广东省揭阳市普宁市2022-2023学年八年级下学期期中物理试卷
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这是一份广东省揭阳市普宁市2022-2023学年八年级下学期期中物理试卷,共30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,综合能力题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年广东省揭阳市普宁市八年级(下)期中物理试卷
一、单选题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)下列物体的质量和重力估计最符合实际的是( )
A.一个中学生的体重大约是50N
B.一只老母鸡的重力大约是20N
C.一个鸡蛋的质量大约是0.5kg
D.一个苹果的质量大约是1.2kg
2.(3分)下列各种现象中,物体的运动状态不发生变化的是( )
A.小孩沿不太光滑的直滑梯匀速滑下
B.人造地球卫星绕地球匀速转动
C.沿平直轨道上正在进站的火车
D.公共汽车正在减速转弯
3.(3分)如图所示的实例中,目的是为了增大压强的是( )
A.书包背带很宽 B.锯齿做得很尖
C.坦克装有履带 D.铁轨下铺枕木
4.(3分)如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚,B端的碓就会立即下落,打在石臼内的稻谷上,舂米工具在使用时是( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.省功杠杆
5.(3分)下列关于力的说法正确的是( )
①力不能离开物体而存在;②有受力物体时,一定有施力物体;④两个物体不接触就不能产生力的作用;⑤物体形状改变一定受到了力
A.①②④ B.②④⑤ C.①③⑤ D.①②⑤
6.(3分)如图所示是甲、乙两辆同时从同一地点出发的车的s﹣t图象,由图象可知( )
A.甲、乙两车在整个过程中都做匀速直线运动
B.经过5秒钟,甲车通过的路程比乙车长
C.经过10秒钟,甲、乙两车相遇
D.在0~5秒时间内,甲车的速度比乙车的速度大
7.(3分)用同样大小的力F,分别以下图所示的方式依次作用在同一木箱上,使木箱向右运动( )
A.图(a) B.图(b)
C.图(c) D.摩擦力都相同
二、填空题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
8.(3分)如图所示,在龙舟比赛时,发令枪响,龙舟由静止迅速前进,说明力可以改变物体的 ,使龙舟前进的力的施力物体是 ;以龙舟为参照物,龙舟上的队员是 。
9.(3分)经过这段时间的学习之后,小明发现拔河比赛是一个与摩擦力大小有关的运动,作为体育委员的小明同学在选择参赛队员的时候应该选择体重较 (选填“轻”或“重”)的同学,因为摩擦力的大小与 有关;他应该选择较为 (选填“光滑”或“粗糙”)的鞋子才能增大本班获胜的概率。
10.(3分)在水平直线上行驶的火车上,若乘客突然觉得上身向火车运行方向倾斜,说明火车可能在 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运行,此现象表明 (选填“火车”或“乘客”)具有惯性。如果突然所有力都消失,火车将会 。
11.(3分)如图所示,人站在电梯里面,当电梯静止时 力;人对电梯的压力和电梯对人的支持力是一对 力;当电梯加速下降时,人的质量是 (先填“增加”、“不变”或“减少”)的。
12.(3分)如图所示,建筑工人在砌墙时常常在墙壁旁边挂一条铅垂线,当铅垂线下的重物静止时 是一对平衡力,细线对重物的拉力的方向是 的。工人只要观察细线和墙壁是否 就可以判断出墙壁是否竖直。
13.(3分)人正常步行的速度约为1.1 ,合 km/h。乘坐公共汽车,当身体突然向前倾倒时,说明此时汽车正在 ;当身体突然向右倾倒时,说明此时汽车正在 。
14.(3分)如图所示,绳的一端通过弹簧测力计固定,当人对绳的拉力F是60N时,若不计摩擦和绳重,弹簧测力计的示数是 N;若滑轮重20N,则物体A重 N。若重物A上升了1m,则拉力F作用的绳子末端上升了 m。
三、作图题(共7分)
15.(2分)如图所示,用50N力把一个重40N物体压在竖直的墙壁上使其静止,画出物体竖直方向上所受的力。
16.(2分)如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景。O是支点,右手作用在笤帚上A点的动力为F1,请在图乙中画出动力F1的力臂L1和作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图。
17.(3分)请在图中画出提升滑轮组最省力的绕法。
四、实验探究题。(本大题3小题,共15分)
18.(3分)写出图中各测量工具的读数:物体的长度为 cm;弹簧测力计的示数为 N;停表的示数为 s。
19.(7分)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验,请你完成下列内容。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,此时 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数,原理是 。
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与压力是否有关;比较乙、丙两次实验 。
(3)比较甲、丁两次实验,小明发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)实验结束后,小明又对实验装置进行了改进,如图戊所示,当F=20N时,木板A水平向左运动,此时物体B受到的摩擦力为 N,方向为 。
20.(5分)如图是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)用手指按压橡皮膜时,无论用多大的力,总发现U形管两边液面的高度差不明显 (选填“压强计的气密性不好”或“橡皮膜受到的压强太小”)。
(2)如图乙和图丙是将该装置的探头放入水中不同深度的情况,比较后可初步得出的结论是:液体内部的压强随深度的增加而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)比较 两图,可初步得出的结论是:液体内部的压强与液体的密度有关。
(4)如图乙,保持探头在水中的深度不变,只改变橡皮膜的朝向 (选填“不变”或“变”),表明在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 。
五、计算题(本大题2小题,共14分)
21.(6分)我国首台自主设计研发的深海载人探测器“蛟龙号”进行了7000m级海试。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)此处海水产生的压强约为多少?
(2)以此数据计算:海水对“蛟龙号”每0.5m2外表面产生的压力是多少?
22.(8分)人工智能逐渐融人我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量约为40kg,在1min内匀速直线运动72m,机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。(g=10N/kg)
(1)求该送餐机器人自身的重力。
(2)此次送餐过程中,机器人的速度为多少m/s?
(3)此次送餐过程中,送餐机器人所受摩擦力的大小。
六、综合能力题(本大题共3小题,共22分)
23.(6分)古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论――物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上无法用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽利略等人对他的结论表示怀疑,让小车从斜面的同一高度滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下,其目的是让小车在粗糙程度不同的表面上开始运动时获得相同的 。
(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同表面上运动的距离不同,但科学家们却能发现:物体运动的表面越光滑,相同情况下物体受到的 越小,因此物体运动的距离越长;并由此推想出进一步的结论:运动的物体如果不受外力作用 。著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的,这个定律 (填“是”或“不是”)用实验直接得出,而是用 的方法得出,这种方法叫做 。
24.(7分)某同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验。先将弹簧平放在水平桌面上,用刻度尺测出弹簧的自然长度L0=3.5cm,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态(a)所示。然后将钩码逐个挂在弹簧的下端,测出相应的弹簧总长度L0,记录实验数据,作出弹簧下端所受拉力F随弹簧伸长量x变化的图像,如图(b)
(1)弹簧具有 (填“弹性”或“塑性”),测出相应的弹簧长度需要用到 ;
(2)图(b)中,直线没过坐标原点,可能的原因是 ;
A.坐标标度选取不合理
B.钩码重力的测量值都偏大
C.弹簧自身重力的影响
(3)该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计,弹簧测力计的工作原理是 ,将该弹簧秤竖直放置,未挂重物时,指针与零刻度对齐,如图(c)所示读数为 N,此时弹簧总长为 cm。
25.(9分)阅读材料完成相关问题。
无砟(zhǎ)轨道的高速列车
无砟轨道(如图甲所示)的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,标志着我省进入了高速铁路时代。高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过(如图乙所示),时速可达350km。传统铁路的钢轨是固定在枕木上(如图丙所示)。
(1)列车设计为子弹头型,目的是 阻力;增大座垫与人的接触面积,是为了 (选填“增大”或“减小”)臀部所受的压强。
(2)列车在匀速行驶过程中,列车的动力 (选填“>”“<”或“=”)它所受到的阻力。
(3)在高速行驶的动车上相对于座椅来说,桌子是 (选填“运动”或“静止”)的。放在桌面上的书能够静止不动,原因是它受到 (选填“平衡力”或“相互作用力”)的作用。
(4)高速行驶的动车进站前关闭电源,由于动车 仍以较大的速度前进。
(5)传统的铁路轨道路砟和枕木的作用是 。
①增大受力面积,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里
②可以减少噪声和列车振动
③可以减少维护、降低粉尘
④可以吸热、增加透水性
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
(6)质量为4×106kg的列车在平直轨道上匀速运行时,列车所受重力为 N;所有车轮跟铁轨接触的总面积为0.8m2,列车对铁轨的压强为 Pa。(g取10N/kg)
2022-2023学年广东省揭阳市普宁市八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)下列物体的质量和重力估计最符合实际的是( )
A.一个中学生的体重大约是50N
B.一只老母鸡的重力大约是20N
C.一个鸡蛋的质量大约是0.5kg
D.一个苹果的质量大约是1.2kg
【答案】B
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:
A、中学生的体重大约是500N。
B、一只老母鸡的质量约2kg,故B正确。
C、一个鸡蛋的质量大约是50g,故C错误。
D、一个苹果的质量大约是0.5kg。
故选:B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.(3分)下列各种现象中,物体的运动状态不发生变化的是( )
A.小孩沿不太光滑的直滑梯匀速滑下
B.人造地球卫星绕地球匀速转动
C.沿平直轨道上正在进站的火车
D.公共汽车正在减速转弯
【答案】A
【分析】运动状态保持不变,指的是物体速度的大小和方向都不能发生变化,否则物体的运动状态发生改变。
【解答】解:A、小孩沿不太光滑的直滑梯匀速滑下,运动状态不变;
B、人造地球卫星绕地球匀速转动,运动状态改变;
C、沿平直轨道上正在减速进站的火车,运动状态改变;
D、公共汽车正在减速转弯,运动状态改变。
故选:A。
【点评】本题就考查学生对物体运动状态是否变化的理解,无论速度的大小还是方向,只要有一个发生变化,那么运动状态就变了。
3.(3分)如图所示的实例中,目的是为了增大压强的是( )
A.书包背带很宽 B.锯齿做得很尖
C.坦克装有履带 D.铁轨下铺枕木
【答案】B
【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。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
【解答】解:A、书包背带很宽,通过增大受力面积来减小书包对肩膀的压强。
B、锯齿做得很尖,通过减小受力面积来增大压强。
C、坦克装有履带,通过增大受力面积来减坦克对地面的压强。
D、铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积来减小铁轨对路基的压强。
故选:B。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
4.(3分)如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚,B端的碓就会立即下落,打在石臼内的稻谷上,舂米工具在使用时是( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.省功杠杆
【答案】B
【分析】结合图片和生活经验,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:如下图,该杠杆的O是支点,动力臂OA小于阻力臂OC。
故选:B。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:省力杠杆,动力臂大于阻力臂;费力杠杆,动力臂小于阻力臂;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
5.(3分)下列关于力的说法正确的是( )
①力不能离开物体而存在;②有受力物体时,一定有施力物体;④两个物体不接触就不能产生力的作用;⑤物体形状改变一定受到了力
A.①②④ B.②④⑤ C.①③⑤ D.①②⑤
【答案】D
【分析】力是物体对物体的作用;有受力物体时,一定有施力物体;
两个物体相互接触不一定产生力的作用;两个物体不接触也能产生力的作用;
在平衡力的作用下物体运动状态不变。
【解答】解:①②力是物体之间的相互作用,力是不能离开物体而独立存在的,一定有施力物体;
③④两个物体相互接触不一定产生力的作用,比如两个物体相互接触不发生挤压,就不会产生力的作用;
两个物体不接触也能产生力的作用,如一对磁铁或一对电荷均可以产生力的作用;
⑤力可以改变物体的形状,所以物体形状改变一定受到了力;
⑥物体受到平衡力的作用,运动状态不变,故⑥错误。
综上可知,只有①②⑤正确。
故选:D。
【点评】本题考查了力的概念及力和运动的关系,要注意力是物体之间的相互作用,力不能脱离物体而单独存在。
6.(3分)如图所示是甲、乙两辆同时从同一地点出发的车的s﹣t图象,由图象可知( )
A.甲、乙两车在整个过程中都做匀速直线运动
B.经过5秒钟,甲车通过的路程比乙车长
C.经过10秒钟,甲、乙两车相遇
D.在0~5秒时间内,甲车的速度比乙车的速度大
【答案】C
【分析】(1)在s﹣t图象中平行于时间轴的直线代表物体处于静止状态;
(2)在s﹣t图象中倾斜直线代表物体做匀速运动;由图可知前5s内甲、乙通过的路程大小,再根据v=分析甲、乙的速度大小即可;
(3)由图知,两车在第10秒钟相遇,此时乙处于静止状态,甲还在运动。
【解答】解:A、由图可知,而在7~20s内乙车的s﹣t图象是平行于时间轴的直线,说明乙车处于静止状态;
BD、在0~2s内,说明两车这段时间内做匀速运动,前5s内乙车通过的路程大于甲车通过的路程可知乙车的速度大于甲车的速度;
C、由图象看出两车在第10秒钟路程相同,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了对运动图象的理解和掌握,属于基础题,难度不大。
7.(3分)用同样大小的力F,分别以下图所示的方式依次作用在同一木箱上,使木箱向右运动( )
A.图(a) B.图(b)
C.图(c) D.摩擦力都相同
【答案】C
【分析】根据滑动摩擦力的公式f=μFN判断摩擦力的大小。
【解答】解:三个物体中,B对地面的压力等于重力加上F在竖直方向上的分力,A对地面的压力等于重力,
根据f=μFN知,fA=μmg fC<μmg fB>μmg,故C正确。
故选:C。
【点评】解决本题的关键掌握滑动摩擦力的公式f=μFN,难度不大,属于基础题。
二、填空题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
8.(3分)如图所示,在龙舟比赛时,发令枪响,龙舟由静止迅速前进,说明力可以改变物体的 运动状态 ,使龙舟前进的力的施力物体是 水 ;以龙舟为参照物,龙舟上的队员是 静止的 。
【答案】运动状态;水;静止的。
【分析】(1)力的作用效果:力可以改变物体运动状态;力可以使物体发生形变。
(2)物体间力的作用是相互的。
(3)被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的。
【解答】解:(1)在龙舟比赛时,发令枪响,龙舟由静止迅速前进,说明力可以改变物体的运动状态;
(2)龙舟前进时,船桨向后划水,同时水会对船桨产生一个大小相等,所以使龙舟前进的力的施力物体是:水;
(3)以龙舟为参照物,龙舟上的队员与龙舟之间的相对位置没有发生改变。
故答案为:运动状态;水;静止的。
【点评】本题主要考查了学生对力的作用效果及力的相互性的基础概念上的区分,并考查了在物体运动过程中施力物体的辨别,较为基础。
9.(3分)经过这段时间的学习之后,小明发现拔河比赛是一个与摩擦力大小有关的运动,作为体育委员的小明同学在选择参赛队员的时候应该选择体重较 重 (选填“轻”或“重”)的同学,因为摩擦力的大小与 压力 有关;他应该选择较为 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)的鞋子才能增大本班获胜的概率。
【答案】重;压力;较大。
【分析】拔河比赛的输赢取决于比赛双方受到地面的摩擦力大小,据此根据增大摩擦力的方法分析解答: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。
【解答】解:滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大,滑动摩擦力越大。
拔河比赛获胜的诀窍之一就是要设法增大队员与地面的摩擦。
在接触面粗糙程度一定时,较重的运动员对地面的压力大;穿鞋底较粗糙的鞋子,增大摩擦力。
因此作为体育委员的小明同学在选择参赛队员的时候应该选择体重较重的同学,选择较为粗糙的鞋子才能增大本班获胜的概率。
故答案为:重;压力。
【点评】掌握摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小摩擦力的问题。
10.(3分)在水平直线上行驶的火车上,若乘客突然觉得上身向火车运行方向倾斜,说明火车可能在 减速 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运行,此现象表明 乘客 (选填“火车”或“乘客”)具有惯性。如果突然所有力都消失,火车将会 做匀速直线运动 。
【答案】见试题解答内容
【分析】乘客由于惯性要保持原来的运动状态,乘客向运行方向倾斜说明乘客上半身的速度大于了火车车的速度;
对于正在运动的物体,所受的外力如果同时消失,物体将保持外力消失瞬间的速度和方向运动下去,即做匀速直线运动。
【解答】解:在水平直线上行驶的火车上,若乘客突然觉得上身向火车运行方向倾斜,乘客下身由于摩擦速度减小;
如果突然所有力都消失,根据牛顿第一定律可知。
故答案为:减速;乘客。
【点评】此题考查了惯性和牛顿第一定律的基本知识,难度不大,认真分析即可。
11.(3分)如图所示,人站在电梯里面,当电梯静止时 平衡 力;人对电梯的压力和电梯对人的支持力是一对 相互作用 力;当电梯加速下降时,人的质量是 不变 (先填“增加”、“不变”或“减少”)的。
【答案】平衡;相互作用;不变。
【分析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
相互作用力:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
物体所含物质的多少叫质量;质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关。
【解答】解:电梯静止时,人的重力与电梯施加给人的支持力作用在同一物体上、方向相反,是一对平衡力;
人对电梯的压力和电梯对人的支持力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,
电梯加速下降时,人的质量不变。
故答案为:平衡;相互作用。
【点评】本题考查了平衡力、作用力与反作用力、质量等知识的理解等,有一定综合性,正确理解平衡力与相互作用力的条件是解答此题的关键。
12.(3分)如图所示,建筑工人在砌墙时常常在墙壁旁边挂一条铅垂线,当铅垂线下的重物静止时 重力 是一对平衡力,细线对重物的拉力的方向是 竖直向上 的。工人只要观察细线和墙壁是否 平行 就可以判断出墙壁是否竖直。
【答案】重力;竖直向上;平行
【分析】二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
重力的方向始终是竖直向下的。
【解答】解:当铅垂线下的重物静止时,重物处于平衡状态;
重力的方向是竖直向下的,细线在竖直方向上。
故答案为:重力;竖直向上。
【点评】本题考查了平衡力的辨别、重力方向的应用,属于基础题。
13.(3分)人正常步行的速度约为1.1 m/s ,合 3.96 km/h。乘坐公共汽车,当身体突然向前倾倒时,说明此时汽车正在 刹车 ;当身体突然向右倾倒时,说明此时汽车正在 向左转弯 。
【答案】m/s;3.96;刹车;向左转弯。
【分析】(1)先估计正常人步行的速度,然后再换算单位,1m/s=3.6km/h;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,结合惯性的知识可做出解答。
【解答】解:(1)人正常步行的速度约为1.1m/s,4.1m/s=1.8×3.6km/h=3.96km/h
(2)在公共汽车上,如果人的身体突然向前倾倒,人的脚由于摩擦也随着减速,所以会向前倾;
如果身体突然向右倾倒,这是因为汽车正在向左转弯,而上身由于惯性仍保持原来的运动状态。
故答案为:m/s;3.96;向左转弯。
【点评】本题查了速度单位的换算、利用惯性来解释生活中的现象,注意要分析时要将人的脚与上身的运动状态分开来描述。
14.(3分)如图所示,绳的一端通过弹簧测力计固定,当人对绳的拉力F是60N时,若不计摩擦和绳重,弹簧测力计的示数是 60 N;若滑轮重20N,则物体A重 100 N。若重物A上升了1m,则拉力F作用的绳子末端上升了 2 m。
【答案】60;100;2。
【分析】动滑轮上的两段绳子所受的拉力相等,弹簧秤的示数等于拉力的大小;不计摩擦和绳重,拉力F=(G+G动),据此求出物体的重力;拉力F上升的距离是物体上升距离的2倍。
【解答】解:当人对绳的拉力F是60N时,可使物体A匀速上升,弹簧秤的示数也是60N;
不计摩擦和绳重,拉力F=动),则物体的重力G=5F﹣G动=2×60N﹣20N=100N;重物A上升的速度为0.8m/s,
若重物A上升了1m,则拉力F作用的绳子末端上升了s=nh=2×3m=2m。
故答案为:60;100;2。
【点评】此题考查了动滑轮的省力特点,省力但费距离,相对比较简单,属于基础题。
三、作图题(共7分)
15.(2分)如图所示,用50N力把一个重40N物体压在竖直的墙壁上使其静止,画出物体竖直方向上所受的力。
【答案】
【分析】物体受到竖直向下的重力,由于物体静止,因此物体受到竖直方向上的摩擦力,并且重力和摩擦力是一对平衡力;根据规则物体的重心在物体的几何中心,过重心表示重力和摩擦力的方向。
【解答】解:从重心作竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力,物体静止,即f=G=40N,如图所示;
【点评】解答本题的关键对物体运动状态的把握,明确摩擦力的方向是关键,要知道摩擦力与重力是一对平衡力。
16.(2分)如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景。O是支点,右手作用在笤帚上A点的动力为F1,请在图乙中画出动力F1的力臂L1和作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图。
【答案】
【分析】阻力是阻碍杠杆转动的力,根据动力F1的方向确定阻力F2的方向,然后根据力的示意图的画法画出作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图,再根据力臂的概念画出F1的力臂L1。
【解答】解:
由图可知,动力F1的作用是使杠杆沿顺时针方向转动,所以阻力F2的作用是阻碍其转动,方向与F6相反,从B点开始2的示意图;
从支点O作阻力F1作用线的垂线,即为动力臂L8。如图所示:
【点评】此题考查力的示意图和力臂的画法,画力臂,关键是确定支点和力的作用线,从支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂,只要细心,不会出错。
17.(3分)请在图中画出提升滑轮组最省力的绕法。
【答案】
【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子通过动滑轮,段数越多越省力。
【解答】解:从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重。如图所示:
【点评】在滑轮组中,绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力,即F=G。
四、实验探究题。(本大题3小题,共15分)
18.(3分)写出图中各测量工具的读数:物体的长度为 1.30 cm;弹簧测力计的示数为 2.6 N;停表的示数为 337.5 s。
【答案】1.30;2.6;337.5。
【分析】(1)刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度。使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)使用弹簧测力计时,首先要明确其分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直。
(3)停表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,停表读数是两个表盘的示数之和。
【解答】解:(1)由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.3cm;左侧与6.00cm对齐,所以铅笔的长度为L=7.30cm﹣2.00cm=1.30cm;
(2)由图知:弹簧测力计上1N之间有8个小格,一个小格代表0.2N,此时指针指在“5.6”处。
(3)由图知:在停表的中间表盘上,1min中间有两个小格,指针在“8”和“6”之间,所以分针指示的时间为5min,8s之间有10个小格,指针在37.5s处,则停表的读数为5min37.7s=337.5s;
故答案为:1.30;8.6。
【点评】物理中有很多的测量工具,明确每一个仪器的用途,使用方法及如何读数。
19.(7分)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验,请你完成下列内容。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,此时 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数,原理是 二力平衡条件 。
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与压力是否有关;比较乙、丙两次实验 在压力一定时,接触面的粗糙程度越粗糙,滑动摩擦力越大 。
(3)比较甲、丁两次实验,小明发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关 错误 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)实验结束后,小明又对实验装置进行了改进,如图戊所示,当F=20N时,木板A水平向左运动,此时物体B受到的摩擦力为 3 N,方向为 水平向左 。
【答案】(1)等于;二力平衡条件;(2)在压力一定时,接触面的粗糙程度越粗糙,滑动摩擦力越大;(3)错误;(4)3;水平向左。
【分析】(1)用弹簧测力计水平匀速拉动物块,物块做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力等于测力计的示数;
(2)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象可以得出实验结论;
(3)根据控制变量法的要求分析答题;
(4)根据图示实验装置分析答题。
【解答】解:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,由平衡条件可知,原理是二力平衡条件;
(2)由图甲、乙所示实验可知,可以应用甲;
由图乙、丙所示实验可知,乙、丙所示实验可以得出:在压力一定时,滑动摩擦力越大;
(3)由图甲、丁所示实验可知,由于没有控制物体间的压力相同;
(4)由图所示实验可知,拉动木板时物块保持不动,滑动摩擦力等于测力计的拉力,此时物体B受到的摩擦力为3N,B受到滑动摩擦力的方向水平向左。
故答案为:(1)等于;二力平衡条件,接触面的粗糙程度越粗糙;(3)错误;水平向左。
【点评】本题考查了实验现象分析,知道实验原理、应用控制变量法分析清楚图示实验情景即可解题,熟练应用控制变量法是正确解题的关键。
20.(5分)如图是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)用手指按压橡皮膜时,无论用多大的力,总发现U形管两边液面的高度差不明显 压强计的气密性不好 (选填“压强计的气密性不好”或“橡皮膜受到的压强太小”)。
(2)如图乙和图丙是将该装置的探头放入水中不同深度的情况,比较后可初步得出的结论是:液体内部的压强随深度的增加而 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)比较 丙、丁 两图,可初步得出的结论是:液体内部的压强与液体的密度有关。
(4)如图乙,保持探头在水中的深度不变,只改变橡皮膜的朝向 不变 (选填“不变”或“变”),表明在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相等 。
【答案】(1)压强计的气密性不好;(2)增大;(3)丙、丁;(4)不变;相等。
【分析】(1)压强计是通过橡皮膜来感受压强的,当橡皮膜受到压强时,软管中的气体压强变大,大于大气压强就会将U形管中的液面出现高度差,高度差越大,表示橡皮膜受到的压强越大;若和橡皮膜连接的软管出现漏气,不论橡皮膜是否受到压强,软管中气体的压强都等于大气压,压强计中液面就不会出现高度差;
(2)(3)探究液体压强跟深度的关系时,保持液体的密度和方向相同;探究液体压强跟密度的关系时,保持液体的深度和方向相同;
(4)同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
【解答】解:(1)若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,橡皮膜受到压强时,U形管中的液面就不会出现高度差;
(2)乙和丙比较,水的密度一定,深度不同,可得出结论:同一液体;
(3)要探究液体内部的压强与液体的密度的关系,需要控制液体的深度相同,图丙;
(4)影响液体内部压强的因素是液体的密度、液体的深度,保持探头在水中的深度不变,只改变橡皮膜的朝向,所以U形管两边液面高度差不变,液体向各个方向的压强相等。
故答案为:(1)压强计的气密性不好;(2)增大、丁;(4)不变。
【点评】这是一道综合实验题,此题的难点是液体压强计的有关知识,我们要了解压强计的原理,知道液体压强计的操作要求等。
五、计算题(本大题2小题,共14分)
21.(6分)我国首台自主设计研发的深海载人探测器“蛟龙号”进行了7000m级海试。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)此处海水产生的压强约为多少?
(2)以此数据计算:海水对“蛟龙号”每0.5m2外表面产生的压力是多少?
【答案】(1)此处海水产生的压强约为7×107Pa;
(2)以此数据计算:海水对“蛟龙号”每0.5m2外表面产生的压力是3.5×107N。
【分析】(1)根据p=ρ海水gh求出7000m处海水产生的压强;
(2)根据p=求出海水对“蛟龙号”每0.5m2外表面产生的压力。
【解答】解:
(1)7000m处海水产生的压强:p=ρ海水gh=1.0×106kg/m3×10N/kg×7000m=7×105Pa;
(2)由p=可知2外表面产生的压力:F=pS=7×105Pa×0.5m4=3.5×102N。
答:(1)此处海水产生的压强约为7×107Pa;
(2)以此数据计算:海水对“蛟龙号”每2.5m2外表面产生的压力是3.5×107N。
【点评】本题考查了液体压强公式和固体压强公式的应用,是一道基础题目。
22.(8分)人工智能逐渐融人我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量约为40kg,在1min内匀速直线运动72m,机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。(g=10N/kg)
(1)求该送餐机器人自身的重力。
(2)此次送餐过程中,机器人的速度为多少m/s?
(3)此次送餐过程中,送餐机器人所受摩擦力的大小。
【答案】(1)400N;(2)1.2m/s;(3)36N。
【分析】(1)根据G=mg得出送餐机器人的重力;
(2)已知机器人送餐时通过的路程和所用的时间,根据速度公式求出送餐过程中机器人的速度;
(3)若送餐机器人托着5kg的物体,根据F′=G总=m总g得出此时机器人的总重力,根据f=0.08G得出所受摩擦力大小。
【解答】解:(1)送餐机器人的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N;
(2)机器人送餐过程中,行进的速度:v==;
(3)若送餐机器人托着5kg的物体,此时机器人总质量和重力为:m总=m+m‘=5kg+40kg=45kg,G总=m总g=45kg×10N/kg=450N,f=5.08G总=0.08×450N=36N。
答:送餐机器人的重力为400N;机器人送餐过程中;机器人匀速前进送餐时受到的摩擦力为36N。
【点评】本题主要考查了速度、重力、摩擦力大小的计算,关键是知道这些物理量的求解方法。
六、综合能力题(本大题共3小题,共22分)
23.(6分)古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论――物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上无法用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽利略等人对他的结论表示怀疑,让小车从斜面的同一高度滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下,其目的是让小车在粗糙程度不同的表面上开始运动时获得相同的 速度 。
(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同表面上运动的距离不同,但科学家们却能发现:物体运动的表面越光滑,相同情况下物体受到的 阻力 越小,因此物体运动的距离越长;并由此推想出进一步的结论:运动的物体如果不受外力作用 做匀速直线运动 。著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的,这个定律 不是 (填“是”或“不是”)用实验直接得出,而是用 推理 的方法得出,这种方法叫做 实验推理法 。
【答案】(1)速度;(2)阻力;做匀速直线运动;不是;推理;实验推理法。
【分析】(1)小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,小车的重力势能转化为动能,小车到达水平面时速度相同。
(2)水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车速度变化越慢,小车滑行距离越远,由此可以合理的推理,当小车不受力时,速度保持不变,永远运动下去,这个现象说明,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。
【解答】解:(1)实验时让小车从斜面的同一高度静止滑下,其目的是让小车达到斜面底端的时候获得相同的速度。
(2)物体运动的表面越光滑,物体受到的阻力就越小,因此物体运动的距离就越远,如果运动的物体不受外力作用;运用了实验推理法。
故答案为:(1)速度;(2)阻力;不是;实验推理法。
【点评】本题主要考查了牛顿第一定律得出的过程。实验探究过程涉及了控制变量法、比较法、推理法。
24.(7分)某同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验。先将弹簧平放在水平桌面上,用刻度尺测出弹簧的自然长度L0=3.5cm,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态(a)所示。然后将钩码逐个挂在弹簧的下端,测出相应的弹簧总长度L0,记录实验数据,作出弹簧下端所受拉力F随弹簧伸长量x变化的图像,如图(b)
(1)弹簧具有 弹性 (填“弹性”或“塑性”),测出相应的弹簧长度需要用到 刻度尺 ;
(2)图(b)中,直线没过坐标原点,可能的原因是 C ;
A.坐标标度选取不合理
B.钩码重力的测量值都偏大
C.弹簧自身重力的影响
(3)该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计,弹簧测力计的工作原理是 在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比 ,将该弹簧秤竖直放置,未挂重物时,指针与零刻度对齐,如图(c)所示读数为 3 N,此时弹簧总长为 10 cm。
【答案】(1)弹性;刻度尺; (2)C;(3)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;3;10。
【分析】(1)在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变,不能够恢复原状的形变叫做塑性形变;物理实验中测长度用刻度尺;
(2)直线没过坐标原点是弹簧自身重力的影响;
(3)在实验室里用的弹簧测力计是利用在弹簧弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比的原理制成的;使用测力计之前,应认清测力计的量程和分度值,被测力不能超过测力计的量程;认清测力计的分度值,才能正确地读数。弹簧总长等于原长与伸长的长度之和。
【解答】解:(1)弹性形变可以还原,塑性形变不能还原,故弹簧具有弹性。
刻度尺是测量长度的工具,所以测出相应的弹簧长度需要用到刻度尺。
(2)弹簧竖直悬挂时,由于自身重力的影响,此时弹簧的长度比平放在水平面的弹簧长度更长,直线没过坐标原点,故AB不符合题意。
故选:C。
(3)该弹簧测力计是利用在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比原理制成的。
由图(c)可知,弹簧测力计的分度值为0.2N;由图(b)可知,此时弹簧的伸长量为2.5cm
L=x+L0=2.5cm+3.5cm=10cm。
故答案为:(1)弹性;刻度尺; ;(3)在弹性限度内;3;10。
【点评】本题考查了弹簧测力计的工作原理,有一定难度。
25.(9分)阅读材料完成相关问题。
无砟(zhǎ)轨道的高速列车
无砟轨道(如图甲所示)的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,标志着我省进入了高速铁路时代。高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过(如图乙所示),时速可达350km。传统铁路的钢轨是固定在枕木上(如图丙所示)。
(1)列车设计为子弹头型,目的是 减小 阻力;增大座垫与人的接触面积,是为了 减小 (选填“增大”或“减小”)臀部所受的压强。
(2)列车在匀速行驶过程中,列车的动力 = (选填“>”“<”或“=”)它所受到的阻力。
(3)在高速行驶的动车上相对于座椅来说,桌子是 静止 (选填“运动”或“静止”)的。放在桌面上的书能够静止不动,原因是它受到 平衡力 (选填“平衡力”或“相互作用力”)的作用。
(4)高速行驶的动车进站前关闭电源,由于动车 有惯性 仍以较大的速度前进。
(5)传统的铁路轨道路砟和枕木的作用是 B 。
①增大受力面积,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里
②可以减少噪声和列车振动
③可以减少维护、降低粉尘
④可以吸热、增加透水性
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
(6)质量为4×106kg的列车在平直轨道上匀速运行时,列车所受重力为 4×107N N;所有车轮跟铁轨接触的总面积为0.8m2,列车对铁轨的压强为 5×107 Pa。(g取10N/kg)
【答案】(1)减小;减小;(2)=;(3)静止;平衡力;(4)有惯性;(5)B;(6)4×107N;5×107。
【分析】(1)列车设计为子弹头型,目的是在运行过程中减小空气阻力;
人的重力一定,对坐垫的压力一定,增大坐垫与人体的接触面积(受力面积),以可以减小臀部所受的压强;
(2)列车在匀速行驶过程中,处于平衡状态,列车受到的动力、阻力是一对平衡力,大小相等,据此分析;
(3)物体相对于参照物的位置发生变化,是运动的。放在桌面上的书能够静止不动,原因是它受到平衡力的作用;
(4)物体保持原来的运动状态不变的性质为惯性;
(5)根据铁路轨道路砟和枕木在减小压强、减少噪声、可以吸热、增加透水性等方面的作用去分析,即可解答此题;
(6)根据G=mg得出列车所受的重力,根据F=G得出列车对铁轨的压力,根据p=得出列车对铁轨的压强。
【解答】解:
(1)列车设计为子弹头型,目的是在运行过程中减小空气阻力;
人的重力一定,对坐垫的压力一定,以可以减小臀部所受的压强;
(2)列车在匀速行驶过程中,处于平衡状态、阻力是一对平衡力,故列车的动力=它所受到的阻力;
(3)在高速行驶的动车上相对于座椅来说,桌子的位置发生变化。放在桌面上的书能够静止不动;
(4)高速行驶的动车进站前关闭电源,由于动车有惯性仍以较大的速度前进;
(5)传统的铁轨都铺在枕木上,是在压力一定时,来保护路基,碎石能增加透气和透水性;
无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上、降低粉尘等,可见①②④正确,故选B;
(6)列车所受的重力G=mg=4×106kg×10N/kg=3×107N,
列车对铁轨的压力F=G=4×103N,
列车对铁轨的压强:
p===5×105Pa。
故答案为:(1)减小;减小;(3)静止;(4)有惯性;(6)4×107N;3×107。
【点评】本题考查压强、压力、惯性、二力平衡等知识的应用,综合性较强。
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