安徽省六安市2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
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这是一份安徽省六安市2024-2025学年八年级下学期期末物理试题,共18页。试卷主要包含了填空题,选择题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.(4分)诗词是中华文化的瑰宝之一。“黄四娘家花满蹊,千朵万朵压枝低”,繁花把枝条都压弯了,说明力可以改变物体的 ,若要将压弯的枝条扶正,在树枝的枝头用力比在树枝的根部用力更容易,说明力的作用效果与 有关。
2.(4分)“马赫数”这个单位在飞行器研制中应用广泛,马赫数1即一倍音速。我国最新的JF﹣22超高速风洞能利用气流模拟速度高达30马赫的飞行条件,相当于30倍音速;如图所示,进行风洞实验时,模型飞机能获得升力是因为流速大的地方压强 。民航飞机突然减速时,飞机上乘客由于具有 而会前倾。
3.(2分)“蒿子粑粑”是六安特有的地方美食,已有一千多年历史,它不仅是一种美食,还承载着丰富的文化意义。当刚做好的蒿子粑粑端上餐桌时,特有的香味扑鼻而来,这属于
现象。
4.(4分)如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙,则F甲 F乙 F丙(填“>”、“<”或“=”)。
5.(2分)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,重G=120N,AB=2.8m,AO=0.3m。要使横杆AB保持水平平衡,需在A端施加竖直向下的力F= N。
6.(4分)合肥地铁“6号线”计划于今年年底开通运营,在地铁列车运行过程中,以地面为参照物列车是 的;地铁“6号线”全程距离为44km,如果该地铁列车跑完全程的平均速度为40km/h,则地铁列车跑完全程需要的时间为 min。
7.(2分)一个重为5N的小球被竖直抛出,运动过程中所受阻力大小为2N,运动过程中阻力太小不变,阻力方向始终与运动方向相反(不计浮力)。上升过程中小球所受合力为
N。
8.(4分)如图甲所示,同学们学习重力时,用细线拴一块橡皮甩起来模拟引力实验,使橡皮绕手做匀速圆周运动,此过程中橡皮的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。有的同学换了种玩法,如图乙所示,他找来一个小球,使其在竖直面内像“钟摆”一样来回摆动,不计阻力,小球可在A、B两点间来回摆动,当小球摆到B点时,剪断细线,则小球将
(选填“静止”“沿BC运动”“沿BD运动”或“沿BE运动”)。
9.(2分)如图所示,六安某中学“班超”团体赛正在进行中,初二年级拔河决赛4班VS6班,最终比分为2:1,获胜的班级总结出比赛获胜的秘诀,获胜方对地面的摩擦力 失败方对地面的摩擦力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
10.(2分)如图所示,小刚将金属块挂在弹簧测力计的下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时,弹簧测力计的示数分别如图甲、乙所示,由此可知金属块的密度是
kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
二、选择题(每题3分,共30分)
11.(3分)关于质量、重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.地面某位置处,物体的质量跟它受到的重力成正比
B.物体对地面的压力是由于地面发生弹性形变产生的
C.物体的重心一定在物体上,且重心的位置不能改变
D.物体间如果有摩擦力,就一定存在相互作用的弹力
12.(3分)下列关于增大和减小摩擦说法中,错误的是( )
A.在冰壶运动中,运动员是通过改变接触面的粗糙程度来减小摩擦的
B.体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,是为了减小摩擦
C.气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,是为了减小摩擦
D.自行车车轮有凹槽,是为了增大摩擦
13.(3分)关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,其所受的力也越大
B.物体不受力的作用,一定处于静止状态
C.物体运动一定需要力来维持
D.物体不受力的作用,可能做匀速直线运动
14.(3分)如图所示是我省某高科技企业最新发布的一款智能化快递配送无人车,该型无人车荣获中国快递协会颁发的“2024年度绿色快递示范产品”奖。这款无人车遇到红灯会自动停下来等待,识别到障碍会自动刹车避让,“看到”行人穿越马路会提前减速,到达目的地会自动向客户发送取货信息。关于这款“聪明”的无人车,下列说法正确的是( )
A.无人车空载静止时,对地面的压力与自身重力是一对平衡力
B.无人车载货静止时,地面对车的支持力等于货物与车的重力之和
C.当无人车载货匀速前进时,车受到的摩擦力与地面对车的支持力是一对平衡力
D.载有货物时,货物对车的压力与车对货物的支持力是一对平衡力
15.(3分)如图所示,张老师用抽气机做了很多演示实验,下列说法正确的是( )
A.甲:放入自制气压计,抽气后观察到细玻璃管中液柱上升
B.乙:放入温水,抽气后水沸腾,说明气压降低,沸点升高
C.丙:放入气球,抽气后气球膨胀,气球内部气体密度变大
D.丁:放入模拟托里拆利实验的装置,抽气后试管内液柱上升
16.(3分)如图所示,在研究液面下某一深度处的液体压强时,除了实验研究,我们还可以借助液柱模型进行推导。设想在水平桌面上有一个柱形容器,里面盛有密度为ρ的液体,在深度为h处有一个水平放置的面积为S的“平面”,“平面”以上的竖直液柱对平面的压力等于液柱所受的重力,从而推导出该处的压强。关于该液柱模型,下列说法正确的是( )
A.此液柱模型不能推导该容器底部所受的液体压强
B.若h不变,减小S,可推导出该处的液体压强不变
C.若h不变,增大S,可推导出该“平面”上所受压力减小
D.若S不变,增大h,可推导出该“平面”上所受压力减小
17.(3分)孔明灯属于中国传统文化,它不仅是历史悠久的汉族手工艺品,也是与传统节日密切相关的民俗象征。加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,若忽略孔明灯体积的变化,在升空过程中,它所受浮力( )
A.始终不变B.将会变小
C.先不变后变小D.将会变大
18.(3分)如图,设水对瓶底或瓶盖的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则关于p、F及p′的变化情况下列说法正确的是( )
A.p变大,F变大,p′变大B.p变大,F不变,p′变大
C.p变大,F变小,p′变大D.p变小,F不变,p′变大
19.(3分)如图甲,把重为G0的鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,溢出水的重力为G1,水对溢水杯底的压强为p1;如图乙,把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,溢出盐水的重力为G2,盐水对溢水杯底的压强为p2。下列说法正确的是( )
A.G1>G2B.G1<G2C.p1 = p2D.p1>p2
20.(3分)一根细线连接A、B两个物体,放在盛水的烧杯中,处于悬浮状态,如图甲所示,B物体的重力为G,体积为V,烧杯的底面积为S,细线的拉力为F。剪断细线后,两物体静止时如图乙所示,此时B物体对烧杯底部的压强为pB。设甲、乙两图烧杯对桌面的压强分别为p1、p2,水对烧杯底部的压强变化量为Δp。以下关系式正确的有( )
A.p1>p2B.F=G+ρ水gV
C.Δp=G-ρ水gVSD.pB=G-ρ水gVS
三、实验题(21题6分,22题8分,23题6分,共20分)
21.(6分)小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验中小明想知道如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请你帮忙判断并说明理由: 。
(3)接着,小明提出新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”利用如图丁所示的装置进行探究,弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码重力为阻力F2,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:F1L1总是大于F2L2,其原因是 。
22.(8分)如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验前,小哲同学检查实验装置,发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这套实验装置可能出现的问题是 ;
(2)实验中液体压强的大小变化是通过比 来判断的;
(3)比较图中 两图,可以得液体的压强与液体密度有关;
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3)
23.(6分)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 。
(2)以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1﹣F2=F3﹣F4
B.F1﹣F3=F4﹣F2
C.F3﹣F2=F1﹣F4
(3)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,观察到A的示数和B的示数均有变化,且A、B示数的变化量
(选填“相等”或“不相等”)。
四、计算题(24题6分,25题6分,26题8分,共20分)
24.(6分)如图所示,通过滑轮组用200N的拉力F把重480N的物体A以0.1m/s的速度匀速提升20s,不计绳重和摩擦。
(1)求动滑轮重。
(2)求绳子自由端移动的距离。
25.(6分)如图所示,轻质杠杆OA=60cm,OC=40cm,A端通过细绳挂有一边长为10cm、质量为5kg的正方体B,O为支点,在力F1的作用下,处于静止状态,此时B对地面的压力为30N。
(1)求B的重力;
(2)求拉力F1的大小;
(3)若保持F1的大小不变,只改变F1的方向,求正方体B对地面的最小压强。
26.(8分)一底面积为100cm2的平底薄壁圆柱形容器,装有适量的水放置在水平桌面上。将体积为500cm3的物体A轻放入容器中,静止后水面上升4cm,如图甲所示。若将一体积为50cm3的物体B用细绳系于A的下方,使A、B两物体恰好悬浮在水中如图乙所示,不计绳重及其体积,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)求A的重力;
(2)物体B的密度;
(3)乙图与甲图相比,容器底部压强的变化量。
【参考答案】
一、填空题(每空2分,共30分)
1.【答案】形状;力的作用点
【解析】解:繁花把枝条都压弯了,说明力可以改变物体的形状,若要将压弯的枝条扶正,在树枝的枝头用力比在树枝的根部用力更容易,说明力的作用效果与力的作用点有关。
故答案为:形状;力的作用点。
2.【答案】小;惯性
【解析】解:(1)进行风洞实验时,流过模型飞机机翼上方的空气流速大,压强小,机翼下方的空气流速小,压强大,机翼上下表面受到的压力不同,形成向上的压力差,使飞机获得升力,所以模型飞机能获得升力是因为流速大的地方压强小;
(2)民航飞机突然减速时,飞机上乘客的下半身随飞机做减速运动,而上半身由于惯性要保持原来的状态继续向前运动,所以人会向前倾。故答案为:小;惯性。
3.【答案】扩散
【解析】解:当刚做好的蒿子粑粑端上餐桌时,特有的香味扑鼻而来,这是因为蒿子粑粑中的香味分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。故答案为:扩散。
4.【答案】=;<
【解析】解:滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与速度大小无关;
由题意和图示可知,甲、乙、丙三图中接触面的粗糙程度相同,甲、乙对水平面的压力相同,丙对水平面的压力较大(木块上叠放一重物),故摩擦力的大小关系为f甲=f乙<f丙;
因为三图中木块都在做匀速直线运动,所以由二力平衡条件可知拉力F=f,所以 匀速拉动该木块所需的水平拉力关系为F甲=F乙<F丙。故答案为:=;<。
5.【答案】 440
【解析】解:
横杆AB粗细相同、质量分布均匀,所以其重心C在几何中心上,支点为O,则OA就是动力臂,OC就是阻力臂,如下图所示:
已知AB=2.8m,AO=0.3m,则阻力臂OC=12AB﹣OA=12×2.8m﹣0.3m=1.1m,
由杠杆的平衡条件可得:F×OA=G×OC,
则F=G×OCOA=120N×。故答案为:440。
6.【答案】 运动的;66
【解析】解:[1]地铁列车运行过程中,相对于地面位置发生变化,故地面为参照物列车是运动的;
[2]由v=st得,地铁的运行时间:t=sv=44km40km/h=1.1h=66min。
故答案为:运动的;66。
7.【答案】7
【解析】解:上升过程,小球所受的重力竖直向下,阻力方向与运动方向相反,方向也竖直向下,则此过程,小球所受合力F合=G+f=5N+2N=7N。故答案为:7。
8.【答案】 改变;沿BE运动
【解析】解:橡皮绕手做匀速圆周运动,运动方向不断改变,所以其运动状态改变。
当小球摆到最高点B时,此时的速度为0,若细线恰好断开,则小球只受到重力的作用,由于重力的方向是竖直向下的,所以小球会沿BE方向竖直向下落,即将沿BE运动。
故答案为:改变;沿BE运动。
9.【答案】大于
【解析】解:在拔河比赛中,两队之间的力是一对相互作用力,大小相等、方向相反。而比赛的胜负取决于哪一方受到地面的摩擦力更大。当获胜方对地面的摩擦力大于失败方对地面的摩擦力时,获胜方就能相对地面保持静止或向自己有利的方向移动,从而赢得比赛。
故答案为:大于。
10.【答案】3×103
【解析】解:金属块浸没在水中时,拉力F水=2N;金属块受力情况为:G=F浮水+F水,即G=ρ水V排g+2N,代入数值得:G=1000kg/m3×10N/kg×V+2N﹣﹣①;
金属块浸没在酒精中时,拉力F酒=2.2N;金属块受力情况为:G=F浮酒+F酒,即G=ρ酒V排g+2.2N,代入数值得:G=800kg/m3×10N/kg×V+2.2N﹣﹣②;
由①和②得:G=3N,V=1×10﹣4m3;
金属块的质量为:m=Gg=3N10N/kg=0.3kg;
金属块的密度为:ρ=mV=0.3kg1×10-4m3=3×103kg/m3。
故答案为:3×103。
二、选择题(每题3分,共30分)
11.【答案】D
【解析】解:A、地面某位置处,物体所受的重力与物体的质量成正比,即G=mg,故A错误;
B、物体对地面的压力是由于物体发生弹性形变产生的,故B错误;
C、重心位置和物体的形状与质量分布有关,所以即使形状规则的物体,其重心也不一定在物体上,故C错误;
D、物体间如果有摩擦力,则物体与接触面间一定存在压力,因此就一定存在相互作用的弹力,故D正确。故选:D。
12.【答案】B
【解析】解:A、在冰壶运动中,运动员是在压力一定时,通过改变接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故A正确;
B、体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B错误;
C、气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故C正确;
D、自行车车轮有凹槽,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D正确。故选:B。
13.【答案】D
【解析】解:A、速度大的物体其受力不一定大,如依靠惯性运动的物体,在不受力时仍可以保持较大的速度向前运动,故A错误;
B、由牛顿第一定律可知,物体不受力的作用,可能处于静止状态或匀速直线运动状态,故B错误;
C、物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D、由牛顿第一定律可知,物体不受力的作用时,可能静止,也可能做匀速直线运动,故D正确。故选:D。
14.【答案】B
【解析】解:A、无人车空载静止时,对地面的压力与自身重力方向相同,不是一对平衡力,故A错误;
B、无人车载货静止时,地面对车的支持力和货物与车的总重力是平衡力,地面对车的支持力等于货物与车的重力之和,故B正确;
C、当无人车载货匀速前进时,车受到的摩擦力与地面对车的支持力方向不是相反的,不是一对平衡力,故C错误;
D、载有货物时,货物对车的压力与车对货物的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。故选:B。
15.【答案】A
【解析】解:A、自制气压计是利用瓶内气压大于外界大气压,将水压入细玻璃管中。当用抽气机抽气时,外界气压降低,瓶内气压相对增大,会把水压得更高,所以细玻璃管中液柱会上升,故A正确。
B、用抽气机抽气,容器内气压降低,水的沸点会降低,而不是升高。故B错误。
C、抽气后,外部气压减小,气球内部气压大于外部气压,气球会膨胀。但气球内气体质量不变,体积增大,根据密度公式ρ=mV可知,气球内部气体密度变小,故C错误。
D、模拟托里拆利实验的装置中,管内液柱是靠外界大气压支持的。用抽气机抽气,外界气压减小,管内液柱受到的向上的压力差减小,液柱会下降,故D错误。故选:A。
16.【答案】B
【解析】解:
由题意可知,这个“平面”以上的液柱对“平面”的压力等于液柱所受的重力,即F=G,则深度为h处的液体压强:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,
所以此液柱模型能推导该容器底部所受的液体压强,故A错误;
所选“平面”的面积S大小,不会改变该处的液体压强,故B正确;
由p=FS可得,可推导出该“平面”上所受压力为F=pS=ρghS,
所以若h不变,增大S,则该“平面”上所受压力增大;若S不变,增大h,则该“平面”上所受压力增大,故C、D错误。故选:B。
17.【答案】B
【解析】解:加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,密度越小,而体积不变,根据阿基米德原理知,浮力变小,故B正确,ACD错误。故选:B。
18.【答案】C
【解析】解:(1)由于瓶内水不满,而瓶子上细下粗,所以倒过来时水的深度变大,由p=ρgh可知,液体对瓶盖的压强变大,即p变大;
甲中水对容器底部的压力和液体的重力相等,乙中上粗下细,水对容器底部的压力小于水的重力,所以F变小;
(2)瓶对桌面的压力等于瓶和里面水的总重力,无论瓶口朝上还是朝下,它们的重力不变,所以对桌面的压力也不变,而倒过来后受力面积变小,所以,由p=FS可知,瓶子对桌面的压强变大,即p′变大;
综上所述,C正确,故选:C。
19.【答案】B
【解析】解:AB.同一个鸡蛋在乙溢水杯中漂浮,静止时所受浮力等于其重力,在甲溢水杯中静止时所受浮力小于其重力,所以鸡蛋在甲溢水杯中静止时所受浮力小于在乙溢水杯中静止时所受浮力。根据阿基米德原理可得出G1<G2,故A选项错误,B选项正确;
CD.鸡蛋在乙杯漂浮,则ρ鸡蛋<ρ盐水,鸡蛋在甲杯中沉底,则ρ鸡蛋>ρ水,两种液体的密度ρ水<ρ盐水;两杯中液面高度相同,甲杯中液体密度更小,所以根据p=ρgh知,甲杯液体对杯底的压强小于乙杯液体对杯底的压强,故C、D选项错误。故选B。
20.【答案】C
【解析】解:A.甲、乙图中烧杯对水平桌面的压力不变,由p=FS知道,甲、乙两图烧杯对桌面的压强不变,即p1=p2,故A不符合题意;
B.甲图中B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,B物体的重力为G,体积为V,所以细线的拉力F=G﹣F浮=G﹣ρ水gV,故B不符合题意;
C.甲、乙图浮力的减小量为ΔF浮=G﹣ρ水gV
排开水的体积减小量为ΔV排=ΔF浮ρ水g=G-ρ水gVρ水g,
液面高度的减小量为Δh=ΔV排S=G-ρ水gVρ水gS=G-ρ水gVρ水gS,
水对烧杯底部的压强变化为Δp=ρ水gΔh=ρ水gG-ρ水gVρ水gS=G-ρ水gVS,故C符合题意;
D.乙图中B物体对烧杯底部的压强为pB=FBSB=G-F浮SB=G-ρ水gVSB,由于无法算出B的底面积,所以不能算出B物体对烧杯底部的压强,故D不符合题意。故选:C。
三、实验题(21题6分,22题8分,23题6分,共20分)
21.【答案】(1)右;(2)不会影响到杠杆的平衡,因为该力的力臂为零;(3)杠杆自身重力对实验有影响。
【解析】解:(1)杠杆如图甲所示时,杠杆左端下沉,根据杠杆平衡螺母的调节原则“哪边高往哪边调”,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆两端的平衡螺母向右调节。
(2)在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力的作用线通过支点,根据力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的距离,所以该力的力臂为零。由杠杆平衡条件可知,这个力不产生转动效果,所以在探究杠杆平衡条件实验时这个力不会影响到杠杆的平衡。
(3)利用如图丁所示的装置进行探究,弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码对杠杆的拉力为阻力F2,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现F1L1总是大于F2L2,其原因是杠杆自身有重力,且杠杆的重心不在支点上,杠杆自重会对杠杆平衡产生影响,相当于在杠杆上额外施加了一个力,导致F1L1总是大于F2L2。
故答案为:(1)右;(2)不会影响到杠杆的平衡,因为该力的力臂为零;(3)杠杆自身重力对实验有影响。
22.【答案】(1)装置漏气; (2)U形管中两边液面的高度差;(3)丙、丁; (4)1000
【解析】解:(1)漏气是造成按压橡皮膜时,液柱的高度不变的原因;
(2)本实验根据U形管中两边液面的高度差来判断液体压强的大小;
(3)研究液体的压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,故比较图中丙、丁两图,可以得出液体的压强与液体密度有关;
(4)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm=0.1m,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案为:(1)装置漏气; (2)U形管中两边液面的高度差;(3)丙、丁; (4)1000。
23.【答案】(1)调零;(2)B;(3)相等
【解析】解:(1)弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线,如果没指向零刻度线,需要校零;
(2)由图甲可知物体的重力G=F1,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F′=F3,则物体受到的浮力F浮=G﹣F′=F1﹣F3;
由图乙可知空烧杯的重力为F2,由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为F4,则物体浸没时排开液体的重力G排=F4﹣F2,
若F1﹣F3=F4﹣F2时,物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等,故选:B;
(4)如图2所示,观察到A的示数变化即物体受到的浮力,B的示数变化即排出液体的重力,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
故答案为:(1)调零;(2)B;(3)相等。
四、计算题(24题6分,25题6分,26题8分,共20分)
24.【答案】 (1)动滑轮重为120N;
(2)绳子自由端移动的距离为6m。
【解析】解:(1)由图可知,n=3,不计绳重和摩擦,根据F=1n(G+G动)可知,动滑轮重为:
G动=nF﹣G=3×200N﹣480N=120N;
(2)物体A上升的高度为:
h=vt=0.1m/s×20s=2m,则绳子自由端移动的距离为:
s=nh=3×2m=6m。
答:(1)动滑轮重为120N;
(2)绳子自由端移动的距离为6m。
25.【答案】(1)B的重力为50N;
(2)拉力F1的大小为60N;
(3)若保持F1的大小不变,只改变F1的方向,正方体B对地面的最小压强为1000Pa。
【解析】解:(1)正方体B的重力 GB=mBg=5kg×10N/kg=50N;
(2)已知B对地面的压力为F压=30N,则地面对B的支持力FN=F压=30N,
对B进行受力分析,B受到绳子的拉力F2,地面的支持力FN,自身的重力GB,
B处于静止状态,则:F2+FN=GB﹣﹣﹣①,
将FN=30N,GB=50N,代入式子①,解得:F2=20N,
绳子对A端的拉力F2的力臂l2=OA=60cm,
拉力F1的力臂l1=12OC=12×40cm=20cm,
根据杠杆的平衡条件,有:F1l1=F2l2,F1=F2l2l1=20N×60cm20cm=60N;
(3)当F1的方向为竖直向上,与杠杆垂直时,F1的力臂最大,杠杆A端对B的拉力最大,B对地面的压强最小,
此时F1的力臂l1′=OC=40cm,杠杆A端绳子的拉力设为F2′
根据杠杆的平衡条件,有:F1l1′=F2′l2,F2′=F1l1'l2=60N×40cm60cm=40N,
此时地面对B的支持力FN′=GB﹣F2′=50N﹣40N=10N,
B对地面的压力:F压′=FN′=10N,B的底面积:SB=(LB)2=(0.1m)2=0.01m2
B对地面的最小压强:pmin=F压'SB=10N0.01m2=1000Pa。
答:(1)B的重力为50N;
(2)拉力F1的大小为60N;
(3)若保持F1的大小不变,只改变F1的方向,正方体B对地面的最小压强为1000Pa。
26.【答案】 (1)A的重力为4N;
(2)物体B的密度为3g/cm3;
(3)乙图与甲图相比,容器底部压强的变化量为150Pa。
【解析】解:
(1)物体A轻放入容器中,静止后水面上升4cm,则此时排开水的体积为:
V排=S容Δh=100cm2×4cm=400cm3=4×10﹣4m3,
则A受到的浮力为:F浮A=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N,
由图可知,A漂浮在水面,则A的重力为:GA=F浮A=4N;
(2)由图乙可知,AB整体悬浮在水中,排开水的体积为:
V排′=VA+VB=500cm3+50cm3=550cm3=5.5×10﹣4m3,
此时受到的浮力为:F浮乙=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.5×10﹣4m3=5.5N,
则B受到的重力为:GB=F浮乙﹣GA=5.5N﹣4N=1.5N,
则B的质量为:mB=GBg=1.5N10N/kg=0.15kg=150g,
则B的密度为:ρB=mBVB=150g50cm3=3g/cm3;
(3)将物体B用细绳系于A的下方,使A、B两物体恰好悬浮在水中,
乙图与甲图相比,物体排开水的体积变化量:ΔV排=V排′﹣V排=550cm3﹣400cm3=150cm3,
则水面上升的高度为:Δh′=ΔV排S容=150cm3100cm2=1.5cm=0.015m,
所以乙图与甲图相比,容器底部压强的变化量为:
Δp=ρ水gΔh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.015m=150Pa。
答:(1)A的重力为4N;
(2)物体B的密度为3g/cm3;
(3)乙图与甲图相比,容器底部压强的变化量为150Pa。
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