2022-2023学年云南省昆明市石林县八年级(下)期末物理试卷(含解析)
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一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)
1. 下列现象能说明分子在永不停息运动的是( )
A. 春:微风拂过,花香袭人 B. 夏:暖风阵阵,麦浪翻滚
C. 秋:狂风乍起,黄沙漫天 D. 冬:寒风凛冽,漫天飞雪
2. 如图所示的四个实例中,为了减小压强的是( )
A. 用很细的钢丝切肥皂
B. 锋利的刀刃
C. 铁轨铺在枕木上
D. 针头做得很尖
3. 如图所示,三个完全相同的玻璃缸装满了水,其中(a)中只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子。若把三个缸放到台秤上称量,可知它们的质量( )
A. (a)最大 B. (b)最大 C. (c)最大 D. 一样大
4. 如图所示的用具中,属于费力杠杆的是( )
A. 核桃钳 B. 撬棍
C. 托盘天平 D. 钓鱼竿
5. 2022年2月6日晚,中国女足在亚洲杯决赛上逆转绝杀韩国队,夺得冠军。如图所示,是女足队员踢球时的情景,下列说法正确的是( )
A. 以滚动的足球为参照物,球门是静止的
B. 滚动的足球最终停下来,说明运动需要力来维持
C. 踢出去的足球继续滚动,是因为受到惯性作用
D. 运动鞋的底部凹凸不平,这样可以增大摩擦力
6. 如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A. 用力搬石头,没有搬动
B. 将重物从地面拉到高处
C. 举着鸡蛋在空中不动
D. 提着水桶在水平路面上前行
7. 如图所示,2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船(航天员乘组分别是景海鹏、朱杨柱和桂海潮)的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心加速升空时的情景,下列说法正确的是( )
A. 火箭的重力势能变大,动能变大,机械能不变
B. 火箭的重力势能变大,动能变大,机械能变大
C. 火箭的重力势能变大,动能减小,机械能减小
D. 火箭的重力势能变大,动能减小,机械能不变
8. 如图,将两个底面积和质量相同的容器置于水平地面上,将同一小球分别放入两个容器中,小球静止时两容器内液面恰好相平。小球受到的浮力分别为F甲和F乙,液体对容器底的压强分别为p甲和p乙,则( )
A. F甲=F乙,p甲>p乙 B. F甲>F乙,p甲=p乙
C. F甲=F乙,p甲 二、填空题(本大题共11小题,共22.0分)
9. 如图是中国女子冰壶队参加比赛的精彩瞬间。比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是______ (选填“增大”或“减小”)冰壶与冰面间的摩擦力。如果摩擦力为零,运动的冰壶将______ (选填“静止”、“逐渐停下来”或“做匀速直线运动”)。
10. 篮球的正确投篮姿势:双手投篮的时候,首先要做到的是两肘自然下垂,然后将球放在自己的胸前。正确的做法是两脚蹬地,然后再伸展腰腹,由腰腹的力量,带动人的双手发力…篮球脱离手后能在空中继续运动是因为篮球有______,此时篮球______(选填“不受力”“受平衡力”或“受非平衡力”)作用。
11. 如图所示是小刚同学用钢笔吸墨水时的情景,小刚把笔上的弹簧片按下后松开,墨水就被吸进橡皮管中,是利用了______ 的作用。随着瓶中墨水的不断减少,墨水对瓶子底部的压强将______ 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
12. 如图所示,在倒置的透明漏斗里放置一个乒乓球,用手指托住乒乓球,松手后,乒乓球受重力作用将下落;若向倒置的漏斗用力吹气再松手时,乒乓球不但没有被吹下去,反而被“吸”住了。这是因为乒乓球上方空气的流速______(填“大于”、“小于”或“等于”)其下方空气的流速,依据流速越大的位置压强越______的原理,乒乓球受压强的作用而不下落。
13. 如图,同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲______F乙.两种液体的密度ρ甲______ρ乙.(选填“>”、“<”或“=”)
14. 如图所示为小鱼吐出的气泡气水中的运动情景,气泡上升的过程中受到的浮力逐渐______ ,气泡受到水的压强逐渐______ (两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
15. 孔明灯,又叫天灯,俗称许愿灯、祈天灯。一般在元宵节,中秋节等重大节日施放,多作为祈福之用。如图为“孔明灯”升空时的情景,点燃托盘中的松些,灯笼内部的空气受热密度变小,从而排出孔明灯中原有部分空气,使自身重力G ______ ,浮力F浮 ______ (假设灯笼外的空气密度不变),当F浮大于G时,灯笼就开始上升了。(两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)
16. 如图,滑轮重小于物重(绳重、摩擦不计),用甲、乙两种方式匀速提升相同的重物,则F甲 ______ F乙、机械效率η甲 ______ η乙(选填“<”、“=”、“>”)。
17. 水平地面上一静止木箱重120N,小刚用60N的水平推力推动木箱前进10m,撤消推力后木箱又继续前进了1m,全过程中,水平推力做功______ J,重力做功______ J。
18. 某型号矿泉水瓶的瓶底面积与瓶盖横截面积之比为S瓶底:S瓶盖=9:2,将半瓶矿泉水放置于水平桌面上如图(a)所示,然后又翻转过来瓶口向下倒立在水平桌面上如图(b)所示,则两种放置方式水瓶对桌面的压力之比为______ ,对桌面的压强之比为______ 。
19. 读出如图所示的弹簧测力计示数大小是______ N。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
20. 被细线拉住的小球静止在水中(细线剪断后小球会上浮),请画出图中小球所受浮力示意图。
21. 画出图中杠杆B端受力F的力臂L。
四、实验探究题(本大题共3小题,共24.0分)
22. 如图所示,是刘林同学在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验:
(1)他连接好橡胶软管和探头,在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过______ (选填序号)方法可以进行调节。
①从U形管内向外倒出适量水
②拆除橡胶管重新安装
③向U形管内添加适量水
重新调节好压强计后,用手指按压强计探头的橡皮膜,如果实验装置的气密性完好,则按压时两侧液面高度变化______ (选填“明显”或“不明显”)。
(2)实验中通过观察,U形管两侧液面的______ 来比较液体内部压强的大小,此操作用到的实验方法为______ 。(选填“转换法”或“控制变量法”)
(3)比较图一中的B、C和D图,可以得到:同种液体在同一深度的各处、各方向的压强大小______ (选填“相等”或“不相等”)。
(4)比较图二中的甲、乙两图可得:液体的压强与液体______ 有关。
(5)比较图二中的______ 两图可得:液体的压强与液体的密度有关。
(6)如果图二乙图中压强计U形管两边液面高度差表示为Δh,外界大气压强为p0,则橡皮软管内的气体压强可表示为p= ______ (用已知量表示,水的密度ρ水)。
23. 小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材,探究“浮力的大小与哪些因素有关”。小丽提出如下猜想、设计并进行了实验。
猜想一:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想二:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想三:浮力大小与液体的密度有关;
(1)小丽确定了测量浮力的方法:如图A所示,用弹簧测力计先测出物体的重力G等于______ N,接着将物体浸入液体中静止时,读出测力计对物体的拉力F拉,可计算出物体所受的浮力F浮。其测量原理利用了下列______ ;
A.F浮与G是一对平衡力
B.F浮和F拉的合力与G平衡
C.F浮与F拉是相互作用力
D.F浮与G是相互作用力
(2)小丽按照如图所示的操作步骤继续进行实验,由测量数据可得:E步骤中圆柱体物块受到盐水的浮力为______ N;
(3)分析图中______ 两步骤的数据,可以验证猜想一是错误的(填写步骤的序号字母);
(4)分析实验步骤B、C,可以说明浮力大小与______ 有关;
(5)为了验证猜想三,应分析图中______ 两步骤的数据;
(6)验证完以上三个猜想后,小丽又进行了如图F所示的改进实验,先将溢水杯装满水,并用电子秤测出空烧杯质量为m1,将物块缓慢浸入水中,测得烧杯和水的总质量为m2,物块浸入水中前后弹簧测力计示数变化为ΔF,若ΔF= ______ (用已知量和测量量表示),则可验证阿基米德原理成立;
(7)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图所示的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知),能计算出下列中的哪些物理量______ 。
A.物块的密度,盐水的体积
B.盐水的体积,盐水的密度
C.盐水的密度,物块的密度
24. 如图甲所示为“探究物体动能大小跟哪些因素有关”的实验装置示意图;
(1)实验原理:运动的铁球A碰上木块B后,能将木块B撞出一段距离s;在相同的水平面上,木块B被撞得越远,铁球A对木块B做的功越______ (选填“多”或“少”),铁球A的动能就越______ (选填“大”或“小”),该实验通过木块B被撞的远近来反映铁球A动能大小的方法在物理学中属于______ (选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)让同一铁球A分别从斜面的不同高度由静止开始滚下,高度h越高,木块B被撞得越远,是为了探究铁球A动能大小与______ (选填“速度”或“高度”)的关系;
改变铁球的质量,让质量不同的铁球从______ (选填“同一”或“不同”)高度由静止开始滚下,铁球质量越大,木块B被撞得越远,是为了探究铁球动能大小与质量的关系;
(3)结论:通过多次实验表明,质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越______ (选填“大”或“小”);运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大;
(4)某同学用如图乙所示的方法探究物体动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在木板和棉布上被撞击滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是______ 的(选填“正确”或“错误”),原因是______ 。
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
25. 新冠疫情期间,李雷同学的姑姑一家因新冠病毒感染而居家隔离。爸爸让李雷给姑姑一家送去一些生活物资,为避免因相互接触而感染病毒,李雷采用了如图所示的滑轮组在12s内将一个重为210N的包裹匀速提升3m,所用的拉力为120N(不计绳重和摩擦)。求:
(1)拉力所做的功;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)若仍用该滑轮组提升一个重为270N的物体,此时滑轮组的机械效率为多少?
26. 如图甲是修建码头时的模拟情景,用钢缆绳拉着下表面涂有不溶于水的粘合剂长方体石料A,长方体石料A沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速下降(注:在水中的下降速度与在空气中下降速度一致;江面上升高度忽略不计),图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象。求:
(1)长方体石料A的高度;
(2)长方体石料A刚完全浸没水中时下表面受到水的压强;
(3)长方体石料A浸没在水中后受到的浮力;
(4)长方体石料A的密度。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
解答本题的关键是掌握:分子运动是看不见的,在不知不觉中发生了变化,扩散现象是分子做无规则运动的结果.
本题主要考查学生对分子运动和物质运动的区别的了解和掌握,是一道基础题.
【解答】
A、花香袭人是芳香分子无规则运动扩散到空气中造成的,故A符合题意.
B、“麦浪翻滚”是物体的机械运动.故B不符合题意.
C、“黄沙漫天”是物质在运动,属于机械运动.故C不符合题意.
D、寒冬“漫天飞雪”,是水蒸气凝华形成的固态冰在运动,属于机械运动.故D不符合题意.
故选A.
2.【答案】C
【解析】解:A、用很细的钢丝切肥皂,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B、锋利的刀刃,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
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符合题意;
D、注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D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,通过减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强;
减小压强的方法:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
可用等效替代法来分析此题,鸭子漂浮在水面上,所以鸭子受到的浮力与其重力相等,则鸭子的重力等于排开水的重力,从而可以判断出台秤示数的关系。
本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,知识点多,属于难题。
用好条件“两鱼缸内的水面刚好相平,鸭重等于排开的水重”是本题的关键。
【解答】
由于鸭子漂浮,所以F浮=G排=G鸭,即:放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力,所以三个玻璃缸的总重相同,由于G=mg,所以三个玻璃缸的总质量相同,把它们分别放在台秤上,则台秤的示数相同。
故选:D。
4.【答案】D
【解析】解:A、核桃钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、撬棍在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
结合图片和生活经验,先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。
此题考查的是杠杆的分类,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】D
【解析】解:A、以滚动的足球为参照物,球门的位置发生了改变,所以是运动的,故A错误;
B、滚动的足球最终停下来,是因为受到摩擦力的作用,说明力可以改变物体的运动状态,不能说明运动需要力来维持,故B错误;
C、踢出去的足球继续滚动,是因为足球具有惯性,但不能说受到惯性作用,故C错误;
D、运动鞋的底部凹凸不平,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D正确。
故选:D。
(1)如果物体相对于参照物的位置保持不变,则物体是静止的;如果物体相对于参照物的位置不断变化,则物体是运动的;
(2)物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
(3)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,任何物体都具有惯性;
(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。
本题考查了运动与静止的相对性、力与运动的关系、惯性的利用、增大摩擦力的方法等,属力学综合题,难度不大。
6.【答案】B
【解析】解:A、人用力搬石头,没有搬动,只有力,没有距离,故人对物体没有做功,故A不合题意;
B、人将重物从地面拉到高处,拉力方向向上,距离的方向也向上,故人对物体做功,故B符合题意;
C、人举着鸡蛋在空中不动,只有力,没有距离,故人对物体没有做功,故C不合题意;
D、提着水桶在水平路面上前行,力的方向竖直向上,距离的方向水平向前,在力的方向上没有移动距离,故人没有做功,故D不合题意。
故选:B。
做功的两个必要因素:①作用在物体上的力、②物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
本题考查了力是否做功的判断方法,注意做功的两个必要因素缺一不可。
7.【答案】B
【解析】解:火箭在加速上升的过程中,质量不变、速度变大,动能变大;质量不变、高度变高,重力势能变大;火箭的机械能是动能和重力势能之和,故火箭的机械能变大。
故选:B。
影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大;
影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大;
动能和势能之和为机械能。
本题考查动能、重力势能和机械能的有关知识,属于对基础知识的考查,难度较小。
8.【答案】A
【解析】解:由图知,同样的小球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,由浮沉条件可知此时两球所受浮力都等于各自的重力,则两小球所受浮力F甲=F乙=G球;
小球在甲液体中漂浮,则ρ球<ρ甲;小球在乙液体中悬浮,则ρ球=ρ乙,
由于小球完全相同,则有ρ甲>ρ乙;且深度相同,则根据公式 p=ρgh可知,两种液体对容器底部的压强为:p甲>p乙,故A正确,BCD错误。
故选:A。
(1)由图可知:同一个小球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,重力不变,根据漂浮和悬浮的条件即可判断浮力的大小关系。
(2)先根据浮沉条件即可判断两液体密度的大小关系,再根据p=ρ液gh比较两种液体对容器底部的压强。
此题综合考查了物体浮沉条件及其应用、压强大小的比较等知识点,是一道综合性较强的题目,本题也可以利用阿基米德原理比较两种液体的密度关系。
9.【答案】减小 做匀速直线运动
【解析】解:(1)比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是通过使接触面脱离的方法来减小冰壶与冰面间的摩擦力;
(2)由牛顿第一定律可知,如果摩擦力为零,运动的冰壶在水平方向上不受力,保持匀速直线运动。
故答案为:减小;做匀速直线运动。
(1)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动;
(2)牛顿第一定律:一切物体在不受力的作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。
本题结合体育运动情景考查了减小摩擦力的方法、力与物体运动等多个知识点,要会结合相关知识进行分析解答,属于基础知识考查,难度不大。
10.【答案】惯性 受非平衡力
【解析】解:篮球脱离手后能在空中继续运动是因为篮球有惯性,仍会保持原来的运动状态;
此时篮球的运动状态发生改变,因此受非平衡力。
故答案为:惯性;受非平衡力。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;物体静止或匀速直线运动是运动状态不变,受的是平衡力,如果运动状态改变,则受的是非平衡力。
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质;物体受平衡力的结果是静止或匀速直线运动。了解这些知识可帮助我们顺利解答此题。
11.【答案】大气压强 减小
【解析】解:(1)按下钢笔上的弹簧片时,钢笔橡皮囊里的气体被排出,把笔上的弹簧片松开后,大气压强大于橡皮囊里的气体压强,在外界大气压的作用下墨水被压进钢笔橡皮管里。
(2)随着瓶中墨水的不断减少,h变小,根据p=ρ液gh可知,墨水对瓶子底部的压强将减小。
故答案为:大气压强;减小。
(1)钢笔吸墨水利用的是大气压。大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
(2)利用p=ρ液gh分析墨水对瓶子底部的压强变化。
本题考查大气压的综合应用、液体压强的大小比较,属于基础题目,难度不大。
12.【答案】大于 小
【解析】解:从漏斗的上方吹气,气体从乒乓球的上方流出,从而使乒乓球上方气体流速大于下方气体流速,而流体的流速越大,压强越小,所以上方压强小于下方压强,压强差使乒乓球受到向上的托力,不掉下来。
故答案为:大于;小。
液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小。用力吹气,使乒乓球上方的空气的流速增大,压强减小。
掌握流体流速和压强的关系,并能用流体压强知识解释有关问题。
13.【答案】=;<
【解析】
【分析】
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
密度计都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力、相等;由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
【解答】
解:∵同一支密度计漂浮,
∴F浮=G,
∴密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,
∴F浮=ρ液gV排=G,
由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,
∴液体的密度:ρ甲<ρ乙。
故答案为:=;<。
14.【答案】变大 变小
【解析】解:气泡在上升过程中,所在深度减小,根据p=ρ液gh,受到水的压强变小,气泡的体积变大;
根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,ρ液和g不变,气泡排开水的体积变大,所以受到水的浮力变大。
故答案为:变大;变小。
利用阿基米德原理分析气泡上升的过程中受到的浮力变化情况;
利用液体压强公式分析气泡受到水的压强的变化情况。
本题考查了对压强及浮力大小的判断,关键是理解浮力和压强的计算公式。
15.【答案】变小 不变
【解析】解:孔明灯内空气被加热后,灯笼内部的空气受热密度变小,有一部分空气溢出,体积不变,质量变小,根据G=mg知孔明灯的重力变小;
根据F浮=ρ空气gV排可知灯笼受到的浮力不变。
故答案为:变小;不变。
孔明灯内空气被加热后,灯笼内部的空气受热密度变小,有一部分空气溢出,体积不变,质量减小,根据G=mg判断出孔明灯重力的变化情况;
根据F浮=ρ空气gV排可知灯笼受到的浮力的变化。
本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,有一定综合性。
16.【答案】> >
【解析】解:①甲图中的滑轮是定滑轮,F甲=G;而乙图中的滑轮是动滑轮,使用该滑轮可以省一半的力,所以F乙=12G;故F 甲>F乙;
②甲、乙两图中的重物相同时,如果升高相同的距离,则有用功相同;在绳重、摩擦不计情况下,甲图中的拉力做的功等于有用功,而乙图中的拉力做的功包括有用功和克服动滑轮重力所做的功,所以乙图中的总功更大些,因此乙图中滑轮的机械效率会比甲图中的小;
故答案为:>;>。
(1)解答此题要知道定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向;使用动滑轮时可以省一半力,但会费距离;
(2)有用功即物体克服重力做的功,拉力做的功即是总功;机械效率是有用功与总功的比值,即η=W有W总×100%。
此题考查了滑轮的使用特点,会判断拉力的大小,会求解滑轮组的机械效率。
17.【答案】600 0
【解析】解:撤消推力后木箱又继续前进了1m,水平推力不对木箱做功,所以水平推力做功为W=Fs=60N×10m=600J;
木箱在重力方向上没有移动距离,所以重力做功为0J。
故答案为:600;0。
力对物体做的功等于作用在物体上的力和力的方向上移动的距离的乘积(撤消推力后木箱又继续前进了1m,水平推力不对木箱做功),根据W=Fs计算功。
本题考查了功的计算,要求学生知道,力对物体做的功等于作用在物体上的力和力的方向上移动的距离的乘积。
18.【答案】1:1 2:9
【解析】解:两种放置方式水瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,图中(a)和(b)的总重力相等,故压力之比FaFb=11;
对桌面的压强之比PaPb=FaS瓶底FbS瓶盖=FaS瓶底×S瓶盖Fb=FaFb×S瓶盖S瓶底=29。
故答案为:1:1;2:9。
两种放置方式水瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,据此判断压力之比;
根据p=FS判断压强之比。
本题考查了压力、压强的计算,属于基础题,要求掌握。
19.【答案】1.8
【解析】解:从图中可以知道弹簧测力计的分度值为0.2N,在1刻度下面还有四格,所以读出示数为1.8N;故答案为:1.8N。
对弹簧测力计是使用,先明确分度值,再根据数值读数。
对弹簧测力计能够准确读数是基础知识。
20.【答案】解:被细线拉住的小球静止在水中,小球受到竖直向上的浮力,小球所受浮力的示意图如下所示:
。
【解析】浸入液体中的物体受到竖直向上的浮力的作用,然后根据力的示意图的画法作图。
本题考查了浮力的示意图的画法,属于基础题。
21.【答案】解:
图中杠杆的支点为O,先向上延长F的作用线,从O点作F作用线的垂线,垂线段为其力臂L,如图所示:
【解析】力臂是支点到力的作用线的距离,据此画图。
本题考查杠杆力臂的作图,掌握好力臂的概念是关键。
22.【答案】② 明显 高度差 转换法 相等 深度 乙、丙 p0+ρ水gΔh
【解析】解:(1)如果使用前两侧液柱高度不相同,说明压强不相等,则应拆除装置重新安装,故②正确;
重新调节好后,用手指按压强计的橡皮膜,如果实验装置的气密性完好,则按压时两侧液面高度变化明显;
(2)压强计是通过U形管中水面的高度差来反映被测压强大小的,这用到了转换法;
(3)比较图一中的B、C和D图可知液体的密度相同,深度相同,橡皮膜的方向不同,但U形管的高度差相同,故可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(4)比较图二中的甲、乙两图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,可得出液体的压强与液体的深度有关;
(5)要研究液体的压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,改变液体的密度,故比较图二中的乙、丙两图,可以得出液体的压强与液体密度有关;
(6)液体产生的压强为:p液=ρ水gΔh,所以橡皮管内气体的压强为p0+ρ水gΔh。
故答案为:(1)②;明显;(2)高度差;转换法;(3)相等;(4)深度;(5)乙、丙;(6)p0+ρ水gΔh。
(1)当两侧液面不等高时,说明存在压强差,应拆除装置再安装;
使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)压强计是通过U形管中水面的高度差来反映被测压强大小的,这用到了转换法;
(3)在相同液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(4)(5)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;
(6)橡皮管内气体的压强等于外界大气压强与液体内部压强(即U形管中液面高度差产生的压强)之和。
本题探究液体内部压强的特点,考查转换法和控制变量法及液体压强公式的运用。
23.【答案】2.4 B 1.1 C、D 物体排开液体的体积 D、E (m2−m1)g C
【解析】解:(1)由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,物体的重力G等于2.4N;
由题意知,物块受重力、水的浮力、测力计的拉力三个力的作用,在三个力的作用下在液体中静止,保持平衡,所以这三个力平衡,因此竖直向上的浮力F浮和拉力F拉的合力与竖直向下的重力G平衡,故选B;
(2)由图中A步骤可知,物块的重力为2.4N,由图中E步骤可知弹簧测力计的示数为1.3N,根据称重法测浮力可知,E步骤中圆柱体物块受到盐水的浮力为F浮=G−FE=2.4N−1.3N=1.1N;
(3)图中的C、D步骤中,物块浸没在液体中,排开液体的体积和液体的密度都相同,浸没在液体中的深度不同,因测力计示数相同,受到的浮力相同,故可得:浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关,可验证猜想一是错误的;
(4)分析实验步骤A、B、C可知,在B、C步骤中,物体排开液体的体积不同,液体的密度相同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,可以说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(5)为了验证猜想一,应控制排开液体的体积相同,改变液体的密度,因此,应选择实验步骤D、E进行分析;
(6)物块浸入水中前后弹簧测力计示数变化实际上等于浮力大小,即F浮=ΔF,空烧杯质量为m1,烧杯和水的总质量为m2,
则物块排开水的质量为:m排=m2−m1,
排开水的重力为:G排=m排g=(m2−m1)g,
如果ΔF=F浮=(m2−m1)g,
则可验证阿基米德原理成立;
(7)由图中的A步骤可知,物块的重力G=2.4N,由图中D步骤可知弹簧测力计的示数为1.4N,根据称重法测浮力可知,D步骤中圆柱体物块受到水的浮力为F浮=G−FD=2.4N−1.4N=1N,
物体排开液体的体积等于自身的体积,由F浮=ρ水V排g可得,物块的体积为V=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=10−4m3,
物块的质量为m=Gg=2.4N10N/kg=0.24kg,
物块的密度为ρ=mV=0.24kg10−4m3=2.4×103kg/m3,
由图中的步骤A、E可知,物块在盐水中受到的浮力为F浮盐=G−FE=2.4N−1.3N=1.1N,
由F浮盐=ρ盐V排g可得盐水的密度为ρ盐=F浮盐gV排=1.1N10N/kg×10−4m3=1.1×103kg/m3,
因无法知道盐水的质量,故盐水的体积无法计算得出,
故能计算出下列中的物理量是盐水的密度和物块的密度,故选C。
故答案为:(1)2.4;B;(2)1.1;(3)C、D;(4)物体排开液体的体积;(5)D、E;(6)(m2−m1)g;(7)C。
(1)根据弹簧测力计的分度值和指针位置读数;
由题意知,物块受重力、水的浮力、测力计的拉力三个力的作用,在三个力的作用下在液体中静止,保持平衡;
(2)根据称重法测浮力可知,E步骤中圆柱体物块受到盐水的浮力为F浮=G−FE;
(3)图中的C、D步骤中,物块浸没在液体中,排开液体的体积和液体的密度都相同,浸没在液体中的深度不同,因测力计示数相同,受到的浮力相同,故可得:浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关,可验证猜想一是错误的;
(4)分析实验步骤A、B、C可知,在B、C步骤中,物体排开液体的体积不同,液体的密度相同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,可以说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(5)要验证猜想三,应控制排开液体的体积相同,改变液体的密度;
(6)根据阿基米德原理分析解答;
(7)根据称重法测浮力可知,D步骤中圆柱体物块受到水的浮力为F浮,再根据物块的体积为V=V排=F浮ρ水g可求出物体的体积,物块的质量为m=Gg,物块的密度为ρ=mV可以求出物体的密度;根据盐水的密度为ρ盐=F浮gV排可以求得盐水的密度,但无法求出盐水的体积。
本题属于阿基米德原理的提升应用,关键在于灵活应用其原理和相关计算,难度很大。
24.【答案】多 大 转换法 速度 同一 大 错误 没有控制水平面的粗糙程度相同
【解析】解:(1)该实验中钢球动能的大小是通过木块B移动的距离体现的,B被撞的越远,钢球A对木块B做的功就越多,说明小球的动能越大,这里采用了转换法的思想;
(2)让同一铁球A分别从斜面的不同高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球到达水平面时具有的速度越大,木块B被撞得越远,说明钢球具有的动能越大,这是为了探究铁球A动能大小与速度的关系;
要探究铁球动能大小与质量的关系,根据控制变量法,应控制速度相同,质量不同,即让质量不同的铁球从同一高度由静止开始滚下,铁球质量越大,木块B被撞得越远;
(3)通过多次实验表明,质量相同的物体,运动的速度越大,木块B被撞得越远,说明钢球具有的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大;
(4)图乙所示的方法探究动能的大小与速度的关系,应改变小球撞击木块前的速度,控制其它因素相同,而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同,故错误的。
故答案为:(1)多;大;转换法;(2)速度;同一;(3)大;(4)错误;没有控制水平面的粗糙程度相同。
(1)根据转换法分析;
(2)(3)(4)动能大小跟质量和速度有关;在探究动能大小跟质量关系时,控制速度大小不变;在探究动能大小跟速度关系时,控制质量不变;因此,在探究和分析结论时,一定要注意控制变量法的运用。
掌握动能大小的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究动能大小跟各因素之间的关系。
25.【答案】解:(1)由图可知,重物由2段绳子承担,绳子移动的距离s=2h=2×3m=6m,
拉力所做的功W总=Fs=120N×6m=720J。
(2)拉力的功率:
P=W总t=720J12s=60W;
(3)(不计绳重和摩擦),克服物体重力做的功W有用=Gh=210N×3m=630J,
滑轮组的机械效率η=W有用W总=630J720J×100%=87.5%。
(4)做的额外功W额=W总−W有用=720J−630J=90J,
动滑轮重力G动=W额h=90J3m=30N,
当该滑轮组提升一个重为270N的物体时,滑轮组的机械效率为:
η1=G1G1+G动=270N270N+30N×100%=90%。
答:(1)拉力所做的功为720J;
(2)拉力的功率为60W;
(3)滑轮组的机械效率为87.5%;
(4)此时滑轮组的机械效率为90%。
【解析】(1)已知拉力的大小和动滑轮上绳子的段数以及物体升高的高度,根据公式W=Fs可求拉力做的总功。
(2)由P=Wt可求得拉力的功率;
(3)已知物体的重力和物体升高的高度,根据公式W=Gh可求克服物体重力做的有用功,有用功和总功的比值就是滑轮组的机械效率。
(4)滑轮组不变,说明所做的额外功不变,额外功就是克服动滑轮重力做的功,求出第一次的额外功,根据公式W=Gh可求动滑轮的重力,根据机械效率推导公式η=W有用W总=Gh(G动+G)h=GG+G动可求当物体重力为270N时滑轮组的机械效率。
本题考查总功、有用功、功率、机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是知道动滑轮上绳子的段数,难点是机械效率变形公式的推导。
26.【答案】解:(1)由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没时所用的时间:t=15s−10s=5s,
由v=st可得,长方体A的高度:h=vt=0.4m/s×5s=2m;
(2)长方体石料A刚完全浸没水中时下表面受到水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
(3)由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,长方体A位于水面以上,
由二力平衡条件可得,长方体A的重力:G=F=5×104N,
15s以后,钢绳的拉力不变,此时物体A浸没在水中,拉力F′=3×104N,
则长方体A浸没在水中后受到的浮力:F浮=G−F′=5×104N−3×104N=2×104N;
(4)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,长方体A的体积:V=V排=F浮ρg=2×104N1.0×103kg/m3×10N/kg=2m3,
由G=mg可得,长方体A的质量:m=Gg=5×104N10N/kg=5×103kg,
则长方体A的密度:ρ=mV=5×103kg2m3=2.5×103kg/m3。
答:(1)长方体A的高度为2m;
(2)长方体石料A刚完全浸没水中时下表面受到水的压强为2×104Pa;
(3)长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N;
(4)长方体A的密度为2.5×103kg∕m3。
【解析】(1)从图象中得出长方体A由下底面接触水面到刚好浸没所用的时间,根据h=vt求出长方体A的高度;
(2)根据p=ρgh可求出长方体石料A刚完全浸没水中时下表面受到水的压强;
(3)由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,长方体A位于水面以上,根据二力平衡条件得出长方体A的重力;15s以后,钢绳的拉力不变,此时物体A浸没在水中,根据图乙读出拉力的大小,利用称重法求出长方体A浸没在水中后受到的浮力;
(4)根据F浮=ρ液gV排求出长方体A浸没时排开水的体积即为自身的体积,根据G=mg求出长方体A的质量,利用ρ=mV求出长方体A的密度。
本题考查了速度公式、液体压强公式、称重法求浮力公式、阿基米德原理、重力公式、密度公式的应用,从图象中获取有用的信息和知道物体浸没时排开液体的体积等于自身的体积是关键。
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