内容正文:
2023—2024学年度下期期末调研考试试卷
八年级物理
注意事项:
1.本试卷共6页,五大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.必须在答题卡上指定位置作答,答在试卷上无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图甲所示,让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察到小铁球的运动速度__________(选填“变大”“变小”或“不变”),再次让小铁球从斜面上滚下,在它的运动路径的侧旁放一个磁体,如图乙所示,观察到小铁球的运动方向发生了改变。以上实验现象说明产生力的两个物体可以不接触,力可以________。
2. 如图所示,将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,观察到鸡蛋在水中沉底,在浓盐水中悬浮。则鸡蛋的密度__________水的密度,__________浓盐水的密度。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
3. 驾驶员的头枕和安全带在安全驾驶中起着重要作用。如图所示,头枕是为了减小汽车在___________(选填“追尾前车”或“被后车追尾”)时由于惯性造成的伤害,轿车在水平路面上高速行驶时对地面的压力___________(选填“大于”“等于”或“小于”)静止时对地面的压力。
4. 如上图1所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动,F与时间t的关系如图2所示。0~2s内。文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向______(填“向左”或“向右”),大小为______N;3~4s内,文具盒所受的摩擦力的大小为______N。
5. 如图所示,把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去。铁锁再次摆回时__________(选填“会”或“不会”)打到鼻子。若不计空气阻力,铁锁从最高点向最低点摆动的过程中,__________能转化为__________能。
6. 如图所示,赛艇的船桨是__________杠杆,这类杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离__________。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 冬至打年糕是中国传统习俗之一。打年糕时,需要用木制榔头反复捶打石槽中蒸熟的糯米。如图所示,用木制榔头捶打年糕的过程中,放在水平地面上的石槽始终未动。下列说法正确的是( )
A. 向下砸榔头时,榔头只受到重力的作用
B. 榔头打击年糕时,人对年糕有力的作用
C. 年糕凹陷,说明力可以改变物体形状
D. 年糕凹陷,说明榔头对年糕有打击力,而年糕对榔头没有作用力
8. 如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力
B. 马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力
C. 马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力
D. 地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
9. 如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是( )
A. pA=pB;FA<FB B. pA<pB;FA<FB
C. pA<pB;FA=FB D. pA>pB;FA=FB
10. “智能运动手环”具有设置运动目标、计步统计、能量消耗统计等功能,小明也购买了运动手环以督促自己锻炼,假设小明骑三辆共享自行车,在平直人道上以某一速度匀速直线行驶,若人和车所受的阻力为10N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( )
A. 0.05W B. 0.5W C. 5W D. 50W
11. 如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )
A. 较大 B. 较大
C. 较大 D. 、、的大小相等
12. “争创全国文明城市,建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料,如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N,建筑材料在10s内匀速上升了5m,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是( )
A. 动滑轮所受重力为280N B. 滑轮组所做的有用功为3000J
C. 拉力F的功率为300W D. 滑轮组的机械效率为75%
13. 水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A. 甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B. 甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C. 甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D. 甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
14. 如图所示,重力为4N木块在水平拉力的作用下,在水平地面上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 木块的质量约为0.4kg B. 木块对水平地面的压力为3N
C. 木块受到的摩擦力大小为1N D. 若撤去拉力F,木块所受摩擦力立即消失
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 在图中,小球从水平桌面上快速运动到桌边后滚下,画出小球在A位置时受力的示意图(不计空气阻力)。
16. 如图所示,O为支点,杠杆AB平衡时,画出施加在杠杆上最小动力F1的示意图。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分,共19分)
17. 某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,则弹簧测力计对木块的拉力大小__________(选填“大于”“等于”或“小于”)滑动摩擦力的大小,这是因为拉力和滑动摩擦力是一对__________;
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时,__________越大,滑动摩擦力越大;通过对比__________两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)兴趣小组的同学利用图甲实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表,分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度__________(选填“有关”或“无关”)。
实验次数
1
2
3
4
运动速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
06
测力计的示数(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
18. 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ :滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ :滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示:
实验次数
钩码的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9%
(1)实验时应沿竖直方向__________缓慢向上拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图___________(选填“甲”、“乙”或“丙”)的装置完成的,它的机械效率__________;
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是___________(选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较__________(填实验次数)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高;
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,___________,滑轮组的机械效率越高。
19. 物理兴趣小组验证“阿基米德原理”的实验操作过程如图所示。
(1)由图b、c可得物体所受的浮力为___________N;由图d到图e的过程中可知,浮力将___________(选题“增大”、“减小”或“不变”),可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的___________无关;
(2)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是___________;
A.图c中溢水杯内未盛满水
B.图a中小桶内有少量水
C.图c中物体未全部浸没水中
(3)物体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强___________(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);
(4)分析数据发现:物体所受浮力___________(选填“>”“=”或“<”)排开液体所受的重力;
(5)若换用密度小于水的木块重复上图实验步骤,该实验____________(选填“可以”或“不可以”)验证阿基米德原理;
(6)在实验过程中,小明还发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度;
①将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
②将挂在弹簧测力计下的物体浸没在水中,此时弹簧测力计的读数为F;
③物体的密度表达式为____________(用G、F和来表示)。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 某工地一台8t的推土机,它与地面接触的总面积为。推土机在平直的地面上匀速行驶15min,(g取10N/kg)求:
(1)推土机的履带做的宽大是利用____________的方法减小了压强;且履带做的很粗糙是为了增大____________。
(2)推土机静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?____
(3)若推土机匀速行驶时发动机的功率为130kW,发动机做的功是多少?____
21. 如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景,相关参数如下表;执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行;(g取)求:
排水量
吃水深度
最大航速
最大推进功率
(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小;
(2)若十堰舰从静止出发,加速航行时达到最大航速,图乙是本次航行图像,求加速阶段的平均速度;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小。
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2023—2024学年度下期期末调研考试试卷
八年级物理
注意事项:
1.本试卷共6页,五大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.必须在答题卡上指定位置作答,答在试卷上无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图甲所示,让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察到小铁球的运动速度__________(选填“变大”“变小”或“不变”),再次让小铁球从斜面上滚下,在它的运动路径的侧旁放一个磁体,如图乙所示,观察到小铁球的运动方向发生了改变。以上实验现象说明产生力的两个物体可以不接触,力可以________。
【答案】 ①. 变大 ②. 改变物体的运动状态
【解析】
【详解】[1]小球从斜面上滚下,小铁球由于惯性要保持原来的运动状态,沿着它水平运动的方向放一个磁体,小铁球受到吸引力作用,吸引力使小铁球的运动速度增大。
[2]让小球从斜面上滚下,在它运动的侧旁放一个磁体,小铁球受到吸引力作用,小铁球的运动方向发生了改变,所以力可以改变速度大小和方向,即力可以改变物体的运动状态。
2. 如图所示,将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,观察到鸡蛋在水中沉底,在浓盐水中悬浮。则鸡蛋的密度__________水的密度,__________浓盐水的密度。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】 ①. 大于 ②. 等于
【解析】
【详解】[1][2]鸡蛋在水中沉底,在浓盐水中悬浮。是因为鸡蛋受到水的浮力小于重力,受到盐水的浮力等于重力,由浮沉条件知道,是鸡蛋的密度大于水的密度,鸡蛋的密度等于浓盐水的密度。
3. 驾驶员头枕和安全带在安全驾驶中起着重要作用。如图所示,头枕是为了减小汽车在___________(选填“追尾前车”或“被后车追尾”)时由于惯性造成的伤害,轿车在水平路面上高速行驶时对地面的压力___________(选填“大于”“等于”或“小于”)静止时对地面的压力。
【答案】 ①. 被后车追尾 ②. 小于
【解析】
【详解】[1]在座位的靠背上安装“头枕”,当轿车被后面的车撞击时,轿车速度加快,乘客由于惯性会保持原来的运动状态,此时头枕可以起到防止乘客颈椎受伤的作用。
[2]在路面上静止的轿车,轿车对路面的压力大小等于轿车的重力,当轿车在路面上高速行驶时,车顶的空气流速大于车底的空气流速,车上方的压强小于下方的压强,会产生向上的压强差、压力差,从而产生一定大小的向上的升力,使轿车对路面的压力小于汽车所受的重力,故轿车对路面的压力与静止使相比变小,即轿车在水平路面上高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力。
4. 如上图1所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动,F与时间t的关系如图2所示。0~2s内。文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向______(填“向左”或“向右”),大小为______N;3~4s内,文具盒所受的摩擦力的大小为______N。
【答案】 ①. 向左 ②. 2 ③. 2
【解析】
【详解】[1][2]0~2s内,文具盒做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的摩擦力与推力F是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上的平衡力,由坐标图可知,0~2s内,文具盒受到向右的推力为2N,所以0~2s内,文具盒受的摩擦力大小为2N,方向向左。
[3]3~4s内,文具盒对桌面的压力和与桌面的粗糙程度不变,则此时文具盒受到的摩擦力不变,依然为2N,方向向左。
5. 如图所示,把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去。铁锁再次摆回时__________(选填“会”或“不会”)打到鼻子。若不计空气阻力,铁锁从最高点向最低点摆动的过程中,__________能转化为__________能。
【答案】 ①. 不会 ②. 重力势 ③. 动
【解析】
【详解】[1]铁锁在摆动过程,如果不计空气阻力和摩擦,即机械能守恒;鼻子和铁锁的初始高度相同,整个过程中铁锁的机械能不变,所以铁锁摆回时重力势能不变,原来是没有接触,故铁锁摆回时不会打到鼻子。
[2][3]铁锁在从最高点摆向最低点的过程中,高度减小,重力势能减小,而速度变大,动能变大,重力势能逐渐转化为动能。
6. 如图所示,赛艇的船桨是__________杠杆,这类杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离__________。
【答案】 ①. 费力 ②. 小
【解析】
【详解】[1]图示中赛艇的船桨的支点在桨与艇弦的固定点,手对桨的作用力为动力,手对桨的作用力为阻力,则动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
[2]费力杠杆中,动力臂小于阻力臂,则可省距离,而费力。所以动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 冬至打年糕是中国传统习俗之一。打年糕时,需要用木制榔头反复捶打石槽中蒸熟的糯米。如图所示,用木制榔头捶打年糕的过程中,放在水平地面上的石槽始终未动。下列说法正确的是( )
A. 向下砸榔头时,榔头只受到重力的作用
B. 榔头打击年糕时,人对年糕有力的作用
C. 年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状
D. 年糕凹陷,说明榔头对年糕有打击力,而年糕对榔头没有作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.向下砸榔头时,榔头受到重力和糯米的支持力,故A错误;
B.榔头打击年糕时,榔头对年糕有力的作用,人与年糕不接触,人对年糕没有力的作用,故B错误;
C.榔头的打击力使年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状,故C正确;
D.物体间力的作用是相互的,榔头对年糕有打击力,年糕对椰头也有作用力,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力
B. 马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力
C. 马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力
D. 地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
【答案】D
【解析】
【详解】A.地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力,地面对马的支持力和马受到的重力大小不等,不是平衡力,故A错误;
B.马和人对地面的压力和地面对马的支持力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C.马对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力,不是一对相互作用力,故C错误;
D.地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力,地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和,故D正确。
故选D
9. 如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是( )
A. pA=pB;FA<FB B. pA<pB;FA<FB
C. pA<pB;FA=FB D. pA>pB;FA=FB
【答案】C
【解析】
【详解】AD.由图可知,A容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,且两液体的质量相等,所以,由可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度,即ρA<ρB;由图可知两容器内液体的深度相同,由p=ρgh可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即pA<pB,故AD错误;
BC.由题意可知,A、B两容器的质量相等,容器内液体的质量也相等,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由
F=G=mg
可知,两容器的总质量相等,重力相等,对水平桌面的压力相等,即FA=FB,故C正确,D错误。
故选C。
10. “智能运动手环”具有设置运动目标、计步统计、能量消耗统计等功能,小明也购买了运动手环以督促自己锻炼,假设小明骑三辆共享自行车,在平直人道上以某一速度匀速直线行驶,若人和车所受的阻力为10N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( )
A. 0.05W B. 0.5W C. 5W D. 50W
【答案】D
【解析】
【详解】当人匀速行驶时,受到平衡力作用,即牵引力为
F=f=10N
人骑自行车的速度大约是5m/s左右,骑车人消耗的功率约为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
11. 如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )
A. 较大 B. 较大
C. 较大 D. 、、大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,所以忽略绳子与滑轮摩擦,匀速向上拉物体时,无论向哪个方向拉动绳子,施加在绳子上的拉力都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故ABC错误,D正确。
故选D。
12. “争创全国文明城市,建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料,如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N,建筑材料在10s内匀速上升了5m,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是( )
A. 动滑轮所受重力为280N B. 滑轮组所做的有用功为3000J
C. 拉力F的功率为300W D. 滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知动滑轮上承重绳子的股数为n=3,根据
可知,动滑轮的重力为
故A错误;
B.根据题意可知,滑轮组做的有用功为
故B错误;
C.根据题意可知,拉力做的功为
拉力F的功率为
故C正确;
D.滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选C。
13. 水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A. 甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B. 甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C. 甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D. 甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由甲图可知,橘子处于漂浮状态,受力平衡,根据浮沉条件可知,橘子受重力和浮力,重力等于浮力,故A错误;
B.因将甲图中的橘子取出后剥皮再放入右侧杯中,右杯中的橘子重力变小,甲杯中橘子漂浮,所受浮力等于橘子的重力,乙杯中橘子沉底,所受浮力小于重力,则甲图中橘子受到的浮力大,故B正确;
C.橘子剥皮后的重力变小,水和杯子的重力相同,所以甲杯子的总重力大于乙杯子的总重力;受力面积相同,根据可知,甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强,故C错误;
D.由图可知,甲图中水的深度大于乙图中水的深度,根据p=ρ水gh可知,甲图中杯底受到水的压强大于乙图中杯底受到水的压强,故D正确。
故选BD。
14. 如图所示,重力为4N的木块在水平拉力的作用下,在水平地面上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 木块的质量约为0.4kg B. 木块对水平地面的压力为3N
C. 木块受到的摩擦力大小为1N D. 若撤去拉力F,木块所受摩擦力立即消失
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体的重力为4N,则物体的质量为
木块的质量约为0.4kg,故A正确;
B.由于物体在水平面上运动,故对地面压力的大小等于物体的重力大小,则压力大小为4N,故B错误;
C.在水平地面上做匀速直线运动,处于平衡态,拉力大小等于摩擦力大小,则摩擦力大小为1N,故C正确;
D.若撤去拉力F,物体由于具有惯性,仍要向前运动,则仍受到摩擦力大小,故D错误。
故选AC。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 在图中,小球从水平桌面上快速运动到桌边后滚下,画出小球在A位置时受力的示意图(不计空气阻力)。
【答案】
【解析】
【详解】小球从水平桌面上快速运动到桌边后滚下,小球在A位置时,已经离开了桌面,不再受到桌面对它的支持力,不计空气阻力,这时小球只受到重力作用,作用点在小球的重心,方向竖直向下,小球在A位置时受力的示意图,如下所示:
16. 如图所示,O为支点,杠杆AB平衡时,画出施加在杠杆上最小动力F1的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】根据杠杆的平衡条件可知,力F1的力臂最大时,力F1最小,先确定该力的作用点在杠杆上离支点最远的B点,连接OB,以这条线段为该力的力臂时,力臂最长,此时力最小,所以过B点作OB的垂线即该力的作用线,要使杠杆保持平衡,则力F1应沿力的作用线向上,如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分,共19分)
17. 某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,则弹簧测力计对木块的拉力大小__________(选填“大于”“等于”或“小于”)滑动摩擦力的大小,这是因为拉力和滑动摩擦力是一对__________;
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时,__________越大,滑动摩擦力越大;通过对比__________两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)兴趣小组的同学利用图甲实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表,分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度__________(选填“有关”或“无关”)。
实验次数
1
2
3
4
运动速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计的示数(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
【答案】 ①. 等于 ②. 平衡力 ③. 压力 ④. 甲丙 ⑤. 无关
【解析】
【详解】(1)[1][2]水平匀速拉动木块,木块在水平方向上只受到弹簧测力计拉力和木板摩擦力,故它们二力平衡,大小相等,方向相反且作用在同一条直线上,是一对平衡力。
(2)[3][4]甲乙两图,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,摩擦力不同,乙中压力更大,弹簧测力计示数更大,滑动摩擦力更大,故可以看出压力越大的,滑动摩擦力越大;甲丙两图,压力相同,接触面粗糙程度不同,摩擦力不同,丙图中接触面更粗糙,弹簧测力计示数更大,滑动摩擦力更大,由数据可以看出压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5]由表格实验数据可以看出,运动速度变化时,测力计的示数保持不变,说明滑动摩擦力不变,故滑动摩擦力的大小和物体运动的速度无关。
18. 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ :滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ :滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示:
实验次数
钩码的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9%
(1)实验时应沿竖直方向__________缓慢向上拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图___________(选填“甲”、“乙”或“丙”)的装置完成的,它的机械效率__________;
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是___________(选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较__________(填实验次数)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组的机械效率越高;
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,___________,滑轮组的机械效率越高。
【答案】 ①. 匀速 ②. 丙 ③. 80% ④. 错误 ⑤. 1、2 ⑥. 动滑轮的重力越小
【解析】
【详解】(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于绳子的拉力大小。
(2)[2]由表中第3次实验数据可得,钩码移动的距离为0.1m时,绳子端移动的距离为0.4m,则绳子的股数为
即动滑轮上有4股绳,所以丙图符合题意。
[3]由表中数据可得,有用功为
W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J
总功为
W总=F3s3=1.25N×0.4m=0.5J
机械效率为
(3)[4]对比2、4的数据发现,其它条件不变,只改变物体提升的高度,机械效率是不变的,所以猜想Ⅰ是错误的。
(4)[5]要想得到同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高的结论,需要保证滑轮组不变,重物提升的高度也不变,只改变重物的重力,所以表中1、2号实验符合条件。
(5)[6]对比2、3次实验可以发现,重物的重力不变,提升的高度也不变,但滑轮组中动滑轮的个数增多了,且动滑轮个数越多,机械效率越低,所以可得结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
19. 物理兴趣小组验证“阿基米德原理”的实验操作过程如图所示。
(1)由图b、c可得物体所受的浮力为___________N;由图d到图e的过程中可知,浮力将___________(选题“增大”、“减小”或“不变”),可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的___________无关;
(2)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是___________;
A.图c中溢水杯内未盛满水
B.图a中小桶内有少量水
C.图c中物体未全部浸没水中
(3)物体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强___________(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);
(4)分析数据发现:物体所受浮力___________(选填“>”“=”或“<”)排开液体所受的重力;
(5)若换用密度小于水木块重复上图实验步骤,该实验____________(选填“可以”或“不可以”)验证阿基米德原理;
(6)在实验过程中,小明还发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度;
①将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
②将挂在弹簧测力计下的物体浸没在水中,此时弹簧测力计的读数为F;
③物体的密度表达式为____________(用G、F和来表示)。
【答案】 ①. 0.4 ②. 不变 ③. 深度 ④. A ⑤. 保持不变 ⑥. = ⑦. 可以 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]由图b知道 ,弹簧测力计的示数是2N,即物体受到的重力为
G=2N
由图c知道,弹簧测力计的示数是1.6N,由b、c两图,根据称重法,物体受到的浮力为
[2][3]由图d到图e的过程中知道,液体的密度不变、排开液体的体积不变,深度不同,弹簧测力计的示数不变,浮力将不变,可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[4] A.图c中溢水杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果,故符合题意。
B.图a中小桶内有少量水,石块排开水后,测力计两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果,故不符合题意。
C.图c中石块未浸没水中,此时浮力小,排开水的重力也小,不影响实验结果,故不符合题意。
故选A。
(3)[5]实验操作中,物体从刚接触水面到全部浸没水中,物体排开的水都流出了溢水杯,所以溢水杯内液体深度始终不变,由知道,水对溢水杯底的压强保持不变。
(4)[6]根据表格中数据知道,浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受重力,即
(5)[7] 如换用密度小于水的木块,则图中的
F4=F5=0
所以,F浮=F2,其它步骤没有影响,故可以完成实验。
(6)[8]物体的质量为
由步骤①②可得物体受到的浮力
因为物体浸没在液体中时,物体排开液体的体积等于物体的体积,所以由阿基米德原理知道
则物体的体积为
则物体密度的表达式为
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 某工地一台8t的推土机,它与地面接触的总面积为。推土机在平直的地面上匀速行驶15min,(g取10N/kg)求:
(1)推土机的履带做的宽大是利用____________的方法减小了压强;且履带做的很粗糙是为了增大____________。
(2)推土机静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?____
(3)若推土机匀速行驶时发动机的功率为130kW,发动机做的功是多少?____
【答案】 ①. 增大受力面积 ②. 摩擦力 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1][2]宽大的履带能增大受力面积来减小压强;履带做粗糙是为了增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。
(2)[3]推土机静止时对水平地面的压力
对水平地面的压强
(3)[4]由可得,发动机做的功
21. 如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景,相关参数如下表;执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行;(g取)求:
排水量
吃水深度
最大航速
最大推进功率
(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小;
(2)若十堰舰从静止出发,加速航行时达到最大航速,图乙是本次航行的图像,求加速阶段的平均速度;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小。
【答案】(1)1.22×107N;(2)8m/s;(3)1×106N
【解析】
【详解】解:(1)由阿基米德原理可得,护卫舰满载时,受到海水的浮力
F浮=G排=m排g=1220×103kg×10N/kg=1.22×107N
(2)由乙图可知,该舰加速航行达到最大航速12.5m/s,用时120s,航行0.96km,则加速阶段的平均速度
(3)护卫舰的最大航速为12.5m/s,水平匀速直线航行时,受到的阻力与牵引力是一对平衡力,根据
可得,十堰舰所受阻力
答:(1)该护卫舰满载时受到的浮力是1.22×107N;
(2)加速阶段的平均速度为8m/s;
(3)十堰舰所受阻力为1×106N。
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