重庆市丰都县2020-2021学年八年级下学期期末物理试卷
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这是一份重庆市丰都县2020-2021学年八年级下学期期末物理试卷,共20页。试卷主要包含了选择题,填空作图题,实验探究题,论述计算题等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年重庆市丰都县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共36分)
1.(3分)首先用实验测出大气压值的科学家是( )
A.帕斯卡 B.阿基米德 C.托里拆利 D.伽利略
2.(3分)下列关于力和运动的说法中正确的是( )
A.物体运动状态发生改变,一定受到力的作用
B.抛出去的篮球会在空中继续运动是因为受到脚的推力
C.用力推桌子,桌子静止不动,因为推力小于摩擦阻力
D.踢出去的足球在地上越滚越慢,说明物体的运动需要力来维持
3.(3分)连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示的实例中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.拦河大坝 B.茶壶
C.锅炉水位计 D.船闸
4.(3分)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( )
A.饺子的重力减小了
B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变,浮力增大
D.饺子的重力和浮力都减小了
5.(3分)如图所示,玩滑板是青少年比较喜欢的一种运动。以下分析合理的是( )
A.人和滑板滑行的速度越快,惯性越大
B.人在滑板上滑行转弯的时候受到的合力不为零
C.人对滑板的压力和滑板对人的支持力是一对平衡力
D.滑板底部安装有滚轮,是为了减小对地面的压强
6.(3分)如图所示的工具中,生活中正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.瓶起子开启瓶盖 B.核桃夹子压碎核桃
C.钳子剪短钢丝 D.筷子夹菜
7.(3分)下列实例中,人对物体做功的是( )
A.举重运动员将杠铃举起
B.人推车,车未动
C.足球被踢后,在草地上滚动一段距离
D.学生背着书包在水平路面上匀速前进
8.(3分)2021年5月15日,中国火星探测器“天问一号”成功着陆火星,如图所示为巡视器减速下降到火星表面的过程,下列关于它的机械能变化情况分析正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能减小,机械能减小
9.(3分)如图所示,保持杠杆在水平位置平衡,在其他条件不变的情况下,下列操作能使弹簧测力计示数变大的是( )
A.减少钩码的个数
B.将钩码悬挂点的位置向右移
C.保持拉力方向不变,将弹簧测力计向右移
D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,使其向右倾斜
10.(3分)八年级2班的小王同学用20s的时间从教学楼一楼走到三楼,则他上楼消耗的功率最接近( )
A.1.8W B.18W C.180W D.1800W
11.(3分)在建设过程中,用如图所示的装置提升重物,当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳,使重1600N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功500J,下列说法中正确的是( )
A.动滑轮重为400N
B.克服物体重力做功为7.5×103J
C.拉力F做功为1.5×104J
D.滑轮组的机械效率为80%
12.(3分)大桥施工期间,要向江中沉放大量的施工构件。假设一正方体构件被缓缓吊入江水中如图甲模型图(忽略江面水位变化)。在沉入过程中,其下表面到水面的距离为h,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B.构件的密度为2.5×103kg/m3
C.构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.此构件的重力为2.4×105N
二、填空作图题(本题共10个小题,第22小题作图2分,其余每空1分,共20分)
13.(2分)唐代诗人黄檗禅师在《上堂开示颂》中写道“不经一番寒彻骨,哪得梅花扑鼻香。”梅香扑鼻说明梅花分泌的芳香分子在不停地做 ,这是 现象。
14.(2分)留心生活,你会发现很多物理现象:厨房里吸盘能将物体挂在墙上不落下,是由于 的作用;列车经过时,站台上的乘客应站在1m安全线外,这是为了防止人离铁道太近时,车与人之间的空气流速大,压强 (选填“增大”或“减小”),出现人被吸进铁道的现象。
15.(2分)一辆重200N的购物车停放在水平地面上,当受到10N的水平推力,购物车恰好做匀速直线运动,此时购物车受到的摩擦力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)10N;当水平推力增大到12N时,购物车所受合力的大小为 N。
16.(2分)如图所示是某航模兴趣小组操控的一架重20N的小型无人机,让其在10s内匀速水平前进了10m,竖直下降了10m,该无人机在水平前进时重力做功 J,在10s内,该无人机重力做功的功率是 W。
17.(2分)在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过 受力面积的方法,从而 压强来破坏玻璃窗逃生。(两空均选填“增大”或“减小”)
18.(2分)在给汽车更换轮胎时,通常要用到液压千斤顶,千斤顶实质是一个小型液压机,其工作原理如图,它是利用 原理制成的,若大小活塞的面积之比为200:1,当在小活塞上施加100N的力,则在大活塞上产生的力为 N。
19.(2分)如图所示为某新型淡水科考潜水艇,体积为10m3,该潜艇悬浮在水下8m深处时所受到水的压强为 Pa,在水面下上浮的过程中,受到的浮力为 N(海水密度取1.0×103kg/m3)。
20.(2分)如图为钓鱼竿的简化示意图,我们可以把钓鱼竿看做一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,若手的力始终垂直作用在A点,当绕O点将钓鱼竿顺时针转动将鱼钓起一段距离的过程中,不考虑钓鱼竿形状的改变,手施加的力大小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.(2分)A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比是 和压强之比是 。
22.(1分)如图所示,物体静止放在水平地面上,请画出该物体对地面压力N的示意图。
23.(1分)如图为一个杠杆,请作出动力F的力臂。
三、实验探究题(本题共3个小题,每空1分,共21分)
24.(3分)完成下列实验探究:
如图是“探究二力平衡的条件”实验装置。把小车放在较光滑的水平桌面上,向挂在两端的托盘内分别加入相同的砝码是为了探究力的 对平衡条件的影响。实验中用小车而不使用物块作为观察对象是为了减小 力对实验的影响。最后如果小车在自然状态下保持静止则说明小车所受到的力为 。
25.(3分)物理课上,老师随手用身边海绵和矿泉水来探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。本实验是通过观察海绵的 来比较压力的作用效果的。现用两瓶完全相同的新矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,如图甲和乙所示,得到结论:当压力一定时, 越小,压力作用效果越明显。如果想探究压力的大小对力的作用效果的影响,只需将甲内水倒掉一部分后 (选填“正”或“倒”)放即可。
26.(7分)如图所示是小刚和他的同学探究液体内部压强特点的实验装置图,请完成实验探究过程:
(1)甲图是探究液体内部压强实验装置,使用前用手按压探头的薄橡皮膜,如果U形玻璃管内液面无变化,说明此装置 (选填“不漏气”、“漏气”)。
(2)调节好装置后,小刚想探究液体密度对压强的影响,应将图乙装置的探头放在丙图中的 两个位置。最后得到的结论是:在同一深度,液体密度越小,液体的压强 (选填“越大”或者“越小”)。
(3)如果想探究液体深度对压强的影响,应将装置探头放在丙图的 两个位置。最后得到的结论是:同种液体,深度越深,液体压强 (选填“越大”或者“越小”)。
(4)其他同学还想探究液体中同一深度朝不同方向产生的压强是否相等,只需将探头放入液体中某一位置,转动探头方向,这时会发现U形管液面无变化,说明在液体内同一深度朝各个方向压强 (选填“相等”、“不相等”)。
(5)下面四幅图是在装满水的瓶身侧壁沿竖直方向的不同高度开了三个大小相同的小孔,打开瓶盖让水自由流出,可以正确描述液体压强与深度的关系的是
27.(8分)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,可选用 两图的装置来进行操作;为了探究浮力大小与液体的密度的关系,可选用 两图的装置来进行操作;
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N;
(4)用图示实验数据测出圆柱体的密度是 kg/m3,盐水的密度是 kg/m3;
(5)完成上述实验后,小明进一步将挂在弹簧测力计下的圆柱体浸没在不同液体中,收集了如表中的数据:
弹簧测力计示数/N
3.2
2.6
1.8
1.2
液体的密度g/cm3
0.8
1.1
1.8
表格空白处中的数据应为 g/cm3,分析如表,小明利用该弹簧测力计制作成的“密度计”分度值是 g/cm3。
四、论述计算题(本题共3个小题,第26题6分,第27题8分,第28题9分,共23分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分。)
28.(6分)扎碾公路是青海省最美公路之一,于2019年6月11日通车。如图是无人机拍摄的一辆汽车在公路上行驶的画面,该汽车总质量为2×103kg,汽车在行驶过程中所受的阻力是汽车总重的0.05倍。轮胎与地面总接触面积0.01m2,则求:
(1)该汽车静止时对地面的压强;
(2)若汽车以54km/h的速度匀速行驶时,汽车发动机的输出功率。
29.(8分)小明利用如图所示的滑轮组提升重为400N的重物,重物匀速上升了5m历时2s,
小明拉绳的拉力为250N,求:
(1)小明做的有用功;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
30.(9分)如图所示,边长为1dm且质量分布均匀的正方体木块漂浮在水面上(木块不吸水),木块有五分之一的体积露出水面。不可伸长的悬绳处于松弛状态,已知绳子能承受的最大拉力为4N,容器底面积为0.04m2,容器中水足够多,容器底有一阀门K。
求:
(1)木块的重力;
(2)打开阀门让水缓慢流出,当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时水对木块底面产生的压强;
(3)在细绳断后木块再次漂浮时,容器底受到水的压强与绳断前的瞬间相比改变了多少?
2020-2021学年重庆市丰都县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共36分)
1.【分析】熟悉每位科学家的主要成就,从而确定符合题意的选项。
【解答】解:A、帕斯卡在运动和力的关系、压强等领域取得卓越的成就,发现了著名的帕斯卡定律。故A不符合题意;
B、阿基米德是著名的学者、物理学家,发现了杠杆的平衡条件和阿基米德原理。故B不符合题意;
C、1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先测出了大气压的数值,此实验命名为托里拆利实验。故C符合题意;
D、伽利略是著名的科学家,发现了摆的等时性,发明了天文望远镜。故D不符合题意。
故选:C。
2.【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性;
(3)静止的物体和匀速直线运动的物体受到的力相互平衡;
(4)物体的运动不需要力来维持。
【解答】解:A、力是改变物体运动状态的原因,一个物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,并且受到非平衡力作用,故A正确;
B、抛出去的篮球会在空中继续运动是因为篮球具有惯性,继续保持原来的运动状态不变,故B错误;
C、用力推桌子,桌子静止不动(处于平衡状态),水平方向上桌子受到的推力和摩擦力平衡,则二力的大小相等,故C错误;
D、踢出去的足球在地上越滚越慢,是因为受到摩擦阻力的作用,改变了它的运动状态,不能说明物体运动需要力来维持,故D错误。
故选:A。
3.【分析】连通器的特点: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的高度总是相平的。
【解答】解:A、拦河大坝是根据液体压强随深度的增加而增大的特点修建成上窄下宽的形状,不属于连通器,故A符合题意;
B、茶壶的壶嘴和壶身上端开口、下端连通,构成了连通器,故B不合题意;
C、锅炉水位计的上、下两端分别与锅筒的蒸汽空间、水空间直接连接,因此水位计中水位与锅炉水位是一致的,水位计中的水位变化即为锅筒中水位的变化,利用了连通器,故C不合题意;
D、先打开船闸的一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸,然后把这一端船闸关闭,然后打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,属于连通器,故D不合题意。
故选:A。
4.【分析】一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关;物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关,它是由物体所受重力与浮力的合力决定。当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为0,则物体处于漂浮或悬浮状态。
【解答】解:饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,因为饺子受热膨胀,体积增大,根据F浮=ρgV排知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
5.【分析】(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,其大小只与质量有关,质量越大、惯性越大;惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢是没有任何关系的;
(2)物体处于非平衡状态时,受到的是非平衡力;
(3)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上;
(4)安装滚轮是一种滚动摩擦,滚动摩擦代替滑动摩擦,摩擦力减小。
【解答】解:A、惯性大小只跟物体的质量有关,人和滑板滑行的速度越快,但人和滑板的质量不变,所以其惯性不变,故A不合理;
B、人在滑板上滑行转弯时处于非平衡状态,受非平衡力,所以受到的合力不为零,故B合理;
C、人对滑板的压力,受力物是滑板,滑板对人的支持力,受力物是人,人对滑板的压力和滑板对人的支持力是作用在不同物体上的两个力,所以不是平衡力,故C不合理;
D、滑板底部安装有滚轮,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故D不合理。
故选:B。
6.【分析】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。
【解答】解:
A、瓶起子在开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B、核桃夹子在压碎核桃时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C、钳子在剪短钢丝时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D、筷子在夹菜时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
7.【分析】解答此题要知道做功的两个必要因素为:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上产生距离。
【解答】解:A、举重运动员将杠铃举起,杠铃在力的作用下移动了距离,力对物体做功,符合题意;
B、人推车,车未动,有力而无距离,没有做功,不符合题意;
C、足球被踢后,在草地上滚动一段距离,没有力作用在物体上,力对物体没有做功,不符合题意;
D、学生背着书包在水平路面上匀速前进,虽然有力也有距离,但不是在力的方向上,力与距离垂直,没有做功,不符合题意;
故选:A。
8.【分析】影响动能的因素有物体质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大;影响重力势能的因素有质量和高度,高度越高、质量越大,重力势能越大;机械能是动能和势能的总和。
【解答】解:巡视器减速下降过程中,其质量不变,速度变慢,故动能变小;同时其质量不变,高度变小,所以重力势能变小;机械能等于动能与重力势能之和,故机械能减小,故D正确。
故选:D。
9.【分析】根据杠杆平衡条件进行分析,其它三个因素决定了弹簧测力计示数变化。
【解答】解:A、减少钩码的个数时,阻力减小,阻力臂、动力臂都不变,由F1L1=F2L2可知,弹簧测力计的示数变小,故A不符合题意;
B、将钩码悬挂点的位置向右移时,阻力不变,阻力臂减小,动力臂不变,由F1L1=F2L2可知,弹簧测力计的示数变小,故B不符合题意;
C、保持拉力方向不变,将弹簧测力计向右移时,阻力、阻力臂都不变,动力臂变大,由F1L1=F2L2可知,弹簧测力计的示数变小,故C不符合题意;
D、保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,使其向右倾斜时,阻力、阻力臂都不变,动力臂减小,由F1L1=F2L2可知,弹簧测力计的示数变大,故D符合题意。
故选:D。
10.【分析】先估测人的质量,然后根据质量求出重力,再估测一层楼的高度,根据W=Gh求出他上楼时做的功,再由P=求出功率。
【解答】解:小王同学的质量约为60kg,每一层楼的高度为3m,从一楼走到三楼,上升的高度为6m,
他上楼时做的功:W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×6m=3600J,
用20s从一楼走到三楼,则他上楼时的功率:P===180W,故C正确,ABD错误。
故选:C。
11.【分析】(1)利用W有=Gh求克服物体重力做功;
(2)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,利用W总=Fs求出拉力F做功;
(3)额外功等于总功减去有用功,知道此过程中克服绳重和摩擦做的功,可求提升动滑轮做的额外功,再利用W动=G动h求出动滑轮的重力;
(4)利用η=×100%求出滑轮组的机械效率。
【解答】解:B、克服物体重力做功:W有=Gh=1600N×5m=8×103J,故B错误;
C、由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×5m=10m,
拉力F做的功:W总=Fs=1000N×10m=1×104J,故C错误;
A、额外功:W额=W总﹣W有=1×104J﹣8×103J=2×103J,
此过程中克服绳重和摩擦做功Wf=500J,
则提升动滑轮做的额外功:W动=W额﹣Wf=2×103J﹣500J=1.5×103J,
由W动=G动h可得,动滑轮的重力:G动===300N,故A错误;
D、滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%,故D正确。
故选:D。
12.【分析】(1)先分析构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变;
(2)当构件全部浸没时,排开水的体积最大,则构件受到的浮力最大;从乙图中可以判断出最大浮力的范围;
(3)根据图中可知构件完全浸没时的拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G﹣F2,然后将密度和体积代入可得ρ水gV排=ρgV﹣F2,将已知数据代入即可求出构件的密度。
(4)当构件完全浸没时的高度则为构件的边长;根据密度公式求得其质量,然后可求得其重力。
【解答】解:(1)由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排知浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②;故A错误;
(2)从乙图中可以看出,当构件完全浸没时受到的浮力小于1.2×105 N;故C错误;
(3)从乙图中可以看出,构件刚好完全浸没时,h=2m即其边长为:a=h=2m,
此时构件排开水的体积为:V排=V=a3=(2m)3=8m3,拉力F2=1.2×105 N;则有:F浮=G﹣F2,
即:ρ水gV排=ρgV﹣F2,由此可得:1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3﹣1.2×105 N
解得:ρ=2.5×103kg/m3,故B正确;
(4)由ρ=可得构件的质量为:m=ρV=2.5×103kg/m3×8m3=2×104kg,
构件的重力为:G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N;故D错误。
故选:B。
二、填空作图题(本题共10个小题,第22小题作图2分,其余每空1分,共20分)
13.【分析】分子热运动理论的内容:一是物质是由分子构成的;二是构成物质的分子都在不停地做无规则运动;三是分子间存在相互作用力﹣﹣引力和斥力。不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
【解答】解:梅香扑鼻说明梅花分泌的芳香分子在不停地做无规则运动;这是扩散现象。
故答案为:无规则运动;扩散。
14.【分析】利用大气压往往是物体的一个位置和空气接触,另一个位置没有空气或空气减少。流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:使用塑料吸盘时,先挤走里边的空气,使其内部近似真空,气体压强非常小,外界大气压的作用就把它压在了光滑的墙面上;
火车进站时,带动铁轨上的空气流速增大,压强减小,人身后的空气压强不变,从而在人体前后形成一个压强差,若人离铁道太近很可能被吸进铁道。
故答案为:大气压;减小。
15.【分析】(1)掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度;根据同一直线上二力合成的规律可得出合力的大小。
【解答】解:购物车受10N的水平推力时,恰好做匀速直线运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,二力的大小相等,则这时购物车受到的摩擦力等于10N;
当水平推力增大到12N时,购物车对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力的大小不变,仍为10N,此时购物车所受合力的大小为:F合=F′﹣f=12N﹣10N=2N;
故答案为:等于;2。
16.【分析】根据做功的条件分析水平前进时重力所做的功;已知无人机重力,然后用公式W=Gh计算重力所做的功;已知时间,用公式P=求功率。
【解答】解:该无人机在水平前进时没有在重力的方向上通过距离,所以没有重力做功,即做功为0J;
无人机重力做功为:W=Gh=20N×10m=200J;
无人机重力的功率:P===20W。
故答案为:0;20。
17.【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
【解答】解:逃生安全锤有一端设计成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
故答案为:减小;增大。
18.【分析】(1)帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递;
(2)知道施加在小活塞上的力和大小活塞的面积之比,根据p=和p大=p小得出等式即可求出答案。
【解答】解:(1)液压机是根据加在小活塞上的压强,能够大小不变地由密闭液体传递到大活塞上而工作的,即根据帕斯卡原理工作的;
(2)因密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强,
所以,p大=p小,
由p=可得:
p==,
在大活塞上可以产生的力:
F大=×F小=×100N=2×104N。
故答案为:帕斯卡;2×104。
19.【分析】(1)已知海水的密度和潜艇在水下的深度,利用p=ρ液gh可得出潜艇受到的压强;
(2)物体完全浸没在液体中,排开液体的体积等于物体的体积,再利用F浮=ρ液gV排可得出受到的浮力大小。
【解答】解:潜艇悬浮在水下8m深处时所受到水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa;
潜水艇在水下时,排开水的体积为:V排=V=10m3,
则在水面下上浮的过程中,受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10m3=1×105N。
故答案为:8×104;1×105。
20.【分析】(1)结合图片和生活经验,判断钓鱼竿在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,据此确定杠杆类型;
(2)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力、动力臂一定时,阻力臂越小、动力越小。
【解答】解:(1)如图,在使用钓鱼竿时,支点是O点,动力作用在A处,阻力为线对鱼竿的拉力,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
(2)若手的力始终垂直作用在A点,即动力臂不变;当沿O点将钓鱼竿顺时针转动将鱼钓起一段距离的过程中,阻力(鱼对杠杆的拉力)的大小不变,阻力方向不变,阻力臂变小;由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力、动力臂一定时,阻力臂变小、动力变小,手施加的力大小减小。
故答案为:费力;减小。
21.【分析】(1)由正方体棱长比可得其体积比,结合密度比可得质量比(即物重比),根据静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力,可知压力之比,
(2)根据甲、乙两个实心正方体的密度之比和质量之比可求得体积之比,然后可知其边长之比,从而求得面积之比,再根据叠加情景和压强公式p=可以求解压强之比。
【解答】解:(1)若按(甲)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F甲=GA+GB,
若按(乙)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F乙=GA+GB,
则地面受到的压力之比==1:1;
(2)已知ρA:ρB=8:1,mA:mB=1:1,由ρ=可得,=,
则边长之比为,则面积之比=,
因为=1:1,
所以按(甲)、(乙)两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是p甲:p乙===。
故答案为:1:1;1:4。
22.【分析】压力是垂直作用在物体表面上的力;找出压力的作用点和方向,按力的示意图的画法可画出压力的示意图。
【解答】解:物体对地面的压力作用在地面上,方向垂直于地面向下。
选取接触面的中点作为压力的作用点,过作用点作一条垂直于地面向下的带箭头的线段,并标出力的符号N;如图所示:
23.【分析】力臂是支点到力的作用线的距离,据此作图。
【解答】解:由图知,O为支点,先反向延长F的作用线,再从O点作F作用线的垂线,垂线段为动力F的力臂,如图所示:
。
三、实验探究题(本题共3个小题,每空1分,共21分)
24.【分析】根据二力平衡条件进行判断:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
【解答】解:把小车放在较光滑的水平桌面上,向挂在两端的托盘内分别加入相同的砝码是为了探究力的大小对平衡条件的影响;实验中用小车而不使用物块作为观察对象是为了减小摩擦力对实验的影响;如果小车在自然状态下保持静止则说明小车所受到的力为平衡力。
故答案为:大小;摩擦;平衡力。
25.【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变;探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
【解答】解:该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这是转换法的运用。
将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,这样可以控制压力大小相同,改变受力面积的大小,从该实验中得出的结论是压力大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积相同,只改变压力的大小,故他只需要将图甲中的矿泉水倒掉一点,然后再正立放在海绵上与图甲对比,这是采用控制变量法,保持受力面积不变情况下改变压力的大小。
故答案为:凹陷程度;受力面积;正。
26.【分析】(1)检查装置时,用手按压橡皮膜,若U形管中液体能灵活升降,则说明装置气密性较好;如果U形玻璃管内液面无变化,说明此装置漏气;
(2)(3)液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论;
(4)同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(5)同种液体内部的压强随着深度的增加而增加。
【解答】解:(1)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形玻璃管内液面无变化,说明此装置漏气;
(2)要探究液体密度对压强的影响,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,应将图乙装置的探头放在丙图中的B、C两个位置,比较B、C知:在同一深度,液体密度越小,液体的压强越小;
(3)要探究液体深度对压强的影响,需要控制液体的密度相同,改变液体的深度,应将装置探头放在丙图的AB或CD两个位置,最后得到的结论是:同种液体,深度越深,液体压强越大;
(4)将探头放入液体中的某一深度,改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差不变,说明在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(5)同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,压强越大,水射出的距离越远,故B正确。
故答案为:(1)漏气;(2)B、C;越小;(3)AB或CD;越大;(4)相等;(5)B。
27.【分析】(1)(2)物体受到的浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另一外一个因素不变,分析实验中相同量和不同量,结合称重法测浮力得出浮力大小与变化量的关系;
(3)根据F浮=G﹣F求浮力大小;
(4)根据阿基米德原理求出圆柱体的体积,根据G=mg算出圆柱体的体积,由密度公式算出圆柱体的密度;
求出圆柱体在盐水中的浮力;根据阿基米德原理求出盐水的密度;
(5)根据F浮=G﹣F示求出物体所受浮力,再根据F浮=ρgV排的变形公式计算液体的密度;根据测力计的分度值0.1N算出对应的密度值。
【解答】解:(1)分析图甲、乙、丙,物体排开的水的体积越大,测力计示数越小,浮力越大,这说明浮力大小与物体排开的液体的体积有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应该控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体的深度,丙、丁两图符合题意;
探究浮力的大小与液体的密度是否有关时,应该控制物体排开的体积相同,液体的密度不同,所以应该比较丁、戊图;
(3)由图甲、丙所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G﹣F=4.8N﹣2.8N=2N;
(4)由F浮=ρ水gV排得圆柱体的体积:
V=V排===2×10﹣4m3,
根据G=mg知圆柱体的质量为:
m===0.48kg,
圆柱体的密度为:
ρ===2.4×103kg/m3;
由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力:
F浮盐水=G﹣F′=4.8N﹣2.6N=2.2N,
根据阿基米德原理可知:F浮盐水=ρ盐水gV排,
则盐水的密度:ρ盐水===1.1×103kg/m3;
(5)弹簧测力计示数是1.8N,所以F浮′=G﹣F示=4.8N﹣1.8N=3N;
因为F浮=ρ液gV排,
液体的密度为:
ρ液===1.5×103kg/m3=1.5g/cm3;
测力计的分度值0.2N,
“密度计”的分度值:
Δρ==0.1×103kg/m3=0.1g/cm3。
故答案为:(1)物体排开液体的体积;(2)丙、丁;丁、戊;(3)2;(4)2.4×103;1.1×103;(5)1.5;0.1。
四、论述计算题(本题共3个小题,第26题6分,第27题8分,第28题9分,共23分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分。)
28.【分析】(1)利用G=mg计算出汽车的重力,根据静止在水平地面的物体对地面的压力等于物体的重力求出汽车对水平地面的压力,利用求p=求汽车静止时对地面的压强;
(2)根据汽车在行驶过程中所受的阻力是汽车总重的0.05倍求出汽车受到的阻力,再根据二力平衡条件求出汽车的牵引力,利用P===Fv求汽车发动机的输出功率。
【解答】解:(1)汽车静止时对水平地面的压力为:
F压=G车=m车g=2×103kg×10N/kg=2×104N,
则汽车静止时对地面的压强:
p===2×106Pa;
(2)汽车的速度:
v=54km/h=15m/s,
因为汽车在行驶过程中所受的阻力是汽车总重的0.05倍,所以汽车受到的阻力:
f=0.05G车=0.05×2×104N=1×103N,
因为汽车做匀速直线运动,所以汽车的牵引力:
F=f=1×103N,
所以汽车发动机的输出功率:
P===Fv=1×103N×15m/s=1.5×104W。
答:(1)该汽车静止时对地面的压强为2×106Pa;
(2)若汽车以54km/h的速度匀速行驶时,汽车发动机的输出功率为1.5×104W。
29.【分析】(1)利用W有=Gh求有用功;
(2)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,利用W总=Fs求拉力做的总功,利用P=求拉力做功的功率;
(3)利用η=×100%求滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)小明做的有用功:W有=Gh=400N×5m=2000J;
(2)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离:s=nh=2×5m=10m,
拉力做的总功:W总=Fs=250N×10m=2500J,
则拉力做功的功率:P===1250W;
(3)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%。
答:(1)小明做的有用功为2000J;
(2)拉力做功的功率为1250W;
(3)滑轮组的机械效率为80%。
30.【分析】(1)由于木块漂浮,可得木块受到的浮力等于木块重力,知道木块总体积的露出水面,可求木块排开水的体积与木块体积的关系,再利用F浮=ρ水V排g=G木=ρ木V木g求木块的密度,根据质量公式计算木块的质量,根据重力公式计算木块的重力;
(2)当细绳断裂时木块受到的浮力加上拉力等于木块重力,即F浮′+F最大=G木,据此计算此时木块受到的浮力,根据浮力计算公式求出此时木块排开水的体积,进一步计算木块浸入水中的深度,根据液体压强公式计算此时水对木块底面产生的压强;
(3)在细绳断开后木块再次漂浮时,浮力增加3.5N,利用F浮=ρ水V排g求排开水体积增加值;而ΔV排=S容Δh,据此求水面上升高度,再利用p=ρgh求容器底受水的压强变化。
【解答】解:(1)木块漂浮,根据浮沉条件可知,F浮=G木,
根据阿基米德原理可知:F浮=ρ水V排g,木块的重力为:G木=ρ木V木g,
则:ρ水V排g=ρ木V木g,
木块总体积的 露出水面,所以V排=V木,
木块的密度为:ρ木=ρ水=×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3;
木块的质量:m=ρ木V=0.8×103kg/m3×0.1m×0.1m×0.1m=0.8kg,
木块的重力:G=mg=0.8kg×10N/kg=8N;
(2)当细绳断裂时,F浮′+F最大=G木,
则F浮′=G木﹣F最大=8N﹣4N=4N:
此时木块排开水的体积:V排′===4×10﹣4m3,
木块浸入水中的深度:h′===4×10﹣2m,
此时水对木块底面产生的压强:p=ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣2m=400Pa;
(3)在细绳断开后木块再次漂浮时,浮力变为8N,浮力的增加量:ΔF浮=8N﹣4N=4N,
排开水体积增加:ΔV排===4×10﹣4m3,
水面上升:Δh===0.01m,
容器底受水的压强增大了:Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa。
答:(1)木块的重力为8N;
(2)当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时水对木块底面产生的压强为400Pa;
(3)在细绳断开后木块再次漂浮时,容器底受到水的压强与断绳前的瞬间相比,容器底受水的压强增大了100Pa。
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