重庆市綦江区2021-2022学年八年级下学期期末物理试卷(word版含答案)
展开2021-2022学年重庆市綦江区八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本题共10个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共30分。)
1.(3分)下列对有关物理量的认识中,最接近实际的是( )
A.某中学生站立时对水平地面的压力约为50N
B.5m高的水柱对底部产生的压强约为0.5×105Pa
C.一只鸡蛋漂浮在某液面所受的浮力约为5N
D.某皮带传动机械的机械效率可达到100%
2.(3分)生活中的下列现象,可以用“分子在永不停息地运动”进行合理解释的是( )
A.大寒,雪花飞舞 B.春分,花香四溢
C.立夏,麦浪翻滚 D.处暑,扬谷进仓
3.(3分)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。如图,是主降落伞携带返回舱稳定下降的情景。降落伞打开后,神舟十三号载人飞船返回舱减速降落的过程中( )
A.神舟十三号载人飞船返回舱的势能不变
B.神舟十三号载人飞船返回舱的动能增大
C.神舟十三号载人飞船返回舱的机械能不变
D.神舟十三号载人飞船返回舱的机械能减小
4.(3分)下列物质中,分子间作用力最强的是( )
A.铜块 B.水银 C.氧气 D.酒精
5.(3分)如图所示,一个重为0.027N的乒乓球M被轻质细线拉住浸没在某液体中,如果它受到的浮力是0.335N,则轻质细线对乒乓球M的拉力是( )
A.0.027N B.0.335N C.0.308N D.0.362N
6.(3分)取两张A4纸上端固定,让其平行地自然下垂。如图所示,当向两张A4纸中间用力吹气时,两张A4纸会( )
A.下端均向左飘 B.下端均向右飘
C.下端相互靠近 D.下端彼此远离
7.(3分)如图所示的生活事例中,属于增大压强的是( )
A.书包带通常较宽
B.坦克配备宽履带
C.铁轨铺在枕木上
D.菜刀磨得较锋利
8.(3分)如图所示,下列生活情景中,所使用的简单机械属于费力杠杆的是( )
A. 用撬棍撬石头
B. 用钓鱼竿钓鱼
C. 用钉锤拔钉子
D. 用钳子夹核桃
9.(3分)小王同学先后用大小相等的力F,分别使物体N在如图甲、乙、丙所示的三种表面上沿相应方向移动相同的距离s,在这三种过程中力F所做的功分别为W甲、W乙和W丙,则( )
A.W甲<W乙<W丙 B.W甲<W乙=W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲>W乙=W丙
10.(3分)如图所示,用细线将一规则均匀的金属柱体从水中匀速提起至其下表面刚好离开水面,此过程中忽略细线的体积,则容器底受到水的压强p随时间t变化的图像应大致如下列图中的( )
A. B.
C. D.
二、填空作图题(本题共8个小题,第18小题作图2分,其余每空1分,共16分。)
11.(2分)1cm3的水含有3.34×1022个分子,1g蔗糖含有1.8×1021个分子,这些可说明物体是由 组成的。烛光生日晚会时,杯中的蜡烛燃烧后,液态的蜡在凝固时体积会 (选填“增大”“缩小”或“不变”)。
12.(2分)2022年5月14日7时许,编号为B﹣001J的C919大飞机从上海浦东机场第4跑道起飞,于10时许安全降落,标志着中国商飞公司即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满完成。客机在飞行时,机翼上方空气流速较快,压强 (选填“较大”或“较小”),由此获得向上的升力;机上人员用吸管喝饮料时,饮料在 的作用下被吸入口中。
13.(2分)如图所示的电热水壶,通过观察壶外透明玻璃管的液面就可以知道水玻璃壶内的水位,这是利用了 原理。此原理可应用于社会生产生活中指导修建 (选填“水坝”或“船闸”)。
14.(2分)我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”,舷号“18”。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,于2022年6月17日成功下水,将按计划开展系泊试验和航行试验。若福建舰满载时排水量为8×104t,则福建舰在满载时受到的浮力大小为 N,福建舰满载驶入太平洋受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(2分)如图所示,工人用轻质动滑轮提起质量为60kg的物体,在2s内匀速提升了0.5m,则工人在绳子A端所用的拉力为 N,该拉力做功的功率为 W。(忽略滑轮重、绳重及摩擦)
16.(2分)如图所示,平底容器的质量为0.1kg,底面积为2×10﹣3m2,盛装0.4kg水后,测得容器内水的深度为10cm。将该平底容器放在面积为0.2m2的水平桌面的中央,则该容器对桌面的压强为 Pa,容器中的水对容器底的压力大小为 N。(忽略容器厚度)
17.(2分)如图所示,在水平地面上分别立放和平放着规格完全相同的铝块A和B。在铝块B上放有轻质圆柱形容器C(容器的质量和厚度可忽略,深度足够),C中盛入适量的水,密度为ρ水。铝块A和B的密度均为ρ,其上表面到水平面的距离分别为h1和h2,C与铝块B和铝块B与地面的接触面积分别为SC、SB,且SB=8SC。则铝块A和B的质量之比mA:mB= ;若铝块A和B对水平地面的压强相等,则圆柱形容器C中盛入水的深度h水= 。
18.(1分)如图所示,盛有适量水的容器静止在斜面上,一个5N重的小球悬浮在水中,请画出该小球受到的浮力F浮的示意图。(作用点请画在图中O点上)。
19.(1分)为了使杠杆保持在如图位置静止,请在A点画出最小动力F的示意图。
三、实验与探究题(本题共3个小题,第19小题7分,第20小题10分,第21小题10分)
20.(7分)如图,小富和小强在探究“压力的作用效果与哪些因素的关”的实验中,利用小桌、海绵、金属块等器材进行了探究实践。
(1)小富按照图 所示的实验后可初步得出“压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论。
(2)小强按照图乙、丙所示的实验后可得出的初步结论是: 。
(3)小富和小强经过多次实验观察、反复论证后认为:压力的作用效果不仅与 有关,而且还与 有关。
(4)小富和小强在实验探究过程中,主要是通过观察比较 的现象来比较压力的作用效果,学习体验的探究方法是 法。
(5)在实验中,小富和小强测得小桌重为0.3N,金属块重为1.5N,小桌桌面面积为5×10﹣3m2。则图甲中,小桌和金属块对海绵的压强为 Pa。
21.(10分)如图A,U形管压强计,是专门用来研究液体压强的仪器。小王在“探究液体的压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下实验探究。
(1)小王发现,当U形管压强计金属盒在空气中时,U形管左右两管水面的高度应 ,实验前需要用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管左右两管水面是否有明显的 。
(2)实验中,小王观察发现液体内部压强的大小可通过U形管左右两管水面的 反应出来,小王将U形管压强的金属盒按图B、C、D、E所示置于相应液体中的相应深度,实验测得U形管压强计在相应情况下两管水面高度差的大小关系为h4>h1=h2>h3,因此,金属盒的橡皮膜受到水的压强最小的是 图。
(3)小王不断改变U形管压强计金属盒橡皮膜在液体中的方向和深度,多次进行实验,探究总结出了液体内部压强的规律。小王按照图B、C进行探究,可发现同种液体在 深度的各处、各个方向的压强大小 ;小王按照图C、D进行探究,可发现同种液体内部压强大小与 有关;小王按照图B、E进行探究,可发现液体内部压强大小与 有关,在同一深度,液体的 越大,液体的压强越大。
(4)小王通过实验还发现,若将图B实验中U形管内的水换成汽油(ρ水>ρ汽油),其它实验条件不变,保持金属盒在水中的深度不变,则h1将会变 。
22.(10分)在“探究滑轮组的机械效率”时,小吴利用两组滑轮组进行了探究,用1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组测量获得了前4组数据,用2个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组测量获得了第5组数据,实验数据如下表:
实验
次数
动滑轮重
G动/N
物体重
G/N
重物上升高度
h/m
动力
F/N
弹簧测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
0.5
1
0.2
0.6
0.6
55.6
3
0.5
2
0.1
1.0
0.3
66.7
4
0.5
4
0.1
1.0
0.3
①
5
1
4
0.1
②
0.5
③
(1)小吴在实验中使用的测量工具包括 和弹簧测力计,实验中应沿竖直向上方向 拉动弹簧测力计。根据前4组实验数据,可判断小吴在实验过程中,绕在滑轮组动滑轮上的绳子段数为 段。
(2)小吴在实验探究过程中漏掉了相关数据,表格中空格①处数据应为 %;根据图中弹簧测力计示数可知编号②数据应为 N;编号③的数据应为 %。
(3)小吴经过分析论证,由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与 无关;由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关。
(4)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”。小吴认为这句话是 的(选填“正确”或“错误”),小吴是用收集的数据中 两组数据对比分析来判断的。
四、论述与计算题(本题共3个小题,第22小题8分,第23小题9分,第24小题10分,共27分,解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只有最后答案不能得分。)
23.(8分)如图所示,某品牌的新能源微型轿车载着乘客在一段1.2km平直的公路上匀速行驶了2min。已知轿车载客总质量为480kg,受到的阻力f大小恒为轿车载客总重的0.1倍,轮胎与路面接触的总面积为S=2.4×10﹣2m2。求:
(1)该轿车静止时对平直路面产生的压强是多少?
(2)牵引力对该轿车做功的功率是多少?
24.(9分)小喻用如图所示的均匀杠杆OB将重为15N的货物匀速提升0.1m。经测量AB=2m,OA=0.4m,小喻所用拉力F=4N,且方向始终竖直向上。求:
(1)小喻做的有用功是多少?
(2)小喻所用的杠杆的机械效率是多少?
(3)若杠杆的重心处于OB的中点,忽略转轴O处的摩擦,杠杆的自重是多少?
25.(10分)一柱形容器,深度足够,底面积为0.5m2,盛有适量的水。如图甲所示,现将一个底面积为0.1m2、体积为1m3的物体A放入其中,物体A漂浮于水面上。如图乙所示,当再给物体A施加一个竖直向下的大小不变的力F后,直至使物体A恰好浸没于水中时保持静止,此时容器底部受到的压强增大了1×104Pa。求:
(1)物体A浸没水中静止时容器底部所受的压力增大了多少?
(2)物体A浸没水中保持静止时受到的浮力是多少?
(3)物体A从漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做的功是多少?
2021-2022学年重庆市綦江区八年级(下)期末物理试卷
(答案与解析)
一、选择题(本题共10个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共30分。)
1.(3分)下列对有关物理量的认识中,最接近实际的是( )
A.某中学生站立时对水平地面的压力约为50N
B.5m高的水柱对底部产生的压强约为0.5×105Pa
C.一只鸡蛋漂浮在某液面所受的浮力约为5N
D.某皮带传动机械的机械效率可达到100%
【解答】解:A、中学生的体重在500N左右,站立时对水平地面的压力与重力相等,在500N左右,故A不符合实际;
B、5m高的水柱对底部产生的压强约为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=0.5×105Pa,故B符合实际;
C、一个鸡蛋的质量在50g=0.05kg左右,受到的重力在G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N左右。鸡蛋漂浮时所受的浮力与重力相等,所以大约是0.5N,故C不符合实际;
D、使用任何机械不可避免地做额外功,所以机械效率一定小于100%,故D不符合实际。
故选:B。
2.(3分)生活中的下列现象,可以用“分子在永不停息地运动”进行合理解释的是( )
A.大寒,雪花飞舞 B.春分,花香四溢
C.立夏,麦浪翻滚 D.处暑,扬谷进仓
【解答】解:ACD、雪花飞舞、麦浪翻滚、扬谷进仓,都是宏观物体的机械运动,故ACD错误;
B、花香四溢是香气分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,进入人们的鼻孔,人便闻到了香味,故B正确。
故选:B。
3.(3分)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。如图,是主降落伞携带返回舱稳定下降的情景。降落伞打开后,神舟十三号载人飞船返回舱减速降落的过程中( )
A.神舟十三号载人飞船返回舱的势能不变
B.神舟十三号载人飞船返回舱的动能增大
C.神舟十三号载人飞船返回舱的机械能不变
D.神舟十三号载人飞船返回舱的机械能减小
【解答】解:降落伞打开后,神舟十三号载人飞船返回舱在减速降落过程中,质量不变,速度减小,所以动能减小;高度减小,则重力势能减小;机械能等于动能和势能之和,由于动能和重力势能都减小,所以机械能减小,故ABC错误,D正确。
故选:D。
4.(3分)下列物质中,分子间作用力最强的是( )
A.铜块 B.水银 C.氧气 D.酒精
【解答】解:在固体中,分子间作用力比较强,分子间距最小,因而,固体有一定的形状和体积;
在液体中,分子间作用力较弱,分子在一定限度内可以运动且具有流动性,因而,液体没有确定的形状,但占有一定的体积;
在气体中,分子间作用力更弱了,因此气体分子能自由地沿各个方向运动,因而,气体没有固定的形状,也没有确定的体积;
铜块是固体,水银和酒精是液体,氧气是气体,所以分子间作用力最强的是铜块。
故选:A。
5.(3分)如图所示,一个重为0.027N的乒乓球M被轻质细线拉住浸没在某液体中,如果它受到的浮力是0.335N,则轻质细线对乒乓球M的拉力是( )
A.0.027N B.0.335N C.0.308N D.0.362N
【解答】解:乒乓球受到的浮力等于乒乓球的重力加上线的拉力,即:F浮=G+F拉,所以拉力为:F拉=F浮﹣G=0.335N﹣0.027N=0.308N。
故选:C。
6.(3分)取两张A4纸上端固定,让其平行地自然下垂。如图所示,当向两张A4纸中间用力吹气时,两张A4纸会( )
A.下端均向左飘 B.下端均向右飘
C.下端相互靠近 D.下端彼此远离
【解答】解:对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间。
故选:C。
7.(3分)如图所示的生活事例中,属于增大压强的是( )
A.书包带通常较宽
B.坦克配备宽履带
C.铁轨铺在枕木上
D.菜刀磨得较锋利
【解答】解:A、书包带通常较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意;
B、坦克配备宽履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不合题意;
C、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不合题意;
D、菜刀磨得较锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D符合题意。
故选:D。
8.(3分)如图所示,下列生活情景中,所使用的简单机械属于费力杠杆的是( )
A. 用撬棍撬石头
B. 用钓鱼竿钓鱼
C. 用钉锤拔钉子
D. 用钳子夹核桃
【解答】解:A、用撬棍撬石头时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、用钓鱼竿钓鱼时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B正确;
C、用钉锤拔钉子时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D、用钳子夹核桃,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。
故选:B。
9.(3分)小王同学先后用大小相等的力F,分别使物体N在如图甲、乙、丙所示的三种表面上沿相应方向移动相同的距离s,在这三种过程中力F所做的功分别为W甲、W乙和W丙,则( )
A.W甲<W乙<W丙 B.W甲<W乙=W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲>W乙=W丙
【解答】解:由题知,小王同学先后用的力F大小相等,物体分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上移动的距离s相同,根据W=Fs可知,力F在这三个过程中所做的功大小相等,即W甲=W乙=W丙。
故选:C。
10.(3分)如图所示,用细线将一规则均匀的金属柱体从水中匀速提起至其下表面刚好离开水面,此过程中忽略细线的体积,则容器底受到水的压强p随时间t变化的图像应大致如下列图中的( )
A. B.
C. D.
【解答】解:柱体从水中匀速提起至上表面刚好与水面平行时,物体排开水的体积不变,液面不变,根据p=ρgh可知容器底受到水的压强p不变,柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积逐渐减小,液面逐渐降低,由p=ρgh可知容器底受到水的压强降低,但不能为零,故D正确。
故选:D。
二、填空作图题(本题共8个小题,第18小题作图2分,其余每空1分,共16分。)
11.(2分)1cm3的水含有3.34×1022个分子,1g蔗糖含有1.8×1021个分子,这些可说明物体是由 分子 组成的。烛光生日晚会时,杯中的蜡烛燃烧后,液态的蜡在凝固时体积会 缩小 (选填“增大”“缩小”或“不变”)。
【解答】解:(1)题中的例子说明物体是由分子组成的;
(2)固态蜡的分子间距小于液态的蜡的分子间距,所以液态的蜡凝固后体积缩小。
故答案为:分子;缩小。
12.(2分)2022年5月14日7时许,编号为B﹣001J的C919大飞机从上海浦东机场第4跑道起飞,于10时许安全降落,标志着中国商飞公司即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满完成。客机在飞行时,机翼上方空气流速较快,压强 较小 (选填“较大”或“较小”),由此获得向上的升力;机上人员用吸管喝饮料时,饮料在 大气压 的作用下被吸入口中。
【解答】解:客机在飞行时,机翼上方的流速就大于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的力,因此飞机可以飞起来了;
用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管;
故答案为:较小;大气压。
13.(2分)如图所示的电热水壶,通过观察壶外透明玻璃管的液面就可以知道水玻璃壶内的水位,这是利用了 连通器 原理。此原理可应用于社会生产生活中指导修建 船闸 (选填“水坝”或“船闸”)。
【解答】解:由图可知,壶外透明玻璃管与壶身构成上端开口,下部连通的容器,观察玻璃管的液面就可以知道水玻璃壶内的水位,这是利用了连通器原理;
在生产生活中,船闸就是利用连通器原理来修建和工作的。
故答案为:连通器;船闸。
14.(2分)我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”,舷号“18”。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,于2022年6月17日成功下水,将按计划开展系泊试验和航行试验。若福建舰满载时排水量为8×104t,则福建舰在满载时受到的浮力大小为 8×108 N,福建舰满载驶入太平洋受到的浮力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:满载时福建舰受到的浮力:
F浮=G排=m排g=8×104×103kg×10N/kg=8×108N;
福建舰满载驶入太平洋时,仍然漂浮,所以F浮=G物,由于重力不变,所以浮力不变。
故答案为:8×108;不变。
15.(2分)如图所示,工人用轻质动滑轮提起质量为60kg的物体,在2s内匀速提升了0.5m,则工人在绳子A端所用的拉力为 300 N,该拉力做功的功率为 150 W。(忽略滑轮重、绳重及摩擦)
【解答】解:忽略动滑轮重、绳重及摩擦,工人在绳子A端所用的拉力F=G=mg=×60kg×10N/kg=300N;
绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.5m=1m,
拉力所做的功W=Fs=300N×1m=300J,
该拉力做功的功率P===150W。
故答案为:300;150。
16.(2分)如图所示,平底容器的质量为0.1kg,底面积为2×10﹣3m2,盛装0.4kg水后,测得容器内水的深度为10cm。将该平底容器放在面积为0.2m2的水平桌面的中央,则该容器对桌面的压强为 2.5×103 Pa,容器中的水对容器底的压力大小为 2 N。(忽略容器厚度)
【解答】解:(1)容器对桌面的压力:
F=G=(m水+m容器)g=(0.4kg+0.1kg)×10N/kg=5N,
容器对桌面的压强:
p===2.5×103Pa;
(2)水对容器底的压强:
p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1×103Pa,
由p=可知,容器中的水对容器底的压力:
F'=p'S=1×103Pa×2×10﹣3m2=2N。
故答案为:2.5×103;2。
17.(2分)如图所示,在水平地面上分别立放和平放着规格完全相同的铝块A和B。在铝块B上放有轻质圆柱形容器C(容器的质量和厚度可忽略,深度足够),C中盛入适量的水,密度为ρ水。铝块A和B的密度均为ρ,其上表面到水平面的距离分别为h1和h2,C与铝块B和铝块B与地面的接触面积分别为SC、SB,且SB=8SC。则铝块A和B的质量之比mA:mB= 1:1 ;若铝块A和B对水平地面的压强相等,则圆柱形容器C中盛入水的深度h水= 。
【解答】解:A和B是规格完全相同的铝块,所以铝块A和B的质量之比mA:mB=1:1;
水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,则p======ρgh,
所以铝块A对水平地面的压强:pA=ρgh1,
已知SB=8SC,铝块B对水平地面的压强等于水的重力和铝块的重力之和,
则pB===ρgh2+=ρgh2+=ρgh2+,
铝块A和B对水平地面的压强相等,则ρgh1=ρgh2+,
解得:h水=。
故答案为:1:1;。
18.(1分)如图所示,盛有适量水的容器静止在斜面上,一个5N重的小球悬浮在水中,请画出该小球受到的浮力F浮的示意图。(作用点请画在图中O点上)。
【解答】解:浮力的方向总是竖直向上的,从球心竖直向上画一条带箭头的线段,标注F浮=5N,如下图:
19.(1分)为了使杠杆保持在如图位置静止,请在A点画出最小动力F的示意图。
【解答】解:杠杆在水平位置平衡,阻力G、阻力臂一定,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知:在阻力与阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小;由图示可知,OA是最长动力臂,当动力臂为OA时动力最小,动力的方向应该向上才能使杠杆平衡,且动力与动力臂垂直。如图所示:
三、实验与探究题(本题共3个小题,第19小题7分,第20小题10分,第21小题10分)
20.(7分)如图,小富和小强在探究“压力的作用效果与哪些因素的关”的实验中,利用小桌、海绵、金属块等器材进行了探究实践。
(1)小富按照图 甲、丙 所示的实验后可初步得出“压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论。
(2)小强按照图乙、丙所示的实验后可得出的初步结论是: 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 。
(3)小富和小强经过多次实验观察、反复论证后认为:压力的作用效果不仅与 压力大小 有关,而且还与 受力面积 有关。
(4)小富和小强在实验探究过程中,主要是通过观察比较 海绵的凹陷程度 的现象来比较压力的作用效果,学习体验的探究方法是 转换 法。
(5)在实验中,小富和小强测得小桌重为0.3N,金属块重为1.5N,小桌桌面面积为5×10﹣3m2。则图甲中,小桌和金属块对海绵的压强为 360 Pa。
【解答】解:(1)由图示可知,甲、丙两图所示实验物体间的压力相同而受力面积不同,受力面积越小,海绵凹陷越深,力的作用效果越明显,由此可知:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(2)由乙、丙两图,可知海绵的受力面积保持不变而海绵受到的压力不同,可得结论:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
保持受力面积不变,研究压力的作用效果与压力大小的关系;
(3)小富和小强经过多次实验观察,可知压力的作用效果不仅与压力大小有关;还与受力面积有关;
(4)通过观察三次实验时海绵凹陷程度,显示压力作用的效果;采用了转换法;
(5)小桌和金属块对海绵的压力为:F=0.3N+1.5N=1.8N,小桌桌面面积为S=5×10﹣3m2。
则小桌和金属块对海绵的压强:
p===360Pa。
故答案为:(1)甲、丙;(2)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;(3)压力大小;受力面积;(4)海绵的凹陷程度;转换;(5)360。
21.(10分)如图A,U形管压强计,是专门用来研究液体压强的仪器。小王在“探究液体的压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下实验探究。
(1)小王发现,当U形管压强计金属盒在空气中时,U形管左右两管水面的高度应 相同 ,实验前需要用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管左右两管水面是否有明显的 高度差 。
(2)实验中,小王观察发现液体内部压强的大小可通过U形管左右两管水面的 高度差 反应出来,小王将U形管压强的金属盒按图B、C、D、E所示置于相应液体中的相应深度,实验测得U形管压强计在相应情况下两管水面高度差的大小关系为h4>h1=h2>h3,因此,金属盒的橡皮膜受到水的压强最小的是 D 图。
(3)小王不断改变U形管压强计金属盒橡皮膜在液体中的方向和深度,多次进行实验,探究总结出了液体内部压强的规律。小王按照图B、C进行探究,可发现同种液体在 同一 深度的各处、各个方向的压强大小 相等 ;小王按照图C、D进行探究,可发现同种液体内部压强大小与 液体深度 有关;小王按照图B、E进行探究,可发现液体内部压强大小与 液体密度 有关,在同一深度,液体的 密度 越大,液体的压强越大。
(4)小王通过实验还发现,若将图B实验中U形管内的水换成汽油(ρ水>ρ汽油),其它实验条件不变,保持金属盒在水中的深度不变,则h1将会变 大 。
【解答】解:(1)当U形管压强计金属盒在空气中时,U形管左右两管水面的高度应相同,实验前需要用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管左右两管水面是否有明显的高度差;
(2)实验中,小王观察发现液体内部压强的大小可通过U形管左右两管水面的高度差反应出来;U形管左右两管水面的高度差越大压强越大,将U形管压强的金属盒按图B、C、D、E所示置于相应液体中的相应深度,实验测得U形管压强计在相应情况下两管水面高度差的大小关系为h4>h1=h2>h3,因此,金属盒的橡皮膜受到水的压强最小的是h3的压强,即D图;
(3)小王按照图B、C进行探究,U形管左右两管水面的高度差相同,可得同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等;小王按照图C、D进行探究,U形管左右两管水面的高度差不同,可得同种液体内部压强大小与液体深度有关;小王按照图B、E进行探究,U形管左右两管水面的高度差不同,液体深度相同,液体密度不同,可得液体内部压强大小与液体密度有关,在同一深度,液体的液体密度越大,液体的压强越大
(4)将图B实验中U形管内的水换成汽油(ρ水>ρ汽油),其它实验条件不变,保持金属盒在水中的深度不变,当U形管中是汽油时,根据p=ρgh可知,U形管左右两侧液面的高度差变大,则h1将会变
大。
故答案为:(1)相同(等高);高度差;(2)高度差;D;(3)同一;相等;液体深度;液体密度;密度;(4)大。
22.(10分)在“探究滑轮组的机械效率”时,小吴利用两组滑轮组进行了探究,用1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组测量获得了前4组数据,用2个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组测量获得了第5组数据,实验数据如下表:
实验
次数
动滑轮重
G动/N
物体重
G/N
重物上升高度
h/m
动力
F/N
弹簧测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
0.5
1
0.2
0.6
0.6
55.6
3
0.5
2
0.1
1.0
0.3
66.7
4
0.5
4
0.1
1.0
0.3
①
5
1
4
0.1
②
0.5
③
(1)小吴在实验中使用的测量工具包括 刻度尺 和弹簧测力计,实验中应沿竖直向上方向 匀速 拉动弹簧测力计。根据前4组实验数据,可判断小吴在实验过程中,绕在滑轮组动滑轮上的绳子段数为 3 段。
(2)小吴在实验探究过程中漏掉了相关数据,表格中空格①处数据应为 74.1 %;根据图中弹簧测力计示数可知编号②数据应为 1.4 N;编号③的数据应为 57.1 %。
(3)小吴经过分析论证,由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与 物体被提升的高度 无关;由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 被提升的物重 有关。
(4)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”。小吴认为这句话是 错误 的(选填“正确”或“错误”),小吴是用收集的数据中 4、5 两组数据对比分析来判断的。
【解答】解:(1)在此实验中需要测量物体上升的高度和绳端移动的距离,所以还需要用到刻度尺。
此实验拉力方向向上,为了能准确测量绳端拉力,需拉着测力计竖直向上运动。
由前4组实验数据知,s=3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重;
(2)①第4次的机械效率:
η1=×100%=×100%=×100%≈74.1%;
②由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.4N;
③η3=×100%=×100%=×100%≈57.1%;
(3)第1、2组数据,动滑轮重、钩码重相同,钩码被提升的高度不同,机械效率相同,可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关;
第3、4组数据,动滑轮、钩码被提升的高度相同,被提升的钩码重不同,机械效率不同,可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关。
(4)由计算知,第5组比第4组滑轮组省力,但机械效率更低,所以“机械越省力,它的机械效率越高”的说法不正确。
故答案为:(1)刻度尺;匀速;3;(2)74.1;1.4;57.1;(3)物体被提升的高度;被提升的物重;(4)错误;4、5。
四、论述与计算题(本题共3个小题,第22小题8分,第23小题9分,第24小题10分,共27分,解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只有最后答案不能得分。)
23.(8分)如图所示,某品牌的新能源微型轿车载着乘客在一段1.2km平直的公路上匀速行驶了2min。已知轿车载客总质量为480kg,受到的阻力f大小恒为轿车载客总重的0.1倍,轮胎与路面接触的总面积为S=2.4×10﹣2m2。求:
(1)该轿车静止时对平直路面产生的压强是多少?
(2)牵引力对该轿车做功的功率是多少?
【解答】解:
(1)轿车总重力:
G=mg=480kg×10N/kg=4800N,
轿车静止时对平直路面产生的压力:
F=G=4800N,
轿车静止时对平直路面产生的压强:
p===2×105Pa;
(2)轿车在水平公路上做匀速直线运动,所受阻力和牵引力是平衡力,轿车受到的牵引力:
F牵=f=0.1G=0.1×4800N=480N,
轿车行驶的速度v===10m/s;
牵引力对轿车做功的功率:
P===F牵v=480N×10m/s=4800W。
答:(1)该轿车静止时对平直路面产生的压强是2×105Pa;
(2)牵引力对该轿车做功的功率是4800W。
24.(9分)小喻用如图所示的均匀杠杆OB将重为15N的货物匀速提升0.1m。经测量AB=2m,OA=0.4m,小喻所用拉力F=4N,且方向始终竖直向上。求:
(1)小喻做的有用功是多少?
(2)小喻所用的杠杆的机械效率是多少?
(3)若杠杆的重心处于OB的中点,忽略转轴O处的摩擦,杠杆的自重是多少?
【解答】解:(1)小喻做的有用功:W有用=Gh=15N×0.1m=1.5J;
(2)由图可知,拉力移动距离:s=×h=×0.1m=0.6m,
总功W总=Fs=4N×0.6m=2.4J,
杠杆的机械效率η=×100%=×100%=62.5%;
(3)若不计摩擦力,则只克服杠杆的重力做的额外功
W额=W总﹣W有用=2.4J﹣1.5J=0.9J,
杠杆重心上升的高度为h′=×h=×0.1m=0.3m;
由于W额=Gh′
因此杠杆的重力G杠杆===3N。
答:(1)小明做的有用功1.5J;
(2)杠杆的机械效率62.5%;
(3)若杠杆的重心位于杠杆OB的中点,且不计转轴O处的摩擦,杠杆的自重3N。
25.(10分)一柱形容器,深度足够,底面积为0.5m2,盛有适量的水。如图甲所示,现将一个底面积为0.1m2、体积为1m3的物体A放入其中,物体A漂浮于水面上。如图乙所示,当再给物体A施加一个竖直向下的大小不变的力F后,直至使物体A恰好浸没于水中时保持静止,此时容器底部受到的压强增大了1×104Pa。求:
(1)物体A浸没水中静止时容器底部所受的压力增大了多少?
(2)物体A浸没水中保持静止时受到的浮力是多少?
(3)物体A从漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做的功是多少?
【解答】解:(1)A物体浸没水中静止时,由p=可得,容器底部所受到压力的增大量:
ΔF=ΔpS=1×104Pa×0.5m2=5×103N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,A浸没于水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N;
(3)物体漂浮时容器底部受到的压力等于水、物体重力之和,
物体完全浸没时容器底部受到的压力等于水、物体重力、竖直向下力F之和,
所以,力F的大小:F=ΔF=5×103N,
因物体A浸没于水中静止时处于平衡状态,受到的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力和力F之和,
所以,由F浮=G+F可得,物体的重力:
G=F浮﹣F=1×104N﹣5×103N=5×103N;
由Δp=ρgΔh可得,从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中水面上升的高度:
Δh===1m,
物体A漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,
由F浮=ρgV排可得,漂浮时物体A排开水的体积:
V排====0.5m3,
由V=Sh可得,物体A的高度hA和漂浮时浸入水中的深度h浸分别为:
hA===10m,h浸===5m,
物体A露出水面的高度:h露=hA﹣h浸=10m﹣5m=5m,
则从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中,力F向下运动的距离:
h=h露﹣Δh=5m﹣1m=4m,
力F做的功:W=Fh=5×103N×4m=2×104J。
各高度的关系图如下:
答:(1)物体A浸没水中静止时容器底部所受的压力增大了5×103N;
(2)物体A浸没水中保持静止时受到的浮力是1×104N;
(3)物体A从漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做的功是2×104J。
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