内容正文:
2023-2024学年第二学期期末教学质量检测
八年级物理试题
时间90分钟 满分100分
提示:本套试卷所有g取10N/kg
一、选择题(每题3分,12题,共36分)
1. 国家教育部出台《关于进一步规范中小学生使用手机有关事项的通知》,要求指出“中小学生原则上不得携带手机进入校园”。一部智能手机受到的重力约为( )
A. 200N B. 2N C. 20N D. 0.2N
2. 古代俗语和诗词中蕴含很多物理知识,下列说法正确的是( )
A. “一个巴掌拍不响”说明一个物体也可以产生力
B. “忙趁东风放纸鸢”中放纸鸢的力的施力物体是地球
C. “会挽雕弓如满月”说明力可以改变物体的形状
D. “无边落木萧萧下”是由于落木受到大气压强的作用向下运动
3. 如图是用力F把一木块压在竖直墙面上处于静止的示意图,对木块受力分析正确的是( )
①手对木块的压力和墙对木块的支持力是一对相互作用力
②手对木块的压力和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④手对木块的压力和木块对手的弹力是一对相互作用力
A. 只有②正确 B. 只有④正确 C. 只有①③正确 D. 只有③④正确
4. 如图,将一小球通过一根轻质绳悬挂在固定的钉子上,让小球在竖直平面内摆动,就构成了一个单摆(不考虑绳的重力和一切摩擦阻力),下列分析不正确的是( )
A. 假设小球摆到最高点时所有外力消失,小球将静止在最高点
B. 小球摆到最高点时,重力势能最大
C. 小球摆到O点时,速度为零
D. 若小球摆到O点时绳子突然断掉,小球将沿水平方向做匀速直线运动
5. 如图甲所示,A、B两物体粗糙程度一样,在的推力作用下,以相同的速度v一起向右做匀速直线运动;然后将A、B平放,如图乙,用F1推着AB以v做匀速直线运动。下列说法中不正确的是( )
A. 图甲中,物体A受摩擦力
B. 图甲中,地面与B之间有摩擦力
C. 采用图乙方式推AB时,A、B总摩擦力为10N
D. 图乙中,若增大F2,A、B所受总摩擦力不变
6. 下列说法中正确的是( )
A. 甲图切蛋器中的细金属丝减小了受力面积,增大了压力
B. 乙图夹盘器中的防滑夹头增大了接触面积,增大了摩擦力
C. 丙图中挂筷笼的吸盘,是利用大气压的一个实例,将吸盘中的气体排得越尽,受到的摩擦力越大
D. 如图丁,在同一地点做托里拆利实验,玻璃管稍倾斜一些时,水银柱的长度变长
7. 我国自主研发的全球首创双飞翼垂直起降无人机,两套机翼都是“上凸下平”的结构,下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是( )
A. 甲图:往纸片中间吹气,纸片会靠拢
B. 乙图:用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C. 丙图:轮船通过三峡船闸
D. 丁图:覆杯实验中松手后硬纸片不会掉下
8. 如图所示,甲、乙两个高度不同,质量相同的实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压力分别为和,压强分别为和,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
9. 物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是
A. F1=F2 P1>P2 B. F1=F2 P1<P2 C. F1>F2 P1>P2 D. F1<F2 P1>P2
10. 图是《天工开物》里记载的唐高宗显庆二年时的一件陶制舂米机模型,舂杵安装在长柄的一端。下置臼;长柄中间用架子支撑。利用杠杆原理,人们可以较轻松地脱去糠米上的壳。下列生活中的杠杆与该模型属于同一类杠杆的是( )
A. 撬棒 B. 筷子
C. 天平 D. 起子
11. 如图所示,在50N的水平拉力F的作用下,重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则下列说法中正确的是( )
A. 拉力的功率为30W B. 物体重力的功率为360W
C. 该滑轮组的机械效率为75% D. 1min内所做的有用功为144J
12. 如图所示,将边长为的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时从杯中溢出水的质量为(,g取)。下列说法中( )
①木块受到的浮力为
②木块的密度是
③木块下表面受到水的压强为
④将水换成酒精,溢出酒精的质量为
A. 只有①②③正确 B. 只有①②正确
C. 只有②③正确 D. 只有②③④正确
二、填空题(每空1分,共14分)
13. 生活中处处有物理,利用一瓶矿泉水如图中,我们可以探究很多物理问题:
(1)如图中(b)所示,用食指捏一下瓶盖上方把手,出现一个缺口,可以将矿泉瓶挂起来,松手后会自动闭合,则被压弯的塑料把手具有______能。小明将矿泉水如图中(c)A、B两种方式放置,用手推A的上部瓶会倾倒,而推A的下部瓶会滑动,这表明力的作用效果跟力的______有关;
(2)如图(d),两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,玻璃管中装有适量水,处于竖直静止状态(如甲),手握玻璃管突然______(向上/向下)运动时,气球突然变大(如图乙),此时手对玻璃管竖直向上的力______(大于/等于/小于)玻璃管总重,该现象的产生是由于______具有惯性。
14. 如图所示,2024年5月8日,海军福建舰完成为期8天的首航试验任务,顺利返回江南造船厂码头,福建舰满载时的排水量约为8万吨,满载时所受浮力约为______N。福建舰行驶的海域海水密度不一样,当福建舰由密度较小的海域驶入海水密度较大的海域时,受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),福建舰将______一些(选填“上浮”或“下沉”)。
15. 如图甲所示,汽车高速通过风洞时,地面对汽车的支持力______汽车的重力(选填“大于”或“小于”)。如图乙所示,潜水艇的“掉深”指的是潜艇在水下航行时突然遇到密度较______(选填“大”或“小”)的海水,浮力急剧减小,就会像汽车掉进悬崖一样急剧掉向海底,此时若想自救,潜艇应______(“向内充水”或“向外排水”)。
16. 如图所示,将重为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m,斜面高h为0.3m,拉力F为4N,拉力的功率为2W,则此过程中,克服重力做功__________J,斜面的机械效率是__________%,物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是__________s。
三、作图题与实验探究题:(共26分)
17. 如图所示,被弹簧弹出后的木块沿斜面向上滑行,画出此时木块所受的重力及木块对斜面摩擦力的示意图。(图中黑点分别表示重力和摩擦力的作用点)
18. 如图所示为一款弯月形灯头的台灯,用手拨动灯头可以绕O点转动,试画出向下拨动灯头时最小力F的示意图及相应的力臂l。
19. “探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中:小明根据自己的生活经验对影响滑动摩擦力大小的因素产生了如下猜想:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。
(1)如图是小明做的三次实验,其中甲、乙两次所用的是同一木板。实验中为测出滑动摩擦力的大小,需用弹簧测力计水平拉动木块,使它在水平面上做匀速直线运动,如图甲所示所受滑动摩擦力为______N;
(2)根据生活中推箱子,箱子越重,推起来越费力这一经验,合理猜想滑动摩擦力的大小应该与接触面所受的压力有关,应选用______(选填“甲”“乙”“丙”“丁”)两次实验进行验证;
(3)探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,得出结论:______;
(4)小明发现实验过程中存在缺点,于是对实验装置进行了改进,如图丁所示,此时______(选填“需要”或“不需要”)拉动木板A,此时木块B所受滑动摩擦力的方向为______。
20. 题图①-⑤所示是利用微小压强计探究影响液体内部压强大小因素的实验过程,各完全相同的容器中皆装有20cm高的液体。
(1)实验开始前应检查压强计的气密性:轻轻按压探头,如果观察到U形管两边液面始终保持相平,则说明压强计的气密性________(选填“好”或“差”);
(2)图③所示的情境中,清水对探头橡皮膜产生向________(选填“上”或“下”)的压强,由图①-③可得结论:在液体内部同一深度,压强的大小与方向________(选填“有关”或“无关”);
(3)图③中探头所受压强为p3,图⑤中探头所受压强为p5,则p3______(选填“>”、“=”或“<”)p5,甲同学由此得出结论:液体密度越大,压强越大。乙同学则认为该实验不能得出这个结论,因为没有控制______相同;
(4)丙同学想利用图③和图④的装置探究液体内部某点压强大小跟该点到容器底部距离的关系,需从图④盛水的容器中抽掉共_______cm高的水。
21. 某同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆(每小格为5cm)、细线、重0.5N的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,应将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。这样操作的好处是______;
(2)杠杆调节在水平位置平衡后,分别在杠杆两端加减、移动钩码,使杠杆在水平位置重新平衡。某次实验时,在杠杆A点挂上4个钩码,如图乙所示,要使杠杆在水平位置平衡,她应在B点挂上______个钩码;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成(O点为刻度的起点),如图丁所示。若该杆秤配套的秤砣D黏上了少量泥土,称量货物时杆秤显示的质量______被测货物的真实质量。(选填“大于”“小于”或者“等于”)。
22. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小红做了如下猜想。利用弹簧测力计、实心金属块、烧杯等器材,设计并进行了实验,如图所示。
猜想1:浮力大小与液体的密度有关;
猜想2:浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)物块浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(2)分析______(用字母表示)三幅图可得浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析A、E、F三图可得浮力大小与______有关;分析E、F两图,比较水对烧杯底的压强p水和某液体对烧杯底的压强p液的大小关系,则 p水______p液;
(4)小红在完成步骤 C后将物体取出,记录完数据,金属块没有擦干,直接将金属块挂在弹簧测力计下,放入烧杯中进行步骤D的实验。此操作过程计算得到的浮力大小与真实值相比会______;
(5)用图中的数据算出金属块的密度为______kg/m³。
四、计算题:(共24分)
23. 如图所示,容器底部有一开口,厚度不计的挡板A刚好盖住开口。容器中挡板A到水面的距离为60cm,A的面积为,质量为160g。已知,求:
(1)A受到水的压力:
(2)对A的正中心施加一个向上的力F,使水从开口处排出,求F的最小值。
24. 如图所示,把一个体积为、重8N的木球用细绳系在底面积为的圆柱形容器的底部,向容器中倒入水使木球被浸没时,()求:
(1)木球的密度;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细绳后,小球露出水面的体积。
25. 如图所示,是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置图,汽车部分参数如表。利用该装置提升重1200N的物体,使物体以2m/s的速度匀速上升,汽车拉绳的力为500N(不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦)。求:
汽车部分参数
汽车重量/吨
3
车轮数/个
6
每个车轮受力面积/cm2
200
(1)汽车对水平地面的压强;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)汽车拉绳的力做功的功率。
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2023-2024学年第二学期期末教学质量检测
八年级物理试题
时间90分钟 满分100分
提示:本套试卷所有g取10N/kg
一、选择题(每题3分,12题,共36分)
1. 国家教育部出台《关于进一步规范中小学生使用手机有关事项的通知》,要求指出“中小学生原则上不得携带手机进入校园”。一部智能手机受到的重力约为( )
A. 200N B. 2N C. 20N D. 0.2N
【答案】B
【解析】
【详解】智能手机的质量大约0.2kg,重力大约为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 古代俗语和诗词中蕴含很多物理知识,下列说法正确的是( )
A. “一个巴掌拍不响”说明一个物体也可以产生力
B. “忙趁东风放纸鸢”中放纸鸢的力的施力物体是地球
C. “会挽雕弓如满月”说明力可以改变物体的形状
D. “无边落木萧萧下”是由于落木受到大气压强的作用向下运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,“一个巴掌拍不响”说明力的作用是相互的,一个物体不能产生力的作用,故A错误;
B.放风筝时,风筝受到拉力作用的施力物体是与风筝连接的线绳,故B错误;
C.弓如“满月”说明了弓发生了弹性形变,形状发生改变,弓发生弹性形变是因为弓受到了力的作用,说明力可以改变物体的形状,故C正确;
D.“落木”落下是由于受到的重力的作用,重力的方向是竖直向下的,故D错误。
故选C。
3. 如图是用力F把一木块压在竖直墙面上处于静止的示意图,对木块受力分析正确的是( )
①手对木块的压力和墙对木块的支持力是一对相互作用力
②手对木块的压力和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④手对木块的压力和木块对手的弹力是一对相互作用力
A. 只有②正确 B. 只有④正确 C. 只有①③正确 D. 只有③④正确
【答案】D
【解析】
【详解】①.手对木块的压力和墙对木块的支持力,都在水平方向上、都作用在木块上,满足二力平衡的条件,是一对平衡力,故①错误;
②.手对木块的压力和木块的重力,二力的方向不在同一直线上,不是一对平衡力,故②错误;
③.木块受到的摩擦力和木块的重力,都在竖直方向上、都作用在木块上,满足二力平衡的条件,是一对平衡力,故③正确;
④.手对木块的压力和木块对手的弹力,分别作用在木块和手上,符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,故④正确。
故选D。
4. 如图,将一小球通过一根轻质绳悬挂在固定的钉子上,让小球在竖直平面内摆动,就构成了一个单摆(不考虑绳的重力和一切摩擦阻力),下列分析不正确的是( )
A. 假设小球摆到最高点时所有外力消失,小球将静止在最高点
B. 小球摆到最高点时,重力势能最大
C. 小球摆到O点时,速度为零
D. 若小球摆到O点时绳子突然断掉,小球将沿水平方向做匀速直线运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A.小球运动到最高点时速度为0,如果小球摆到最高点时所有外力消失,由牛顿第一定律知,小球将静止在最高点,故A正确,不符合题意;
B.小球摆到最高点时,速度为零,高度最大,重力势能最大,故B正确,不符合题意;
C.在O点时,小球的高度最低,重力势能最小,动能最大,则速度最大,故C错误,符合题意;
D.若小球摆到O点时绳子突然断掉,小球具有水平方向的速度,但由于受重力作用斜向下做曲线运动,故D错误,符合题意。
故选CD。
5. 如图甲所示,A、B两物体粗糙程度一样,在的推力作用下,以相同的速度v一起向右做匀速直线运动;然后将A、B平放,如图乙,用F1推着AB以v做匀速直线运动。下列说法中不正确的是( )
A. 图甲中,物体A受摩擦力
B. 图甲中,地面与B之间有摩擦力
C. 采用图乙方式推AB时,A、B总摩擦力为10N
D. 图乙中,若增大F2,A、B所受总摩擦力不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中,A水平方向相对B静止,所以A不受摩擦力,故A错误,符合题意;
B.A和B之间没有摩擦力,B受到水平向右的推力,由题可知B做匀速直线运动,受到的合力为零,所以B会受到地面对它的水平向左的摩擦力,大小与推力F1相等。故B正确,不符合题意;
C.对图甲分析可知,此时B受到的摩擦力大小为10N,图乙和图甲中A和B对地面的压力以及接触面粗糙程度都不变,所以摩擦力大小也不变,为10N。故C正确,不符合题意;
D.图乙中,A和B受到的是滑动摩擦力,只与压力以及接触面粗糙程度有关。所以增大F2不会改变摩擦力,故D正确,不符合题意。
故选A。
6. 下列说法中正确的是( )
A. 甲图切蛋器中的细金属丝减小了受力面积,增大了压力
B. 乙图夹盘器中的防滑夹头增大了接触面积,增大了摩擦力
C. 丙图中挂筷笼的吸盘,是利用大气压的一个实例,将吸盘中的气体排得越尽,受到的摩擦力越大
D. 如图丁,在同一地点做托里拆利实验,玻璃管稍倾斜一些时,水银柱的长度变长
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图切蛋器中的细金属丝减小了受力面积,增大了压强,故A错误;
B.乙图夹盘器中的防滑夹头,通过增大接触面粗糙程度增大了摩擦力,故B错误;
C.丙图中挂筷笼的吸盘,是利用大气压的一个实例,将吸盘中的气体排得越尽,吸盘对墙壁的压力越大,吸盘受到的摩擦力和筷笼的总重是一对平衡力,受到的摩擦力不变,故C错误;
D.如图丁,在同一地点做托里拆利实验,玻璃管稍倾斜一些时,水银柱的长度变长,但是玻璃管内水银柱上表面与水银槽内水银表面的高度差不变,故D正确。
故选D。
7. 我国自主研发的全球首创双飞翼垂直起降无人机,两套机翼都是“上凸下平”的结构,下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是( )
A. 甲图:往纸片中间吹气,纸片会靠拢
B. 乙图:用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C. 丙图:轮船通过三峡船闸
D. 丁图:覆杯实验中松手后硬纸片不会掉下
【答案】A
【解析】
【详解】机翼获得升力是因为机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,形成了向上的压力差。
A.往纸片中间吹气,纸片中间空气流速大压强小,外侧空气流速小压强大,形成了指向中间的压力差,所以纸片会靠拢,故A符合题意;
B.用吸管吸牛奶,使牛奶盒内气压减小,牛奶盒在外界大气压作用下发生形变,故B不符合题意;
C.轮船通过三峡船闸,利用了连通器原理,故C不符合题意;
D.覆杯实验中松手后硬纸片不会掉下,是因为外界大气压托住了纸片和杯中的水,故D不符合题意。
故选A。
8. 如图所示,甲、乙两个高度不同,质量相同的实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压力分别为和,压强分别为和,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】圆柱体放在水平地面上,对地面的压力大小等于自身重力大小,两圆柱体的质量相等,根据G=mg可知,两圆柱体的重力相等,因此它们对地面的压力
由题图可知,甲圆柱体的底面积大于乙圆柱体的底面积,根据可知,它们对地面的压强
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9. 物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是
A. F1=F2 P1>P2 B. F1=F2 P1<P2 C. F1>F2 P1>P2 D. F1<F2 P1>P2
【答案】B
【解析】
【详解】由图象甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v甲== =2m/s;由v-t图象乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=4m/s;因为两次都是匀速直线运动,推力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,受到的水平推力为F1=F2.
已知v甲<v乙,由P==Fv可得,两次推力的功率P1<P2.
10. 图是《天工开物》里记载的唐高宗显庆二年时的一件陶制舂米机模型,舂杵安装在长柄的一端。下置臼;长柄中间用架子支撑。利用杠杆原理,人们可以较轻松地脱去糠米上的壳。下列生活中的杠杆与该模型属于同一类杠杆的是( )
A. 撬棒 B. 筷子
C. 天平 D. 起子
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,“舂米机”在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A.撬棒在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
11. 如图所示,在50N的水平拉力F的作用下,重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则下列说法中正确的是( )
A. 拉力的功率为30W B. 物体重力的功率为360W
C. 该滑轮组的机械效率为75% D. 1min内所做的有用功为144J
【答案】A
【解析】
【详解】A.拉力的功率
故A正确;
B.拉动绳子时,物体在竖直方向没有移动距离,故物体的重力不做功,故物体重力的功率为0,故B错误;
C.物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,即物体与地面间的滑动摩擦力
由图可知,承担绳子的段数n=3,该滑轮组的机械效率
故C错误;
D.物体移动的速度
物体移动的距离
s物=v物t=0.2m/s×60s=12m
1min内所做的有用功
W有=fs物=120N×12m=1440J
故D错误。
故选A。
12. 如图所示,将边长为的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时从杯中溢出水的质量为(,g取)。下列说法中( )
①木块受到的浮力为
②木块的密度是
③木块下表面受到水的压强为
④将水换成酒精,溢出酒精的质量为
A. 只有①②③正确 B. 只有①②正确
C. 只有②③正确 D. 只有②③④正确
【答案】A
【解析】
【详解】①木块受到的浮力
F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N
故①正确;
②正方体木块的体积
V木=(5×10-2m)3=1.25×10-4m3
因为木块漂浮,所以木块的重力
G木=F浮=1N
因为
G木=m木g=ρ木V木g
所以木块的密度
故②正确;
③正方体木块的底面积
S=(0.05m)2=2.5×10-3m2
浮力产生的实质是物体上下表面受到的压力差,即
F浮=F向上-F向下
木块漂浮,则F向下=0,所以木块下表面受到的压力
F向上=F浮=1N
木块下表面受到水的压强
故③正确;
④将水换成酒精,由于木块的密度等于酒精的密度,木块在酒精中悬浮,木块受到的浮力
F浮酒=G木=1N
由阿基米德原理可知排开酒精的重力
G排酒=F浮酒=1N
溢出酒精的质量为
故④错误。
故选A。
二、填空题(每空1分,共14分)
13. 生活中处处有物理,利用一瓶矿泉水如图中,我们可以探究很多物理问题:
(1)如图中(b)所示,用食指捏一下瓶盖上方把手,出现一个缺口,可以将矿泉瓶挂起来,松手后会自动闭合,则被压弯的塑料把手具有______能。小明将矿泉水如图中(c)A、B两种方式放置,用手推A的上部瓶会倾倒,而推A的下部瓶会滑动,这表明力的作用效果跟力的______有关;
(2)如图(d),两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,玻璃管中装有适量水,处于竖直静止状态(如甲),手握玻璃管突然______(向上/向下)运动时,气球突然变大(如图乙),此时手对玻璃管竖直向上的力______(大于/等于/小于)玻璃管总重,该现象的产生是由于______具有惯性。
【答案】 ①. 弹性势 ②. 作用点 ③. 向上 ④. 大于 ⑤. 水
【解析】
【详解】(1)[1]如图(b)所示,瓶盖上方的把手受到手对它的压力会翘起来,松手后又会自动闭合还原,说明被压弯的塑料把手具有弹性势能。
[2]如图(c)所示,用手推A的上部,瓶会倾倒,而推A的下部,瓶会滑动,这两次施力的大小和方向一样,但受力的作用点不同,表明力的作用效果跟力的作用点有关。
(2)[3][4][5]两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲所示),当气球突然变大,说明水向下充入了气球,由于水具有惯性,当手握玻璃管突然向上运动时,玻璃管上升,水保持静止,流入气球,使得气球突然变大,由于整体做加速运动,受力不平衡,受到的较大的力的方向与运动方向相同,则此时手对玻璃管竖直向上的力大于玻璃管总重。
14. 如图所示,2024年5月8日,海军福建舰完成为期8天的首航试验任务,顺利返回江南造船厂码头,福建舰满载时的排水量约为8万吨,满载时所受浮力约为______N。福建舰行驶的海域海水密度不一样,当福建舰由密度较小的海域驶入海水密度较大的海域时,受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),福建舰将______一些(选填“上浮”或“下沉”)。
【答案】 ①. 8×108 ②. 不变 ③. 上浮
【解析】
【详解】[1]满载时所受浮力约为
[2][3]当福建舰由密度较小的海域驶入海水密度较大的海域时,福建舰始终处于漂浮状态,受到的浮力不变,总等于它的总重力。根据可知,海水密度变大,它排开海水的体积变小,吃水深度变小,即上浮一些。
15. 如图甲所示,汽车高速通过风洞时,地面对汽车的支持力______汽车的重力(选填“大于”或“小于”)。如图乙所示,潜水艇的“掉深”指的是潜艇在水下航行时突然遇到密度较______(选填“大”或“小”)的海水,浮力急剧减小,就会像汽车掉进悬崖一样急剧掉向海底,此时若想自救,潜艇应______(“向内充水”或“向外排水”)。
【答案】 ①. 小于 ②. 小 ③. 向外排水
【解析】
【详解】[1]汽车的外形类似于飞机的机翼,则汽车高速通过风洞时,车子上方的空气流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,会从形成一个向上的压力差,从而使得轿车对地面的压力小于车的重力 。
[2][3]潜水艇的“掉深”指的是潜艇在水下航行时突然遇到密度较小的海水,由可知,浮力急剧减小,此时浮力小于重力,潜水艇就会像汽车掉进悬崖一样急剧掉向海底,此时若想自救,潜艇应向外排水,使浮力大于重力,潜水艇减速,直到开始上浮。
16. 如图所示,将重为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m,斜面高h为0.3m,拉力F为4N,拉力的功率为2W,则此过程中,克服重力做功__________J,斜面的机械效率是__________%,物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是__________s。
【答案】 ①. 3 ②. 75 ③. 2
【解析】
【详解】[1]拉动物体所做的有用功,即克服重力做功为
[2]总功为
斜面的机械效率是
[3]根据可得,物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是
三、作图题与实验探究题:(共26分)
17. 如图所示,被弹簧弹出后的木块沿斜面向上滑行,画出此时木块所受的重力及木块对斜面摩擦力的示意图。(图中黑点分别表示重力和摩擦力的作用点)
【答案】
【解析】
【详解】重力的方向是竖直向下;被弹簧弹出后的木块沿斜面向上滑行,木块相对于斜面斜向上运动,所以会受到沿斜面向下的摩擦力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以木块对斜面的摩擦力是沿斜面向上,如图所示:
18. 如图所示为一款弯月形灯头的台灯,用手拨动灯头可以绕O点转动,试画出向下拨动灯头时最小力F的示意图及相应的力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】作用点距离支点最远的情况下,支点到作用点的距离是最长的力臂;过作用点作力臂的垂线,力的方向垂直力臂向下。如下图
19. “探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中:小明根据自己的生活经验对影响滑动摩擦力大小的因素产生了如下猜想:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。
(1)如图是小明做的三次实验,其中甲、乙两次所用的是同一木板。实验中为测出滑动摩擦力的大小,需用弹簧测力计水平拉动木块,使它在水平面上做匀速直线运动,如图甲所示所受滑动摩擦力为______N;
(2)根据生活中推箱子,箱子越重,推起来越费力这一经验,合理猜想滑动摩擦力的大小应该与接触面所受的压力有关,应选用______(选填“甲”“乙”“丙”“丁”)两次实验进行验证;
(3)探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,得出结论:______;
(4)小明发现实验过程中存在缺点,于是对实验装置进行了改进,如图丁所示,此时______(选填“需要”或“不需要”)拉动木板A,此时木块B所受滑动摩擦力的方向为______。
【答案】 ①. 2.0 ②. 甲、乙 ③. 压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大 ④. 需要 ⑤. 向左
【解析】
【详解】(1)[1]图甲中,弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,木块受力平衡,受到的摩擦力和拉力大小相等;图甲中弹簧测力计分度值为0.2N,示数为2.0N,则此时木块受到的滑动摩擦力也为2.0N。
(2)[2]箱子越重,推起来越费力,说明压力越大,箱子受到的摩擦力越大,滑动摩擦力大小与接触面所受的压力有关。甲、乙两图实验中,木块与木板接触面的粗糙程度相同,乙图木块对木板的压力更大,弹簧测力计的示数更大,说明乙中木块受到的摩擦力更大,故应选择甲、乙两次实验进行验证。
(3)[3]在探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关时,根据控制变量法,应控制压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,所以应选择甲、丙进行实验。图甲和图丙中,压力大小相同,图丙接触面更粗糙,弹簧测力计的示数更大,受到的摩擦力更大,故得出结论:压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
(4)[4]图丁装置中,测量木块B受到的摩擦力大小,需要拉动木块A,才能让木块B受到滑动摩擦力的作用;木块B始终相对地面保持静止,处于平衡状态,所以能够用弹簧测力计的示数反映木块B受到的滑动摩擦力大小。
[5]拉动木块A向左运动,此时木块B相对于A向右运动,则木块B受到木块A对其向左的滑动摩擦力。
20. 题图①-⑤所示是利用微小压强计探究影响液体内部压强大小因素的实验过程,各完全相同的容器中皆装有20cm高的液体。
(1)实验开始前应检查压强计的气密性:轻轻按压探头,如果观察到U形管两边液面始终保持相平,则说明压强计的气密性________(选填“好”或“差”);
(2)图③所示的情境中,清水对探头橡皮膜产生向________(选填“上”或“下”)的压强,由图①-③可得结论:在液体内部同一深度,压强的大小与方向________(选填“有关”或“无关”);
(3)图③中探头所受压强为p3,图⑤中探头所受压强为p5,则p3______(选填“>”、“=”或“<”)p5,甲同学由此得出结论:液体密度越大,压强越大。乙同学则认为该实验不能得出这个结论,因为没有控制______相同;
(4)丙同学想利用图③和图④的装置探究液体内部某点压强大小跟该点到容器底部距离的关系,需从图④盛水的容器中抽掉共_______cm高的水。
【答案】 ①. 差 ②. 上 ③. 无关 ④. < ⑤. 深度 ⑥. 4
【解析】
【详解】(1)[1]用手按压几下橡皮膜,U形管中的液柱高度几乎不变,说明压强计各部分之间连接不够严密,有漏气现象,该压强计的气密性差。
(2)[2]由图③所示的情境中,橡皮膜朝下,U形管中右侧的液面比左侧的液面高,可知清水对探头橡皮膜产生向上的压强。
[3]由图①-③可知,压强计处在清水中的深度相同,不同是压强计的探头方向,但压强计液面高度差没有变化,可得结论:在液体内部同一深度,压强的大小与方向无关。
(3)[4]由于图③中压强计两侧的液面高度差小于图⑤中压强计两侧的液面高度差,可得p3< p5。
[5]图③中压强计探头在液体中的深度和图⑤中压强计探头在液体中的深度不同,因为没有控制深度相同,所以不能得出:液体密度越大,压强越大。
(3)[6]利用图③和图④的装置探究液体内部某点压强大小跟该点到容器底部距离的关系,则需从图④盛水的容器中抽掉的水的高度为
21. 某同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆(每小格为5cm)、细线、重0.5N的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,应将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。这样操作的好处是______;
(2)杠杆调节在水平位置平衡后,分别在杠杆两端加减、移动钩码,使杠杆在水平位置重新平衡。某次实验时,在杠杆A点挂上4个钩码,如图乙所示,要使杠杆在水平位置平衡,她应在B点挂上______个钩码;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成(O点为刻度的起点),如图丁所示。若该杆秤配套的秤砣D黏上了少量泥土,称量货物时杆秤显示的质量______被测货物的真实质量。(选填“大于”“小于”或者“等于”)。
【答案】 ①. 右 ②. 便于测量力臂 ③. 6 ④. 变大 ⑤. 小于
【解析】
【详解】(1)[1][2] 杠杆在支架上静止时如图甲所示,杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,要使其在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向右调节,给右端增重,直到杠杆在水平位置平衡,此时力臂和杠杆重合,便于测量力臂。
(2)[3] 每个钩码重力为0.5N,杠杆每小格为5cm,根据杠杆平衡条件则有
解得,即要使杠杆在水平位置平衡,她应在B点挂上6个钩码。
(3)[4] 如图丙所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,动力臂变大,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变大。
(4)[5] 若该杆秤配套的秤砣D黏上了少量泥土,则秤砣D的重力变大,根据杠杆的平衡条件知,在阻力和阻力臂不变时,动力增大,则动力臂减小,所以称量货物时杆秤显示的质量小于被测货物的真实质量。
22. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小红做了如下猜想。利用弹簧测力计、实心金属块、烧杯等器材,设计并进行了实验,如图所示。
猜想1:浮力大小与液体的密度有关;
猜想2:浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)物块浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(2)分析______(用字母表示)三幅图可得浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析A、E、F三图可得浮力大小与______有关;分析E、F两图,比较水对烧杯底的压强p水和某液体对烧杯底的压强p液的大小关系,则 p水______p液;
(4)小红在完成步骤 C后将物体取出,记录完数据,金属块没有擦干,直接将金属块挂在弹簧测力计下,放入烧杯中进行步骤D的实验。此操作过程计算得到的浮力大小与真实值相比会______;
(5)用图中的数据算出金属块的密度为______kg/m³。
【答案】 ①. 0.5 ②. A、D、E ③. 液体密度 ④. > ⑤. 不变 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1] 由图A可知,物体重力为2.9N,由图D可知物块浸没在水中时测力计示数为2.4N,根据称重法,则物块浸没在水中时,受到的浮力为
(2)[2] 分析A、D、E三幅图,由D、E可知,其它条件均相同,只有物体浸没在液体中的深度不同,而测力计示数相同,则浮力相同,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)[3][4] 分析A、E、F三图,由E、F可知只有液体的密度不同,F中测力计示数较大,根据称重法可知物体浸没在F中液体中时受到的浮力较小,说明浮力大小与液体密度有关;相同,根据可知该未知液体的密度较小,深度相同,根据可知水对烧杯底的压强较大,即p水>p液。
(4)[5] 小红在完成步骤 C后将物体取出,记录完数据,金属块没有擦干,直接将金属块挂在弹簧测力计下,放入烧杯中进行步骤D的实验,根据称重法的原理可知对计算浮力没有影响,所以此操作过程计算得到的浮力大小与真实值相比会不变。
(5)[6] 物体重力为2.9N,浸没在水中时,受到的浮力为0.5N,则金属块的体积为
则金属块的密度为
四、计算题:(共24分)
23. 如图所示,容器底部有一开口,厚度不计的挡板A刚好盖住开口。容器中挡板A到水面的距离为60cm,A的面积为,质量为160g。已知,求:
(1)A受到水的压力:
(2)对A的正中心施加一个向上的力F,使水从开口处排出,求F的最小值。
【答案】(1)12N;(2)13.6N
【解析】
【详解】解:(1)容器底受到水压强为
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.6m=6×103Pa
由可得,A受到水的压力为
F压=pS=6×103Pa×2×10-3m2=12N
(2)A受到的重力为
G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
A刚要被顶起时,挡板A受到的水的压力加上A的重力等于向上的力F,即
F=G+F压=1.6N+12N=13.6N
答:(1)A受到水的压力为12N;
(3)对A的正中心施加一个向上的力F,使水从开口处排出,F的最小值为13.6N。
24. 如图所示,把一个体积为、重8N的木球用细绳系在底面积为的圆柱形容器的底部,向容器中倒入水使木球被浸没时,()求:
(1)木球的密度;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细绳后,小球露出水面的体积。
【答案】(1)0.8×103kg/m3;(2)2N;(3)2×10-4m3
【解析】
【详解】解:(1)木球的质量
木球的密度
(2)由于木球浸没在水中,所以木球排开水的体积等于木球的体积,即
V排=V球=1.0×10-3m3
木球浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N
细线对木球的拉力
F拉=F浮-G=10N-8N=2N
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球漂浮在水面上,此时木球受到的浮力大小等于木球的重力,即
F´浮=G球=8N
木球排开水的体积
木球露出水面的体积
V露=V球-V´排=1.0×10-3m3-0.8×10-3m3=2×10-4m3
答:(1)木球的密度为0.8×103kg/m3;
(2)细线对木球的拉力2N;
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积是2×10-4m3。
25. 如图所示,是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置图,汽车部分参数如表。利用该装置提升重1200N的物体,使物体以2m/s的速度匀速上升,汽车拉绳的力为500N(不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦)。求:
汽车部分参数
汽车重量/吨
3
车轮数/个
6
每个车轮受力面积/cm2
200
(1)汽车对水平地面的压强;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)汽车拉绳的力做功的功率。
【答案】(1)2.5×105Pa;(2)80%;(3)3000W
【解析】
【详解】解:(1)汽车对水平地面的压力
F压=G车=m车g=3×103kg×10N/kg=3×104N
汽车对水平地面的压强
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数n=3,滑轮组的机械效率为
(3)汽车的速度
v车=nv物=3×2m/s=6m/s
则汽车拉绳的力做功的功率
答:(1)汽车对水平地面的压强为2.5×105Pa;
(2)滑轮组的机械效率为80%;
(3)汽车拉绳的力做功的功率为3000W。
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