内容正文:
2024年上学期期末考试试卷八年级物理
注意事项:
1、本试卷考试时量60分钟,满分100分;
2、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上;
3、请将答案填写在答题卡上,写在本试卷上无效,请勿折叠答题卡,答题卡上不得使用涂改液、涂改胶和贴纸,保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题四个选项中,只有一个最符合题意。每小题3分,共36分)
1. 生活里处处有物理,下列说法正确的是( )
A. 跑步时利用了力的作用是相互的
B. 公交车内的破窗锤是通过增大受力面积的方法来减小压强
C. 广场的人工喷泉利用了连通器
D. 驾驶员在驾驶车辆时需系上安全带是利用惯性
2. 如图所示,甲、乙两个简易装置均装有加有颜料的水(甲瓶装满水),用插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口。小明探究从一楼到四楼的气压变化,应携带的装置和从一楼到四楼观察到玻璃管中液面的变化是(不考虑温度变化)( )
A. 甲,液面升高 B. 甲,液面降低
C. 乙,液面升高 D. 乙,液面降低
3. 如图所示,钢丝钳是同学们熟悉的工具,下列有关它的表述中错误的是( )
A. 钳口前端有凹凸的条棱是为了减小压强
B. 钳口磨得很薄是为了增大压强
C. 把手上的橡胶套有凹凸花纹是为了增大摩擦
D. 使用钳口剪金属线时是省力杠杆
4. 下列分析中不正确的是( )
A. 甲图试管内水沸腾后,撤掉酒精灯,向外拉动注射器活塞,水又沸腾了,说明水的沸点与气压有关
B. 乙图中高压锅是根据气压越高沸点越低的原理制成的
C. 丙图里从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下
D. 丁图提供的信息说明大气压强是天气预报的重要气象要素之一
5. 将一个苹果投入盛水的烧杯中,发现苹果静止时处于漂浮状态。若将该苹果露出水面的部分切掉取走,剩余部分重新投入水中,当其静止时,下列说法正确的是( )
A. 将会漂浮 B. 将会悬浮 C. 将会上浮 D. 将会沉底
6. 如图所示工具,使用时能够省距离的是( )
A. 螺丝刀 B. 食品夹
C. 瓶盖起子 D. 汽车方向盘
7. 2021年5月15日2时许,我国天问一号着陆器搭载祝融号火星车开始实施火星软着陆。在距地面一定高度时,反推发动机开始工作,向下喷出高压气体,做减速运动,成功降落在火星北半球的乌托邦平原,标志着我国首次自主发射的火星探测任务取得阶段性成功。则此过程中祝融号火星车( )
A. 动能不变,重力势能减小,机械能减小
B. 动能增加,重力势能减小,机械能不变
C. 动能减小,重力势能减小,机械能减小
D. 动能减小,重力势能增加,机械能增加
8. 笔记本电脑在人们日常生活中起着重要的作用,如图所示是一个笔记本电脑的侧面图,用与电脑屏幕始终垂直的力F匀速掀开屏幕到竖直位置的过程中,力F( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变小后变大
9. 如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知F1=6N,F2=4N.那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小分别为( )
A. 6N、4N B. 4N、6N C. 2N、4N D. 6N、2N
10. 用如图所示的滑轮组,将重10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升,拉力,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 动滑轮重力为4N
B. 滑轮组的机械效率为60%
C. 拉力的功率为1.2W
D. 物重不变,增加动滑轮重力,可以提高机械效率
11. 水平台上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等的正方体物块M、N(都不溶于水)分别放入两个烧杯中,静止时如图所示,液面刚好相平。则下列相关说法正确的是( )
A. M的密度小于N的密度
B. M受到的浮力小于N受到的浮力
C. 甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
D. 若将M、N同时放入甲液体中静止时,M底面受到液体的压力小于N底面受到的压力
12. 如图甲所示,用弹簧测力计吊着一实心金属圆柱体将其缓慢放入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F,图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图像,g取10N/kg。由图像可知( )
A. 该圆柱体的高度为8cm
B. 该圆柱体的横截面积为8cm2
C. 该圆柱体的密度约为1.33g/cm3
D. 撤去弹簧测力计,将圆柱体置于容器底部时圆柱体对容器底部压强约为3×103Pa
二、填空题(每空2分,共18分)
13. “滴水穿石”这个成语用来比喻即使力量很小,但只要坚持不懈,最终能够完成非常艰难的事情。从物理学的角度分析,水滴能够滴下是因为水受到 ______的作用;“石穿”则说明力改变了石头的_____。
14. 如图所示是喷雾降尘车在马路上工作情景,正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶时,它的动能_________,它对地面的压强_________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
15. 学习了浮力知识以后,小明制作了一个“浮沉子”,当用力捏外面大瓶子,使小瓶中的水质量_________,(选填“变大”或“变小”或“不变”),从而“浮沉子”会向下运动,松手后,小药瓶又会上升,这个装置可用于演示_________(“密度计”、“轮船”、“潜水艇”)的工作原理.制作时,在小瓶中放入的水要适量,水过少了,会导致手捏大瓶时_______.
16. 小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置,当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F时,重物的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦,绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在0-1s内,重物受到地面的摩擦力为______N,在2s-3s内,拉力F做功的功率为______W。
三、作图题(本大题共2个小题,每小题2分,共4分)
17. 如图所示,一架无人机悬停在空中,请画出无人机所受重力G和升力F的示意图。
18. 在图中,用笔画线作出人用最小拉力提起重物时绳子的绕线方式。
四、实验探究题(每空2分,共24分)
19. 一物理兴趣小组在探究“影响物体重力大小的因素”的实验中,进行了如下实验探究,实验记录如下表所示:
实测物体
物体质量m/kg
重力G/N
G与m的比值
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
9.8
物体3
0.3
2.94
9.8
(1)在探究过程中,测量工具除了天平和砝码,还需要___________;
(2)根据表中实验数据分析,能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是___________;
(3)该组同学利用身边的器材,选取了质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,对此你的评价是________。
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
20. “探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重为0.5N(钩码个数若干)。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向________(选填“左”或“右”)调;
(2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个相同的钩码;
(3)如图丙所示,在C点挂4个钩码,在D点用弹簧测力计沿虚线方向拉住杠杆使杠杆在水平位置保持平衡,则此时弹簧测力计的示数为________N;
(4)小明同学按照图乙数据得出如下结论:“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”。小丽发现这个结论与杠杆平衡条件不符合,其原因是实验过程中________。
A.没有改变力大小 B.没有改变力的方向 C.没有改变力的作用点
21. 在“测滑轮组机械效率”的实验中,小明用大小相同的滑轮,组成如图所示的滑轮组进行实验,并把数据整理记录在下表中。
(1)实验中要________拉动弹簧测力计,准确读出拉力的值;
(2)表①处的正确数据是________;
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升钩码的高度h/m
有用功
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功
机械效率
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
塑料
2
0.1
0.2
0.8
0.3
0.24
①
(3)比较1、2两次实验可知:使用同一滑轮组提升不同的重物,物体越重,滑轮组的机械效率越________;
(4)比较2、3两次实验可推测,若将铝质滑轮更换为体积相同的铁质滑轮,再次将重2N的钩码提升0.1m,此时滑轮组的机械效率可能为______(只填序号);
A.72% B.67% C.53%
(5)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功。进一步推理得出:假如没有额外功,总功等于有用功,则机械效率为100%。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是_______________
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律
C.阿基米德原理 D.杠杆平衡条件
五、综合题(本大题共2个小题,第22题9分,第23题9分,共18分)
22. 航天员使用浮力水槽模拟进行失重训练,如图所示。航天员身穿宇航服进入水槽,通过在宇航服内配置铅块,使人处于悬浮状态,从而模拟失重。已知一套宇航服净质量为25kg,航天员质量为70kg,穿上宇航服后的总体积为并保持不变。为了保证宇航员的安全,规定最大潜深不得超过8米(,)。则:
(1)若航天员身穿不配置铅块的宇航服进入水槽,静止时受到的浮力是多大?
(2)当宇航员来到最大潜深时受到水的压强为多大?
(3)当航天员悬浮在水中进行失重训练时,宇航服内配置的铅块的质量是多大?
23. 近年来可骑行电动行李箱受到许多顾客的青睐。如图所示是某品牌电动行李箱,该电动行李箱的部分参数如下表所示。厂家在行李箱出厂前进行测试,已知测试者质量为50kg,骑行时所受阻力为总重力的0.03倍,g取。
(1)测试者坐在空的电动行李箱上时,对水平地面的压强为多少?
(2)若测试者在水平地面上以最大速度匀速直线骑行了30min,则牵引力做的功有多大?
(3)上述测试过程中电动机的能量转化率为多大?
最大速度
2.5m/s
空箱质量
10kg
轮子与地面的总接触面积
最大续航里程
5km
电动机功率
60W
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2024年上学期期末考试试卷八年级物理
注意事项:
1、本试卷考试时量60分钟,满分100分;
2、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上;
3、请将答案填写在答题卡上,写在本试卷上无效,请勿折叠答题卡,答题卡上不得使用涂改液、涂改胶和贴纸,保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题四个选项中,只有一个最符合题意。每小题3分,共36分)
1. 生活里处处有物理,下列说法正确的是( )
A. 跑步时利用了力的作用是相互的
B. 公交车内的破窗锤是通过增大受力面积的方法来减小压强
C. 广场的人工喷泉利用了连通器
D. 驾驶员在驾驶车辆时需系上安全带是利用惯性
【答案】A
【解析】
【详解】A.人向前跑步时,向后蹬地,人给了地面一个向后的力,地面同时给人一个向前的力,利用了物体间力的作用是相互的,故A正确;
B.公交车内的破窗锤,在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B错误;
C.广场的人工喷泉是通过压力泵将水压出的,没有利用连通器,故C错误;
D.当汽车突然刹车时,驾驶员和坐在前排的乘客由于惯性仍保持原来的向前运动的状态,容易撞上前挡风玻璃,从而造成伤害,故必须系好安全带,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,甲、乙两个简易装置均装有加有颜料的水(甲瓶装满水),用插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口。小明探究从一楼到四楼的气压变化,应携带的装置和从一楼到四楼观察到玻璃管中液面的变化是(不考虑温度变化)( )
A. 甲,液面升高 B. 甲,液面降低
C. 乙,液面升高 D. 乙,液面降低
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】甲是温度计,乙是气压计,探究从一楼到四楼的气压变化,应携带乙,一楼到四楼大气压减小,瓶内气体气压不变,所以液面会被内部气体压着往上,液面升高,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3. 如图所示,钢丝钳是同学们熟悉的工具,下列有关它的表述中错误的是( )
A. 钳口前端有凹凸的条棱是为了减小压强
B. 钳口磨得很薄是为了增大压强
C. 把手上的橡胶套有凹凸花纹是为了增大摩擦
D. 使用钳口剪金属线时是省力杠杆
【答案】A
【解析】
【详解】A.钳口凹凸不平的条棱是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A错误,A符合题意;
B.钳口很薄可以减小受力面积,从而增大压强,故B正确,B不符合题意;
C.橡胶套有凹凸花纹增大了接触面和粗糙程度,从而增大摩擦,故C正确,C不符合题意;
D.从图中可以看,使用钢丝钳时,手柄离支点的位置比钳口离支点的位置要远,即动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故D正确,D不符合题意。
故选A。
4. 下列分析中不正确的是( )
A. 甲图试管内水沸腾后,撤掉酒精灯,向外拉动注射器活塞,水又沸腾了,说明水的沸点与气压有关
B. 乙图中高压锅是根据气压越高沸点越低的原理制成的
C. 丙图里从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下
D. 丁图提供的信息说明大气压强是天气预报的重要气象要素之一
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图试管内水沸腾后,撤掉酒精灯,向外拉动注射器活塞,降低试管内的气压,水的沸点降低,水会重新沸腾,说明水的沸点与气压有关,故A说法正确,不符合题意;
B.因为水的沸点随气压的增大而升高,煮食物时高压锅内的气压比普通锅内的气压高,所以高压锅内水的沸点高,饭菜熟的快,高压锅是根据气压越高沸点越高的原理制成的,故B说法错误,符合题意;
C.从漏斗口向下用力吹气或吸气时,乒乓球上部空气流速大、压强小,而乒乓球下部空气流速小压强大;吹气或吸气时,乒乓球上方空气流速大压强小。这样在乒乓球的上、下部都会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球,乒乓球都不会掉下,故C说法正确,不符合题意;
D.大气压会影响冷热空气的分布,所以大气压是天气预报的重要气象要素之一,故D说法正确,不符合题意。
故选B。
5. 将一个苹果投入盛水的烧杯中,发现苹果静止时处于漂浮状态。若将该苹果露出水面的部分切掉取走,剩余部分重新投入水中,当其静止时,下列说法正确的是( )
A. 将会漂浮 B. 将会悬浮 C. 将会上浮 D. 将会沉底
【答案】A
【解析】
【详解】苹果被切掉后,质量和体积都同时变小,但是密度保持不变。原来苹果在水面漂浮,那么它的密度小于水。把水面上的部分切掉后,剩余部分的密度仍然小于水,所以仍然在水面漂浮。故A正确,BCD错误。
故选A
6. 如图所示的工具,使用时能够省距离的是( )
A. 螺丝刀 B. 食品夹
C. 瓶盖起子 D. 汽车方向盘
【答案】B
【解析】
【详解】A.螺丝刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力费距离,故A不符合题意;
B.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力省距离,故B符合题意;
C.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力费距离,故C不符合题意;
D.汽车方向盘属于轮轴,但它实质上是杠杆,使用时动力作用在轮上,它是省力杠杆,省力费距离,故D不符合题意。
故选B。
7. 2021年5月15日2时许,我国天问一号着陆器搭载祝融号火星车开始实施火星软着陆。在距地面一定高度时,反推发动机开始工作,向下喷出高压气体,做减速运动,成功降落在火星北半球的乌托邦平原,标志着我国首次自主发射的火星探测任务取得阶段性成功。则此过程中祝融号火星车( )
A. 动能不变,重力势能减小,机械能减小
B. 动能增加,重力势能减小,机械能不变
C. 动能减小,重力势能减小,机械能减小
D. 动能减小,重力势能增加,机械能增加
【答案】C
【解析】
【详解】天问一号着陆器在距地面一定高度时,将向下喷出高压气体,从开始喷气到安全着陆这一阶段,返回舱的质量不变,速度变小,动能减小;同时高度变小,重力势能减小;因动能与势能统称为机械能,所以着陆器的机械能减小。故ABD不符合题意,C符合题意,
故选C。
8. 笔记本电脑在人们日常生活中起着重要的作用,如图所示是一个笔记本电脑的侧面图,用与电脑屏幕始终垂直的力F匀速掀开屏幕到竖直位置的过程中,力F( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,杠杆动力臂为OA,在此位置时,阻力臂为OC,动力臂为OA,阻力始终为电脑屏幕的重力,所以在逐渐打开的过程中,阻力臂OC逐渐减小,阻力与阻力臂的乘积减小,根据杠杆的平衡条件知,动力和动力臂的乘积也减小,因为动力臂不变,所以动力F逐渐减小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B
9. 如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知F1=6N,F2=4N.那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小分别为( )
A. 6N、4N B. 4N、6N C. 2N、4N D. 6N、2N
【答案】D
【解析】
【详解】以物体A为研究对象,物体A在水平方向受到拉力F1及摩擦力而处于静止状态,A受到拉力和摩擦力是平衡力,由二力平衡可得,A受B的摩擦力
则物体B受物体A摩擦力为6N;
以物体AB整体为研究对象,则整体在水平向上受F1、F2及地面对B的摩擦力而处于平衡状态,则受到摩擦力为
综上所述:物体B受物体A的摩擦力为6N,受到水平桌面的摩擦力为2N。
故选D。
10. 用如图所示的滑轮组,将重10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升,拉力,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 动滑轮重力为4N
B. 滑轮组的机械效率为60%
C. 拉力的功率为1.2W
D. 物重不变,增加动滑轮重力,可以提高机械效率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,承担物重的绳子股数n=2,由可得,动滑轮的重力
故A错误;
B.滑轮组的机械效率为
故B错误;
C.绳子自由端移动的速度为
拉力的功率为
故C正确;
D.由
可得,物重不变,增加动滑轮重力,可以降低机械效率,故D错误。
故选C。
11. 水平台上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等的正方体物块M、N(都不溶于水)分别放入两个烧杯中,静止时如图所示,液面刚好相平。则下列相关说法正确的是( )
A. M的密度小于N的密度
B. M受到的浮力小于N受到的浮力
C. 甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
D. 若将M、N同时放入甲液体中静止时,M底面受到液体的压力小于N底面受到的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图知,M的体积小于N的体积,两物块质量相等,根据可知,M的密度大于N的密度。故A错误;
B.物块M在甲中漂浮,则F浮M=GM,物块N在乙中悬浮,则F浮N=GN,而两物块质量相等,则GM=GN,故M受到的浮力等于N受到的浮力。故B错误;
C.由图知,M排开液体的体积小于N排开液体的体积,又知M受到的浮力等于N受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,两液面等高,根据p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强。故C正确;
D.物块N在乙中悬浮(ρN=ρ乙),又因为ρ甲>ρ乙,故将N放入甲液体中静止时,N漂浮,物块M在甲中也漂浮,根据物体浮沉条件可知,F浮=G,两物块质量相等,故M受到的浮力等于N受到的浮力;根据浮力产生的原因可知,其上表面受到的压力均为0(都露出液面),所以将M、N同时放入甲液体中静止时,M、N底面受到液体的压力相等(都等于浮力),故D错误。
故选C。
12. 如图甲所示,用弹簧测力计吊着一实心金属圆柱体将其缓慢放入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F,图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图像,g取10N/kg。由图像可知( )
A. 该圆柱体的高度为8cm
B. 该圆柱体的横截面积为8cm2
C. 该圆柱体的密度约为1.33g/cm3
D. 撤去弹簧测力计,将圆柱体置于容器底部时圆柱体对容器底部的压强约为3×103Pa
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度
h=10cm=0.1m
即圆柱体的高度为10cm,故A错误,不符合题意;
B.由图乙可知,当圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数F′=2N,所以圆柱体受到的最大浮力
F浮=G-F=8N-2N=6N
由知道,圆柱体的体积为
由V=Sh知道,圆柱体的横截面积
故B错误,不符合题意;
C.由图乙可知,圆柱体重G=8N,则圆柱体的质量为
圆柱体的密度为
故C正确;
D.撤去弹簧测力计,将圆柱体沉入容器底部,则圆柱体对容器底部的压力为
F=G-F浮=8N-6N=2N
圆柱体对容器底部的压强
故D错误。
故选C。
二、填空题(每空2分,共18分)
13. “滴水穿石”这个成语用来比喻即使力量很小,但只要坚持不懈,最终能够完成非常艰难的事情。从物理学的角度分析,水滴能够滴下是因为水受到 ______的作用;“石穿”则说明力改变了石头的_____。
【答案】 ①. 重力 ②. 形状
【解析】
【详解】[1]地球附近的物体都受到重力作用,在重力作用下物体会下落,所以水滴能够滴下是因为水受到重力的作用。
[2]力的作用效果有两个:一是改变物体的运动状态,二是改变物体的形状。“石穿”是说水能穿透石块,说明力改变了石头的形状。
14. 如图所示是喷雾降尘车在马路上工作的情景,正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶时,它的动能_________,它对地面的压强_________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 减小 ②. 减小
【解析】
【14题详解】
[1]喷雾车水平匀速行驶过程中向大街上喷洒水,速度不变,质量减小,则喷雾车的动能减小。
[2]由于喷雾车在工作的过程中,质量不断减小,可知喷雾车的总重力不断减小;又因为车在水平面上时,车对水平面的压力等于重力,可知车对水平面的压力减小,在受力面积不变时,由可知,车对地面的压强减小。
15. 学习了浮力知识以后,小明制作了一个“浮沉子”,当用力捏外面大瓶子,使小瓶中的水质量_________,(选填“变大”或“变小”或“不变”),从而“浮沉子”会向下运动,松手后,小药瓶又会上升,这个装置可用于演示_________(“密度计”、“轮船”、“潜水艇”)的工作原理.制作时,在小瓶中放入的水要适量,水过少了,会导致手捏大瓶时_______.
【答案】 ①. 变大 ②. 潜水艇 ③. 小瓶不能下沉
【解析】
【详解】[1][2][3]用力捏外面大瓶子,瓶内空气被压缩,瓶内空气把水压入小药瓶内,使小瓶中的水质量变大,此时由于整个小药瓶所受的重力大于浮力,会发现小药瓶会下沉;松手后,药瓶内的压缩空气把水压出来一些,整个药瓶的重力减小,重力小于浮力,小瓶又会上升;由此可知,潜水艇与浮沉子都是靠改变自身的重力而实现沉浮的;制作时,在小瓶中放入的水要适量,水过少了,会导致手捏大瓶时进入小瓶里的水重力不够大,不能大于浮力,所以小瓶不能下沉。
16. 小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置,当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F时,重物的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦,绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在0-1s内,重物受到地面的摩擦力为______N,在2s-3s内,拉力F做功的功率为______W。
【答案】 ①. 300 ②. 300
【解析】
【分析】
【详解】[1]由丙图可知,在0-1s内,物体静止,整个装置处于平衡状态,以动滑轮和物体为整体受力分析,水平方向物体受到的摩擦力等于动滑轮受到绳子的拉力,所以物体所受的摩擦力为
[2]由丙图可知,在2s-3s内,物体以0.5m/s的速度做匀速直线运动,根据乙图,此时拉力为200N,绳子移动的速度为
拉力的功率为
三、作图题(本大题共2个小题,每小题2分,共4分)
17. 如图所示,一架无人机悬停在空中,请画出无人机所受重力G和升力F的示意图。
【答案】
【解析】
【17题详解】
无人机受到的重力竖直向下,受到的升力与重力的方向相反,所以升力的方向是竖直向上的,无人机悬停时,升力等于重力,过无人机的重心,分别沿重力和升力的方向画一条带有箭头的线段,如图:
18. 在图中,用笔画线作出人用最小拉力提起重物时绳子的绕线方式。
【答案】
【解析】
【18题详解】
从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如下图:
四、实验探究题(每空2分,共24分)
19. 一物理兴趣小组在探究“影响物体重力大小的因素”的实验中,进行了如下实验探究,实验记录如下表所示:
实测物体
物体质量m/kg
重力G/N
G与m的比值
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
9.8
物体3
0.3
2.94
9.8
(1)在探究过程中,测量工具除了天平和砝码,还需要___________;
(2)根据表中实验数据分析,能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是___________;
(3)该组同学利用身边的器材,选取了质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,对此你的评价是________。
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
【答案】 ①. 弹簧测力计 ②. B ③. C
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,需要测量重力和质量,用到测量工具有弹簧测力计和天平。所以,在探究过程中,测量工具除了天平和砝码,还需要弹簧测力计。
(2)[2]由实验数据可知,重力与质量的比值为定值,说明重力与质量成正比,只有B是正比例函数图像,能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是B,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[3]重力与质量的比值是一个定值,该值的大小与物质的种类无关,用质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表各一次做实验,不影响探究结果,更使结论更具有普遍性,所以该组同学的做法合理。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
20. “探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重为0.5N(钩码个数若干)。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向________(选填“左”或“右”)调;
(2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个相同的钩码;
(3)如图丙所示,在C点挂4个钩码,在D点用弹簧测力计沿虚线方向拉住杠杆使杠杆在水平位置保持平衡,则此时弹簧测力计的示数为________N;
(4)小明同学按照图乙的数据得出如下结论:“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”。小丽发现这个结论与杠杆平衡条件不符合,其原因是实验过程中________。
A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向 C.没有改变力的作用点
【答案】 ①. 左 ②. 6 ③. 2 ④. B
【解析】
【详解】(1)[1]探究杠杆平衡条件实验前,要调节杠杆在水平位置平衡,调节的方法是哪端高,平衡螺母就向哪端调节,图甲中杠杆右端下沉,故应将平衡螺母向左调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]根据杠杆的平衡条件
F1L1=F2L2
设杠杆的每一格长度为L,每个钩码的重力为G,则
4G×3L=nG×2L
解得n=6,即右边B点处应挂6个钩码,杠杆在水平位置平衡。
(3)[3]在C点挂4个钩码,即
F1=4×0.5N=2N
L1=2L;在D点用弹簧测力计沿与杠杆成30°方向拉住杠杆,使杠杆在水平位置保持平衡,根据直角三角形中30°的角对应的边等于斜边的一半得,此时动力臂
根据杠杆的平衡条件可得,2N×2L=F示×2L,解得F示=2N,即则此时弹簧测力计的示数为2N。
(4)[4]图乙中,动力与阻力均与杠杆垂直,当支点到动力作用点的距离为动力臂,支点到阻力作用点的距离为阻力臂,此时得出结论:“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”,是由于没有改变力的方向,且仅通过一组实验就得出实验结论,使结论具有偶然性,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
21. 在“测滑轮组机械效率”的实验中,小明用大小相同的滑轮,组成如图所示的滑轮组进行实验,并把数据整理记录在下表中。
(1)实验中要________拉动弹簧测力计,准确读出拉力的值;
(2)表①处的正确数据是________;
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升钩码的高度h/m
有用功
拉力F/N
绳端移动距离s/m
总功
机械效率
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
塑料
2
0.1
0.2
0.8
0.3
0.24
①
(3)比较1、2两次实验可知:使用同一滑轮组提升不同的重物,物体越重,滑轮组的机械效率越________;
(4)比较2、3两次实验可推测,若将铝质滑轮更换为体积相同的铁质滑轮,再次将重2N的钩码提升0.1m,此时滑轮组的机械效率可能为______(只填序号);
A.72% B.67% C.53%
(5)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功。进一步推理得出:假如没有额外功,总功等于有用功,则机械效率为100%。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是_______________
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律
C.阿基米德原理 D.杠杆平衡条件
【答案】 ①. 匀速 ②. 83% ③. 高 ④. C ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1]实验中要沿竖直方向匀速直线拉动弹簧测力计,此时处于平衡态,读出的拉力的值更加准确。
(2)[2]表①处机械效率为
(3)[3]比较1、2两次实验可知:使用同一滑轮组提升不同的重物,物体越重,有用功越大,有用功占比越大,机械效率越高。
(4)[4]比较2、3两次实验,将铝质滑轮更换为体积大小相同的铁质滑轮,再次将重2N的钩码提升0.1m,有用功不变,额外功增大,机械效率降低,机械效率小于67%,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(5)[5]ACD.光的反射定律、阿基米德原理、焦耳定律可通过实验直接验证,故ACD不符合题意;
B.牛顿第一定律不能用实验直接验证,是在实验的基础下推理得出的,故B符合题意。
故选B
五、综合题(本大题共2个小题,第22题9分,第23题9分,共18分)
22. 航天员使用浮力水槽模拟进行失重训练,如图所示。航天员身穿宇航服进入水槽,通过在宇航服内配置铅块,使人处于悬浮状态,从而模拟失重。已知一套宇航服净质量为25kg,航天员质量为70kg,穿上宇航服后的总体积为并保持不变。为了保证宇航员的安全,规定最大潜深不得超过8米(,)。则:
(1)若航天员身穿不配置铅块的宇航服进入水槽,静止时受到的浮力是多大?
(2)当宇航员来到最大潜深时受到水的压强为多大?
(3)当航天员悬浮在水中进行失重训练时,宇航服内配置的铅块的质量是多大?
【答案】(1)950N;(2);(3)5kg
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,航天员航天员身穿宇航服进入水槽,通过在宇航服内配置铅块,使人处于悬浮状态,若航天员穿不配置铅块的宇航服进入水槽,则航天员会漂浮,由物体浮沉条件可知,静止时受到的浮力为
(2)当宇航员来到最大潜深时受到水的压强为
(3)由题意可知,穿上宇航服后的总体积为并保持不变,由阿基米德原理可知,此时宇航员受到的浮力为
此时宇航员悬浮,受到的浮力等于自身重力,则
故。
答:(1)若航天员身穿不配置铅块的宇航服进入水槽,静止时受到的浮力是950N;
(2)当宇航员来到最大潜深时受到水的压强为;
(3)当航天员悬浮在水中进行失重训练时,宇航服内配置的铅块的质量是5kg。
23. 近年来可骑行电动行李箱受到许多顾客的青睐。如图所示是某品牌电动行李箱,该电动行李箱的部分参数如下表所示。厂家在行李箱出厂前进行测试,已知测试者质量为50kg,骑行时所受阻力为总重力的0.03倍,g取。
(1)测试者坐在空的电动行李箱上时,对水平地面的压强为多少?
(2)若测试者在水平地面上以最大速度匀速直线骑行了30min,则牵引力做的功有多大?
(3)上述测试过程中电动机的能量转化率为多大?
最大速度
2.5m/s
空箱质量
10kg
轮子与地面的总接触面积
最大续航里程
5km
电动机功率
60W
【答案】(1);(2);(3)75%
【解析】
【详解】解:(1)由题可知,测试者质量为50kg,空箱质量为10kg,人和空行李箱的总重力
行李箱对水平地面的压力
行李箱对水平地面的压强
(2)由表中数据可知,电动行李箱的最大速度为2.5m/s,骑行的路程
骑行时所受阻力
电动行李箱匀速运动,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
牵引力做功
(3)电动车行驶30min消耗电能为
测试过程中电动机的能量转化率为
答:(1)测试者坐在空的电动行李箱上时,对水平地面的压强为;
(2)若测试者在水平地面上以最大速度匀速直线骑行了30min,则牵引力做的功;
(3)测试过程中电动机的能量转化率为75%。
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