内容正文:
2023~2024学年度第二学期期末考试八年级物理
一、选择题(每小题只有一个选项正确,每小题2分,共28分;答案填涂在答题卡中相应位置)
1. 下列有关力的说法,正确的是( )
A. 手拍桌子时,手对桌子施加了力,桌子对手没有施加力
B. 用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
C. 鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
D. 推门时,越靠近门轴,越费力,说明力的作用效果与力的大小有关
2. 摩擦在日常生产和生活中无处不在,下列情形中是为了增大摩擦的是( )
A. 擦字时使劲按住橡皮擦
B. 给机器轴承加润滑油
C. 游乐场的滑滑梯表面做得很光滑
D. 在平地上运送重物时,在重物下垫上圆木
3. 平直公路上有一辆公交车,图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的左方,以下判断正确的是( )
A. 乙图中,车此时一定处于静止状态
B. 丙图中,车此时可能在刹车礼让行人
C. 丁图中,拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力
D. 乙图中拉环没有惯性,丙、丁图中拉环有惯性
4. 如图所示,同种材料制成的两个实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2∶1,底面积之比为1∶2,下列说法正确的是( )
A. 它们对地面的压力之比为 2∶1
B. 它们对地面的压力之比为1∶2
C. 它们对地面的压强之比为 1∶2
D. 它们对地面的压强之比为2∶1
5. 根据学过的连通器原理,当水不流动时,各容器的液面总保持相平。如图当水流动时,竖直细管中水柱的高度却不相同,说明水平管中的压强也就不相同,下列选项正确的是( )
A. 甲管中水流速大,压强大
B. 甲管中水流速大,压强小
C. 甲管中水流速小,压强大
D. 甲管中水流速小,压强小
6. 投掷实心球是长沙市中考体育选考项目之一,小明同学掷出的实心球的运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A. 实心球在空中运动时没有惯性
B. 实心球在最高点时处于平衡状态
C. 实心球从最高点到落地过程中重力势能逐渐增大
D. 实心球从离开手到落地过程中机械能逐渐减小
7. 下列关于功率的说法中,正确的是( )
A. 做功越多的物体,其功率越大 B. 功率小的机器,做功一定快
C. 物体做功所用的时间越短,功率越小 D. 时间相同,功率大的机器一定比功率小的机器做功多
8. 实验是研究物理的重要方法,惠中老师在课堂上为同学们做了不少的演示实验,下列实验分析不正确的是( )
A. 甲图,由“阻力对物体运动的影响”实验和推理可知,“物体的运动需要力来维持”这一观点是正确的
B. 乙图,保持两边钩码质量相等,把小车扭转一定角度,是为了探究不在同一直线上的两个力能否彼此平衡
C. 丙图,液体能从容器侧壁的孔喷出,说明液体对容器侧面有压强,且深度越深,压强越大
D. 丁图,将U型压强计的探头放入待测液体中,通过观察U形管的高度差来比较液体内部压强的大小,这种方法在物理上叫做“转换法”
9. 水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A. 密度计在乙液体中受到的浮力更大 B. 甲液体是浓盐水
C. 两液体对容器底的压强相等 D. 乙容器对桌面的压力更大
10. 水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有适量的酒精,容器底面积为80cm2,用细线拴着体积为100cm3的金属球沉入容器底,这时液体深度为10cm,金属球对容器底的压力为1.9N,如图所示。则下列判断正确的是( )
A. 金属球的密度为2.7×103kg/m3
B. 容器中液体所受重力大小为6.4N
C. 金属球在液体中所受浮力大小为1N
D. 取出金属球后,容器对桌面的压强减小了100Pa
11. 如图所示,不计滑轮、弹簧测力计及轻绳的质量,当拉力时,整个装置处于静止状态,则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别为( )
A. 12N、8N B. 8N、8N
C. 8N、12N D. 12N、12N
12. 如图(a)所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,和图象分别如图(b)、图(c)所示。下列说法中正确的是( )
A. 在0~3s,拉力做功为零 B. 在3~6s,拉力功率逐渐减小
C. 在0~3s,拉力小于摩擦力 D. 在3~6s,滑动摩擦力的大小为6N
13. 如图,轻质杠杆的中点悬挂一个重物,在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,这个过程中杠杆始终在水平位置平衡,下列说法正确的是( )
A. 力F的大小变大 B. 力F的大小先变大后变小
C. 力F和它力臂的乘积先变大后变小 D. 力F和它力臂的乘积始终保持不变
14. 图甲是用动滑轮运送物体的装置示意图,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙所示。已知物体重300N,卷扬机对绳子的拉力做功的功率为400W。在提升物体的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 物体A移动的速度为 B. 绳子自由端移动的速度为
C. 卷扬机对绳子的拉力为150N D. 动滑轮的机械效率为75%
二、填空题(每空1分,共26分)
15. 如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的________(形状/运动状态)。运动某时刻细线断开的瞬间橡皮受到的所有力都突然消失,橡皮将________(静止/做匀速直线运动),橡皮的惯性________(变大/变小/不变),因为惯性只和________(质量/速度)有关。
16. 如图所示的钢丝钳,钳口做得很薄,目的是______压强(选填“增大”或“减小”);钳柄上刻有凹凸不平的花纹,目的是______摩擦(选填“增大”或“减小”);钢丝钳正常使用时,属于______杠杆(选填“省力”或“费力”)。
17. 如图所示,A、B为完全相同的两个开口容器(足够高),之间用导管连接,各盛有深度为20cm的水 。 阀门K关闭,此时水对A、B两容器底部的压力之比为 ____________ _,水对 A、B 两容器底部的压强之比为_____________
18. 如题图所示,浸没在液体中的物体,其下表面受到液体向上的压力 ______(选填“小于”“等于”或“大于”)上表面受到液体向下的压力,这个压力差就是产生浮力的原因,浮力的大小与该物体所受重力的大小 ______(选填“有关”或“无关”),珠江大桥的桥墩支撑着大桥与桥上川流不息的车辆的重力,则桥梁的所有桥墩受到的浮力为 ______N。
19. 如题图甲所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在___________点动能最大。图乙为它在等高点B和D的能量柱状图,则篮球在B点的机械能___________(选填“大于”“小于”或“等于”)在D点的机械能。整个过程机械能总量___________(选填“守恒”或“不守恒”)。
20. 如图,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是_____________Pa,木块受到的浮力是____________N,木块的质量是______kg。(g取10N/kg)
21. 如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为_________N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2=_________N,a对b的推力的功率是_________W。
22. 阅读短文,回答问题。
空心锤子
在生产、生活和科学实验中,我们常常要使用锤子,如在墙上钉钉子时,我们用锤子反复击打钉子。当宇航员用锤子敲击物体时,锤子给物体一个作用力,人和锤子也会向背离物体的方向运动,并且敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹的越远,根本无法进行再次敲击,怎样解决这一问题呢?科学家把宇航员用的锤子设计成空心的,并在里面装入一定量的钢砂,锤子会把受到的反作用力传给钢砂,使原来处于相对静止的钢砂运动起来。钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力,减慢了锤子的运动,使锤子不会反跳起来。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲打物体的难题。
(1)用锤子击打钉子时,锤子对钉的作用力___________钉对锤子的作用力(选填“大于”“小于”或“等于”);
(2)敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹飞得的越远,是因为力的___________(填“大小、方向”或“作用点”)影响了力的作用效果;
(3)宇航员与飞船一起绕地球匀速转动过程中,受到的力是___________(选填“平衡”或“不平衡”)的;
(4)2021年12月9日“天宫课堂”开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。对杯中乒乓球的描述,不正确的是___________(选填序号);
A.不能漂浮在水面上 B.受到的重力为零
C.可以在水中任意位置静止 D.上下表面没有受到压力
(5)空心锤中装入钢砂“使锤子不会反跳起来”的本质原因是___________(利用原文中文字说明)。
三、作图与实验探究题(23题2分,其余每空1分,共22分)
23. 如图,一个小球静止于烧杯中的水面上,请画出小球所受的力的示意图。
24. 某创新实验小组制作了“探究影响浮力大小的因素”的多功能演示仪,如图甲所示。在一个既可以测拉力也可以测推力的测力计下面用轻质细杆固定一个带有色环的重物。重物下方的升降台上固定一个溢水桶,将与溢水口相连的溢水管的另一头通向烧杯中,烧杯放在一个可显示压力大小的电子秤上。组装好实验仪器后接通电源,将水倒入溢水桶中,当水深超过溢水管高度时,水便从管口溢出并流入电子秤上的烧杯中,此时对测力计和电子秤进行调零。
(1)上述操作及调试完毕,通过升降台推动溢水桶缓慢向上匀速移动,如图乙。由图可知,物体完全浸入盐水中所受浮力为______N;
(2)由步骤B与C能不能判断浮力的大小与浸入液体的深度的关系?______,理由是:______。比较步骤C与D,可知物体所受浮力大小于深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)将溢水桶中的水换成一定浓度食盐水,比较步骤E与______,可以得出结论:物体浸入液体中的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力______;
(4)为了探究物体所受的浮力大小与它排开的液体所受的重力的关系,在B、C、D、E的每一步骤中需要将测力计的示数与______进行比较。
25. 图甲是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中mA=mB<mC,hA=hC>hB。
(1)实验中,探究的动能是指___________(填序号);
A .小球在斜面上的动能 B.小球即将撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击后的动能
(2)实验中物体动能的大小是通过木块被推动的距离来反映的,此处用到的研究方法是___________法;
(3)分析图甲中A、B两球的撞击效果可得出结论:___________;为了分析动能与另一因素的关系,可选择分析___________两球的撞击效果;
(4)本实验装置的水平面如果绝对光滑,本实验探究___________(选填“能“或“不能“)达到目的;
(5)小永同学发现,钢球A释放的高度过高,或者钢球A的质量过大都会使木块D滑出木板。当D到达边沿O位置时,若一切外力全部消失,则小球会沿___________(选填“a”、“b”或“c”)路线继续运动,如图乙所示。
26. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆___________(选填“是”或“不是”)平衡状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向___________(选填“左”或“右”)侧调节;杠杆在水平位置平衡,这样做可以直接从杠杆上读出力臂的大小,还能避免___________对实验结果的影响;
(2)如图乙所示,此时在A点挂两个钩码(每个钩码的重力均为0.5N),在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为___________N;根据实验数据,得到如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,这个结论与杠杆的平衡条件不相符,原因是实验过程中没有___________(选填序号);
A .改变力的大小 B.改变力的方向 C.改变力的作用点
(3)如图丙,保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如下图所示,是小明同学设计的利用实验室的砝码和一支圆柱形铅笔,测量刻度尺的质量的实验,实验步骤如下:
①将刻度尺(上面没放砝码)垂直放置在圆柱形铅笔上左右移动,直至刻度尺在铅笔支撑下在水平位置平衡,读出刻度尺重心位置对应的刻度为d1;
②如图,把圆柱形铅笔放在刻度尺与桌面之间,保持铅笔与刻度尺垂直,再在刻度尺的某刻度处放置砝码。旋动铅笔,使刻度尺重新在水平位置平衡;
③读出砝码底面中心所在位置的刻度为d2,再读出铅笔中心所在位置的刻度为d3;
④若砝码的质量为m,则刻度尺的质量为:___________(用d1、d2、d3及m表示)。
四、计算题(本题包括2个小题,共24分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写最后答案的不能得分。)
27. 如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深9m,物体重1600N,动滑轮重400N,汽车提供的最大动力为2000N,与汽车相连的绳子能承受的最大拉力为3000N(不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦),若重物以的速度匀速上升时,求:
(1)将物体由井底拉至井口需要的时间;
(2)滑轮组提升重物的机械效率;
(3)求整个装置工作时最大的机械效率是多少。(保留到小数点后一位)
28. 如图甲,体积为的实心均匀正方体,自由放置在薄壁柱形容器中,容器重力为10N。长方体通过一轻质不可伸长细线悬挂于天花板,细线拉力为12N,与相距9cm,现往容器中注入某种液体,当液体深度为15cm时,细线拉力变为10N(的位置不变)如图乙,此时液体对容器底的压强为1500Pa。(取)求:
(1)物体的重力;
(2)液体的密度;
(3)物体的重力。
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2023~2024学年度第二学期期末考试八年级物理
一、选择题(每小题只有一个选项正确,每小题2分,共28分;答案填涂在答题卡中相应位置)
1. 下列有关力的说法,正确的是( )
A. 手拍桌子时,手对桌子施加了力,桌子对手没有施加力
B. 用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
C. 鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
D. 推门时,越靠近门轴,越费力,说明力的作用效果与力的大小有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.力的作用是相互的,手拍桌子时,手对桌子施加了力,桌子对手也会施加力,故A错误;
B.用力捏橡皮泥,橡皮泥受到的力的作用,形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状,故B正确;
C.鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,是因为鸡蛋的硬度比石头的硬度小,石头对鸡蛋的力和鸡蛋对石头的力是一对相互作用力,大小相等,故C错误;
D.推门时离门轴越近用力越大,即力的作用点不同效果不同,说明力的作用效果与力的作用点有关,故D错误。
故选B。
2. 摩擦在日常生产和生活中无处不在,下列情形中是为了增大摩擦的是( )
A. 擦字时使劲按住橡皮擦
B. 给机器轴承加润滑油
C. 游乐场的滑滑梯表面做得很光滑
D. 在平地上运送重物时,在重物下垫上圆木
【答案】A
【解析】
【详解】A.擦字时使劲按住橡皮擦是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A符合题意;
B.给机器轴承加润滑油可以使接触面形成一层油膜,从而使接触面分离,减小摩擦,故B不符合题意;
C.游乐场的滑滑梯表面做得很光滑是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故C不符合题意;
D.在平地上运送重物时,在重物下垫上圆木,可以变滑动摩擦为滚动摩擦,从而减小摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
3. 平直公路上有一辆公交车,图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的左方,以下判断正确的是( )
A. 乙图中,车此时一定处于静止状态
B. 丙图中,车此时可能在刹车礼让行人
C. 丁图中,拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力
D. 乙图中拉环没有惯性,丙、丁图中拉环有惯性
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙图中,拉环处于静止状态,说明此时车有可能静止,有可能做匀速直线运动,故A错误;
B.车头在拉环的左方,由图可知拉环向左偏,说明公交车可能在刹车礼让行人,故B正确;
C.由图可知此时拉环受竖直向下的重力、沿绳斜向左上方的拉力,这两个力不在同一直线上,因为一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力不是一对平衡力,故C错误;
D.一切物体在任何情况下都具有惯性,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,同种材料制成的两个实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2∶1,底面积之比为1∶2,下列说法正确的是( )
A. 它们对地面的压力之比为 2∶1
B. 它们对地面的压力之比为1∶2
C. 它们对地面的压强之比为 1∶2
D. 它们对地面的压强之比为2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】CD.圆柱体对水平地面的压强为
两个圆柱体由同种材料制成,它们的密度相同,所以,它们对地面的压强之比为
故C错误,D正确;
AB.它们对地面的压力之比为
故AB错误。
故选D。
5. 根据学过的连通器原理,当水不流动时,各容器的液面总保持相平。如图当水流动时,竖直细管中水柱的高度却不相同,说明水平管中的压强也就不相同,下列选项正确的是( )
A. 甲管中水流速大,压强大
B. 甲管中水流速大,压强小
C. 甲管中水流速小,压强大
D. 甲管中水流速小,压强小
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,甲管中水流流速最小,丙管中水流流速最大,根据流体压强与流速的关系可知,甲管中压强最大,丙管中压强最小,故C正确,ABD错误。
故选C。
6. 投掷实心球是长沙市中考体育选考项目之一,小明同学掷出的实心球的运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A. 实心球在空中运动时没有惯性
B. 实心球在最高点时处于平衡状态
C. 实心球从最高点到落地过程中重力势能逐渐增大
D. 实心球从离开手到落地过程中机械能逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.一切物体在任何情况下都具有惯性,实心球在空中运动时有惯性,故A错误;
B.不计空气阻力,在最高点A处实心球只受重力作用,受力不平衡,故B错误;
C.实心球从最高点到落地过程中质量不变,高度降低,重力势能逐渐减小,故C错误;
D.实心球从离开手到落地过程中,由于要克服空气阻力做功,因此机械能逐渐减小,故D正确。
故选D。
7. 下列关于功率的说法中,正确的是( )
A. 做功越多的物体,其功率越大 B. 功率小的机器,做功一定快
C. 物体做功所用的时间越短,功率越小 D. 时间相同,功率大的机器一定比功率小的机器做功多
【答案】D
【解析】
【详解】A.做功越多,但时间未知,无法判断做功的快慢,即功率大小,故A错误;
B.功率是用来描述做功的快慢,功率小的机械,做功一定慢,故B错误;
C.物体做功所用的时间越短,但所做的功大小未知,所以无法判断做功的快慢,即功率大小,故C错误;
D.由知,若时间相同,功率越大,则所做的功越多;所以时间相同,功率大的机器一定比功率小的机器做功多,故D正确。
故选D。
8. 实验是研究物理的重要方法,惠中老师在课堂上为同学们做了不少的演示实验,下列实验分析不正确的是( )
A. 甲图,由“阻力对物体运动的影响”实验和推理可知,“物体的运动需要力来维持”这一观点是正确的
B. 乙图,保持两边钩码质量相等,把小车扭转一定角度,是为了探究不在同一直线上的两个力能否彼此平衡
C. 丙图,液体能从容器侧壁的孔喷出,说明液体对容器侧面有压强,且深度越深,压强越大
D. 丁图,将U型压强计的探头放入待测液体中,通过观察U形管的高度差来比较液体内部压强的大小,这种方法在物理上叫做“转换法”
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图,由“阻力对物体运动的影响”实验和推理可知,运动的物体不受力作用时,将保持匀速直线运动,说明“物体的运动需要力来维持”这一观点是错误的,故A错误,符合题意;
B.乙图,保持两边钩码质量相等,把小车扭转一定角度,使两力作用在不同直线上,是为了探究不在同一直线上的两个力能否彼此平衡,故B正确,不符合题意;
C.丙图,液体能从容器侧壁的孔喷出,说明液体对容器侧面有压强,且深度越深,水喷射的距离越远,说明深度越深,压强越大,故C正确,不符合题意;
D.丁图,将U型压强计的探头放入待测液体中,通过观察U形管的高度差来将液体内部压强的大小转换出来,这种方法在物理上叫做“转换法”,故D正确,不符合题意。
故选A。
9. 水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A. 密度计在乙液体中受到的浮力更大 B. 甲液体是浓盐水
C. 两液体对容器底的压强相等 D. 乙容器对桌面的压力更大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,密度计在水和浓盐水中均为漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,密度计在水中和浓盐水中受到的浮力大小均与密度计自身的重力大小相等,所以密度计在两液体中受到的浮力相等,故A错误;
B.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积更大,由密度计在两液体中受到的浮力相等和F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度更小,所以甲液体是水,故B错误;
C.两液体的深度相同,甲液体的密度更小,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强更小,故C错误;
D.甲液体的密度小于乙,由图可知,甲液体的体积小于乙,由m=ρV可知,甲液体的质量小于乙液体,甲液体的重力小于乙液体。两容器中密度计的质量相同,所以甲容器对桌面的压力更小,乙容器对桌面的压力更大,故D正确。
故选D。
10. 水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有适量的酒精,容器底面积为80cm2,用细线拴着体积为100cm3的金属球沉入容器底,这时液体深度为10cm,金属球对容器底的压力为1.9N,如图所示。则下列判断正确的是( )
A. 金属球的密度为2.7×103kg/m3
B. 容器中液体所受重力大小为6.4N
C. 金属球在液体中所受浮力大小为1N
D. 取出金属球后,容器对桌面的压强减小了100Pa
【答案】A
【解析】
【详解】AC.金属球浸没在酒精中受到的浮力为
完全浸没时金属球对容器底的压力为1.9N,则金属球的重力
金属球的密度为
故A正确,C错误;
B.容器中液体的体积为
容器中液体所受重力大小为
故B错误;
D.金属球取出后,容器对桌面的压力减小量为金属球的重力,即,容器对桌面的压强减小了
故D错误。
故选A。
11. 如图所示,不计滑轮、弹簧测力计及轻绳的质量,当拉力时,整个装置处于静止状态,则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别为( )
A. 12N、8N B. 8N、8N
C. 8N、12N D. 12N、12N
【答案】A
【解析】
【详解】由图知,滑轮组承担左边拉力的绳子股数,不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量,拉力,滑轮组受到水平向左的拉力为
根据力的相互作用性可知,甲弹簧测力计的读数为12N;滑轮组承担右边拉力的绳子股数,不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量,拉力,滑轮组受到水平向右的拉力为
根据力的相互作用性可知,乙弹簧测力计的读数为8N。故A符合题意,BCD不符题意。
故选A。
12. 如图(a)所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,和图象分别如图(b)、图(c)所示。下列说法中正确的是( )
A. 在0~3s,拉力做功为零 B. 在3~6s,拉力功率逐渐减小
C. 在0~3s,拉力小于摩擦力 D. 在3~6s,滑动摩擦力的大小为6N
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图(c)可知,0~3s物体速度为零,处于静止状态,移动的距离为零,根据知拉力做功为零,故A正确;
B.由图(c)可知,3~6s物体做加速运动,根据
知在拉力F不变时,拉力功率逐渐变大,故B错误;
C.由图(c)可知,0~3s物体速度为零,处于静止状态,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,故C错误;
D.由图(c)可知6~9s内,物体做匀速直线运动,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,由图(b)知此时的拉力为4N,所以滑动摩擦力也为4N;3~6s物体做加速运动,因压力和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,所以受到的摩擦力仍为4N,故D正确。
故选A。
13. 如图,轻质杠杆的中点悬挂一个重物,在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,这个过程中杠杆始终在水平位置平衡,下列说法正确的是( )
A. 力F的大小变大 B. 力F的大小先变大后变小
C. 力F和它力臂的乘积先变大后变小 D. 力F和它力臂的乘积始终保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】CD.由题可知,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力和动力臂的乘积不变,故C错误,D正确。
AB.根据杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,动力越小;由图可知,OA是最长的动力臂,在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,动力臂先变长后变短,所以,力F的大小先变小后变大,故AB错误。
故选D。
14. 图甲是用动滑轮运送物体的装置示意图,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙所示。已知物体重300N,卷扬机对绳子的拉力做功的功率为400W。在提升物体的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 物体A移动的速度为 B. 绳子自由端移动的速度为
C. 卷扬机对绳子的拉力为150N D. 动滑轮的机械效率为75%
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图甲可知绳子承重段数n=2,由乙图可知,在20s内绳子自由端移动的距离为40m,则绳子自由端移动的速度
由于
s=nhA=2hA
则物体A移动的速度为
故AB错误;
C.拉力F做功的功率为400W,绳子自由端移动的速度是2m/s,由
可得卷扬机对绳子的拉力
故C错误;
D.由图可知绳子承重段数n=2,由图乙知,当t=20s时,绳子自由端移动的距离为s=40m,由s=nh可得物体上升的高度
提升物体做的有用功
W有用=GhA=300N×20m=6000J
拉力做的总功
W总=Fs=200N×40m=8000J
动滑轮的机械效率
故D正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共26分)
15. 如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的________(形状/运动状态)。运动某时刻细线断开的瞬间橡皮受到的所有力都突然消失,橡皮将________(静止/做匀速直线运动),橡皮的惯性________(变大/变小/不变),因为惯性只和________(质量/速度)有关。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 做匀速直线运动 ③. 不变 ④. 质量
【解析】
【15题详解】
[1]用细线拴一块橡皮,在力的作用下甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,运动方向不断改变,运动状态改变,这说明力可以改变物体的运动状态。
[2]由牛顿第一定律可知,若橡皮所受所有的力都消失,由于橡皮有一定的初速度,橡皮将做匀速直线运动。
[3][4]惯性是物体的固有属性,物体惯性的大小只与物体的质量有关。橡皮在甩动过程中质量不变,所以橡皮的惯性大小不变。
16. 如图所示的钢丝钳,钳口做得很薄,目的是______压强(选填“增大”或“减小”);钳柄上刻有凹凸不平的花纹,目的是______摩擦(选填“增大”或“减小”);钢丝钳正常使用时,属于______杠杆(选填“省力”或“费力”)。
【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 省力
【解析】
【详解】[1]钳口较薄,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,容易剪断物体。
[2]钳柄上刻有凹凸不平的花纹,目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大手与钳柄之间的摩擦的。
[3]钢丝钳正常使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
17. 如图所示,A、B为完全相同的两个开口容器(足够高),之间用导管连接,各盛有深度为20cm的水 。 阀门K关闭,此时水对A、B两容器底部的压力之比为 ____________ _,水对 A、B 两容器底部的压强之比为_____________
【答案】 ①. 1∶1 ②. 1∶1
【解析】
【详解】[1][2]阀门K关闭时,AB容器中水深均为20cm,根据液体压强公式
可知容器底所受压强相等,压强之比为1∶1,根据
可知AB容器底所受压力相等,因此压力之比为1∶1。
18. 如题图所示,浸没在液体中的物体,其下表面受到液体向上的压力 ______(选填“小于”“等于”或“大于”)上表面受到液体向下的压力,这个压力差就是产生浮力的原因,浮力的大小与该物体所受重力的大小 ______(选填“有关”或“无关”),珠江大桥的桥墩支撑着大桥与桥上川流不息的车辆的重力,则桥梁的所有桥墩受到的浮力为 ______N。
【答案】 ①. 大于 ②. 无关 ③. 0
【解析】
【详解】[1]浸没在液体中的物体,下表面所处的深度大于上表面所处的深度,根据液体内部压强的特点可知,物体下表面所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,物体上下表面受力面积相同,根据可知,物体下表面所受的液体向下的压力大于上表面所受液体向下的压力。
[2]浮力的大小与液体的密度和物体浸没在液体中的体积有关,与物体所受重力大小无关。
[3]由于桥墩的下表面在地底下,不受水向上的压力,因此不受浮力,浮力为0。
19. 如题图甲所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在___________点动能最大。图乙为它在等高点B和D的能量柱状图,则篮球在B点的机械能___________(选填“大于”“小于”或“等于”)在D点的机械能。整个过程机械能总量___________(选填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】 ①. A ②. 大于 ③. 不守恒
【解析】
【详解】[1]离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在A点时速度最大,则在A点动能最大。
[2][3]根据篮球在等高点B和D的能量柱状图可知,篮球在B点和D点重力势能相等,在D点的动能小于在C点的动能,动能和势能统称为机械能,则篮球在B点的机械能大于在D点的机械能,整个过程能量的总量不守恒。
20. 如图,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是_____________Pa,木块受到的浮力是____________N,木块的质量是______kg。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 300 ②. 3 ③. 0.3
【解析】
【详解】[1]由题意知,木块下表面到水面的距离为3cm即0.03m,木块下表面受到水的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
[2]由题意知,排开水的重力为3N,则由阿基米德原理可知,木块受到的浮力
F浮=G排=3N
[3]木块漂浮在水中,由物体的浮沉条件可知,木块的重力
G=F浮=3N
由G=mg可得,木块的质量为
21. 如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为_________N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2=_________N,a对b的推力的功率是_________W。
【答案】 ①. 0 ②. 15 ③. 1.5
【解析】
【详解】[1]a、b一起向右做匀速直线运动,所以a、b没有相对运动的趋势,a、b间没有摩擦力,则木块a受到的摩擦力大小为0。
[2]甲图,a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体做匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是15N,所以整体受到地面的滑动摩擦力是15N;从甲图到乙图,改变a和b的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,a和b整体受到的滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N;整体仍然做匀速直线运动,故乙图中推力F2大小是15N。
[3]a、b在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,由于b对地面的压力为a、b的总压力的一半,接触面粗糙程度不变,则a对b的推力等于F2的一半,为7.5N,则a对b的推力的功率
22. 阅读短文,回答问题。
空心锤子
在生产、生活和科学实验中,我们常常要使用锤子,如在墙上钉钉子时,我们用锤子反复击打钉子。当宇航员用锤子敲击物体时,锤子给物体一个作用力,人和锤子也会向背离物体的方向运动,并且敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹的越远,根本无法进行再次敲击,怎样解决这一问题呢?科学家把宇航员用的锤子设计成空心的,并在里面装入一定量的钢砂,锤子会把受到的反作用力传给钢砂,使原来处于相对静止的钢砂运动起来。钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力,减慢了锤子的运动,使锤子不会反跳起来。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲打物体的难题。
(1)用锤子击打钉子时,锤子对钉的作用力___________钉对锤子的作用力(选填“大于”“小于”或“等于”);
(2)敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹飞得的越远,是因为力的___________(填“大小、方向”或“作用点”)影响了力的作用效果;
(3)宇航员与飞船一起绕地球匀速转动过程中,受到的力是___________(选填“平衡”或“不平衡”)的;
(4)2021年12月9日“天宫课堂”开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。对杯中乒乓球的描述,不正确的是___________(选填序号);
A.不能漂浮在水面上 B.受到的重力为零
C.可以在水中任意位置静止 D.上下表面没有受到压力
(5)空心锤中装入钢砂“使锤子不会反跳起来”的本质原因是___________(利用原文中文字说明)。
【答案】 ①. 等于 ②. 大小 ③. 不平衡 ④. AB ⑤. 钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力,减慢了锤子的运动,使锤子不会反跳起来
【解析】
【详解】(1)[1]锤子击打钉子时,锤子对钉的作用力与钉对锤子的作用力是一对相互作用力,其大小相等、方向相反。
(2)[2]力的作用效果与力的三要素有关;敲击时,作用力越大,人和锤子弹飞越远,说明力的作用效果与力的大小有关。
(3)[3]宇航员与飞船一起绕地球匀速转动过程中,处于非平衡状态,所以受非平衡力。
(4)[4]太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力不为零;浮力是由于物体的上下表面压力差产生的,乒乓球上下表面几乎没有受到压力,也没有压力差,所以乒乓球在水中几乎不受浮力,当把乒乓球放置在水中任意位置,乒乓球就会静止在该处,同样,把乒乓球放置在水面,则乒乓球能静止漂浮在水面,故AB错误,符合题意,CD正确,不符合题意。
故选AB。
(5)[5]文中叙述到“钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力,减慢了锤子的运动,使锤子不会反跳起来”,这就是空心锤中装入钢砂“使锤子不会反跳起来”的本质原因。
三、作图与实验探究题(23题2分,其余每空1分,共22分)
23. 如图,一个小球静止于烧杯中的水面上,请画出小球所受的力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小球漂浮在水面上,受到的重力和浮力是一对平衡力,则F浮=G, 重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,作用点都画在小球的重心上,作图时应注意两条线段长度要相等,如下图所示:
24. 某创新实验小组制作了“探究影响浮力大小的因素”的多功能演示仪,如图甲所示。在一个既可以测拉力也可以测推力的测力计下面用轻质细杆固定一个带有色环的重物。重物下方的升降台上固定一个溢水桶,将与溢水口相连的溢水管的另一头通向烧杯中,烧杯放在一个可显示压力大小的电子秤上。组装好实验仪器后接通电源,将水倒入溢水桶中,当水深超过溢水管高度时,水便从管口溢出并流入电子秤上的烧杯中,此时对测力计和电子秤进行调零。
(1)上述操作及调试完毕,通过升降台推动溢水桶缓慢向上匀速移动,如图乙。由图可知,物体完全浸入盐水中所受浮力为______N;
(2)由步骤B与C能不能判断浮力的大小与浸入液体的深度的关系?______,理由是:______。比较步骤C与D,可知物体所受浮力大小于深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)将溢水桶中的水换成一定浓度食盐水,比较步骤E与______,可以得出结论:物体浸入液体中的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力______;
(4)为了探究物体所受的浮力大小与它排开的液体所受的重力的关系,在B、C、D、E的每一步骤中需要将测力计的示数与______进行比较。
【答案】 ①. 1.2 ②. 不能 ③. 没有控制物体排开液体的体积相等 ④. 无关 ⑤. D ⑥. 越大 ⑦. 电子秤的示数
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意,测力计示数即为浮力大小,由图乙可知,E中测力计示数为1.2N,因此物体完全浸入盐水中所受浮力为1.2N。
(2)[2][3]判断浮力的大小与浸入液体的深度的关系时,应控制液体密度和物体排开液体的体积相等,但步骤B与C中没有控制物体排开液体的体积相等,所以不能判断浮力的大小与浸入液体的深度的关系。
[4]步骤C与D中,物体完全浸没,排开水体积相同,浸入液体的深度不同,测力计示数均为1.0N,即浮力相同,所以可知物体所受浮力大小与深度无关。
(3)[5][6]将溢水桶中的水换成一定浓度食盐水,比较步骤E与D,液体的密度不同,排开水体积相同,且物体在水中所受浮力为1N,在盐水中所受浮力为1.2N,因此可以得出结论:物体浸入液体中的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
(4)[7]为了验证阿基米德原理,即探究浮力和排开液体重力的关系,在B、C、D、E的每一步骤中需要将测力计的示数与电子秤的示数进行比较,由此得到的结论是浸在液体中的物体受到浮力的大小等于其排开液体受到的重力。
25. 图甲是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中mA=mB<mC,hA=hC>hB。
(1)实验中,探究的动能是指___________(填序号);
A .小球在斜面上的动能 B.小球即将撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击后的动能
(2)实验中物体动能的大小是通过木块被推动的距离来反映的,此处用到的研究方法是___________法;
(3)分析图甲中A、B两球的撞击效果可得出结论:___________;为了分析动能与另一因素的关系,可选择分析___________两球的撞击效果;
(4)本实验装置的水平面如果绝对光滑,本实验探究___________(选填“能“或“不能“)达到目的;
(5)小永同学发现,钢球A释放的高度过高,或者钢球A的质量过大都会使木块D滑出木板。当D到达边沿O位置时,若一切外力全部消失,则小球会沿___________(选填“a”、“b”或“c”)路线继续运动,如图乙所示。
【答案】 ①. B ②. 转换 ③. 质量相同的物体,速度越大,动能越大 ④. A、C ⑤. 不能 ⑥. c
【解析】
【详解】(1)[1]本实验中的动能是指小球到达水平面时的动能,也就是小球即将撞击木块时的动能。
(2)[2]本实验运用转换法,将小球在斜面底端的动能转换为木块被撞的距离。
(3)[3]甲图中A、B两球的质量相同,但到达斜面底端的速度不同,A的速度大,结果A将木块撞击的距离更远,说明A的动能更大;由此可得出结论:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
[4]另一因素是质量,要探究动能大小与质量的关系,需控制小球到底斜面底端的速度相同,而质量不同,所以应分析A、C两球的撞击效果。
(4)[5]若水平面绝对光滑,则木块将做匀速直线运动,无法判断小球动能大小,故不能达到目的。
(5)[6]木块在O位置具有水平向右的速度,由牛顿第一定律知,若一切外力全部消失,则小球会沿水平向右方向做匀速直线运动,即沿c路线继续运动。
26. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆___________(选填“是”或“不是”)平衡状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向___________(选填“左”或“右”)侧调节;杠杆在水平位置平衡,这样做可以直接从杠杆上读出力臂的大小,还能避免___________对实验结果的影响;
(2)如图乙所示,此时在A点挂两个钩码(每个钩码的重力均为0.5N),在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为___________N;根据实验数据,得到如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,这个结论与杠杆的平衡条件不相符,原因是实验过程中没有___________(选填序号);
A .改变力的大小 B.改变力的方向 C.改变力的作用点
(3)如图丙,保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如下图所示,是小明同学设计的利用实验室的砝码和一支圆柱形铅笔,测量刻度尺的质量的实验,实验步骤如下:
①将刻度尺(上面没放砝码)垂直放置在圆柱形铅笔上左右移动,直至刻度尺在铅笔支撑下在水平位置平衡,读出刻度尺重心位置对应的刻度为d1;
②如图,把圆柱形铅笔放在刻度尺与桌面之间,保持铅笔与刻度尺垂直,再在刻度尺的某刻度处放置砝码。旋动铅笔,使刻度尺重新在水平位置平衡;
③读出砝码底面中心所在位置的刻度为d2,再读出铅笔中心所在位置的刻度为d3;
④若砝码的质量为m,则刻度尺的质量为:___________(用d1、d2、d3及m表示)。
【答案】 ①. 是 ②. 右 ③. 杠杆自身重力 ④. 1.5 ⑤. B ⑥. 变大 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动时,处于平衡状态,故此时杠杆静止,处于平衡状态。
[2][3]如图甲,杠杆右端高,所以应向右调节平衡螺母,直至杠杆在水平位置静止,这样便于读出力臂大小,还能避免杠杆自身重力对实验结果的影响,提高实验结果的准确性。
(2)[4]设一个钩码重为G0,杠杆上一格距离为L0,由杠杆平衡原理可知
2G0×3L0=F×2L0
代入数据得
[5]“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[6]若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡原理知,动力变大,弹簧测力计的示数变大。
(4)[7]由实验步骤可知,刻度尺重力的力臂为d1-d3,砝码对刻度尺的压力的力臂为d3-d2,根据杠杆平衡原理有
m尺g(d1-d3)=mg(d3-d2)
解得刻度尺的质量为
四、计算题(本题包括2个小题,共24分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写最后答案的不能得分。)
27. 如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深9m,物体重1600N,动滑轮重400N,汽车提供的最大动力为2000N,与汽车相连的绳子能承受的最大拉力为3000N(不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦),若重物以的速度匀速上升时,求:
(1)将物体由井底拉至井口需要的时间;
(2)滑轮组提升重物的机械效率;
(3)求整个装置工作时最大的机械效率是多少。(保留到小数点后一位)
【答案】(1)9s;(2)80%;(3)93.3%
【解析】
【详解】解:(1)将物体由井底拉至井口需要的时间为
(2)不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦,滑轮组提升重物的机械效率为
(3)汽车提供的最大动力为2000N,与汽车相连的绳子能承受的最大拉力为3000N,可知绳子自由端的最大拉力为2000N,故重物最大重力为
Gmax=3Fmax-G动=3×2000N-400N=5600N
此时装置的机械效率最大,由知,最大值为
答:(1)将物体由井底拉至井口需要的时间为9s;
(2)滑轮组提升重物的机械效率为80%;
(3)求整个装置工作时最大的机械效率为93.3%。
28. 如图甲,体积为的实心均匀正方体,自由放置在薄壁柱形容器中,容器重力为10N。长方体通过一轻质不可伸长细线悬挂于天花板,细线拉力为12N,与相距9cm,现往容器中注入某种液体,当液体深度为15cm时,细线拉力变为10N(的位置不变)如图乙,此时液体对容器底的压强为1500Pa。(取)求:
(1)物体的重力;
(2)液体的密度;
(3)物体的重力。
【答案】(1)12N;(2)1×103kg/m3;(3)4N
【解析】
【详解】解:(1)没有注入某种液体时,物体B的重力等于绳子的拉力
(2)液体深度为
h=15cm=0.15m
时,液体对容器底的压强为p=1500Pa,由p=ρgh可知,液体的密度
(3)注入某种液体后,物体A上浮,静止时细线拉力变为,故物体A与B接触并对B有向上的支持力,物体A对物体B的支持力
则B对A的压力
已知原来A与B相距距离为9cm,则由乙图可知:当从甲图到乙图物体A升高L后,物体A被液体浸没的深度
物体A是体积为V=1000cm3的实心均匀正方体,故其边长为a=10cm,所以物体A在乙中排开液体的体积
A受到的浮力
则A的重力
答:(1)B物体的重力12N;
(2)液体的密度1×103kg/m3;
(3)A物体的重力4N。
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