沪科版物理八年级下册期末模拟考卷模拟试卷 含解析
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沪科版物理八年级下册期末模拟考卷模拟试卷 含解析
沪科版物理八年级下册期末模拟考卷模拟试卷 含解析
一、选择题
1.“梅西在发任意球时,能使足球由静止绕过人墙钻入球门。”该现象说明( )
A.力的作用是相互的
B.力可以改变物体的形状
C.力可以改变物体的运动状态
D.以上说法都不对
2.关于小球的重力示意图,下列画法正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N B.0N,5N C.5N,5N D.5N,10N
4.如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.行李箱下面装有轮子
B. 在轴承中装有滚珠
C.汽车轮胎上有凸起的条纹
D. 给自行车加润滑油
5.如图所示在平直路面上向右行驶的小车中,有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端连接至小车底板的木块上,弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列判断正确的是( )
A.若木块突然压缩弹簧,则小车一定在做加速运动
B.若木块受到向右的摩擦力,则小车一定在做加速运动
C.若木块受到三个力的作用,则小车一定在做减速运动
D.若弹簧未发生形变,则小车一定在做匀速运动
6.如图的各种做法,属于减小摩擦的是( )
A.鞋底上印有花纹
B.举重前,在手上涂防滑粉
C.自行车的车闸用橡胶制作
D.气垫船底部跟水面之间有一层空气垫
7.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知F1=5N,F2=3N.那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A.5N、3N B.5N、2N C.2N、3N D.3N、5N
8.如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
9.如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同
乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
10.下列各组实验器材完好,初始状态如图所示,其中说法正确的是( )
A.如图甲所示,该容器倾斜一定角度后,各管内液面仍将保持相平
B.如图乙所示,微小压强计探头进入水中后,U型管两侧液面仍将保持相平
C.如图丙所示,放开手指后,玻璃管中液面将会降到和槽内液面相平
D.如图丁所示,向吸管B用力吹气后,吸管A内液面和烧杯内液面仍将保持相平
11.两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒精,液面高度如图所示。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1′和F1’,乙容器对桌面的压强和压力分别为p2′和F2′,已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是( )
A.p1<p2、F1<F2 B.p1<p2、F1=F2
C.p1'=p2′、F1′=F2′ D.p1’>p2′,F1′>F2′
12.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
13.如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B.C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是( )
A.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙
B.小球受到的浮力关系:FA>FB>FC
C.容器对桌面的压力关系:F甲<F乙<F丙
D.小球的质量关系:mA=mB<mC
14.如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是( )
A.小球在A点的重力势能最大
B.小球在B点的速度最大
C.小球在C点和B点的机械能相等
D.小球不能到达D点
15.下列所示现象中,对物体做了功的是( )
A.搬而未起
B.提着滑板在水平路面上前行
C.人将木箱推到斜面的顶端
D.举着杠铃在空中不动
16.材料相同的甲、乙两个实心物体分别挂在杠杆A、B两端,O为支点(OA<OB),如图所示,杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中,杠杆将会( )(不考虑杠杆自身的影响)
A.A 端下沉 B.B 端下沉 C.仍保持平衡 D.无法确定
二、填空题
17.如图所示,小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A,使它匀速前进2m,地面对它的摩擦力为150N,小聪施加的拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重),则滑轮组做的有用功为 J,滑轮组的机械效率为 。
18.如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿 (选填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力最小,为 N.
19.如图是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒。卫星在远地点时 能最大,从远地点向近地点运动时,它的势能减小、 能增大,速度也就增大。
20.潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的,向潜水艇的水舱中充入适当的海水后,潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮,潜水艇受到的浮力 (选填“变大“变小”、或“不变”),如果该潜水艇由海水中潜入长江中仍然保持悬浮,应该 (选填“增加”或“减少”)潜水艇水舱中水的质量(ρ水<ρ海水)。
21.如图,实心正方体A、B的材质与表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B叠放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右匀速直线运动,甲、乙两种情况对地面的压强p甲:p乙= ,水平推力F甲:F乙= 。
22.自制一个重垂线来检查像框是否挂正,这是利用了重力的方向总是 的。吊起重垂的细线对重垂有拉力,拉力属于弹力,弹力是由于物体发生 而产生的力。
三、作图题
23.如图,水平皮带传送装置将货物向右匀速传送,请画出货物受到的力的示意图。
24.如图所示,在杠杆上的A点挂一重物,在B点对杠杆施加一个最小的力,使杠杆平衡。在图中画出这个力的示意图和力臂。
四、简答题
25.小敏爸爸驾驶小汽车载着家人外出旅游,小车在一段平直公路上匀速直线行驶,小敏坐在小车的座位上,突然遇到紧急情况,爸爸紧急刹车,小敏身体将向什么方向倾斜?说出理由。
五、实验探究题
26.如图所示,在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中,小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下,分别观察小车从斜面上同一位置滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动的距离,同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题:
(1)小刚每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,目的是为了使小车到达水平面时的速度 (选填“相同”或“不同”)。
(2)小车到达水平面后不能立即停下来,是因为小车具有 ;小车最终在水平面上停下来,说明力改变了小车的 。
(3)请你画出小车在水平面上运动过程中的受力示意图。
(4)由上述实验推测,若小车在水平面上所受的阻力为零,它将做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
27.如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中的研究对象是 (选填“卡片”或“钩码”),通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (能/不能)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 。
(4)小红同学也对同一问题进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示),你认为能否用小红的装置进行实验 (选填“能”或“不能”)。
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是 。
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
28.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。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉物块A做 运动,此时,滑动摩擦力的大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力;
(2)在“甲”、“乙”、“丙”三次实验中,滑动摩擦力最大的是实验 ;
(3)比较甲、乙实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 有关;比较乙、丙实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 有关;(均选填“压力”或“接触面粗糙程度”)
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验的,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的;
(5)小明要对实验装置进行改动,如图戊所示,重复实验发现效果更好。在实验中小明 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木块。
29.如图所示,为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。
(1)本实验的科学探究方法是: 法和 法。
(2)小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论。
(3)通过实验小丽得出结论:压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论 (选填“正确”或“不正确”)
(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了 来减少压力作用的效果;俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是: 来增加压力作用的效果。
(5)图A和图D中小凳子对桌面和海绵的压力作用效果 (选填“相同”或“不同”)
30.在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中,探究液体压强的工具是 ,通过 来反映被测压强的大小。
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状 (选填“有关”或“无关”)。
(3)甲、乙两图是探究液体压强与 的关系,结论是: 。
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用 两图进行对比。
(5)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 。
31.小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小明发现杠杆左端低右端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 。
(2)小明用弹簧测力计在B点 拉(如图甲),才可以在杠杆上直接读出动力臂。
(3)如图乙所示,某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时,弹簧秤的示数将 。(填“变大”、“变小”或“不变”,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)
(4)小明继续研究杠杆的机械效率,他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F,装置如图丁所示,使杠杆缓慢匀速上升,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2;则:①杠杆机械效率的表达式为η= 。(用测量的物理量符号表示)②若只将测力计的悬挂点由A移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
六、计算题
32.如图所示,水平桌面上放有重为2N的薄玻璃杯,它的底面积为20cm2,向玻璃杯中倒入重为5N的水,水的深度是10cm,g取10N/kg。求:
(1)水对杯底的压力;
(2)玻璃杯对水平桌面的压强。
33.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。(g=10N/kg)求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少Pa?
34.图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的柱形石料M的示意图。在整个打捞过程中,石料以恒定的速度v=0.1m/s上升,石料离开水面之后绳子自由端的拉力F=1000N.图乙是钢丝绳的拉力T随时间变化的图象,t=0时刻石料刚好离开湖底,g取10N/kg。求:(不计水面变化)
(1)石料的质量m;
(2)石料完全浸没在水中受到的浮力F浮;
(3)湖底受到水的压强p;
(4)石料离开水面之后滑轮组的机械效率η。
参考答案
一、选择题
1.“梅西在发任意球时,能使足球由静止绕过人墙钻入球门。”该现象说明( )
A.力的作用是相互的
B.力可以改变物体的形状
C.力可以改变物体的运动状态
D.以上说法都不对
【考点】6F:力的作用效果.版权所有
【分析】注意题中的关键词:“使足球由静止绕过人墙钻入球门。”
力的作用效果有两个:①力可以改变物体的运动状态;②力可以改变物体的形状。
【解答】解:力的作用效果有两个:①力可以改变物体的运动状态;②力可以改变物体的形状;
注意题中的关键词:“使足球由静止绕过人墙钻入球门。”
A、虽然力的作用是相互的,但是该现象不能说明该结论,故A不正确;
B、虽然力可以改变物体的形状,但是该现象不能说明该结论,故B不正确;
C、梅西在发任意球时,能使足球由静止绕过人墙钻入球门(足球的运动状态不断变化),该现象说明力可以改变物体的运动状态,故C正确。
D、因C选项正确,故D选项不正确。
故选:C。
【点评】该题考查力的作用效果,力的相互作用等知识,是一道比较简单的力与运动的题目。
2.关于小球的重力示意图,下列画法正确的是( )
A. B.
C. D.
【考点】7B:重力示意图.版权所有
【分析】物体受重力作用点(重心)物体的几何中心上,重力的方向是竖直向下,在重力的方向画一带箭头的线段,表示物体受重力,这就是重力的示意图。
【解答】解:
重心在球心,在重力方向竖直向下画一带箭头的线段,在箭头附近标上符号G,
ACD图中方向不是竖直向下,只有C符合题意。
故选:C。
【点评】此题考查学生对重力方向的理解。重力方向在任何情况下都是竖直向下的,学生只要理解了竖直向下这一知识点,就不会选错了。
3.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N B.0N,5N C.5N,5N D.5N,10N
【考点】75:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.版权所有
【分析】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
【解答】解:因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N;
同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N。
故选:C。
【点评】此题考查了二力平衡条件的应用,根据物体处于静止状态,得出物体受平衡力的作用,从而得出测力计的示数,同时涉及到了定滑轮的特点。
4.如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.行李箱下面装有轮子
B. 在轴承中装有滚珠
C.汽车轮胎上有凸起的条纹
D. 给自行车加润滑油
【考点】7I:增大或减小摩擦的方法.版权所有
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解:A、行李箱下面装有轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦力。故A不合题意;
B、在轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦力。故B不合题意;
C、汽车轮胎上有凸起的条纹,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C符合题意;
D、给自行车加润滑油,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。故D不合题意。
故选:C。
【点评】本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
5.如图所示在平直路面上向右行驶的小车中,有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端连接至小车底板的木块上,弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列判断正确的是( )
A.若木块突然压缩弹簧,则小车一定在做加速运动
B.若木块受到向右的摩擦力,则小车一定在做加速运动
C.若木块受到三个力的作用,则小车一定在做减速运动
D.若弹簧未发生形变,则小车一定在做匀速运动
【考点】6M:惯性现象.版权所有
【分析】(1)平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,平衡状态时受平衡力。
(2)物体的运动状态改变时,一定是受到了非平衡力的作用。据此分析其受力情况和运动情况。
【解答】解:
由题意知,原来小车向右做匀速直线运动,木块、弹簧也随小车一起做匀速直线运动,此时弹簧处于原长状态。
A、若木块突然压缩弹簧,说明小车在突然减速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会压缩弹簧,故A错误;
B、若木块受到向右的摩擦力,说明木块向左运动或有向左运动的趋势,则这种情况是由于小车突然加速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,从而造成木块向左运动或有向左运动的趋势,故B正确;
C、木块、弹簧随小车一起做匀速直线运动时,木块只受重力和支持力,若木块受到三个力的作用,则说明其运动状态发生了改变,因此,小车可能加速,也可能减速,故C错误;
D、若小车运动状态虽然改变(即做变速运动),但木块与小车之间只是产生了相对运动的趋势,而并未发生相对运动,此时弹簧不会发生形变,小车却并不是做匀速运动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了物体在平衡状态和非平衡状态时的受力情况、运动情况,属于易错题。
6.如图的各种做法,属于减小摩擦的是( )
A.鞋底上印有花纹
B.举重前,在手上涂防滑粉
C.自行车的车闸用橡胶制作
D.气垫船底部跟水面之间有一层空气垫
【考点】7I:增大或减小摩擦的方法.版权所有
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解:
A、鞋底上印有花纹,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A不合题意;
B、举重前,在手上涂防滑粉,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B不合题意;
C、自行车的车闸用橡胶制作,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C不合题意;
D、气垫船底部跟水面之间有一层空气垫,是通过使接触面脱离来减小摩擦力,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
7.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知F1=5N,F2=3N.那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A.5N、3N B.5N、2N C.2N、3N D.3N、5N
【考点】7D:摩擦力的大小.版权所有
【分析】解题时分别通过以A和整体为研究对象,通过二力平衡及力的合成可得出两物体受到的摩擦力。
【解答】解:A在水平向受拉力F1及摩擦力而处于静止状态,故由二力平衡可得,A受B的摩擦力FA=F1=5N;
对整体进行分析,则整体在水平向上受F1、F2及地面对B的摩擦力而处于静止状态,故三力的合力应为零,则摩擦力FB=F1﹣F2=5N﹣3N=2N;
故选:B。
【点评】本题考查二力平衡及力的合成,注意整体法在物理学解题中具有非常重要的作用,应注意灵活应用。
8.如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
【考点】89:液体的压强的计算.版权所有
【分析】对柱形容器来说,液体对容器底的压强是两种液体产生的压强之和,利用p=ρgh分别求出两种液体的压强,最后求出它们的和。
【解答】解:上层液体所产生的压强:
p上=ρ1gh1=0.8ρgh;
下层液体所产生的压强:
p下=ρ2gh2=ρg×2h=2ρgh;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:
p底=p上+p下=0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。
故选:C。
【点评】此题考查液体压强公式的应用,关键是知道下层液体会对上层液体产生的压强大小不变向各个方向传递;另对于直壁容器中,容器内液体对容器底的压力等于液体的重力,所以也可以首先求出容器中液体的总重力,然后得出容器底部的压力,利用p=求出液体对烧杯底部的压强。
9.如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同
乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
【考点】83:压强大小比较.版权所有
【分析】甲、乙、丙都是实心圆柱体,对水平地面的压强p======ρgh;
知道甲、乙、丙高度关系,三者对地面的压强相等,利用p=ρgh比较甲、乙、丙的密度大小关系;
知道甲、乙的底面积大小关系,可得体积关系,知道密度关系,可求质量关系;知道乙、丙的底面积大小关系,对地面的压强相等,利用p===可得乙丙的质量关系,进而得出三圆柱体的质量关系。
【解答】解:
因为甲、乙、丙都是实心圆柱体,
所以对水平地面的压强p======ρgh;
由图知甲、乙、丙的高度h甲=h乙<h丙,且三者对地面的压强相等,
所以由p=ρgh可知,三圆柱体的密度关系:ρ甲=ρ乙>ρ丙;
由图知甲、乙的底面积S甲<S乙,高度h甲=h乙,
所以V甲<V乙,
因为ρ甲=ρ乙,m=ρV,
所以甲乙圆柱体的质量关系:m甲<m乙;
已知乙、丙的底面积S乙=S丙,对地面的压强相等,
则由p===可知,乙丙圆柱体的质量关系:m乙=m丙;
所以三圆柱体的质量关系:m甲<m乙=m丙;
故A正确、BCD错。
故选:A。
【点评】本题考查了密度公式、压强公式的应用,本题关键是知道:圆柱体物体对水平地面的压强p======ρgh。
10.下列各组实验器材完好,初始状态如图所示,其中说法正确的是( )
A.如图甲所示,该容器倾斜一定角度后,各管内液面仍将保持相平
B.如图乙所示,微小压强计探头进入水中后,U型管两侧液面仍将保持相平
C.如图丙所示,放开手指后,玻璃管中液面将会降到和槽内液面相平
D.如图丁所示,向吸管B用力吹气后,吸管A内液面和烧杯内液面仍将保持相平
【考点】88:液体的压强的特点;8B:连通器原理;8F:大气压强的测量方法;8K:流体压强与流速的关系.版权所有
【分析】(1)几个上端开口底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
(2)液体的压强与液体密度和深度都有关系。探头在液体中受到压强的大小不能直接观察,此处应用的是转换法;
(3)一个大气压支持76cm高的水银柱;
(4)当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
【解答】解:A、如图甲所示,该容器上端开口底部互相连通,构成连通器,根据连通器原理可知,该容器倾斜一定角度后,各管内液面仍将保持相平。故A正确;
B、在探究液体压强实验中,探头在液体中受到压强的大小不能直接观察,而是通过U形管两边的液面差来体现的,如图乙所示,微小压强计探头进入水中后,U由于受到水的压强,所以U型管两侧液面右边高于左边。故B错误;
C、一个大气压支持76cm高的水银柱,如图丙所示,放开手指后,玻璃管中液面不会下降。故C错误;
D、往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管的水上升。故D错误。
故选:A。
【点评】此题通过几个小实验考查学生对连通器原理、液体压强特点、大气压的存在、流体压强和流速的关系的理解和掌握。关键是正确理解液面相平或不相平的原理和实质。
11.两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒精,液面高度如图所示。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1′和F1’,乙容器对桌面的压强和压力分别为p2′和F2′,已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是( )
A.p1<p2、F1<F2 B.p1<p2、F1=F2
C.p1'=p2′、F1′=F2′ D.p1’>p2′,F1′>F2′
【考点】81:压力及重力与压力的区别;83:压强大小比较.版权所有
【分析】(1)液体对容器底的压力等于液体的重力,根据G=mg,分析F1与F2大小关系;
由液柱的受力面积S相同,根据p=分析液柱对容器底的压强大小关系;
(2)容器对水平桌面的压力等于容器和液体的重力,根据已知条件比较两容器对桌面的压力的关系,根据p=分析两容器对桌面的压强大小关系。
【解答】解:(1)分别装有质量相等的水和酒精,液体对容器底的压力等于液柱的重力,根据G=mg,因质量相同,故F1=F2;
因两个完全相同的圆柱形容器,故液柱的受力面积S相同,根据p=,液柱对容器底的压强:
p1=p2;
(2)容器对水平桌面的压力等于容器和液体的重力,
故两容器对桌面的压力相等,F1′=F2′
根据p=,两容器对桌面的压强相等,p1′=p2′;只有C正确。
故选:C。
【点评】本题考查液体产生压力和压强及固体产生压力和压强大小的比较。液柱对容器底的压力等于液柱的重力。
12.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
【考点】2A:密度的计算;89:液体的压强的计算;8O:阿基米德原理的应用;8P:浮力大小的计算.版权所有
【分析】(1)图象中,上方与横轴平行的线段表示金属块在水面以上时受到的拉力,等于金属块的重力;
(2)下方与横轴平行的线段表示金属块在水面以下时受到的拉力。两个拉力之差就是浸没时受到的浮力;利用G=mg求金属块的质量;利用阿基米德原理求金属块的体积;再利用密度公式求金属的密度;
(3)由图象可知:金属块恰好完全浸没时下表面距离水面为0.2m,利用p=ρgh即可计算出下表面受到压强的数值。
【解答】解:
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力:G=F拉1=46N;故A错;
BC、金属块的质量:
m===4.6kg;
由图象可知,当h=50cm之后,弹簧测力计示数不变,金属块浸没水中,受到的浮力:F浮=G﹣F拉2=46N﹣26N=20N;
由F浮=ρ液gV排可得金属块体积:
V=V排===2×10﹣3m3,
金属块的密度:
ρ===2.3×103kg/m3,故B正确、C错;
D、金属块刚浸没时下表面距水面距离:h=50cm﹣30cm=20cm=0.2m,
金属块下底面受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,故D错。
故选:B。
【点评】本题用到的知识点有重力、密度、称重法测浮力、阿基米德原理、液体压强等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
13.如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B.C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是( )
A.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙
B.小球受到的浮力关系:FA>FB>FC
C.容器对桌面的压力关系:F甲<F乙<F丙
D.小球的质量关系:mA=mB<mC
【考点】81:压力及重力与压力的区别;83:压强大小比较;8S:物体的浮沉条件及其应用.版权所有
【分析】(1)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系;
(2)由图得出A、B、C三个小球排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(3)根据物体浮沉条件、结合阿基米德原理判断三个小球重力与排开水的重力关系,然后根据容器对桌面的压力等于杯内水、小球和容器的重力之和比较三个容器对桌面压力关系。;
(4)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即可得出质量关系。
【解答】解:由题知,A、B、C三个小球的体积相同;
A、小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,故A正确;
B、由图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为VA排<VB排=VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB=FC,故B错误;
C、A球在甲容器中漂浮,所以FA=GA;根据阿基米德原理有FA=GA排,所以GA=GA排(即A球的重等于A排开水的重);
B球在乙容器中悬浮,所以FB=GB;根据阿基米德原理有FB=GB排,所以GB=GB排(即B球的重等于B排开水的重);
上面的关系式可理解为AB两球的重分别补充了所缺少水的重,由于甲乙容器内水面相平,则甲乙容器内水和小球的总重相等;甲乙两容器完全相同,则两容器的重相等,故甲乙容器的总重相等,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,即F甲=F乙;
而C球在丙容器中沉底,所以GC>FC,根据阿基米德原理有FC=GC排,所以GC>GC排,即C球的重大于C排开水的重;故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙<F丙。
综上分析可知,三个容器对桌面压力关系为F甲=F乙<F丙,故C错误;
D、由图可知,A漂浮,B悬浮,C下沉,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC>FC,
由于FA<FB=FC,则GA<GB<GC;所以,mA<mB<mC,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等,是一道综合性较强的题目。
14.如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是( )
A.小球在A点的重力势能最大
B.小球在B点的速度最大
C.小球在C点和B点的机械能相等
D.小球不能到达D点
【考点】FM:势能大小的比较;FU:动能和势能的转化与守恒.版权所有
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:A、小球在A时,高度最高,重力势能最大,速度增大,动能增大,由于存在摩擦,减小的重力势能转化为动能和内能;故A正确。
B、小球在B时,小球的质量不变,高度最小,势能最小,动能最大,速度最大,故B正确;
C、小球和轨道间存在摩擦,小球需要克服摩擦做功,故小球从B点到C点的机械能减小,故C错误;
D、因为小球需要克服摩擦做功,在运动过程中有一部分机械能转化为内能,故小球不能到达D点,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了影响动能和势能大小的因素以及能量的转化知识的应用,知道动能和重力势能之间的相互转化是解决该题的关键。
15.下列所示现象中,对物体做了功的是( )
A.搬而未起
B.提着滑板在水平路面上前行
C.人将木箱推到斜面的顶端
D.举着杠铃在空中不动
【考点】EA:力是否做功的判断.版权所有
【分析】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,二者缺一不可,据此分析判断。
【解答】解:A、搬而未起,有力但没有移动距离,不做功。故A不合题意;
B、提着滑板在水平路面上前行,有力但在力的方向上没有移动距离,不做功。故B不合题意;
C、将木箱推到斜面顶端,施加了力,并且在力的方向上移动了距离,对木箱做了功。故C符合题意;
D、举着杠铃静止不动,有力但没有移动距离,不做功。故D不合题意。
故选:C。
【点评】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。
16.材料相同的甲、乙两个实心物体分别挂在杠杆A、B两端,O为支点(OA<OB),如图所示,杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中,杠杆将会( )(不考虑杠杆自身的影响)
A.A 端下沉 B.B 端下沉 C.仍保持平衡 D.无法确定
【考点】7Q:杠杆的动态平衡分析.版权所有
【分析】甲、乙浸没在水中后对杠杆的拉力F=G﹣F浮,根据杠杆的平衡条件判断杠杆左端是否下沉。
【解答】解:
由题知,甲、乙两物体的密度相同,OA<OB,即甲的力臂要小于乙的力臂;
根据杠杆的平衡条件可知,G甲×L甲=G乙×L乙,
即:ρgV甲L甲=ρgV乙L乙,
所以:V甲L甲=V乙L乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中,此时甲乙都要受到浮力的作用,根据阿基米德原理可知,甲乙受到的浮力分别为:
F浮甲=ρ水gV甲,F浮乙=ρ水gV乙,
此时左边拉力与力臂的乘积为:(G甲﹣ρ水gV甲)×L甲=G甲×L甲﹣ρ水gV甲×L甲﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
此时右边拉力与力臂的乘积为:(G乙﹣ρ水gV乙)×L乙=G乙×L乙﹣ρ水gV乙×L乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由于V甲L甲=V乙L乙,
所以:ρ水gV甲×L甲=ρ水gV乙×L乙,
则由②③两式可知,此时左右两边拉力与力臂的乘积相同,故杠杆仍然会保持平衡。
故选:C。
【点评】杠杆的平衡条件是,两边力和力臂的乘积相等,判断杠杆的倾斜方向,只要计算出力×力臂,杠杆将向乘积大的一端倾斜。
二、填空题
17.如图所示,小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A,使它匀速前进2m,地面对它的摩擦力为150N,小聪施加的拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重),则滑轮组做的有用功为 300 J,滑轮组的机械效率为 75% 。
【考点】EH:有用功和额外功;F4:滑轮(组)的机械效率.版权所有
【分析】(1)利用W=fs求滑轮组做的有用功;
(2)由图知,n=2,拉力端移动距离等于物体移动距离的2倍,利用W=Fs求拉力做的总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:
(1)滑轮组做的有用功:
W有用=fs物=150N×2m=300J;
(2)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2s物=2×2m=4m,
拉力做的总功:
W总=Fs=100N×4m=400J,
滑轮组的机械效率:
η==×100%=75%。
故答案为:300;75%。
【点评】本题考查了水平使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算,要注意:水平使用滑轮组时克服摩擦力做的功为有用功,与物体重力无关。
18.如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿 F2 (选填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力最小,为 100 N.
【考点】7S:杠杆中最小力的问题.版权所有
【分析】若在杠杆上B点施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡,该力的方向应该垂直杠杆向上,使动力臂最长,即竖直向上;
B是杠杆的中点,则OA=2OB,又知道物重大小,利用杠杆平衡条件求拉力大小。
【解答】解:
为使拉力最小,动力臂要最长,拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上(F2),动力臂为OB最长,
杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件:
F2×OB=G×OA,由于OA是OB的二倍,所以:F=2G=100N。
故答案为:F2;100。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键。以支点到力的作用点的距离当成力臂时是最大的力臂。
19.如图是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒。卫星在远地点时 重力势 能最大,从远地点向近地点运动时,它的势能减小、 动 能增大,速度也就增大。
【考点】FN:动能和势能的大小变化;FU:动能和势能的转化与守恒.版权所有
【分析】(1)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。
(2)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。
【解答】解:卫星在远地点时,距地球最远,因此势能最大;
从远地点向近地点运动时,质量不变,速度增大,动能增大,同时距离变近,重力势能减小。
故答案为:重力势;动。
【点评】此题考查动能和势能的大小变化,卫星因其在大气层外运行,没有了空气的阻力,故其机械能在相互转化的过程中可以保持守恒。
20.潜水艇是靠改变 自身重力 来实现上浮和下潜的,向潜水艇的水舱中充入适当的海水后,潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮,潜水艇受到的浮力 变大 (选填“变大“变小”、或“不变”),如果该潜水艇由海水中潜入长江中仍然保持悬浮,应该 减少 (选填“增加”或“减少”)潜水艇水舱中水的质量(ρ水<ρ海水)。
【考点】8O:阿基米德原理的应用;8S:物体的浮沉条件及其应用.版权所有
【分析】(1)潜水艇是靠改变改变自身重力来实现上浮和下潜的;
(2)物体受到的浮力与液体密度和排开液体体积的大小有关,根据F浮=ρ液gV排判断浮力的大小变化;
(3)物体的浮沉条件是:浮力大于重力,上浮;浮力等于重力,悬浮;浮力小于重力,下沉。
【解答】解:
(1)潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的;
(2)潜水艇在海水中漂浮时,部分体积浸没,悬浮时,潜水艇全部浸没,当潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮,排开液体的体积增大,根据F浮=ρ液gV排知浮力变大;
(3)该潜艇由海中潜入长江中,若仍然保持悬浮,水的密度减小,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知浮力减小,此时应减小自身的重力,使浮力等于重力,潜水艇才会悬浮,所以应使水舱中的水量减少。
故答案为:自身重力;变大;减少。
【点评】此题考查的是潜水艇的原理、阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,需要知道:物体的浮沉决定于浮力和重力的大小关系。
21.如图,实心正方体A、B的材质与表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B叠放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右匀速直线运动,甲、乙两种情况对地面的压强p甲:p乙= 4:1 ,水平推力F甲:F乙= 1:1 。
【考点】86:压强的大小及其计算.版权所有
【分析】(1)由题意可知,实心正方体A、B的密度相同,根据m=ρV=ρL3求出它们的边长之比,水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据p==求出甲、乙两种情况对地面的压强之比;
(2)滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,据此比较两种情况下受到的滑动摩擦力关系,物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的推力和滑动摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,据此进行解答。
【解答】解:因实心正方体A、B的材质相同,即密度相同,
所以,由m=ρV=ρL3可得,它们的边长之比:
====,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,甲、乙两种情况对地面的压强之比:
====()2=()2=;
因两种情况下整体对地面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,
所以,整体受到的滑动摩擦力f相同,
因物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的推力和滑动摩擦力是一对平衡力,
所以,F甲=F乙=f,即F甲:F乙=1:1。
故答案为:4:1; 1:1。
【点评】本题考查了重力公式和密度公式、压强公式、二力平衡条件以及影响滑动摩擦力大小因素的应用等,涉及到的知识较多,综合性强,有一定的难度。
22.自制一个重垂线来检查像框是否挂正,这是利用了重力的方向总是 竖直向下 的。吊起重垂的细线对重垂有拉力,拉力属于弹力,弹力是由于物体发生 弹性形变 而产生的力。
【考点】71:弹力;7A:重力的方向.版权所有
【分析】由于地球的吸引而使物体受到的力是重力,重力的作用点是重心;重力的方向总是竖直向下的,重垂线是根据重力方向总是竖直向下的制成的;
物体发生形变后,要恢复原状,对与它接触的物体有力的作用,这就是弹力。
【解答】解:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的作用点叫做物体的重心。
重垂来来检查像框是否挂正了,这是利用了重力的方向总是竖直向下的。
吊起重锤的细线对重垂有拉力,拉力属于弹力,弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力。
故答案为:竖直向下;弹性形变。
【点评】本题考查了重力与重心的概念、重力的方向,知一道基础题,掌握基础知识即可正确解题。
三、作图题
23.如图,水平皮带传送装置将货物向右匀速传送,请画出货物受到的力的示意图。
【考点】6H:力的示意图与图示.版权所有
【分析】(1)首先对物体进行受力分析,顺序是:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘液气浮;然后按照力的示意图的画法画出各个力;
(2)作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
【解答】解:物体的平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态,处于平衡态的物体在某一方向上受平衡力的作用或者不受外力的作用。
货物随传送带一起沿水平方向向右做匀速运动,则货物在水平方向上不受外力的作用,在竖直方向上物体处于静止状态,则物体受平衡力的作用,即物体的重力和传送带对物体的支持力是一对平衡力。如下图所示:
【点评】此题考查力的示意图的画法,能否正确分析物体在水平和竖直方向上的受力情况,是本题的解题关键所在。
24.如图所示,在杠杆上的A点挂一重物,在B点对杠杆施加一个最小的力,使杠杆平衡。在图中画出这个力的示意图和力臂。
【考点】7S:杠杆中最小力的问题.版权所有
【分析】根据杠杆平衡的条件可知,杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题。
【解答】解:根据杠杆平衡条件,要想动力最小,动力臂就要最大,因为支点是O点,当力作用在B点时,力臂最长,连接OB即为最长力臂L;
为使杠杆平衡,过B点作垂直OB的向上的垂线即为最小力,如图所示。
【点评】此题考查了最小力和力臂的画法。当杠杆平衡时,要使力最小,力臂要最长,最长力臂就是支点到作用点的距离。
四、简答题
25.(4分)小敏爸爸驾驶小汽车载着家人外出旅游,小车在一段平直公路上匀速直线行驶,小敏坐在小车的座位上,突然遇到紧急情况,爸爸紧急刹车,小敏身体将向什么方向倾斜?说出理由。
【考点】6M:惯性现象.版权所有
【分析】解答此题的关键是掌握:惯性是物体本身固有的属性,由于惯性物体仍旧要保持原来的运动状态。
【解答】答:小敏坐在小车的座位上,当汽车紧急刹车时,小敏的下身随汽车一起停止运动,但其上身由于惯性仍要保持原来的运动状态继续向前运动,所以小敏身体会突然向前方倾倒。
【点评】此题主要考查学生对惯性现象的理解和掌握。惯性现象在现实生活中随处可见,和我们的生活密切相关,学习中要注意联系实际,用所学惯性知识解决生活中的实际问题。
五、实验探究题
26.如图所示,在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中,小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下,分别观察小车从斜面上同一位置滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动的距离,同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题:
(1)小刚每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,目的是为了使小车到达水平面时的速度 相同 (选填“相同”或“不同”)。
(2)小车到达水平面后不能立即停下来,是因为小车具有 惯性 ;小车最终在水平面上停下来,说明力改变了小车的 运动状态 。
(3)请你画出小车在水平面上运动过程中的受力示意图。
(4)由上述实验推测,若小车在水平面上所受的阻力为零,它将做 匀速 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
【考点】6N:阻力对物体运动影响的探究实验.版权所有
【分析】(1)实验中应使小车从同一高度由静止滑下,是为了使小车具有相同的初速度;
(2)惯性是物体固有的属性,一切物体都有惯性;力是改变物体运动状态的原因;
(3)小车在水平面上滑动时,竖直方向上,受到重力和支持力;水平方向上,因为向右运动,所以受到水平向左的摩擦力。
(4)在速度相等时,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小越慢;假如表面绝对光滑,则小车不受摩擦阻力作用,小车将永远不停地运动下去。
【解答】解:
(1)实验中每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,是为了使小车到达水平面时具有相同的初速度;
(2)小车到达水平面后,小车由于惯性还会继续向前运动,不能立即停止;
小车最终在水平面上停下来,是因为受到摩擦力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因;
(3)小车在水平面上运动时,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力的作用,三个力的作用点可画在小车的重心上,则小车受力示意图如图所示:
(4)由实验可知,平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢,若小车在水平面上所受的阻力为零,它的运动速度就不会变化,即它将做匀速直线运动。
故答案为:(1)相同;(2)惯性;运动状态;(3)见上图;(4)匀速。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,考查了控制变量法在实验中的应用及实验结论得出方法,要注意推理法的应用。
27.如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中的研究对象是 卡片 (选填“卡片”或“钩码”),通过调整 钩码的数量 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 不能 (能/不能)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 不在同一直线上的两个力是否平衡 。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 用剪刀将卡片剪成两半 。
(4)小红同学也对同一问题进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示),你认为能否用小红的装置进行实验 能 (选填“能”或“不能”)。
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是 A 。
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
【考点】6T:二力平衡条件的应用.版权所有
【分析】(1)通过研究小卡片的受力情况进行实验;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(3)为了验证作用在同一物体上的两个力才能平衡,则小卡片上受到的两个拉力应分别作用在两个物体上,据此可知下一步的操作;
(4)只要能到达平衡力的四个条件,就可以研究;
(5)为了减小实验误差,应减小摩擦力对实验的影响,根据摩擦力对实验的影响分析小明与小华的实验设计的优劣。
【解答】解:
(1)图甲中的研究对象是小卡片,实验中拉力的大小是通过钩码的数量来反映的;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,则小卡片上受到的两个拉力应分别作用在两个物体上,所以下一步的操作是:将卡片从中间剪开;
(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验;
(5)小华实验用的小卡片重力小,悬在空中不受摩擦力影响;小明实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响。所以还是小华的实验方案好,故选A。
故答案为:(1)卡片;钩码的数量;(2)不能;不在同一直线上的两个力是否平衡;(3)用剪刀将卡片剪成两半;(4)能;(5)A。
【点评】探究平衡力条件的实验要尽量简化实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态,用空中悬着的小卡片代替放在水平桌面的物体,简化实验,便于操作。
28.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。
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉物块A做 匀速直线 运动,此时,滑动摩擦力的大小 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力;
(2)在“甲”、“乙”、“丙”三次实验中,滑动摩擦力最大的是实验 丙 ;
(3)比较甲、乙实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 压力 有关;比较乙、丙实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 有关;(均选填“压力”或“接触面粗糙程度”)
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验的,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的;
(5)小明要对实验装置进行改动,如图戊所示,重复实验发现效果更好。在实验中小明 不一定 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木块。
【考点】7L:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验.版权所有
【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)滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,接触面越光滑、物体间的压力越小,滑动摩擦力越小;
(3)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;
(4)根据控制变量法的要求分析答题;
(5)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,此时物块处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)在“甲”、“乙”、“丙”三次实验中,在实验丙中,物体间的压力最大,接触面粗糙程度最大,因此滑动摩擦力最大;
(3)由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
由图乙、丙所示实验可知,物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,乙、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的。
(5)由图戊所示实验可知,拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板;
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)丙;(3)压力;接触面粗糙程度;(4)错误;(5)不一定。
【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
29.如图所示,为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。
(1)本实验的科学探究方法是: 转换 法和 控制变量 法。
(2)小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 D、E 两次实验进行比较得出结论;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的 E、F 两次实验进行比较得出结论。
(3)通过实验小丽得出结论:压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论 正确 (选填“正确”或“不正确”)
(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了 增大受面积 来减少压力作用的效果;俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是: 减小受力面积 来增加压力作用的效果。
(5)图A和图D中小凳子对桌面和海绵的压力作用效果 相同 (选填“相同”或“不同”)
【考点】87:探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验.版权所有
【分析】(1)(2)(3)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;
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。据此分析回答。
(4)压力一定时,可通过增大受力面积来减少压力作用的效果;也可通过减小受力面积来增加压力作用的效果。
结合实际分析回答;
(5)根据p=分析。
【解答】解:
(1)在探究影响压力作用效果的因素实验中,应用了转换法T 控制变量法。
(2)探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应控制受力面积相同而压力大小不同,且小桌应放在海绵上,由图示实验可知,应选择图D、E两次实验进行比较得出结论;
为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应控制物体间的压力相同而受力面积不同,应该通过图中的E、F两次实验进行比较得出结论;
(3)由图D、E所示实验可知,受力面积相同而压力的大小不同,压力作用效果不同,由此可知,压力作用的效果与压力大小有关;由图E、F所示实验可知,压力的大小相同而受力面积不同,压力作用效果不同,由此可知,压力作用效果与受力面积有关;所以,小丽的结论是正确的。
(4)书包的背带做得又宽又大,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减少压力作用的效果;
俗话说“磨刀不误砍柴工”,通过减小受力面积来增加压力作用的效果。
(5)根据p=,因压力和受力面积相同,故压力作用效果相同。
故答案为:
(1)转换;控制变量;(2)D、E;E、F;(3)正确;(4)增大受力面积;减小受力面积;(5)相同。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
30.在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中,探究液体压强的工具是 压强计 ,通过 U形管两侧液面的高度差 来反映被测压强的大小。
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)甲、乙两图是探究液体压强与 深度 的关系,结论是: 液体内部压强随着深度的增加而增大 。
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用 乙、丙 两图进行对比。
(5)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 相等 。
【考点】8C:探究液体压强的特点实验.版权所有
【分析】(1)在初中物理学中,研究液体内部压强特点的工具是U型压强计;
液体压强大小通过U型管内液面的差来反映的,液面高度差越大,液体的压强越大,这是一种转换法的运用;
(2)(3)(4)液体内部压强与液体的密度和液体的深度有关,与容器的形状无关,在探究影响液体内部压强的因素时,需要用到控制变量法。
(5)液体内部压强的特点是:液体内部压强随着深度的增加而增大,同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,不同液体内部的压强还与液体的密度有关。
【解答】解:
(1)该实验中,探究液体压强的工具是U型压强计;由图可知,用来探究液体内部压强的特点的工具是U型压强计,实验时把金属盒放入水中,通过观察两管中水面的高度差就可以反映橡皮膜受到水的压强的大小;
(2)丙和丁液体密度相同,探头在液体中的深度相同,容器形状不同,U型管中液面的高度差相同,说明液体压强与盛液体的容器形状无关;
(3)甲、乙两图液体的密度相同,探头在液体中的深度不同,U型管中液面的高度差不同,说明液体压强与有关,并且液体内部压强随着深度的增加而增大;
(4)要探究压强与液体密度的关系,应使探头深度相同,液体密度不同,所以应选择乙丙两图;
(5)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
故答案为:(1)压强计;U形管两侧液面的高度差;(2)无关;(3)深度;液体内部压强随着深度的增加而增大;(4)乙、丙;(5)相等。
【点评】此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素。注意物理实验中研究方法﹣﹣转换法和控制变量法的运用。液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
31.小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小明发现杠杆左端低右端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 右 调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响;二是便于测量力臂的长度 。
(2)小明用弹簧测力计在B点 竖直向下 拉(如图甲),才可以在杠杆上直接读出动力臂。
(3)如图乙所示,某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时,弹簧秤的示数将 不变 。(填“变大”、“变小”或“不变”,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)
(4)小明继续研究杠杆的机械效率,他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F,装置如图丁所示,使杠杆缓慢匀速上升,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2;则:①杠杆机械效率的表达式为η= ×100% 。(用测量的物理量符号表示)②若只将测力计的悬挂点由A移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【考点】7U:探究杠杆的平衡条件实验.版权所有
【分析】(1)杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,左、右两端的螺母(或一端的螺母)要向杠杆上翘的一端调节。
实验前先要调节杠杆两端的平衡螺母,使其在水平位置平衡,这是为使杠杆所受的重力通过支点,从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响;调节好以后,仍要使杠杆在水平位置平衡,是为了便于测量力臂的长度;
(2)弹簧测力计在B点竖直向下拉时,才可以在杠杆上直接读出动力臂;
(3)力臂指的是支点到力的作用点的距离,杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,根据杠杆平衡的条件可解决题目;
(4)使用杠杆克服钩码的重力做功,有用功等于克服钩码重力做的功,总功等于弹簧测力计的拉力做的功,机械效率等于有用功和总功的比值。
【解答】解:(1)杠杆右端低左端高,则重心应向右移动,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节;
使杠杆在水平位置平衡的目的有两个:一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响;二是便于测量力臂的长度;
(2)如图甲,根据力与力臂的关系,小明用弹簧测力计在B点竖直向下拉时,才可以在杠杆上直接读出动力臂;
(3)做实验时,如图丙所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时,其动力臂、阻力臂的比值是不变的,所以在阻力不变的情况下,动力是不变的。
(4)①有用功为W有=Gh1,总功W总=Fh2,则机械效率的表达式η=×100%=×100%。
②杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,W有+W额=W总,
设杠杆重心升高的距离为h,所以,Gh1+G杠h=Fh2,G不变,h1不变,G杠不变,
若只将测力计的悬挂点由A移至C点,钩码还升高相同的高度,杠杆上旋的角度不变,杠杆升高的距离h不变,
所以Gh1+G杠h不变,所以Fh2也不变。
根据η=×100%,分母不变,分子不变,所以η不变。
故答案为:(1)右;一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响,二是便于测量力臂的长度;(2)竖直向下;(3)不变;(4)①×100%; ②不变。
【点评】本题考查杠杆平衡条件实验,利用杠杆平衡条件,可以求出力或力臂大小,也可以判断杠杆是否平衡,或判断力的大小变化等,杠杆平衡条件应用很广泛。此题同时考查杠杆机械效率的测量,把握有用功、总功的计算方式,明确机械效率的表达式,知道提高机械效率的方法。
六、计算题
32.如图所示,水平桌面上放有重为2N的薄玻璃杯,它的底面积为20cm2,向玻璃杯中倒入重为5N的水,水的深度是10cm,g取10N/kg。求:
(1)水对杯底的压力;
(2)玻璃杯对水平桌面的压强。
【考点】86:压强的大小及其计算;89:液体的压强的计算.版权所有
【分析】(1)知道杯内水的深度,根据p=ρgh求出水对杯底的压强,利用F=pS求出水对杯底的压力;
(2)玻璃杯对桌面的压力等于水和杯子的重力之和,利用p=求出玻璃杯对水平桌面的压强。
【解答】解:(1)水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
水对杯底的压力:
F=pS=1000Pa×20×10﹣4m2=2N;
(2)玻璃杯对水平桌面的压力:
F′=G杯+G水=2N+5N=7N,
玻璃杯对水平桌面的压强:
p′===3500Pa。
答:(1)水对杯底的压力为2N;
(2)玻璃杯对水平桌面的压强为3500Pa。
【点评】本题考查的是液体压强和固体压强的计算方法,同时出现固、液体压力压强,要注意先后顺序:液体,先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS);固体,先计算压力(在水平面上F=G),后计算压强(p=)。
33.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。(g=10N/kg)求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少Pa?
【考点】2A:密度的计算;89:液体的压强的计算;8P:浮力大小的计算.版权所有
【分析】(1)由图象可知,弹簧测力计的最大示数,此时物块未浸入水中,物块重力等于最大示数;由图得出物块浸没在水中时弹簧测力计的示数,利用称重法求受到的浮力;
(2)利用F浮=ρ液V排g求物体的体积,利用G=mg求物体的质量,利用密度公式求物体的密度;
(3)由图乙可知,h1=4cm时物块刚好浸没水中,可求从物块刚好浸没水中到h2=8cm过程中物块下表面所处深度的变化量,利用p=ρgh求水对物块下表面的压强变化。
【解答】解:
(1)由图象可知,弹簧测力计的最大示数F最大=8N,此时物块未浸入水中,则物块重力G=F最大=8N;
物块浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=4N,
则物块完全浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F示=8N﹣4N=4N;
(2)由F浮=ρ水gV排得物块的体积:
V=V排===4×10﹣4m3,
物块的质量:
m===0.8kg,
物块的密度:
ρ物===2×103kg/m3;
(3)由图乙可知,h1=4cm时物块刚好浸没水中,从物块刚好浸没水中到h2=8cm过程中,
物块下表面所处深度的变化量:△h=h2﹣h1=8cm﹣4cm=4cm=0.04m,
水对物块下表面的压强变化量:△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答:(1)物块完全浸没在水中受到的浮力为4N;
(2)物块的密度2×103kg/m3;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了400Pa。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理、液体压强公式的应用,分析图象得出相关信息是关键。
34.图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的柱形石料M的示意图。在整个打捞过程中,石料以恒定的速度v=0.1m/s上升,石料离开水面之后绳子自由端的拉力F=1000N.图乙是钢丝绳的拉力T随时间变化的图象,t=0时刻石料刚好离开湖底,g取10N/kg。求:(不计水面变化)
(1)石料的质量m;
(2)石料完全浸没在水中受到的浮力F浮;
(3)湖底受到水的压强p;
(4)石料离开水面之后滑轮组的机械效率η。
【考点】89:液体的压强的计算;8P:浮力大小的计算;F4:滑轮(组)的机械效率.版权所有
【分析】分析图象可知,t=0时刻石料刚好离开湖底;从0s~40s,石料在水中上升,该时间段钢丝绳的拉力T1=1200N;从40s~50s,石料逐渐露出水面;从50s~70s,石料全部露出水面,该时间段钢丝绳的拉力T2=1600N;
(1)从50s~70s,石料全部露出水面,该时间段钢丝绳的拉力T2=1600N,由于石料匀速上升,石料受到的重力、拉力是一对平衡力,大小相等,则石料的重力等于钢丝绳的拉力,再利用G=mg求石料的质量;
(2)从0s~40s,石料在水中上升,该时间段石料浸没水中,钢丝绳的拉力T1=1200N,石料所受的浮力等于重力减去拉力;
(3)由图象可知:从0s~50s,石料从刚好离开湖底到刚好全部离开水面,不计水面变化,利用速度公式求湖水的深度,再利用p=ρgh求湖底受到水的压强;
(4)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,石料离开水面之后滑轮组的机械效率η====。
【解答】解:
由图象可知,t=0时刻石料刚好离开湖底;从0s~40s,石料在水中上升,该时间段钢丝绳的拉力T1=1200N;从40s~50s,钢丝绳的拉力逐渐增大,说明石料逐渐露出水面;
从50s~70s,石料全部露出水面(即在空气中上升),该时间段钢丝绳的拉力T2=1600N;
(1)从50s~70s,石料全部露出水面,该时间段钢丝绳的拉力T2=1600N,
由于石料匀速上升,石料受到的重力、拉力是一对平衡力,大小相等,
则石料的重力G=T2=1600N,
石料的质量:
m===160kg;
(2)从0s~40s,石料在水中上升,该时间段石料浸没水中,钢丝绳的拉力T1=1200N,
则石料所受的浮力:F浮=G﹣T1=1600N﹣1200N=400N;
(3)由图象可知,从0s~50s,石料从刚好离开湖底到刚好全部离开水面,不计水面变化,
由v=可得湖水的深度:
h=vt=0.1m/s×50s=5m,
湖底受到水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa;
(4)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,
石料离开水面之后滑轮组的机械效率:
η=====×100%=80%。
答:(1)石料的质量为160kg;
(2)石料完全浸没在水中受到的浮力为400N;
(3)湖底受到水的压强为5×104Pa;
(4)石料离开水面之后滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题为力学综合题,考查了重力公式、速度公式、液体压强公式、机械效率公式以及二力平衡条件的应用,分析图象得出相关信息是关键。
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物理wang