2021-2022学年云南省昭通市昭阳三中八年级(下)期末物理试卷(含解析)
展开2021-2022学年云南省昭通市昭阳三中八年级(下)期末物理试卷
一、单选题(本大题共8小题,共24分)
1. 如图所示的四位物理学家中,其名字被用作力的单位的是( )
A. 牛顿 B. 瓦特
C. 帕斯卡 D. 欧姆
2. 对静止在地面上的文具盒来说,下列各组力中属于相互作用力的是( )
A. 文具盒的重力和文具盒对桌面的压力
B. 文具盒的重力和桌面对文具盒的支持力
C. 文具盒的重力和文具盒对地球的吸引力
D. 文具盒的重力和桌子的重力
3. 牛顿第一定律指出,惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。所示图中惯性最大的是( )
A. 滑雪的运动员
B. 静止的磁悬浮列车
C. 飞奔的猎豹
D. 漂浮的气球
4. 如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8:1 B. 1:4 C. 1:2 D. 4:1
5. 图中所示的四个实例中,为了增大压强的是( )
A. 坦克装有宽大的履带
B. 书包背带做得较宽
C. 斧刃磨得很锋利
D. 在铁轨下面铺枕木
6. 如图所示将一铁块用弹簧测力计悬挂起来,并逐渐浸入水中,下列能正确表示铁块所受浮力与浸入深度关系的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,mA>mB>mC,三个物体在同样大小的力F的作用下,都沿着力F的方向移动距离s,比较F对三个物体所做的功,结论是( )
A. 三次做功一样多 B. 对A做的功多 C. 对B做的功多 D. 对C做的功多
8. 如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组,甲 乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,下列说法正确的是( )
A. 甲的拉力是乙的拉力的3倍
B. 甲拉力的功率大于乙拉力的功率
C. 乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
D. 如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的小
二、填空题(本大题共9小题,共23分)
9. 如图所示,图(ABC)表示力可以改变物体的______。图(D)表示力可以改变物体的______。
10. 如图所示,A、B为两个等高圆柱形容器,容器内部的底面积之比为2:1,都装满水。水对容器底部的压强之比为______,水对容器底部的压力之比为______。
11. 用钢丝绳系上一个重为500N的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体以2m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是______N.
12. 冬天,汽车在松花江的冰面上行驶时,轮胎上经常缠上防滑链,这是采用______ 的办法来______ 摩擦的.
13. 弹簧测力计下吊着一金属球,示数为10N,当金属球一半浸入水中时,示数为9N,这时金属球受到的浮力为______ N,当金属球全部侵入水时,弹簧测力计的示数为______ N.
14. 功率相等的两汽车,在相等时间内匀速通过的距离之比为3:2,两汽车速度之比为______,所受牵引力之比为______,做功之比为______。
15. 如图所示,物体G重60N,挂在匀质杠杆的一端,要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为______ 的______ N的力;也可以在B点加一个方向为______ 的______ N的力.
16. 如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,弹簧测力计的示数______,木块对桌面的压力______,木块对桌面的压强______。(均选填“变大“、“变小”或“不变”)
17. 图中,弹簧测力计的示数为______N。
三、作图题(本大题共2小题,共4分)
18. 在图中画出质量为5kg的铅球在空中运动时所受重力的示意图。(取g=10N/kg)
19. 画出图中杠杆所受各力对于支点O的力臂(不计杠杆所受重力)
四、实验探究题(本大题共5小题,共36分)
20. 按图中所给的省力条件,画出各滑轮组绳子穿绕方法.图中G表示物重,G′表示动滑轮重,F表示人对绳子的拉力.
21. 如图所示,是小慧在探究“阻力对物体运动的影响”活动中的实验过程。
(1)实验中要让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使小车到达水平面时______。
(2)实验中通过观察、比较小车在不同表面上运动的距离,可知小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。由此可推论:如果运动的物体不受力,它将______;同时也能说明力是改变物体______的原因。
(3)在本实验装置的基础上,如果可以补充器材,你还能进行的实验有:______。(只要求写出一个实验的名称)
22. 小宇同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小宇是通过观察______来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是______。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图______所示实验。
(4)此时实验中要控制:______不变;
(5)小宇同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是______。
23. 如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从同一装置的ℎA、ℎB、ℎC高处滚下(mA=mB
(1)要研究动能与质量的关系,我们要选择______两图来进行比较。实验中通过观察______的大小,来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系。需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是______。
(3)要研究动能与速度的关系,我们应该选择______两图来进行实验。
24. 我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验没有挂钩码时,若杠杆左端下倾,则应将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”) 调节,使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是______。
(2)实验中,用图示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式______。
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码 C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多
(3)图中,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第______格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以水平平衡。
五、计算题(本大题共3小题,共18分)
25. 一平底玻璃杯放在水平桌面上,内装150g的水,杯子与桌面的接触面积是10cm2,如图所示.求:
(1)水对杯底的压强;
(2)若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa,求玻璃杯的质量.(取g=10N/Kg)
26. 上海自主研发了一种氢燃料汽车,它使用氢气代替汽油。在一次测试中,汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力,5min内匀速直线行驶了9000m。求:
(1)汽车受到水平方向的阻力是多少⋅
(2)汽车牵引力所做的功和功率是多少⋅
27. 如图所示,用滑轮组提升重物G,不计绳的质量和摩擦的影响,每个滑轮的质量相等,所提重物的质量为20kg,当拉力F为60N时,重物被匀速提升1m高,求:
(1)滑轮组的机械效率是多大?
(2)若计摩擦,假设每个动滑轮重15N,克服摩擦做的功是多少?
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、牛顿被用作力的单位;
B、瓦特被用作功率的单位;
C、帕斯卡被用作压强的单位;
D、欧姆被用作电阻的单位。
故选:A。
力的单位是牛顿,是为了纪念英国物理学家牛顿,所以用他的名字来作为力的单位。
此题考查的是我们对于力的单位来历的了解,是一道基础题。
2.【答案】C
【解析】解:A、文具盒的重力和文具盒对桌面的压力,二者在同一方向上,不符合题意;
B、文具盒的重力和桌面对文具盒的支持力,符合二力平衡条件,不符合题意;
C、文具盒重力和文具盒对地球的吸引力,符合相互作用力的条件,符合题意;
D、文具盒的重力和桌子的重力,二者在同一方向上,不符合题意.
故选:C.
(1)二力平衡条件:大小相等、方向相反、同一直线,一个受力物体.
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、同一直线,两个受力物体.
平衡力和相互作用力的重要区别在于是否是同一个受力物体,然后看是否符合相互作用力的条件.
3.【答案】B
【解析】解:因为质量越大,惯性越大,即惯性只与质量有关,与物体的运动速度无关,所以比较四个选项,可以看出磁悬浮列车的质量最大,因此磁悬浮列车的惯性最大。
故选:B。
质量决定惯性的大小,质量越大,惯性越大;因此根据比较质量的大小来判断惯性的大小。
知道质量决定物体惯性的大小,并且质量越大,惯性越大。
4.【答案】D
【解析】解:
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,由F=G=mg可知,质量相等的实心正方体A、B对桌面压力相等,即它们对桌面压力之比为1:1;
由图象可知,当m甲=8g时,V甲=1cm3;当m乙=2g时,V乙=2cm3;
则甲、乙两种物质的密度分别为:ρ甲=m甲V甲=8g1cm3=8g/cm3,ρ乙=m乙V乙=2g2cm3=1g/cm3,
则ρ甲ρ乙=8g/cm31g/cm3=81,
质量相等的A、B两个实心正方体的体积之比:VAVB=mρ甲mρ乙=ρ乙ρ甲=18,
由V=L3可得,两正方体的边长之比:LALB=3VA3VB=318=12,
因正方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSLgS=ρgL,
所以,两正方体A、B对水平地面的压强之比:pApB=ρ甲gLAρ乙gLB=ρ甲ρ乙×LALB=81×12=41。
故选:D。
由题意可知,实心正方体A、B的质量相等,根据物体对水平面的压力等于自身的重力求出它们对桌面的压力之比;
先根据图象给出的数据求出甲、乙两物质的密度之比,根据密度公式求出质量相等时两者的体积之比,进一步根据体积公式求出边长之比,根据正方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSℎgS=ρgℎ求出两物体对水平地面的压强之比。
本题考查了压力和压强之比的计算以及密度公式的应用,要注意许多物理量之间的变化关系可以用数学上的图象来形象直观的表示出来,反过来,如果画出了相应的物理量变化图象,我们也能根据数学知识从中分析出物理量之间的变化及其关系。
5.【答案】C
【解析】解:A、坦克装有宽大的履带,是在压力一定时,增大坦克和路面的受力面积来减小坦克对路面的压强,保护路面.不符合题意.
B、书包背带较宽,是在压力一定时,增大书包和肩膀的受力面积来减小书包对肩膀的压强,使肩膀感到舒服.不符合题意.
C、斧刃磨得很锋利,是在压力一定时,减小斧刃和柴的受力面积来增大刀对柴的压强,容易把柴劈开.符合题意.
D、铁轨下铺枕木,是在压力一定时,增大铁轨和路基的受力面积来减小铁轨对路基的压强,保护路基.不符合题意.
故选:C.
压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强.
掌握压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法,并能在生活中加以应用,体现了理论和实践相结合.
6.【答案】D
【解析】解:在铁块逐渐浸入水中的过程中,对着排开液体体积的增大,浮力也逐渐增大,但在铁块完全浸没于水中时,物体排开液体的体积不再发生变化,那么浮力也将不变。所以从图象中我们可以看出只有D选项符合题意。
故选:D。
要选出正确的图象就先得分析浮力的变化是怎样的,首先,我们可以看出在铁块逐渐浸人水中过程中,随着排开液体体积的增大,浮力是逐渐增大的,但是在铁块浸没于水中时,排开液体体积不再变化,同样浮力也不发生变化,故可以选出答案。
本题目将浮力的大小与图象相结合,综合考查了学生对于浮力这部分内容的掌握。
7.【答案】A
【解析】解:因为对三个物体的作用力都是大小相等的力F,三个物体在力F的方向上移动的距离都是s,
根据功的计算公式W=FS可知,F对三个物体所做的功一样多。
故选:A。
已知力F的大小和沿着力F的方向移动的距离s,根据功的计算公式W=FS可判断F对三个物体所做功的大小。
本题考查了功的计算,本题的关键是要抓住影响功的大小的因素,就是力的大小和物体在力的方向上通过的距离的大小,与其他因素无关。
8.【答案】C
【解析】解:由题知,重物重力相同(设其大小为G),物体升高的速度相同(设其大小为v),
(1)对于图甲,因为两个都是定滑轮,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,所以F甲=G,绳子的速度v甲=v;
拉力功率P甲=F甲v甲=Gv;如果考虑滑轮质量,但空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计,该装置的额外功为0,η甲=100%;
(2)对于图乙,因为是一个定滑轮、一个动滑轮,n=2,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,所以F乙=12G,绳子的速度v乙=2v;拉力功率P乙=F乙v乙=12G×2v=Gv;如果考虑滑轮质量,空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计,该装置的额外功>0,η乙<100%;
有以上分析可知:
A、甲的拉力是乙的拉力的2倍,故A不符合题意;
B、因为甲拉力功率P甲=F甲v甲=Gv,乙拉力功率P乙=F乙v乙=12G×2v=Gv,所以甲拉力的功率等于乙拉力的功率,故B不符合题意;
C、乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍,故C符合题意;
D、如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的大,故D不符合题意。
故选:C。
根据题意分别求出拉力F、拉力端移动的速度(拉绳子的速度)、拉力的功率,以及考虑滑轮质量时滑轮组的机械效率,通过比较进行判断。
本题综合考查了两种滑轮组拉力、拉力功率、机械效率、拉力移动速度的计算,要求灵活运用滑轮组的特点、功率公式解答。
9.【答案】形状 运动状态
【解析】解:A、用力拉弹簧,弹簧伸长了,也就是形状发生了改变,表示力能使物体发生形变;
B、跳板在人的压力作用下弯曲,形状发生改变;
C、弓在运动员拉力作用下弯曲,形状发生改变;
D、小球在重力的作用下由静止变为运动,小球的运动状态发生改变。
故答案为:形状;运动状态。
力的作用效果有:使物体发生形变,改变物体的运动状态。根据图示情况分析解答。
本题考查了对力的作用效果的认识与辨析,明确力的两种作用效果,并能与实际例子相联系,是解答的关键,难度不大。
10.【答案】1:1 2:1
【解析】解:由题知,A、B为等高圆柱形容器,都装满水,水的深度相同,
∵p=ρgℎ,
∴水对容器底的压强相同,比值为1:1;
∵p=Fs,且容器内部的底面积之比为2:1,
∴水对容器底部的压力之比为2:1。
故答案为:1:1;2:1。
由题知,A、B为等高圆柱形容器,装满水,水的深度相同;根据液体压强公式得出水对容器底的压强关系;知道容器内部的底面积的大小关系,再根据F=ps求水对容器底压力的大小关系。
本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用,液体对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=ρgℎ、再计算液体对容器底的压力F=ps。
11.【答案】500 500 500
【解析】解:用钢丝绳系上一个重为500N的物体,
当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
当钢丝绳拉着物体以2m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
故答案为:500;500;500.
静止的物体和匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用.
静止的物体和匀速直线运动的物体都受到重力和拉力的作用,这两个力是一对平衡力,平衡力的大小相等.
钢丝绳拉着物体匀速直线运动时,速受到的拉力和重力是一对平衡力,拉力等于重力,跟匀速运动的速度无关.
钢丝绳拉着物体加速或减速的过程中,拉力和重力不是平衡力.
12.【答案】增加接触面的粗糙程度;增大
【解析】解:冬天,汽车在松花江的冰面上行驶时,为了避免交通事故的发生,轮胎上经常缠上防滑链,是利用增加接触面粗糙程度的办法来增大摩擦力.
故答案:增加接触面的粗糙程度、增大.
摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大.冬天,汽车在松花江的冰面上行驶时,因路面光滑,摩擦力较小,刹车时不容易停住,容易发生交通事故.
此题通过实例考查增大或减小摩擦的方法,要注意辨别.
13.【答案】1;8
【解析】解:
(1)由题知,金属球的重力G=10N,
金属球有一半浸入水中时:
F浮=G−F示=10N−9N=1N;
(2)把它全部浸入水中,F浮′=2F浮=2N,
∵F浮′=G+F示′,
∴F示′=G−F浮′=10N−2N=8N.
故答案为:1;8.
(1)已知金属球在空气中的重力和一半浸入水中的弹簧秤的示数,减小的示数就是此时受到的浮力;
(2)如果把它全部浸入水中,排开水的体积变为原来的2倍,根据阿基米德原理得出此时受到的浮力,再根据F浮=G+F示求解.
本题考查浮力大小的计算方法(称重法):浮力等于物体浸入液体前后两次弹簧测力计对物体的拉力差.
14.【答案】3:2 2:3 1:1
【解析】解:
由题知,两汽车运动时间相等,通过的距离之比为3:2,
所以两汽车的速度比:v1v2=s1t1s2t2=s1s2=32;
汽车的功率相等,由P=Fv可得,牵引力之比:
F1F2=Pv1Pv2=v2v1=23;
两汽车运动时间相等,功率也相等,则做功之比:
W1W2=Pt1Pt2=11。
故答案为:3:2;2:3;1:1。
汽车运动时间相等,已知通过距离关系,由v=st计算速度比;
汽车的功率相等,由P=Wt=Fst=Fv计算牵引力之比;
由W=Pt计算做功之比。
本题考查对速度公式和功率公式的应用,属于一道基础题。
15.【答案】竖直向下;80;竖直向上;80
【解析】解:
(1)∵物体在支点的左侧,而A点在支点的右侧,
∴施加力的方向与重力的方向相同,重力的方向为竖直向下,则力的方向应该为竖直向下,
可以设每一个格的长为10cm,
∵杠杆在水平位置平衡,
∴OG⋅G物=OA⋅FA,
又∵OG=40cm,OA=30cm,G物=60N,
∴FA=OG⋅G物OA=40cm×60N30cm=80N;
(2)∵物体在支点的左侧,而B点在支点的左侧,
∴施加力的方向与重力的方向相反,重力的方向为竖直向下,则力的方向应该为竖直向上,
可以设每一个格的长为10cm,
∵杠杆在水平位置平衡,
∴OG⋅G物=OB⋅FB,
又∵OG=40cm,OB=30cm,G物=60N,
∴FB=OG⋅G物OB=40cm×60N30cm=80N.
故答案为:竖直向下,80,竖直向上,80.
(1)从图可知,杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,物体在支点的左侧,而A点在支点的右侧,可由重力的方向判断A点施加力的方向,再由杠杆的平衡条件计算力的大小.
(2)利用相同的方法来求解B点所施力的大小和方向.
本题考查了利用杠杆的平衡条件计算动力的大小,以及力的方向的判定.
16.【答案】不变 不变 变大
【解析】解:在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压力始终等于木块的重力,所以不变,摩擦力大小与接触面积无关,所以摩擦力不变,弹簧测力计示数不变,因为弹簧测力计的拉力与摩擦力是平衡力;因为受力面积减小,根据压强的公式p=FS可知,木块对桌面的压强变大;
.故答案为:不变;不变;变大。
本题抓住摩擦力大小的影响因素,摩擦力大小与接触面积无关,增大压强的方法:减小受力面积。
本题考查了摩擦力大小的影响因素,增大压强的方法。
17.【答案】2.6
【解析】解:由图知:
在弹簧测力计上,最大示数是5N,所以其量程为0~5N;1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在“2”后3个小格处,所以弹簧测力计的示数为2N+3×0.2N=2.6N。
故答案为:2.6。
使用弹簧测力计测量力的大小时,首先要明确弹簧测力计的量程和分度值,读数时视线与指针所指刻线相垂直。
弹簧测力计作为力学中最常用的测量工具之一,我们应该熟知它的使用规则,并能熟练运用它测量力的大小,这是我们应该掌握的一项基本技能。
18.【答案】解:铅球所受的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N,从铅球的重心(球心)开始竖直向下画一条带箭头的线段表示出重力,并标出重力的大小50N.如图所示:
【解析】利用公式G=mg先计算出铅球所受重力大小,从球心开始竖直向下画一条带箭头的线段表示出重力,并标出重力的大小即可。
本题考查了重力的计算和重力示意图的画法,确定物体的重心和牢记重力的方向是画重力示意图的关键,并且会用力的示意图表示力的三要素。
19.【答案】解:从支点O作力F1(F1=F)作用线的垂线段,即可作出力F的力臂L1,
从支点O作力F2(F2=G)作用线的垂线段,即可作出力F2的力臂L2,如图所示:
【解析】力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,从支点到力的作用线作垂线段,即可作出力的力臂。
本题主要考查了有关力臂的画法,首先要掌握力臂的概念,找出支点和力的作用线,从支点作力的作用线的垂线段,即可正确画出力臂。
20.【答案】解:左图,由省力情况可以得出n=2,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,
绕过下面的动滑轮,再绕过定滑轮即可,如左图所示;
中图,由省力情况可以得出n=3,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,
绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮即可,如中图所示;
右图,由省力情况可以得出n=4,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,
绕过下面的动滑轮,再绕过定滑轮,依次绕过即可,如右图所示.
答:各滑轮组绳子穿绕方法如图所示.
【解析】滑轮组绳子的绕法,有两种:一是如果承担物重的绳子股数n为偶数,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;二是n为奇数,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮.据此画出.
考查滑轮组的组装,学生在平时的学习中应注意归纳总结规律:绳子自由端位置的确定“奇动偶定”.
21.【答案】具有相同的速度 做匀速直线运动 运动状态 探究摩擦力的大小与什么因素有关
【解析】解:
(1)让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使小车到达水平面时的速度相同;
(2)实验中通过观察、比较小车在不同表面上运动的距离,可知小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。由此可推论:如果运动的物体不受力,它将以恒定的速度永远运动下去(即做匀速直线运动);同时也能说明力是改变物体运动状态的原因。
(3)在本实验装置的基础上,如果可以补充器材,还能进行的实验有:①探究摩擦力的大小与什么因素有关(需补充弹簧测力计、木块和钩码等);②探究动能的大小与什么因素有关。
故答案为:(1)具有相同的速度;(2)做匀速直线运动;运动状态;(3)探究摩擦力的大小与什么因素有关。
(1)根据机械能的转化可知:小车从斜面上滑下时,重力势能转化为动能,当小车从斜面的同一高度由静止开始滑下时,其重力势能相等,到达水平面时的动能相等,速度相同;
(2)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小小车运动的距离越远,如果小车不受力它将会保持恒定的速度永远运动下去或做匀速直线运动,反映了力与运动的关系。
(3)在本实验装置的基础上可以通过补充器材来完成其它实验,比如:①添加弹簧测力计可以探究摩擦力大小与什么因素有关(或探究二力平衡的条件);②添加木块可以探究动能大小与什么因素有关。
本实验装置在力学实验中多次用到,学生在回答问题之前要先分析实验目的,明确实验的方法,回答要准确,不能混淆。
22.【答案】泡沫的凹陷程度 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 甲、丙 压力 没有控制压力不变
【解析】解:(1)实验中小宇是通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)由甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同而压力不同,压力作用效果不同,压力越大,压力作用效果越明显,由此可得:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)(4)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应控制压力相同而受力面积不同,由图甲、丙所示实验实验可知,压力相同而受力面积不同,压力作用效果不同,受力面积越小,压力作用效果越明显,由此可得:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(5)将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,没有控制物体间压力相同,所得结论:压力作用效果与受力面积无关是错误的。
故答案为:(1)泡沫的凹陷程度;(2)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;(3)甲、丙;(4)压力;(5)没有控制压力不变。
(1)力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显。
(2)应用控制变量法,分析图甲、乙所示实验,根据控制的变量与实验现象得出实验结论。
(3)(4)探究压力作用效果与受力面积的关系,应控制受力面积相同而压力不同,分析图示实验,然后答题。
(5)探究压力作用效果与受力面积的关系,应控制压力不变,据此分析答题。
本题考查了实验现象分析,本实验应用了转换法与控制变量法,应用控制变量法分析图示实验即可正确解题。
23.【答案】a、c;纸盒子被推动距离;让小球从斜面的同一高度由静止滚下;a、b
【解析】解:(1)根据控制变量的思想,要研究动能与质量的关系,对图中各因素(质量、速度)的异同点进行分析;可判断出选择ac两图进行比较;实验中动能的大小是通过纸盒子被推动距离(小球对盒子做功多少)反映出来;
(2)为了确保小球到达水平面的速度相同,就必须让小球在同一高度滚下;
(3)根据控制变量的思想,要研究动能与速度的关系,从图中找出质量相同、速度不同的两图即ab;
故答案为:(1)a、c;纸盒子被推动距离;
(2)让小球从斜面的同一高度由静止滚下;
(3)a、b。
(1)要研究动能与质量的关系,根据控制变量的思想,就应该让小球下落高度相同(达到水平面时的速度相同),且区质量不同的小球做实验;能量(动能)的大小,可通过对盒子做的功的多少来反映,这是一种转换的方法;
(2)为了控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是让质量不同的小球从同一高度由静止滚下;
(3)要研究动能与速度的关系,根据控制变量的思想,就应该让小球的质量相同,从不同的高度滚下--到达水平面的速度相同。
明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。
24.【答案】右;避免杠杆重力对杠杆转动的影响并且便于测量力臂的长度;D;2
【解析】解:(1)实验前没挂钩码时,杠杆左端下倾,应将右端平衡螺母向右旋一些,使杠杆在水平位置平衡;
使杠杆在水平位置平衡的目的有两个:一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响;二是便于测量力臂的长度;
(2)实验中,如图所示的方式悬挂钩码,杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果,采用这种方式是不妥当的。这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多。
(3)不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,将左侧另外两个钩码改挂到第三个钩码的下方,即左侧的力是三个钩码,根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,2G×3格=3G×n格,n=2;即保持左侧第2格的钩码不动。
故答案为:(1)右;避免杠杆重力对杠杆转动的影响并且便于测量力臂的长度;(2)D;(3)2。
(1)杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,左、右两端的螺母(或一端的螺母)要向杠杆上翘的一端调节。
实验前先要调节杠杆两端的平衡螺母,使其在水平位置平衡,这是为使杠杆所受的重力通过支点,从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响;调节好以后,仍要使杠杆在水平位置平衡,是为了便于测量力臂的长度;
(2)在初中阶段,探究杠杆平衡条件的实验,作用在杠杆上的力只有一个动力和一个阻力,不探究多个动力或阻力的作用下的杠杆平衡。
(3)根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,进行判断右侧的力与力臂不变,左侧的三个钩码一起所挂的位置。
本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算。
25.【答案】解:(1)水的深度ℎ=12cm=0.12m,
则水对杯底的压强p=ρ水gℎ=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa.
(2)桌面所受玻璃杯的压强p′=2.7×103Pa,受力面积S=10cm2=1×10−3m2,
由p=FS得,玻璃杯对桌面的压力F=p′S=2.7×103Pa×1×10−3m2=2.7N,
水的质量m水=150g=0.15kg,
水的重力G水=m水g=0.15kg×10N/kg=1.5N,
因为F=G水+G杯,所以玻璃杯的重力G杯=F−G水=2.7N−1.5N=1.2N,
由G=mg得,则玻璃杯的质量m杯=G杯g=1.2N10N/kg=0.12kg.
答:(1)水对杯底的压强为1.2×103Pa;
(2)玻璃杯的质量为0.12kg.
【解析】(1)知道水深和水的密度,利用液体压强公式p=ρgℎ求出水对杯底的压强;
(2)知道桌面受压强和受力面积,根据F=pS求出压力(杯和水总重),再求杯重,然后利用m=Gg求出玻璃杯的质量.
本题考查了密度公式、液体压强公式、压强定义式、在水平桌面上桌面受压力与物重的关系,关键是公式及其变形的灵活运用,解题过程中要注意单位的换算.虽知识点多,但都属于基础内容,难度不大.
26.【答案】解:(1)∵汽车做匀速直线运动,它受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
∴f=F=2400N.
(2)汽车牵引力所做的功:
W=Fs=2400N×9000m=2.16×107J,
汽车牵引力做功功率:
P=Wt=2.16×1075×60s=7.2×104W
答:(1)汽车受到水平方向的阻力是2400N;
(2)汽车牵引力所做的功和功率分别是2.16×107J、7.2×104W.
【解析】(1)知道汽车处于匀速直线运动(平衡状态),汽车受平衡力,据此求阻力大小;
(2)知道牵引力的大小、行驶的距离和时间,利用W=Fs和P=Wt求汽车牵引力所做的功和功率.
根据物体所处的状态(静止或匀速直线运动)判断物体受平衡力,知道一个力的大小和方向可以求另一个力的大小和方向.
27.【答案】解:
(1)重物的重力:G=mg=20kg×10N/kg=200N,
有用功:W有=Gℎ=200N×1m=200J,
由图知,承担物重的绳子段数n=5,
拉力做的总功:W总=Fs=Fnℎ=60N×5×1m=300J,
所以滑轮组的机械效率:η=W有W总=200J300J≈66.7%;
(2)提升物体的过程中所做的额外功:
W额=W总−W有=300J−200N=100J,
滑轮组由两个动滑轮,克服动滑轮所做的额外功:
W动=G动ℎ=2×15N×1m=30J,
不计绳的质量,所以克服摩擦做的额外功:
Wf=W额−W动=100J−30J=70J。
答:(1)滑轮组的机械效率是66.7%;
(2)克服摩擦做的功是70J。
【解析】(1)由G=mg计算物体的重力,由W有=Gℎ计算有用功,由图知,承担物重的绳子段数n=5,由s=nℎ和W总=Fs计算总功,由η=W有W总计算滑轮组的机械效率;
(2)由W额=W总−W有计算额外功,由W动=G动ℎ计算克服动滑轮所做的额外功,不计绳的质量,由Wf=W额−W动计算克服摩擦所做的额外功。
本题考查了有用功、总功和机械效率的计算,知道不计绳的质量,额外功包括克服动滑轮重力和摩擦所做的功。
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