内容正文:
2023—2024学年度第二学期期末质量监测
八年级物理试题
(考试时间:90分钟;满分:100分)
1.本试题分第I卷和第Ⅱ卷两部分,共26题。第I卷为选择题,共15题,35分;第Ⅱ卷为非选择题,共11题,65分。
2.所有题目均在答题卡上作答,在试卷上作答无效。
第I卷(共35分)
一、单项选择题(本题满分20分,共10小题,每小题2分)每小题给出的四个选项中,只有1个选项符合题目要求。
1. 下列数据中最接近实际的是( )
A. 一个鸡蛋重力约为5N
B. 1标准大气压的数值约为
C. 一名初中生站立时对地面的压强约
D. 一名成年人所受重力约为100N
2. 踢足球是全世界很多人喜爱的一项运动。下列与踢球有关的说法正确的是( )
A. 只要脚对球施加的力的方向相同,其作用效果一定相同
B. 踢出去的球在空中运动的过程中,仍然受到脚的作用力
C. 足球离开运动员后还能在空中飞行,表明足球受到了惯性
D. 运动员停球的过程中,力改变了足球的运动状态
3. 我们的前臂就是物理学中的一根杠杆。当人手拿一个茶杯时,肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力,使手臂保持静止,保证茶杯在手中保持静止。以下分析合理的是( )
A. 前臂杠杆的支点在手腕处
B. 茶杯对手的压力为动力,且方向竖直向下
C. 肱二头肌的拉力为阻力
D. 拿起茶杯时前臂相当于一个费力杠杆,优点是省距离
4. 小华扔铅球,球离开手后向上运动到一定高度又落回地面,不计空气阻力,关于铅球离开手后的运动过程,下列说法中正确的是( )
A 下落过程中,铅球动能增大
B. 上升过程中,铅球的重力势能转化为动能
C. 上升过程中,铅球受竖直向上的力
D. 下落过程中,铅球重力势能增大
5. 在探究“影响压力作用效果的因素”时,小华同学利用小桌、海绵和砝码等器材,进行了如图所示的实验,下列分析不正确的是( )
A. 实验通过观察海绵的凹陷程度判断压力的作用效果
B. 甲、乙两图中,甲图中小桌对海绵压力的作用效果明显
C. 乙图中砝码对小桌的压强一定等于海绵对桌面的压强
D. 除甲、乙实验,还需取下乙图中砝码,把小桌翻转过来与甲图比较就能完成全部探究
6. 两台汽车发动机的牵引力之比是1∶3,匀速直线行驶时的速度之比是5∶6,那么此时这两台汽车的发动机功率之比是( )
A. 5∶18 B. 5∶2 C. 18∶5 D. 2∶5
7. 关于力是否做功,下列说法正确的是( )
A. 提着皮箱站在地上不动时,皮箱受到提力作用,相对地面又有一段距离,所以提力做了功
B. 手提水桶上楼,提力对水桶做了功
C. 重10N的木箱在6N的水平拉力作用下沿水平方向移动了3m,既有力又有距离,所以重力做了功
D 用力推一张桌子未推动,推力对桌子做了功
8. 把体积相同、质量不同三个小球A、B、C放入同种液体中,静止后的位置如图所示,三球的密度分别为、、,则它们密度关系正确的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的杯内装有质量相等的水,水平放在电子秤上,一木块漂浮在甲中,此时电子秤的示数为;将一个完全相同的木块压入乙中使其刚好浸没,此时电子秤的示数为;再将另一个完全相同的木块用细线(质量忽略不计)将其系在丙中杯底使其浸没,此时电子秤的示数为。甲、乙、丙中电子秤受到杯底的压强分别是、、。下列说法错误的是( )
A. 电子秤受到杯底的压强关系为
B. 电子秤示数的关系为
C. 乙杯中,压木块的力为
D. 丙杯中,木块受到绳子的拉力为
10. 一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从某一高度处匀速下降,然后将其逐渐浸入水中,整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像如图所示,下列说法中正确的是(不考虑液面高度的变化)( )
A. 圆柱体的体积为
B. 圆柱体所受的最大浮力为12N
C. 圆柱体的密度为
D. 圆柱体刚浸没时下表面受到水的压强为700Pa
二、多项选择题(本题满分15分,共5小题)每小题给出的四个选项中,有2~3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得1分,错选或不选得0分。
11. 下列关于物理知识的说法中,不正确的是( )
A. 滑动摩擦力和压强都与压力大小和接触面积有关
B. 力可以改变物体运动状态也可以改变物体的形状
C. 飞机起飞利用的主要是空气的浮力
D. 动力臂是从支点到动力作用点的距离
12. 如图所示,在粗糙程度不变的水平面上,用10N的水平拉力拉着重为20N的物块由A点匀速直线运动到B点,在B点将拉力增大为12N使其运动至C点,在C点撤去拉力。下列说法正确的是( )
A. 物块在AB段受到的摩擦力大小等于10N
B. 物块在BC段受到的摩擦力大小等于12N
C. 在C点撤去拉力后,物块将不受摩擦力
D. 物块在BC段做的是加速运动
13. 如图所示,小华用120N的拉力,在6s内将重200N的物体匀速提高1m。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 动滑轮重为40N B. 滑轮组的机械效率约为83.3%
C. 拉力做功为120J D. 拉力的功率为40W
14. 如图所示,容器中间用隔板分成左右相等的两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不相同时其形状会发生改变。将适量的甲、乙两种液体注入两个容器,分别将A、B两个体积相等的实心小球放入液体中,待液面静止时,两液面相平且橡皮膜向右凸起。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是
B. A、B两个小球静止时所受到的浮力关系是
C. 甲、乙两种液体密度关系是
D. A、B两个小球的密度关系是
15. 在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示,将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 甲、乙两图中木块受到的浮力之比是3∶2
B. 甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
C. 木块的密度与水的密度之比是2∶3
D. 甲图中容器对水平桌面的压强大于乙图中容器对水平桌面的压强
第Ⅱ卷(共65分)
三、填空与作图题(满分16分,共5题)
16. 如图甲,吹风机在工作时,进风口能“吸”住气球,是利用了气球上方空气流速___________,压强小的原理;如图乙,气球放在热水烫过的玻璃瓶口,过一会在___________的作用下被“吸”入瓶中。
17. 如图所示,自行车是我们绿色出行的交通工具。用力蹬自行车,其速度会越来越快,说明力可以改变物体的___________;停止蹬车,能继续前进是因为人和车具有___________;要让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,这是通过增大___________来增大摩擦;捏闸时动力臂大于阻力臂,此时手闸是___________(选填“省力”或“费力”)杠杆。
18. 如图所示,石头对硬棒的压力与棒垂直,已知,要撬起石头所用的动力最小,要以点___________为支点对杠杆施力F。请在图中,画出此动力F的示意图(忽略棒的质量)。___________
19. 如图所示,质量不计的木板AB处于水平位置平衡,且可绕O点无摩擦转动,,,在A端挂一个重6N的物体甲,另一重2N的小滑块乙在水平拉力作用下,以0.2m/s的速度从O点匀速向右滑动,在此过程中,甲对地面的压强___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),当小滑块乙向右移动的距离为___________m时,物体甲对地面的压力为4N,此时小滑块乙在木板上水平滑动的时间为___________s。
20. 如图甲,物体A是边长为10cm的正方体,杆B一端固定在容器底,一端连着A,现缓慢向容器中加水至A浸没为止,杆B受到物体A的作用力F随水深变化的图像如图乙。不计杆的质量和体积。
(1)当时,物体A受到杆B的作用为___________N;
(2)如图乙所示,C点处的力F为___________N;
(3)当A刚好浸没时,请画出物体A所受的力的示意图。___________
四、实验探究题(本题满分31分,共4题)
21. 以下是小华组的同学在探究“影响滑动摩擦力大小因素”实验时,设计的一套实验装置,如图甲所示。
(1)如图甲,用弹簧测力计拉着木块在水平面上做___________运动,根据___________原理,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
(2)为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,可以在木块上___________;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与___________的关系。
(3)根据图甲实验装置,多次实验测得摩擦力与作用在物体表面的压力的关系图像如图乙所示,由图像可知,在接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成___________比。当木块加砝码的总重力为4N时,木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为___________N,若此时弹簧测力计的读数为2N,则木块将做___________(选填“减速”“匀速”或“加速”)运动。
(4)改进实验装置如图丙,启动传送带,木块受到向___________的摩擦力。调整电动机的转速,使传送带的传动速度加快,发现弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力大小与物体运动速度大小___________(选填“有关”或“无关”)。
22. 以下是小华同学探究“液体内部压强规律”的实验时,设计了如图的实验装置和进行了相应的操作。
(1)如图乙所示,在检查压强计的气密性时,用不同的力按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化始终较小,说明压强计的气密性___________(选填“好”或“差”)。
(2)调节好压强计后,将探头放入水中,如图丙、丁所示,增加探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差变___________,说明在同种液体中,液体深度越深,液体的压强越___________。
(3)若橡皮膜的表面积,图戊中,则此时橡皮膜受到水的压强为___________Pa,受到水的压力为___________N(U形管内液体密度)。
(4)小华同学将探头固定在容器里,又向容器内加入大量的浓盐水,此时发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是他得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为小华同学上述操作___________(选填“可靠”或“不可靠”)。
(5)如图己所示,现将压强计探头放入某种液体的烧杯中8cm位置时,使U形管两侧液面的高度差与探头在图戊水中的a位置时相同,则图己中烧杯中的液体密度___________。
23. 如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。
(1)由甲图可知,金属块受到的重力是___________N,当它浸没在水中时受浮力是___________N,金属块的体积是___________;
(2)金属块从乙图到丙图的位置变化过程中,弹簧测力计的示数变小,说明金属块受到浮力___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),分析两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与___________有关。
(3)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度___________(选填“有关”或“无关”);
(4)分析图丙、戊可知,浮力的大小跟___________有关;
(5)用图示实验数据测出盐水的密度是___________。
24. 如图所示是探究“物体的动能跟哪些因素有关”实验的装置图,小华同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离s,水平木板粗糙程度相同。
(1)木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越___________,钢球的动能越___________;
(2)实验表明,同一物体A从同一斜面不同高度由静止滚下,高度越___________,物体B被撞的越远,可得结论:物体质量一定时,___________越大,动能越大;
(3)小华分别把钢球A从、的高度由静止滚下,且,木块B两次移动的过程中受到的摩擦力分别为和,则___________;两次克服摩擦力所做的功分为和,则___________。
(4)若水平面绝对光滑,则本实验___________(选填“能”或“不能”)达到探究的目的。
五、计算题(本题满分18分,共2题)
25. 近年来,国内的汽车产业发展迅猛,各大品牌争奇斗艳。如图是某汽车生产商刚上市一款汽车,某次测试时,其满载质量为,车轮与水平地面接触的总面积为,在水平路面匀速直线行驶5km用时5min。已知汽车在水平路面上匀速直线行驶时受到的阻力是汽车总重的0.02倍,求:
(1)该车满载时对地面的压强是多少?
(2)牵引力做功的功率是多少?
(3)该车满载时匀速直线爬升一段山坡,山坡的倾角为30°,如图乙所示。爬坡时的机械效率为75%,求该车爬坡时受到的摩擦力是多少?
26. 浮船打捞铁牛是通过改变船上的沙石将铁牛从河底拉上来,小华对此产生了浓厚的兴趣,于是建立了以下模型进行研究。如图甲所示,金属块A静止在河底,金属块A的体积为,密度为,上表面距离水面60cm。如图乙所示,重4N,体积的小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N。如图丙所示,将小船内的沙石清除一部分后,小船有体积露出水面,金属块A被拉离河底静止在水中。细绳的质量和体积忽略不计,求:
(1)图甲中,求金属块A上表面受到的水的压强是多少?
(2)图乙中,船露出水面的体积的是多少?
(3)图丙中,小船内剩余沙石的质量是多少?
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2023—2024学年度第二学期期末质量监测
八年级物理试题
(考试时间:90分钟;满分:100分)
1.本试题分第I卷和第Ⅱ卷两部分,共26题。第I卷为选择题,共15题,35分;第Ⅱ卷为非选择题,共11题,65分。
2.所有题目均在答题卡上作答,在试卷上作答无效。
第I卷(共35分)
一、单项选择题(本题满分20分,共10小题,每小题2分)每小题给出的四个选项中,只有1个选项符合题目要求。
1. 下列数据中最接近实际的是( )
A. 一个鸡蛋的重力约为5N
B. 1标准大气压的数值约为
C. 一名初中生站立时对地面的压强约
D. 一名成年人所受重力约为100N
【答案】C
【解析】
【详解】A.一个鸡蛋的质量约为50g,重力约为0.5N,故A不符合题意;
B.根据托里拆利实验可知,1标准大气压的数值约为760mm水银柱产生的压强,约为,故B不符合题意;
C.一名初中生对地面的压力等于其重力,约为500N,站立时地面的受力面积约为400cm2,则其对地面的压强约为
故C符合题意;
D.一名成年人的质量约为60kg,所受重力约为600N,故D不符合题意。
故选C。
2. 踢足球是全世界很多人喜爱的一项运动。下列与踢球有关的说法正确的是( )
A. 只要脚对球施加的力的方向相同,其作用效果一定相同
B. 踢出去的球在空中运动的过程中,仍然受到脚的作用力
C. 足球离开运动员后还能在空中飞行,表明足球受到了惯性
D. 运动员停球的过程中,力改变了足球的运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.力的三要素均会影响力的作用效果,只要有一个要素不同,力的作用效果就可能不同,故A错误;
B.踢出去的球在空中运动的过程中,受到重力和空气阻力,不再受到脚的作用力,故B错误;
C.足球离开运动员后还能在空中飞行,这是因为足球具有惯性,惯性不是力,不能说足球受到了惯性,故C错误;
D.运动员停球的过程中,球的运动速度发生变化,这是力改变了足球的运动状态,故D正确。
故选D。
3. 我们的前臂就是物理学中的一根杠杆。当人手拿一个茶杯时,肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力,使手臂保持静止,保证茶杯在手中保持静止。以下分析合理的是( )
A. 前臂杠杆的支点在手腕处
B. 茶杯对手的压力为动力,且方向竖直向下
C. 肱二头肌的拉力为阻力
D. 拿起茶杯时前臂相当于一个费力杠杆,优点是省距离
【答案】D
【解析】
【详解】人手拿一个茶杯时,人的前臂相当于一个杠杆,肱二头肌给桡骨的力是动力,茶杯给前臂的力是阻力,杠杆围绕肘关节转动,此时动力臂小于阻力臂,因此前臂是一根费力杠杆,费力省距离,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4. 小华扔铅球,球离开手后向上运动到一定高度又落回地面,不计空气阻力,关于铅球离开手后的运动过程,下列说法中正确的是( )
A. 下落过程中,铅球动能增大
B. 上升过程中,铅球的重力势能转化为动能
C. 上升过程中,铅球受竖直向上的力
D. 下落过程中,铅球重力势能增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.铅球下落过程中,铅球的质量不变,速度变大,动能增大,故A正确;
B.铅球上升过程中,铅球的质量不变,高度变大,重力势能变大;速度变小,动能变小,动能转化为重力势能,故B错误;
C.铅球离开手上升过程中,铅球由于惯性继续运动,没有受到竖直向上的力,故C错误;
D.铅球下落过程中,铅球的质量不变,高度变小,重力势能减小,故D错误。
故选A。
5. 在探究“影响压力作用效果的因素”时,小华同学利用小桌、海绵和砝码等器材,进行了如图所示的实验,下列分析不正确的是( )
A. 实验通过观察海绵的凹陷程度判断压力的作用效果
B. 甲、乙两图中,甲图中小桌对海绵压力的作用效果明显
C. 乙图中砝码对小桌的压强一定等于海绵对桌面的压强
D. 除甲、乙实验,还需取下乙图中砝码,把小桌翻转过来与甲图比较就能完成全部探究
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验是通过观察海绵的形变程度判断压力的作用效果,采用了转换法,故A正确,不符合题意;
B.甲、乙图中,甲图中海绵的凹陷程度更大,故甲图中小桌对海绵压力的作用效果明显,故B正确,不符合题意;
C.乙图中砝码对桌面的压强等于
①
海绵对桌面的压力等于砝码、海绵与桌子的重力之和,受力面积为桌面的面积,即
②
由图可知,,比较①②,无法确定乙图中砝码对桌面的压强和海绵对桌面的压强大小,故C错误,符合题意;
D.甲、乙实验中,压力相同,甲中受力面积小,压力作用效果明显,故得出压力效果受力面积有关;取下乙图中砝码,把小桌翻转过来与甲图比较,受力面积相同,甲中压力大,通过海绵的凹陷程度,可研究压力作用效果与压力大小的关系,故D正确,不符合题意。
故选C。
6. 两台汽车发动机的牵引力之比是1∶3,匀速直线行驶时的速度之比是5∶6,那么此时这两台汽车的发动机功率之比是( )
A. 5∶18 B. 5∶2 C. 18∶5 D. 2∶5
【答案】A
【解析】
【详解】两台汽车发动机的牵引力之比是1∶3,匀速直线行驶时的速度之比是5∶6,根据可知,这两台汽车的发动机功率之比是
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7. 关于力是否做功,下列说法正确的是( )
A. 提着皮箱站在地上不动时,皮箱受到提力作用,相对地面又有一段距离,所以提力做了功
B. 手提水桶上楼,提力对水桶做了功
C. 重10N的木箱在6N的水平拉力作用下沿水平方向移动了3m,既有力又有距离,所以重力做了功
D. 用力推一张桌子未推动,推力对桌子做了功
【答案】B
【解析】
【详解】A.提着皮箱站在地上不动,有提力,但物体没有在力的方向上移动距离,所以不做功,故A错误;
B.手提水桶上楼,在力的方向上移动了距离,所以提力对水桶做了功,故B正确;
C.重10N的木箱,用6N的水平拉力拉它移动了3m,在重力方向上并没有移动距离,故重力不做功,故C错误;
D.用力推一张桌子没推动,有推力,但没有在力的方向上移动距离,所以不做功,故D错误。
故选B。
8. 把体积相同、质量不同的三个小球A、B、C放入同种液体中,静止后的位置如图所示,三球的密度分别为、、,则它们密度关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】物体A漂浮,故FA=GA,即ρ液gV排=ρAgV,因VA排<V,所以ρ液>ρA;物体B悬浮,故FB=GB,即ρ液gVB排=ρBgV,因VB排=V,所以ρ液=ρB;物体C下沉,故FC<GC,即ρ液gVC排<ρCgV,因VC排=V,所以ρ液<ρC;所以ρA<ρB<ρC,故ACD错误,B正确。
故选B。
9. 如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的杯内装有质量相等的水,水平放在电子秤上,一木块漂浮在甲中,此时电子秤的示数为;将一个完全相同的木块压入乙中使其刚好浸没,此时电子秤的示数为;再将另一个完全相同的木块用细线(质量忽略不计)将其系在丙中杯底使其浸没,此时电子秤的示数为。甲、乙、丙中电子秤受到杯底的压强分别是、、。下列说法错误的是( )
A. 电子秤受到杯底压强关系为
B. 电子秤示数的关系为
C. 乙杯中,压木块的力为
D. 丙杯中,木块受到绳子的拉力为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.甲、丙中,对整体分析,整体在电子秤上受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力,重力和支持力是一对平衡力,大小相等,即
F甲=F丙=G杯+G水+G木
乙中,整体受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向下的压力,整体的重力不变,所以乙中电子秤受到的压力
F乙=G杯+G水+G木+F压
所以三个压力的大小关系为
F甲=F丙<F乙
又因为甲、乙、丙是三个完全相同的杯,所以杯底的受力面积S一样,根据可得,p1=p3<p2;所以电子秤示数的关系为m1=m3<m2,故AB正确,不符合题意;
CD.甲中杯子、水、木块的总重力为:G1=m1g,乙中杯子、水、木块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向下的压力,处于平衡状态,则
G2=m2g=m1g+F
所以压力为
F=(m2-m1)g
木块全部浸没与水中,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的压力,木块处于平衡状态,则
F浮乙=m木g+F
丙中木块全部浸没与水中,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的拉力,木块处于平衡状态,则
F浮丙=m木g+F拉
乙、丙中木块排开水的体积相同,根据阿基米德原理可知,木块受到的浮力相同,所以压力与拉力相同,绳子的拉力为
F拉=F=(m2-m1)g
故D错误,符合题意;故C正确,不符合题意。
故选D。
10. 一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从某一高度处匀速下降,然后将其逐渐浸入水中,整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像如图所示,下列说法中正确的是(不考虑液面高度的变化)( )
A. 圆柱体的体积为
B. 圆柱体所受的最大浮力为12N
C. 圆柱体的密度为
D. 圆柱体刚浸没时下表面受到水的压强为700Pa
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图象可知,圆柱体的重力为12N,圆柱体浸没时受到的浮力最大,为
圆柱体的体积为
故AB错误;
C.圆柱体的质量为
则圆柱体的密度为
故C正确;
D.由图可知,圆柱体刚浸没时下表面的深度为4cm,受到水的压强为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题满分15分,共5小题)每小题给出的四个选项中,有2~3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得1分,错选或不选得0分。
11. 下列关于物理知识的说法中,不正确的是( )
A. 滑动摩擦力和压强都与压力大小和接触面积有关
B. 力可以改变物体的运动状态也可以改变物体的形状
C. 飞机起飞利用的主要是空气的浮力
D. 动力臂是从支点到动力作用点的距离
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.滑动摩擦力的大小确实与压力大小和接触面的粗糙程度有关,但压强的大小只与压力大小和受力面积有关,与接触面积(特别是非受力面积)无关,故A错误,符合题意;
B.力是改变物体运动状态或形状的原因。当物体受到力的作用时,其运动状态(速度大小或方向)或形状可能会发生改变。故B正确,不符合题意;
C.飞机起飞时,机翼上方的空气流速大,压强小;下方的空气流速小,压强大。这种压强差产生了向上的升力,使飞机能够起飞,故C错误,符合题意。
D.在杠杆中,动力臂是指从支点到动力作用线的垂直距离,而不是到动力作用点的距离,故D错误,符合题意。
故选ACD。
12. 如图所示,在粗糙程度不变的水平面上,用10N的水平拉力拉着重为20N的物块由A点匀速直线运动到B点,在B点将拉力增大为12N使其运动至C点,在C点撤去拉力。下列说法正确的是( )
A. 物块在AB段受到的摩擦力大小等于10N
B. 物块在BC段受到的摩擦力大小等于12N
C. 在C点撤去拉力后,物块将不受摩擦力
D. 物块在BC段做的是加速运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.物块在AB段匀速直线运动,水平方向上受到平衡力作用,物块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相同,拉力为10N,摩擦力大小等于10N,故A正确;
B.影响滑动摩擦力的因素有接触面所受压力和接触面的粗糙程度,物块从AB段运动到BC段时,接触面所受压力和接触面的粗糙程度均不变,故摩擦力大小不变,仍为10N,故B错误;
C.在C点撤去拉力后,物块会因为具有惯性继续向前运动,同时物块因为受到摩擦阻力的作用做的是减速运动,故C错误;
D.物块在BC段运动的过程中,拉力大于摩擦力,因而做加速运动,故D正确。
故选AD。
13. 如图所示,小华用120N的拉力,在6s内将重200N的物体匀速提高1m。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 动滑轮重为40N B. 滑轮组的机械效率约为83.3%
C. 拉力做功为120J D. 拉力的功率为40W
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由图可知,与动滑轮连接的绳子段数n=2,对动滑轮和物体组成的整体进行受力分析,受到绳子竖直向上的拉力,受到动滑轮和物体组成的整体竖直向下的重力,处于平衡状态,则绳子对滑轮拉力等于总重力,故动滑轮的重力为
故A正确;
B.滑轮组的机械效率为
故B正确;
C.拉力做的功为
故C错误;
D.拉力的功率为
故D正确。
故选ABD。
14. 如图所示,容器中间用隔板分成左右相等的两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不相同时其形状会发生改变。将适量的甲、乙两种液体注入两个容器,分别将A、B两个体积相等的实心小球放入液体中,待液面静止时,两液面相平且橡皮膜向右凸起。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是
B. A、B两个小球静止时所受到的浮力关系是
C. 甲、乙两种液体密度关系是
D. A、B两个小球的密度关系是
【答案】ABC
【解析】
【详解】AC.橡皮膜向右凸起,说明橡皮膜处左侧的液体压强大,即,由图可知在橡皮膜处液体深度,根据液体压强公式可知,,则甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是,故AC正确;
B.A、B两球的体积相等,由图知,且液体的密度,根据可知,A、B两个小球静止时所受到的浮力关系是,故B正确;
D.由图知A球在甲液体中悬浮,B球在乙液体中漂浮,则由浮沉条件可知:,,由于,所以,故D错误。
故选ABC。
15. 在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示,将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 甲、乙两图中木块受到的浮力之比是3∶2
B. 甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
C. 木块的密度与水的密度之比是2∶3
D. 甲图中容器对水平桌面的压强大于乙图中容器对水平桌面的压强
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图甲中,木块受到的浮力为
图乙中,木块受到的浮力为
甲、乙两图中木块受到的浮力之比为
故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲图水的深度大于乙图水的深度,水的密度一定,由可得,甲图中水对容器底的压强大于乙图中水对容器底的压强,故B错误,符合题意;
C.木块的重力
由乙图可知,木块漂浮,由漂浮条件得到,即
则木块的密度与水的密度之比为
故C正确,不符合题意;
D.以整体为研究对象,甲、乙对桌面的压力都等于容器、水和木块的总重力,根据可知,甲图中容器对水平桌面的压强等于乙图中容器对水平桌面的压强,故D错误,符合题意。
故选BD。
第Ⅱ卷(共65分)
三、填空与作图题(满分16分,共5题)
16. 如图甲,吹风机在工作时,进风口能“吸”住气球,是利用了气球上方空气流速___________,压强小的原理;如图乙,气球放在热水烫过的玻璃瓶口,过一会在___________的作用下被“吸”入瓶中。
【答案】 ①. 大 ②. 大气压
【解析】
【详解】[1]吹风机在工作时,吹风使气球上方的空气流速大于气球下方的空气流速,下方空气的压强大于上方空气的压强,从而能“吸”住气球。
[2]这是因为玻璃瓶内气体受热时,温度升高,一部分气体被挤出瓶外;当放有气球的玻璃瓶遇冷后,瓶内气压减小,外界气压不变,于是在外界大气压的作用下,气球被压入瓶中。
17. 如图所示,自行车是我们绿色出行的交通工具。用力蹬自行车,其速度会越来越快,说明力可以改变物体的___________;停止蹬车,能继续前进是因为人和车具有___________;要让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,这是通过增大___________来增大摩擦;捏闸时动力臂大于阻力臂,此时手闸是___________(选填“省力”或“费力”)杠杆。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 惯性 ③. 压力 ④. 省力
【解析】
【详解】[1]用力蹬自行车,自行车的速度变大,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]停止蹬车时,由于人和车具有惯性,会保持原来的运动状态继续向前运动。
[3]要让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。
[4]捏闸时动力臂大于阻力臂,根据可知,动力小于阻力,此时手闸是省力杠杆。
18. 如图所示,石头对硬棒的压力与棒垂直,已知,要撬起石头所用的动力最小,要以点___________为支点对杠杆施力F。请在图中,画出此动力F的示意图(忽略棒的质量)。___________
【答案】 ①. A ②.
【解析】
【详解】[1][2]在阻力、阻力臂一定时,动力臂越长越省力,当A为支点,力作用在D点时,最长的力臂即支点与作用点的连线,从点垂直向上画一带箭头的线段,可得最小动力的示意图,如下图所示:
19. 如图所示,质量不计的木板AB处于水平位置平衡,且可绕O点无摩擦转动,,,在A端挂一个重6N的物体甲,另一重2N的小滑块乙在水平拉力作用下,以0.2m/s的速度从O点匀速向右滑动,在此过程中,甲对地面的压强___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),当小滑块乙向右移动的距离为___________m时,物体甲对地面的压力为4N,此时小滑块乙在木板上水平滑动的时间为___________s。
【答案】 ①. 变小 ②. 0.3 ③. 1.5
【解析】
【详解】[1]当滑块乙向右移动时,杠杆右边的力不变,力臂逐渐变大,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得,在左边力臂不变的条件下,物体甲受到绳子对它向上的拉力逐渐变大,甲对地面的压力就逐渐变小,甲对地面的压强就逐渐变小。
[2]物体甲对地面的压力为4N,A端受到竖直向下的力就等于
根据杠杆平衡条件,可得小滑块乙向右移动的距离为
[3]此时小滑块乙在木板上水平滑动的时间为
20. 如图甲,物体A是边长为10cm的正方体,杆B一端固定在容器底,一端连着A,现缓慢向容器中加水至A浸没为止,杆B受到物体A的作用力F随水深变化的图像如图乙。不计杆的质量和体积。
(1)当时,物体A受到杆B的作用为___________N;
(2)如图乙所示,C点处的力F为___________N;
(3)当A刚好浸没时,请画出物体A所受的力的示意图。___________
【答案】 ①. 1 ②. 4 ③. 见详解
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙知,当水深在0~3cm时,杆B受到的物体A的作用力不变,所以杆的长度为3cm,当水深h水=8cm时,物体A排开水的体积为
V排=Sh水=0.1m×0.1m×(0.08m-0.03m)=5×10−4m3
此时物体A受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10−4m3=5N
由于物体A静止不动,所以物体A受到的浮力、重力和杆B对A的作用力三者平衡,即
F浮+F=G
由图乙知,当水深为9cm 时,杆B受到的物体A的作用力为0,此时物体A的重力和浮力相等,此时
F'浮=G=ρ水gV'排=ρ水gSh'水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m×(0.09m-0.03m)=6N
所以物体A的重力为6N,当h水=8cm时,物体A受到杆B的作用为
F=G−F浮=6N−5N=1N
(2)[2]如图乙所示,C点处时,当水深为h水=13cm时,物体A刚好浸没,此时物体A受到的浮力达到最大,为
F浮max=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×10−3m=10N
由于物体A的重力为6N,所以此时杆B对A的作用力(拉力)为
F'=F浮max− G=10N−6N=4N
(3)[3]当A刚好浸没时,由(2)可知,物体A受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的浮力和杆B对A的拉力,这三个力平衡。首先确定力的作用点(通常画在物体的重心上),然后画出力的方向(重力竖直向下,浮力和拉力竖直向上),最后标出力的大小,如图所示:
四、实验探究题(本题满分31分,共4题)
21. 以下是小华组的同学在探究“影响滑动摩擦力大小因素”实验时,设计的一套实验装置,如图甲所示。
(1)如图甲,用弹簧测力计拉着木块在水平面上做___________运动,根据___________原理,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
(2)为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,可以在木块上___________;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与___________的关系。
(3)根据图甲实验装置,多次实验测得摩擦力与作用在物体表面的压力的关系图像如图乙所示,由图像可知,在接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成___________比。当木块加砝码的总重力为4N时,木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为___________N,若此时弹簧测力计的读数为2N,则木块将做___________(选填“减速”“匀速”或“加速”)运动。
(4)改进实验装置如图丙,启动传送带,木块受到向___________的摩擦力。调整电动机的转速,使传送带的传动速度加快,发现弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力大小与物体运动速度大小___________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 增加砝码 ④. 接触面的粗糙程度 ⑤. 正 ⑥. 1 ⑦. 加速 ⑧. 左 ⑨. 无关
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据题意可知,物体做匀速直线运动,根据二力平衡,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)[3]为了在接触面粗糙程度不变时,探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,需要改变压力的大小,故可以在木块上增加砝码。
[4]在长木板上铺上棉布或毛巾,改变了接触面的粗糙程度,是为了在压力大小不变时,探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)[5]由摩擦力f与作用在物体表面的压力的关系图线可知,摩擦力f与作用在物体表面的压力成正比。
[6][7]由图可知,当木块加砝码的总重力为4N时,木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为1N。若此时弹簧测力计的读数为2N,拉力大于摩擦力,则木块将不再做匀速直线运动,而做加速运动。
(4)[8]启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面处于静止状态,此时弹簧测力计(绳子)对木块的拉力与木块所受滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,拉力的方向水平向右,则摩擦力的方向水平向左。
[9]启动传送带,使其以不同的速度转动,待示数稳定,弹簧测力计的示数没有改变,则滑动摩擦力大小不变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关。
22. 以下是小华同学探究“液体内部压强规律”的实验时,设计了如图的实验装置和进行了相应的操作。
(1)如图乙所示,在检查压强计的气密性时,用不同的力按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化始终较小,说明压强计的气密性___________(选填“好”或“差”)。
(2)调节好压强计后,将探头放入水中,如图丙、丁所示,增加探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差变___________,说明在同种液体中,液体深度越深,液体的压强越___________。
(3)若橡皮膜的表面积,图戊中,则此时橡皮膜受到水的压强为___________Pa,受到水的压力为___________N(U形管内液体密度)。
(4)小华同学将探头固定在容器里,又向容器内加入大量的浓盐水,此时发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是他得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为小华同学上述操作___________(选填“可靠”或“不可靠”)。
(5)如图己所示,现将压强计探头放入某种液体的烧杯中8cm位置时,使U形管两侧液面的高度差与探头在图戊水中的a位置时相同,则图己中烧杯中的液体密度___________。
【答案】 ①. 差 ②. 大 ③. 大 ④. 1000 ⑤. 1.2 ⑥. 不可靠 ⑦. 1.25×103kg/m3
【解析】
【详解】(1)[1]实验前,取出压强计,用手指反复用力按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的液面高度差变化都很小,这说明该压强计的气密性很差。
(2)[2][3]如图丙、丁所示,增加探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差变大,说明压强越大,故得结论:在同种液体中,液体深度越深,液体的压强越大。
(3)[4]橡皮膜受到水的压强为
p=ρgh=10×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1000Pa
[5]橡皮膜受到水的压力为
F=pS=1000Pa×12×10-4m2=1.2N
(4)[6]将探头固定在容器里,又向容器内加入大量的浓盐水,此时发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是他得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。上述操作不可靠,原因是未控制液体的深度一定。
(5)[7]U形管两侧液面高度差均为Δh,则探头在水中和液体中的压强相等,即ρ液gh=ρ水gΔh,故液体密度为
23. 如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。
(1)由甲图可知,金属块受到的重力是___________N,当它浸没在水中时受浮力是___________N,金属块的体积是___________;
(2)金属块从乙图到丙图的位置变化过程中,弹簧测力计的示数变小,说明金属块受到浮力___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),分析两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与___________有关。
(3)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度___________(选填“有关”或“无关”);
(4)分析图丙、戊可知,浮力的大小跟___________有关;
(5)用图示实验数据测出盐水的密度是___________。
【答案】 ①. 4.8 ②. 2 ③. ④. 变大 ⑤. 排开液体体积 ⑥. 无关 ⑦. 液体密度 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]图甲中,弹簧测力计的分度值为0.2N,金属块所受重力为4.8N。
[2]由图丙可知,当它浸没在水中时,弹簧测力计的拉力为2.8N,根据称重法测浮力可知,金属块所受浮力为
[3]金属块的体积为
(2)[4]金属块从乙图到丙图的位置变化过程中,弹簧测力的示数减小,由称重法测浮力可知,金属块受到浮力变大。
[5]乙、丙两图中,液体的密度相同,物体排开水的体积不同,物体所受的浮力不同,故可以得出:物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)[6]分析图丙、丁可知,物体浸在水中的深度不同,因测力计示数相同,由称重法测浮力,受到的浮力相同,故浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(4)[7]由图丙、戊可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,即物体所受的浮力不同,故可以得出,浮力的大小跟液体密度有关。
(5)[8]金属块在盐水中的浮力为
则盐水的密度为
24. 如图所示是探究“物体的动能跟哪些因素有关”实验的装置图,小华同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离s,水平木板粗糙程度相同。
(1)木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越___________,钢球的动能越___________;
(2)实验表明,同一物体A从同一斜面不同高度由静止滚下,高度越___________,物体B被撞的越远,可得结论:物体质量一定时,___________越大,动能越大;
(3)小华分别把钢球A从、的高度由静止滚下,且,木块B两次移动的过程中受到的摩擦力分别为和,则___________;两次克服摩擦力所做的功分为和,则___________。
(4)若水平面绝对光滑,则本实验___________(选填“能”或“不能”)达到探究的目的。
【答案】 ①. 多 ②. 大 ③. 大 ④. 速度 ⑤. = ⑥. < ⑦. 不能
【解析】
【详解】(1)[1][2]在实验中,木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越多。同时,这也说明钢球的动能越大,因为动能是物体由于运动而具有的能量,木块被撞得越远,说明钢球在撞击时具有的动能越大。
(2)[3][4]同一物体A从同一斜面不同高度由静止滚下,高度越高,即将撞击B时的速度越大,物体B被撞得越远,说明钢球A的动能越大,故可得结论:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)[5]对于木块B两次移动的过程中受到的摩擦力Ff1和Ff2,由于水平木板粗糙程度相同,且木块B对木板的压力(等于木块B的重力)也相同,所以根据滑动摩擦力的影响因素(压力和接触面的粗糙程度),我们可以得出Ff1=Ff2。
[6]钢球滚下时的高度越高,即将撞击木块时的速度越大,木块被撞击移动的距离越大,根据公式W=fs可知,两次克服摩擦力所做的功W1<W2。
(4)[7]若水平面绝对光滑,则木块B在水平面上将不受摩擦力作用,会一直做匀速直线运动。这样,我们就无法通过观察木块B移动的距离来判断钢球动能的大小了。
五、计算题(本题满分18分,共2题)
25. 近年来,国内的汽车产业发展迅猛,各大品牌争奇斗艳。如图是某汽车生产商刚上市一款汽车,某次测试时,其满载质量为,车轮与水平地面接触的总面积为,在水平路面匀速直线行驶5km用时5min。已知汽车在水平路面上匀速直线行驶时受到的阻力是汽车总重的0.02倍,求:
(1)该车满载时对地面的压强是多少?
(2)牵引力做功的功率是多少?
(3)该车满载时匀速直线爬升一段山坡,山坡的倾角为30°,如图乙所示。爬坡时的机械效率为75%,求该车爬坡时受到的摩擦力是多少?
【答案】(1)3×105Pa;(2)1.2×104W;(3)6000N
【解析】
【详解】解:(1)汽车满载时
G=mg=3.6×103kg×10N/kg=3.6×104N
对地面的压力
F压=G=3.6×104N
受力面积
S=1200cm2=0.12m2
对地面的压强
(2)汽车在水平路面上匀速直线行驶时,受到的牵引力、阻力是一对平衡力,汽车受到的牵引力
F=f=0.02G=0.02×3.6×104N=720N
汽车行驶速度
牵引力做功的功率
(3)山坡的倾角为30°,根据直角三角形的角边关系可知,山坡长与山坡高的关系:s=2h,山坡的机械效率
可得
解得该车爬坡时受到的摩擦力:f=6000N。
答:(1)该车满载时对地面的压强是3×105Pa;
(2)牵引力做功的功率是1.2×104W;
(3)该车爬坡时受到的摩擦力是6000N。
26. 浮船打捞铁牛是通过改变船上的沙石将铁牛从河底拉上来,小华对此产生了浓厚的兴趣,于是建立了以下模型进行研究。如图甲所示,金属块A静止在河底,金属块A的体积为,密度为,上表面距离水面60cm。如图乙所示,重4N,体积的小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N。如图丙所示,将小船内的沙石清除一部分后,小船有体积露出水面,金属块A被拉离河底静止在水中。细绳的质量和体积忽略不计,求:
(1)图甲中,求金属块A上表面受到的水的压强是多少?
(2)图乙中,船露出水面的体积的是多少?
(3)图丙中,小船内剩余沙石的质量是多少?
【答案】(1)6×103Pa;(2)12×10−3m3;(3)0.2kg
【解析】
【详解】解:(1)在图甲中,金属块A上表面距离水面
h=60cm=0.6m
则金属块A上表面受到的水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m=6×103Pa
(2)对乙图中小船受力分析得,小船此时受到的浮力为
F浮=G船+G沙+F拉=4N+18N+2N=24N
由F浮=ρ水gV排可得,小船排开水的体积为
已知小船的体积为V船=3.6×10−3m3,则船露出水面的体积的是
(3)在图丙中,小船有体积露出水面,则小船排开水的体积为
此时小船受到的浮力为
F浮船′=ρ水gV排船′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10−3m3=12N
根据可得,金属块A的质量为
则金属A重力为
金属A完全浸在水中收到的浮力为
细绳对小船的拉力为
F'拉=G金属-F浮金属=8N-2N=6N
所以剩余沙石的总重力为
G沙′=F浮船′-G船-F'拉=12N-4N-6N=2N
由G=mg可得,小船内剩余沙石的质量为
答:(1)图甲中,求金属块A上表面受到的水的压强是6×103Pa;
(2)图乙中,船露出水面的体积的是;
(3)图丙中,小船内剩余沙石的质量是0.2kg。
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