内容正文:
2023-2024学年度下期期末教学质量监测
八年级物理
主意事项:
1.本试卷共6页,5个大题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求,直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 在探索更小微粒的历程中,19世纪末,英国物理学家汤姆逊发现了比原子小得多的带______电的粒子——______,从而说明原子是可以再分的。
2. 如图所示,一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑,经B点到达C点,从A点到达C点的过程中,小球的动能______,小球的机械能______。(选填序号)
①保持不变;②一直减小;③先增大后减小;④先减小后增大。
3. 如图甲所示是一种新型拖把——“真好拖”,包含拖把与脱水装置,图乙是其结构图.在使用时只需将拖把浸湿,然后放在脱水槽中,用脚踩动踏板,脱水槽会转动,拖把上的水就会从小孔被甩到容器内.脱水装置的脚踏板、提手上都有凹凸的花纹,其作用是__________________________。如果脚踩踏板时,脱水槽带动拖把转动,拖把上的水由于________被甩入容器内,拖把的运动状态__________(选填“没发生”或“发生”)改变。
4. 如图所示,放置于水平桌面上的 A、B 两容器,底面积相等,注入同种液体,且液面高度相同.则液体对A 容器底部的压强________液体对B容器底的压强;液体对 A 容器底部的压力__________液体对B容器底部的压力。(选填“大于”“小于”或“等于”)
5. 如图所示,一块高 40cm,宽 30cm,厚 10cm,质量为 1.5kg 的砖,竖直立在水平地面上,若要照图示方向推倒它,推力至少要做___________J 的功;若把砖推倒,最小的推力为___________N。
6. 一位重600N的同学腿受伤坐轮椅上学,轮椅重量200N,当该同学和轮椅被推上长8米,高2米的斜坡时,不计摩擦的话,推力至少要______N。若实际推力为250N,则使用该斜面做的额外功是______J,机械效率是______。
二、选择题(每题2分,共16分。其中7-12为单选,13、14为双选)
7. 一个物体只受F1、F2两个力作用,其中F1=8N,F2=5N,则物体受到的合力F的大小为( )
A. 3N B. 13N C. 可能13N D. 可能2N
8. 划船活动蕴含着力学知识,下列说法中错误的是( )
A. 使船前进的力,施力物体是船桨
B. 船漂浮在水面时,船的总重等于它排开的水重
C. 用船桨划水,此时船桨是费力杠杆
D. 用桨向后划水,船向前运动,说明物体间力的作用是相互的
9. 汽车在牵引力的作用下沿平直公路做匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A. 汽车的重力和汽车对地面的压力是一对平衡力
B. 汽车受到的牵引力和摩擦力是一对相互作用力
C. 汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力
D. 如果汽车所受外力突然完全消失,则汽车慢慢停下来
10. 关于下面四幅图的说法正确的是
A. 如图:将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B. 如图:盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
C. 如图:A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D. 如图:把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
11. a、b两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后( )
A. 甲漂浮,甲受浮力大 B. 乙漂浮,乙受浮力大
C. 甲漂浮,乙受浮力大 D. 乙漂浮,甲受浮力大
12. 如图甲、乙是由相同的滑轮组装的滑轮组,甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,下列说法正确的是( )
A. 乙的拉力大小是甲的拉力大小的2倍
B. 乙拉绳子速度大小等于甲拉绳子速度大小
C. 甲拉力的功率等于乙拉力的功率
D. 如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的小
13. 如图所示,放在水平桌面上的容器A为圆柱形,容器B为圆锥形,两容器本身的质量和底面积都相同,装入深度相同的水后,再分别放入相同质量的冰块,如图所示,下列说法中正确的是
A. 放入冰块前,两容器底受到水的压力相等
B. 放入冰块前,两容器对桌面的压力相等
C. 放入冰块后,两容器底部所受水的压力相等
D. 冰块熔化后,A、B容器液面保持不变
14. 在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N,把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3 的油中。弹簧测力计的示数是6N,下列说法正确的是( )
A. 小球受到的浮力是6N
B. 小球的质量是0.2kg
C. 小球的体积是2.5×10⁻³m³
D. 小球的密度是3.2×10³kg/m³
三、作图题(每题2分,共4分)
15. 如图甲所示,小车A与物体B一起向右做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙壁碰撞时,请在乙图中画出物体B受到的重力和摩擦力的示意图(两力均画在重心上)。
16. 如图甲所示的多功能碗夹,使用时和钳子类似,其中AOB可以看成一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,请你在图乙中画出使用该碗夹取餐时,作用在点A的最小动力及阻力的阻力臂。
四、实验探究题(17题6分,18题6分,19题8分,共20分)
17. 图甲是小阳探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止释放,撞击水平面上的同一木块。图乙是小明探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止释放,在粗糙程度不同的水平面上运动。
(1)这两个实验中都让物体从同一斜面的同一高度由静止释放,其目的是______;
(2)设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与______的关系,实验中通过观察______,从而间接判断钢球的动能大小,这种研究方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)乙实验中通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的远近,可知:水平面越光滑,小车运动的距离越______,在此基础上进行推理得出,在理想情况下,运动的物体如果______,将会一直运动下去。
18. 如图所示是探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数。
(1)金属块浸没水中时,所受的浮力大小为______N;
(2)分析图①③④可知,浮力大小与物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析______三图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小与液体的密度有关,结论是______;
(4)如果在实验中不小心使金属块碰到容器底且与容器底有力的作用,则测出的浮力将______(选填“偏大”或“偏小”);
(5)水对容器底的压力与物体浸入深度h的关系图像是______。
A.B.C.
19. 在研究“液体内部的压强”时,使用如图1所示装置。
(1)液体内部压强的大小由微小压强计来显示,组装好的压强计______(选填“属于”或“不属于”)连通器,实验者应观察U形管左右两侧液柱的______的变化来探知液体内部的压强变化;
(2)由甲、乙两图可知,在______中,随着液体深度的增大,压强增大;
(3)由______图可知,液体内部的压强还与______有关,而与容器的形状无关;
(4)除以上研究外,还应该进行的探究有:______;
(5)实验结束后,小华同学用如图2所示的实验装置、刻度尺、水等测量盐水的密度。将方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左右两部分,隔板底部有一圆孔用橡皮膜封闭,此时橡皮膜刚好不发生形变。请你将他的实验步骤补充完整,已知水的密度为ρ水。
①用刻度尺测出容器的高度为H;
②向隔板左侧注入适量水,测出容器顶部到水面的距离为h1;
③向隔板右侧注入待测盐水至______,然后测出容器顶部到盐水面的距离为h2;
④待测盐水密度的表达式为ρ盐水=______(用测得量和已知量的符号表示)。
五、综合应用题(20题8分,21题8分,共16分)
20. 跳绳是体育考试项目之一。小强同学的质量为50kg,每跳起一次的平均高度为5cm,每分钟跳150次。(取g=10N/kg)问:
(1)小强同学所受重力是多少?
(2)小强同学平均跳起一次克服重力做功为多少?
(3)小强同学跳绳的功率为多少?
(4)若小强同学站立在水平地面时每只脚与地面的接触面积是200cm2,则他此时对水平地面的压强是多少?
21. 如图所示,甲是用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个实心圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度 v=0.2m/s 向右运动,图(乙) 是此过程中汽车拉动重物的功率 P 随时间 t 的变化图象,设 t=0 时汽车开始提升重物,忽略水的阻力、绳子重力及滑轮的摩擦,g 取 10N/kg。求:
(1)圆柱型重物的质量?
(2)圆柱型重物浸没在水中时所受的浮力?
(3)圆柱型重物的密度?
(4)若考虑绳重及摩擦,圆柱型重物全部出水后,汽车的实际拉力为 5000N,此时该装置的机械效率?
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2023-2024学年度下期期末教学质量监测
八年级物理
主意事项:
1.本试卷共6页,5个大题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求,直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 在探索更小微粒的历程中,19世纪末,英国物理学家汤姆逊发现了比原子小得多的带______电的粒子——______,从而说明原子是可以再分的。
【答案】 ① 负 ②. 电子
【解析】
【详解】[1][2]19世纪末,英国物理学家汤姆生发现了比原子小得多的带负电的粒子:电子,从而揭示了原子是有结构的,即原子是可再分的。原子内部由带正电的原子核与带负电的核外电子组成,原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的。
2. 如图所示,一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑,经B点到达C点,从A点到达C点的过程中,小球的动能______,小球的机械能______。(选填序号)
①保持不变;②一直减小;③先增大后减小;④先减小后增大。
【答案】 ①. ③ ②. ②
【解析】
【详解】[1][2]小球从A运动到B的过程中,质量不变、高度降低,重力势能减小;质量不变、速度增大,动能增大;小球从B运动到C的过程中,质量不变、高度增大,重力势能增大;质量不变、速度减小,动能减小;所以从A点到达C点的过程中,小球的动能先增大后减小,小球的重力势能先减小后增大;因为轨道是粗糙的,整个过程中要克服摩擦做功,机械能转化为内能,小球的机械能一直在减小。
3. 如图甲所示是一种新型拖把——“真好拖”,包含拖把与脱水装置,图乙是其结构图.在使用时只需将拖把浸湿,然后放在脱水槽中,用脚踩动踏板,脱水槽会转动,拖把上的水就会从小孔被甩到容器内.脱水装置的脚踏板、提手上都有凹凸的花纹,其作用是__________________________。如果脚踩踏板时,脱水槽带动拖把转动,拖把上的水由于________被甩入容器内,拖把的运动状态__________(选填“没发生”或“发生”)改变。
【答案】 ①. 增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦 ②. 惯性 ③. 发生
【解析】
【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)物体由于惯性要保持原来的运动状态;
(3)物体运动状态的改变,包括物体运动方向的改变和运动速度大小的变化。
【详解】[1]脚踏板和提手上的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。
[2][3]拖把浸水之后,拖把放在脱水槽内转动,水由于惯性要保持原来的静止状态,水脱离拖把,被甩入容器内.脱水槽带动拖把转动时,拖把由静止变为运动,并且转动方向不停的改变,所以拖把的运动状态发生了改变。
【点睛】“真好拖”拖把,利用了增大摩擦、惯性、力改变物体的运动状态、重力等知识点.体现物理和生活有密切关系.
4. 如图所示,放置于水平桌面上的 A、B 两容器,底面积相等,注入同种液体,且液面高度相同.则液体对A 容器底部的压强________液体对B容器底的压强;液体对 A 容器底部的压力__________液体对B容器底部的压力。(选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】 ①. 等于 ②. 等于
【解析】
【分析】根据液体压强的计算公式可知,同种液体对容器底部的压强关系,根据固体压强公式可知液体对容器底部的压力关系。
【详解】[1][2]由题意可知,两容器的底面积相等,同种液体的液面高度相同;根据可知,液体对A容器底部的压强和液体对B容器底部的压强相等;由F=pS可知液体对A容器底部的压力等于液体对B容器底部的压力。
【点睛】本题考查了学生对液体压强公式、压强定义式的理解和运用,对公式和定义的理解和应用是本题的关键。
5. 如图所示,一块高 40cm,宽 30cm,厚 10cm,质量为 1.5kg 的砖,竖直立在水平地面上,若要照图示方向推倒它,推力至少要做___________J 的功;若把砖推倒,最小的推力为___________N。
【答案】 ①. 0.75 ②. 4.5
【解析】
【详解】如图:
[1]力臂
长方块升高
用此种方法使木块竖起时,至少把正方体的重心从M点升高到M′点,克服重力做功
[2]砖的重力
在B端施加F方向的最小力能使长方块木块翻转,根据杠杆平衡条件得,
则
所以把此正方体翻转的最小推力为F=4.5N。
6. 一位重600N的同学腿受伤坐轮椅上学,轮椅重量200N,当该同学和轮椅被推上长8米,高2米的斜坡时,不计摩擦的话,推力至少要______N。若实际推力为250N,则使用该斜面做的额外功是______J,机械效率是______。
【答案】 ①. 200 ②. 400 ③. 80%
【解析】
【分析】
【详解】[1]利用斜面不计摩擦,则
W有=W总
Gh=Fs
[2]有用功
W有=Gh=(600N+200N)×2m=1600J
总功
W总=Fs=250N×8m=2000J
使用该斜面做的额外功
W额=W总-W有=2000J-1600J=400J
[3]机械效率
二、选择题(每题2分,共16分。其中7-12为单选,13、14为双选)
7. 一个物体只受F1、F2两个力的作用,其中F1=8N,F2=5N,则物体受到的合力F的大小为( )
A. 3N B. 13N C. 可能13N D. 可能2N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由二力合成的知识知道,当二力夹角为零时,即两个力在同一直线上,并且方向相同,合力最大、最大值为
F1+F2=8N+5N=13N
当夹角180°时,即两个力在同一直线上,并且方向相反,合力最小、最小值
F1-F2=8N-5N=3N
故合力的范围为3N≤F≤13N,故C正确。
故选C。
8. 划船活动蕴含着力学知识,下列说法中错误的是( )
A. 使船前进的力,施力物体是船桨
B. 船漂浮在水面时,船的总重等于它排开的水重
C. 用船桨划水,此时船桨是费力杠杆
D. 用桨向后划水,船向前运动,说明物体间力的作用是相互的
【答案】A
【解析】
【详解】AD.浆向后划水,因为力的作用相互的,所以获得水向对浆向前的力,施力物体是水,故A错误,符合题意;D正确,不符合题意;
B.根据阿基米德原理和浮沉条件知,船漂浮在水面时,浮力等于重力,则船的总重等于它排开的水重,故B正确,不符合题意;
C.用船桨划水时,动力臂小于阻力臂,此时船桨是费力杠杆,但可以省距离,故D正确,不符合题意。
故选A。
9. 汽车在牵引力的作用下沿平直公路做匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A. 汽车的重力和汽车对地面的压力是一对平衡力
B. 汽车受到的牵引力和摩擦力是一对相互作用力
C. 汽车对地面压力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力
D. 如果汽车所受外力突然完全消失,则汽车慢慢停下来
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车的重力和汽车对地面的压力,二者不在同一物体上,方向相同,不是平衡力,故A错误;
B.汽车的牵引力和地面对它的摩擦力符合二力平衡的条件,是一对平衡力,不是相互作用力,故B错误;
C.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力,分别作用在地面和汽车上,二者大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故C正确;
D.如果汽车受到的力全部消失,由于惯性,汽车会保持原来的运动状态,故D错误。
故选C。
10. 关于下面四幅图的说法正确的是
A. 如图:将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B. 如图:盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
C. 如图:A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D. 如图:把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
【答案】D
【解析】
【分析】(1)玻璃管倾斜只会改变水银柱的长度,而高度不会发生变化;
(2)上端开口,下部连通的容器称为连通器,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;
(3)流体流速越快的位置压强越小,据此判断;
(4)把水气压计从山下带到山上时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析.
【详解】解:A、在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,所以不会因玻璃管的倾斜而改变.如果把玻璃管倾斜一定角度,则水银柱的长度就会相应变长,故A错误;
B、盆景水位保持一定高度是大气压支撑水没有流出来,故B错误;
C、A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小,故C错误;
D、把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会升高,故D正确.故选D.
【点睛】本题考查托里拆利实验时水银柱的测量,“高度”和“长度”的关系,连通器,流速与压强的关系,以及气压与高度的关系,是一道综合题.
11. a、b两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后( )
A. 甲漂浮,甲受浮力大 B. 乙漂浮,乙受浮力大
C. 甲漂浮,乙受浮力大 D. 乙漂浮,甲受浮力大
【答案】D
【解析】
【详解】由图像知道,当ma =2.0g时,Va =1.0cm3 ,所以a的密度是
ρa =ma/Va=2.0g/1.0cm3=2g/cm3
当mb =2.0g时,Va =3.0cm3 ,所以b的密度是
ρb =mb/Vb=2.0g/3.0cm3≈0.67g/cm3
根据题意知道,当Va =Vb =V时,因为ρa>ρ水,所以a浸没在水中放手后会下沉,且受到的浮力是:Fa =ρ水gV,因为ρb<ρ水,所以b浸没在水中放手后会上浮,最后漂浮在水面,且受到的浮力是:Fb=Gb =ρb gV,即Fa>Fb,故只有D正确,故选D。
12. 如图甲、乙是由相同的滑轮组装的滑轮组,甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,下列说法正确的是( )
A. 乙的拉力大小是甲的拉力大小的2倍
B. 乙拉绳子速度大小等于甲拉绳子速度大小
C. 甲拉力的功率等于乙拉力的功率
D. 如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意知,图甲为两个定滑轮,故,图乙由两端绳子承担物重,故,所以甲的拉力为乙的2倍,故A错误;
B.甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度,说明物体的速度相等,图甲中,图乙知,所以甲图知绳子移动的速度是乙的二分之一,故B错误;
C.由A选项解析知,甲的拉力为乙的2倍,即,甲图知绳子移动的速度是乙的二分之一,即,根据知甲拉力的功率等于乙拉力的功率,故C正确;
D.用甲乙两机械提起相同高度的重物,做的有用功相同,如果考虑滑轮质量,图乙装置中由于克服动滑轮的重力做的额外功多,图乙的机械效率比图甲的小,故C错误。
故选C。
13. 如图所示,放在水平桌面上的容器A为圆柱形,容器B为圆锥形,两容器本身的质量和底面积都相同,装入深度相同的水后,再分别放入相同质量的冰块,如图所示,下列说法中正确的是
A. 放入冰块前,两容器底受到水的压力相等
B. 放入冰块前,两容器对桌面的压力相等
C. 放入冰块后,两容器底部所受水的压力相等
D. 冰块熔化后,A、B容器液面保持不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知,A、B两容器中的水面相平即高度相同,由可得,两容器底部受到水的压强相等,由可知两容器底部受力的压力相等,故A正确;
B.放入冰块前,A中水的体积比B中的大,由可得A中水的重力比B的大,即A对桌面的压力大于B对桌面的压力,故B错误;
C.放入冰块后,冰漂浮在水面上,所以冰块受到的浮力相等,由 可知冰块在两容器中排开水的体积相等,因B容器上部窄,所以B液面升高要多,B中液体对底部的压强比A中的压强要大,由可知压力也要比A中的压力大;故C不正确;
D.冰漂浮在水面上,可得:
其排开水的体积: ①
冰熔化成水后质量不变,即,由 可得冰熔化后水体积: ②
由①②可知,,即冰漂浮在水面上所排开的水的体积等于冰熔化后的水的体积,可得水面的高度不会改变,故D正确.
14. 在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N,把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3 的油中。弹簧测力计的示数是6N,下列说法正确的是( )
A. 小球受到的浮力是6N
B. 小球的质量是0.2kg
C. 小球的体积是2.5×10⁻³m³
D. 小球的密度是3.2×10³kg/m³
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据称重法可得,小球受到的浮力是,故A错误;
B.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N,可知小球的重力为8N,则小球的质量是,故B错误;
C.小球浸没在油中,排开油的体积等于小球的体积,根据阿基米德原理可得,小球的体积为,故C错误;
D.小球的密度为,故D正确。
故选D。
三、作图题(每题2分,共4分)
15. 如图甲所示,小车A与物体B一起向右做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙壁碰撞时,请在乙图中画出物体B受到的重力和摩擦力的示意图(两力均画在重心上)。
【答案】
【解析】
【详解】重力的方向是竖直向下的,过B的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,即为其所受重力示意图;小车A与B一起向右做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙碰撞时,小车停止运动,但B因为具有惯性,所以B会向右运动,则B受到的摩擦力方向水平向左,如图所示:
16. 如图甲所示的多功能碗夹,使用时和钳子类似,其中AOB可以看成一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,请你在图乙中画出使用该碗夹取餐时,作用在点A的最小动力及阻力的阻力臂。
【答案】
【解析】
【详解】图乙中,支点为O,则连接OA为最大动力臂,过A点作OA垂线,方向向下,为最小动力F1;过O点作F2的作用线的垂线段,即为阻力臂L2。作图如下:
四、实验探究题(17题6分,18题6分,19题8分,共20分)
17. 图甲是小阳探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止释放,撞击水平面上的同一木块。图乙是小明探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止释放,在粗糙程度不同的水平面上运动。
(1)这两个实验中都让物体从同一斜面的同一高度由静止释放,其目的是______;
(2)设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与______的关系,实验中通过观察______,从而间接判断钢球的动能大小,这种研究方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)乙实验中通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的远近,可知:水平面越光滑,小车运动的距离越______,在此基础上进行推理得出,在理想情况下,运动的物体如果______,将会一直运动下去。
【答案】 ①. 使得物体到达水平面的初速度相同 ②. 质量 ③. 木块移动的距离 ④. 转换法 ⑤. 远 ⑥. 不受力
【解析】
【详解】(1)[1] 为了让小球到达水平面时速度相同,物体应从同一斜面的同一高度由静止释放。
(2)[2][3][4] 实验中让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止释放,高度相同,到达水平面时的速度相同,质量不同,根据控制变量法可知探究的是动能大小与质量的关系;实验中通过观察木块移动的距离来反映动能的大小,采用的是转换法。
(3)[5][6] 水平面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;所以如果物体不受外力作用,则运动的物体将一直处于匀速直线运动状态,牛顿第一定律就是在这样的基础上总结和推理得到的。
18. 如图所示是探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数。
(1)金属块浸没水中时,所受的浮力大小为______N;
(2)分析图①③④可知,浮力大小与物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析______三图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小与液体的密度有关,结论是______;
(4)如果在实验中不小心使金属块碰到容器底且与容器底有力的作用,则测出的浮力将______(选填“偏大”或“偏小”);
(5)水对容器底的压力与物体浸入深度h的关系图像是______。
A.B.C.
【答案】 ①. 1 ②. 无关 ③. ①④⑤ ④. 在排开液体的体积一定时,液体的密度越大,浮力越大 ⑤. 偏大 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]根据①③可知,根据称重法可知,金属块A浸没在水中时受到的浮力为
(2)[2]分析图①③④可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(3)[3][4]探究浸在液体中的物体所受的浮力大小与液体的密度有关时,需要控制金属块排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以需要对比①④⑤,金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,测力计示数越小,浮力越大;即浮力大小跟液体密度有关。
(4)[5]如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用,则测力计示数变小,会导致所测浮力偏大。
(5)[6]金属块刚浸入水中时,会排开一定体积的水,则水的液面会升高,根据可知,容器底部受到的压强变大,压力变大,当金属块全部没入水中后,液面的高度不会发生变化,则压力不变,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
19. 在研究“液体内部的压强”时,使用如图1所示装置。
(1)液体内部的压强的大小由微小压强计来显示,组装好的压强计______(选填“属于”或“不属于”)连通器,实验者应观察U形管左右两侧液柱的______的变化来探知液体内部的压强变化;
(2)由甲、乙两图可知,在______中,随着液体深度的增大,压强增大;
(3)由______图可知,液体内部的压强还与______有关,而与容器的形状无关;
(4)除以上研究外,还应该进行的探究有:______;
(5)实验结束后,小华同学用如图2所示的实验装置、刻度尺、水等测量盐水的密度。将方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左右两部分,隔板底部有一圆孔用橡皮膜封闭,此时橡皮膜刚好不发生形变。请你将他的实验步骤补充完整,已知水的密度为ρ水。
①用刻度尺测出容器的高度为H;
②向隔板左侧注入适量水,测出容器顶部到水面的距离为h1;
③向隔板右侧注入待测盐水至______,然后测出容器顶部到盐水面的距离为h2;
④待测盐水密度的表达式为ρ盐水=______(用测得量和已知量的符号表示)。
【答案】 ①. 不属于 ②. 高度差 ③. 同种液体 ④. 乙、丙、丁 ⑤. 液体的密度 ⑥. 液体内部各方向的压强有什么特点 ⑦. 橡皮膜变平 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1][2]组装好的压强计,因一端封闭,所以不属于连通器,根据转换法,实验过程中通过U形管左右两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小。
(2)[3]由甲、乙两图可知,液体的密度相同,探头所处的深度越深,U形管左右两侧液面的高度差越大,可得出结论:在同种液体中,随着液体深度的增大,压强增大。
(3)[4][5]根据控制变量法,由图乙、丙、丁可知,乙、丙探头所处深度相同,液体的密度不同,U形管左右两侧液面的高度差不同,说明液体内部的压强与液体的密度有关,而丙、丁探头所处深度相同,液体的密度相同,容器的形状不同,但U形管左右两侧液面的高度差相同,说明液体内部的压强与容器的形状无关。
(4)[6]综上可知,探究了液体内部的压强与液体的深度、液体的密度和容器的形状是否有关,因此还应探究液体内部各方向的压强有什么特点。
(5)[7][8]当橡皮膜相平时,左右两侧受到的压强相等,因此向隔板右侧注入待测盐水至橡皮膜变平,然后测出容器顶部到盐水面的距离为h2;根据液体压强公式有
ρ水(H-h1)g=ρ盐水(H-h2)g
则待测盐水密度的表达式为
五、综合应用题(20题8分,21题8分,共16分)
20. 跳绳是体育考试的项目之一。小强同学的质量为50kg,每跳起一次的平均高度为5cm,每分钟跳150次。(取g=10N/kg)问:
(1)小强同学所受重力是多少?
(2)小强同学平均跳起一次克服重力做的功为多少?
(3)小强同学跳绳的功率为多少?
(4)若小强同学站立在水平地面时每只脚与地面的接触面积是200cm2,则他此时对水平地面的压强是多少?
【答案】(1)500N;(2)25J;(3)62.5W;(4)1.25×104Pa
【解析】
【详解】解:(1)小强同学所受重力
(2)每跳起一次的平均高度
小强同学平均跳起一次克服重力做的功
(3)小强同学跳绳一次所用的时间
小强同学跳绳的功率
(4)小强同学站立在水平地面时,对水平地面的压力
对水平地面的压强
答:(1)小强同学所受重力是500N;
(2)小强同学平均跳起一次克服重力做的功为25J;
(3)小强同学跳绳的功率为62.5W;
(4)他此时对水平地面的压强是1.25×104Pa。
21. 如图所示,甲是用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个实心圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度 v=0.2m/s 向右运动,图(乙) 是此过程中汽车拉动重物的功率 P 随时间 t 的变化图象,设 t=0 时汽车开始提升重物,忽略水的阻力、绳子重力及滑轮的摩擦,g 取 10N/kg。求:
(1)圆柱型重物的质量?
(2)圆柱型重物浸没在水中时所受的浮力?
(3)圆柱型重物的密度?
(4)若考虑绳重及摩擦,圆柱型重物全部出水后,汽车的实际拉力为 5000N,此时该装置的机械效率?
【答案】(1)400kg;(2)500N;(3);(4)80%。
【解析】
【分析】(1)由图像可知,物体在AB段的汽车功率是700W,根据可求出拉力F,因为是匀速提升,所以G=F。再根据变形求出质量。
(2)根据(1)中方法可求出物体出水前物体受到的拉力出F1,再由物体的重力,根据,可求出浮力;
(3)根据,要算密度需要知道质量和体积.质量已求出,算出体积即可。然后根据阿基米德定律,可求出物体的体积。
(4)利用求解该装置的机械效率。
【详解】(1)由图可知,汽车在AB段的功率为P1=700W,速度为0.2m/s,根据
可求出汽车在AB段对物体的拉力为
同理,汽车在CD段对物体的拉力为
整个物体打捞过程分为三个阶段。第一阶段,将重物从水底拉上表面刚好接触水面这一过程,G 不变,F浮不变,F1不变。且有;第二阶段,将重物拉出水面过程,这一过程,F浮变小直到为0,拉力F越来越大,对应图BC段;第三阶段,重物刚好全部拉出水面,以后继续向上拉的过程,这一过程G不变,拉力F2与重力G相等,对应图CD段。此时
由重力公式可知,物体质量
(2)圆柱型重物浸没在水中时所受的浮力
(3)重物浸没在水中时,由可得
圆柱型重物的密度
(4)由图可知,物体由一根绳子承担则有
该装置的机械效率
答:(1)圆柱型重物的质量为400kg。
(2)圆柱型重物浸没在水中时所受的浮力为500N。
(3)圆柱型重物的密度为8×103kg/m3。
(4)此时该装置的机械效率为80%。
【点睛】本题综合性比较强,考查内容比较多,包括功和功率公式、机械效率公式、阿基米德原理等。此题的关键是要看懂图像,从中找出对解题有用的信息。
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