内容正文:
2023-2024学年度第二学期期末考试
八年级物理试题(A)
满分∶70分
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 端午节是我国传统的节日,大部分地方都有吃粽子的习俗。“粽叶飘香”是扩散现象,这说明分子在永不停息地做____________;粽叶很难剥离是因为粽叶和粽米的分子间存在________(选填“引”或“斥”)力。
2. 以茶论道,茶和天下,是中国文化自信的体现。茶壶的壶身和壶嘴构成了______;茶壶的壶盖有一小孔(如图所示),这是利用______的作用,使壶中的水容易倒出。
3. 我国春秋末年的著作《考工记•辀人篇》有“劝登马力,马力既竭,辀(zhōu)犹能一取焉”的记载。意思是说,赶马车时,即使马对车不再施力了,车还能继续前进一段路。“马力既竭”后,马对车 ___________(选填“不做功”或“做功”);车还能继续前进是因为车具有 ___________。
4. 目前中国最先进海监船为中国海监50,排水量达3980t,若在黄浦江码头补给 1000t物资后达到满载,则该船自身质量为___________t,补给后,它便驶向钓鱼岛海域执行任务,在入海过程中,它所受浮力大小将__________(选填“变大”“变小”或“不变”),船身将__________(选填“上浮”或“下沉”)一些。
5. 如图所示,两个完全相同的小木块A 和B 分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑,不计空气阻力,当两木块滑到斜面底端时的速度vA____(选填“>”“<”或“=”)vB,你判断的依据是____
6. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图,往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m,把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是______m/s,人做的功为______J,千斤顶的效率是______%。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选得0分)
7. 两个人在爬相同的楼层时,体重(含携带物品)越大的人一定( )
A. 做功越快 B. 做功越慢 C. 做功越多 D. 功率越大
8. 2024年4月25 日,搭载神舟十八号的长征二号 F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。在加速升空的过程中( )
A. 宇航员的动能增大,重力势能增大 B. 宇航员的动能增大,重力势能减小
C. 宇航员的动能减小,重力势能减小 D. 宇航员的动能减小,重力势能增大
9. 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,能减轻汽车发生事故时对人体造成的伤害,其中安全带主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害( )
A. 紧急刹车 B. 突然加速
C. 汽车启动 D. 后方追尾
10. 下列对生产生活现象的描述正确的是( )
A. 铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积减小压力
B. 吸盘被压在墙上,受到的压力等于摩擦力
C. 高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强大的原理设置
D. 人骑着马静止在水平地面,地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
11. 下列机械中,不省力的机械是( )
A B.
C. D.
12. 在测量滑轮组机械效率的实验中,用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G₁的物体,额外功与有用功之比为1:3;再匀速提升重为G₂的物体。若不计绳重和摩擦, 先后两次滑轮组的机械效率 ( )
A. 5∶6 B. 6∶5 C. 1∶3 D. 3∶1
13. 甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示,则( )
A. A 的重力大于 B的重力
B. A受到的浮力大于 B受到的浮力
C. 甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
D. 甲杯和乙杯的底部受到的压强相等
14. 关于宇宙和粒子,下列说法错误的是( )
A. 天体之间和分子之间一样存在着相互作用力
B. 太阳是太阳系的中心,也是宇宙中心
C. 用光年计算宇宙时间,用纳米量度分子大小
D. 质子带正电,电子带负电,中子不带电
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 将细线一端固定在烧杯底部,另一端固定在乒乓球上。烧杯加水后静止在斜面上,如图所示。不计乒乓球的重力,请以球心为作用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。
16. 如图是一杠杆图,试画出物体受到的重力以及作用在杠杆A点使杠杆在图示位置平衡的最小动力的示意图。
四、实验探究题(本题共3 小题,每小题6分,共18分)
17. 小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的___________;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度,___________的压强都相等;
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题:___________;
(4)压强计通过U形管左右两侧液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是___________。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越___________(选填“大”或“小”),实验现象越明显。
18. 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:与物体浸入液体中的深度有关;与物体排开液体的体积有关;与液体的密度有关。进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。
(1)其中序号b中物体所受浮力大小为______N。
(2)分析、、三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)基于什么经验,你觉得猜想是合理的,请写出一个:______。
(4)分析______三次实验。可知浮力大小与液体的密度有关。
(5)从实验数据还可求出盐水的密度为______。
19. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向_______________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,若每个钩码重均为0.5N,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂3个钩码,用弹簧测力计对杠杆竖直向下拉,且要使杠杆再次在水平位置平衡,在水平位置平衡的目的是___________,此时拉力为________N,若将弹簧测力计向左倾斜一些(沿图乙中的虚线方向),测力计的示数会___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)在图乙中,若撤去弹簧测力计,改为在O点右侧箭头所指的位置挂上与左侧相同的钩码,为使杠杆在水平位置平衡,所挂钩码的个数应为_________个;
(4)如图丙所示,当杠杆绕支点转动时,作用在 A 点的三个大小相等、方向不同的力F₁、F₂、F₃,___________对杠杆转动的作用最大。
五、综合应用题(本题共2小题,20小题8分,21小题10分,共18分)
20. 如图所示,现代物流舱内,多台“地狼”智能机器人头顶整组货架旋转、前进运送货物。已知每个“地狼”机器人质量为25kg,其车轮与地面接触的总面积为 100cm²,当它以最大承重静止在水平地面上时,对水平地面的压强为1.25×10⁵Pa。(g取 10N/kg)
(1)机器人底部轮子做得很宽大,主要是为了_____(选填“增大”或“减小”)压强。
(2)该机器人能装载货物的最大质量是多少?______
(3)若某次机器人顶着最大承重的货物,在水平地面上以2m/s的速度做匀速直线运动时所受的阻力是其总重力的0.2倍,则2min内牵引力做的功为多少?_____
21. 如图甲所示,边长为20cm、质量为64kg的正方体物体M静止在水平地面上。工人用如图乙所示的滑轮组在拉力 F的作用下匀速提升物体M,在20s内绳子自由端被竖直上拉6m,所做的额外功为 320J。已知酒精的密度为0.8×103kg/m3,g 取 10N/kg。
(1)求拉力 F做功的功率。
(2)求滑轮组的机械效率。
(3)①若将物体M放入足够多的酒精中,则静止时受到的浮力是多少?
②若将物体M放入足够多的水中,静止时,所受浮力与酒精中相比会有什么变化?
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2023-2024学年度第二学期期末考试
八年级物理试题(A)
满分∶70分
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 端午节是我国传统的节日,大部分地方都有吃粽子的习俗。“粽叶飘香”是扩散现象,这说明分子在永不停息地做____________;粽叶很难剥离是因为粽叶和粽米的分子间存在________(选填“引”或“斥”)力。
【答案】 ①. 无规则运动 ②. 引
【解析】
【详解】[1]“粽叶飘香”是扩散现象,由于粽香分子在永不停息地做无规则运动导致的。
[2]吃粽子时,由于粽叶分子与粽米分子之间存在引力,粽叶很难剥离。
2. 以茶论道,茶和天下,是中国文化自信的体现。茶壶的壶身和壶嘴构成了______;茶壶的壶盖有一小孔(如图所示),这是利用______的作用,使壶中的水容易倒出。
【答案】 ①. 连通器 ②. 大气压
【解析】
【详解】[1]壶嘴和壶身上端开口、下端连通,构成一个连通器。
[2]壶盖上留有小孔的作用是使壶内与壶外的大压相同,在大气压的作用下,水才容易倒出。
3. 我国春秋末年的著作《考工记•辀人篇》有“劝登马力,马力既竭,辀(zhōu)犹能一取焉”的记载。意思是说,赶马车时,即使马对车不再施力了,车还能继续前进一段路。“马力既竭”后,马对车 ___________(选填“不做功”或“做功”);车还能继续前进是因为车具有 ___________。
【答案】 ①. 不做功 ②. 惯性
【解析】
【详解】[1][2]赶马车时,即使马对车不再施力了,车还能继续前进一段路,是因为车具有惯性,仍要保持原来的运动状态继续向前运动;车继续运动时,马对车没有力的作用,因此不做功。
4. 目前中国最先进的海监船为中国海监50,排水量达3980t,若在黄浦江码头补给 1000t物资后达到满载,则该船自身质量为___________t,补给后,它便驶向钓鱼岛海域执行任务,在入海过程中,它所受浮力大小将__________(选填“变大”“变小”或“不变”),船身将__________(选填“上浮”或“下沉”)一些。
【答案】 ①. 2980 ②. 不变 ③. 上浮
【解析】
【详解】[1]船漂浮在水面上,受到的浮力
由得
船的排水量达3980t,若在黄浦江码头补给 1000t物资后达到满载,则该船自身质量为
[2]在入海过程中,它始终处于漂浮状态,它所受浮力大小始终等于船的重力,船的重力不变,船受到的浮力不变。
[3]海水密度较大,由得,排开液体的体积变小,船身将上浮一些。
5. 如图所示,两个完全相同的小木块A 和B 分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑,不计空气阻力,当两木块滑到斜面底端时的速度vA____(选填“>”“<”或“=”)vB,你判断的依据是____
【答案】 ①. = ②. 见解析
【解析】
【详解】[1][2]A 和B的质量相同,高度相同,重力势能相同;木块沿光滑的斜面下滑,只有重力做功,木块机械能守恒,到底端时,重力势能全部转化为动能,所以动能的大小相同,木块的质量相同,所以木块到达底端时的速度相同。
6. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图,往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m,把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是______m/s,人做的功为______J,千斤顶的效率是______%。
【答案】 ①. 0.04 ②. 100 ③. 80
【解析】
【详解】[1]由题知,2s时间内重物被匀速抬高
h=8cm=0.08m
所以重物上升的速度
[2]所做的有用功
W有=Gh=1000N×0.08m=80J
人做的功是总功
W总=Fs=100N×1m=100J
[3]所以千斤顶的机械效率
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选得0分)
7. 两个人在爬相同的楼层时,体重(含携带物品)越大的人一定( )
A. 做功越快 B. 做功越慢 C. 做功越多 D. 功率越大
【答案】C
【解析】
【详解】两个人在爬相同的楼层时,高度h相等,根据W=Gh可知,体重(含携带物品)越大的人做功越多;两人爬楼所用的时间关系未知,根据可知,不能确定二人的功率大小,即不能确定二人做功的快慢。
故选C。
8. 2024年4月25 日,搭载神舟十八号的长征二号 F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。在加速升空的过程中( )
A. 宇航员的动能增大,重力势能增大 B. 宇航员的动能增大,重力势能减小
C. 宇航员的动能减小,重力势能减小 D. 宇航员的动能减小,重力势能增大
【答案】A
【解析】
【详解】火箭加速升空的过程中,宇航员质量不变,速度增加,高度增加,所以动能增大,重力势能增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,能减轻汽车发生事故时对人体造成的伤害,其中安全带主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害( )
A. 紧急刹车 B. 突然加速
C. 汽车启动 D. 后方追尾
【答案】A
【解析】
【详解】当正在行驶的车辆突然紧急刹车时,车停下来了,但人由于惯性会继续向前运动,安全带能防止人向前运动,从而减轻汽车发生事故时对人体造成的伤害。当突然加速、汽车启动及后方追尾时,人会向后倾,头枕可以起到保护头颈的作用。
故选A。
10. 下列对生产生活现象的描述正确的是( )
A. 铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积减小压力
B. 吸盘被压在墙上,受到的压力等于摩擦力
C. 高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强大的原理设置
D. 人骑着马静止在水平地面,地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积减小压强,但火车对铁轨的压力与火车自身的质量有关,故A错误;
B.吸盘被压在墙上时,处于平衡状态,受到的压力等于墙对吸盘的支持力,故B错误;
C.高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强小的原理设置,故C错误;
D.人骑着马静止在水平地面,处于平衡状态,地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和,故D正确。
故选D。
11. 下列机械中,不省力的机械是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.图中所示剪刀、铡刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故AB不符合题意;
C.定滑轮在使用过程中,实质是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,可以改变力的方向,但是不省力,故C符合题意;
D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆,特点是可以省一半的力,故D不符合题意。
故选C。
12. 在测量滑轮组机械效率的实验中,用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G₁的物体,额外功与有用功之比为1:3;再匀速提升重为G₂的物体。若不计绳重和摩擦, 先后两次滑轮组的机械效率 ( )
A. 5∶6 B. 6∶5 C. 1∶3 D. 3∶1
【答案】A
【解析】
【详解】用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G₁的物体,额外功与有用功之比为1:3,即
即
滑轮组的机械效率为
若不计绳重和摩擦,先后两次物重之比为 G₁∶G₂=1∶3,先后两次滑轮组的机械效率之比为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13. 甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示,则( )
A. A 的重力大于 B的重力
B. A受到的浮力大于 B受到的浮力
C. 甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
D. 甲杯和乙杯的底部受到的压强相等
【答案】AB
【解析】
【详解】A.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,由图可知,A漂浮,排开液体的体积小于物体的体积,B悬浮,排开液体的体积等于物体的体积,所以A的体积大于B的体积,实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,根据可知,A的质量大于B的质量,根据可知,A的重力大于B的重力,故A符合题意;
B.由图可知,A漂浮,受到的浮力等于其重力,B悬浮,受到的浮力等于其重力,因为A的重力大于B的重力,所以A受到的浮力大于B受到的浮力,故B符合题意;
C.由图可知,A漂浮,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,所以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,故C不符合题意;
D.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,静止时液面等高,根据可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强,故D不符合题意。
故选AB。
14. 关于宇宙和粒子,下列说法错误的是( )
A. 天体之间和分子之间一样存在着相互作用力
B. 太阳是太阳系的中心,也是宇宙中心
C. 用光年计算宇宙时间,用纳米量度分子大小
D. 质子带正电,电子带负电,中子不带电
【答案】BC
【解析】
【详解】A.天体之间存在引力,分子之间存在分子间作用力,因此天体之间和分子之间一样存在着相互作用力,故A正确,不符合题意;
B.太阳是太阳系的中心,宇宙没有中心,故B错误,符合题意;
C.光年是光在真空中一年通过的距离,是长度单位,分子的大小一般用纳米来量度,故C错误,符合题意;
D.根据原子结构特点可知,质子带正电,电子带负电,中子不带电,故D正确,不符合题意。
故选BC。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 将细线一端固定在烧杯底部,另一端固定在乒乓球上。烧杯加水后静止在斜面上,如图所示。不计乒乓球的重力,请以球心为作用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】不计乒乓球的重力,乒乓球处于平衡状态,受到平衡力作用,受到浮力和拉力的作用,作用点在球心,方向一个竖直向上,一个竖直向下,力的大小相等;这两力的示意图如下图所示。
16. 如图是一杠杆图,试画出物体受到的重力以及作用在杠杆A点使杠杆在图示位置平衡的最小动力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示;连接OA就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力F;如图所示:
四、实验探究题(本题共3 小题,每小题6分,共18分)
17. 小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的___________;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度,___________的压强都相等;
(3)小明根据图D和E实验得出“液体密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题:___________;
(4)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是___________。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越___________(选填“大”或“小”),实验现象越明显。
【答案】 ①. 见详解 ②. 液体各个方向 ③. 没有控制液体深度相同 ④. 弹簧测力计 ⑤. 大
【解析】
【详解】(1)[1]用手指轻压探头橡皮膜,通过观察U形管两侧液面高度变化可以检测压强计的气密性,若两侧液面高度变化明显,则不漏气;若变化不明显或无变化,则说明漏气。
(2)[2]将压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),液体密度、深度相同,探头朝向不同,发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明:在同种液体内部的同一深度,液体各个方向的压强都相等。
(3)[3]要通过实验得到“液体的密度越大,压强越大”的结论,在实验过程中需要控制探头所处液体深度相同,改变液体密度,而图D和E中探头所处深度不同,得到的结论是错误的。
(4)[4]量筒、刻度尺是直接读数;测力计在一定的拉力范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,这是弹簧秤的制成原理,将拉力的大小转换成了弹簧的伸长量,用到了“转换法”。
[5]当探头在待探究液体中一定深度时,此时液体压强大小一定,U形管两侧液面高度变化反映待探究液体压强大小,根据p=ρgh可知,此时U形管中液体密度越小,液面高度差越大,所以待探究液体与U形管中液体的密度差越大,实验现象越明显。
18. 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:与物体浸入液体中的深度有关;与物体排开液体的体积有关;与液体的密度有关。进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。
(1)其中序号b中物体所受浮力大小为______N。
(2)分析、、三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)基于什么经验,你觉得猜想是合理的,请写出一个:______。
(4)分析______三次实验。可知浮力大小与液体的密度有关。
(5)从实验数据还可求出盐水的密度为______。
【答案】 ①. 1.2 ②. 无关 ③. 人往海水深处走时,会感觉身体越来越轻 ④. a、d、e ⑤. 2.7×103
【解析】
【详解】(1)[1]物体在空气中时弹簧测力计示数5.4N,图在水中时弹簧测力计的示数为4.2N,则物体在水中所受浮力
(2)[2]a、c、三次实验中,浸没的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明物体受到的浮力也相同,因此结论是浸没在液体中的物体所受的浮力大小与深度无关。
(3)[3]人往海水深处走时,会感觉身体越来越轻,由此说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)[4]由图可知,a、d、e三次实验,物体排开液体的体积相等,浸没的深度相等,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,则受到的浮力不同,即浮力大小与液体的密度有关。
(5)[5]由图、所示实验可知,物体浸没在水中时受到的浮力
物体排开水的体积等于物体的体积,由得物体的体积为
物体的质量
物体的密度
19. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向_______________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,若每个钩码重均为0.5N,杠杆上每一格长度为5cm,在杠杆左边挂3个钩码,用弹簧测力计对杠杆竖直向下拉,且要使杠杆再次在水平位置平衡,在水平位置平衡的目的是___________,此时拉力为________N,若将弹簧测力计向左倾斜一些(沿图乙中的虚线方向),测力计的示数会___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)在图乙中,若撤去弹簧测力计,改为在O点右侧箭头所指的位置挂上与左侧相同的钩码,为使杠杆在水平位置平衡,所挂钩码的个数应为_________个;
(4)如图丙所示,当杠杆绕支点转动时,作用在 A 点的三个大小相等、方向不同的力F₁、F₂、F₃,___________对杠杆转动的作用最大。
【答案】 ①. 右 ②. 便于测量力臂大小 ③. 1.2 ④. 变大 ⑤. 4 ⑥. F2
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲所示,实验前发现杠杆静止时,右端高左端低,表明左端重一些,则他应将杠杆右端的平衡螺母向右移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2] 杠杆在水平位置平衡,使杠杆与力臂重合,便于测量力臂大小。
[3] 根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得
[4] 由图乙可知,当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,弹簧拉力的力臂变小,在该过程中,钩码重力及钩码力臂大小不变,现在弹簧拉力力臂变小,由杠杆平衡条件可知,弹簧测力计拉力应变大,弹簧测力计示数变大。
(3)[5] 设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
3G×4L=nG×3L
解得
n=4
即所挂钩码的个数应为4个。
[6] 作用在A点的三个力虽然大小相等,但F1、F3其对应的力臂比较小,所以力与其力臂的乘积相对较小,而F2的力臂最大,F2与其力臂的乘积最大,所以对杠杆转动的作用最大。
五、综合应用题(本题共2小题,20小题8分,21小题10分,共18分)
20. 如图所示,现代物流舱内,多台“地狼”智能机器人头顶整组货架旋转、前进运送货物。已知每个“地狼”机器人的质量为25kg,其车轮与地面接触的总面积为 100cm²,当它以最大承重静止在水平地面上时,对水平地面的压强为1.25×10⁵Pa。(g取 10N/kg)
(1)机器人底部的轮子做得很宽大,主要是为了_____(选填“增大”或“减小”)压强。
(2)该机器人能装载货物的最大质量是多少?______
(3)若某次机器人顶着最大承重的货物,在水平地面上以2m/s的速度做匀速直线运动时所受的阻力是其总重力的0.2倍,则2min内牵引力做的功为多少?_____
【答案】 ①. 减小 ②. 100kg ③. 60000J
【解析】
【详解】(1)[1]机器人底部的轮子做得很宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(2)[2]机器人对地面的最大压力为
因为机器人在水平地面上,所以最大总重力为
最大总质量为
机器人能装载货物的最大质量为
(3)[3]机器人顶着最大承重的货物在水平地面上匀速直线运动时,牵引力等于阻力,大小为
运动的路程为
牵引力做的功为
21. 如图甲所示,边长为20cm、质量为64kg的正方体物体M静止在水平地面上。工人用如图乙所示的滑轮组在拉力 F的作用下匀速提升物体M,在20s内绳子自由端被竖直上拉6m,所做的额外功为 320J。已知酒精的密度为0.8×103kg/m3,g 取 10N/kg。
(1)求拉力 F做功的功率。
(2)求滑轮组的机械效率。
(3)①若将物体M放入足够多的酒精中,则静止时受到的浮力是多少?
②若将物体M放入足够多的水中,静止时,所受浮力与酒精中相比会有什么变化?
【答案】(1);(2)80%;(3)①,②变大
【解析】
【详解】解∶(1)由图可知,滑轮组承重绳子股数n=3,物体M提升的高度为
所做的有用功为
拉力做的总功为
拉力做功的功率为
(2)滑轮组的机械效率为
(3)①物体M的密度为
由于物体M的密度大于酒精的密度,所以物体M 在酒精中静止时沉底,受到的浮力为
②由于物体M的密度大于水的密度,所以物体M在水中沉底,排开液体的体积不变,且ρ水>ρ酒精,由可知,浮力变大。
答:(1)拉力 F做功的功率为80W;
(2)滑轮组机械效率为80%;
(3)①若将物体M放入足够多的酒精中,则静止时受到的浮力为64N;
②若将物体M放入足够多的水中,静止时,所受浮力与酒精中相比会变大。
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