湖北省襄阳市老河口市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份湖北省襄阳市老河口市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案),共22页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年湖北省襄阳市老河口市八年级(下)期末物理试卷
一、单项选择题(每小题2分,共24分)
1.(2分)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
2.(2分)小明分别拿着体积相同的木块和石块,把它们都浸没到水中,同时松开手时,他看到木块上浮,石块下沉,在木块未露出水面前,下列说法正确的是( )
A.木块受到的浮力等于自身重力
B.石块受到的浮力等于自身重力
C.木块受到的浮力等于石块受到的浮力
D.木块受到的浮力大于石块受到的浮力
3.(2分)以下是小桂在学校的学习生活情景,其中他所受的重力做了功的是( )
A.升旗时伫立不动 B.坐在凳子上听课
C.课间操下楼 D.躺在草地上休息
4.(2分)长沙某建筑工地为了在更短的时间完成地面基础建设,数台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机的( )
A.机械效率 B.功率 C.功 D.有用功
5.(2分)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
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
6.(2分)如图,在2022年北京冬奥会开幕式上,质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动,则该过程中奥运五环的( )
A.重力势能不变 B.动能增大
C.机械能不变 D.机械能增大
7.(2分)小刚在恒温游泳池中潜水时发现自己吐出的一个气泡在水中上升的过程中不断变大。关于该气泡在水中上升时的变化情况,下列说法正确的是( )
A.密度不变,浮力变小 B.密度变小,浮力变大
C.密度和浮力都变小 D.密度和浮力都变大
8.(2分)如图是常用的一些工具,它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是( )
A.核桃夹 B.食品夹
C.园艺剪刀 D.天平
9.(2分)体重稍大的大明和体重稍小的小明比赛登楼,比赛方法是:大明背着小明登上两层楼,记录所用的时间,然后小明背着大明登同样的两层楼,也记录所用时间。结果两人用时相等。那么这次比赛两人做功的功率相比,( )
A.大明的较大 B.小明的较大
C.两人的一样大 D.不能比较
10.(2分)小红帮助妈妈洗碗时发现,叠在一起的碗a和碗b漂浮在水面上,随后小红轻轻将碗a拿起并沉入水底,如图所示。则水面高度将( )
A.不变 B.上升 C.下降 D.无法判断
11.(2分)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
12.(2分)如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片。根据此图,以下分析正确的是( )
A.小球在下落时,它的重力势能减小,动能不变
B.小球在上升时,它的重力势能减小,动能减小
C.小球在弹跳过程中,它的高度下降,机械能减小
D.小球在弹跳过程中,它的高度下降,机械能不变
二、填空题(每空1分,共16分)
13.(2分)“引体向上”是我市体育中考近几年新增的项目之一。在做引体向上时,如果身体匀速竖直上升,则所受的拉力 重力(选填“大于”“小于”或“等于”);上升过程中,身体的重力势能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(3分)将一个铅球斜向上抛出,它在上升过程中将动能转化成 能;当铅球到达最高点时,其动能 (选填“大于”或“等于”)零;在铅球运动的过程中,机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(不计空气阻力)
15.(2分)举重运动员在2s内用800N的力把杠铃举高2m,这段时间内运动员所做的功为 J;如果他举起杠铃后又在空中停留了3s,则这3s内运动员做功的功率为 W。
16.(2分)一个重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力是 N;若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
17.(2分)如图所示,用两个完全相同的滑轮匀速提升质量相等的物体,不计轴处摩擦。其中省力的是 装置图,机械效率高的是 装置图。
18.(2分)人们在实际生活中,经常利用一些简单机械给工作带来方便,升旗时利用了旗杆顶端定滑轮能够 的特点;旗织匀速上升时,其动能将 。(填“增大”、“不变”或“减小”)
19.(2分)如图所示,固定的斜面长s=1.5m,高h=0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。拉力的功为 J,斜面的机械效率为 。
20.(1分)如图所示,质量均匀的木棒AB重为20N、长为1.2m,伸出桌面的部分BC长为0.4m,现在木棒B端施加一个最小的力F,使B端恰好被抬起,则力F的大小为
N。
三、作图题(每图1分,共2分)
21.(1分)如图所示,杠杆OA在拉力F作用下处于静止状态,请画出拉力F的力臂。
22.(1分)如图所示杯子静置在倾斜桌面上,请你画出杯子中小球所受浮力的示意图。
四、实验探究题(每空均1分,共14分)
23.(7分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”)。为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,若改为调节杠杆左端的平衡螺母,则向 调节也能使杠杆在水平位置平衡。
(2)图乙中,在A点挂3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持原状”)。
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会 (选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是 。
24.(7分)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验器材:弹簧测力计、实心圆柱体金属块、大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)实验前,应将弹簧测力计 (选“竖直”或“水平”)放置,反复几次轻拉挂钩后,观察弹簧测力计的指针是否对准 ,并进行调零。
(2)然后小明进行了如图所示的实验探究,记录的实验数据如下表所示,请将表格中①②处的内容填写完整。
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计的示数F/N
4
3.8
3.6
3.5
3.5
3.4
①
0
0.2
0.4
②
0.6
(3)结合实验数据,分析实验步骤A、B、C、D可知,同一液体中,物体 越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤 可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出步骤F中液体的密度为 kg/m3。
五、计算题(4+4+6=14分)
25.(4分)用油罐车运输煤油。油罐的容积为6m3,空油罐车的质量为7200kg,装满煤油后车轮与地面的总接触面积为0.2m2.油罐车在水平路面上匀速行驶9000m,发动机牵引力所做的功为1.8×107J.煤油的密度为0.8×103kg/m3.g取10N/kg。试求:
(1)油罐中最多能装多少千克的煤油?
(2)装满煤油的油罐车对地面的压强是多少?
(3)油罐车在水平路面上匀速行驶时,发动机的牵引力是多少?
26.(4分)如图所示是某起重机上的滑轮组,当竖直向上匀速吊起810N的物体时,滑轮组的机械效率为90%,若物体在10s内上升5m,不计绳重和一切摩擦;求:
(1)起重机所做的有用功;
(2)绳端的拉力F做功的功率;
(3)动滑轮的重力;
27.(6分)如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强。
2022-2023学年湖北省襄阳市老河口市八年级(下)期末物理试卷
(参考答案)
一、单项选择题(每小题2分,共24分)
1.(2分)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
【解答】解:
鸡蛋沉底,说明鸡蛋受到的浮力小于其重力,即F浮<G。鸡蛋排开液体的体积不变时,由F浮=ρ液gV排可知,应向杯中加盐,增大液体的密度,以增大鸡蛋所受浮力,当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮,最后漂浮在水面。
故选:A。
2.(2分)小明分别拿着体积相同的木块和石块,把它们都浸没到水中,同时松开手时,他看到木块上浮,石块下沉,在木块未露出水面前,下列说法正确的是( )
A.木块受到的浮力等于自身重力
B.石块受到的浮力等于自身重力
C.木块受到的浮力等于石块受到的浮力
D.木块受到的浮力大于石块受到的浮力
【解答】解:体积相同的木块和石块,把它们都浸没到水中,则他们所受到的浮力大小相等,所以选项C正确、D错误。
松开手后木块上浮,说明木块所受的浮力大于其自身重力,故A错误。
石块下沉,说明石块所受的浮力小于其自身重力,故B错误。
故选:C。
3.(2分)以下是小桂在学校的学习生活情景,其中他所受的重力做了功的是( )
A.升旗时伫立不动 B.坐在凳子上听课
C.课间操下楼 D.躺在草地上休息
【解答】解:小桂升旗时伫立不动、坐在凳子上听课、躺在草地上休息时,都受到重力的作用,但没有在重力的方向上通过距离,所以他所受的重力没有做功;
小桂课间操下楼时,受到重力的作用,在重力的方向上通过了距离,所以他所受的重力做功。
故选:C。
4.(2分)长沙某建筑工地为了在更短的时间完成地面基础建设,数台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机的( )
A.机械效率 B.功率 C.功 D.有用功
【解答】解:完成基础建设所做的有用功是相同的,为了减小做功的时间(缩短工期),根据P=可知,需要增大挖掘机的功率,所以,数台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的功率,故B正确,ACD错误。
故选:B。
5.(2分)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
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:先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s;该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙,三个功的大小都等于W=Fs;即W甲=W乙=W丙;
故C正确;ABD错误。
故选:C。
6.(2分)如图,在2022年北京冬奥会开幕式上,质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动,则该过程中奥运五环的( )
A.重力势能不变 B.动能增大
C.机械能不变 D.机械能增大
【解答】解:奥运五环缓缓升起的过程中,奥运五环的质量不变,速度不变,动能不变,高度变高,重力势能增大,故机械能增大。故ABC错误、D正确。
故选D。
7.(2分)小刚在恒温游泳池中潜水时发现自己吐出的一个气泡在水中上升的过程中不断变大。关于该气泡在水中上升时的变化情况,下列说法正确的是( )
A.密度不变,浮力变小 B.密度变小,浮力变大
C.密度和浮力都变小 D.密度和浮力都变大
【解答】解:该气泡在水中上升时,质量不变,体积变大,根据密度公式ρ=可知,气体的密度变小;根据公式F浮=ρ水gV排,ρ水不变,V排变大,则F浮变大,故ACD错误,B正确。
故选:B。
8.(2分)如图是常用的一些工具,它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是( )
A.核桃夹 B.食品夹
C.园艺剪刀 D.天平
【解答】解:A、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、食品夹使用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B正确;
C、园艺剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D错误。
故选:B。
9.(2分)体重稍大的大明和体重稍小的小明比赛登楼,比赛方法是:大明背着小明登上两层楼,记录所用的时间,然后小明背着大明登同样的两层楼,也记录所用时间。结果两人用时相等。那么这次比赛两人做功的功率相比,( )
A.大明的较大 B.小明的较大
C.两人的一样大 D.不能比较
【解答】解:两种比赛方法,两人的总重力相等,爬楼的高度相等,根据W=Gh可知,两种方法做的功相等,
又知两人用时相等。
根据P=可知,两人做功的功率一样大。
故选:C。
10.(2分)小红帮助妈妈洗碗时发现,叠在一起的碗a和碗b漂浮在水面上,随后小红轻轻将碗a拿起并沉入水底,如图所示。则水面高度将( )
A.不变 B.上升 C.下降 D.无法判断
【解答】解:当叠在一起的碗a和碗b漂浮在水面上时,碗受到的浮力等于碗a和碗b的重力之和;
当碗a沉入水底时,碗a受到的浮力小于自身的重力,而碗b漂浮在水面上,碗b受到的浮力等于碗b自身的重力,
所以当碗a沉入水底后,碗a和碗b受到的浮力之和小于碗a和碗b的重力之和,
则碗a沉入水底后碗a和碗b受到的浮力之和小于叠在一起的碗a和碗b漂浮在水面上时碗受到的浮力,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,碗a沉入水底后排开水的体积小于叠在一起的碗a和碗b漂浮在水面上时排开水的体积,
所以将碗a拿起并沉入水底后,水面高度将下降。
故选:C。
11.(2分)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
【解答】解:A,质量是物体所含物质的多少,跟物体所处的位置、状态无关,则乒乓球在太空时的质量不变,故A错误;
B、在微重力环境中,水所受的重力几乎为零,根据乒乓球静止不动,则乒乓球所受浮力也几乎为零,即浮力消失,故B正确;
C、在科技馆里,乒乓球浸没在水中后去掉吸管迅速上浮,说明乒乓球所受浮力大于重力,且逐渐减小,最后等于重力而处于漂浮状态,故C错误;
D、乒乓球在上浮过程中,还没露出水面前,浮力不变,液面距离容器底的高度不变,由p=ρgh可知,水对容器底的压强不变;
露出水面后,浮力仍大于重力,随着乒乓球的上升,浮力减小,则排开水的体积减小,水面距离容器底的高度减小,则水对容器底的压强减小,故D错误。
故选:B。
12.(2分)如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片。根据此图,以下分析正确的是( )
A.小球在下落时,它的重力势能减小,动能不变
B.小球在上升时,它的重力势能减小,动能减小
C.小球在弹跳过程中,它的高度下降,机械能减小
D.小球在弹跳过程中,它的高度下降,机械能不变
【解答】解:A、小球在下落时,其质量不变,高度变小,所以势能减小,下落速度越来越快,所以动能增大,所以A错误。
B、小球上升过程中,质量不变,高度增大,所以势能增大,速度越来越慢,所以动能减小,所以B说法错误。
C、在弹跳过程中,由于克服阻力做功,部分机械能转化为内能消耗掉,所以高度越来越小,机械能减小,所以C正确。
D、由C分析知,D错误。
故选:C。
二、填空题(每空1分,共16分)
13.(2分)“引体向上”是我市体育中考近几年新增的项目之一。在做引体向上时,如果身体匀速竖直上升,则所受的拉力 等于 重力(选填“大于”“小于”或“等于”);上升过程中,身体的重力势能 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:身体匀速竖直上升时,所受的重力与拉力平衡,其大小相等,所以所受的拉力等于重力。
上升过程中,人的质量不变,高度变大,所以身体的重力势能变大。
故答案为:等于;变大。
14.(3分)将一个铅球斜向上抛出,它在上升过程中将动能转化成 重力势 能;当铅球到达最高点时,其动能 大于 (选填“大于”或“等于”)零;在铅球运动的过程中,机械能 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(不计空气阻力)
【解答】解:由题意知,铅球被斜向上抛出,上升过程中铅球的质量不变,但其速度变小,则铅球的动能变小,又因为铅球的高度变大,则铅球的重力势能变大,所以上升时铅球的动能转化成重力势能;当铅球到达最高点时,其速度不为零,所以其动能大于零。
不计空气阻力,在铅球运动的过程中,机械能守恒。
故答案为:重力势;大于;不变。
15.(2分)举重运动员在2s内用800N的力把杠铃举高2m,这段时间内运动员所做的功为 1600 J;如果他举起杠铃后又在空中停留了3s,则这3s内运动员做功的功率为 0 W。
【解答】解:运动员对杠铃做功:W=Fs=800N×2m=1600J;
后3s内,他举起杠铃后又在空中停留,在力的方向上没有移动距离,所以运动员做功为0J,由P=功率为0W。
故答案为:1600;0。
16.(2分)一个重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力是 0.5 N;若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【解答】解:(1)将重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中,静止时木块处于漂浮状态,所以木块所受浮力的大小为F浮=G=0.5N;
(2)木块漂浮,所以木块的密度小于水的密度,
如果再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,木块的密度不变,水的密度变大,
所以,木块仍然漂浮,所受浮力F浮′=G=0.5N,所以浮力不变。
故答案为:0.5;不变。
17.(2分)如图所示,用两个完全相同的滑轮匀速提升质量相等的物体,不计轴处摩擦。其中省力的是 甲 装置图,机械效率高的是 乙 装置图。
【解答】解:甲图是动滑轮,乙图是定滑轮,因匀速提升的是质量相等的物体,所以所做的有用功相同。
使用乙图的定滑轮不省力,不用对滑轮做额外功,故机械效率高;
使用甲图的动滑轮可省力,但要对滑轮做额外功,故机械效率低。
故答案为:甲、乙。
18.(2分)人们在实际生活中,经常利用一些简单机械给工作带来方便,升旗时利用了旗杆顶端定滑轮能够 改变力的方向 的特点;旗织匀速上升时,其动能将 不变 。(填“增大”、“不变”或“减小”)
【解答】解:(1)使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,升旗时利用了旗杆顶端定滑轮能够改变力的方向的特点;
(2)旗织匀速上升时,质量、速度均不变,故其动能将不变。
故答案为:改变力的方向;不变。
19.(2分)如图所示,固定的斜面长s=1.5m,高h=0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。拉力的功为 7.5 J,斜面的机械效率为 64% 。
【解答】解:
(1)拉力做的功(总功):W总=Fs=5N×1.5m=7.5J;
(2)拉力做的有用功:W有=Gh=16N×0.3m=4.8J,
斜面的机械效率:η=×100%=×100%=64%。
故答案为:7.5;64%。
20.(1分)如图所示,质量均匀的木棒AB重为20N、长为1.2m,伸出桌面的部分BC长为0.4m,现在木棒B端施加一个最小的力F,使B端恰好被抬起,则力F的大小为
10
N。
【解答】解:抬起木棒时可将其看成一个杠杆,A为支点,木棒质量均匀,阻力是木棒的重力,作用在AB的中点,即阻力臂为AB,
动力作用在B端,以AB长为动力臂时是最长的力臂,此时的动力最小,
根据杠杆的平衡条件有:F×AB=G×AB,
所以最小的力F=G=×20N=10N。
故答案为:10。
三、作图题(每图1分,共2分)
21.(1分)如图所示,杠杆OA在拉力F作用下处于静止状态,请画出拉力F的力臂。
【解答】解:由图知F为拉力,反向延长拉力F的作用线,过支点O做动力F的垂线段,即为拉力F的力臂L,如图所示:
22.(1分)如图所示杯子静置在倾斜桌面上,请你画出杯子中小球所受浮力的示意图。
【解答】解:杯子中小球受到浮力的作用,浮力的方向是竖直向上的,浮力的作用点在小球的重心上,浮力的示意图如图所示:
四、实验探究题(每空均1分,共14分)
23.(7分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,若改为调节杠杆左端的平衡螺母,则向 右 调节也能使杠杆在水平位置平衡。
(2)图乙中,在A点挂3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 4 个相同的钩码;杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆 左端下沉 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持原状”)。
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是 阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大 。
【解答】解:(1)杠杆静止或匀速转动时杠杆就处于平衡状态。调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,应将左端或右端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)若每个钩码重G,每个小格长L,如图乙所示,杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可得,3G×4L=nG×3L,解得n=4,即应在杠杆右边B处挂同样的钩码4个;
当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个钩码,则有4G×4L>5G×3L,左侧力与力臂的乘积大于右侧,故左端下沉;
(3)保持C点不变,当弹簧测力计从丙位置转到丁位置时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大。
故答案为:(1)平衡;右;右;(2)4;左端下沉;(3)变大;阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大。
24.(7分)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验器材:弹簧测力计、实心圆柱体金属块、大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)实验前,应将弹簧测力计 竖直 (选“竖直”或“水平”)放置,反复几次轻拉挂钩后,观察弹簧测力计的指针是否对准 零刻度线 ,并进行调零。
(2)然后小明进行了如图所示的实验探究,记录的实验数据如下表所示,请将表格中①②处的内容填写完整。
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计的示数F/N
4
3.8
3.6
3.5
3.5
3.4
①
0
0.2
0.4
②
0.6
(3)结合实验数据,分析实验步骤A、B、C、D可知,同一液体中,物体 物体排开液体的体积 越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤 A、D、E 可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出步骤F中液体的密度为 1.2×103 kg/m3。
【解答】解:(1)如图,实验中竖直使用弹簧测力计,所以应将弹簧测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,观察弹簧测力计的指针是否对准零刻度线,并进行调零;
(2)如图A知,金属块的重力是G=4N,由B、C知,金属块部分浸入水中,弹簧测力计示数减小,利用F浮=G﹣F求出金属块受到的浮力大小分别为0.2N、0.4N,故①是金属块受到的浮力F浮/N;
如图D,金属块受到的浮力为F浮=G﹣F=4.0N﹣3.5N=0.5N。
(3)由实验步骤A、B、C、D可知,同一液体中,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,利用F浮=G﹣F知,物体受到的浮力越大;
由实验步骤A、D、E可知,物体的重力不变,弹簧测力计示数不变,浮力大小不变,所以浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)物体浸没在水中受到的浮力F水浮=ρ水gV排,则V排=,
物体浸没在液体中受到的浮力F液浮=ρ液gV排,则V排=,
物体浸没在水和液体中,物体排开液体的体积相等,所以,=,
又因为,物体浸没在水中受到的浮力F水浮=G﹣F=4.0N﹣3.5N=0.5N,
物体浸没在某液体中受到的浮力F液浮=G﹣F'=4.0N﹣3.4N=0.6N,
则,=,解得,液体的密度为:ρ液=1.2ρ水=1.2×103kg/m3。
故答案为:(1)竖直;零刻度线;(2)①金属块受到的浮力F浮/N;②0.5;(3)排开液体的体积;A、D、E;(4)1.2×103。
五、计算题(4+4+6=14分)
25.(4分)用油罐车运输煤油。油罐的容积为6m3,空油罐车的质量为7200kg,装满煤油后车轮与地面的总接触面积为0.2m2.油罐车在水平路面上匀速行驶9000m,发动机牵引力所做的功为1.8×107J.煤油的密度为0.8×103kg/m3.g取10N/kg。试求:
(1)油罐中最多能装多少千克的煤油?
(2)装满煤油的油罐车对地面的压强是多少?
(3)油罐车在水平路面上匀速行驶时,发动机的牵引力是多少?
【解答】解:(1)煤油的质量
m1=ρV=0.8×103kg/m3×6m3=4.8×103kg。
答:油罐中最多能装4.8×103kg的煤油。
(2)装满煤油的油罐车对地面的压力F=G=(m1+m2)g=(4.8×103kg+7.2×103kg)×10N/kg=1.2×105N。
装满煤油的油罐车对地面的压强是。
答:装满煤油的油罐车对地面的压强是6×105Pa。
(3)因为W=Fs
所以F=。
答:油罐车在水平路面上匀速行驶时,发动机的牵引力是2×103N。
26.(4分)如图所示是某起重机上的滑轮组,当竖直向上匀速吊起810N的物体时,滑轮组的机械效率为90%,若物体在10s内上升5m,不计绳重和一切摩擦;求:
(1)起重机所做的有用功;
(2)绳端的拉力F做功的功率;
(3)动滑轮的重力;
【解答】解:(1)起重机所做的有用功:
W有=Gh=810N×5m=4050J;
(2)由η=×100%可得,绳端的拉力F做的功:
W总===4500J,
拉力做功的功率:
P===450W;
(3)因为不计绳重和摩擦时:η====,所以动滑轮的重力:
G动==×810N=90N。
答:(1)起重机所做的有用功为4050J;
(2)绳端的拉力F做功的功率为450W;
(3)动滑轮的重力为90N。
27.(6分)如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强。
【解答】解:(1)已知V排=4.0×10﹣5m3,
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N。
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,
则质量m===0.04kg;
物块的密度ρ===0.8×103kg/m3;
(3)由ρ=得水的体积为V水===5×10﹣4m3,
物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积V=V水+V物=5×10﹣4m3+5×10﹣5m3=5.5×10﹣4m3
则水的深度为h===0.11m,
所以水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa。
答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;
(3)此时水对容器底的压强1.1×103Pa。
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