内容正文:
2023-2024学年度下期期末质量监测试卷
八年级物理
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 在物理学的发展中,许多物理学家做出了杰出贡献。英国著名的物理学家______创立经典力学理论体系并发现万有引力定律;意大利物理学家托里拆利用1m长的玻璃管和水银首次测定出了______的值。
2. 滑雪运动员何金博在第十四届全国冬季运动会比赛中夺得了冠军。如图所示是他比赛时的情景,用力向后撑雪杖,他就会向前加速运动,这说明______,同时说明力可以改变物体的______。
3. 如图所示的是我们在地铁站常见的提示语。其中“小心台阶”是提醒人们小心绊到台阶而摔倒,这是因为人具有 _______;“小心地滑”是提醒人们地面较光滑,人行走时受到的摩擦力 _______(选填“变大”或“不变”“变小”),容易滑倒。
4. 无论汽车落水还是遇雨被淹,乘客都应立刻开门逃生,越迟疑车门越难推开,因为车辆被淹越深,车门下部O处受到水的压强越______。紧急情况下,应挥动逃生锤的______(“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,破窗逃离,这是用______的方法来增大压强。
5. “独竹漂”是指运动员脚踏漂流在水面上的单棵楠竹(如图所示),依靠小竹竿划动达到水上漂行的一项民族传统体育项目。若楠竹的质量为10kg,运动员和细竹竿共重500N,则此根楠竹所产生的浮力为___________N,此时排开水的体积为___________m3
6. 如图甲所示是园林工人使用的剪刀,把被剪物体尽量______(填“靠近”或“远离”)剪刀的转动轴,在剪断物体时更省力;如图乙所示,环卫工人使用的扫帚可以省______;如图丙所示,上山的公路修成盘山公路,是因为盘山公路相当于简单机械中的______,可以省力。
二、选择题(第7-12题每小题2分。第13、14全部选对得2分,只选对一个得1分,有选错的得0分,共16分)
7. 下列有关力的说法中,错误的是( )
A. “孤掌难鸣”,说明一个物体不会产生力的作用
B. “踏石留印,抓铁有痕”,说明力可以改变物体的形状
C. “隔空吸物”,说明不相互接触的物体之间也能产生力的作用
D. “卵与石斗,麋碎无疑”,说明相碰时鸡蛋受力而石头不受力
8. 太极拳是我国非物质文化遗产,集颐养性情、强身健体等多种功能为一体。当运动员从如图甲姿势换成图乙姿势时,他对水平地面的( )
A. 压力变大,压强不变 B. 压力变大,压强变大
C. 压力不变,压强变小 D. 压力不变,压强变大
9. 如图,拔火罐是我国中医的一种传统治疗方法。它是以罐为工具,利用燃烧排除罐内空气后扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,使相应部位产生刺激,以达到防治疾病的目的。下列现象与拔火罐的原理相同的是( )
A. 坦克装有宽大的履带 B. 下水管道的U形管
C. 用吸管吸起汽水瓶中的饮料 D. 医生推动活塞给病人注射药液
10. 小明洗碗时发现,洗菜池中的同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
B. 碗沉底时和漂浮时所排开的水的体积不会改变
C. 碗漂浮时和沉底时碗底所受的液体压强不会改变
D. 碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
11. 使用苍蝇拍时,以迅雷不及掩耳之势,轻易拍到苍蝇,这是利用了杠杆的哪个特点
A. 省力 B. 费力
C. 省距离 D. 费距离
12. 为拯救濒危物种中华鲟,生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鲟脱离,最终漂浮于江面发射定位信号,脱离后,胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的( )
A. B.
C. D.
13. 如图所示是气象探测保障服务团队在珠峰大本营准备释放的甲、乙两个探空气球,甲的体积小于乙的体积。探空气球释放前后,下列分析正确的是( )
A. 释放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力
B. 释放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力
C. 释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力
D. 释放后探空气球上浮过程中动能一定转化为重力势能
14. 小明有一次帮他人把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力,他用5m长的木板搭了一个斜面(如图所示),然后用1200N的力将重物匀速从底端推到车上,用时5min,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 他对重物做了4800J的有用功 B. 他做功的功率为20W
C. 该简易斜面装置的机械效率为50% D. 斜面是一种省力杠杆
三、作图题(每题2分,共4分)
15. 采摘园内,樱桃A静立枝头,请你画出樱桃A的受力示意图(O点为樱桃A重心)
16. 甲是一款水管扳手钳,用它夹水管时,AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示.请在乙图中画出:
(1)阻力F2的力臂L2;
(2)杠杆平衡时,作用在B点的最小动力F1及其力臂L1.
( )
四、实验探究题(第17题4分,第18题6分,第19题7分,17分)
17. 在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,小亮同学将实验数据,记录在下表中:
次数
接触面材料
压力(N)
拉力(N)
1
木板
5
1.0
2
木板
7
1.4
3
木板
9
1.8
4
棉布
7
2.6
5
毛巾
7
3.5
(1)对比1、2、3次实验得到的结论是______;
(2)对比2、4、5次实验得到的结论是______;
(3)增大滑动摩擦力的方法有______和______。
18. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向_________ (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________,②为___________;
实验次数
动力F1/N
动力臂l1 / m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.5
0.2
2
0.25
2
2
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1
①
②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:_____________;
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了__________。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为___________(选填“OA”“OB”或“AB”)。
19. 小明在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面______。而小明用手按压橡皮膜,发现U形管两边液面高基本不变,造成这种现象的原因可能是______;
(2)解决问题后,小明继续探究实验,如图所示,甲、乙两图是探究液体压强与______的关系;
(3)小明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______;
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用______两个图进行对比;
(5)在图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向______的压强大小关系。
五、综合应用题(第20题9分,第21题10分,共19分)
20. “中国山西,晋善晋美”,为了倡导绿色出行,省城太原投放了大量的公共自行车,如图,小明在水平路面上骑行时,人与车总质量约70 kg,每个轮胎与地面接触面积约为100 cm2。
(1)此时自行车对地面的压强是多少?
(2)若小明以5 m/s的速度匀速骑行5 min,所受阻力是总重力的0.06倍,求出小明克服阻力做功的功率。
21. 如图是某车站厕所的自动冲水装置示意图,圆柱体浮筒A的底面积为,高为0.2m,盖片B的面积为(盖片B的质量、厚度不计)。连接A、B的是长为0.3m、体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所。请解答下列问题。(g取10N/kg)
(1)当水箱中的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少?
(2)浮筒A的重力是多少?
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2023-2024学年度下期期末质量监测试卷
八年级物理
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 在物理学的发展中,许多物理学家做出了杰出贡献。英国著名的物理学家______创立经典力学理论体系并发现万有引力定律;意大利物理学家托里拆利用1m长的玻璃管和水银首次测定出了______的值。
【答案】 ①. 牛顿 ②. 大气压(标准大气压)
【解析】
【1题详解】
[1]创立经典力学理论体系并发现万有引力定律的科学家是牛顿,我们用他的名字来作为力的单位。
[2]意大利科学家托里拆利首先用实验的方法测出了大气压的数值是1.013×105Pa。
2. 滑雪运动员何金博在第十四届全国冬季运动会比赛中夺得了冠军。如图所示是他比赛时的情景,用力向后撑雪杖,他就会向前加速运动,这说明______,同时说明力可以改变物体的______。
【答案】 ①. 物体间力的作用是相互的 ②. 运动状态
【解析】
【2题详解】
[1]滑雪运动员用雪杖在地面上用力向后撑时给地面一个力,同时地面也给运动员一个向前的力,运动员就会获得向前的动力,说明物体间力的作用是相互的。
[2]力使运动员由静止向前运动,这表明力可以改变物体的运动状态。
3. 如图所示的是我们在地铁站常见的提示语。其中“小心台阶”是提醒人们小心绊到台阶而摔倒,这是因为人具有 _______;“小心地滑”是提醒人们地面较光滑,人行走时受到的摩擦力 _______(选填“变大”或“不变”“变小”),容易滑倒。
【答案】 ①. 惯性 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]人绊到台阶时,脚停止运动,而人的身体由于惯性继续向前运动,所以会向前摔倒,故“小心台阶”是提醒人们小心绊到台阶而摔倒。
[2]地面较光滑时,人对地面的压力一定,人行走受到的摩擦力减小,容易滑倒。故要提醒人们“小心地滑”。
4. 无论汽车落水还是遇雨被淹,乘客都应立刻开门逃生,越迟疑车门越难推开,因为车辆被淹越深,车门下部O处受到水的压强越______。紧急情况下,应挥动逃生锤的______(“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,破窗逃离,这是用______的方法来增大压强。
【答案】 ①. 大 ②. B ③. 减小受力面积
【解析】
【详解】[1]根据公式p=ρgh可知,液体密度一定时,液体越深,压强越大。因此车辆被淹越深,车门下部O处受到水的压强越大。
[2][3]根据公式可知,在压力一定时,减小受力面积,可以增大压强。逃生锤的B端比A端受力面积更小,在压力一定时,可以产生更大的压强,更容易破窗。
5. “独竹漂”是指运动员脚踏漂流在水面上的单棵楠竹(如图所示),依靠小竹竿划动达到水上漂行的一项民族传统体育项目。若楠竹的质量为10kg,运动员和细竹竿共重500N,则此根楠竹所产生的浮力为___________N,此时排开水的体积为___________m3
【答案】 ①. 600 ②. 0.06
【解析】
【详解】[1]人和楠竹的总重力为
G=G人+G楠竹=500N+10kg×10N/kg=600N
因人和楠竹漂浮在水面,所以浮力为
F浮=G=600N
[2]由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得,此时排开水的体积为
6. 如图甲所示是园林工人使用的剪刀,把被剪物体尽量______(填“靠近”或“远离”)剪刀的转动轴,在剪断物体时更省力;如图乙所示,环卫工人使用的扫帚可以省______;如图丙所示,上山的公路修成盘山公路,是因为盘山公路相当于简单机械中的______,可以省力。
【答案】 ①. 靠近 ②. 距离 ③. 斜面
【解析】
【详解】[1]园林工人使用的剪刀是一个省力杠杆,被剪物体越靠近剪刀的转动轴,阻力臂越小,由杠杆平衡原理知,这样做越省力。
[2]扫帚使用时,动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,费力杠杆费力但省距离。
[3]盘山公路相当于斜面,省力费距离。
二、选择题(第7-12题每小题2分。第13、14全部选对得2分,只选对一个得1分,有选错的得0分,共16分)
7. 下列有关力的说法中,错误的是( )
A. “孤掌难鸣”,说明一个物体不会产生力的作用
B. “踏石留印,抓铁有痕”,说明力可以改变物体的形状
C. “隔空吸物”,说明不相互接触的物体之间也能产生力的作用
D. “卵与石斗,麋碎无疑”,说明相碰时鸡蛋受力而石头不受力
【答案】D
【解析】
【详解】A.产生力需要两个物体,故一个物体不能产生力的作用,故A正确,不符合题意;
B.力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的运动状态,“踏石留印,抓铁有痕”说明力可以改变物体的形状,故B正确,不符合题意;
C.像重力和引力,两个物体之间不接触也可以产生力的作用,故C正确,不符合题意;
D.鸡蛋和石头撞击时,由于力的作用是相互的,鸡蛋和石头都受到相同大小的力,故D错误,符合题意。
故选D。
8. 太极拳是我国非物质文化遗产,集颐养性情、强身健体等多种功能为一体。当运动员从如图甲姿势换成图乙姿势时,他对水平地面的( )
A. 压力变大,压强不变 B. 压力变大,压强变大
C. 压力不变,压强变小 D. 压力不变,压强变大
【答案】C
【解析】
【详解】甲、乙两图,人站在水平地面上,对地面的压力F甲=F乙=G
甲图是单脚着地站立,乙图是双脚着地站立,受力面积S甲<S乙,由可知对地面的压强p甲>p乙,即:从图甲姿势换成图乙姿势时,压力不变,压强变小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9. 如图,拔火罐是我国中医的一种传统治疗方法。它是以罐为工具,利用燃烧排除罐内空气后扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,使相应部位产生刺激,以达到防治疾病的目的。下列现象与拔火罐的原理相同的是( )
A. 坦克装有宽大的履带 B. 下水管道的U形管
C. 用吸管吸起汽水瓶中的饮料 D. 医生推动活塞给病人注射药液
【答案】C
【解析】
【详解】拔火罐是利用燃烧排除罐内空气后,导致罐内气压降低,大气压把罐子压在了皮肤上,利用的是大气压作用。
A.坦克装有宽大的履带,利用的是压力一定时,增大受力面积减小压强的原理,故A不符合题意;
B.下水管道的U形管上端开口,下部相连,利用了连通器的原理,故B不符合题意;
C.用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,吸管内部压强减小,在外界大气压的作用下,饮料就被压进嘴里,故C符合题意;
D.医生用手推动活塞给病人注射药液,利用的是人对活塞的推力,不是利用大气压的作用,故D不符合题意。
故选C。
10. 小明洗碗时发现,洗菜池中的同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
B. 碗沉底时和漂浮时所排开的水的体积不会改变
C. 碗漂浮时和沉底时碗底所受的液体压强不会改变
D. 碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据物体浮沉条件可知,碗沉底时受到的浮力小于重力,漂浮时受到的浮力等于重力,因此碗沉底时所受的浮力小于它漂浮时所受的浮力,故A错误;
B.因碗沉底时所受的浮力小于它漂浮时所受的浮力,由可知,碗沉底时排开水的体积小于漂浮时所排开的水的体积,故B错误;
C.碗漂浮时所处的深度小于碗沉底时所处的深度,由可知,碗漂浮时受到的液体压强小于和沉底时碗底所受的液体压强,故C错误;
D.当碗漂浮时,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小,故D正确。
故选D。
11. 使用苍蝇拍时,以迅雷不及掩耳之势,轻易拍到苍蝇,这是利用了杠杆的哪个特点
A. 省力 B. 费力
C. 省距离 D. 费距离
【答案】C
【解析】
【详解】苍蝇拍是费力杠杆,费力杠杆费力省距离.人拿着苍蝇拍这个动作,支点基本可以看作在手腕处,力也是在手腕附近作用.然后手一挥,手腕动个几公分,拍子头移动三五十公分.费力省距离.C选项正确.
【点睛】杠杆分为三类:省力杠杆一定费距离,费力杠杆一定省距离,等臂杠杆不省力也不费力,同时不省距离也不费距离.
12. 为拯救濒危物种中华鲟,生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鲟脱离,最终漂浮于江面发射定位信号,脱离后,胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当胶囊未离开水面时,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,该过程中胶囊受到的浮力大小不变;当胶囊露出水面且稳定前,排开水的体积不断减小,由阿基米德原理可知,胶囊受到的浮力不断减小;当胶囊最终漂浮在水面时,排开水的体积不再变化,由阿基米德原理可知,此时受到的浮力不再变化。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
13. 如图所示是气象探测保障服务团队在珠峰大本营准备释放的甲、乙两个探空气球,甲的体积小于乙的体积。探空气球释放前后,下列分析正确的是( )
A. 释放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力
B. 释放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力
C. 释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力
D. 释放后探空气球上浮过程中动能一定转化为重力势能
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据物体的浮沉条件,释放前甲受到的浮力一定大于它自身的重力,甲球才能上浮,故A错误;
B.甲的体积小于乙的体积,根据阿基米德原理可知,释放前甲的体积小于乙的体积,因此甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力,故B正确;
C.根据阿基米德原理可知,探空气球在气体中受到的浮力等于探空气球排开气体的重力,故C正确;
D.释放后探空气球开始上浮过程中,气球受到浮力一定大于重力,根据力与运动的关系可知,探空气球的速度增大,由于探空气球的质量不变,动能增大,高度增大,重力势能增大,所以动能不是转化为重力势能,故D错误。
故选BC。
14. 小明有一次帮他人把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力,他用5m长的木板搭了一个斜面(如图所示),然后用1200N的力将重物匀速从底端推到车上,用时5min,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 他对重物做了4800J的有用功 B. 他做功的功率为20W
C. 该简易斜面装置的机械效率为50% D. 斜面是一种省力杠杆
【答案】AB
【解析】
【详解】A.物体的重力为
G=mg=240kg×10N/kg=2400N
他对重物做的有用功为
W有=Gh=2400N×2m=4800J
故A正确;
B.他对重物做的功是总功,大小为
W总=Fs=1200N×5m=6000J
他做功的功率为
故B正确;
C.该斜面装置的机械效率为
故C错误;
D.斜面是一种省力机械,但不属于杠杆,故D错误。
故选AB。
三、作图题(每题2分,共4分)
15. 采摘园内,樱桃A静立枝头,请你画出樱桃A的受力示意图(O点为樱桃A重心)
【答案】
【解析】
【详解】樱桃A静立枝头,受到2个力的作用:竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,且二力大小相等。故过O点,分别向下、向上画相等的线段,在线段末尾分别标箭头,并标出表示力的字母标G、F,作图如下
16. 甲是一款水管扳手钳,用它夹水管时,AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示.请在乙图中画出:
(1)阻力F2的力臂L2;
(2)杠杆平衡时,作用在B点的最小动力F1及其力臂L1.
( )
【答案】
【解析】
【分析】(1)过支点作阻力作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂.
(2)确定出最长的力臂、动力作用点,再确定动力的方向,画出动力的示意图.
【详解】(1)由图乙知道,O点为支点,过支点作阻力作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂,所以,从O点作F2 作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂L2(如图);
(2)根据杠杆的平衡条件,在阻力、阻力臂一定时,动力臂越长、越省力;所以动力若作用在B点,则以OB为动力臂是最长的力臂,此时力最小;故连接OB为最长力臂L1 ,再过B点做OB的垂线,即动力F1 的作用线,由于F2 使杠杆顺时针转动,所以F1 应使杠杆逆时针转动,即F1 的方向向上,如图:
四、实验探究题(第17题4分,第18题6分,第19题7分,17分)
17. 在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,小亮同学将实验数据,记录在下表中:
次数
接触面材料
压力(N)
拉力(N)
1
木板
5
1.0
2
木板
7
1.4
3
木板
9
1.8
4
棉布
7
2.6
5
毛巾
7
3.5
(1)对比1、2、3次实验得到的结论是______;
(2)对比2、4、5次实验得到的结论是______;
(3)增大滑动摩擦力的方法有______和______。
【答案】 ①. 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ②. 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 ③. 增大压力 ④. 增强接触面的粗糙程度
【解析】
【详解】(1)[1]分析次数1、2、3的实验数据可知,接触面相同,压力不同,摩擦力不同,故可得出结论:接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)[2] 分析次数2、4、5的实验数据可知,压力相同,接触面不同,摩擦力不同,故可得出结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[3] [4]根据摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,所以增大摩擦的方法有增大压力和增大接触面的粗糙程度。
18. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向_________ (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________,②为___________;
实验次数
动力F1/N
动力臂l1 / m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.5
0.2
2
0.25
2
2
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1
①
②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:_____________;
(4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了__________。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为___________(选填“OA”“OB”或“AB”)。
【答案】 ①. 右 ②. 1 ③. 0.15 ④. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ⑤. 拉力的方向 ⑥. OB
【解析】
【详解】(1)[1]由图知道,杠杆的右端上翘,为了调节杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,即应将平衡螺母向右端移动。
(2)[2][3]第1、2和3次实验的数据知道,每次动力减小0.5N,由第1、2次的数据知道,每次阻力也是减小0.5N,所以,第3次的阻力应是1N;分析第1、2次的数据知道,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,由此可知第3次的阻力臂应是0.15m。
(3)[4]由实验表格中数据知道,三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即杠杆的平衡条件是
动力×动力臂=阻力×阻力臂
(4)[5]由图知道,用弹簧测力计斜拉改变了拉力的方向,同时改变了力臂的方向,由此得出的平衡条件更具普遍性。
[6]因为力臂是从支点到力的作用线的距离,由图知道,OB应为拉力的力臂。
19. 小明在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面______。而小明用手按压橡皮膜,发现U形管两边液面高基本不变,造成这种现象的原因可能是______;
(2)解决问题后,小明继续探究实验,如图所示,甲、乙两图是探究液体压强与______的关系;
(3)小明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______;
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用______两个图进行对比;
(5)在图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向______的压强大小关系。
【答案】 ①. 相平 ②. 橡皮膜或管子破损 ③. 深度 ④. 丙、丁 ⑤. 无关 ⑥. 乙、丙 ⑦. 各个方向
【解析】
【详解】(1)[1]为了更好地比较液体的压强,实验前,应调整U形压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平。
[2]若装置漏气,则用手按压橡皮膜时,不会产生压强差,则U形管两边玻璃管中的液面高度差几乎不变。
(2)[3]甲、乙两图液体的密度相同,深度不同,是探究液体压强与液体深度的关系。
(3)[4][5]要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应控制液体的密度和深度相同,容器的形状不同,所以应选择丙、丁两图进行对比,因丙、丁两图中形管两边液面的高度差相同,即液体产生的压强相同,故液体压强与盛液体的容器形状无关。
(4)[6]要探究液体压强与密度的关系,应控制深度相同,液体密度不同,故应选择乙、丙两图进行对比。
(5)[7]使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,可以测量同一深度各个方向的压强,所以这是为了探究同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系。
五、综合应用题(第20题9分,第21题10分,共19分)
20. “中国山西,晋善晋美”,为了倡导绿色出行,省城太原投放了大量的公共自行车,如图,小明在水平路面上骑行时,人与车总质量约70 kg,每个轮胎与地面接触面积约为100 cm2。
(1)此时自行车对地面的压强是多少?
(2)若小明以5 m/s的速度匀速骑行5 min,所受阻力是总重力的0.06倍,求出小明克服阻力做功的功率。
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】解:(1)自行车轮胎与地面的接触面积为
S=2×100cm2=2×10-2m2
自行车对地面的压强是
(2)所受阻力为
小明克服阻力做功的功率
答:(1)自行车对地面的压强是3.5×104Pa ;
(2)小明克服阻力做功的功率210W。
21. 如图是某车站厕所的自动冲水装置示意图,圆柱体浮筒A的底面积为,高为0.2m,盖片B的面积为(盖片B的质量、厚度不计)。连接A、B的是长为0.3m、体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所。请解答下列问题。(g取10N/kg)
(1)当水箱中的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少?
(2)浮筒A的重力是多少?
【答案】(1);(2)50N
【解析】
【详解】解:(1)当水箱中的水刚好浸没浮筒A时,由题可得水箱中水的高度为0.5 m,则水对容器底的压强为
水对盖片B的压力是
(2)当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水对盖片B的压力是30N,则硬杆对盖片B向上的拉力为30N,由于力的作用是相互的,所以硬杆对A向下的拉力也为30N,对A受力分析,受到竖直向上的浮力、竖直向下的拉力和竖直向下的重力,浮筒A浸没时受到的浮力为
因为浮筒A静止,则浮筒A的重力为
答:(1)当水箱中的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是30N
(2)浮筒A的重力是50N
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