精品解析:山东省临沂市莒南县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
2024-07-12
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 临沂市 |
| 地区(区县) | 莒南县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.29 MB |
| 发布时间 | 2024-07-12 |
| 更新时间 | 2026-08-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-07-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46305025.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2023-2024学年度下学期期末质量检测
八年级物理试题
一、单选题(每题2分,共40分)
1. 下列各项排列中,按照尺度的数量级由大到小排列的是( )
A. 银河系、太阳系、地球、生物体、分子、原子核
B. 太阳系、银河系、地球、生物体、原子核、分子
C. 银河系、太阳系、地球、生物体、原子核、分子
D. 太阳系、银河系、地球、生物体、分子、原子核
2. 以下四幅图是有关压强的场景,下列说法错误的是( )
A. 图甲中,蚊子能用口器把皮肤刺破是通过减小受力面积来增大压强
B. 图乙中,只要连通器内装的是相同液体,各部分液面高度总是相平的
C. 图丙中,一艘船正通过三峡船闸,三峡船闸是世界上最大的人造连通器
D. 图丁中,口吹硬币跳跃木块时,硬币的上表面所受气压小于下表面所受气压
3. 如图列举的物体中,利用空气浮力升空的是( )
A. 无人机 B. 飞机
C. 火箭 D. 热气球
4. 如图所示的工具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A. 天平 B. 钓鱼竿
C. 灭火器压把 D. 食品夹子
5. 关于分子动理论的初步知识,下图说法正确的是( )
A. 墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明温度越高,分子热运动越剧烈
B. 50mL的水和50mL的酒精混合后体积小于100ml,说明分子间只有引力没有斥力
C. 让注射器吸入适量的水,堵住针管口,用力推活塞,发现水很难被压缩,说明液体分子间没有间隙
D. 让注射器吸入适量的空气,堵住针管口,用力推活塞,发现容易压缩,说明气体分子间没有作用力
6. 如图所示,甲同学向左用4N的力拉弹簧测力计,乙同学向右用4N的力拉弹簧测力计,弹簧测力计的示数是( )
A. 0N B. 2N C. 4N D. 8N
7. “春分”是二十四节气之一,春分是玩竖蛋游戏的最佳时光。如图所示当蛋在水平桌面上竖起静止时,下列说法中正确的是( )
A. 蛋对桌面的压力就是蛋受到的重力
B. 蛋所受重力与桌面对蛋的支持力在同一直线上
C. 蛋撞击桌面时,蛋壳碎了是因为蛋受到的力比桌面受到的力更大
D. 桌面对蛋的支持力和蛋对桌面的压力是一对平衡力
8. 《典籍里的中国》第二期特别聚焦了中国首部关于农业和手工业生产技术的百科全书《天工开物》,让这部经典之作重新回归人们的视野。如图所示为“北耕兼种”的农具简图,《天工开物》中描述为:“其服牛起土者,来不用耕,并列两铁于横木之上,其具方语曰镪。镪中间盛一小斗,贮麦种于内,其斗底空梅花眼。牛行摇动,种子即从眼中撒下。”关于图中的下列说法中,正确的是( )
A. 镪使用铁尖是为了增大压强,便于“起土”
B. 牛对绳的拉力和绳对牛的拉力是一对平衡力
C. 绳对镪的拉力大于镪对绳的力时,镪才会被牛拉动
D. “牛行摇动”,说明力是维持物体运动的原因
9. 如图所示是小明创作的体育课上同学们扔实心球的情景图,其中手对球做功的是( )
捡起球
A. B.
C. D.
10. 教室在二楼的小杰和小宇两位同学收好物理作业送到五楼的物理老师办公室。小杰搬了20本物理作业,送到老师办公室用时2min;小宇搬了30本物理作业,送到老师办公室用时3min。以下说法正确的是( )
A. 小杰对作业本做功多 B. 小宇对作业本做功多
C. 小杰做功快 D. 小宇做功快
11. 如图所示是跳台滑雪运动员完成一次动作的示意图,下列有关说法正确的是( )
A. 运动员由于惯性的作用加速下降
B. 从A点到B点的过程,运动员所受重力不做功
C. 运动员在A点和E点的机械能相等
D. 从A点到B点的过程,重力势能转化为动能
12. 2024年4月30日17时46分,“神舟十七号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱距离地面约时,四个反推发动机点火,返回舱下降速度急剧减小,如图所示。在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 返回舱的动能转化为重力势能,机械能不变
B. 返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
C. 返回舱下降是惯性与力共同作用的结果
D. 由于地面对返回舱向上的推力改变了返回舱的运动状态,使返回舱的速度减小
13. 如图所示,轻质杠杆可绕支点O自由转动,作用在A、B点处的各个拉力中,能使杠杆水平平衡的最小力是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
14. 用下列装置将同一物体匀速提高h,不计滑轮重、绳重及摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
15. 如图所示,将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时,如若沿斜面的拉力分别为FB、FC,各个过程拉力做功为WB、WC,则它们的大小关系正确的是( )
A. WB>WC,FB<FC B. WB=WC,FB<FC
C. WB>WC,FB=FC D. WB=WC,FB=FC
16. 如图是学习小组自制的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶吸气或向烧瓶吹气,能使烧瓶下沉或上浮,当从烧瓶吸气后,下列说法不正确的是( )
A. “潜水艇”受到的浮力变大
B. “潜水艇”受到的水的压强变大
C. “潜水艇”的重力变大
D. “潜水艇”内密封气体的压强大于外界大气压
17. 将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大塑料瓶的瓶盖,就做成了如图所示的“浮沉子”。增加手对大瓶侧面的压力,则( )
A. 大塑料瓶内气压不变,小瓶不能实现悬浮
B. 大塑料瓶内气压变小,小瓶内水量减少,小瓶能实现悬浮
C. 大塑料瓶内气压变大,小瓶内水量减少,小瓶不能实现下潜
D. 大塑料瓶内气压变大,小瓶内水量增加,小瓶能实现下潜
18. 如图所示,三个完全相同的玻璃缸装满了水,其中(a)中只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子,若把三个缸放到台秤上称量,可知它们的质量( )
A. a最大 B. c最大 C. 一样大 D. 条件不足,无法判断
19. 某同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”,他用质量相同的滑轮做了如图所示的实验,并测算了各次实验的机械效率(如图),下列相关说法中正确的是( )
①实验时,弹簧测力计应在竖直匀速拉动时读数
②根据甲、乙两次实验可知:滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关
③根据乙、丙两次实验可知:同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高
④实验时,换用不同装置进行多次实验,目的是为了减小误差
A. 只有①② B. 只有②④ C. 只有①③ D. 只有③④
20. 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架和杆保持水平,动滑轮、衣架与杆总重是10 N,现晾衣架上晾有4k g的衣服,晾衣架上升50cm,用时10 s。g取10 N/kg,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 图中A滑轮的作用是省力
B. 摇柄上刻有花纹,是通过增大压力来增大摩擦的
C. 该过程中衣服上升的速度为1 m/s
D. 该过程中手摇升降晾衣架的机械效率为80%
二、填空题(每空1分,共18分)
21. 如图甲所示是汽车内的安全带和座椅上的头枕,软软的头枕既可以起到装饰作用,又能对人起到保护作用。如图乙所示,跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的作用是让汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能。
(1)软软的头枕靠上去很舒服,这是通过____________的方式减小压强;
(2)系安全带_________(选填“能”或“不能”)减小人的惯性,它的作用主要是减小以下哪种情况对人体造成伤害_______(填字母);
A.前方碰撞 B.后方追尾 C.左右转弯
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的弯道时,现场的观众们为了保证安全,应站在图中的_______(选填“A”或“B”)处;
(4)车尾气流偏导器的设计要实现其上方空气的流速_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)下方空气的流速,则下图中气流偏导器横截面形状符合要求的是_______。
22. 小明将橘子放入水中,静止时,橘子漂浮在水面上,如图甲所示。
(1)此时,橘子受到的浮力______重力(选填“>”、“=”或“<”)。将橘子皮剥开,会闻到淡淡的果香,这表明______;
(2)将剥了皮的橘子放入水中,果肉沉入水底,如图乙所示。此时,果肉受到的浮力______重力(选填“>”、“=”或“<”),果肉的密度______水的密度(选填“>”、“=”或“<”);
(3)小明猜想,橘子在水中的浮沉情况可能只与浮力有关,小明的猜想______(选择“合理”或“不合理”),理由是______。
23. 近几年我县建设了众多“口袋公园”,打造家门口的绿色生态空间,让市民享受触手可及的幸福。如图,是某处“口袋公园”吊起建筑材料所用的起重机结构图。
(1)吊臂可以看作是一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆;起重机工作时支脚下方垫上宽大的木块的目的是______;B处的定滑轮是为了______;
(2)若起重机所吊建筑材料重力为900N,建筑材料在30s内匀速上升了3m,不计吊钩、钢丝绳重力和各种摩擦,则每股钢丝绳所承受的拉力为______N,起重机克服建筑材料重力所做功为______J,功率为______W。
三、作图题与实验题(24题2分,其余每空1分,共24分)
24. 如图所示,是某乘客手持拉杆行李箱的情形,O是轮子的转轴,是行李箱的重心。把拉杆行李箱看作杠杆,以O为支点,画出力F的力臂L和行李箱所受重力G的示意图。
25. 小芳用斜面、木板、毛巾、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)如图甲所示,实验时要固定斜面,并让小车从斜面上______(选填“同一位置”或“不同位置”)由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小______;
(2)图乙是小车在木板、棉布、毛巾表面上运动时,速度随时间的变化图像,其中表示小车在木板上运动的是______(选填“a”“b”或“c”);由此可以推出,如果水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上______;
(3)在大量类似实验的基础上,经过科学推理可以得到牛顿第一定律,采用这种研究方法的还有______;
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.探究声音能否在真空中传播
(4)牛顿第一定律在实际生产生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向右匀速飞行的飞机上,自由落下了一箱救援物资。图丙是救援物资落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对救援物资的阻力,救援物资与飞机的位置关系正确的是______图。
26. 如图,完全相同的烧杯盛有体积相同的水来“研究影响液体内部压强”的实验:
(1)压强计是通过观察U形管左右两侧液面的______来显示橡皮膜所受压强的大小;
(2)比较图甲、乙、丙,可以初步得出结论:______;
(3)在丙实验的基础上控制金属盒所在位置不变,向烧杯中加水,则根据此时的实验现象和丙实验现象对比可以研究液体内部压强与______是否有关;如果控制金属盒的位置不变,向烧杯中加盐水(ρ盐水>ρ水),根据实验现象和丙实验现象对比______(选填“能”或“不能”)证明液体内部压强与液体密度是否有关,你的理由是:______;
(4)在丁图中,U形管左端与一根管子相连,速度是v1和v2的气流分别经过相连的管子时,U形管液面的高度差如图所示(h1>h2),则v1______v2(选填“>”、“<”或“=”);
27. 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示:
(1)该实验中物体的动能是指________(选填“钢球”或“木块”)在________(选填“H高度”、“h高度”或“到达水平面”)位置时的动能;
(2)小明通过观察木块B被推动距离长短来判断动能的大小,这种研究方法是________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)选用甲、乙两次实验可以得出的结论是________;
(4)若在进行图乙、丙两图实验时,丙图中木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,只需要重新进行图丙的实验,下列方法可行的是________(选填字母)。
A.换用足够长的木板 B.换用一个质量更大的木块 C.降低钢球滚下时的高度
28. 杆秤(图甲)是我国古老的测量质量的工具,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还有着公平公正的象征意义,至今仍有很多人使用。有同学动手制作量程为0~20g的杆秤(图乙)。
【制作步骤】
①做秤杆:选取一根筷子,A处固定悬挂上秤盘,B处系了一根细绳作为提纽;
②标零线:将5克的砝码挂到提纽的右边作为秤砣,手提提纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置平衡,在秤砣所挂的位置标上“0”刻度;
③定刻度:……
【交流评价】
(1)杆秤是根据______原理制成的;
(2)图甲中,杆秤有两个提纽,使用提纽______(选填“1”或“2”)时的量程更大;
(3)步骤②标零线时秤杆出现左低右高现象,秤砣应往______侧移动,使杆秤调至水平位置平衡;悬挂的秤盘质量不同______(选填“会”或“不会”)影响“0”刻度的位置;
(4)若秤砣长时间使用出现磨损,那么使用该杆秤,测量结果将______。(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)
四、计算题(29题8分,30题10分,共18分)
29. 人工智能已融入我们的生活,如图所示为某款扫地机器人。该机器人的质量为3kg,它在30s内沿水平直线匀速清扫的距离为12m,假设该机器人扫地时所受阻力为100N。求:
(1)机器人对地面的压力;
(2)机器人牵引力做的功;
(3)机器人牵引力做功的功率。
30. 某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示,图乙为其结构示意图,浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆,OA=8cm,OB=2cm,A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接,浮筒质量为50g,B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接,止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时,浮筒下降,止水阀打开,水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时,浮筒上升推动杠杆,使止水阀刚好堵住进水管,停止进水,此时AB处于水平位置,连接杆竖直,大气压强,进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计,忽略所有摩擦。求停止进水时:
(1)浮筒所受重力大小;
(2)止水阀受到进水管中水的压力大小和受到的大气压力大小;
(3)浮臂A端受到向上的力的大小;
(4)浮筒受到的浮力大小。
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2023-2024学年度下学期期末质量检测
八年级物理试题
一、单选题(每题2分,共40分)
1. 下列各项排列中,按照尺度的数量级由大到小排列的是( )
A. 银河系、太阳系、地球、生物体、分子、原子核
B. 太阳系、银河系、地球、生物体、原子核、分子
C. 银河系、太阳系、地球、生物体、原子核、分子
D. 太阳系、银河系、地球、生物体、分子、原子核
【答案】A
【解析】
【详解】太阳系是银河系中的恒星系,地球是太阳系周围的行星之一,地球上有许多生物体,生物体是由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核与核外电子组成,则按照尺度的数量级由大到小排列的是银河系、太阳系、地球、生物体、分子、原子核,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 以下四幅图是有关压强的场景,下列说法错误的是( )
A. 图甲中,蚊子能用口器把皮肤刺破是通过减小受力面积来增大压强
B. 图乙中,只要连通器内装的是相同液体,各部分液面高度总是相平的
C. 图丙中,一艘船正通过三峡船闸,三峡船闸是世界上最大的人造连通器
D. 图丁中,口吹硬币跳跃木块时,硬币的上表面所受气压小于下表面所受气压
【答案】B
【解析】
【详解】A.蚊子的口细而尖能把皮肤刺破,是在压力一定时通过减小受力面积来增大压强,故A正确,不符合题意;
B.在连通器内注入相同液体,在液体不流动的情况下,各部分液面高度总是相平的,故B错误,符合题意;
C.三峡船闸是应用连通器的原理来工作的,三峡船闸是世界上最大的人造连通器,故C正确,不符合题意;
D.紧贴硬币上表面使劲吹气使硬币上方的空气流速大,压强变小,硬币下方的空气流速小,压强大,硬币受到一个竖直向上的压力差,所以硬币就被托起来了,利用了空气流速越大压强越小的原理,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 如图列举的物体中,利用空气浮力升空的是( )
A. 无人机 B. 飞机
C. 火箭 D. 热气球
【答案】D
【解析】
【详解】A.无人机当电机带动旋翼转动,对空气施加向下的作用力,根据物体间力的作用是相互的,空气对它施加向上的反作用力,故A不符合题意;
B.飞机是利用机翼上下方空气的流速不同获得向上的压力差,产生的升力升空的,故B不符合题意;
C.火箭利用喷出的燃气的反作用力升空的,故C不符合题意;
D.升空的热气球里所充热空气的密度小于空气的密度,气球受浮力作用而上升,故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示的工具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A. 天平 B. 钓鱼竿
C. 灭火器压把 D. 食品夹子
【答案】C
【解析】
【详解】A .托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,它是等臂杠杆,既不省力也不费力,故A不符合题意;
B.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B不符合题意;
C.灭火器压把使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意;
D.食品夹使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
5. 关于分子动理论的初步知识,下图说法正确的是( )
A. 墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明温度越高,分子热运动越剧烈
B. 50mL的水和50mL的酒精混合后体积小于100ml,说明分子间只有引力没有斥力
C. 让注射器吸入适量的水,堵住针管口,用力推活塞,发现水很难被压缩,说明液体分子间没有间隙
D. 让注射器吸入适量的空气,堵住针管口,用力推活塞,发现容易压缩,说明气体分子间没有作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A.温度越高,分子热运动越剧烈,因此墨水在热水中比在冷水中扩散得快,故A正确;
B.50mL的水和50mL的酒精混合后体积小于100ml,说明分子间具有间隙,故B错误;
C.让注射器吸入适量的水,堵住针管口,用力推活塞,发现水很难被压缩,说明液体分子间具有斥力,故C错误;
D.让注射器吸入适量的空气,堵住针管口,用力推活塞,发现容易压缩,说明气体分子间具有斥力,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,甲同学向左用4N的力拉弹簧测力计,乙同学向右用4N的力拉弹簧测力计,弹簧测力计的示数是( )
A. 0N B. 2N C. 4N D. 8N
【答案】C
【解析】
【详解】此时弹簧测力计所受的合力为零,但弹簧测力计示数表示的是弹簧所受的拉力,因此示数应为4N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7. “春分”是二十四节气之一,春分是玩竖蛋游戏的最佳时光。如图所示当蛋在水平桌面上竖起静止时,下列说法中正确的是( )
A. 蛋对桌面的压力就是蛋受到的重力
B. 蛋所受重力与桌面对蛋的支持力在同一直线上
C. 蛋撞击桌面时,蛋壳碎了是因为蛋受到的力比桌面受到的力更大
D. 桌面对蛋的支持力和蛋对桌面的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.鸡蛋所受的重力是由于地球的吸引产生的且作用在鸡蛋上,鸡蛋对桌面的压力是垂直作用在桌面上的力,二者产生的原因不同,是不同性质的力,故A错误;
B.鸡蛋受到的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,故B正确;
C.蛋撞击桌面时,鸡蛋对桌面的力与桌面对鸡蛋的力是一对相互作用力,因此大小相等,故C错误;
D.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力作用在同一直线上,作用在不同物体上,且大小相等,方向相反,是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
8. 《典籍里的中国》第二期特别聚焦了中国首部关于农业和手工业生产技术的百科全书《天工开物》,让这部经典之作重新回归人们的视野。如图所示为“北耕兼种”的农具简图,《天工开物》中描述为:“其服牛起土者,来不用耕,并列两铁于横木之上,其具方语曰镪。镪中间盛一小斗,贮麦种于内,其斗底空梅花眼。牛行摇动,种子即从眼中撒下。”关于图中的下列说法中,正确的是( )
A. 镪使用铁尖是为了增大压强,便于“起土”
B. 牛对绳的拉力和绳对牛的拉力是一对平衡力
C. 绳对镪的拉力大于镪对绳的力时,镪才会被牛拉动
D. “牛行摇动”,说明力是维持物体运动的原因
【答案】A
【解析】
【详解】A.镪使用铁尖是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,便于“起土”,故A正确;
B.牛对绳的拉力和绳对牛的拉力,这两个力分别作用在绳和牛上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故B错误;
C.绳对镪的拉力与镪对绳的力是一对相互作用力,大小相等,故C错误;
D.“牛行摇动”,意思是牛走动时,摇动斗,使得种子散落在地里。斗和种子在力的作用下运动状态发生变化,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选A。
9. 如图所示是小明创作的体育课上同学们扔实心球的情景图,其中手对球做功的是( )
捡起球
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.小明捡起球的过程中,对球有力,且有力的方向上的移动距离,故手对球做功,故A符合题意;
B.小明将球举起停在空中不动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,手对球没有做功,故B不符合题意;
C.球在空中飞,小明没有对球施加力,手对球没有做功,故C不符合题意;
D.落地后继续滚动,人对球没有力的作用,手对球没有做功,故D不符合题意。
故选A。
10. 教室在二楼的小杰和小宇两位同学收好物理作业送到五楼的物理老师办公室。小杰搬了20本物理作业,送到老师办公室用时2min;小宇搬了30本物理作业,送到老师办公室用时3min。以下说法正确的是( )
A. 小杰对作业本做功多 B. 小宇对作业本做功多
C. 小杰做功快 D. 小宇做功快
【答案】B
【解析】
【详解】.小杰搬了本物理作业,小宇搬了本物理作业,上升的高度相同,小宇的作业本重力较大,由可知,小宇对作业本做功多;故A错误,B正确;
.由以上分析可知,设每本作业的重力为G,小杰做功的功率为
小宇做功的功率为
两人的功率相同,则做功快慢相同,故CD错误。
故选B。
11. 如图所示是跳台滑雪运动员完成一次动作的示意图,下列有关说法正确的是( )
A. 运动员由于惯性的作用加速下降
B. 从A点到B点的过程,运动员所受重力不做功
C. 运动员在A点和E点的机械能相等
D. 从A点到B点的过程,重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性不是力,不能说“惯性的作用”,故A错误;
B.运动员从A点运动到B点的过程中,人所处的高度降低,重力做功,故B错误;
C.运动员从A点到E点的过程中,克服摩擦力做功,有部分机械能转化为内能,导致机械能不守恒而减小,故A点和E点的机械能不相等,故C错误;
D.运动员从A点运动到B点的过程中,高度降低,重力势能减小,速度变大,动能增大,重力势能转化为动能,故D正确。
故选D。
12. 2024年4月30日17时46分,“神舟十七号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱距离地面约时,四个反推发动机点火,返回舱下降速度急剧减小,如图所示。在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 返回舱的动能转化为重力势能,机械能不变
B. 返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
C. 返回舱下降是惯性与力共同作用的结果
D. 由于地面对返回舱向上的推力改变了返回舱的运动状态,使返回舱的速度减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.返回过程中,在打开降落伞返回舱减速下落这段时间内,质量不变,速度减小,动能减小,高度降低,重力势能变小,机械能变小;由于动能和重力势能都减小,所以不是动能转化为重力势能,故A错误,B正确;
C.惯性不是力,不能说对物体的作用,故C错误;
D.由于四个反推发动机对返回舱向上的推力改变了返回舱的运动状态,使返回舱的速度减小,不是地面,故D错误。
故选B。
13. 如图所示,轻质杠杆可绕支点O自由转动,作用在A、B点处的各个拉力中,能使杠杆水平平衡的最小力是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
【答案】D
【解析】
【详解】轻质杠杆可绕支点O自由转动,要使力最小,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知需要使动力的力臂最大,根据图示可知,当动力作用在B点,且动力的方向竖直向上时,动力臂时最大的,此时的动力最小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
14. 用下列装置将同一物体匀速提高h,不计滑轮重、绳重及摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.图为定滑轮,不能省力,则
B.图为动滑轮,可以省一半的力,则
C.图为滑轮组,由2段绳子承担物重,则
D.图为滑轮组,由3段绳子承担物重,则
由以上分析可知,D图滑轮组最省力,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
15. 如图所示,将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时,如若沿斜面的拉力分别为FB、FC,各个过程拉力做功为WB、WC,则它们的大小关系正确的是( )
A. WB>WC,FB<FC B. WB=WC,FB<FC
C. WB>WC,FB=FC D. WB=WC,FB=FC
【答案】B
【解析】
【详解】斜面光滑说明摩擦力为0,拉力除了克服物体重力做功之外没有做额外功,则两次做的功都等于克服物体重力做的功,两次分别把同一物体提升到相同的高度,克服物体重力做的功相同,所以拉力做功也相同,即
WB=WC
斜面BA的倾斜角度小于斜面CA的倾斜角度,所以
sAB>sAC
由W=Fs可知所以物体沿BA运动时拉力较小,即
FB<FC
故选B。
16. 如图是学习小组自制的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶吸气或向烧瓶吹气,能使烧瓶下沉或上浮,当从烧瓶吸气后,下列说法不正确的是( )
A. “潜水艇”受到的浮力变大
B. “潜水艇”受到的水的压强变大
C. “潜水艇”的重力变大
D. “潜水艇”内密封气体的压强大于外界大气压
【答案】A
【解析】
【详解】当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,浮力等于重力,若从A管吸气,瓶内气体减少,气压减小,所以烧瓶内水面就会上升,由于排开液体体积不变,则烧瓶浮力大小不变,而烧瓶自身重力变大,重力大于浮力,则烧瓶会下沉,随着深度增加,烧瓶受到水的压强变大;烧瓶内密封气体受到水向上的压强,使密封气体的压强大于外界大气压。
故选A。
17. 将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大塑料瓶的瓶盖,就做成了如图所示的“浮沉子”。增加手对大瓶侧面的压力,则( )
A. 大塑料瓶内气压不变,小瓶不能实现悬浮
B. 大塑料瓶内气压变小,小瓶内水量减少,小瓶能实现悬浮
C. 大塑料瓶内气压变大,小瓶内水量减少,小瓶不能实现下潜
D. 大塑料瓶内气压变大,小瓶内水量增加,小瓶能实现下潜
【答案】D
【解析】
【详解】当增加手对大瓶侧面的压力时,大塑料瓶内气压变大,小瓶内气体被压缩,体积变小,排开水的体积变小,浮力变小,小瓶内水量增加,重力变大,当浮力等于或小于重力时,小瓶能实现悬浮或下潜,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
18. 如图所示,三个完全相同的玻璃缸装满了水,其中(a)中只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子,若把三个缸放到台秤上称量,可知它们的质量( )
A. a最大 B. c最大 C. 一样大 D. 条件不足,无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】当鸭子漂浮时,F浮=G鸭,又根据阿基米德原理有F浮=G排,即放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力,所以三个玻璃缸的总重相同,根据G=mg可知,三个玻璃缸的总质量相同,把它们分别放在台秤上,则台秤的示数相同。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
19. 某同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”,他用质量相同的滑轮做了如图所示的实验,并测算了各次实验的机械效率(如图),下列相关说法中正确的是( )
①实验时,弹簧测力计应在竖直匀速拉动时读数
②根据甲、乙两次实验可知:滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关
③根据乙、丙两次实验可知:同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高
④实验时,换用不同装置进行多次实验,目的是为了减小误差
A. 只有①② B. 只有②④ C. 只有①③ D. 只有③④
【答案】C
【解析】
【详解】①在实验中,测绳端拉力F时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数,故①正确;
②甲、乙两次实验中绳子绕法不同,提升物重相同,机械效率都是70%,因此,说明滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关,故②错误;
③乙、丙两次实验可知用的是同一滑轮组,丙中提升的物重大,②的机械效率小于③,说明同一滑轮组提起物重越大,机械效率越高,故③正确;
④为避免实验的偶然性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律,故④错误。
故选C。
20. 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架和杆保持水平,动滑轮、衣架与杆总重是10 N,现晾衣架上晾有4k g的衣服,晾衣架上升50cm,用时10 s。g取10 N/kg,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 图中A滑轮的作用是省力
B. 摇柄上刻有花纹,是通过增大压力来增大摩擦的
C. 该过程中衣服上升的速度为1 m/s
D. 该过程中手摇升降晾衣架的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,在晾衣架工作过程中,A滑轮固定不动,属于定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,故A错误;
B.摇柄上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦的,故B错误;
C.晾衣架上升50cm,用时10s,则衣服上升的速度为
故C错误;
D.不计绳重和摩擦,该过程中手摇升降晾衣架的机械效率为
故D 正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共18分)
21. 如图甲所示是汽车内的安全带和座椅上的头枕,软软的头枕既可以起到装饰作用,又能对人起到保护作用。如图乙所示,跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的作用是让汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能。
(1)软软的头枕靠上去很舒服,这是通过____________的方式减小压强;
(2)系安全带_________(选填“能”或“不能”)减小人的惯性,它的作用主要是减小以下哪种情况对人体造成伤害_______(填字母);
A.前方碰撞 B.后方追尾 C.左右转弯
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的弯道时,现场的观众们为了保证安全,应站在图中的_______(选填“A”或“B”)处;
(4)车尾气流偏导器的设计要实现其上方空气的流速_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)下方空气的流速,则下图中气流偏导器横截面形状符合要求的是_______。
【答案】 ①. 在压力一定时,增大受力面积 ②. 不能 ③. A ④. B ⑤. 小于 ⑥. B
【解析】
【详解】(1)[1]软软的头枕靠上去头部与头枕贴合度较高,头枕的受力面积较大,这是通过在压力一定时,增大受力面积的方式减小压强。
(2)[2][3]惯性只和质量有关,质量越大,惯性越大,系安全带不能减小人的惯性,但是可以减小惯性带来的危害,
A.前方碰撞,汽车速度突然减小,人体仍然保持向前的运动状态向前冲,系安全带可以拉住人体,防止人体与前方发生碰撞,故A符合题意;
B.后方追尾,汽车速度突然增大,人体仍然保持原来的运动状态向座椅倒去,此时安全带不起作用,故B不符合题意
C.左右转弯,车的运动方向发生变化,而人体仍然保持原来的运动状态,会向左右较慢的倒去,此时安全带不起作用,故C不符合题意。
故选A。
(3)[4]汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的弯道时,若汽车发生意外,则汽车会保持原来的运动状态,继续向前运动,即往A方向运动,故现场的观众们为了保证安全,应站在图中的B处。
(4)[5][6]车尾气流偏导器的作用是汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,即气流偏导器上方的压力更大,下方的压力更小,根据流体中流速与压强的知识可知,上方空气流速慢,压强大,下方空气流速快,压强小,上方空气的流速小于下方空气的流速,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
22. 小明将橘子放入水中,静止时,橘子漂浮在水面上,如图甲所示。
(1)此时,橘子受到的浮力______重力(选填“>”、“=”或“<”)。将橘子皮剥开,会闻到淡淡的果香,这表明______;
(2)将剥了皮的橘子放入水中,果肉沉入水底,如图乙所示。此时,果肉受到的浮力______重力(选填“>”、“=”或“<”),果肉的密度______水的密度(选填“>”、“=”或“<”);
(3)小明猜想,橘子在水中的浮沉情况可能只与浮力有关,小明的猜想______(选择“合理”或“不合理”),理由是______。
【答案】 ①. = ②. 分子不停地做无规则运动 ③. < ④. > ⑤. 不合理 ⑥. 剥掉橘子皮,橘子重力大小改变了,橘子排开水的体积也改变了,即剥皮后的橘子的重力和受到的浮力都发生变化,根据力的合成知识可知,浮力和重力是同一直线上方向相反的两个力,物体的沉浮与物体的重力和浮力都有关系,故小明的猜想不合理。
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲所示,小明将橘子放入水中,橘子漂浮在水面上,静止时,此时橘子受力平衡,可知橘子受到的浮力等于重力。
[2]如图乙所示,将橘子皮剥开,会闻到淡淡的果香,这是扩散现象,表明分子不停地做无规则运动。
(2)[3][4]再将橘子放入水中,果肉沉入水底,说明橘子果肉浮力小于其重力,即此时,果肉受到的浮力小于重力。根据物体的浮沉条件可知,果肉的密度大于水的密度。
(3)[5][6]略。
23. 近几年我县建设了众多“口袋公园”,打造家门口的绿色生态空间,让市民享受触手可及的幸福。如图,是某处“口袋公园”吊起建筑材料所用的起重机结构图。
(1)吊臂可以看作是一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆;起重机工作时支脚下方垫上宽大的木块的目的是______;B处的定滑轮是为了______;
(2)若起重机所吊建筑材料重力为900N,建筑材料在30s内匀速上升了3m,不计吊钩、钢丝绳重力和各种摩擦,则每股钢丝绳所承受的拉力为______N,起重机克服建筑材料重力所做功为______J,功率为______W。
【答案】 ①. 费力 ②. 减小对地面的压强 ③. 改变力的方向 ④. 300 ⑤. 2700 ⑥. 90
【解析】
【详解】(1)[1]吊臂OAB可以看作一个杠杆,其中动力臂OA小于阻力臂OB,可以看作是一个费力杠杆。
[2]由压强的计算公式可知,起重机工作时支脚下方垫上宽大的木块就是为了在压力一定的情况下,通过增大接触面积来减小对地面压强。
[3]定滑轮的特点:使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但可以改变用力的方向,所以B处的定滑轮是为了改变力的方向。
(2)[4]由图可知,有三股钢丝绳承受物体的拉力,则每股钢丝绳所承受的拉力为
[5]若起重机所吊建筑材料重力为900N,建筑材料在30s内匀速上升了3m,起重机克服建筑材料重力所做功为
W=Fh=Gh=900N×3m=2700J
[6]由功率的计算公式可知,功率为
三、作图题与实验题(24题2分,其余每空1分,共24分)
24. 如图所示,是某乘客手持拉杆行李箱的情形,O是轮子的转轴,是行李箱的重心。把拉杆行李箱看作杠杆,以O为支点,画出力F的力臂L和行李箱所受重力G的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】过O点作F作用线的垂线即为F的力臂,过重心O′作竖直向下带箭头的有向线段,符号记为G,即为箱体所受重力,如图所示:
25. 小芳用斜面、木板、毛巾、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)如图甲所示,实验时要固定斜面,并让小车从斜面上______(选填“同一位置”或“不同位置”)由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小______;
(2)图乙是小车在木板、棉布、毛巾表面上运动时,速度随时间的变化图像,其中表示小车在木板上运动的是______(选填“a”“b”或“c”);由此可以推出,如果水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上______;
(3)在大量类似实验的基础上,经过科学推理可以得到牛顿第一定律,采用这种研究方法的还有______;
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.探究声音能否在真空中传播
(4)牛顿第一定律在实际生产生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向右匀速飞行的飞机上,自由落下了一箱救援物资。图丙是救援物资落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对救援物资的阻力,救援物资与飞机的位置关系正确的是______图。
【答案】 ①. 同一位置 ②. 相同 ③. a ④. 做匀速直线运动 ⑤. C ⑥. B
【解析】
【详解】(1)[1][2]在探究阻力对物体运动的影响时,除了小车在水平面上所受的阻力不同外,其它物理量需要保持不变。实验时要固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小相同。
(2)[3]根据图甲可知,小车在三种平面上受到摩擦阻力的作用,木板表面最光滑,在木板上受到的阻力最小,小车运动的距离最长,速度减小的最慢,故属于在木板上运动图线的是a。
[4]由此可以推出,如果水平面绝对光滑,则小车的速度将不会改变,运动的小车会在水平面上做匀速直线运动。
(3)[5]在探究“阻力对物体运动的影响”时用到了科学推理法。
A.压力的作用效果与多个因素有关,在探究影响压力作用效果的因素时,采用控制变量法,压力的作用效果通过海绵的形变程度反映,采用控制变量法,故A不符合题意;
B.摩擦力大小与多个因素有关,探究时采用控制变量法,故B不符合题意;
C.在研究声音能在真空中传播的实验,需将空气逐渐抽出,通过声音变小来推导出真空不能传声,也采用了科学推理法,故C符合题意。
故选C。
(4)[6]不计空气对炸弹的阻力,在水平方向上,由于炸弹具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以炸弹水平方向上的速度与飞机的速度相等,它们在水平方向上相对静止,但由于炸弹受到重力的作用,所以会下落,那么炸弹一边水平匀速运动,一边下落,由图示可知,炸弹与飞机的位置关系为B图。
26. 如图,完全相同的烧杯盛有体积相同的水来“研究影响液体内部压强”的实验:
(1)压强计是通过观察U形管左右两侧液面的______来显示橡皮膜所受压强的大小;
(2)比较图甲、乙、丙,可以初步得出结论:______;
(3)在丙实验的基础上控制金属盒所在位置不变,向烧杯中加水,则根据此时的实验现象和丙实验现象对比可以研究液体内部压强与______是否有关;如果控制金属盒的位置不变,向烧杯中加盐水(ρ盐水>ρ水),根据实验现象和丙实验现象对比______(选填“能”或“不能”)证明液体内部压强与液体密度是否有关,你的理由是:______;
(4)在丁图中,U形管左端与一根管子相连,速度是v1和v2的气流分别经过相连的管子时,U形管液面的高度差如图所示(h1>h2),则v1______v2(选填“>”、“<”或“=”);
【答案】 ①. 高度差 ②. 同一液体同一深度向各个方向压强相等 ③. 液体深度 ④. 不能 ⑤. 没有控制液体深度相同 ⑥. >
【解析】
【详解】(1)[1]据转换法,压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)[2]比较图甲、乙、丙知,橡皮膜的深度相同、液体的密度相同,橡皮膜的方向不同,U形管液面的高度差相同,液体内部的压强相同,故结论是同种液体同一深度液体向各个方向的压强相等。
(3)[3][4][5]在丙实验的基础上控制金属盒所在位置不变,向烧杯中加水,橡皮膜的深度增加,可以研究液体内部压强与液体的深度是否有关。要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持深度不变,改变液体的密度,实验中向烧杯加盐水,液体深度增大,密度增大,没有控制深度不变,不能探究液体压强与密度的关系。
(4)[6]由图可知,左侧U形管液面的高度差较大,说明与左侧U形管相连的管子口 的压强较小,由流速越大的位置压强越小可知,左侧管子中气体的流速较大,即。
27. 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示:
(1)该实验中物体的动能是指________(选填“钢球”或“木块”)在________(选填“H高度”、“h高度”或“到达水平面”)位置时的动能;
(2)小明通过观察木块B被推动距离长短来判断动能的大小,这种研究方法是________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)选用甲、乙两次实验可以得出的结论是________;
(4)若在进行图乙、丙两图实验时,丙图中木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,只需要重新进行图丙的实验,下列方法可行的是________(选填字母)。
A.换用足够长的木板 B.换用一个质量更大的木块 C.降低钢球滚下时的高度
【答案】 ①. 钢球 ②. 到达水平面 ③. 转换法 ④. 当质量相同时,速度越大,动能就越大 ⑤. A
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验中,探究的动能是指钢球撞击木块时的动能,即钢球在到达水平面位置时的动能。
(2)[3]小球的动能是无法直接测量的,实验中可以通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
(3)[4]甲、乙两图中,小球的质量相等,下滑的高度不同,下滑到斜面底端的速度大小不同,木块B移动的距离长短不同,说明物体的动能大小与速度有关。当质量相同时,速度越大,动能就越大。
(4)[5]由题意可知,乙、丙实验探究在速度相同时,动能大小与质量的关系,质量越大,动能越大,撞击木块后移动的距离更远;由控制变量法的思想可知:为了使木块不滑出木板,可以同时换用一个质量更大的木块(但由于题目中只需要重新进行图丙的实验,故不能选换用木块),可以单独在丙实验中更换长度较大但粗糙程度不变的木板,也在丙实验中换用质量较小的钢球,但不能改变小球速度,即小球滚下时的高度不能改变,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
28. 杆秤(图甲)是我国古老的测量质量的工具,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还有着公平公正的象征意义,至今仍有很多人使用。有同学动手制作量程为0~20g的杆秤(图乙)。
【制作步骤】
①做秤杆:选取一根筷子,A处固定悬挂上秤盘,B处系了一根细绳作为提纽;
②标零线:将5克的砝码挂到提纽的右边作为秤砣,手提提纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置平衡,在秤砣所挂的位置标上“0”刻度;
③定刻度:……
【交流评价】
(1)杆秤是根据______原理制成的;
(2)图甲中,杆秤有两个提纽,使用提纽______(选填“1”或“2”)时的量程更大;
(3)步骤②标零线时秤杆出现左低右高现象,秤砣应往______侧移动,使杆秤调至水平位置平衡;悬挂的秤盘质量不同______(选填“会”或“不会”)影响“0”刻度的位置;
(4)若秤砣长时间使用出现磨损,那么使用该杆秤,测量结果将______。(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)
【答案】 ①. 杠杆平衡 ②. 2 ③. 右 ④. 会 ⑤. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]根据杆秤的工作原理可知,其是利用杠杆平衡原理制成的。
(2)[2]杆秤利用了杠杆平衡原理,若物体的重力为G物,秤砣的重力为G砣,提纽到秤钩的距离为l1,且为G物的力臂,提纽到秤砣的距离为l2且为G砣的力臂,由杠杆的平衡条件可知满足关系
由图可知,将秤砣置于最远处时,使用提纽2,则l1减小而l2增大,此时G物变大,即使用提纽2杆秤的量程更大。
(3)[3]杆秤出现左低右高现象,根据杠杆平衡原理,右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积,所以向右移动秤砣,增大动力臂,可以达到水平平衡。
[4]根据杠杆平衡原理,悬挂的秤盘质量不同会影响“0”刻度的位置。
(4)[5]若秤砣长时间使用出现磨损,会导致秤砣质量偏小,那么使用该杆秤,根据杠杆平衡条件,其力臂会增大,则测量结果将偏大。
四、计算题(29题8分,30题10分,共18分)
29. 人工智能已融入我们的生活,如图所示为某款扫地机器人。该机器人的质量为3kg,它在30s内沿水平直线匀速清扫的距离为12m,假设该机器人扫地时所受阻力为100N。求:
(1)机器人对地面的压力;
(2)机器人牵引力做的功;
(3)机器人牵引力做功的功率。
【答案】(1)30N;(2)1200J;(3)40W
【解析】
【详解】解:(1)机器人对地面的压力等于机器人的重力,为
(2)机器人做匀速直线运动,处于平衡状态,所受牵引力机器人牵引力为
做的功为
(3)机器人牵引力做功的功率为
答:(1)机器人的重力为30N;
(2)机器人牵引力做的功为1200J;
(3)机器人牵引力做功的功率为40W。
30. 某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示,图乙为其结构示意图,浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆,OA=8cm,OB=2cm,A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接,浮筒质量为50g,B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接,止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时,浮筒下降,止水阀打开,水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时,浮筒上升推动杠杆,使止水阀刚好堵住进水管,停止进水,此时AB处于水平位置,连接杆竖直,大气压强,进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计,忽略所有摩擦。求停止进水时:
(1)浮筒所受重力大小;
(2)止水阀受到进水管中水的压力大小和受到的大气压力大小;
(3)浮臂A端受到向上的力的大小;
(4)浮筒受到的浮力大小。
【答案】(1)0.5N;(2)8N,2N;(3)1.5N;(4)2N
【解析】
【详解】解:(1)浮筒所受重力大小为
(2)止水阀受到进水管中水的压力大小为
止水阀受到的大气压力大小为
(3)浮臂B端受到向上的力为
根据杠杆平衡条件则有
则浮臂A端受到向上的力的大小为
(4)浮筒受到的浮力大小为
答:(1)浮筒所受重力大小为0.5N;
(2)止水阀受到进水管中水的压力大小和受到的大气压力大小分别为8N,2N;
(3)浮臂A端受到向上的力的大小为1.5N;
(4)浮筒受到的浮力大小为2N。
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