辽宁省盘锦市2021年八年级下学期物理期末考试试卷
展开一、单项选择题〔共6题;共12分〕
1.30N可能是以下哪一个物体受到的重力〔 〕
A. 一名小学生 B. 一本物理书 C. 一支铅笔 D. 一个装满书本的书包
2.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 静止在水平桌面上的书受到的重力和书对桌面的压力是一对相互作用力
B. 踢出去的足球能继续飞行是因为受到惯性力的作用
C. 在弹性限度内,弹簧所受拉力越大,伸长量越长
D. 做匀速圆周运动的物体受平衡力
3.以下所示工具中,使用时不能省力但能省距离的是〔 〕
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 天平 D. 筷子
4.如图是托里拆利实验装置图,玻璃管内的水银柱稳定后,两水银面的高度差是 760mm。以下情况〔试管口始终没离开水银面〕水银面的高度差变小的是〔 〕
A. 稍稍提高玻璃管 B. 使玻璃管倾斜
C. 往水银槽中添加水银 D. 将实验装置转移到高山上进展实验
5.以下实例中,为了减小摩擦的是〔 〕
A. 刹车时用力捏刹车手柄 B. 用橡胶制作自行车的闸皮
C. 自行车轴承中装有滚珠 D. 自行车轮胎上制有凹凸的花纹
6.把一个质量为30g、体积为50cm3的物块轻放入盛满水的烧杯中,当物块静止时,以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 溢出水的质量为30g,水对杯底的压强变大 B. 溢出水的质量为50g,水对杯底的压强不变
C. 溢出水的质量为50g,水对杯底的压强变大 D. 溢出水的质量为30g,水对杯底的压强不变
二、多项选择题〔共3题;共9分〕
7.如以下图,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B. 小物块从P向M运动过程中,机械能减少
C. 小物块从P向M运动过程中,机械能不变
D. 弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
8.以下关于压强和浮力的说法中正确的选项是〔 〕
A. 鱼在水面下从浅水向深水游动的过程中,鱼受到水的压强变大,受到水的浮力变大
B. 飞机水平飞行时,机翼上方的空气流速大,压强小
C. 将装有水的试管由竖直位置逐渐倾斜〔水未溢出〕,水对试管底的压强变小
D. 潜水艇通过改变自身重力实现沉浮
9.如以下图,建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s,人所用的拉力是400N,那么〔 〕
A. 此滑轮组的机械效率为75% B. 物体上升的过程中机械能总量不变
C. 拉力所做的总功为2800J D. 此人的功率为40W
三、填空题〔共12题;共28分〕
10.如以下图为足球比赛时,球与球网接触的情景,其中,足球运动速度变小,说明力能改变物体的________;球网网眼变大,说明力能改变物体的________。
11.如图甲所示,物体甲重40 N,被50 N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止;如图乙所示,物体乙重60 N,在35 N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动。那么物体甲受到的摩擦力f甲为________N,物体乙受到的摩擦力f乙为________N;假设增大F甲 , 那么物体甲受到的摩擦力________〔选填“变大〞“变小〞或“不变〞〕。
12.一头质量为6×103kg的大象,每只脚掌面积为600cm2 , 它的重力为________N〔g=10N/kg〕,它四脚着地时对地面的压强为________Pa。
13.物理知识在生产、生活中有很多应用,例如:注射器的针头做得很尖,其目的是为了增大________;跳远运发动助跑是为了利用________来提高成绩;如图说明水壶的壶身与壶嘴组成了________;壶盖上方有个小孔,目的是在________的作用下把水倒出来。
14.最早证明大气压存在的实验是________ 实验,,1标准大气压=________ 帕斯卡。
15.某同学通过仔细观察发现生活中有很多简单机械,如钥匙,当把钥匙插入锁孔开锁时,钥匙就相当于________〔选填“滑轮〞、“轮轴〞或“斜面〞〕;如右图中的开瓶器,它属于________杠杆〔选填“省力〞或“费力〞〕,假设沿竖直向上的方向用力开启瓶盖,在图中________点用力最小〔选填“A〞、“B〞、“C〞或“D〞〕。
16.如以下图,斜面长s=10 m,高h=4 m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B,运动过程中物体抑制摩擦力做了100 J的功,那么斜面的机械效率为________。
17.如以下图,用200牛的力拉着物体A以3 m/s的速度在水平面上匀速前进,假设不计滑轮的重力、绳的重力和物A与地面的摩擦,那么物体B与地面间的滑动摩擦力为________N。
18.如以下图,滑轮下挂重500N的物体G,滑轮重40N,绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡,在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是〔杠杆上标度的间距相等〕________N。
19.一艘排水量为103t的轮船由长江驶往东海〔ρ长江<ρ东海〕,它的总重为________N〔g =10N/kg〕。它将________〔选填“上浮〞、“下沉〞或“不变〞〕;受到的浮力将________〔选填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕;船底受到的压力将________〔选填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕。氢气球、飞艇在空中也受到浮力作用,现有一个体积为5m3的氢气球,在地面附近时空气对它的浮力为________N (ρ空气=1.29kg/m3 , ρ氢气=0.09kg/m3 , g =10N/kg)。
20.如以下图,将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,两次放置时,水对瓶底的压强将________,瓶子对桌面的压强将________〔均选填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕。
21.某型号汽车发动机的功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是2000N。在此功率下,当汽车匀速行驶时,汽车的行驶速度为________m/s;汽车行驶5min牵引力所做的功为________J。
四、计算题〔共3题;共45分〕
22.如以下图,容器重20N,底面积为200cm2。容器装入10kg的水,水的深度为30cm〔取g=10N/kg〕。求:
〔1〕水对容器底的压强
〔2〕水对容器底的压力
〔3〕容器对地面的压强。
23.公交公司最近更换了一批新型混合动力公交车,在进展新车测试时获得一些数据:新型公交车总质量为4×103kg,车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍,公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶,2min内行驶了1200m〔 g=10N/kg〕。求:
〔1〕该公交车的牵引力;
〔2〕重力做了多少;
〔3〕公交车在2min内牵引力所做功及功率各是多少?
24.如以下图,将重为400N的物体匀速提升2m,所用拉力为250N〔不计摩擦和绳重〕。求:
〔1〕额外功
〔2〕动滑轮所受重力
〔3〕假设用此装置匀速提起500N的重物,此时机械效率为多少?〔计算结果保存到0.1%〕
五、实验题〔共9题;共33分〕
25.力学知识在生活中无处不在,小雪同学对重力和压力进展了如下研究:
〔1〕下表是小雪同学探究“重力与质量的关系〞时得到的实验数据。
①在实验过程中,需要的测量工具是:天平和________;
②分析表中实验数据,得出结论是:________;
③物体不仅受到重力作用,还会受到其他力的作用,如以以下图所示,小球被斜挂在竖直墙上,小球处于静止状态,在图中画出小球所受力的示意图________。
〔2〕小雪同学在探究“压力的作用效果与受力面积〞的关系时,分别采用如以以下图甲、乙所示的两种方法。用两只手的食指分别压在铅笔两端。
其中________〔选填“甲〞或“乙〞〕的方法不合理,因为该方法未控制________相等。
26.小秋为探究“运动与力的关系〞,设计了如以以下图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
〔1〕为了使小车滑到水平面时的初速度一样,实验时应让小车从同一斜面的________由静止滑下;
〔2〕比拟甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车运动的速度改变得越________〔选填“快〞或“慢〞〕;
〔3〕伽利略对类似的实验进展了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,那么小车将在水平面上________。著名的________定律就是在伽利略等人的研究成果上概括得出的。
27.在探究“滑动摩擦力的影响因素〞中:
〔1〕实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,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。
〔2〕在四次实验中,滑动摩擦力最小的是________〔选填“甲〞、“乙〞 、“丙〞或“丁〞〕。
〔3〕比拟甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与________有关。
〔4〕小明对实验装置进展改动,如以下图,小明用力F拉动长木板B,重复实验,发现效果更好。实验中,小明________〔选填“一定〞或“不一定〞〕要匀速拉动长木板。
28.如以以下图所示,是用压强计探究水内部压强的情景。
〔1〕把探头放入水中,通过观察U型管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强越________;
〔2〕比拟a图、b图和c图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强________;
〔3〕在d图中把探头慢慢下移,可以观察U型管两边液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随________的增加而增大;
〔4〕在b图中,假设只将烧杯中的水换成盐水〔ρ水<ρ盐水〕,其他条件不变,那么可以观察到U型管两边液面的高度差________〔选填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕。
29.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关〞的实验中,小丽同学设计了如以下图甲、乙、丙三次实验。让铜球、钢球从同一斜面上某处由静止开场向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止。
〔1〕选用甲、丙两次实验可以得出的结论是:________;
〔2〕该实验是通过观察________来比拟小球动能的大小。
30.小明用弹簧测力计、圆柱体、两个一样的圆柱形容器,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展了探究,其装置和弹簧测力计示数如以下图。
〔1〕分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与________有关;。
〔2〕为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用________图的装置来进展操作;
〔3〕为了探究浮力大小与液体的密度有无关系,可选用________图的装置来进展操作。可得出在其它条件一样时,液体的密度越大,物体所受的浮力越________;
〔4〕用图示实验数据测出盐水的密度是________kg/m3;
〔5〕用图示实验数据测出圆柱体的密度是________kg/m3。
31.在“探究杠杆平衡条件〞的实验中:
〔1〕实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向________〔选填“左〞或“右〞〕调节;
〔2〕如图甲,在杠杆的左边A处挂四个一样的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样钩码________个;
〔3〕图甲中,当杠杆水平位置平衡时,画出此时A处所受力的力臂L;
〔4〕如图乙,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,要使杠杆仍在水平位置平衡,那么弹簧测力计的示数将________〔选填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕。
32.在探究“二力平衡的条件〞的实验中,小明采用的实验装置如以下图。
〔1〕实验时,小明向左盘和右盘同时参加一个质量相等的砝码时,木块两边所受的拉力________〔选填“相等〞或“不相等〞〕,木块处于静止状态。小明再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是桌面与木块间有________,于是他把木块换成小车,并选择较________〔选填“光滑〞或“粗糙〞〕的实验桌面,继续完成实验;
〔2〕小明用轻质硬纸片代替图中的木块,两端的小盘中加质量相等的砝码时,硬纸片保持静止,用剪刀将硬纸片从中间剪开,发现分开后的硬纸片向相反方向运动,由此可以得到二力平衡的一个条件:两个力需要作用在________上。
33.在“测量滑轮组的机械效率〞实验中,小明用如以以下图所示的滑轮组提升不同钩码,做了3次实验,实验数据如下表所示。
〔1〕实验中要竖直向上缓慢________拉动弹簧测力计,使钩码上升;
〔2〕通过以上3次实验,可得到的结论是:当使用同一滑轮组提升重物时,________;
〔3〕在测量绳子自由端的拉力F时,甲同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,乙同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的选项是________〔选填“甲〞、“乙〞或“甲和乙〞〕同学的方法。
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A.一位小学生的质量约为40kg,受到的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N
A不符合题意;
B.一本物理书质量约为0.3kg,受到的重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
B不符合题意;
C.一支铅笔质量约为10g=0.01kg,受到的重力G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
C不符合题意;
D.一个装满书的书包的质量约为3kg,受到的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】该题目考察的是物体重力的估计,可以先估计物体的质量,再利用重力公式求解物体的重力。
2.【解析】【解答】A.静止在水平桌面上的书受到的重力和书对桌面的压力,两个力方向在同一方向,不是一对相互作用力,A不符合题意;
B.惯性是物体的一种物理属性,不能说是惯性作用,踢出去的足球能继续飞行是因为足球本身具有惯性,B不符合题意;
C.弹力与弹性材料的形变量有关,在弹性限度内,形变量越大,弹力越大,C符合题意;
D.匀速圆周运动的物体处于非平衡状态,受到非平衡力的作用,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在弹簧的弹性限度内,根据弹簧弹力大小与伸长量成正比的关系制作了弹簧测力计,用来测量外力的大小,测量力的大小时,弹簧轴线方向与外力应在同一直线上,所测力的大小不能超过弹簧的弹性限度。
3.【解析】【解答】定滑轮不能省力,也不能距离;动滑轮能省力但要费距离;天平是等臂杠杆,不省力也不省距离;筷子是费力杠杆,不省力但省距离;
故答案为:D。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,省力杠杆可以省力,但是费距离,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,费力杠杆可以省距离,但是费力。
4.【解析】【解答】在做托里拆利实验时,只要外界大气压不变,管内外水银面的高度差就不变,稍稍提升玻璃管、使玻璃管倾斜、以及往水银槽中加水银都不能影响到管内外水银面的高度差。但将实验装置转移到高山上进展的时候,高度增加了,大气压减小了,管内外水银面的高度差也减小。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】托里拆利测量大气压的实验,试管上空是真空,那么外界的大气压就等于液体产生的压强;大气压强是地球大气层受到重力而产生的,随着海拔高度的增加而降低。
5.【解析】【解答】解:A、刹车时用力捏刹车手柄,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;故A不符合题意;
B、用橡胶制作自行车的闸皮,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不符合题意.
C、自行车轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故C符合题意;
D、自行车轮胎上制有凹凸的花纹,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不符合题意.
应选C.
【分析】〔1〕增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.〔2〕减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦.
6.【解析】【解答】物块的密度 <ρ水 ,
物块轻放入盛满水的烧杯中,将漂浮;
所以:F浮=G排=G物 , 即:m排g=m物g,
那么:m排=m物=30g,
所以溢出水的质量为30g;
由于物块轻放入盛满水的烧杯中,物块漂浮,水深h不变,
所以由p=ρgh可知,水对杯底的压强不变,D符合题意。
故答案为:D
【分析】利用密度公式求物块的密度,和水的密度比拟,确定在水中存在的状态,再根据物体的浮沉条件及p=ρgh分析判断.
二、多项选择题
7.【解析】【解答】A.小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,A符合题意;
BC.根据题目小物块能被弹回P点说明没有量能损失,机械能守恒,B不符合题意C符合题意;
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变到达最大限度,弹性势能最大,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体如果受到除重力里外其他的力,那么物体的机械能发生改变,除重力以外的力对物体做正功,物体的机械能增加。
8.【解析】【解答】A.鱼在水面下从浅水向深水游动的过程中,所处的深度在变大,根据液体压强公式 可知,鱼受到水的压强变大,根据阿基米德原理 ,水的密度不变,排开水的体积也不变,那么鱼受到水的浮力不变;A不符合题意;
B.飞机水平飞行时,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,B符合题意;
C.将装有水的试管由竖直位置逐渐倾斜〔水未溢出〕,试管中水的长度不变,在倾斜过程中,高度在变小,根据液体压强公式 可知,水对试管底的压强变小,C符合题意;
D.潜水艇通过排水和进水改变自身重力,当重力大于浮力时,下沉,当重力小于浮力时,上浮,即潜水艇通过改变自身重力实现沉浮,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
9.【解析】【解答】ACD.做的有用功W有用=Gh=600N×2m=1200J
又动滑轮上绳子段数n=2,故s=nh=2×2m=4m
W总=Fs=400N×4m=1600J
机械效率
工人做功的功率根据
由以上结果可知:AD符合题意,C不符合题意;
B.物体匀速上升,速度不变,动能不变,高度升高,重力势能增加,即机械能增加,B不符合题意。
故答案为:AD。
【分析】用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,抑制重力做的功为有用功,利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率,两者相除即为机械效率。
三、填空题
10.【解析】【解答】足球运动速度变小,说明足球的运动状态发生变化,表达了力可以改变物体的运动状态。球网网眼变大,说明球网的形状发生变化,表达了力可以使物体发生形变。
【分析】力的作用效果有两个,改变物体的形状,改变物体的运动状态。
11.【解析】【解答】以物体甲为研究对象,甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力,竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,由于甲物体静止,因此这两对力都是平衡力,所以f甲=G甲=40N
物体甲受到的摩擦力为40N。以乙物体为研究对象,乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于乙匀速向右运动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力,所以f乙=F乙=35N
物体乙受到的摩擦力为35N。假设增大F甲 , 甲物体在竖直方向仍受力平衡,摩擦力仍等于物体重力,故物体甲受到的摩擦力不变。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
12.【解析】【解答】大象的重力G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,大象四脚着地时,大象对地面的压力为F=G=6×104N
大象四脚着地时的受力面积S=4×600cm2=2400cm2=0.24m2
大象四脚着地时对地面的压强
【分析】重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,方向竖直向下,重力大小与质量的关系为G=mg;处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
13.【解析】【解答】注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。跳远运发动在起跳前助跑获得一定的速度,由于惯性,起跳后身体保持原来的速度继续前行,跳得更远。水壶的壶身和壶嘴下部是相通的,是连通器;壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,在大气压的作用下把水倒出来。
【分析】连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上,与摆放位置无关,例如水壶、船闸等;物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系。
14.【解析】【解答】著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在;大气压的数值最早是通过托里拆利 实验测出来的,该实验巧妙地运用了转换法:大气压的大小通过玻璃管内外水银面的高度差 间接地显示出来,大小为1.013×105Pa。
【分析】马德保半球实验最早证明了大气压的存在,托里拆利最早给出了大气压的数值,一个标准大气压为1.013×105Pa。
15.【解析】【解答】钥匙插入锁孔开锁时,钥匙与锁孔组成一个轮轴,钥匙柄相当于轮,锁孔相当于轴,由于动力作用在轮上,轮半径就是动力臂,动力臂大于阻力臂所以可以省力。在阻力、阻力臂一定时,由杠杆的平衡条件〔F1l1=F2l2〕可知,动力臂越长、越省力,如图开瓶器在开启瓶盖时,A点为支点,B点为阻力作用点,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;沿竖直向上的方向用力开启瓶盖,在图中D点动力臂最长、最省力,用力最小。
【分析】动力臂为支点到动力作用线的距离,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,固定不动的点为支点。动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,省力杠杆可以省力,但是费距离,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,费力杠杆可以省距离,但是费力。
16.【解析】【解答】将物体由斜面底端A匀速推到顶端B所做的有用功
抑制摩擦力所做的额外功 ,那么做的总功
那么斜面的机械效率
【分析】用斜面提升物体,拉力作的功为总功,抑制重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率。
17.【解析】【解答】由题意知,用200N拉物体在水平面上匀速运动,不计滑轮的重力、绳的重力和物A与地面的摩擦,那么拉力F与物体B与地面间的滑动摩擦力f之间关系为F=2f
即
【分析】中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向,其中拉力等于物体重力的一半,但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。
18.【解析】【解答】杠杆左端受到的拉力
根据杠杆的平衡条件 可知
【分析】杠杆处于平衡状态,结合动力、动力臂、阻力、阻力臂,利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
19.【解析】【解答】一艘排水量为 的轮船它的浮力为
因为轮船是漂浮的所以重力等于浮力。长江驶往东海,轮船始终是漂浮的,故浮力不变。由于东海的液体密度大于长江的液体密度,根据 可知轮船的 会减小,也就是会上浮。物体受到浮力的大小等于上下外表所受的压力差,因为浮力不变,而上外表受到的压力始终是0,故下外表受到的压力也不变。氢气球在空中受到的浮力
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
20.【解析】【解答】先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,水的深度会变深,液体压强会变大。倒立放置后,总的重力是不变的,所以桌面受到的总压力是不变的,但是桌面的受力面积减小,根据固体压强 ,当压力一定时,受力面积变小,压强会变大。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
21.【解析】【解答】由于汽车匀速行驶,所以受平衡力作用,即牵引力大小等于阻力大小F=f=1500N
由 知道汽车的行驶速度是 由P=W/t知道,汽车行驶5min=300s
牵引力所做功是W=Pt=6×104 W×300s=1.8×107 J
【分析】结合汽车的功率和牵引力大小,利用公式P=Fv求解此时的速度;求解外力做功,利用公式W=Pt求解即可,P是汽车的功率, t是工作的时间。
四、计算题
22.【解析】【分析】〔1〕求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
〔2〕压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力。
〔3〕处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
23.【解析】【分析】〔1〕对物体在水平方向上进展受力分析,牵引力与摩擦力平衡,结合重力求解摩擦力即可;
〔2〕〔3〕求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
24.【解析】【分析】求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,抑制重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率。
五、实验题
25.【解析】【解答】(1)①实验室中测量质量的工具是天平,测量重力的工具是弹簧测力计。②由表中数据可见:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,但是重力和质量的比值是不变的,比值的大小是一定值。因此可以得出的结论是:物体所受重力和质量成正比。③小球受到了竖直向下的重力、绳对小球的拉力和墙对小球的支持力。如以以下图
;(2)为研究压力的作用效果与受力面积的关系,应当控制压力大小不变,而乙图中铅笔竖直放置时,由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大,即没有控制压力相等,所以乙的方法不合理。
【分析】〔1〕在弹簧的弹性限度内,根据弹簧弹力大小与伸长量成正比的关系制作了弹簧测力计;
〔2〕探究影响压力作用效果的因素时,用到了转化法,物体形变量越大,压力作用效果越明显,压强越大;实验中要探究压力对压强的影响,需要保证受力面积大小一样;同理要探究受力面积大小对压强的影响,需要保证压力一样。
26.【解析】【解答】(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度一样,在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开场滑下,这里采取得的研究方法是控制变量法。(2)实验中发现:小车在毛巾外表上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。(3)进一步推理可知,假设水平面绝对光滑,即小车不受摩擦力,那么小车将做匀速直线运动。 牛顿第一定律是在伽利略等人的实验根底上通过进一步推理概括出来的,不能用实验来验证,但是个正确的定律。
【分析】〔1〕小车从一样高度滑下,目的是使小车进入水平面时的速度一样;
〔2〕小车受到的阻力越小,运动的越远;
〔3〕小车受到的阻力越小,运动的越远;推理得,小车不受到摩擦力时。会一直运动下去。
27.【解析】【解答】(1)弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,物块受到的是平衡力,拉力的大小等于滑动摩擦力。(2)滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关,丁图中接触面较为光滑,同时接触面所受压力最小,故滑动摩擦力最小。(3)甲乙接触面所受的粗糙程度一样而压力不同,故探究的是滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系。(4)改装后的装置,无论是否匀速拉动长木板,木块总处于静止状态,受到的摩擦力与拉力始终是平衡力,大小一定是相等的。
【分析】物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力等于摩擦力;要探究压力对滑动摩擦力的影响,需要控制接触面的粗糙程度一样。要探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响,需要控制压力一样。物体与地面接触面的粗糙程度和压力会影响滑动摩擦力的大小,接触面越粗糙,压力越大,滑动摩擦力就越大。
28.【解析】【解答】(1)把水的内部压强的大小转换成U型管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大。(2)比拟a图、b图和c图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。(3)在d图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U型管两边液体的高度差增大,可以得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。(4)在b图中,假设只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,那么可以观察到U型管两边液体的高度差变大。
【分析】液体内部压强的大小可以利用公式p=ρgh计算,某一位置的压强大小与方向无关,即同一深度向各个方向的压强都相等;液体压强的计算公式为p=ρgh,ρ是液体的密度,h是深度,通过公式可以看出,液体的压强大小与液体的密度和深度有关;要研究每一个因素对液体压强大小的影响,需要用到控制变量法。
29.【解析】【解答】(1)甲、丙两次实验中,铜球的质量一样,而到达水平面的初始速度不同,故探究的是动能与速度的关系,得出的结论应是:质量一定时,速度越大,动能越大。(2)该实验利用转换法,通过比拟木块被推动的距离来比拟小球的动能大小。
【分析】通过纸盒移动的距离长短表示物体动能大小,这用到了转换法;运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大,要探究每一个因素对动能的影响,需要用到控制变量法。
30.【解析】【解答】(1)图甲、乙、丙中,随着圆柱体浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数越来越小,说明所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。(2)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,应该使物体排开液体的体积和液体密度不变,改变浸没的深度,故应该比拟甲丙丁。(3) 探究浮力大小与液体的密度有无关系,应该是物体排开液体的体积和液体密度一样,改变液体密度,故应该比拟甲丁戊;通过比拟甲丙戊可知,其他条件一样时,液体密度越大,物体所受的浮力越大。(4)由甲丙可的物体的体积
结合图戊计算盐水的密度 (5)圆柱体的质量
圆柱体的密度
【分析】通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用到控制变量法,求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
31.【解析】【解答】(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,说明杠杆左边重,因此平衡螺母应该向右调。(2)在杠杆的左边A处挂四个一样的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件 ,假设每个钩码重为G,每个小格的距离为 ,那么
因此应该在右侧B挂3个钩码。(3)力臂指的是支点到动力和阻力的垂直距离,故如以以下图所示:
;(4)如图乙,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,力臂会变小,根据杠杆平衡条件,力会变大。
【分析】〔1〕调节杠杆平衡,杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调,最后是杠杆在水平位置平衡;
〔2〕〔4〕杠杆处于平衡状态,结合动力、动力臂、阻力、阻力臂,利用杠杆的平衡条件分析求解即可;
〔3〕动力臂为支点到动力作用线的距离,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,固定不动的点为支点。
32.【解析】【解答】(1)由于左盘和右盘中砝码的质量相等,故木块两边所受的拉力相等;小明再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,所以木块还受平衡力的作用;此时木块有向右运动的趋势,桌面对木块有向左的摩擦力,向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡;为减小摩擦力对实验的影响,当把木块换成小车,应选择较光滑的实验桌面,继续完成实验。(2)当硬纸片平衡时,用剪刀从中间剪断硬纸片,由于二力不在同一物体上,所以两侧砝码落下,分开后的硬纸片向相反方向运动,说明二力平衡的又一个条件是:两个力必须作用在同一物体上。
【分析】物体在两个力的作用下处于平衡状态,那么这两个力需要满足大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上这四个条件,缺一不可;改变力的大小,可以通过加减砝码实现,改变力的方向,可以通过改变绳子的方向来实现,要探究是否作用在同一物体上,可以把中间的物体剪为两局部进展观察是否平衡。
33.【解析】【解答】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。(2)通过以上3次实验,分析表中数据可得:当使用同一滑轮组提升重物时,物体的重力越大,滑轮组机械效率越高。(3)只有竖直匀速向上拉动物体上升,系统处于平衡状态,受到的拉力才等于测力计示数,假设在弹簧测力计静止时读数,那么没有测量出机械之间的摩擦力,测量值偏小,故正确的选项是乙同学的方法。
【分析】用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,抑制重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率,结合公式求解机械效率的表达式,通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素,结合实验进展证明即可。实测物体
物体质量m(kg)
重力G(N)
比值(N/kg)
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
9.8
物体3
0.3
2.94
9.8
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4
0.1
1.7
0.3
78.4%
3
6
0.1
2.4
0.3
83.3%
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