内容正文:
茶陵县2024年上期期末质量监测八年级物理试题
时量:60分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共12小题,每小题3分,共36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。)
1. 下列简单机械中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A. 核桃钳 B. 筷子
C. 托盘天平 D. 食品夹
2. 《民法典》规定:禁止从建筑物中抛掷物品。“拒绝高空抛物”从一种倡议正式成为法律层面的一项禁止性规定。物体从高空下坠的过程中( )
A. 势能增大 B. 势能不变 C. 动能增大 D. 动能减小
3. 运动鞋底和汽车轮胎刻有凹凸不平的花纹,这主要是为了( )
A. 更加轻便 B. 增加美感
C. 减小压强 D. 增大摩擦
4. 如图,装有水的柱状容器置于水平地面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,若物块上表面受到水的压力为F1、下表面受到水的压力为F2。则物体受到的浮力大小为( )
A. F1 B. F2
C. F2-F1 D. F1-F2
5. 如图所示,不计绳重及摩擦,分别用力F1、F2匀速将质量相同的重物提升相同的高度,则甲、乙两个装置哪个物理量是相同的
A. 所用的拉力 B. 拉力所做的功
C. 机械效率 D. 有用功
6. 以下事例中不是利用了连通器原理工作的是( )
A. 过路涵洞 B. 液体压强计
C 船闸 D. 洗手盆
7. 如图,用手握饮料罐,饮料罐处于竖直静止状态。下列说法正确的是( )
A. 罐受到的摩擦力方向竖直向上
B. 罐处于静止状态,故罐不受摩擦力作用
C. 罐对手的力小于手对罐的力
D. 罐受到的重力与手对罐的摩擦力是一对相互作用力
8. 如图,电动车安装的遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,因为电动车快速行驶时( )
A 遮阳伞上方空气流速小,压强大,伞面被向下压
B. 遮阳伞上方空气流速大,压强小,伞面被向上压
C 遮阳伞下方空气流速大,压强小,伞面被向上压
D. 遮阳伞下方空气流速小,压强小,伞面被向下压
9. 如图是排球运动员训练时的情景,用手臂将球垫向墙壁,球被墙壁反弹回来后再重复垫球。下列说法正确的是( )
A. 垫球时,手对球的作用力的施力物体是球
B. 球离开手臂后上升的过程中,手对球依然做功
C. 垫出去的球上升过程中运动状态不变
D. 球撞击墙壁后反弹回来,说明力可以改变物体的运动状态
10. 如图所示,一名女士推着童车轻松地前行,一名男士用很大的力推汽车,但汽车没被推动。在相同的时间内,以下说法中正确的是( )
A. 男士推力做的功较多,做功较快
B. 女士推力做的功较多,做功较快
C. 男士推力做的功较少,功率较大
D. 女士推力做的功较少,功率较大
11. 如图所示,小明用左侧容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中符合事实的是( )
A. B. C. D.
12. 如图所示,两行脚印分别是小东和小荣走过沙滩时留下的.下列判断正确的是( )
A. 小东对沙地的压力比小荣的小
B. 小东对沙地压力和小荣的一样
C. 小东对沙地单位面积的压力比小荣的大
D. 受力面积和压力都不知道,无法比较谁对沙地的压强大
二、填空题(本题共4小题,每空2分,共18分。)
13. 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。
14. 如图甲,A、B是两个完全相同的物体,琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,请问对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J。
15. 如图所示,将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力,___________杯中水面升高的多。
16. 明代宋应星在《天工开物》中记载了一种农业生产汲水装置——辘轳,如图甲所示。辘轳由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,把辘轳视为杠杆,它的支点是____(填 “A”、“B”或“C” )点;
(2)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总重力为90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为______N;(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用____(填“①”或“②”)。
三、作图与实验探究题(本题共4小题,共28分。)
17. 快乐的寒假中,小明收拾好行李去旅行。如图,行李箱可以视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点。用拉力F使拉杆旅行箱在图示位置静止,请画出行李箱重力的示意图和拉力F的力臂l。
18. “斜面”是探究实验中常用的器材,请完成下列利用斜面进行实验的有关内容。
(1)甲实验中,用_________来显示阻力对物体运动的影响;
(2)实验乙中,将小球A从斜面上的不同高度由静止开始滚下撞击同一木块,探究的是物体动能的大小与物体的________的关系。假设水平面绝对光滑,____(填“能”或“不能”)达到探究目的。
19. 小明做“探究压力的作用效果跟什么因素有关”实验,用到的器材有:木板、橡皮泥、包扎带、细线和规格相同的钩码若干。
(1)如图,将橡皮泥做成长方体平放于木板上,在相同宽度的两条包扎带下方挂上不同数量的钩码。由实验现象可知:受力面积相同时,压力越_____,压力的作用效果越明显。接下来,小明把包扎带换成细线(其他条件不变)重做实验,发现无法探究压力作用效果与压力的关系,原因可能是_______;
(2)小明想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥捏回原状,把包扎带撕成_______宽度的两段,两包扎带下方挂_______数量的钩码。(填“相同”或“不同”)
20. 小明做“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验。
(1)如图甲,实验操作时应用手_____(填“①”或“②”,①拉弹簧测力计的挂钩、②握住弹簧测力计), 同时让物块不浸入水中。此时,弹簧测力计的示数为___N;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到容器内的液面______(填液面高度如何变化),由此分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关;
(3)继续增大物块所处深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为 _______N;
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中。他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列三种实验改进方案,其中不可行的是 ______。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.利用现有器材进行多次实验
四、综合计算题(本题共2小题,共18分。)
21. 图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其总质量为2600kg,总体积为9000m3。浮空艇内部结构如图乙所示,有两个气囊:一个是主气囊,里面充有氦气(相同条件下氦气的密度比空气小得多);下边腹部还有一个小的副气囊,里面充有空气。2022年5月,极目一号从海拔4300m的科考营地顺利升空,达到海拔9032m的新高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界记录。已知海拔4300m处的空气密度为0.8kg/m3,g取10N/kg,则:
(1)“极目一号”Ⅲ型浮空艇受到的重力大小为_______N;
(2)打开控制开关,用主气囊中的氦气排出副气囊中的部分空气,可使悬浮在空中的浮空艇_______(填“上升”或“下降”);
(3)在海拔4300m处,浮空艇受到的空气浮力多大?____
22. 打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械,图甲是某落锤式打桩机,其原理示意图如图乙所示。桩锤由卷扬机通过定滑轮用吊钩提升,释放后自由下落而打桩。已知桩锤的质量为400kg,桩锤底面积为0.1m2,桩顶面积为0.04m2,g=10N/kg,则:
(1)乙图中定滑轮的作用是改变力的________;
(2)若桩锤下落打在桩上的瞬时压力为4×105 N,此时桩锤对桩的压强为_______Pa;
(3)若卷扬机把桩锤匀速提升2m,所用时间为2s,在此提升过程中卷扬机的功率为8×103 W,求此过程中卷扬机的效率。____
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茶陵县2024年上期期末质量监测八年级物理试题
时量:60分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共12小题,每小题3分,共36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。)
1. 下列简单机械中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A. 核桃钳 B. 筷子
C. 托盘天平 D. 食品夹
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,核桃夹阻力臂小于动力臂,属于省力杠杆,筷子和食品夹阻力臂大于动力臂,属于费力杠杆,托盘天平阻力臂等于动力臂,属于等臂杠杆,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 《民法典》规定:禁止从建筑物中抛掷物品。“拒绝高空抛物”从一种倡议正式成为法律层面一项禁止性规定。物体从高空下坠的过程中( )
A. 势能增大 B. 势能不变 C. 动能增大 D. 动能减小
【答案】C
【解析】
【详解】物体从高空下坠过程中,质量不变,速度变大,高度变小,动能增大,重力势能减小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3. 运动鞋底和汽车轮胎刻有凹凸不平的花纹,这主要是为了( )
A. 更加轻便 B. 增加美感
C 减小压强 D. 增大摩擦
【答案】D
【解析】
【详解】运动鞋的鞋底上刻有凹凸不平的花纹,主要是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。故ABC不符合题意;D符合题意。
故选D。
4. 如图,装有水的柱状容器置于水平地面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,若物块上表面受到水的压力为F1、下表面受到水的压力为F2。则物体受到的浮力大小为( )
A. F1 B. F2
C. F2-F1 D. F1-F2
【答案】C
【解析】
【详解】物体浸没在水中受到的浮力是物体上下表面的压力差形成的,所以浮力
F浮=F2-F1
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5. 如图所示,不计绳重及摩擦,分别用力F1、F2匀速将质量相同的重物提升相同的高度,则甲、乙两个装置哪个物理量是相同的
A. 所用的拉力 B. 拉力所做的功
C. 机械效率 D. 有用功
【答案】D
【解析】
【分析】不计绳重及摩擦,
①使用定滑轮提起物体的力等于物体的重力;使用动滑轮可以省力;
②使用定滑轮做的功是克服物重做的功,等于有用功;使用动滑轮做的功是克服物重和动滑轮重做的功,大于有用功;③使用定滑轮总功等于有用功,机械效率为1;使用动滑轮总功大于有用功,机械效率小于1;④无论使用什么机械,有用功是克服物重做的功.
【详解】不计绳重及摩擦,设物体质量为m,则重力为mg.
A、甲图中,F1=mg;乙图中,F2=(mgG动),所以F1F2.不符合题意;
B、甲图中,拉力做的功W1=W有用=Gh=mgh;乙图中,拉力做的功W2=W有用+W额=Gh+G动h=mgh+G动h.所以W1≠W2.不符合题意;
C、甲图中,η1==100%;乙图中η2=<100%.不符合题意;
D、在两图中,W有用=Gh=mgh.所以有用功相同.符合题意.故选D.
6. 以下事例中不是利用了连通器原理工作的是( )
A. 过路涵洞 B. 液体压强计
C. 船闸 D. 洗手盆
【答案】B
【解析】
【详解】A.过路涵洞的下端连通,上端开口,是利用连通器原理工作的,故A不符合题意;
B.液体压强计的下端连接,上端有一侧是密封的,不是利用连通器原理工作的,故B符合题意;
C.船闸的闸室通过阀门与上下游构成连通,故C不符合题意;
D.洗手盆下方的弯管,是下端连通,上端开口的,是利用连通器工作的,故D不符合题意。
故选B。
7. 如图,用手握饮料罐,饮料罐处于竖直静止状态。下列说法正确的是( )
A. 罐受到的摩擦力方向竖直向上
B. 罐处于静止状态,故罐不受摩擦力作用
C. 罐对手的力小于手对罐的力
D. 罐受到的重力与手对罐的摩擦力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】
【详解】ABD.饮料罐竖直静止时,罐有向下运动的趋势,受到摩擦力的作用,在竖直方向上受到竖直向下的重力和摩擦力的作用,两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以罐受到的摩擦力方向竖直向上,故A正确,BD错误。
C.罐对手的力和手对罐的力是一对相互作用力,大小相等,故C错误。
故选A。
8. 如图,电动车安装的遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,因为电动车快速行驶时( )
A. 遮阳伞上方空气流速小,压强大,伞面被向下压
B. 遮阳伞上方空气流速大,压强小,伞面被向上压
C. 遮阳伞下方空气流速大,压强小,伞面被向上压
D. 遮阳伞下方空气流速小,压强小,伞面被向下压
【答案】B
【解析】
【详解】遮阳伞上边线条长度大于下边的,当电动车快速行驶时,在相同时间内,遮阳伞上边空气流速大,根据流体压强的规律,流速大、压强小,则遮阳伞上边空气压强小,下边空气压强大,会产生一个向上的力,伞面被向上压,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 如图是排球运动员训练时的情景,用手臂将球垫向墙壁,球被墙壁反弹回来后再重复垫球。下列说法正确的是( )
A. 垫球时,手对球的作用力的施力物体是球
B. 球离开手臂后上升的过程中,手对球依然做功
C. 垫出去的球上升过程中运动状态不变
D. 球撞击墙壁后反弹回来,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.垫球时,手对球的作用力的施力物体是手,故A错误;
B.球垫起后,运动员对球不再施力,手对球不再做功,故B错误;
C.垫出去的球上升过程中,速度改变,运动状态改变,故C错误;
D.球撞击墙壁后,受到墙壁的作用力,反弹回来,运动方向发生变化,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,一名女士推着童车轻松地前行,一名男士用很大的力推汽车,但汽车没被推动。在相同的时间内,以下说法中正确的是( )
A. 男士推力做的功较多,做功较快
B. 女士推力做的功较多,做功较快
C. 男士推力做的功较少,功率较大
D. 女士推力做的功较少,功率较大
【答案】B
【解析】
【详解】妇女推着童车走了几步,有作用在物体上的力,童车也在力的方向上通过了一定距离,推力对童车做了功;图中的男士用很大的力推汽车,但汽车没被推动,男士对汽车施加了较大的力,但汽车没有在力的方向上通过距离,推力没有对汽车做功,所以妇女做功较多;妇女做了功,男士做功为零,由P=可知妇女做功较快。
故选B。
11. 如图所示,小明用左侧容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中符合事实的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.图中液体深度相同,因盐水密度大于酒精密度,根据p=ρgh,盐水产生的压强大,故橡皮膜应向酒精凸起,故A不符合题意;
B.盐水密度大于酒精密度,橡皮膜在盐水中深度大于在酒精中深度,根据p=ρgh,盐水产生的压强大,橡皮膜应向酒精凸起,故B不符合题意;
C.橡皮膜在盐水中深度等于在酒精中的深度,因盐水密度大于酒精密度,根据p=ρgh,盐水产生的压强大,橡皮膜应向酒精凸起,故C符合题意;
D.液体密度相同,深度越大,压强越大,故橡皮膜应向右凸起,故D不符合题意。
故选C。
12. 如图所示,两行脚印分别是小东和小荣走过沙滩时留下的.下列判断正确的是( )
A. 小东对沙地的压力比小荣的小
B. 小东对沙地的压力和小荣的一样
C. 小东对沙地单位面积的压力比小荣的大
D. 受力面积和压力都不知道,无法比较谁对沙地的压强大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.压强与受力面积和压力有关,踩的脚印深浅说明压强的大小,踩成深脚印的人对沙滩压强较大,踩成浅脚印的人对沙滩压强较小,从图像中可以看出小荣的脚印不仅深,而且受力面积较大,说明小荣对沙地的压强大,再根据公式可知,所以小荣对沙地的压力也大,故A正确,B错误;
C.压强是指单位面积上受到的压力,由以上分析可知,小荣对沙地的压强大,即小荣对沙地单位面积的压力比小东的大,故C错误;
D.从图像中可以看出小荣的脚印不仅深,而且受力面积较大,说明小荣对沙地的压强大,再根据公式可知,所以小荣对沙地的压力也大,故D错误.
二、填空题(本题共4小题,每空2分,共18分。)
13. 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”。
14. 如图甲,A、B是两个完全相同的物体,琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,请问对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J。
【答案】 ①. 2 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,对物体A做的总功为3J,额外功为1J,故对物体A做的有用功
W有=WA总-WA额=3J-1J=2J
[2] A、B是两个完全相同的物体,都拉到斜面顶端,故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同;由图乙可知,对物体B做的总功为2.5J,故对物体B做的额外功
WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J
15. 如图所示,将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力,___________杯中水面升高的多。
【答案】 ①. 小于 ②. 乙
【解析】
【详解】[1]根据两个图中橡皮泥所处的状态可知,甲图中浮力小于重力,乙图中浮力等于重力,所以乙中的浮力较大,即静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力小于乙杯中橡皮泥所受的浮力。
[1]由F浮=ρ水gV排知,浮力越大,排开的水的体积越大,水面升高的越多,故乙杯中水面升高的多。
16. 明代宋应星在《天工开物》中记载了一种农业生产汲水装置——辘轳,如图甲所示。辘轳由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,把辘轳视为杠杆,它的支点是____(填 “A”、“B”或“C” )点;
(2)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总重力为90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为______N;(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用____(填“①”或“②”)。
【答案】 ①. B ②. 30 ③. ①
【解析】
【详解】(1)[1]辘轳的大轮和小轮都绕着图乙中的B点转动, B为支点。
(2)[2]辘轳在图乙位置静止,据杠杆的平衡条件有
90N×1=F×3
解得,作用在C点的最小力F=30N。
(3)[3]图丙的水龙头中,手的力作用在大轮上,当小轮的半径不变,打开水龙头所需的力不变时,大轮的半径越大,越省力,所以开关应选用①。
三、作图与实验探究题(本题共4小题,共28分。)
17. 快乐的寒假中,小明收拾好行李去旅行。如图,行李箱可以视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点。用拉力F使拉杆旅行箱在图示位置静止,请画出行李箱重力的示意图和拉力F的力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】重力的方向竖直向下,作用点在行李箱的重心;作出力F的作用线的反向延长线,从O点向力F的作用线作垂线段,即为力F的力臂l,如图所示:
18. “斜面”是探究实验中常用的器材,请完成下列利用斜面进行实验的有关内容。
(1)甲实验中,用_________来显示阻力对物体运动的影响;
(2)实验乙中,将小球A从斜面上的不同高度由静止开始滚下撞击同一木块,探究的是物体动能的大小与物体的________的关系。假设水平面绝对光滑,____(填“能”或“不能”)达到探究目的。
【答案】 ①. 小车在水平面上滑行的距离 ②. 运动速度 ③. 不能
【解析】
【详解】(1)[1]图甲中,用小车在水平面上移动的距离来显示阻力对物体运动的影响,因为小车在水平面上受到的阻力越大,运动状态改变越快,移动的距离越小。
(2)[2]小球A从斜面上的不同高度静止开始滚下,则撞击木块时的速度不相同,探究的是物体动能的大小与物体的速度的关系。
[3]小球撞击木块后,对木块做功,动能越大,做功越多,木块移动的距离越大,若水平面绝对光滑,木块在水平面上不受阻力作用,不能停下,无法通过比较木块移动的距离比较小球动能的大小,不能达到探究目的。
19. 小明做“探究压力的作用效果跟什么因素有关”实验,用到的器材有:木板、橡皮泥、包扎带、细线和规格相同的钩码若干。
(1)如图,将橡皮泥做成长方体平放于木板上,在相同宽度的两条包扎带下方挂上不同数量的钩码。由实验现象可知:受力面积相同时,压力越_____,压力的作用效果越明显。接下来,小明把包扎带换成细线(其他条件不变)重做实验,发现无法探究压力作用效果与压力的关系,原因可能是_______;
(2)小明想继续探究压力作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥捏回原状,把包扎带撕成_______宽度的两段,两包扎带下方挂_______数量的钩码。(填“相同”或“不同”)
【答案】 ①. 大 ②. 细线受力面积太小,会把橡皮泥切断 ③. 不同 ④. 相同
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,包扎带宽度相同,受力面积相同,包扎带下方挂的钩码数量不同,包扎带对橡皮泥的压力不同,左侧包扎带下方挂的钩码数量多,对橡皮泥的压力大,橡皮泥凹陷程度大,压力作用效果更明显,故可得出,受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[2]把包扎带换成细线(其他条件不变)重做实验,由于细线太细,受力面积太小,细线会把橡皮泥切断,故无法探究压力作用效果与压力的关系。
(2)[3][4]把包扎带撕成不同宽度的两段,两包扎带下方挂相同数量的钩码时,包扎带对橡皮泥的压力相同,受力面积不同,故可以探究压力的作用效果跟受力面积的关系。
20. 小明做“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验。
(1)如图甲,实验操作时应用手_____(填“①”或“②”,①拉弹簧测力计的挂钩、②握住弹簧测力计), 同时让物块不浸入水中。此时,弹簧测力计的示数为___N;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到容器内的液面______(填液面高度如何变化),由此分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为 _______N;
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中。他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列三种实验改进方案,其中不可行的是 ______。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.利用现有器材进行多次实验
【答案】 ①. ① ②. 1.8 ③. 升高 ④. 0.8 ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1]使用弹簧测力计时,应用手拉住挂钩,然后进行测量。
[2]图甲中,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.8N。
(2)[3]物块从图甲下降到图乙的过程中,物体排液体的体积变大,测力计的示数减小,容器内液面升高。
(3)[4]由图乙知,物体浸没水中,测力计的示数为1N,据称重法知,此时物体受到的浮力
F浮=G-F乙=18N-1N=0.8N
图丙中,物体浸没,所受的浮力与图乙所受的浮力相等,为0.8N。
(4)[5]据知,把物体浸没盐水中,浮力变化不明显,可能是盐水的密度与水的密度差别不大,也可能是物体的体积较小,排开液体的体积过小,所以可换用体积更大的同种物块,或换用密度比小得多的液体,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
四、综合计算题(本题共2小题,共18分。)
21. 图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其总质量为2600kg,总体积为9000m3。浮空艇内部结构如图乙所示,有两个气囊:一个是主气囊,里面充有氦气(相同条件下氦气的密度比空气小得多);下边腹部还有一个小的副气囊,里面充有空气。2022年5月,极目一号从海拔4300m的科考营地顺利升空,达到海拔9032m的新高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界记录。已知海拔4300m处的空气密度为0.8kg/m3,g取10N/kg,则:
(1)“极目一号”Ⅲ型浮空艇受到的重力大小为_______N;
(2)打开控制开关,用主气囊中的氦气排出副气囊中的部分空气,可使悬浮在空中的浮空艇_______(填“上升”或“下降”);
(3)在海拔4300m处,浮空艇受到的空气浮力多大?____
【答案】 ①. 26000 ②. 上升 ③. 72000N
【解析】
【详解】(1)[1]“极目一号”Ⅲ型浮空艇受到的重力大小
(2)[2]由于氦气密度比空气小得多,当用上层的氦气排出下层的部分空气时,自身重力减小,由于悬于空中的浮空艇受到的浮力等于重力,所以,此时浮力会大于重力,合力的方向竖直向上,故浮空艇会上升。
(3)[3]在海拔4300m处,浮空艇受到的空气浮力为
F浮=ρ空气gV排=0.8kg/m3×10N/kg×9000m3=72000N
22. 打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械,图甲是某落锤式打桩机,其原理示意图如图乙所示。桩锤由卷扬机通过定滑轮用吊钩提升,释放后自由下落而打桩。已知桩锤的质量为400kg,桩锤底面积为0.1m2,桩顶面积为0.04m2,g=10N/kg,则:
(1)乙图中定滑轮作用是改变力的________;
(2)若桩锤下落打在桩上的瞬时压力为4×105 N,此时桩锤对桩的压强为_______Pa;
(3)若卷扬机把桩锤匀速提升2m,所用时间为2s,在此提升过程中卷扬机的功率为8×103 W,求此过程中卷扬机的效率。____
【答案】 ①. 方向 ②. 1×107 ③.
【解析】
【详解】(1)[1]乙图中定滑轮的作用是改变力的方向,从而使卷扬机在安全范围作业。
(2)[2]桩锤对桩的压强为
(3)[3]卷扬机克服重力做的有用功是
卷扬机做的总功是
卷扬机的效率是
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