求浮力分析解答;根据阿基米德原理、物体的浮沉条件、浮力产生的原因分析解答:物体所受浮力等于排开液体的重力
【解答】解:在弹簧测力计下悬挂一个重为G、体积为V的长方体1,则F1=G,
长方体悬浮在水中,受到的浮力为F浮=G=F2,故①正确;
水对长方体上、下表面的压力分别为F2、F3,根据浮力产生的原因可得,F浮=F7=F3﹣F2,则F6=F1+F2,故③正确;
由物体的浮沉条件可知,F浮=G,已知F浮=F4=F3﹣F2,则G=F8﹣F2;故②正确;
由阿基米德原理可知,F浮=G排=m排g=ρ水gV,已知F浮=G,则G=ρ水gV,故④正确。
故选:A。
【点评】此题考查了阿基米德原理的应用,同时考查称重法求浮力,浮力的大小计算等。
27.(2分)2024年2月27日,“空中的士”首飞成功,深圳至珠海仅需20分钟。如图所示,可载5人,巡航速度可达200km/h( )
A.本次深圳至珠海航行距离约为400km
B.“空中的士”能起飞是因为它受到了空气的浮力
C.“空中的士”加速升空时受到的升力等于重力
D.满载时上升100m对所有乘客做功约为3×105J
【分析】(1)根据“空中的士”的速度和运行时间,利用公式s=vt求出路程;
(2)浮力是物体上下表面所受压强不同而造成的;
(3)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体是平衡状态,受平衡力的作用;
(4)根据公式W=Gh求做功多少。
【解答】解:A、已知,深圳至珠海所需时间t=20min=hh≈66.7km;
B、“空中的士”能起飞是因为高速旋转的机翼对空气有向下的推力,因此“空中的士”受到空气向上的推力,故B错误;
C、“空中的士”加速升空时,升力大于重力;
D、成年人的重力约为600N,所以满载时上升100m对所有乘客做功W=Gh=3×600N×100m=3×105J,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了功的计算、速度公式的应用、二力平衡的应用等,难度较小,属于基础性题目。
28.(2分)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲,草莓漂浮,如图乙,如图丙;水均未溢出1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1﹣m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2﹣m1﹣m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3﹣m2﹣m0)g
【分析】(1)甲图中,根据G=mg求出水的重力,由于容器开口大,底部小,水对杯底的压力小于水的重力;
(2)乙图中,草莓漂浮,根据甲、乙示数求出草莓的质量;
(3)丙图中,草莓被细针压入水中,根据甲、丙示数得出草莓排开水的质量,根据密度公式求出草莓排开水的体积;根据阿基米德原理求出草莓受到的浮力,根据G=mg求出草莓的重力,根据力的平衡条件求出求出细针对草莓的压力。
【解答】解:A、甲图中水g=(m1﹣m0)g,
由于容器开口大,底部小,
即水对杯底的压力小于(m5﹣m0)g,故A错误;
B、乙图中,根据甲,草莓的质量:m草莓=m2﹣m6,故B错误;
CD、丙图中,根据甲,草莓排开水的质量:m排=m3﹣m1,
草莓排开水的体积:V排==,故C正确;
草莓受到的浮力:F浮=G排=m排g=(m3﹣m2)g,
草莓受到的重力:G草莓=m草莓g=(m2﹣m1)g,
此时草莓受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、压力的作用,
由力的平衡条件可得,细针对草莓的压力:F=F浮﹣G草莓=(m5﹣m1)g﹣(m2﹣m5)g=(m3﹣m2)g,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查重力、浮力、密度等公式的应用,以及力的平衡条件应用,综合性强,难度较大。
29.(2分)如图所示,把一个物体分别沿光滑斜面AC、BC推上顶端,所用推力分别为F1、F2,所做的功分别为W1、W2,已知AC>BC。下列说法中( )
①F1=F2
②F1<F2
③W1<W2
④W1=W2
A.只有①③正确B.只有②④正确
C.只有①④正确D.只有②③正确
【分析】斜面光滑,使用光滑的斜面没有额外功,根据W=Gh比较做功的大小;根据W=Fs判定推力的大小关系。
【解答】解:用光滑的斜面没有额外功,推力在两斜面上做功等于克服物体重力所做的功,W1=W2;因为AC>BC,根据W=Fs可知,F4<F2,所以①③错误,②④正确。
故选:B。
【点评】本题考查了功的大小比较、功的计算公式的应用,难度不大。
二、多选题(本大题共3个小题,共9分。每小题3分。每小题的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题意,每小题3分,全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选或不选的不得分)
(多选)30.(3分)如图1,小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升物体M(绳长不变),做功情况如图2,则( )
A.甲的总功大于乙
B.甲的机械效率大于乙
C.甲提升M的高度等于乙
D.甲提升M的速度大于乙
【分析】(1)有用功与额外功的总和叫总功;
(2)有用功与总功的比值叫机械效率;
(3)题中信息看不出提升物体所用的时间和提升物体的速度。
【解答】解:A、分别使用甲,由图2可以看出,甲,甲做的额外功小,故A错误;
B、通过上面分析,甲,所以甲做的总功小于乙,η甲大于η乙,故B正确;
C、通过上面分析,甲,两次提升的物体质量相等,根据W有=Gh可知,两次提升物体高度相等;
D、题中信息看不出提升物体所用的时间和提升物体的速度。
故选:BC。
【点评】本题主要考查了滑轮组的机械效率,要理解好有用功和总功。
(多选)31.(3分)如图所示,杆OC的一端固定在竖直杆上,且可以绕着固定点O转动。小明把质量为0.6kg的重物挂在B点,并将其竖直向上匀速拉动了10cm,此过程中弹簧测力计的示数为4N,g取10N/kg。则下列说法正确的是( )
A.提升重物过程中该杆为费力杠杆
B.弹簧测力计的拉力F做的功为0.4J
C.在提升重物的过程中,杠杆的机械效率为75%
D.若将重物的悬挂点由B点移至A点,再将重物匀速提升相同高度,拉力变大
【分析】(1)力臂是支点到力的作用线的距离,动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆;
(2)根据W=Fs计算拉力F做功;
(3)根据W有=Gh=mgh提升重物做功,根据效率公式计算杠杆的机械效率;
(4)若将重物的悬挂点由B点移至A点,阻力臂变小,阻力和动力臂不变,根据杠杆平衡条件可得拉力变化。
【解答】解:(1)力臂是支点到力的作用线的距离,由图可知动力臂大于阻力臂,故A错误;
(2)拉力F做功:W=Fs=4N×0.6m=0.4J,故B正确;
(3)提升重物做功:W有=Gh=mgh=6.6kg×10N/kg×0.05m=3.3J,
杠杆的机械效率为:η=×100%=,故C正确;
(4)若将重物的悬挂点由B点移至A点,阻力臂变小,根据杠杆平衡条件可得拉力变小。
故选:BC。
【点评】本题考查杠杆的分类、杠杆平衡条件、做功公式、效率公式的灵活运用。
(多选)32.(3分)滑块A和滑板B(足够长)叠放在光滑水平地面上,滑块A和滑板B左侧还通过如图所示的滑轮组用细线连接。用水平向右大小为12N的拉力在4s内,忽略滑轮与绳子间的摩擦,滑轮重力不计。滑块A向右匀速运动的过程中( )
A.竖直墙壁受到的拉力为8N
B.滑块A和滑板B之间的摩擦力大小为8N
C.动滑轮对滑板B的拉力做功3.2J
D.动滑轮对滑板B的拉力的功率为1.6W
【分析】(1)分别以滑块A和滑板B为研究对象,分析在水平方向受力情况,由平衡力可得细线的拉力;左侧定滑轮受到三段绳子水平向右拉力,由此判断墙壁受到的拉力;
(2)以滑板B为研究对象,分析其水平方向受到的力,由平衡力得到滑块A对滑板B的摩擦力大小;
(3)先判断动滑轮对滑板的拉力,由W=Fs计算动滑轮对滑板B做的功;
(4)由P=计算动滑轮对滑板B的拉力的功率。
【解答】解:对滑块A在水平方向受力分析,受到细线水平向左拉力F线和滑块B对滑块A水平向左摩擦力f、水平向右的拉力F线﹣﹣﹣①,
滑块B放在光滑水平地面上,对滑块B在水平方向受力分析拉=2F线和滑块A对滑块B水平向右的摩擦力f,根据物体受力平衡可得:f=2F线﹣﹣﹣②
由①②可得:F线=F=;
A、左侧定滑轮受到三段绳子水平向右拉力墙=3F线=3×5N=12N,故A错误;
B、由②可得:滑块A和滑板B之间的摩擦力:f=2F线=2×2N=8N,故B正确;
C、动滑轮对滑块B的拉力:F拉=2F线=6×4N=8N,滑块A相对于地面向右匀速移动了3.6mB=sA=×7.6m=0.6m,
则动滑轮对滑板B的拉力做功:W=F拉sB=8N×0.5m=6.4J,故C错误;
D、动滑轮对滑板B的拉力做功功率P==,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了使用滑轮组时功和功率的计算、平衡力的应用,解题的关键是对研究对象进行正确的受力分析,物体做匀速直线运动,属于平衡状态,受到是平衡力。
三、填空题(本大题共3个小题,共8分。每空1分。)
33.(2分)如图为一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动的v﹣t图象,汽车行驶过程中所受阻力f=4500N恒定不变。在0~10s内汽车通过的路程为130m,则在0~10s发动机功率为 9×104 W,牵引力所做的功是 9×105 J。
【分析】(1)根据图像可知汽车做匀速直线运动时的速度,且汽车行驶过程中所受阻力f=4500N恒定不变,根据二力平衡条件求出此过程中汽车受到的牵引力,根据P==Fv求发动机的功率;
(2)已知汽车的功率恒定不变,根据P=求出在0~10s内牵引力所做的功。
【解答】解:(1)由图像可知,汽车做匀速直线运动时的速度为20m/s,
当汽车做匀速直线运动时,由二力平衡条件可知,
则发动机的功率:P==Fv=4500N×20m/s=9×104W;
(2)因为汽车的功率恒定,
所以,由P=,在4~10s内牵引力所做的功:W=Pt=9×104W×10s=4×105J。
故答案为:9×104;9×105。
【点评】本题考查了二力平衡条件、功和功率公式的应用,注意:在计算0~10s内牵引力所做的功时,不能用公式W=Fs,原因是此时的牵引力大小是未知的。
34.(3分)“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置 滑轮组 (填简单机械名称)模型;人们借助这种装置的主要目的是为 省力 (选填“省力”、“省距离”或“省功”);利用该装置提升的物体越重,该装置的机械效率会越 高 。
【分析】由定滑轮和动滑轮组成滑轮组,滑轮组不仅能够省力,还可以改变力的方向,使用同一滑轮组,提升的物体越重,该装置的机械效率越高。
【解答】解:该提升装置上端相当于定滑轮,能够改变力的方向,能够省力;使用滑轮组可以省力,不能省功;由机械效率公式η===可知,该装置的机械效率会越高。
故答案为:滑轮组;省力;高。
【点评】本题考查滑轮组的特点和影响滑轮组机械效率的因素,属于基础题,难度不大。
35.(3分)如图甲是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计。竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10cm 1 g/cm3,将该密度计漂浮在酒精中,所受的浮力 等于 在水中所受的浮力(大于/小于/等于);小华用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计,如图乙,若用小华的密度计来测量液体密度,测量值比真实值偏 小 。
【分析】密度计在不同的液体中漂浮,受到的浮力等于它受到的重力。
【解答】解:密度计竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,所以A处应标为1g/cm3。
由题意可知,密度计在酒精中处于漂浮状态;由于密度计在水中也处于漂浮状态,所以密度计漂浮在酒精中。
等质量较细的密度计,横截面积小,排开液体的体积不变,若按照较粗密度计的刻度值标注。
故答案为:8;等于;小。
【点评】本题考查的物体的浮沉条件;知道密度计的基本原理。
四、作图题(本大题共2个小题,共4分。每小题2分。)
36.(2分)如图甲所示的是一个拔草工具。拔草时,可以将其看成一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,F2是草对拔草工具的阻力,人在B点施加动力F1。请在图乙中画出人作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。
【分析】(1)力臂是指从支点到力的作用线的距离;
(2)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;动力和阻力使杠杆转动的方向相反,且力与力臂垂直,据此可作出最小动力F1的示意图。
【解答】解:由杠杆平衡条件F1L1=F8L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力越小,动力作用在B点1时最长;
图中阻力F8使杠杆逆时针转动,因动力和阻力使杠杆转动的方向相反,则动力F1的方向应该向下,过A点作垂直于OB向下的力1的示意图,如图所示:。
【点评】解答本题的关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
37.(2分)请在图丙中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。
【分析】滑轮组绳子的绕法有两种:
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上,依次反复绕,这种绕法有偶数段绳子承担物重;
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后再绕过上面的定滑轮再向下,依次反复绕,这种绕法有奇数段绳子承担物重。
【解答】解:对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,这种绕法滑轮组上的滑轮都使用;拉力是滑轮组提升物重的四分之一,
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮,这种绕法只能有三股绳子承担物重,根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多是第一种。
【点评】此题主要考查滑轮组中动滑轮和定滑轮的个数不同,承担物重绳子绕线方法不同,拉力的方向不同,达到省力程度也不同,绳子股数越多越省力。
五、实验探究题(本大题共2个小题,共13分。每空1分。)
38.(4分)项目化小组用各种材料制作了5个不同密度的小球,分别标为1~5号。按顺序用长度相同的细线连接(忽略细线体积)。如图甲所示,测出液体的密度。
【项目原理】图甲中液体密度与 ④ 号小球的密度相同;
【项目制作】也可以称取不同质量的同种材料,制作成5个内部空心部分体积不同,但外部总体积相等的小球,放入待测液中,进行测量,最合适制作的材料是 C ;
【项目改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间,则两小球间细线将 拉直 (选填“拉直”或“松弛”);
为了更准确地测量,他们选了表中两种材料做了简易密度计,如图乙所示,描点得到的图像如图丙所示,则图像中横坐标所表示的量是 ρ (选填“G”“F浮”或“ρ”)。
【分析】(1)根据物体沉浮条件判断;
(2)根据ρ=分析解答;
(3)球的密度大于液体的密度,球会沉底,一个球的密度小于液体的密度,球会漂浮;密度计露出的高度越大液体的密度越大。
【解答】解:【项目原理】当ρ物<ρ液时物体上浮,最终漂浮物=ρ液时物体悬浮,当ρ物>ρ液时物体下沉,最终沉底,悬浮的只有④号小球;
【项目制作】常见液体的密度一般在1g/cm3左右,如选取A,制作成7个内部空心部分体积不同,将它们串连,全部漂浮;如选取C材料,但外部总体积相等的小球,放入待测液中,有的可能悬浮,是最合适制作的材料;
【项目改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间,密度大于液体的小球则下沉,则两小球间细线将拉直;
密度计露出的高度越大液体的密度越大,露出的高度越大与液体的密度越大。
故答案为:(1)①;(2)C;ρ。
【点评】本题考查了浮沉条件的应用以及密度公式的应用,同时考查了用自制的密度计测量液体的密度的图像分析,有一定难题。
39.(9分)在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用如图1所示的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉 右 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量 力臂的大小 。
(2)如图2所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验时,应沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计。
实验中每个钩码重为2N,实验记录数据如表一所示;
表一:
①由图2可知,第2次实验中弹簧测力计的示数为 1.6 N。
②分析实验数据可得:用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 大 。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明用图3所示,在探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”的实验中,实验记录数据如表二所示:
表二:
①发现斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力 无关 (选填“有关”或“无关”);
②其他条件相同时,斜面倾角越 小 (选填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的机械效率越 低 。
【分析】(1)在调节杠杆平衡时,杠杆哪端高,平衡螺母要向哪端移动;探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,这样方便测量力臂;
(2)实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,物体受力才平衡,弹簧测力计示数才能保持不变;
①根据图2确定测力计的量程和分度值,然后读出测力计的示数;
②增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重;
(3)①②根据表中数据分析回答。
【解答】解:(1)由图1可知,杠杆的右端上翘,因此平衡螺母应该向右调节;
使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上;
(2)实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,物体受力才平衡;
①根据图2可知,测力计的分度值为7.2N;
②当提升重物的重力增加,做的有用功就变大,故机械效率变大;
使用滑轮组提升重物时,对动滑轮做额外功,有用功相等,额外功越小;
(3)①由表中1、7两次实验可知,物体的重力不同,说明斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关;
②由表中2、3两次实验可知,斜面倾角不同;斜面倾角越小,即越省力。
故答案为:(1)右;力臂的大小;①7.6;变大;②小;低。
【点评】本题是探究杠杆的平衡条件、滑动组的机械效率和斜面的机械效率的实验,考查了杠杆平衡的调节、控制变量法的应用以及数据分析等知识,是一道中等题。
六、计算题(本大题共1个小题,共8分。)
40.(8分)如图所示,重为900N的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s。(不计摩擦及绳重)求:
(1)工人师傅拉绳的功率。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)体重为450N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大。
【分析】(1)根据v拉=2v物求出拉力移动速度,根据P===Fv求出拉力的功率;
(2)根据η===求出机械效率;
(3)根据工人师傅的拉力F=(G+G动)求出动滑轮重,小明的最大拉力为F=G=450N,根据F=(F拉+G动)求出绳子对物体的拉力,则物体对地面的压力F压=F支=G﹣F拉,根据p=求出对地面的最小压强。
【解答】解:(1)根据图示可知,有2段绳子拉着动滑轮拉=2v物=2×0.2m/s=8.4m/s,
工人师傅拉绳的功率:
P===Fv=600N×0.8m/s=240W;
(2)机械效率:
η=×100%=×100%=;
(3)不计摩擦及绳重,F=动),
所以动滑轮重:G动=2F﹣G=2×600N﹣900N=300N,
小明拉绳子时的最大拉力等于其重力,F′=G人=450N,
所以绳子对物体的最大拉力:F拉=2F′﹣G动=6×450N﹣300N=600N,
物体对地面的最小压力:
F压=F支=G﹣F拉=900N﹣600N=300N,
受力面积S=1.5×108cm2=0.15m3,物体对地面的最小压强:
p===2000Pa。
答:(1)工人师傅拉绳的功率为240W;
(2)滑轮组的机械效率为75%;
(3)物体对地面的最小压强为2000Pa。
【点评】此题主要考查的是学生对功率、机械效率、压强计算公式的理解和掌握,弄明白物体对地面的压力是解决此题的关键。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/7/21 23:33:06;用户:李佳琳;邮箱:19523779563;学号:55883986材料种类
A
B
C
密度(g/cm3)
0.5
1.0
2.7
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1
2
4
0.1
0.3
83.3
3
6
0.1
2.2
0.3
次数
斜面倾角θ
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
斜面的机械效率η
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
60%
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
71%
材料种类
A
B
C
密度(g/cm3)
0.5
1.0
2.7
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1
2
4
0.1
0.3
83.3
3
6
0.1
2.2
0.3
次数
斜面倾角θ
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
斜面的机械效率η
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
60%
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
71%
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