内容正文:
全国内地西藏班(校)2023-2024学年第二学期八年级
物理期末联考试卷
注意事项:
1.全卷共4页,五大题,满分 80 分,考试时间 80 分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题(本大题共8小题,每小题2分,共16分,在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的。多选、不选或错选均不得分)
1. 如图所示,小京用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 小京对车的水平推力大于车受到的阻力
B. 车受到的支持力与车对地面的压力是一对平衡力
C. 若小京撤去对车的水平推力,车的运动状态将会发生改变
D. 若小京撤去对车的水平推力,小京仍对车做功
2. 2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,如图所示。天舟六号加速升空过程中,关于能量变化说法正确的是( )
A. 重力势能增大,动能增大
B. 重力势能减小,动能减小
C. 重力势能增大,机械能减小
D. 重力势能减小,机械能不变
3. 对生活中的一些做法进行了分析,你认为合理的是( )
A. 减小重力就可以减小摩擦力
B. 举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”,目的是减小摩擦
C. 鼠标滚轮上的花纹可以增大摩擦
D. 水平推木箱推不动,是由于推力小于木箱所受的摩擦力
4. 一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压力和压强最接近于 ( )
A. 50 N,103 Pa B. 500N,104 Pa
C. 500 N,105Pa D. 500 N,106Pa
5. 流体的压强与流速有关,下列现象与这一物理知识无关的是( )
A. 如图中,同学向前吹气,纸条向上运动
B. 如图中,在气球的左侧吹气,气球向左侧运动
C. 如图中,同学用吸管吸饮料,饮料进入口中
D. 如图中,在硬币上方吹气,可以将硬币吹入碗中
6. 如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列正确的是( )
A. 刀刃很薄,可以增大压力
B. 铡刀实质上是一种费力杠杆
C. 甘蔗放在a点比b点更易被切断
D. 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
7. 将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B. 木块在乙液体中排开液体的质量较大
C. 两容器中木块下表面受到的液体压强不相等
D. 两容器底部受到的液体压强相等
8. 如图所示,利用滑轮组将重力为2N的物体,以0.2m/s的速度提升0.1m,拉力F为1.2N,下列说法正确的是( )
A. 绳自由端移动的速度为0.6m/s
B. 这个滑轮组是费力机械
C. 滑轮组的机械效率为83.3%
D. F所做的有用功为0.24J
二、填空题(本大题共4小题,每空1分,共8分)
9. 如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,是橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的_____(选填“运动状态”或“形状”).如果这时橡皮所受所有的力都突然消失,橡皮将做_____运动.
10. 水在沸腾时吸收热量,温度______(选填“升高”、“不变”或“降低”),高压锅内的大气压高于标准大气压,此时水的沸点______100℃(选填“高于”、“低于”或“等于”)。
11. 如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计_________(选填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中。将其分别放入装有密度为1和2液体的两个相同烧杯中,可以判断:1_________2(选填“<”“=”或“>”)。
12. 甲、乙两物体都做匀速直线运动,它们运动路程s与做功W随时间t变化图像分别如图,则两物体速度较大的是_________,功率较大的是_________。(均选填“甲”或“乙”)
三、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共14分)
13. 亚诺用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,这时杠杆是__________(选填“平衡”或“不平衡”)的。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向________(填“左”或“右”)移动;
(2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码(每个钩码重0.5N),在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1=______N。然后将弹簧测力计斜着向左下方拉,使杠杆在水平位置平衡时,此时弹簧测力计示数F2______ F1 (选填“>”“=”或“<”)。
14. 请你在下图中画出足球在空中飞行时受重力的示意图。
15. 请在图中画出人拉重物上升最省力的绕线方法______,若在此过程中,重物被向上拉了1m,则人手中的绳子将移动______m。
16. 如图是朗杰在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,图A中弹簧测力计挂着实心圆柱体合金块。
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.7
2.5
2.4
2.3
2.3
2.1
(1)用弹簧测力计挂着合金块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:B步骤中合金块受到的浮力为________N;
(2)分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟液体的_________有关;
(3)并根据步骤A、D、E,发现浮力的大小与浸没深度__________(选填“有关”或“无关”);
(4)朗杰在步骤F的基础上继续探究:把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,则弹簧测力计的示数逐渐___________(选填“增大”或“减小”);
17. 在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作,根据此图回答下列问题:
(1)甲、乙两图是探究液体压强与液体________的关系;
(2)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择_________两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状__________ (选填“有关”或“无关”)。
四、计算题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)
18. 早在3000年前我们祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着重力为100N的水缓慢上升了4m用了60s的时间,水桶的重力为10N,在这一过程中,人做的总功为500J。求此次取水的过程中(g=10N/kg)
(1)人做的有用功为多少?
(2)辘轳的机械效率多大?
(3)人拉力做功的功率是多少?
19. 如图甲所示,用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入装有适量水的圆柱形容器中,直至完全没入水中(水不会溢出)。如图乙所示,是金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V的关系。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积为50cm2,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)金属块的重力是多少N?
(2)金属块浸没时受到的浮力是多少?
(3)金属块浸没后与浸入之前比较,水对容器底的压强增加了多少?
五、综合实验题(本大题共4小题,第19-20题每空1分,第21-22题每空2分,本大题共30分)
20. 在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的实验装置分别如图甲、乙所示。你认为_________组同学选择的器材更加合理;
(2)实验中通过改变砝码的_________来探究二力大小的关系,当小车处于静止状态或匀速直线运动状态,我们便可认为它受到的力相互平衡;
(3)当左、右两盘中的砝码质量________(选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态。小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,将小车扭转到如图丙所示的位置,松手后,小车将_________(选填“保持静止”或“扭转回来”)。这一步骤说明二力平衡时,要满足二个力在_________上的条件;
(4)进一步实验得出,二力平衡的完整条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向_________,并且在__________上,这两个力就彼此平衡。
21. 某实验小组利用小桌、海绵、长方体肥皂及砝码,探究压力作用效果跟什么因素有关,实验探究过程如下:
(1)小强通过观察海绵______来比较压力的作用效果,这里应用了科学方法中的 ______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)甲、乙两图实验说明:受力面积一定时,______,压力作用效果越明显;
(3)通过 ______两图说明:压力一定时,______,压力作用效果越明显;
(4)如丁图所示,为了探究“压力的作用效果跟受力面积的关系”,小雪将长方体肥皂沿竖直虚线方向切成大小不同的两块,发现无论是大块还是小块的肥皂对海绵的压力作用效果跟之前一样,于是她分析得出结论:压力的作用效果跟受力面积无关。你认为小雪的做法和结论是______(选填“正确的”或“错误的”),理由是______。
22. 在学习了机械效率相关知识后,课外研究小组有同学猜想:同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想,他们用如图所示的滑轮组进行实验,改变钩码个数,用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳,使钩码匀速向上运动,测得的数据如表1。
表1
实验次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率η/%
1
2
0.1
1.0
0.3
0.2
0.30
66.7
2
3
0.1
1.4
0.3
0.3
0.42
71.4
3
5
0.1
2.2
0.3
0.5
0.66
75.8
(1)分析表中的数据,他的猜想是____________(选填“正确”或“错误”)的;
(2)实验小组又进行了如下的探究:改变滑轮的个数组成不同的滑轮组,仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳,测得的数据如表2;
表2
实验次数
动滑轮个数
钩码重G/N
绳端拉力F/N
钩码上升的高度h/m
绳端移动距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率η/%
4
1
6
3.6
0.2
0.4
1.2
1.44
83.3
5
2
6
2.4
0.2
0.8
1.2
192
62.5
6
3
6
2.2
0.2
1.2
1.2
2.64
45.5
分析数据可知:物重相同,动滑轮个数越多越省力,机械效率越________。进一步分析还发现,当滑轮组越来越省力时,它的额外功越来越大,甚至会出现额外功大于有用功的情况,所以设计一个机械模型时,既要考虑省力,还要考虑________;
(3)根据表2中的数据,如果每个动滑轮完全相同,增加动滑轮个数继续实验,将会出现的问题是机械效率会越来越_____(选填“高”或“低”),因此在生活中为了提高机械效率,滑轮的材料会选择硬度大且密度_____的材料(选填“大”或“小)。
23. 如图所示,是伽利略著名的斜面理想实验,
(1)实验设想的步骤有:
①减小第二个斜面的倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来的高度;
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
③继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面作持续的匀速运动。
④如果没有摩擦和空气阻力,小球将上升到_____释放时的高度(选填“大于”“小于”“等于”);
(2)请将上述步骤按照正确的顺序排列_________(只要填写序号);
(3)在上述设想步骤中,有的属于可靠事实,有的则是理想化的推论。下面关于这些事实和推论的分类正确的是( )
A.①是事实,②③④是推论 B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论 D.④是事实,①②③是推论
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全国内地西藏班(校)2023-2024学年第二学期八年级
物理期末联考试卷
注意事项:
1.全卷共4页,五大题,满分 80 分,考试时间 80 分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题(本大题共8小题,每小题2分,共16分,在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的。多选、不选或错选均不得分)
1. 如图所示,小京用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 小京对车的水平推力大于车受到的阻力
B. 车受到的支持力与车对地面的压力是一对平衡力
C. 若小京撤去对车的水平推力,车的运动状态将会发生改变
D. 若小京撤去对车的水平推力,小京仍对车做功
【答案】C
【解析】
【详解】A.购物车在水平地面上做匀速直线运动,购物车处于平衡状态。水平推力和阻力是二力平衡关系,应该相等,故A错误;
B.车受到的支持力受力物体是车,车对地面的压力受力物体时是地面,受力物体不同,所以它们不是一对平衡力,故B错误;
C.若小京撤去对车的水平推力,车在阻力作用下会慢慢停下,运动状态发生了改变,故C正确;
D.若小京撤去对车的水平推力,对车没有的力的作用,不再对车做功,故D错误。
故选C。
2. 2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,如图所示。天舟六号加速升空过程中,关于能量变化说法正确的是( )
A. 重力势能增大,动能增大
B. 重力势能减小,动能减小
C. 重力势能增大,机械能减小
D. 重力势能减小,机械能不变
【答案】A
【解析】
【详解】天舟六号货运飞船加速升空过程中,其质量不变,高度升高,速度增大,因此其重力势能增大,动能增大,机械能增大,故A正确,BCD错误。
故选A。
3. 对生活中的一些做法进行了分析,你认为合理的是( )
A. 减小重力就可以减小摩擦力
B. 举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”,目的是减小摩擦
C. 鼠标滚轮上的花纹可以增大摩擦
D. 水平推木箱推不动,是由于推力小于木箱所受的摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦力与物体和接触面之间的压力大小有关,与重力没有必然联系,故A不符合题意;
B.举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”,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不符合题意;
C.鼠标滚轮上的花纹是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.水平推木箱推不动,木箱处于平衡状态,推力等于木箱所受的摩擦力,故D 不符合题意。
故选C。
4. 一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压力和压强最接近于 ( )
A. 50 N,103 Pa B. 500N,104 Pa
C. 500 N,105Pa D. 500 N,106Pa
【答案】B
【解析】
【详解】一个中学生重力约为500N,双脚的面积约为500cm2,对水平地面的压力等于自身的重力,约为500N,压强
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5. 流体的压强与流速有关,下列现象与这一物理知识无关的是( )
A. 如图中,同学向前吹气,纸条向上运动
B. 如图中,在气球的左侧吹气,气球向左侧运动
C. 如图中,同学用吸管吸饮料,饮料进入口中
D. 如图中,在硬币上方吹气,可以将硬币吹入碗中
【答案】C
【解析】
【分析】流体压强与流速的关系是:流体流速越快的位置,压强越小,据此即可解答.
【详解】当把一纸条靠近嘴边,在纸条上方沿水平方向吹气时,纸条上方的空气流速大,压强小;纸条下方的空气流速小,压强大,在空气压强差的作用下,纸条会向上偏移,所以A能用“流体压强与流速关系”解释;当向气球的左侧吹气时,球左侧的空气流速变大,压强变小,小于球右侧的大气压,产生了一个向左的压强差,将气球压向左侧,所以,B选项能用“流体压强与流速关系”解释;利用吸管吸饮料,是利用了大气压,吸时是先把管内空气吸走,这样在管内外就形成气压差,大气压把饮料“压”进了嘴里,即C选项不能用“流体压强与流速关系”解释;当在硬币上方沿着与桌面平行方向用力吹一口气时,硬币上方的空气流速大于下方的空气流速,所以硬币上方的气体压强小于下方的气体压强,硬币就会由于受到向上的压强差,而飞入盘中,故D选项能用“流体压强与流速关系”解释;综上所述,只有C符合题意,故选C.
6. 如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列正确的是( )
A. 刀刃很薄,可以增大压力
B. 铡刀实质上是一种费力杠杆
C. 甘蔗放在a点比b点更易被切断
D. 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
【答案】C
【解析】
【详解】A.刀刃很薄,是通过减小受力面积来增大压强的,故A错误;
B.铡刀在使用时动力臂大于阻力臂,实质上是一种省力杠杆,故B错误;
C.由图知,甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小,而甘蔗对铡刀的阻力一定,根据杠杆的平衡条件可知,动力会越小,更易被切断,故C正确;
D.由图知,手沿F1方向用力比沿F2方向用力时的动力臂要小,根据杠杆平衡条件可知,动力越更大,故D错误。
故选B。
7. 将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B. 木块在乙液体中排开液体的质量较大
C. 两容器中木块下表面受到的液体压强不相等
D. 两容器底部受到的液体压强相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.两个木块均漂浮,所以受到的浮力等于重力,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同,故A正确;
B.木块受到的浮力相同,根据阿基米德原理,排开液体重力相等,根据可知,木块排开液体质量也相等,故B错误;
C.两木块上表面均未浸没,故下表面压力等于浮力,且下表面底面积相等,根据可知,下表面受到的液体压强相等,故C错误;
D.两木块受到的浮力相等,但甲液体中木块浸入液体的体积小于乙液体中木块浸入液体的体积,根据阿基米德原理可知,甲液体密度大于乙液体的密度,当液面高度相同时,根据可知,甲容器底部受到的液体压强较大,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,利用滑轮组将重力为2N的物体,以0.2m/s的速度提升0.1m,拉力F为1.2N,下列说法正确的是( )
A. 绳自由端移动的速度为0.6m/s
B. 这个滑轮组是费力机械
C. 滑轮组的机械效率为83.3%
D. F所做的有用功为0.24J
【答案】C
【解析】
【分析】(1)由图可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍;
(2)由题知使用滑轮组时拉力F、提升的物重,比较两者的大小可得是省力机械还是费力机械;
(3)利用求拉力做的有用功,拉力端移动距离s=2h,利用求拉力做的总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比.
【详解】A、由图可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,绳子自由端移动的速度
故A错;
B、由题知拉力F=1.2N,G=2N,因为F<G,所以这个滑轮组是省力机械,故B错;
CD、拉力做的有用功,拉力端移动距离,拉力做的总功,滑轮组的机械效率:,故C正确、D错.
故选C.
【点睛】本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算,确定使用滑轮组承担物重的绳子股数是突破口,明确有用功、总功的含义是关键.
二、填空题(本大题共4小题,每空1分,共8分)
9. 如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,是橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的_____(选填“运动状态”或“形状”).如果这时橡皮所受所有的力都突然消失,橡皮将做_____运动.
【答案】 ①. 运动状态 ②. 匀速直线
【解析】
【详解】第一空.橡皮绕手做圆周运动,由于方向不断发生改变,即运动状态不断改变,说明力可以改变物体运动状态.
第二空.当所有的力突然消失时,由牛顿第一定律知道,橡皮将做匀速直线运动.
10. 水在沸腾时吸收热量,温度______(选填“升高”、“不变”或“降低”),高压锅内的大气压高于标准大气压,此时水的沸点______100℃(选填“高于”、“低于”或“等于”)。
【答案】 ①. 不变 ②. 高于
【解析】
【分析】
【详解】[1]水在沸腾时的特点是:持续吸收热量,温度保持不变。
[2]水的沸点和气压的关系是:气压越大,水的沸点越高。因此高压锅内的大气压高于标准大气压,此时水的沸点高于100℃。
11. 如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计_________(选填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中。将其分别放入装有密度为1和2液体的两个相同烧杯中,可以判断:1_________2(选填“<”“=”或“>”)。
【答案】 ①. 漂浮 ②. <
【解析】
【详解】[1]密度计是根据物体漂浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。
[2]密度计漂浮在液体中,浮力等于密度计的重力,根据阿基米德原理可知,在浮力一定时,排开液体体积越大,液体密度越小,如图密度计在密度为1的液体中浸入的深度大,则排开液体的体积比2液体大,故。
12. 甲、乙两物体都做匀速直线运动,它们运动的路程s与做功W随时间t变化图像分别如图,则两物体速度较大的是_________,功率较大的是_________。(均选填“甲”或“乙”)
【答案】 ①. 甲 ②. 乙
【解析】
【详解】[1]由s-t图像可知,甲、乙两物体的路程与时间成正比,所以做匀速直线运动,并且相同时间内,甲通过的路程长,因此甲物体的速度大于乙物体的速度。
[2]由图W-t图像中,甲、乙两物体相同时间内,乙做的功大于甲做的功,根据可知,乙的功率大于甲的功率。
三、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共14分)
13. 亚诺用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,这时杠杆是__________(选填“平衡”或“不平衡”)的。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向________(填“左”或“右”)移动;
(2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码(每个钩码重0.5N),在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1=______N。然后将弹簧测力计斜着向左下方拉,使杠杆在水平位置平衡时,此时弹簧测力计示数F2______ F1 (选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 ①. 平衡 ②. 右 ③. 0.5 ④. >
【解析】
【详解】(1)[1][2]由题意及图可得,此时杠杆处于静止状态,属于平衡状态,所以此时杠杆时平衡的;杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,右端上翘,故应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3][4]如图乙所示,在刻度线“2”处挂两个钩码(每个钩码重0.5N)在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置时,根据杠杆的平衡条件
F1×l1=F2×l2
设每小格为L,则
2G×2L=F1×4L
代入数据
2×0.5N×2L=F1×4L
解得F1=0.5N;将弹簧测力计斜向左下方拉,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位时平衡时,拉力变大,所以F2>F1。
14. 请你在下图中画出足球在空中飞行时受重力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】足球在空中飞行时受重力方向竖直向下,作用在足球的重心,如图所示:
15. 请在图中画出人拉重物上升最省力的绕线方法______,若在此过程中,重物被向上拉了1m,则人手中的绳子将移动______m。
【答案】 ①. ②. 3
【解析】
【详解】[1]由题意可知,只有一个动滑轮,要求最省力,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,这样有三段绳子承担物重,如图所示:
[2]根据动滑轮的特点可知,绳子自由端移动的距离
s=3h=3×1m=3m
16. 如图是朗杰在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,图A中弹簧测力计挂着实心圆柱体合金块。
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.7
2.5
2.4
2.3
2.3
2.1
(1)用弹簧测力计挂着合金块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:B步骤中合金块受到的浮力为________N;
(2)分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟液体的_________有关;
(3)并根据步骤A、D、E,发现浮力的大小与浸没深度__________(选填“有关”或“无关”);
(4)朗杰在步骤F的基础上继续探究:把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,则弹簧测力计的示数逐渐___________(选填“增大”或“减小”);
【答案】 ①. 0.2 ②. 密度 ③. 无关 ④. 增大
【解析】
【详解】(1)[1]由表格和A图可知,合金块重力为2.7N,B图中弹簧测力计示数为2.5N,由称重法可知
(2)[2]实验步骤A、E、F,物体排开液体的体积不变,改变的是液体的密度,因弹簧测力计示数不同,根据
F浮=G-F
表示物体受到的浮力大小不同,可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关。
(3)[3]分析步骤A、D、E,合金块排开水的体积相同,浸入水中深度不同,D和E步骤中弹簧测力计示数相同,说明物体受到浮力相同,所以可以得出浮力大小与浸没深度无关。
(4)[4]由图可知,E、F合金块均完全浸没,排开液体的体积相同,F中拉力更小,由称重法可知,F中浮力更大,由可知,F中液体密度比水大,缓慢向烧杯内加水时,液体的密度变小,浸入液体体积不变,根据公式得,浮力变小,根据公式
F浮=G-F
得拉力增大。
17. 在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作,根据此图回答下列问题:
(1)甲、乙两图是探究液体压强与液体________的关系;
(2)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择_________两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状__________ (选填“有关”或“无关”)。
【答案】 ①. 深度 ②. 丙丁 ③. 无关
【解析】
【详解】(1)[1]甲乙两图中的液体密度相同,探头所在深度不同,所以探究了探究液体压强与液体深度的关系。
(2)[2][3]要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应使深度相同,容器形状不同则应选丙和丁,而丙和丁,U形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;
四、计算题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)
18. 早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着重力为100N的水缓慢上升了4m用了60s的时间,水桶的重力为10N,在这一过程中,人做的总功为500J。求此次取水的过程中(g=10N/kg)
(1)人做的有用功为多少?
(2)辘轳的机械效率多大?
(3)人拉力做功的功率是多少?
【答案】(1)400J;(2)80%;(3)8.3W
【解析】
【详解】解:(1)人做的有用功为
W有=G物h=100N×4m=400J
(2)辘轳的机械效率
(3)人拉力做功的功率
答:(1)人做的有用功为400J;
(2)辘轳的机械效率为80%;
(3)人拉力做功的功率是8.3W。
19. 如图甲所示,用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入装有适量水的圆柱形容器中,直至完全没入水中(水不会溢出)。如图乙所示,是金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V的关系。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积为50cm2,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)金属块的重力是多少N?
(2)金属块浸没时受到的浮力是多少?
(3)金属块浸没后与浸入之前比较,水对容器底的压强增加了多少?
【答案】(1)4N;(2)0.5N;(3)100Pa
【解析】
【详解】解:(1)物体的重力为
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
(2)从乙图中可看出浸没时,排开的体积为
V排=50cm3=5×10-5m3
此时受到的浮力为
F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3 =0.5N
(3)容器底面积为
S=50cm2=5×10-3m2
浸没后,水上升的高度
水对容器底增加的压强为
p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa
答:(1)金属块重力为4N;
(2)浸没时受到浮力为0.5N;
(3)浸没后水的压强增加了100Pa。
五、综合实验题(本大题共4小题,第19-20题每空1分,第21-22题每空2分,本大题共30分)
20. 在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的实验装置分别如图甲、乙所示。你认为_________组同学选择的器材更加合理;
(2)实验中通过改变砝码的_________来探究二力大小的关系,当小车处于静止状态或匀速直线运动状态,我们便可认为它受到的力相互平衡;
(3)当左、右两盘中的砝码质量________(选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态。小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,将小车扭转到如图丙所示的位置,松手后,小车将_________(选填“保持静止”或“扭转回来”)。这一步骤说明二力平衡时,要满足二个力在_________上的条件;
(4)进一步实验得出,二力平衡的完整条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向_________,并且在__________上,这两个力就彼此平衡。
【答案】 ①. 乙 ②. 数量 ③. 相等 ④. 扭转回来 ⑤. 同一条直线 ⑥. 相反 ⑦. 同一条直线
【解析】
【详解】(1)[1]乙组同学选择的器材更加合理,是因为小车和桌面之间的摩擦力很小,可以忽略不计。
(2)[2]实验中通过调节钩码的质量(或数量)来改变拉力的大小来探究二力大小的关系,当小车处于静止状态或匀速直线运动状态时,二力平衡。
(3)[3][4][5]当左、右两盘中的砝码质量相等时,桌面上的小车处于静止状态;若保持F1与F2的大小不变,将小车扭转到如图丙所示的位置,松手后,小车将不能在此位置平衡,会发生转动,由此说明二力平衡时“两个力必须作用在同一条直线上”。
(4)[6][7]进一步实验得出,二力平衡时必须同时满足四个条件时,才是一对平衡力,即“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、在同一条直线上”。
21. 某实验小组利用小桌、海绵、长方体肥皂及砝码,探究压力的作用效果跟什么因素有关,实验探究过程如下:
(1)小强通过观察海绵______来比较压力的作用效果,这里应用了科学方法中的 ______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)甲、乙两图实验说明:受力面积一定时,______,压力作用效果越明显;
(3)通过 ______两图说明:压力一定时,______,压力作用效果越明显;
(4)如丁图所示,为了探究“压力的作用效果跟受力面积的关系”,小雪将长方体肥皂沿竖直虚线方向切成大小不同的两块,发现无论是大块还是小块的肥皂对海绵的压力作用效果跟之前一样,于是她分析得出结论:压力的作用效果跟受力面积无关。你认为小雪的做法和结论是______(选填“正确的”或“错误的”),理由是______。
【答案】 ①. 被压的凹痕深浅 ②. 转换法 ③. 压力越大 ④. 乙丙 ⑤. 受力面积越小 ⑥. 错误的 ⑦. 没有控制压力保持不变
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意知道,通过观察海绵被压的凹痕深浅来比较压力作用效果,海绵凹陷程度大,说明压力作用效果越明显。
[2]这种通过海绵凹陷程度反映作用效果的方法是转换法。
(2)[3]由甲、乙两图实验知道,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)[4][5]由图乙和图丙知道,压力大小相同,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,即压力作用效果不同,说明在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[6][7]根据题意知道,将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变化,受力面积同时也发生变化,且得出压力作用效果跟受力面积的关系,所以,这个实验没有控制压力大小不同,就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的。
22. 在学习了机械效率的相关知识后,课外研究小组有同学猜想:同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想,他们用如图所示的滑轮组进行实验,改变钩码个数,用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳,使钩码匀速向上运动,测得的数据如表1。
表1
实验次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率η/%
1
2
0.1
1.0
0.3
0.2
0.30
66.7
2
3
01
1.4
0.3
0.3
0.42
71.4
3
5
0.1
2.2
0.3
0.5
0.66
75.8
(1)分析表中的数据,他的猜想是____________(选填“正确”或“错误”)的;
(2)实验小组又进行了如下的探究:改变滑轮的个数组成不同的滑轮组,仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳,测得的数据如表2;
表2
实验次数
动滑轮个数
钩码重G/N
绳端拉力F/N
钩码上升的高度h/m
绳端移动距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率η/%
4
1
6
3.6
0.2
0.4
1.2
1.44
83.3
5
2
6
2.4
0.2
0.8
1.2
1.92
62.5
6
3
6
2.2
0.2
1.2
1.2
2.64
45.5
分析数据可知:物重相同,动滑轮个数越多越省力,机械效率越________。进一步分析还发现,当滑轮组越来越省力时,它的额外功越来越大,甚至会出现额外功大于有用功的情况,所以设计一个机械模型时,既要考虑省力,还要考虑________;
(3)根据表2中的数据,如果每个动滑轮完全相同,增加动滑轮个数继续实验,将会出现的问题是机械效率会越来越_____(选填“高”或“低”),因此在生活中为了提高机械效率,滑轮的材料会选择硬度大且密度_____的材料(选填“大”或“小)。
【答案】 ① 错误 ②. 低(小) ③. 机械效率 ④. 低 ⑤. 小
【解析】
【详解】(1)[1]分析表1中的数据知,同一机械,提升物重不同,机械效率也不同,所以他的猜想是错误的。
(2)[2]由表2数据知,提升物重相同时,动滑轮个数越多,绳端拉力越小,越省力,但机械效率越低。
[3]滑轮组越来越省力时,额外功越来越大,机械效率越来越低,所以设计机械模型时,既要省力,还需要考虑机械效率。
(3)[4]表2数据知,增加动滑轮个数继续实验,机械效率会越来越低,因为所做的有用功不变,额外功越来越大。
[5]为了提高机械效率,滑轮的材料会选择硬度大密度小的材料,以减小动滑轮的重力,避免做太多额外功。
23. 如图所示,是伽利略著名的斜面理想实验,
(1)实验设想的步骤有:
①减小第二个斜面的倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来的高度;
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
③继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面作持续的匀速运动。
④如果没有摩擦和空气阻力,小球将上升到_____释放时的高度(选填“大于”“小于”“等于”);
(2)请将上述步骤按照正确的顺序排列_________(只要填写序号);
(3)在上述设想步骤中,有的属于可靠事实,有的则是理想化的推论。下面关于这些事实和推论的分类正确的是( )
A.①是事实,②③④是推论 B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论 D.④是事实,①②③是推论
【答案】 ①. 等于 ②. ②④①③ ③. B
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,如果没有摩擦和空气阻力,则机械能守恒,小球将上升到释放时的高度。
(2)[2]先将两个斜面对接,让小球静止沿一个斜面滚下,滚上到另一个斜面的一定高度。如果没有摩擦和空气阻力,小球能上升到释放时的高度,减少第二个斜面的倾角,重复实验。然后继续减少第一斜面的倾角,让它成水平面。正确的顺序排列为②④①③。
(3)[3]实验中,小球从一个斜面静止滚下,可滚上另一个斜面,但不能滚到原来的高度,因为摩擦和空气阻力是存在的,减小第二斜面的倾角,小球也不可能达到原来的高度,第二个斜面成水平面,小球不会做匀速运动。所以是②事实,①③④是推论。故B正确,ACD错误。
故选B。
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