2021年北京东城区新中街中学八年级下期末物理试卷
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这是一份2021年北京东城区新中街中学八年级下期末物理试卷,共21页。试卷主要包含了单项选择题,双项选择题,多项选择题,实验题,作图题,科普阅读题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(共15小题;共60分)
1. 在国际单位制中,压强的单位是
A. 瓦特B. 帕斯卡C. 焦耳D. 牛顿
2. 如图所示的实例中,为了减小压强的是
A.
逃生锤的锤头很尖
B.
载重车装有很多车轮
C.
盲道上有凸起
D.
吸管的一端剪成斜口
3. 运动员推铅球,铅球离手后在空中运动的过程中(不计空气阻力),其受力情况是
A. 只受推力B. 只受重力C. 受推力和重力D. 不受力的作用
4. 聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识,使用筷子夹菜时,筷子是一种杠杆。下列生活用具正常使用时也是杠杆
A.
镊子
B.
剪子
C.
起子
D.
钳子
5. 下列是生活中的一些摩擦现象:①走路时鞋底与地面之间的摩擦;②汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦;③骑自行车时,车轮与轴之间的摩擦;④皮带传动中,皮带与皮带轮之间的摩擦。其中属于有益摩擦的是
A. ①和②B. ②和③C. ①和④D. ②和④
6. 下列实例中不是利用大气压工作的是
A. 用塑料吸盘挂物体B. 用注射器吸取药液
C. 用塑料吸管吸饮料D. 用压力锅煮熟食物
7. 如图所示,公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,两渠水面相平,涵洞中的水流方向,正确的说法是 ( )
A. 水从水渠乙流向水渠甲B. 水从水渠甲流向水渠乙
C. 因水面相平,水不流动D. 以上说法都不对
8. 如图水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为 70 kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的小明总质量为 50 kg,却深陷雪地。下列说法正确的是
A. 芳芳对雪地的压力比小明的小
B. 芳芳对雪地的压力和小明的一样
C. 芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小
D. 受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
9. 锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄的方法使锤头紧套在锤柄上。如图所示。这是利用了
A. 锤柄的重力B. 锤柄的惯性C. 锤头的重力D. 锤头的惯性
10. 关于力和运动的关系,下列说法正确的是
A. 物体不受外力的作用就不能维持运动
B. 物体不受外力作用能保持匀速直线运动
C. 物体在平衡力作用下,只能处于静止状态
D. 力的作用是使物体运动
11. 如图所示,容器中装满水时,水会从侧壁的三个小孔中向外喷出来。图中画出了水从三个小孔喷射到水槽的路径,其中正确的是图
A. B.
C. D.
12. 将一枚重为0.5N的蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图所示,然后向杯子里加入一些清水,则( )
A. 鸡蛋会下沉B. 鸡蛋的重力增加
C. 鸡蛋所受浮力变大D. 鸡蛋所受浮力为0.5N
13. 下列有关压力和压强的说法,正确的是
A. 压力是由于重力产生的,且方向竖直向下,重力越大,压强越大
B. 压力越大,支持面受到的压强越大
C. 物体所受的压力与受力面积之比越大,压力作用效果越明显
D. 在压力一定时,增大受力面积可增大压强
14. 关于功、功率、机械效率说法正确的是
A. 功率越大,做功越快,机械效率越大
B. 做功越少,功率越小,机械效率越小
C. 功率越大,反映做功越快,与机械效率无关
D. 机械效率越大,表明它做的功越多
15. 在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是
A. 水对石头的压强比对木头的小
B. 木头受到的浮力大于它自身的重力
C. 鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D. 石头受到的浮力等于它自身的重力
二、双项选择题(共2小题;共8分)
16. 如图所示,物体 A 重 10 N,物体 B 重 7 N。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,物体 A 沿着水平桌面向右做匀速直线运动。不计绳重和滑轮轴摩擦,下列分析正确的是
A. 物体 A 受到的拉力大小为 7 N
B. 物体 A 受到的摩擦大小为 3 N
C. 物体 A 受到的支持力大小为 10 N
D. 物体 A 受到的合力大小为 17 N
17. 小雪将一支密度计分别放人两种不同的液体中静止,如图所示。若两种液体的密度分别为 ρ甲 、 ρ乙,静止时密度计所受浮力分别为 F甲 、 F乙,则下列判断正确的是
A. ρ甲>ρ乙 B. ρ甲F乙
三、多项选择题(共2小题;共8分)
18. 如图所示的实例中,属于连通器应用的是
A. B.
C. D.
19. 如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,其中甲容器内只有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;丁容器中用细线悬吊这一个实心的铝球浸没在水中。已知四个容器中的水面一样高,ρ木=0.6×103 kg/m3;ρ酒精=0.8×103 kg/m3;ρ铝=2.7×103 kg/m3,对于这一情景,以下一些说法中正确的是
A. 各容器对水平桌面的压强相同
B. 向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大
C. 将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值不等于铝球所受重力的大小
D. 将丙容器塑料盒内的铝块取走,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降高度的数值
四、实验题(共14小题;共74分)
20. 如图中所示,弹簧测力计的读数为 N。
21. 小明和同学们利用实验室的长方体木块做“探究力的作用效果的影响因素”的实验,如图所示。其中①②④实验说明 影响力的作用效果;其中 实验说明力的作用点影响力的作用效果。
22. 在一次力学实验中,相关实验数据记录在下表中,请你分析表格中的数据,总结出力 F2 与力 F1 的关系式: 。
F1/N123456F2/N272523211917
23. 小明看到有人在海边携带游泳圈游泳,以保证人身安全。对此,他想“测出游泳圈完全浸没在海水中受到的浮力大小”。
现提供 1 个溢水大桶(能装入游泳圈)、 1 个适量的小桶,1 个量程足够大的电子秤和足量海水,请你设计实验完成他的想法。
(1)实验所需的公式: ;
(2)实验步骤(可用画图或文字表述):
24. 小明用刻度尺、两端开口的玻璃管、橡皮膜和水等器材测盐水的密度,操作步骤如下:
(1)①将玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,出现图甲所示的现象,说明水对 有压强。
②用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为 h1(如图甲所示)。
③将玻璃管缓慢插入装有盐水的烧杯中,直到橡皮膜表面与水平面相平,测出管底到盐水液面的高度为 h2(如图乙所示)。
(2)用小明测得的物理量推导出盐水密度的表达式为 ρ盐水= (水的密度用 ρ水 表示)。
(3)分析实验过程,小明测得的盐水密度值比真实值偏 ,这主要是操作中的第 步造成的。
25. 请回答下列问题:
(1)【探究名称】探究杠杆的平衡条件
【猜想与假设】
猜想一:动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂;
猜想二:动力 × 支点到动力作用点的距离 = 阻力 × 支点到阻力作用点的距离。
【设计实验与进行实验】
① 如图甲所示,应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
② 如图乙所示,小明同学挂上钩码并调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,记录的数据如下表:
改变钩码的 和钩码的位置,重复上述实验两次,记录的数据如下表:
(2)【分析与论证】
根据小明同学的数据可验证猜想 (选填“二”或“一和二”)是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离,具有一定的特殊性,还应改变动力或阻力的 进行实验;
于是,小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验,获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 是错误的。若要验证另一种猜想是否正确,必须添加的测量工具是 。通过以上研究,小明同学真正理解了力臂是支点到 的距离。
26. 利用图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时,首先将弹簧的 B 端固定,再用两个测力计沿相反方向拉 A 端,使 A 端到达某一点 O 并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧 A 端,仍将 A 端拉伸到 O 点,记录下此时拉力的大小与方向。
(1)从上表记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是 。(用字母表示)
(2)实验中先后两次都将弹簧 A 端拉伸到 O 点,是为了让弹簧在两次实验中的 相同,从而说明 的作用效果与 的作用效果相同。
27. 如图所示,小研同学用压强计研究“液体内部压强与深度的关系”。
(1)在实验中,小研把探头放到水杯的水中,她通过观察玻璃管中液体液面的 ,来比较压强的大小;
(2)保持探头在水中某一深度,再改变探头在水中的方向,观察到玻璃管中的液体液面差 。(填“变大”、“不变”、“变小”)
28. 某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子,测出了一颗小石块的密度。测量方法如下:
(1)用细线将小石块拴好,用弹簧测力计测出它的重力,记为 G;
(2)再将小石块浸没在水中,用弹簧测力计测出石块受到的拉力,记为 F;
利用测出的物理量可得:小石块在水中受到的浮力是 ,小石块的密度 ρ = (水的密度用 ρ水 表示)。
29. 如图为两个趣味实验:
(1)如图甲所示,两只“纸船”漂浮在水面上,要观察到两“船”靠近的现象,可用注射器对着图中的 (选填字母)点处射水,理由为 。
(2)如图乙所示,往吸管 D 中吹气,可以看到吸管 E 中的水面上升,以下现象中涉及的科学原理与之不同的有 (选填序号)。
①在火车站站台上,人要与行驶的列车保持适当的距离
②通过拍打窗帘,清除它上面的浮尘
③平行与岸边航行的船不能靠岸太近
30. 小明在研究“压强与压力的关系”时,记录的实验数据如表所示。请你对表格中的数据进行分析归纳:当 不变时,压强 p 与压力 F 之间的关系式:p= 。
31. 为了“探究液体内部的压强与哪些因素有关”,某小组同学利用两端蒙上绷紧程度相同的橡皮薄膜的玻璃圆筒、水、酒精、烧杯等器材进行了实验。研究过程如图所示。请仔细观察图中的操作和橡皮薄膜的变化情况,然后归纳得出初步结论(已知 ρ水>ρ酒精)。
(1)比较图(a)与(b)可知: 。
(2)比较图(b)与(c)可知: 。
32. 用如图所示的装置探究动滑轮的机械效率与所提升物体所受重力的关系,实验过程中,保持竖直向上匀速拉弹簧测力计。3 次实验记录的数据表如下所示。
序号动滑轮重G动/N被提升钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端的拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η①%②%③%
(1)根据实验数据,可以得出的结论是: 。
(2)分析数据我们发现,拉力总大于动滑轮和所提升物体(钩码)的总重的一半,你觉得可能的原因是什么? 。
33. 小刚同学想测出一个实心塑料球的密度,但是发现球放在水中会漂浮在水面上,无法测出它的体积,小刚设计了以下实验步骤:
A.用天平测量塑料球的质量,天平平衡时如图 a 所示,记录塑料球质量为 m;
B.把适量的水倒进量筒中如图 b 所示,记录此时水的体积为 V1;
C.把细线在塑料球下吊一个小球块放入水中,静止时如图 c 所示,记录此时量筒的示数为 V2;
D.把小铁块单独放入水中静止时如图 d 所示,记录此时量筒的示数为 V3;
E.利用密度公式计算出结果
根据上述实验过程,回答下列问题:
(1)实验中使用天平测出塑料球的质量 m= g,塑料球的体积 V= cm3,计算出塑料球的密度 ρ= g/cm3.
(2)实验拓展:本实验中若不用天平,只在B、C、D三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球的密度,请你写出这个操作步骤 .
根据你补充的步骤,写出计算塑料球密度的表达式 .(用字母表示,水的密度为 ρ水)
五、作图题(共3小题;共39分)
34. 一块重为 20 N 的正方体木块浸没于水中,放手后木块上浮,请在图中画出木块在上浮过程中所受重力 G 的图示。
35. 图是用羊角锤拔钉子的情景,请画出动力 F1 的力臂 l1 和羊角锤所受阻力 F2 的示意图。
36. 一根绳子只能承受 3000 N 的力,你怎样组装滑轮组才能把 104 N 的重物提起来?要求既有定滑轮,又有动滑轮,且滑轮个数最少(滑轮重、绳重及摩擦均不计)。
六、科普阅读题(共2小题;共14分)
37. 阅读《神奇的公道杯》,请根据材料,回答下列问题:
小阳和同学们一起参观中国科技馆,在中国科技馆一层“华夏之光”展厅的“中国古代的科学探索”展区,看到了如图甲所示的公道杯,其结构示意图如图乙所示。他们将水缓慢装入杯中,观察到当公道杯中装入水量较少时,水不会流出来;当装入水量超过最高点时,水会从杯底全部流出,小阳通过科技馆老师的讲解和仔细的观察,知道公道杯是利用了虹吸现象。
在一根塑料管中装满水,将塑料管一端置于装有水的 A 容器中,如图丙所示,容器内的水会持续通过塑料管流到 B 容器中,仿佛有一种“神奇”的力量把水从容器中吸走了一般。虽然有一段塑料管中水是向上流的,但是观察整体结构,我们发现水其实还是从高处的容器顺着这段弯管向下流动到了低处,这种不用水泵而利用液面高度差的作用力吸抽液体的现象叫虹吸现象。
回家后,小阳看到爸爸在家利用一根胶皮管给鱼缸换水,小阳眼前一亮,他马上想到了这正是利用了虹吸现象。
(1)公道杯中水流管的两端口一端在杯内,一端在 ;
(2)产生虹吸现象的条件是 ;
(3)小阳利用一个透明塑料杯和吸管自制了一个公道杯,如图所示,请你观察公道杯,其盛水的最高水位取决于杯中 (选填:“A”、“B”或“C”)点的高度。
38. 阅读以下材料,回答问题。
2015年1月20日,海军潜水员从饱和居住舱完成“减压”走出舱门,标志着海军 330 米饱和潜水专项试验取得圆满成功。饱和潜水是一种适用于大深度条件下,开展长时间作业的潜水方式。简单来说,在几十米的水下,人呼吸压缩后的普通空气就行。随着深度增大,水下呼吸普通空气,其中的氮气在高压下易引发“氮麻醉”,这时只能呼吸氦等惰性气体和氧的混合气来进行更深的潜水作业。而惰性气体吸入后融进人体血液,这就决定潜水员在水下作业的时间越长,上浮减压的过程就越长,潜水作业效率将大大降低。机体被惰性气体饱和得愈多,其安全减压时间也愈长。如果溶解量达到一定极限,不再增加,其减压时间也可始终保持不变。这种潜水方法,就叫做“饱和潜水”。饱和潜水是潜水行业顶级核心技术,广泛应用于失事潜艇救援、海底施工作业、水下资源勘探、海洋科学考察等军事和民用领域。
(1)海军潜水员从水下几十米到 330 米的过程中所受水的压强逐渐 。(选填“增大”或“减小”)
(2)潜水员进行更深的潜水作业时只能呼吸 和氧气的混合气体。
(3)材料中提到饱和潜水技术的广泛应用,你认为这项技术将来可能会应用于 (从文中介绍选填一方面)。理由是 。
七、计算题(共3小题;共39分)
39. 重为 100 牛,面积为 1米2 的方形木板,放在水平地面上,再把重力为 50 牛,底面积为 50厘米2 的圆柱体放在木板中央。求:
(1)圆柱体对木板的压强;
(2)地面受到的压强。
40. 正方体投入装有水的柱形容器中后漂浮(水未溢出),浸入液体的体积为 0.001 m3;
(1)求物体所受的浮力;
(2)在计算放入物体以后,容器底部所受液体压强的增加量 Δp液 时,小王同学认为:应该用该物体所受的浮力除以容器底面积,即 Δp液=F浮S;小红同学认为:应该测量出物体所受的重力,除以容器的底面积,即 Δp液=GS。你认为,小王同学的观点是 的,小红同学的观点是 的。(均选填“正确”或者“错误”)
41. 小强用如图所示装置在 10 s 内将重为 450 N 的货物匀速提升 2 m,此过程中拉力 F 的功率为 120 W。求:
(1)提升装置所做的有用功。
(2)拉力 F 做的功。
(3)该滑轮组的机械效率。
答案
第一部分
1. B
2. B
【解析】逃生锤的锤头很尖、盲道上有凸起、吸管的一端剪成斜口,都是通过减小受力面积来增大压强,A、C、D错误;载重车装有很多车轮,增大了 F 受力面积,根据 p=FS 可知,压力一定时,受力面积越大,车轮对地面的压强越小,B正确。
3. B
4. A
【解析】在使用筷子时,动力臂小于阻力臂;
A、镊子在使用过程中,是费力杠杆;
B、剪子在使用过程中,是省力杠杆;
C、起子在使用过程中,是省力杠杆;
D、钳子在使用过程中,是省力杠杆。
5. C
【解析】①人走路时,使人前进的动力是地面对鞋底的摩擦力,为了防止人走路时摔倒,也要用到鞋底与地面的摩擦,因此鞋底与地面的摩擦是有益摩擦;②汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦阻碍汽车的前进,因此这个摩擦属于有害摩擦;③骑自行车时,车轮与轴之间的摩擦,阻碍车轮转动属于有害摩擦;④皮带传动中,皮带与皮带轮之间的摩擦可防止打滑,因此是有益摩擦。故①和④符合题意。
6. D
【解析】使用塑料吸盘时,把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,松手后吸盘内的气压小于外界的大气压,大气压就把吸盘紧压在了墙上,是利用大气压工作的。故A不符合题意;
用注射器吸取药液时,将针口插入药液后,向外拉活塞,使管内气压减小,药液就被管外的大气压压进管内,是利用大气压工作的。故B不符合题意;
用塑料管吸饮料时,是先把塑料管内的空气吸走,塑料吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下被压进塑料吸管内,是利用大气压工作的。故C不符合题意;
用压力锅可以很快将食物煮熟,是利用了锅内气压升高,水的沸点升高的原理,不是利用大气压来工作的,故D符合题意。
7. C
【解析】【分析】涵洞是一种连通器,连通器的特点是:窗口中装有同种液体并且不流动时,各容器内的液面保持相平。
【解析】解:根据连通器的特点,现在甲乙两容器的液面已经相平了,故涵洞内的水不会流动。涵洞的倾斜放置,只是本题的干扰因素。
故选:C。
【点评】记住连通器的特点。生活中的锅炉水位计、自动喂水器、洗手盆的回水弯、过桥涵洞、船闸等等都是连通器。
8. C
【解析】由于 m芳芳总=70 kg,m小明总=50 kg,根据 G=mg 可知:G芳芳总>G小明总,
∵ 在水平雪地上,压力等于重力,∴F芳芳总>F小明总;故AB错误;
如图,芳芳没有陷入雪地,说明芳芳对雪地的压力的作用效果不明显,则芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小,故C正确,D错误。
9. D
【解析】因为锤头与柄原来都向下运动,柄撞在硬物上受到阻力作用,改变了它的运动状态,就停止了运动;锤头由于惯性仍保持原来运动状态,继续向下运动,这样锤头就紧套在锤柄上了,故D正确。
10. B
【解析】当物体处于运动状态时,所受外力突然消失,即合力为零,物体做匀速直线运动,故A错误;
物体不受外力作用时可以保持静止或匀速直线运动,故B正确;
物体在平衡力的作用下,受合力为 0,相当于不受力,将保持匀速直线运动状态或静止状态,故C错误;
物体运动不需要力,力的作用不是使物体运动,而是改变物体的运动状态,故D错误。
11. D
12. A
【解析】【分析】(1)阿基米德原理:F浮=ρ液gV排;
(2)物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关,它是由物体所受重力与浮力的合力决定。当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为0,则物体处于漂浮或悬浮状态。
【解析】解:
由图知,鸡蛋静止时悬浮在盐水中,鸡蛋所受浮力等于其自身的重力,即F浮=G=0.5N;
向杯子里加入一些清水,盐水的密度减小,鸡蛋排开盐水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,鸡蛋受到的浮力变小(即此时鸡蛋所受浮力小于0.5N),鸡蛋的重力不变,鸡蛋的重力大于受到盐水的浮力,所以鸡蛋会下沉;
综上分析可知,A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查物体的浮沉条件及应用,属于中等题。
13. C
【解析】自由放置在水面地面上的物体对地面的压力是由于重力而产生的,但有时压力的大小不一定与重力有关,例如压在竖直墙面上的物体对墙的压力,所以A说法错误;根据 p=FS 可知,压强大小不仅与压力大小有关,还与受力面积有关,故B错误;根据 p=FS,压强大小不仅与受力面积大小有关,还与压力大小有关,物体所受的压力与受力面积之比越大,压力作用效果越明显;故C正确;根据 p=FS,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强,故D错误。
14. C
【解析】功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量,功率大小与做功多少和时间有关;机械效率是有用功与总功的比值.
功率大,说明做功快,但不能说明机械效率越大,故A错误;
功率大小与做功多少和时间无关,做功少,功率不一定小,机械效率不一定小,故B错误;
功率越大,反映做功越快,与机械效率无关,故C正确;
机械效率越大,说明有用功与总功的比值大,做功不一定多,故D错误。
15. C
【解析】因为石头所处的深度比木头所处的深度大,所以水对石头的压强比对木头的大,故A错;
因为木头漂浮,所以木头受到的浮力等于它自身的重力,故B错;
根据阿基米德原理可知,鱼受到的浮力等于它排开水的重力,故C正确;
石头沉底(石头的密度大于水的密度),石头受到的浮力小于它自身的重力,故D错。
第二部分
16. A, C
17. B, C
第三部分
18. A, B, C
19. A, C, D
【解析】木块漂浮,受到的浮力等于木块重等于排开的水重,
甲、乙容器水面等高,则乙容器的总重等于甲容器的总重,乙容器的总质量与甲容器的总质量相同,则甲乙对桌面的压力相等;
同理可以得出,丙容器的总质量与甲容器的总质量相同,则甲丙对桌面的压力相等;
丁容器中水重力的增加的量等于小球排开液体的重力,因液面与甲容器的相平,所以甲丁对桌面的压力相等;
因四个容器底面积相同,由 p=FS 可知它们的压强相同,故A正确;
乙容器中再倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还是漂浮,受到的浮力相等,
根据 F浮=ρ水V排g 可知,排开水的体积增大,使木块在液面下的体积增大,
根据 p=FS 可得,F浮=pS木块底,木块的底面积不变,所以木块底部受到的压强不变,故B错误;
细线剪断前,桌面受到的压力等于容器与水的重力、小球排开液体的重力之和,
将悬吊铝球的细线剪断后,桌面受到的压力等于容器与水的重力、铝球对容器底部的压力之和,
而铝球对容器底部的压力等于铝球的重力减去受到的浮力,
根据阿基米德原理可知铝球受到的浮力等于小球排开液体的重力,所以容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力减去受到的浮力,不等于铝球所受重力的大小,故C正确;
铝块在塑料盒内处于漂浮,F浮=G盒+G铝,将塑料盒内的铝块取出后,F浮ʹ=G盒,
ΔF浮=F浮−F浮ʹ=G盒+G铝−G盒=G铝,
根据阿基米德原理可知排开水的体积 ΔV=V排−V排ʹ=ΔF浮ρ水g=G铝ρ水g,
根据 V=Sh 可知水面下降高度为:Δh=ΔVS容器=G铝ρ水gS容器,
由于塑料盒受到的浮力减小,塑料盒上浮,则根据 ΔF浮=ΔpS 得:
ΔF浮=ΔpS=pS盒−pʹS盒=ρ水ghS盒−ρ水ghʹS盒=Δhρ水gS盒,
Δhʹ=ΔF浮ρ水gS盒=G铝ρ水gS盒,
容器的水面下降,塑料盒底距容器底的距离的增大值为:
Δhʺ=Δhʹ−Δh=G铝ρ水gS盒−G铝ρ水gS容器=G铝ρ水g(1S盒−1S容器)
因为塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;即 S盒=12S容器,
则 ΔhΔhʺ=1S容器1S盒−1S容器=S盒S容器−S盒=12S容器S容器−12S容器=1,
Δhʺ=Δh,即塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降高度的数值,故D正确。
第四部分
20. 1
21. 力的大小;②③
【解析】实验①②④保持了力的作用方向和作用点相同,而改变了力的大小,所以是研究力的作用效果和力的大小的关系;实验②③中,保持了力的方向和大小相同,而改变了力的作用点,所以是研究力的作用点对力的作用效果的影响。
22. F2=−2F1+29 N
23. (1) F浮=G排
(2) 实验步骤:(方法多种,合理即可)
1、用电子秤测出空小桶的质量 m1;
2、将溢水大桶装满海水,把游泳圈浸没在水中,
让海水溢出到小桶中;
3、用电子秤测出海水和小桶的总质量 m2;
4、浮力 F浮=G排=m排g=(m2–m1)g
24. (1) 容器底部
【解析】玻璃管中不倒入水时,橡皮膜是平的。倒入水后,其向下突起,说明水对其有一个向下的压强。
(2) h1h2ρ水
【解析】当橡皮膜的表面相平时,盐水对其向上的压强与水对其向下的压强相等。即:p盐=p水。
利用测得的盐水的深度 h2 和其密度 ρ盐,表示出 p盐;即:p盐=ρ盐gh2。
同理表示出 p水,即:p水=ρ水gh1。
两者相等即:ρ盐gh2=ρ水gh1。
由此可以求得盐水的密度:ρ盐=h1h2ρ水。
(3) 大;②
【解析】根据图示的 h1 、 h2 的测量过程可知,甲图中底部的橡皮膜装的水在乙图中被挤压上去,那么乙中液面上升高度是小于甲中橡皮膜被挤压上去的高度的,因为甲中橡皮膜的横截面积小于玻璃管横截面积,橡皮膜中的水体积一定,那么水上升高度就小。所以 h1 应该在图乙中测,h1 是玻璃管底部到玻璃管中液面的距离,所以本实验中,小明测出的 h1 的值比真实值大,h2 是对的,所以导致了 h1h2ρ水 的结果偏大。
25. (1) ① 左
【解析】如图甲所示,杠杆的右端下沉,说明杠杆的重心在支点的右端,故应将杠杆的重心向左调节,即两端的螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
② 数量
【解析】小明的实验中,动力和阻力均为钩码的重力,第 3 次实验数据和第 1 次数据相比,动力和阻力及 OB 、 OA 间的距离都发生了改变,即改变钩码的数量和钩码的位置,重复上述实验两次,记录的数据如下表。
(2) 一和二;方向;二;刻度尺;力的作用线
【解析】小明的实验中,因杠杆始终在水平位置平衡,由重力的方向竖直向下和力臂的定义,动力臂即 OB 间距离,阻力臂即 OA 间距离,在第 1 次实验中
1.0 N×5 cm=0.5 N×10 cm
第 2 次和第 3 次实验中
1.5 N×10 cm=1.0 N×15 cm
1.0 N×10 cm=2.0 N×5 cm
故小明同学的数据可验证猜想一和二是正确的。
而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离,具有一定的特殊性,当动力或阻力的方向与杠杆不垂直时,力臂则不等于支点到力的作用点的距离,故还应改变动力或阻力的方向进行实验。
小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验,根据
0.8 N×15 cm≠1.0 N×10 cm
故可验证猜想二是错误的。
若要验证另一种猜想是否正确,即力的方向与杠杆不垂直的情况,因此时动力臂不等于支点到力的作用点的距离,为了测量动力臂的大小,故必须添加测量长度的工具是刻度尺。
通过以上研究可知力臂不是支点到力的作用点的距离,小明同学真正理解了力臂是支点到力的作用线的距离。
26. (1) F=F1−F2
(2) 形变量;F;F1F2 共同
27. (1) 高度差
(2) 不变
28. G−F;GG−Fρ水
【解析】本题考查的是浮力和物体密度的测量,难度中等。根据称重法可以知道,石块的浮力等于 G−F;小石块排开液体的体积 V排=F浮ρ水g=G−Fρ水g 小石块浸没在水中,V石=V排,小石块的质量 m=Gg,因此小石块的密度 ρ=mV石=GG−Fρ水。
29. (1) B;流速越大,压强越小
【解析】向 B 点处射水,注射器射出的水线带动 B 点的水向水线运动的方向流动,使两船之间压强减小,形成船两侧的向内的压强差,使纸船靠近。
(2) ②
【解析】① 列车高速行驶时,周围的空气流速快,压强小,远离火车的地方空气流速小,压强大,易产生向内的压强差,故乘客应站在安全线外与图乙利用的科学原理相同。
②拍打窗帘,清除它上面的浮尘,利用的是物体具有惯性。
③平行于岸边的船靠岸太近,船与岸间水的流速变大,压强变小,而船的另一侧流速小,压强大,故在内外压强差的作用下,船被压向岸,可能造成危险,与图乙利用的科学原理相同。
30. 受力面积;5 PaNF
【解析】由表知,S1=10 N50 Pa=0.2 m2,
S2=20 N100 Pa=0.2 m2⋯
S6=60 N300 Pa=0.2 m2,
通过计算可知受力面积 S=0.2 m2 一定时,压强与压力成正比,比例系数为 10.2 m2。
则压强 p 与压力 F 之间的关系式:p=10.2 m2F=5 PaNF。
31. (1) 同种液体,同一深度液体内部向各个方向的压强相等;同种液体,深度越深液体内部压强越大
(2) 同一深度,液体密度越小,液体内部压强越小
32. (1) 同一动滑轮提升的重物重力越大,动滑轮的机械效率越高
【解析】由表格数据知:同一滑轮组,重力为 1 N 、 2 N 、 3 N,机械效率为 80% 、 90.9% 、 93.80%,故可以得出:同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将增大。
(2) 绳受到重力、绳与轮的摩擦、滑轮和轴之间存在摩擦力
【解析】由于绳子有重力、绳与轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦,使得 F>12(G动+G物),即拉力总大于动滑轮和所提升物体(钩码)的总重的一半。
33. (1) 11.2;20;0.56.
【解析】游码对应的刻度值是 1.2 g.
塑料球的质量:m= 砝码的质量 + 游码对应的刻度值 =10 g+1.2 g=11.2 g.
塑料球的体积:V=Vc−Vd=46 ml−26 ml=20 ml=20 cm3.
塑料球的密度:ρ=mV=11.2 g20 cm3=0.56 g/cm3.
(2) 将塑料球放入图 b 所示的量筒内使其漂浮在水面上,读出量筒示数 V4;
mV=(V4−V1)ρ水V2−V3.
【解析】若不用天平,利用浮力的方法求出塑料球的质量,让塑料球漂浮在图 b 的量筒中,记下水面到达的刻度 V4,塑料球的重力 = 浮力 = 塑料球排开水的重力,
所以,塑料球的质量 = 塑料球排开水的质量,
所以塑料球的质量:m=(V4−V1)ρ水,
塑料球的体积:V=V2−V3,
根据密度公式得,ρ=mV=(V4−V1)ρ水V2−V3.
第五部分
34. 如图所示:
【解析】取 10 牛为标度,过重心作竖直向下、大小为 20 N 的重力。
35.
36. 用一个定滑轮和两个动滑轮组合成一个滑轮组,如图所示。
【解析】确定动滑轮上承担重物的绳子的根数;由 F=1nG,可得 n=GF=104 N3000 N≈3.3,根据“收尾法”的原则,应有 4 根绳子与动滑轮相连承担重物,而 4 根绳子承担重物的滑轮组所用滑轮的最少个数为 3 个。3 个滑轮绕出 4 根绳子的方案只有一种,即一个定滑轮和两个动滑轮组合。
第六部分
37. (1) 杯外
(2) 液面有高度差
(3) B
38. (1) 增大
【解析】液体产生的压强与液体的密度和深度有关,潜水员从水下几十米到 330 米的过程中,由于所处深度越来越大,所受水的压强逐渐增大;
(2) 氦等惰性气体
【解析】由题干可知,氮气在高压下易引发“氮麻醉”,所以呼吸的气体中应该没有惰性气体氮,只能是氦等惰性气体和氧的混合气体;
(3) 海洋科学考察;“饱和潜水”适合深水作业
【解析】由于“饱和潜水”适合深水作业,可应用于失事潜艇救援、海底施工作业、水下资源勘探、海洋科学考察等军事和民用领域。
第七部分
39. (1) 10000 帕
(2) 150 帕
40. (1) 9.8 N
【解析】正方体排开水的体积 V排=10−3 m3,由阿基米德原理得,物体受到水的浮力:F浮=ρ水gV排=103 kg/m3×9.8 N/kg×1×10−3 m3=9.8 N;
(2) 正确;错误
【解析】由液体压强公式 p=ρgh 可知,要得到容器底部所受液体压强的增加量 Δp液 时,需要知道液体变化的深度 Δh,柱形容器的体积公式为 V=Sh,所以 Δh=V排S,
即:Δp液=ρ液gΔh=ρ液gV排S=F浮S,所以小王同学的观点是正确的。
又因为只有物体漂浮或悬浮时,受到浮力大小才等于物体的重力,所以小红同学的观点是错误的。
41. (1) 900 J
【解析】提升装置所做的有用功:
W有用=Gh=450 N×2 m=900 J。
(2) 1200 J
【解析】根据 P=Wt 可得拉力 F 做的功:
W总=Pt=120 W×10 s=1200 J。
(3) 75%
【解析】滑轮组的机械效率:
η=W有用W总=900 J1200 J×100%=75%。
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