2021-2022学年广东省河源市江东新区八年级(下)期末物理试卷(含解析)
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这是一份2021-2022学年广东省河源市江东新区八年级(下)期末物理试卷(含解析),共27页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年广东省河源市江东新区八年级(下)期末物理试卷
一、单选题(本大题共7小题,共21分)
1. 一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向匀速运动了0.8m,撤去拉力后又向前滑行了0.2m,拉力F大小为5N,拉力F做的功为( )
A. 1J B. 3J C. 2J D. 4J
2. 2020年5月27日中国珠峰高程测量登山队成功登顶(如图),振奋人心,此次登顶测量中,队员在峰顶停留了150分钟,创造了中国人在珠峰顶停留时长的新纪录。下列说法正确的是( )
A. 登山队员受到的重力和队员对地面的压力是一对相互作用力
B. 登山队员穿着防滑靴可通过增大接触面积来增大摩擦力
C. 登山队员若在峰顶停留时间过长会导致缺氧,是因为海拔高的地方气压更高
D. 登山队员登顶的过程中,设备质量不变,重力势能增加
3. 意大利科学家伽利略曾进行了关于运动和力的关系的研究,并提出了如图所示的著名的理想实验。由静止沿光滑轨道滑下的同一小球总能上升到原来的高度ℎ,且A、B位置小球速度均为零。因此可以推想,当轨道的一端水平放置时,小球将沿水平面匀速运动下去。下列说法正确的是( )
A. 小球在上滑过程中,重力势能增大,动能增大
B. 如图乙所示,小球在最左侧重力势能小于在最右侧的重力势能
C. 图甲中小球机械能大于图乙中小球机械能
D. 如图丙所示,小球在水平面匀速运动过程中所受合力为零
4. 将打足气的篮球和套扎在气针上的未充气的气球,一起悬挂在杠杆右端,左端挂适量钩码使杠杆水平平衡。将气针插入篮球气孔中,篮球中的部分空气充入气球后,杠杆左端下降,如图所示。这个现象说明( )
A. 大气压的存在
B. 钩码重大于篮球与气球总重
C. 空气充入气球后,钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积变大
D. 空气充入气球后,篮球和气球受到总的空气浮力变大
5. 如图所示是中国象棋,它是一种古老的棋类游戏,大约有两千年的历史,是中华文明非物质文化经典产物。将木制的棋子放在水平放置的竹制棋盘上,关于棋子的受力情况以下说法中正确的是( )
A. 棋子所受的重力和棋子对棋盘的压力是一对相互作用力
B. 棋子所受的重力和棋盘对棋子的支持力是一对平衡力
C. 棋子对棋盘的压力和棋盘对棋子的支持力是一对平衡力
D. 棋子对棋盘的压力和棋子对地球的吸引力是一对相互作用力
6. 下列涉及压强知识的说法不正确的是( )
A. 用微小压强计可以研究液体压强
B. 飞机升力的产生利用了流体压强与流速的关系
C. 排水管的U形反水弯不是连通器
D. 托里拆利实验可以测出大气压值
7. 如图是上肢力量健身器示意图,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AB=3BO,配重的重力为120牛,重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时,杠杆在水平位置平衡,配重对地面的压力为85牛,在B点施加竖直向下的拉力为F2时,杠杆仍在水平位置平衡,配重对地面的压力为60牛。已知F1:F2=2:3,杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 配重对地面的压力为50牛时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛
B. 配重对地面的压力为90牛时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛
C. 健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时,配重对地面的压力为35牛
D. 配重刚好被匀速拉起时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛
二、填空题(本大题共7小题,共21分)
8. 彤形用自制的气压计去梵净山探究海拔对气压的影响,测得山脚气压如图甲,此时瓶内外气压差为______ Pa;再将此装置移到梵净山山顶,玻璃管中水柱高度将______ (选填“上升”、“下降”或“不变”)。同行的诗诗用B管水平向A管管口吹气(如图乙),A管中水柱升高,是由于______ 。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
9. 如图。两个质量不相等的实心铁球甲和乙(m甲>m乙)相距s,在无限长的光滑水平面上以相同的速度向右运动(空气阻力不计)。则______(选填“甲”或“乙”)球的动能大,______(选填“甲”或“乙”)球的惯性大。随着时间的延长,甲球______(选填“可能”或“不可能”)撞上乙球。
10. 一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v随时间t变化的图象如图所示。已知在4s~8s内小车受到的牵引力恒为10N,则在4s~8s内小车受到的合力为______N,运动的路程为______m;在0~4s内小车受到的摩擦力______10N(选填“大于”“等于”或“小于”)。
11. 在物理考试作图时,小亮不小心把试卷戳破了,这可能是由于笔头太尖,以及用力过大的缘故,使笔对纸的______过大;用圆珠笔在纸上写字,滚珠与纸之间的摩擦力是______摩擦,笔壳上的花纹是通过增大______来增大摩擦力的。
12. 如图所示,斜面长5m,高1m,把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端,若斜面是光滑的,则推力为______N;如果斜面不光滑,其斜面的机械效率为80%,则所用推力为______N,物体受到的摩擦力为______N。
13. 如图所示实验装置,容器与粗细不均匀的水平管相连,管口装有阀门,A、B、C为底部连通的敞口竖直管。容器中装有足量的水,当阀门关闭水不流动时,三根竖直管中的水柱高度关系是______(选填“相同”或“不相同”)。当阀门打开水流动时,三根竖直管中的水柱最高的是______(选填“A”、“B”或“C”)管。依据该实验可以得出流体流速越大,流体的压强______(选填“越大”或“越小”)。
14. 如图所示,小红用20N的水平拉力F拉质量为4kg的木箱A,使它以2m/s的速度在水平面上匀速直线运动了4s.则木箱受到的拉力是______N,摩擦力是______N.拉力F在这段时间内所做的功是______J.(忽略轮与细绳的重力和摩擦)
三、作图题(本大题共3小题,共7分)
15. 如图所示,把实心铁块A吊在弹簧测力计下浸入水中,物体A静止时画出A所受力的示意图。
16. 试在如图中画出最省力的绳子绕法。
17. 右图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动。在图上画出动力臂L1和阻力F2的示意图。
四、实验探究题(本大题共3小题,共20分)
18. 在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小阳用同一实验装置,让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒,完成以下实验。
(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:质量相同时物体的______越大,动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出:质量相同时,物体位置越高,重力势能______。在甲、乙两次实验中,硬纸盒所受滑动摩擦力______(选填“相同”或“不同”)
(2)如果做乙图实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验,再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下______方法(填写正确选项前的字母)。
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球的高度
D.换用一个较重的硬纸盒
(3)若要探究影响动能大小的另一因素,具体的操作方法是:选择两个______不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。
(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,设计了如图丙所示实验,探究影响滑动摩擦力大小的因素,通过比较甲、丙两次实验可得出:滑动摩擦力与______有关。
19. 为了提高机械效率,小江和小北探究影响机械效率的因素,他们在同一次实验中选择了相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
实验
次数
每个滑轮重G/N
钩码重
G/N
提升的高度
ℎ/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离
s/m
总功
W总/J
机械效率
η
1
0.7
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
0.7
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
0.7
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
0.3
2
0.2
0.8
0.6
0.48
5
0.3
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
(1)从测量数据可知,第______次是用图乙装置进行的实验,第4次实验中有用功为______J,机械效率为______(结果保留整数)。
(2)比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码______,机械效率越高;比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与______有关;比较______两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。
(3)小江和小北进一步研究,根据表格中的数据得出:总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:W总>W有+W动,他们猜测影响机械效率的因素还有______。(答一种因素即可)
(4)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功。进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功:可见使用任何机械都不省功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是______。
A.平面镜成像的规律
B.牛顿第一定律
C.阿基米德原理
20. 某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是______。
(2)如图甲所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞______时,记下弹簧测力计的示数为29.9N。
(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为______cm,计算出活塞的横截面积为______cm2。
(4)计算得到大气压强的数值为______Pa。
(5)同学们发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的主要因素是:______。(写出一条)
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
21. 2021年5月15日,“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记,如图甲所示。发射前,火星车在水平地面上进行测试时,受到的摩擦力为200N,其速度v与时间t的关系图象如图乙所示。火星车的质量为240kg,车轮与地面接触的总面积约为0.2m2。(空气阻力忽略不计,g取10N/kg)求:
(1)火星车静止时,对水平地面的压强。
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功。
22. 如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400N的拉力作用下,使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里,匀速竖直上升了2m。不计绳子重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)拉力的功率P;
(2)滑轮组的机械效率η;
(3)动滑轮的重力G动。
六、综合题(本大题共3小题,共18分)
23. 小明在学习了“力是改变物体运动状态的原因”后想:物体运动状态的改变还跟别的因素有关吗?他查找到如下资料:
一辆空车和一辆装满货物的车,在相同的牵引力的作用下由静止开始运动,它们的运动状态改变的情况并不相同。空车的质量小,在较短的时间内可以达到某一速度,运动状态易改变;装满货物的车,质量大,要在较长的时间内才能达到相同的速度,运动状态难改变。质量小的物体,运动状态容易改变,我们说它的惯性小;质量大的物体,运动状态难改变,我们说它的惯性大。
惯性的大小在实际生活中是经常要加以考虑的。当我们要求物体的运动状态容易改变时,应该尽可能减小物体的质量;相反,当我们要求物体的运动状态不易改变时,应该尽可能增大物体的质量。
阅读上文,请你回答以下问题:
(1)小明通过查找资料可以得出的结论是:物体运动状态的改变快慢除了与物体______大小有关外,还与物体的______大小有关。
(2)请你解释一下,为什么歼击机在战斗前要抛掉副油箱。
答:歼击机在战斗前要抛掉副油箱,是为了______,使自身的______容易改变,以提高歼击机的灵活性。
(3)在本文第一自然段的叙述中较好地体现了“控制变量法”的思想,研究中所控制的量是:两车受到的______相同和两车的______改变相同。
24. 核潜艇
我国某核潜艇最大潜深350m,完全下潜到海面下的排水量为8.24×103t.潜艇内部有水舱,通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重,从而控制其下沉或上浮。已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m3,江水密度ρ江为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是______。
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的
B.核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会______,将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是______(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”)。
(3)该核潜艇悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明______。
(4)核潜艇所受的海水阻力与航速平方的关系如图,当核潜艇航速为8m/s时,核潜艇所受的海水阻力为______N;该核潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.0×103m3,此时核潜艇的总重量为______N。
25. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)先把杠杆的中点支在支架上,杠杆停在如图甲所示的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆在水平位置平衡,可以调节右端的平衡螺母,使它向______(填“左”或“右”)移动。
(2)在杠杆上挂2N的重物,如图乙所示,杠杆静止时弹簧的示数为______N,将所挂的重物往左移1格。杠杆重新平衡后,弹簧称的示数会______。
(3)若某次操作出现如图丙所示情况,发现F1×OB与F2×OA两者不相等,这是由于______。
(4)如图丁所示,长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑滑环,用始终竖直向上的力拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,某小组同学在老师的帮助下,准确绘制出了测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图丁(b)所示,则金属杆______N。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:(1)水平拉力做的功为:W=Fs=5N×0.8m=4J;
(2)撤去拉力后,M向前滑行了0.2m过程中拉力没有作用在物体上,根据做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离可知,此过程中拉力不做功;
因此整个过程中拉力做的功W=4J,故D正确。
故选:D。
(1)做功的两个必要因素为:作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离;
(2)知道拉力和在拉力作用下移动的距离,利用W=Fs可求拉力做的功。
本题考查做功的两个必要因素和功的计算,是一道基础题,解题时判断力是否做功是关键。
2.【答案】D
【解析】解:
A.登山队员受到的重力方向是竖直向下,而其对地面的压力方向也是向下,两个力的方向相同,所以这两个力不是一对相互作用力,故A错误;
B.登山队员穿着防滑靴是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B错误;
C.大气压的大小与高度有关,高度越高,气压越小,空气越稀薄,登山队员若在峰顶停留时间过长容易导致缺氧,故C错误;
D.登山队员登顶的过程中,设备质量不变,高度增大,重力势能增加,故D正确。
故选:D。
(1)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上;
(2)增大摩擦力的方法:压力一定时,增大接触面的粗糙程度;接触面的粗糙程度一定,增大压力;
(3)大气压的大小与高度有关,高度越高,气压越小;
(4)重力势能的大小于质量、高度有关。
本题考查了相互作用力的区分、增大摩擦的方法、气压与高度的关系、重力势能的变化,难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:
A、小球在上滑过程中,质量不变、高度变大,重力势能增大;质量不变、速度减小,动能减小,故A错误;
B、图乙中,小球在最左侧和在最右侧的速度都为0,动能为0,高度相同,则重力势能相同,故B错误;
C、由于轨道是光滑的,则小球的机械能守恒,小球下落的高度相同、速度相同,所以甲中小球机械能等于图乙中小球机械能,故C错误;
D、如图丙所示,小球在水平面做匀速直线运动过程,受力平衡力,合力为零,故D正确。
故选:D。
AB、重力势能的大小与高度和质量有关,动能的大小与速度和质量有关;
C、轨道是光滑的,则机械能守恒;
D、物体静止或做匀速直线运动时,合力为0。
本题考查了影响动能、重力势能的因素、机械能的守恒和物体的受力分析,难度不大,知道机械能守恒是解题的关键。
4.【答案】D
【解析】解:
篮球与气球受到竖直向下的重力G、竖直向上的绳子拉力F、空气的浮力F浮作用而静止;
A、大气向各个方向都有压强,大气压的大小与物体的体积没有关系,则该实验中的现象并不能说明大气压的存在,故A错误;
B、开始杠杆平衡,由杠杆平衡条件得:G钩码×L左=F绳拉力×L右;
将气针插入篮球气孔中,篮球中的部分空气充入气球后,杠杆左端下降,所以G钩码×L左>F绳拉力′×L右,此时G钩码、L左、L右不变,则左端下降是因为杠杆右端受到的绳子拉力变小,不是因为钩码重大于篮球与气球总重,故B错误;
C、由B可知空气充入气球后的瞬间,G钩码、L左不变,则钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积不变,故C错误;
D、空气充入气球后,篮球和气球的总体积变大,根据F浮=ρ气gV知篮球和气球受到总的空气浮力变大,由F=G−F浮知,绳子的拉力F变小,因为球对杠杆的拉力F绳拉力等于球受到的拉力F,所以杠杆右端受到的拉力F绳拉力变小,而G钩码、L左、L右不变,G钩码×L左>F绳拉力×L右,所以会出现左端下沉的现象,故D正确。
故选:D。
(1)大气向各个方向都有压强;
(2)球在空气中受到重力、浮力与绳子拉力作用,体积变大,浮力变大,由平衡条件判断出绳子拉力的变化,然后由杠杆平衡条件分析答题。
知道球的体积越大受到的空气浮力越大、熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题。
5.【答案】B
【解析】解:A、棋子对棋盘的压力是由于棋子所受的重力产生的,棋子所受的重力和棋子对棋盘的压力的方向相同,则不是一对相互作用力,故A错误;
B、棋子所受的重力和棋盘对棋子的支持力是大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C、棋子对棋盘的压力和棋盘对棋子的支持力是作用在不同物体上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是作用力和反作用力,故C错误;
D、棋子对棋盘的压力和棋子对地球的吸引力方向相同,则不是一对相互作用力,故D错误
故选:B。
(3)二力平衡的条件:两个力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上;
(4)相互作用力:两个力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在不同物体上。
掌握平衡力时应注意其关键点:二力是作用在同一个物体上的,明确这一点即可与作用力与反作用力进行区分。
6.【答案】C
【解析】解:A、压强计的工作原理是;橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法;液体压强越大,两侧液面高度差也越大。故用微小压强计可以研究液体压强。故A正确;
B、飞机飞行时,飞机的机翼上方突起,机翼上方空气流速大于下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,机翼上方空气压强小于下方压强,飞机受到向上的升力作用。故B正确;
C、排水管的U形反水弯上端开口,下部连通,属于连通器。故C错误;
D、托里拆利最早精确地测出了大气压的值。故D正确。
故选:C。
(1)压强计的工作原理是;橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,两边高度差表示压强的大小,压强越大,液面高度差也越大;
(2)根据流体压强和流速的关系分析解答;
(3)根据连通器:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的;
(4)托里拆利实验最早测出了大气压的值。
此题涉及探究液体压强的特点实验、流体流速与压强的关系、连通器原理和大气压的测量方法等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
7.【答案】C
【解析】解:
当配重在地面上保持静止状态时,它受到的绳子的拉力F为:F=G−FN;
因为动滑轮上有2段绳子承担物重,
因此杠杆A点受到的拉力:FA=2F+G动=2×(G−FN)+G动;
根据杠杆的平衡条件得到:FA×OA=FB×OB;
即【2×(G−FN)+G动】×OA=FB×OB,
因为:AB=3BO;
所以:AO=2BO;
那么【2×(G−FN)+G动】×2=FB×1,
即FB=4×(G−FN)+2G动;
当压力为85N时,F1=4×(120N−85N)+2G动;
当压力为60N时,F2=4×(120N−60N)+2G动;
因为:F1:F2=2:3;
所以:4×(120N−85N)+2G动4×(120N−60N)+2G动=23;
解得:G动=30N;
A.当配重对地面的压力为50N时,B点向下的拉力为:
FB=4×(G−FN)+2G动=FB=4×(120N−50N)+2×30N=340V,故A错误;
B.当配重对地面的压力为90N时,B点向下的拉力为:
FB=4×(G−FN)+2G动=FB=4×(120N−90N)+2×30N=180V,故B错误;
C.健身者在B点施加400N竖直向下的拉力时,
根据FB=4×(G−FN)+2G动得到:
400N=4×(120N−FN)+2×30N;
解得:FN=35N,故C正确;
D.配重刚好被拉起,即它对地面的压力为0,
根据FB=4×(G−FN)+2G动得到:
FB=4×(120N−0N)+2×30N=540N>500N;
因为人的最大拉力等于体重500N,因此配重不可能匀速拉起,故D错误。
故选:C。
(1)对配重进行受力分析,根据二力平衡原理计算出配重绳子上的拉力F;对动滑轮进行受力分析,计算出杠杆A点产生的拉力FA;根据杠杆的平衡条件计算出B点的拉力F1,并且找到B点拉力与配重的重力等之间的数学关系式;用同样的方法计算出B点的拉力F2,借助F1:F2=2:3 计算出动滑轮的重力;
(2)使用上面同样的方法计算出配重对地面的压力为50N和90N时,B点施加的向下的拉力;
(3)将FB=400N代入关系式计算配重对地面的压力;
(4)配重刚好被拉起,即它对地面的压力为0,根据上面的关系式计算出B点的拉力。
此题综合考查了杠杆平衡条件的应用,动滑轮及其工作特点、压力及重力与压力的区别等,综合性较强,难点和关键点是计算动滑轮的重力,属于中考压轴题。
8.【答案】1000 上升 从B管右侧向左吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升
【解析】解:根据图甲可知,瓶内外液面的高度差为:△ℎ=18cm−8cm=10cm=0.1m;瓶内外气压差为:p=ρ水g△ℎ=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
将此装置移到梵净山山顶,海拔变高了,则外界的气压减小,液面在内部气压的作用下会上升;
从B管右侧向左吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升。
故答案为:1000;上升;从B管右侧向左吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升。
根据液面的高度差求出瓶内外的气压差;大气压的大小与高度有关,高度越高,气压越小;流体流速越大的地方,压强越小。
此题考查大气压的综合应用、液体内部压强公式的应用、流体压强和流速的关系,有一定的综合性。
9.【答案】甲; 甲; 不可能
【解析】解:
动能的大小与物体的质量和速度有关。由题意可知,甲乙两球的速度相同,甲的质量大,所以甲的动能大;
惯性的大小只与物体的质量有关,甲的质量大,所以甲球的惯性大。
由于物体在光滑的水平面是以相同的速度运动,因此,由牛顿第一定律可知,甲乙之间的距离不会改变,两球不可能相撞。
故答案为:甲;甲;不可能。
在无摩擦和阻力的情况下,由牛顿第一定律:物体在不受力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,可知,物体运动状态不改变,据此判断其是否会发生碰撞。同时要知道惯性的大小只与物体的质量有关,而动能的大小与物体的质量和速度有关。
本题主要考查了对动能影响因素、惯性影响因素及惯性现象的理解,属基础知识的考查,难度不大。
10.【答案】0;16;等于
【解析】
【分析】
(1)根据图象判断小车在不同时段的运动状态,知道做匀速直线运动时,小车受到的合力为零。根据速度公式变形可计算其运动的路程。
(2)摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,与运动速度等无关,据此判断。
本题主要考查了通过读取速度−时间图象,来判断物体的运动状态,利用速度公式进行计算,以及根据二力平衡和影响摩擦力的条件,判断摩擦力的大小等,有一定综合性。
【解答】
(1)由图象可知,在4s~8s内小车做匀速直线运动,处于平衡状态,因此受到的合力为0N;其速度为4m/s,其运动的路程为:s=vt=4m/s×4s=16m;
(2)由于在4s~8s内做匀速直线运动,其牵引力与摩擦力相等,故摩擦力为10N;在0~4s内小车做加速运动,但其压力大小和接触面的粗糙程度均不变,所以摩擦力也不变,为10N。
故答案为:0;16;等于。
11.【答案】压强 滚动 接触面的粗糙程度
【解析】解:压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,压力越大,受力面积越小,压强越大。所以小亮不小心把试卷戳破了,可能是由于笔头太尖,受力面积过小,使笔对纸的压强过大;也可能是用力过大,使笔对纸的压强过大。
用圆珠笔在纸上写字,滚珠与纸之间有滚动无滑动,摩擦力是滚动摩擦;
笔壳上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。
故答案为:压强;滚动;接触面的粗糙程度。
(1)根据压强大小的影响因素分析解答:压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
(2)根据摩擦力种类、摩擦力大小的影响因素分析解答:摩擦力分为三种,一是静摩擦力,二是滑动摩擦力,三是滚动摩擦力。摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
本题考查增大压强和摩擦力的方法,以及摩擦力的种类,要求结合所学内容,做出具体的判断。
12.【答案】1000 1250 250
【解析】解:(1)物体的有用功为:
W有=Gℎ=5000N×1m=5000J,
若斜面光滑,则没有额外功,即推力的功W总=5000J,
因为W总=Fs,
所以推力的大小:
F=W总s=5000J5m=1000N;
(2)若斜面的机械效率为80%,根据η=W有用W总可得此时的总功:
W总′=W有用η=5000J80%=6250J,
根据W总′=Fs得,此时所用的推力:
F′=W总′s=6250J5m=1250N;
(3)因为W总′=W额+W有,
所以W额=W总′−W有=6250J−5000J=1250J,
根据W额=fs可得摩擦力的大小:
f=W额s=1250J5m=250N。
故答案为:1000; 1250; 250。
(1)如果没有摩擦,推力的功等于提升物体所做的有用功,根据W=Gℎ求出有用功,根据W=Fs求出推力;
(2)如果斜面不光滑,根据η=W有用W总×100%算出总功,根据W总=Fs算出推力;,
(3)总功减去有用功求出额外功,额外功为克服摩擦力所做的功,根据W=fs求出摩擦力的大小。
本题考查了有用功、总功、斜面的机械效率和阻力的计算,关键是知道额外功为克服斜面的摩擦力所做的功。
13.【答案】相同 A 越小
【解析】解:
读图可知,容器中装有足量的水,阀门关闭,水不流动时,三根竖直管和左边容器构成连通器,因此各管中的水柱高度相同;
当阀门打开水流动时,在流过的水量一定的情况下,水平管的横截面积越大(即水平管越粗),水的流速越慢,其压强越大,则托起水柱的高度越高;由图知,A管下方的水平管最粗,水的流速最慢,故该处压强最大,水柱的高度最高。
故答案为:相同;A;越小。
(1)上端开口,底部连通的容器叫连通器,在连通器中同种液体不流动时,液面总是相平的;
(2)流体压强与流速有关,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
知道连通器的原理、流体压强与流速的关系,并能灵活应用这两个知识点来解释实际问题。
14.【答案】10;10;80
【解析】解:物体A在动滑轮作用下匀速直线运动,受的拉力与摩擦力平衡,
物体A受到向右的拉力:F拉=12F=12×20N=10N,f=F=10N;
拉力F移动速度为:v=12vA=12×2m/s=1m/s。
拉力F移动的距离为:s=vt=1m/s×4s=4m,
拉力做功:W=Fs=20N×4m=80J。
故答案为:10;10;80。
小红用动滑轮拉动物体A,物体A匀速直线运动,分析物体A水平方向受力情况,根据平衡力判断拉力和摩擦力关系。
物体在动滑轮的作用下向右运动,物体A受到的拉力等于小红拉力的二分之一。物体A运动的速度是拉力F运动速度的2倍。
知道拉力的运动速度和时间,求出拉力运动的距离,根据做功公式求出拉力做功多少。
使用动滑轮不一定省力,关键是拉力作用在什么位置上。一般情况下使用动滑轮是省力的,本题使用的动滑轮是费力的。
15.【答案】解:物体A受到竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮和弹簧测力计对它竖直向上的拉力F,力的作用在点标在A的重心上,A的受力示意图如图所示:
【解析】分析实心铁块静止在水中时物体A的受力情况,再画出A的受力示意图;
画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。
16.【答案】解:只有一个动滑轮,要求最省力,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后绕过左边的定滑轮,再绕过动滑轮。
如图所示:
【解析】要解决此题,需要知道滑轮组的绕线方法。可以从定滑轮或动滑轮绕起。要知道从动滑轮绕起比从定滑轮绕起多中间一根绕线承担物重,更省力。
最省力的滑轮组绕绳方法:绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,再绕过动滑轮。
17.【答案】解:
杠杆OBA受到绳子的拉力斜向上,从支点O向动力作用线作垂线段,即为动力臂L1;
物体对杠杆的拉力为阻力F2,方向竖直向下,标上字母F2;
如图所示:
【解析】此杠杆支点在O点,支点到动力作用线的距离为动力臂,重物对杠杆的拉力为阻力。
作力臂要先找到支点和力的作用线,再从支点向力的作用线引垂线,支点到垂足之间的距离为力臂的大小。
18.【答案】(1)速度;越大;相同;
(2)C;(3)质量;(4)压力大小。
【解析】
【分析】
(1)物体的动能与物体的质量和速度有关,在探究时需要利用控制变量法进行分析,即探究动能的大小与速度的关系时,需要控制小球的质量相同;
重力势能的大小与质量和高度有关;摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(2)实验中,小球到达水平面时的速度由小球的高度决定,通过调整高度可调整其速度,从而改变动能;
(3)即探究动能的大小与质量的关系时,需要控制小球的速度相同,选择不同质量的小球;
(4)滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
在解决多因素问题时常利用控制变量法进行分析,对于动能的大小研究常采用转化法进行分析。
【解答】
解:(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:质量相同时物体的速度越大,动能越大。
重力势能的大小与质量和高度有关;对比甲、乙两次实验还可以得出:质量相同时,物体位置越高,重力势能越大。
在甲、乙两次实验中,硬纸盒对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,因此所受滑动摩擦力相同。
(2)如果做乙图实验时,为防止造成硬纸盒损坏掉落,可适当降低钢球的高度,这样小球的动能减小,撞击纸盒后前进的距离变小,就不会掉落了。
A.换用质量更小的钢球,不能与甲控制相同的质量,故A错误;
B.给水平木板铺上毛巾,不能与甲控制相同的接触面,故B错误;
C.适当降低钢球的高度,小球的动能减小,撞击纸盒后前进的距离变小,就不会掉落了,故C正确;
D.换用一个较重的硬纸盒,则可能推动的距离过小,无法正确判断动能的大小,故D错误。
故选:C。
(3)物体的动能与物体的质量和速度有关,若要探究影响动能大小与质量的关系,操作方法是:选择两个质量不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。
(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,探究影响滑动摩擦力大小的因素。由于纸盒对水平面的压力不同,所以通过比较甲、丙两次实验可得出:滑动摩擦力与压力大小有关。
故答案为:(1)速度;越大;相同;
(2)C;(3)质量;(4)压力大小。
19.【答案】5 0.4 83% 重力越大 动滑轮的重力 2、3 绳重或各种摩擦 B
【解析】解:(1)第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等,所以n=sℎ=0.2m0.2m=1,绳子的有效段数为1,所以第5次实验是利用了定滑轮完成的,故是利用了图乙完成的;
第4次实验中有用功为:W有用=Gℎ=2N×0.2m=0.4J,
机械效率为:η=W有用W总×100%=0.4J0.48J×100%≈83%;
(2)比较1和2两次实验知使用同一滑轮组,提升的钩码的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
由第3、4组数据可知,钩码重、钩码被提升的高度相同,动滑轮重不同,机械效率不同,可知同一滑轮组的机械效率与动滑轮重有关;
由第2、3组数据可知,动滑轮重、钩码重均相同,钩码被提升的高度不同,但机械效率相同,可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关;
(3)实验中,额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重、各种摩擦做的功之和,即绳重、各种摩擦也会影响机械效率;
(4)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功:进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械不省功(采用了理想化推理法):
AC、平面镜成像规律、阿基米德原理可通过实验直接验证,
B、而牛顿第一定律不能用实验直接验证,是在实验的基础下推理得出的,
故选:B。
故答案为:(1)5;0.4;83%;(2)重力越大;动滑轮的重力;2、3;(3)绳重或各种摩擦;(4)B。
(1)根据n=sℎ确定绳子的有效段数分析;根据W有用=Gℎ算出第4次实验中有用功;根据η=W有用W总×100%算出机械效率;
(2)①分析1、2中机械效率和物理量的变化,得出机械效率与物体重力之间的关系;
②分析3、4中机械效率和物理量的变化,得出机械效率与动滑轮重之间的关系;
③分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论,机械效率与物体被提升的高度无关;
(3)根据额外功的来源分析。
(4)物理学中,常常有难以达到条件的时候,这时,我们常常需要借助将实验想象为理想情况下来达到我们的目的,在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律,这种研究问题的方法就叫科学推理法。
本题考查控制变量法、数据分析、滑轮组的机械效率的求法和减小摩擦的方法及实验推理法的运用。
20.【答案】(1)排尽注射器内的空气;
(2)刚被拉动;
(3)6.00;103;
(4)8.97×104;
(5)空气没有排尽。
【解析】解:
(1)为了排尽注射器内的空气,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔。
(2)活塞刚被拉动时,由二力平衡的条件可知:此时大气压强产生的压力和弹簧测力计的示数相等。
(3)由图可知,注射器容积为20ml=20cm3,注射器全部刻度的长度为6.00cm,
故活塞的横截面积为S=Vℎ=20cm36cm=103cm2=103×10−4m2。
(4)可计算出大气压强的值为:p大气=FS=29.9N103×10−4m2=8.97×104Pa。
(5)从实验结果看,测量结果小于一标准大气压,造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等;拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦这会造成最终测量的结果偏大。
故本题答案为:(1)排尽注射器内的空气;(2)刚被拉动;(3)6.00;103;(4)8.97×104;(5)空气没有排尽。
(1)将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气。
(2)由二力平衡的条件分析;
(3)测出注射器全部带刻度的长度,求出活塞的横截面积S;
(4)已知活塞刚被拉动时的拉力F,就可根据p大气=FS求出大气压强的值;
(5)造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等。
作为一个不是按课本方法进行测量大气压的实验,关键是在弄清实验的原理,然后才能分析出实验需要测量的是哪些物理量,怎么才能计算出大气压强的值。
21.【答案】解:(1)火星车静止时,对水平地面的压力:
F=G=mg=240kg×10N/kg=2400N,
对水平地面的压强:
p=FS=2400N0.2m2=1.2×104Pa;
(2)因火星车做匀速直线运动时处于平衡状态,牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力,
所以,牵引力F′=f=200N,
由图乙可知,火星车做匀速直线运动时的速度v=20cm/s=0.2m/s,运动的时间t=40s−10s=30s,
由v=st可得,火星车匀速直线运动的距离:
s=vt=0.2m/s×30s=6m,
牵引力做的功:
W=F′s=200N×6m=1.2×103J。
答:(1)火星车静止时,对水平地面的压强为1.2×104Pa;
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功为1.2×103J。
【解析】(1)火星车静止时,对水平地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,利用p=FS求出对水平地面的压强;
(2)火星车做匀速直线运动时处于平衡状态,牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,据此求出牵引力,根据图乙读出火星车做匀速直线运动时的速度和时间,根据s=vt求出火星车匀速直线运动的距离,利用W=Fs求出牵引力做的功。
本题考查了重力公式和压强公式、速度公式、做功公式以及二力平衡条件的应用,从图像中获取有用的信息和知道物体对水平面的压力等于自身的重力是关键。
22.【答案】解:(1)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数n=2,
绳子自由端移动的距离:s=2ℎ=2×2m=4m,
拉力做的功:W总=Fs=400N×4m=1600J,
拉力的功率:P=W总t=1600J10s=160W;
(2)建筑材料的重力:G=mg=70kg×10N/kg=700N,
有用功:W有=Gℎ=700N×2m=1400J,
滑轮组的机械效率:η=W有W总×100%=1400J1600J×100%=87.5%;
(3)不计绳子重力和摩擦,由F=12(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=2F−G=2×400N−700N=100N。
答:(1)拉力的功率为160W;
(2)滑轮组的机械效率为87.5%;
(3)动滑轮的重力为100N。
【解析】(1)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数n=2,根据s=nℎ求出绳子自由端移动的距离,然后根据W=Fs求出拉力做的功,再根据P=Wt求出拉力的功率;
(2)根据G=mg求出建筑材料的重力,根据W有=Gℎ求出有用功,再根据η=W有W总求出滑轮组的机械效率;
(3)不计绳子重力和摩擦,根据F=12(G+G动)求出动滑轮的重力。
本题考查有用功、总功、功率、机械效率以及动滑轮重力的计算,从滑轮组的结构找出n的值,知道不计绳子重力和摩擦时,F=1n(G+G动)、s=nℎ是本题的关键。
23.【答案】受力 质量 减小质量 运动状态 牵引力大小 运动状态
【解析】解:(1)从题意“一辆空车和一辆装满货物的车,在相同的牵引力的作用下由静止开始运动,它们的运动状态改变的情况并不相同”中可以获悉,控制的是受力相同,而改变物体的质量,结果它们的运动状态改变的难易情况并不相同。说明了物体运动状态快慢与物体的受力情况和物体的质量有关;
(2)歼击机在战斗前要抛掉副油箱,是为了减小飞机的质量来减小飞机的惯性,使自身的运动状态容易改变,以提高歼击机的灵活性。
(3)因为资料中提到在相同的牵引力的作用下,以及空车在较短的时间内达到某一速度,而装满货物的车在较长时间内才能达到相同的速度,因此控制两车受到的牵引力和运动状态的改变量相同。
故答案为:(1)受力;质量;(2)减小质量;运动状态;(3)牵引力;运动状态。
(1)分析题意,可知实验控制的是受力相同,而改变物体的质量,结果它们的运动状态改变的难易情况并不相同,据此回答;
(2)根据(1)的探究结果让我们分析生活中的具体应用,显然是为了减小质量,使得物体的运动状态容易改变;
(3)根据短文内容找出两辆车的相同量,据此回答。
此题是一道中档的信息给予题,较好的利用了控制变量法。通过对此事例的探究,加强了学生分析问题的能力和利用物理知识来解决生活中实际问题的能力。
24.【答案】D 下沉 从水舱中向外排水 力的作用是相互的 1.92×106 7.21×107
【解析】解:(1)A、核潜艇在水下需要承担较大的压强,所以潜水艇的外壳用硬度大的特种钢材制成的,故A错误;
B、核潜艇是通过改变自身重力达到浮沉的,故B错误;
C、核潜艇悬浮和漂浮时排开水的体积不相同,根据F浮=ρgV排知所受的浮力不相等,故C错误;
D、核潜艇由东海海面下潜行进入长江后,液体的密度减小,根据F浮=ρgV排知所受的浮力变小,故D正确;
故选:D;
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,海水跃层是上层密度大、下层密度小,因此由F浮=ρgV排可知,会造成潜艇受到的浮力减小,浮力小于重力,所以潜水艇会突然下沉;
因为潜水艇是靠改变自身的重力实现浮沉的,所以此时将潜艇水舱向外排水,使潜艇受到的重力小于浮力,实现上浮;
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方,由于物体间力的作用是相互的,海水对螺旋桨施加一个向前的力,核潜艇就前进了;
(4)由图乙可知,当风速为100m2/s2时,核潜艇受到的阻力f=3×106N,
当核潜艇H航速为8m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为f′=(8m/s)2100m2/s2×3×106N=1.92×106N;
完全下潜到海面下后的浮力为:F浮=G排=m排g=8.24×103×103kg×10N/kg=8.24×107N,
则根据阿基米德原理可知:
V=V排=F浮ρ水g=8.24×107N1.03×103kg/m3×10N/kg=8×103m3;
潜艇浮出海面处于漂浮时,排开水的体积V排′=V−V露=8×103m3−1.0×103m3=7×103m3,
根据漂浮条件和F浮=ρ液gV排可得,此时潜艇的总重量:
G=F浮=ρ海水gV排′=1.03×103kg/m3×10N/kg×7×103m3=7.21×107N;
故答案为:(1)D;(2)下沉;从水舱中向外排水;(3)力的作用是相互的;(4)1.92×106;7.21×107。
(1)①根据钢的特点分析解答;
②核潜艇是通过改变自身的重力来实现浮沉的;
③根据F浮=ρgV排分析解答;
④根据F浮=ρgV排分析解答浮力的变化;
(2)根据悬浮的条件判断悬浮在水中的潜艇受到的浮力和重力的关系,用压缩空气将水舱里的水排出一部分后重力减小,根据浮力和重力的关系判断物体的运动情况;
(3)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(4)根据核潜艇所受的海水的阻力与航速的关系图可知当核潜艇H航速为8m/s时核潜艇H所受的海水阻力;潜艇浮出海面处于漂浮时,求出排开水的体积,利用阿基米德原理和漂浮条件即可求出艇的总重量。
此题综合考查了阿基米德原理的应用、力的相互性、物体浮沉条件的应用等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
25.【答案】平衡 右 4 变大 F2的力臂不等于OA 100
【解析】解:
(1)杠杆停在如图甲所示的位置,保持静止状态,杠杆处于平衡状态;由图可知,杠杆左端上翘,要使杠杆在水平位置处于平衡状态,平衡螺母向上翘的左端移动;
(2)设杠杆分度值为L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,F1×2L=2N×4L,∴F1=4N。
将所挂的重物往左移1格,杠杆重新平衡后,阻力不变,动力臂不变,阻力臂增大,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,动力增大,所以弹簧测力计示数变大。
(3)力臂是支点到力的作用线的距离,F2的力臂不等于OA,F2的力臂力臂小于OA的长度,故F 1×OB
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