山东省威海市环翠区2019-2020学年八年级下学期期末物理试题(五四学制)
展开2019-2020学年山东省威海市环翠区八年级(下)期末物理试卷(五四学制)
1. 如图所示,物体M在光滑的水平面上滑行。关于物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 物体只受重力 B. 物体受重力和支持力
C. 物体受重力、支持力和摩擦力 D. 物体受到四个力的作用
2. 运动员将静止的足球踢出去,足球沿水平面运动了一段距离后停下来,则下列说法正确的是( )
A. 脚对足球的力没有改变足球的运动状态
B. 踢出去的足球由于具有惯性继续向前运动
C. 足球受到的摩擦力不会改变足球的运动状态
D. 足球最终停下来是由于不受脚的作用力
3. 生活处处有物理。下列生活中的现象及其解释正确的是( )
A. 啄木鸟的嘴很尖细,可以减小压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子
B. 水坝修建成上窄下宽是因为液体压强随深度的增加而减小
C. 珠穆朗玛峰顶的大气压强比威海市地面的大气压强大
D. 打开高速行驶的大巴车车窗时,窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小
4. 如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是( )
A. 钓鱼杆 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 钢丝钳
5. 下列说法中,不正确的是( )
A. 9.8N/kg的意义是1kg的物体受到的重力为9.8N
B. 1Pa的意义是在1m2的受力面积上受到的压力为1N
C. 1W的意义是在1h内所做的功是1J
D. 1J的意义是物体在1N力的作用下,沿这个力的方向移动了1m,该力做的功为1J
6. 陈老师在实验室做托里拆利实验并录制成微课,整个实验过程操作规范、正确,如图所示是一部分微课截图,则下列说法中不正确的是( )
A. 在玻璃管中灌满水银是为了排尽管内空气
B. 大气压支持着玻璃管内的水银柱不会下落
C. 实验室环境中大气压的数值等于75cm高水银柱产生的压强
D. 玻璃管倾斜影响实验测量结果
7. 如图所示,用手把一物体压在竖直墙壁上,并使手和物体沿墙壁匀速下滑,则以下说法正确的是( )
A. 物体只受重力、摩擦力和压力
B. 手对物体的压力和物体对手的弹力是一对相互作用力
C. 物体的重力和墙壁对物体的摩擦力是一对相互作用力
D. 物体对墙的压力和墙对物体的弹力是一对平衡力
8. 在图中所示的简单机械中,忽略机械自重和摩擦,当提起相同重物时,最省力的是( )
A. B.
C. D.
9. 下面有关力是否对物体做功的说法中,不正确的是( )
A. 人沿着滑梯下滑的过程中,重力对人做功
B. 狗拉着雪橇在平直路面上匀速运动的过程中,狗的拉力对雪橇做功
C. 吊车将重物匀速提升的过程中,钢丝绳的拉力对重物做功
D. 人提着包站在水平输送带上通过一段距离人的提力对包做功
10. 自行车是最常见的交通工具,从结构和使用方面来看,它涉及了许多物理知识。下列关于自行车的说法中正确的是( )
A. 车座较宽是为了减小压力
B. 采用“S形”路线上坡可以省功,但费距离
C. 上坡前加紧蹬几下是为了使更多的动能转化为重力势能,容易上坡
D. 用力握刹车把手可增大刹车皮对钢圈的摩擦力,减小惯性
11. 以下对物理知识的归纳整理中正确的是( )
A. 物理学家及贡献:牛顿-万有引力、阿基米德-阿基米德原理
B. 生活用具与物理知识:茶壶-连通器原理、吸盘挂钩-大气压强
C. 能的转化与实际应用:弹性势能转化为动能-射箭、重力势能转化为动能-打桩机
D. 测量仪器及用途:密度计-测液体密度、弹簧测力计-测质量
12. 有一个边长为10cm的实心正方体,质量为1.5kg。若将该物体轻轻放入装有足量水的大水槽中,松手后,物体最终静止在水槽里不计水的阻力,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,下列说法正确的是( )
A. 物体最终处于悬浮状态
B. 物体受到的浮力为10N
C. 物体排开水的质量为1kg
D. 要使物体在水中匀速上升,则需要对物体施加5N竖直向上的力
13. 如图所示,锤头松动时,用力敲锤柄是利用______ 使锤头套紧;许多机器的轴上都装了滚动轴承,这是因为______ .
14. 与小轿车相比,大货车装有较多轮子,这是为了______,两艘军舰在海中全速航行,在相距很近的情况下都是采用一前一后航行,而不采用“并排”航行,是因为“并排”航行时两船中间______,使两船逐渐靠近,有相撞的危险。
15. 两个完全相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,则液体对容器底部的压强关系是p甲______p乙;两小球所受的浮力关系是F甲______F乙.(选填“>”、“<”或“=”)。
16. 如图所示,是探究动能的大小跟______关系的实验示意图,实验中通过比较______来判断小球的动能大小。若木板表面光滑且足够长,则利用该装置______(选填“能”或“不能”)探究出小球的动能大小与哪些因素有关。
17. 一台起重机在某次起吊设备时,吊起的设备重为2×105N,OB的长度是OA的10倍,吊臂状态如图所示,此时吊臂下的液压挺杆对吊臂A点施加的竖直向上的支持力为______N.(与起吊的设备质量相比,吊臂的质量可忽略)
18. 在一次跳水训练时,水池中水的深度为4m,有一名运动员下潜到池底,此时该运动员受到水的最大压强为______Pa;运动员身体上0.2m2的面积上受到水对他的最大压力为______N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
19. 一辆汽车以30m/s的速度匀速行驶了5min,这段时间内汽车发动机的输出功率为9×104W,则该汽车的发动机对外做功______J,匀速行驶时汽车所受到阻力的大小为______N。
20. 如图所示,物体正沿着粗糙的斜面滑下,请画出此时物体受力的示意图(不计空气阻力)
21. 如图所示,想要在B点施加最小的动力撬起铁路上报废的道钉,请画出该最小动力F的示意图,并标出动力臂L。
22. 如图所示是利用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)如图甲所示,压强计是通过U形管两边液面的______来反映金属盒处所受压强大小,这是运用了______的科学方法。
(2)比较图______,可以初步得出结论在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)由丙、丁两图可知:在同种液体中,同一深度液体______,且______。
(4)比较图丙和图戊,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?______;理由是:______。
23. 如图所示是“探究浮力的大小等于什么”的实验情景请解答下列问题。
(1)最合理的实验顺利是______。
(2)由图乙可知,实验中所用物体的______为4N;由乙、丙两图可知物体受到的浮力为______N;由甲、丁两图可知______为1N;得到这些力的大小所依据的物理知识是______。
(3)综合四幅图可得到的结论是:浸在液体中的物体受到的浮力等于______。
(4)若物体没有完全浸没在液体中,则在其余操作过程正确的前提下______(选填“能”或“不能”)得到与(3)中相同的结论。
24. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小军用如图所示的滑轮组进行了五次实验,实验数据如表。请回答下列问题:
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
弹簧测力计示数F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
机械效率η
1
4
3
2.3
6
87%
2
4
5
2.3
10
3
4
8
2.3
20
87%
4
6
3
3.3
6
91%
5
8
3
4.3
6
93%
(1)在五次测量中,第______次实验的数据是错误的,应当删除。
(2)第二次实验中,需要做的有用功是______J,额外功是______J,滑轮组的机械效率为______。
(3)滑轮组中动滑轮重为______N.(绳的质量和滑轮轴的摩擦忽略不计)
(4)综合分析实验数据,可以发现:同一个滑轮组的机械效率是由______决定的,与______无关。
25. 一艘货船的最大排水量为2.0×105kg,船上装有质量为6×103kg的货物,货物的底面与船的接触面积为5m2.则(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)该货船满载时受到的浮力是多少?
(2)货物对船的压强为多少?
(3)将货物从船上卸下后,船排开水的体积减少了多少?
26. 如图所示,是卷扬机通过滑轮组提升物体的装置图。若卷扬机以0.5m/s的速度匀速拉动绳子,使物体升高了10m。已知物体重G=6×103N,滑轮组的机械效率为80%.请解答下列问题:
(1)滑轮组在提升物体的过程中,需要做多少额外功?
(2)卷扬机对绳子的拉力是多少?
(3)卷扬机的输出功率为多少?
27. 如图所示,工人分别沿着AB、AC两个斜面,把重900N的物体从斜面底部匀速拉到高h=2m的斜面顶端,斜面AB长s1=3m,斜面AC长s2=4m,不计空气阻力,请解答下列问题:
(1)如果斜面AB是光滑的,则工人沿斜面AB所用的拉力为多少?
(2)如果斜面AC是粗糙的,工人沿斜面AC所用的拉力为500N,则斜面的机械效率是多少?物体与斜面之间的摩擦力是多大?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:物体M在光滑的水平面上滑行,则物体不受摩擦力的作用,在竖直方向上物体受到重力、支持力的作用,即物体受到两个力的作用,故B正确。
故选:B。
水平面光滑,则物体不受摩擦力的作用,根据物体的运动状态判定其受力情况。
本题考查了物体受力情况的判定,关键要注意“光滑水平面”这个条件。
2.【答案】B
【解析】解:
A、运动员用力将静止的足球踢出去,说明力改变了足球的运动状态,故A错误;
B、足球离开脚后继续向前运动,是由于足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故B正确;
C、足球在滚动过程中由于受到摩擦力的作用,其运动状态发生变化,会慢慢停下来,故C错误;
D、足球最终停止运动是由于受到摩擦力的作用,不是因为失去了脚的作用力,故D错误。
故选:B。
(1)力的作用效果:改变物体的形状或改变物体的运动状态;
(2)物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(3)力是改变物体运动状态的原因。
本题结合足球运动考查了惯性、力的作用效果以及力与运动的关系,注重了物理和生活的联系,属于基础知识的考查,比较简单。
3.【答案】D
【解析】解:A、啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子,故A错误;
B、水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大,故B错误;
C、珠穆朗玛峰顶的高度大于威海市地面的高度,海拔越高,气压越低,因此珠穆朗玛峰顶的大气压强比威海市地面的大气压强小,故C错误;
D、看到车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速快压强小,车内空气压强大,从而产生向外的压力差,故D正确。
故选:D。
(1)增大压强的方法:是在压力一定时,减小受力面积;是在受力面积一定时,增大压力来。
(2)液体压强随深度的增加而增大。
(3)气压随海拔的升度而减小。
(4)气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
此题考查了大气压强、流体压强和流速的关系、增大压强的方法、大气压与高度的关系等,是一道综合性较强的题目。
4.【答案】A
【解析】解:
A、钓鱼杆在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
B、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
C、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
D、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
故选:A。
结合图片和生活经验,找出支点,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
本题考查了杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
5.【答案】C
【解析】解:A、由G=mg可知,g=Gm;则可知g的物理意义为质量为1kg的物体受到的重力为9.8N,故A正确;
B、压强的定义就是1m2面积上受到的压力,1Pa表示1m2面积上受到的压力是1N,故B正确;
C、1W的意义是在1s内所做的功是1J,故C错误;
D、物体在1N力的作用下,沿这个力的方向移动了1m,该力做的功为1J,故D正确。
故选:C。
(1)重力与质量的关系式g=Gm,根据公式可以推出g的单位,从而获知g的物理意义;
(2)压强在物理上就是表示压力的作用效果的物理量;
(3)功率是单位时间内所做的功;
(4)根据功的计算公式W=Fs分析。
本题考查各物理量的意义,记住公式和单位是关键。
6.【答案】D
【解析】解:A、在玻璃管内灌满水是为了排尽管内空气,使测量结果准确;故A正确;
B、玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,故B正确;
C、由图可知实验室环境中大气压的数值等于75cm高水银柱产生的压强,故C正确;
D、玻璃管倾斜,管中水银柱长度将增大,高度不变,测量大气压不会变化,故D错误。
故选:D。
(1)玻璃管内灌满水排尽管内空气;
(2)大气压拖起水银柱;
(3)根据水银柱的高度确定压强大小;
(4)玻璃管倾斜时,管中水银柱长度将增大,高度不变;测量大气压不会变化。
本题考查了托里拆利实验的原理--大气压与管内水银柱压强是相等的,故大气压不变的情况下,水银柱产生的压强也是不变的,即水银柱高度不变。
7.【答案】B
【解析】解:
A、使手和物体沿墙壁匀速下滑,则物体处于平衡状态,受力平衡;在竖直方向上物体受到竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力;在水平方向上物体受到压力和墙壁的支持力,故A错误;
B、手对物体的压力和物体对手的弹力满足相互作用力的四个条件,即二力是一对相互作用力,故B正确;
C、物体的重力和墙壁对物体的摩擦力作用在同一个物体上,不是一对相互作用力,而是一对平衡力,故C错误;
D、物体对墙的压力和墙对物体的弹力是两个物体之间的相互作用力,不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
一对平衡力应满足的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一物体上;
一对相互作用力应满足的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在两个物体上。
本题考查了对平衡力和相互作用力的区分,关键是知道平衡力和相互作用力的区别是:是否作用在同一个物体上。
8.【答案】A
【解析】解:
A、此图中,动力臂是阻力臂的3倍,所以动力F=13G;
B、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
C、此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F=12G;
D、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有2股,则F=12G。
由以上可知:忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦,当提起相同重物时,最省力的是A。
故选:A。
忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦,当提起相同重物时,
①使用杠杆时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一;
②定滑轮不能省力,拉力等于重力;
③动滑轮可以省一半力;
④使用滑轮组时,承担物重的绳子有几段,拉力就是物重的几分之一。
此题主要考查杠杆平衡条件的应用,滑轮组绳子拉力的计算,定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识点,综合性强,难易程度适中,是一道很典型的题目。
9.【答案】D
【解析】解:
A、人沿着滑梯下滑的过程中,人在重力的方向上通过了距离,重力对人做功,故A正确;
B、狗拉着雪橇在平直路面上匀速运动的过程中,雪橇在拉力的方向上通过了距离,狗的拉力对雪橇做功,故B正确;
C、吊车将重物匀速提升的过程中,重物在拉力的方向上通过了距离,则钢丝绳的拉力对重物做功,故C正确;
D、人提着包站在水平输送带上通过一段距离,人的提力是竖直向上的,运动方向是水平的,所以提的力没有对包做功,故D错误;
本题选错误的;
故选:D。
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离。据此分析判断。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
10.【答案】C
【解析】解:
A、车座较宽是通过增大受力面积来减小压强的,故A错误;
B、采用“S形”路线上坡可以省力,但费距离,使用斜面不能省功,故B错误;
C、自行车上坡前加紧蹬几下,在质量不变时,增大速度来增大动能,上坡时动能转化为重力势能,自行车容易上坡,故C正确;
D、用力握刹车把,省功在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,惯性只与质量有关,故D错误。
故选:C。
(1)在压力一定时,增大受力面积可以减小压强;
(2)使用斜面可以省力。
(3)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
(4)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
本题考查了动能、重力势能大小的影响因素、减小压强的方法、增大摩擦力的方法,都是基础知识,要掌握。
11.【答案】ABC
【解析】解:
A、万有引力是由英国科学家牛顿总结的;阿基米德原理是由古希腊科学家阿基米德提出的,故A正确;
B、茶壶是根据连通器原理制成的;吸盘挂钩利用了大气压强,故B正确;
C、射箭时,弓的弹性势能转化成了箭的动能;打桩机工作时将重力势能转化成动能,故C正确;
D、密度计是用来测量密度的,而弹簧测力计是测量力的工具,故D错误。
故选:ABC。
根据物理学识,对四个选项逐个分析,即可得出结论。
这些都是比较简单的基础知识,但是知识考查的比较广泛,综合性比较强,掌握基础知识很重要。
12.【答案】BC
【解析】解:
A、正方体的密度ρ=mV=1.5kg1×10−3m3=1.5×103kg/m3>ρ水故物体最终沉入水槽底部,故A错误;
B、物体A浸没水中的体积V排=V,由公式F浮=ρ水gV排可知,F浮=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10−6m3=10N,故B正确;
C、物体排开水的质量m排=ρ水V排=1.0×103kg/m3×1000×10−6m3=1kg,故C正确,
D、物体所受的浮力为10N,再加上竖直向上的拉力5N,物体的重力15N,物体还需要受到水的摩擦力,故要使物体在水中匀速上升,则需要对物体施加大于5N竖直向上的力,故D错误。
故选:BC。
(1)已知正方体的质量和体积,利用ρ=mV即可求出正方体的密度ρ;
(2)利用F浮=ρ水gV排可求物体受到的浮力;
(3)根据m排=ρ水V排求得排开水的质量;
(4)要使物体匀速上升,受平衡力的作用。
本题考查物体的浮沉条件,以及浮力的计算,是一道综合题。
13.【答案】惯性;滚动摩擦小于滑动摩擦
【解析】解:因为锤与柄原来都向下运动,柄撞在地上受到阻力作用,改变了它的运动状态,就停止了运动,
锤头没受阻力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.
许多机器的轴上都装了滚动轴承,这是因为在压力相同的情况下,滚动摩擦小于滑动摩擦,
所以为了减小摩擦许多机器的轴上都装了滚动轴承.
故答案为:惯性;滚动摩擦小于滑动摩擦.
(1)应用惯性知识解释生活中现象的步骤是:先分析物体的原来的运动状态,当受到力的作用,物体的一部分的运动状态发生了改变,没受到力的那部分由于惯性要保持原来的运动状态.
(2)在压力相同的情况下,滚动摩擦小于滑动摩擦.
本题主要考查学生用惯性知识解释生活中一些现象的能力和减小摩擦的方法,体现了从物理走向生活,是一道基础题.
14.【答案】减小压强 流速快,压强小
【解析】解:(1)与小轿车相比,大货车装有较多轮子,是在压力一定时,增大受力面积来减小车对地面的压强,便于行驶;
(2)由流体压强和流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,可知:两船并排行驶时,两船之间的压强要小于外面的压强,从而使两船逐渐靠近,有相撞的危险。故不能采用“并排“航行;
故答案为:减小压强;流速快,压强小。
(1)减小压强的方法有两种:①在压力一定时,增大受力面积。②在受力面积一定时,减小压力。
(2)流体压强与流速的关系:流速越快,压强越小。
本题考查减小压强的方法以及流体压强与流速的关系的理解和应用,体现了物理知识与实际的联系,难度不大。
15.【答案】<<
【解析】解:由题意可知,两个完全相同容器内盛满不同的液体时,液体的深度相同,
由图可知,两个完全相同的小球轻轻放入容器中静止后,甲中小球沉底,乙中小球漂浮,
因物体的密度大于液体的密度时下沉,物体的密度小于液体的密度,
所以,甲中液体的密度小于乙中液体的密度,
由p=ρgh可知,甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强,即p甲 因物体沉底时受到的浮力小于自身的重力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,甲中小球受到的浮力小于乙中小球受到的浮力,即F甲
由题意可知,两个完全相同容器内盛满不同的液体时,液体的深度相同,由图可知,两个完全相同的小球轻轻放入容器中静止后,甲中小球沉底,乙中小球漂浮,根据物体浮沉条件判断出物体密度与液体密度关系,然后得出两液体的密度关系,根据p=ρgh判断液体对容器底部的压强关系,根据物体浮沉条件判断出物体重力和受到的浮力关系,然后得出两小球所受的浮力关系。
本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,根据物体浮沉条件得出物体密度与液体密度关系、物体重力和所示浮力关系是关键。
16.【答案】速度 木块移动的距离 不能
【解析】解:由图可知,相同的小球从斜面的不同高度自由滚下,质量相同,速度不同,所以探究的是动能与速度的关系;
在研究动能大小与什么因素有关时,我们是通过观察小球推动木块移动的距离来反映小球动能大小的,采用的是转换法的思想;
若木板表面光滑且足够长,则木块被撞击后做匀速直线运动,不能通过距离的大小来判定动能的大小。
故答案为:速度;木块移动的距离;不能。
探究动能大小与速度的关系时,要控制小球的质量相同,速度不同;
该实验采用了转换法,通过比较小球推动木块移动的距离来反映小球动能的大小;
根据牛顿第一定律分析。
本题考查探究影响动能大小因素实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
17.【答案】2×106
【解析】解:由图可知,起重吊臂是直的,OB的长度是OA的10倍,根据力臂的定义和数学关系可知,则物体拉力的力臂和支持力的力臂的比值为:LOB:LOA=10:1
根据杠杆平衡条件可得GLOB=F支LOA,
则支持力为:F支=GLOBLOA=2×105N×101=2×106N。
故答案为:2×106。
根据杠杆平衡条件G×OA=F支×OB,即可求得在竖直向上的方向上施加的支持力。
本题考查了求支持力、判断杠杆类型等问题,应用杠杆平衡条件即可正确解题。
18.【答案】4×104 8000
【解析】解:(1)运动员下潜的最大深度h=4m,
运动员受到水的最大压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa;
(2)由p=FS得运动员身体上0.2m2的面积上受到水对他的最大压力:
F=pS=4×104Pa×0.2m2=8000N。
故答案为:4×104;8000。
(1)知道水深,即:运动员下潜的最大深度,利用液体压强公式求运动员受到水的最大压强;
(2)再利用p=FS求运动员身体上0.2m2的面积上受到水对他的最大压力。
本题考查了液体压强公式、压强定义式的应用,关键是知道水的深度为运动员下潜的最大深度。
19.【答案】2.7×107 3000
【解析】解:
汽车功率P=9×104W,时间t=5min=300s,
根据P=Wt知,汽车发动机做的功为:
W=Pt=9×104W×300s=2.7×107J;
(2)根据P=Wt=Fst=Fv可知,汽车的牵引力:
F=Pv=9×104W30m/s=3000N,
汽车做匀速运动,处于平衡状态,阻力等于牵引力,即:f=F=3000N。
故答案为:2.7×107;3000。
(1)由W=Pt可以求出汽车做的功;
(2)汽车的功率P=Wt=Fst=Fv,由P=Fv的变形公式可以求出汽车的牵引力,然后由二力平衡条件可以求出汽车受到的阻力。
本题考查了求功与牵引力问题,应用功率公式即可正确解题。
20.【答案】解:
物体沿着粗糙的斜面滑下,受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的摩擦力,三个力的作用点都画在重心O,如图所示:
【解析】物体沿着粗糙的斜面滑下,物体受重力(竖直向下)、斜面的支持力(垂直于斜面向上)及摩擦力(沿斜面向上)的作用,在作图时,可以将三个力的作用点都画在重心上。
本题考查了力的示意图的画法,正确分析得出各力的方向是关键。
21.【答案】
【解析】
【分析】
使用道钉撬撬道钉时,要想最省力,则动力臂要最长,只有让道钉撬的撬杆的长度成为动力臂时,动力最小。
画力臂时,找准力的作用线是关键,画力臂时,一定要从支点开始向作用线画垂线,不要受到杠杆自身形状的干扰。
【解答】
解:(1)由杠杆平衡的条件知,当阻力与阻力的力臂的积为定值时,动力臂最大时,动力是最小的,此时的动力臂是支点到动力的作用点的距离。动力F最小时,其力臂最长,即为从支点到动力作用点的距离为力臂L;
(2)力和力臂是垂直关系,故在B点做力臂L的垂线,方向斜向下,即为最小动力F。
22.【答案】高度差 转换法 乙丙 向各个方向都有压强 大小相等 不能 没有控制深度相同
【解析】解:(1)如图甲所示,根据转换法,压强计是通过U形管两边液面的高度差来反映金属盒处所受压强大小,这是运用了转换的科学方法。
(2)研究液体内部压强与深度的关系,要控制密度相同,故比较图乙丙,可以初步得出结论在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)由丙、丁两图可知,橡皮膜的朝向不同,而U形管两边液面的高度差相同,故得出:在同种液体中,同一深度液体向各个方向都有压强,且大小相等;
(4)研究液体内部压强与液体密度有关,要控制深度相同,而图丙和图戊中没有控制深度相同,故不能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论。
故答案为:
(1)高度差;转换法;(2)乙丙;(3)向各个方向都有压强;大小相等;(4)不能;没有控制深度相同。
(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(2)(4)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(3)分析实验中相同因素和不同因素,结合转换法得出液体压强与不同因素的关系。
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
23.【答案】丁、乙、丙、甲 重力 1 排开液体的重力 力的平衡 物体排开液体的重力 能
【解析】解:
(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力。因此,最合理的顺序应为:丁、乙、丙、甲;
(2)由图乙可知,实验中所用物体的重力为4N;
由乙、丙两图,根据称重法,可知物体受到的浮力为:
F浮=G−F=4N−3N=1N;
由甲、丁两图可知排开液体的重力为:
G排=G甲−G丁=1.8N−0.8N=1N;
得到这些力的大小所依据的物理知识是力的平衡;
(3)因F浮=G排,可得到的结论是:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力;
(4)若物体没有完全浸没在液体中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出;F浮=G排。
故答案为:
(1)丁、乙、丙、甲;(2)重力;1;排开液体的重力;力的平衡;(3)物体排开液体的重力;(4)能。
(1)对于实验的合理顺序,我们应把握住两点:一是小桶是用来接排出的水的,在接水之前必须先测出空桶的重;二是物块要先测重力,再直接浸入水中;
(2)由图乙可知实验中所用物体的重力;由乙、丙两图,根据称重法可知物体受到的浮力,
由甲、丁两图可知排开液体的重力;得到这些力的大小所依据的物理知识是力的平衡;
(3)根据F浮=G排得出结论;
(4)没有完全浸没在液体中,浮力大小仍等于排开液体所受重力大小。
本题探究浮力的大小等于什么,考查实验操作顺序、称重法测浮力、数据分析等知识。
24.【答案】30.20.0387%0.6物重 绕法
【解析】解:(1)由图知有2段绳子吊着物体和动滑轮,s=2h,而第3次实验中,s≠2h,故第3次实验数据错误;
(2)有用功为:
W有用=Gh=4N×0.05m=0.2J;
总功为:
W总=Fs=2.3N×0.1m=0.23J;
额外功为:
W额=W总−W有用=0.23J+0.2J=0.03J;
滑轮组的机械效率为:
η=W有用W总×100%=0.2J0.23J×100%≈87%;
(3)不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力:F=G+G动2,
结合第一次实验的数据可得,所用动滑轮的重:G动=2F−G=2×2.3N−4N=0.6N;
(4)分析1、4、5三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率越大;
分析1、2、3三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升相同的重物,滑轮组的机械效率相同,
综合分析即滑轮组的机械效率是由物重决定的,与绕法无关。
故答案为:(1)3;(2)0.2;0.03;87%;(3)0.6;(4)物重;绕法。
(1)根据s=nh判断出错误的数据;
(2)用公式W有用=Gh计算有用功,W总=Fs计算总功;用公式W总=W有用+W额计算额外功,用公式η=W有用W总算出机械效率;
(3)不计绳重和摩擦,绳子自由端的力:F=G+G动2据此求出G动;
(4)分析1、4、5和1、2、3实验中的数据得出结论。
本题测量滑轮组的机械效率,考查s=nh、η=W有用W总×100%及作用绳子自由端的力计算和影响机械效率大小的因素。
25.【答案】解:(1)该船满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=2.0×105kg×10N/kg=2×106N;
(2)货物对船的压力:
F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N,
货物对船的压强:
p=FS=6×104N5m2=1.2×104Pa;
(3)因为船始终处于漂浮状态,
所以,将货物从船上卸下后,船减小的浮力等于货物的重力,
由F浮=ρ水gV排可得,船排开水减小的体积:
△V=△F浮ρ水g=Gρ水g=6×104N1×103kg/m3×10N/kg=6m3。
答:(1)该船满载时受到的浮力为2×106N;
(2)货物对船的压强为1.2×104Pa;
(3)将货物从船上卸下后,船排开水的体积减少6m3。
【解析】(1)排水量是指轮船满载时排开水的质量,根据阿基米德原理求出受到的浮力;
(2)货物对船的压力等于自身的重力,根据F=G=mg求出其大小,根据p=FS求出货物对船的压强;
(3)将货物从船上卸下前后,货船始终漂浮,根据物体漂浮条件可知,浮力减小的量等于货物A的重力,根据阿基米德原理求出船排开水减小的体积。
本题考查了阿基米德原理和压强公式、物体浮沉条件的综合应用,理解排水量的含义和知道水平面上物体的压力等于自身的重力是关键。
26.【答案】解:(1)滑轮组在提升物体的过程中所做的有用功:
W有=Gh=6×103N×10m=6×104J,
由η=W有W总×100%可得,滑轮组做的总功:
W总=W有η=6×104J80%=7.5×104J,
所做的额外功:
W额=W总−W有=7.5×104J−6×104J=1.5×104J;
(2)由图可知,n=3,则绳端移动的距离:
s=nh=3×10m=30m,
由W=Fs可得,卷扬机对绳子的拉力:
F=W总s=7.5×104J30m=2500N;
(3)由v=st可得,卷扬机的工作时间:
t=sv=30m0.5m/s=60s,
卷扬机的输出功率:
P=W总t=7.5×104J60s=1250W。
答:(1)滑轮组在提升物体的过程中,需要做1.5×104J的额外功;
(2)卷扬机对绳子的拉力是2500N;
(3)卷扬机的输出功率为1250W。
【解析】(1)根据W=Gh求出滑轮组在提升物体的过程中所做的有用功,利用η=W有W总×100%求出滑轮组做的总功,总功减去有用功即为所做的额外功;
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出卷扬机对绳子的拉力;
(3)根据v=st求出卷扬机的工作时间,利用P=Wt求出卷扬机的输出功率。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式、速度公式以及功率公式的应用,明确有用功和总功、额外功以及它们之间的关系是关键。
27.【答案】解:
(1)如果斜面AB是光滑的,拉力做的额外功为0J,拉力做的功等于提升物体做的功,
即:Gh=Fs1,
则工人沿斜面AB所用的拉力:
F=GhS1=900N×2m3m=600N;
(2)将物体从斜面AC提升拉力做的功:
W总=F′s2=500N×4m=2000J,
拉力做的有用功:
W有用=Gh=900N×2m=1800J,
斜面的机械效率:
η=W有用W总=1800J2000J×100%=90%;
克服摩擦力做的额外功:
W额=W总−W有用=2000J−1800J=200J,
由W额=fs可得,物体和斜面之间的摩擦力:
f=W额s2=200J4m=50N。
答:(1)如果斜面AB是光滑的,工人沿斜面AB所用的拉力为600N;
(2)如果斜面AC是粗糙的,工人沿斜面AC所用的拉力为500N,斜面的机械效率是90%;物体与斜面之间的摩擦力是50N。
【解析】(1)若斜面AB是光滑的,拉力做的额外功为0J,拉力做的功等于提升物体做的功,据此求工人沿斜面AB所用的拉力;
(2)利用W=Fs求将物体从斜面AC提升拉力做的总功,利用W=Gh求拉力做的有用功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比;克服摩擦力做的额外功等于总功减去有用功,再利用W额=fs求物体和斜面之间的摩擦力。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率的计算,注意第一问:斜面是光滑的时,拉力做的额外功为0J,拉力做的功等于提升物体做的功。
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