内容正文:
2023-2024 学年度第二学期义务教育质量监测题
八年级物理
[时间∶ 80分钟 全卷100 分]
注意事项:1.答卷前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔在答题卡填写自己的准考证号、姓名、考场号、座位号。用2B铅笔把对应该号码的标号涂黑。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答题信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试题上。
3.非选择题答题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目的指定区域内相应位置上:如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案:不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。考生务必保持答题卡的整洁。
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下面是对日常生活中一些数据的估计,其中最接近实际的是( )
A. 一名中学生所受的重力约为500N
B. 初中物理教科书的质量约1.8kg
C. 人的正常步行速度约5m/s
D. 一名中学生双脚站立时对地面的压强是150000Pa
2. 物理实验中蕴含丰富的方法,下列说法不正确的是( )
A. 弹簧测力计将力转换为长度,进而完成力的测量
B. 微小压强计利用等效替代的方法,测量探头位置的液体压强
C. 牛顿第一定律的得出,利用了基于实验的科学推理方法
D. 通过容易形变的海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果,利用了转换法
3. 如图所示,“龙吸水”是一种神奇的自然现象。 从物理的角度看,“龙吸水”是卷风,本质是高速旋转的气流,它能“吸”起水的原因是( )
A. 龙卷风中心流速大、压强大 B. 龙卷风中心流速大、压强小
C. 龙卷风中心流速小、压强大 D. 龙卷风中心流速小、压强小
4. 潮图所示的事例中,主要利用与大气压强有关的是( )
A. 图甲,塑料吸盘被压在光滑的墙上 B. 图乙,排水管的U形回水弯
C. 图丙,菜刀的刀刃磨得很薄 D. 图丁,木制的船只漂浮在水面上
5. 关心爱护残疾人是每个公民应具备的美德,为了方便盲人行走,大街的人行道上铺设着凹凸刻纹的盲道(如图),从物理学的角度分析,这样做的主要目的是( )
A. 增大压强 B. 减小压强 C. 增大摩擦 D. 减小摩擦
6. 骑自行车出行是一种时尚、环保的生活方式。在平直路面上匀速向前骑行时,如图所如示,以下说法正确的是( )
A. 人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B. 自行车受到的动力大于自行车受到的阻力
C. 路面受到的压力与人受到的支持力是一对平衡力
D. 人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
7. 端午节划龙舟是我国的传统风俗,选手在鼓声的号令下用力向后划桨,龙舟就快速向前运动。下列说法正确的是( )
A. 使龙舟前进的力的施力物体是桨
B. 停止划桨龙舟的速度减小说明力是维持物体运动的原因
C. 选手们离开龙舟,龙舟向上浮起后底部受到水的压力变小
D. 龙舟冲过终点不能立即停止是受到惯性力的作用
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8. 守门员飞身扑住射向球门的足球,说明力可以改变物体的____________,同时手感觉到痛,说明物体间力的作用是_______的;重为20N的小球静止延水平地面上,小球受到的合力大小为_____N。
9. 如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),实心球最终会掉下来,是因为受到______作用;当实心球运动到最高点Q时,此时实心球是______(平衡、非平衡)状态,若此时所受外力全部消失,实心球将______(选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
10. 马德堡半球实验证明了 ______的存在,历史上首先用实验测出了大气压强的科学家是____________。实验中,待水银静止后,管内外液面高度差为H,若在玻璃管的管口不离开槽内水银面的情况下,将玻璃管从A位置倾斜至B位置,如图所示,则位置管内外水银面的高度差________ H(选填“大于”、“等于”或“小于”)
11. 小明同学探究二力平衡条件时的实验情景,如图。实验时应使研究对象先处于________状态:小明将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,使作用在小卡片上的两个拉力方向___________(选填“相同”或“相反”),并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。为了进一步探究拉力大小对平衡的影响,小明将钩码换成调节好的弹簧测力计。发现两测力计示数有较小差别,其原因是存在__________。
12. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、图丙所示。由图像可知,0~2s,物体受到的摩擦力大小为______N;2~4s,物体受到的摩擦力大小________拉力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”)。当t=3s时,物体受到的摩擦力大小为_____ N。
13. 【国产大游轮专题】“爱达·魔都号”是中国首艘国产大型游轮,如图所示,她标志着我国集齐了造船业“三颗明珠”。请运用相关物理知识,“爱达·魔都号”的总吨位约为14万吨,在海上行驶时,受到的浮力约为__________N,排开海水的体积约为__________m3;当游轮到达目的地,乘客上岸后,游轮受到的浮力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(g取10N/kg,海水的密度取1×103kg/m3)
14. 俯卧撑是一项常见的健身项目。如图所示,这是体重为600N的小明做俯卧撑时的情景。小明的身体可视为杠杆,脚与地的接触点为A点,,。小明在做俯卧撑时,支点是___________点,地面对两手的支持力为___________N。若50s内做俯卧撑40次,每次小明重心上升的高度为0.2m,则小明克服自身所受重力做功的功率为___________W。
三、作图题∶共3小题,第(1)、(2)小题各2分,第(3)小题3分,共1分。
15. 如下图所示,一物体静止在水中,请画出该物体所受重力和浮力的示意图
( )
16. 如图所示,是学生用黑板擦向下擦黑板的场景。请画出黑板对黑板擦施加的支持力F和摩擦力f。(O点是力的作用点)
17. 如图所示杠杆处于静止状态,请根据已知的力或力臂画出相应的力臂或力。
四、实验题:本大题共3小题,第16、17小题6分,第18小题各7分,共19分。
18. 小明在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码重0.5N。
(1)杠杆在如图甲的位置静止时______(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态。
(2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节。这样做的目的是为了便于测量______,并消除杠杆自重对实验的影响。
(3)小明按图乙进行实验后,又做了两次实验并将数据记录在下表中,分析数据可知,杠杆的平衡条件是______。
实验次数
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1.0
0.15
1.5
0.1
2
0.5
0.2
1.0
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
(4)如图丙,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为______N。当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______。(选填“变大”“变小”或“不变”)
19. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)比较乙、丙两图中的测力计示数,可得出结论:滑动摩擦力的大小与______________有关,当_________一定时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;利用此结论,如果要在拔河比赛中获胜,应该选用下图中的________类型的鞋(选填字母);
A. 鞋底花纹较深
B. 鞋底花纹较浅
C. 旱冰鞋
(2)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难保持匀速运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是__________(选填序号:①“滑动摩擦力”或②“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的;
(3)某小组改进了实验方案,如下图所示;
①改进后在进行实验时不需要匀速拉动长木板,这是因为滑动摩擦力大小与物体相对木板速度大小__________(选填“有关”或“无关”);
②弹簧测力计示数稳定时,木块受到木板的摩擦力大小为_________N。
20. 如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验。
(1)组装好的压强计上的U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管两侧液面的_________来判断金属盒处水的压强;
(3)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,其调节的方法是_____(选填序号A“将支管中高出的水倒出”或B“取下软管重新安装”),使U形管左右两侧的水面相平;
(4)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与液体的_______有关;
(5)保持丙中金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,如图丁,观察图丙和丁,某同学得出了“在同一深度液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为通过他这样的操作得到的结论是________(选填“正确”或“不正确”)的,原因____________________;
(6)已知图丁中 U形管左右两侧水面的高度差h =16cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为___________ Pa。(,,)
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分
21. 小明一家人驾驶汽车外出游玩。已知汽车(包括车上的人和物品)的总重力为在平直公路上匀速行驶36km,用时0.5h。若该车行驶过程中受到的阻力是汽车(包括车上的火和物品) 总重力的0.08倍(g= 10N/kg), 求∶
(1)该汽车行驶的速度:
(2)该汽车的总质量:
(3)该汽车匀速直线运动时牵引力所做的功。
22. 如图所示,将底面积为,重为10N的容器放在水平桌面上,容器内装有重60N,深的水。(,g取)求:
(1)A点处液体的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
六、综合能力题:本大题共3小题,第21°、22小题各6分,第23小题7分,共19分。
23. 小明用如图所示的滑轮组将400N的重物匀速提起2m,所用拉力F=250N,不计绳重和摩擦。据此请回答下列问题。
(1)A滑轮是________(选填“动”或“定”)滑轮;若小明拉绳的方向由竖直向下变为斜向下,拉力F的大小将_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)绳子自由端移动的距离为________m;
(3)重物上升过程中的有用功为________,小明在绳子自由端所做的功为_________J;
(4)该滑轮组的机械效率为________%。
24. 如图所示为小明乘坐过山车的情景,游玩过程中,她对过山车的动力来源产生思考。据此请回答下列问题:
(1)过山车的车厢首先依靠电动机牵引至长为50m、高30m的斜面顶端A点,当车厢在顶端静止时,车厢的_______(选填“动”、“重力势”或“弹性势”)能最大,此后车厢靠______完成整个滑行过程:
(2)车厢从顶端向下运动过程中,在A、B、C、D四处中机械能最大的是_______处;
(3)电动机通过斜面把车厢推上高处是利用了斜面能够____________(选填“省力”、“省功”或“省距离”)的特点:
(4)如果电动机输出45kW的功率,做功将重为3×104N的乘客和车厢匀速推上斜面顶端需要32s,那么此过程中电动机所做的功为___________J,车厢与斜面的摩擦力是__________(不考虑空气阻力)。
25. 阅读短文,回答问题。
登陆火星仰望星空,我们追梦不止…
2021年5月15日,我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌生的星球,大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。
“绕”:探测器经过漫长的旅程,实现对陆星球的环绕飞行。
“着”:探测器着陆星球表面的过程。
“巡”:探测器到达星球表面后,放出巡视车,完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。
其中最困难的一步就是“着”,这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零,通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”,“动力减速”三个阶段。
火星是太阳系中与地球最相似的行星,表面有大气层,温度适宜,火星表面引力为地球表面引力的38%。
(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,如图2所示。探测器在环绕火星运动的过程中,其运动状态一定___________(选填“改变”或“不变”):当探测器运行到“近火点”时,它的势能________(选填“最大”或“最小”);
(2)若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速,探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大,探测器沿直线下落,且它距离火星表面足够高,可以推断:火星探测器着陆火星前的运动状态一定是先_________运动,后_________运动:
(3)利用降落伞减速时,若开伞的瞬间、探测器受到的向上的力大于它的重力,可以推断:开伞的瞬间探测器会__________选填“向上”或“向下”)运动:
(4)“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜,这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似,能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力,从而大大减少火星沙尘附着的可能性:请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例:_____________:
(5)小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃,可以推断:若在火星表面,他最多可以举起___________的杠铃。
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2023-2024 学年度第二学期义务教育质量监测题
八年级物理
[时间∶ 80分钟 全卷100 分]
注意事项:1.答卷前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔在答题卡填写自己的准考证号、姓名、考场号、座位号。用2B铅笔把对应该号码的标号涂黑。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答题信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试题上。
3.非选择题答题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目的指定区域内相应位置上:如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案:不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。考生务必保持答题卡的整洁。
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下面是对日常生活中一些数据的估计,其中最接近实际的是( )
A. 一名中学生所受的重力约为500N
B. 初中物理教科书的质量约1.8kg
C. 人的正常步行速度约5m/s
D. 一名中学生双脚站立时对地面的压强是150000Pa
【答案】A
【解析】
【详解】A.一名中学生质量为50kg,所受的重力为
故A符合题意;
B.初中物理教科书的质量约0.3kg,故B不符合题意;
C.人的正常步行速度约1m/s,故C不符合题意;
D.一名中学生双脚站立时对地面的压强约为
故D不符合题意。
故选A。
2. 物理实验中蕴含丰富的方法,下列说法不正确的是( )
A. 弹簧测力计将力转换为长度,进而完成力的测量
B. 微小压强计利用等效替代的方法,测量探头位置的液体压强
C. 牛顿第一定律的得出,利用了基于实验的科学推理方法
D. 通过容易形变的海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果,利用了转换法
【答案】B
【解析】
【详解】A.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”,故A正确,不符合题意;
B.实验中,根据U形管中液面高度差来反映液体内部压强的大小,其用到的实验方法是转换法,故B错误,符合题意;
C.由于没有不受力的物体,所以牛顿第一定律无法用实验直接验证,但是在大量实验的基础上,牛顿总结概括前人的研究成果得到的一条重要规律;因此,牛顿第一定律的得出采用了实验和科学推理相结合的方法,故C正确,不符合题意;
D.探究压力的作用效果跟哪些因素有关时,根据海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果,采用的转换法,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 如图所示,“龙吸水”是一种神奇的自然现象。 从物理的角度看,“龙吸水”是卷风,本质是高速旋转的气流,它能“吸”起水的原因是( )
A. 龙卷风中心流速大、压强大 B. 龙卷风中心流速大、压强小
C. 龙卷风中心流速小、压强大 D. 龙卷风中心流速小、压强小
【答案】B
【解析】
【详解】在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。“龙吸水”是龙卷风,本质是高速旋转的气流,它能“吸”起水的原因是龙卷风中间中间部分流速大、压强小,将水“吸起”,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4. 潮图所示的事例中,主要利用与大气压强有关的是( )
A. 图甲,塑料吸盘被压在光滑的墙上 B. 图乙,排水管的U形回水弯
C. 图丙,菜刀的刀刃磨得很薄 D. 图丁,木制的船只漂浮在水面上
【答案】A
【解析】
【详解】A.塑料吸盘被压在光滑的墙上,是因为吸盘内的气压小于外界的大气压,所以大气将吸盘压在墙壁上,故A符合题意;
B.排水管的U形回水弯利用了连通器原理,故B不符合题意;
C.菜刀的刀刃磨得很薄,是在压力一定时,减小受力面积,增大压强,故C不符合题意;
D.木制的船只漂浮在水面上利用了物体漂浮的条件,故D不符合题意。
故选A。
5. 关心爱护残疾人是每个公民应具备的美德,为了方便盲人行走,大街的人行道上铺设着凹凸刻纹的盲道(如图),从物理学的角度分析,这样做的主要目的是( )
A. 增大压强 B. 减小压强 C. 增大摩擦 D. 减小摩擦
【答案】A
【解析】
【详解】盲人走在凹凸刻纹的盲道上,在压力不变时,凹凸刻纹减小了受力面积,增大了地面对脚的压强,从而盲人通过脚底能感觉出来,因此他们不用盲杖也能在盲道像正常人那样行走,这样做的主要目的是增大压强,不是增大摩擦,综上分析知,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 骑自行车出行是一种时尚、环保的生活方式。在平直路面上匀速向前骑行时,如图所如示,以下说法正确的是( )
A. 人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B. 自行车受到的动力大于自行车受到的阻力
C. 路面受到的压力与人受到的支持力是一对平衡力
D. 人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.人对车的压力是车受到的力,车对人的支持力是人受到的力,这两个力不是同一个物体受到的力,不是一对平衡力,而是一对相互作用的力,故A错误;
B.骑自行车在平直路面上匀速骑行时,自行车水平方向上受到的动力和自行车受到的阻力是一对平衡力,大小相等,故B错误;
C.路面受到的压力是路面受到的,人受到的支持力是人受到的,这两个力不是同一个物体受到的力,不是一对平衡力,故C错误;
D.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是同一个物体受到的力,竖直方向上只受这两个力的作用,这两个力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
7. 端午节划龙舟是我国的传统风俗,选手在鼓声的号令下用力向后划桨,龙舟就快速向前运动。下列说法正确的是( )
A. 使龙舟前进的力的施力物体是桨
B. 停止划桨龙舟的速度减小说明力是维持物体运动的原因
C. 选手们离开龙舟,龙舟向上浮起后底部受到水的压力变小
D. 龙舟冲过终点不能立即停止是受到惯性力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.选手们齐力用桨向后划水,龙舟快速向前运动,使龙舟向前运动的力的施力物体是水,故A错误;
B.停止划桨龙舟的速度减小,是因为龙舟受到了阻力,说明力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.龙舟在水中漂浮,浮力等于自身重力,运动员离龙舟后,自重减小,所以龙舟所受浮力减小,底部受到水的压力变小,故C正确;
D.龙舟冲过终点不能立即停止是由于龙舟具有惯性,龙舟要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选C。
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8. 守门员飞身扑住射向球门的足球,说明力可以改变物体的____________,同时手感觉到痛,说明物体间力的作用是_______的;重为20N的小球静止延水平地面上,小球受到的合力大小为_____N。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 相互 ③. 0
【解析】
【详解】[1]守门员飞身扑住射向球门的足球,足球的运动方向改变了,说明力能改变物体的运动状态。
[2]守门员将足球接住的同时,感觉自己的手会痛,是因为守门员对足球有力的作用时,足球对手也有力的作用,说明力的作用时是相互的。
[3]重为20N的小球静止在水平地面上,小球受重力和支持力处于平衡状态,所以小球受到的合力为零。
9. 如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),实心球最终会掉下来,是因为受到______作用;当实心球运动到最高点Q时,此时实心球是______(平衡、非平衡)状态,若此时所受外力全部消失,实心球将______(选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
【答案】 ①. 重力 ②. 非平衡 ③. 沿a方向运动
【解析】
【详解】[1]实心球最终会掉下来,是因为受到竖直向下的重力作用,改变了它的运动状态。
[2] 不考虑空气阻力的影响,则当实心球运动到最高点Q时,它只受到重力作用,此时实心球受力不平衡,是非平衡状态。
[3]当实心球运动到最高点Q时,具有水平方向的速度,若此时所受外力全部消失,实心球将以此时的速度做匀速直线运动,即沿a方向运动。
10. 马德堡半球实验证明了 ______的存在,历史上首先用实验测出了大气压强的科学家是____________。实验中,待水银静止后,管内外液面高度差为H,若在玻璃管的管口不离开槽内水银面的情况下,将玻璃管从A位置倾斜至B位置,如图所示,则位置管内外水银面的高度差________ H(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 ①. 大气压 ②. 托里拆利 ③. 等于
【解析】
【详解】[1][2]马德堡半球实验有力证明大气压的存在,首先用实验测出大气压值的科学家是托里拆利,约为760mmHg。
[3]玻璃管向上提起一点、倾斜、换成粗细不同的,大气压值不变,实验操作过程中没有出现错误,则管内外水银面高度差是固定的,实验时玻璃管倾斜,稳定后水银柱产生的压强等于大气压,即高度不变,仍为H。
11. 小明同学探究二力平衡条件时的实验情景,如图。实验时应使研究对象先处于________状态:小明将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,使作用在小卡片上的两个拉力方向___________(选填“相同”或“相反”),并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。为了进一步探究拉力大小对平衡的影响,小明将钩码换成调节好的弹簧测力计。发现两测力计示数有较小差别,其原因是存在__________。
【答案】 ①. 静止 ②. 相反 ③. 摩擦力
【解析】
【详解】[1]平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,为了更好的观察区分是否处于平衡状态,实验时应使研究对象处于静止状态。
[2]在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
[3]为了进一步探究拉力大小对平衡的影响,小华将钩码替换为弹簧测力计,发现弹簧测力计的示数有较小的差别,卡片也保持平衡,其原因是由于摩擦力的存在。
12. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、图丙所示。由图像可知,0~2s,物体受到的摩擦力大小为______N;2~4s,物体受到的摩擦力大小________拉力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”)。当t=3s时,物体受到的摩擦力大小为_____ N。
【答案】 ①. 3 ②. 小于 ③. 5
【解析】
【详解】[1]由图像可知,0~2s,物体速度为0,处于静止平衡状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,所以受到的摩擦力大小等于拉力大小为3N。
[2]2~4s,物体速度变大,加速运动,处于非平衡状态,物体受到的摩擦力小于拉力大小。
[3]由图可知,4~6s物体做匀速直线运动,受到的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,为5N,因压力大小和接触面粗糙程度不变,则受到滑动摩擦力大小不变,故物体在第3秒时受到的滑动摩擦力大小为5N。
13. 【国产大游轮专题】“爱达·魔都号”是中国首艘国产大型游轮,如图所示,她标志着我国集齐了造船业“三颗明珠”。请运用相关物理知识,“爱达·魔都号”的总吨位约为14万吨,在海上行驶时,受到的浮力约为__________N,排开海水的体积约为__________m3;当游轮到达目的地,乘客上岸后,游轮受到的浮力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(g取10N/kg,海水的密度取1×103kg/m3)
【答案】 ①. 1.4×109 ②. 1.4×105 ③. 减小
【解析】
【详解】[1]“爱达·魔都号”的总吨位约为14万吨,在海上行驶时,漂浮在水面,受到的浮力约为
[2]由得,“爱达·魔都号”排开海水的体积约为
[3]当游轮到达目的地,乘客上岸后,游轮始终漂浮在水面,受到的浮力始终等于重力,游轮的重力减小,故浮力减小。
14. 俯卧撑是一项常见的健身项目。如图所示,这是体重为600N的小明做俯卧撑时的情景。小明的身体可视为杠杆,脚与地的接触点为A点,,。小明在做俯卧撑时,支点是___________点,地面对两手的支持力为___________N。若50s内做俯卧撑40次,每次小明重心上升的高度为0.2m,则小明克服自身所受重力做功的功率为___________W。
【答案】 ①. A ②. 480 ③. 96
【解析】
【详解】[1][2]人在做俯卧撑时,人的身体相当于杠杆,人的重力是阻力,如图所示,A为支点,则
L1=AB=1.5m
L2=AO=1.2m
根据杠杆平衡条件可得
G×L2=F×L1
代入数据解得
[3]做俯卧撑时,支持力对人做的功与克服重力所做的功相等,则每次人做的功
W=Gh=600N×0.2m=120J
做40次俯卧撑所做的总功
W总=40×W=40×120J=4800J
做俯卧撑的功率
三、作图题∶共3小题,第(1)、(2)小题各2分,第(3)小题3分,共1分。
15. 如下图所示,一物体静止在水中,请画出该物体所受重力和浮力的示意图
( )
【答案】
【解析】
【详解】物体静止在水中,受力平衡,即物体受到的重力和浮力是一对平衡力,重力竖直向下,浮力竖直向上,二力大小相等,作用点都画在重心,如图:
16. 如图所示,是学生用黑板擦向下擦黑板的场景。请画出黑板对黑板擦施加的支持力F和摩擦力f。(O点是力的作用点)
【答案】
【解析】
【详解】黑板对黑板擦施加的支持力垂直于黑板向左,黑板擦向下运动,受到的摩擦力方向竖直向上,作用点都在O点,作图如下:
17. 如图所示杠杆处于静止状态,请根据已知的力或力臂画出相应的力臂或力。
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】过O点作F2的垂线段即为F2的力臂L2,过力臂L1的上端,作垂直于L1直线,与杠杆的交点为F1的作用点,为使杠杆平衡,F1的方向斜向下,如图所示
四、实验题:本大题共3小题,第16、17小题6分,第18小题各7分,共19分。
18. 小明在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码重0.5N。
(1)杠杆在如图甲的位置静止时______(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态。
(2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节。这样做的目的是为了便于测量______,并消除杠杆自重对实验的影响。
(3)小明按图乙进行实验后,又做了两次实验并将数据记录在下表中,分析数据可知,杠杆的平衡条件是______。
实验次数
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1.0
0.15
1.5
0.1
2
0.5
0.2
1.0
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
(4)如图丙,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为______N。当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 是 ②. 右 ③. 力臂 ④. 动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2) ⑤. 1.5 ⑥. 变大
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡,故杠杆在如图(甲)的位置静止时是处于平衡状态。
(2)[2][3]如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小,并消除杠杆自重对实验的影响。
(3)[4]由表格中数据可知,第一次实验中
1.0N×0.15m=1.5N×0.1m=0.15N•m
第二次实验中
0.5N×0.2m=1.0N×0.1m=0.1N•m
第三次实验中
3.0N×0.1m=2.0N×0.15m=0.3N•m
故可得出杠杆的平衡条件为
F1l1=F2l2
(4)[5][6]若杠杆每一个小格长L,根据杠杆的平衡条件可得
2×0.5N×3L=F×2L
所以此时弹簧测力计的示数
F=1.5N
当弹簧测力计改为斜拉时,拉力的力臂减小,根据杠杆的平衡条件,则弹簧测力计的示数将变大。
19. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)比较乙、丙两图中的测力计示数,可得出结论:滑动摩擦力的大小与______________有关,当_________一定时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;利用此结论,如果要在拔河比赛中获胜,应该选用下图中的________类型的鞋(选填字母);
A. 鞋底花纹较深
B. 鞋底花纹较浅
C. 旱冰鞋
(2)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难保持匀速运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是__________(选填序号:①“滑动摩擦力”或②“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的;
(3)某小组改进了实验方案,如下图所示;
①改进后在进行实验时不需要匀速拉动长木板,这是因为滑动摩擦力大小与物体相对木板速度大小__________(选填“有关”或“无关”);
②弹簧测力计示数稳定时,木块受到木板的摩擦力大小为_________N。
【答案】 ①. 接触面的粗糙程度 ②. 压力 ③. A ④. ② ⑤. 无关 ⑥. 2.8
【解析】
【详解】(1)[1][2]乙、丙两图中,木块对平面的压力大小相同,丙图中木块与棉布接触面的粗糙程度更大,弹簧测力计的示数更大,说明丙图木块受到的摩擦力更大,即可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,当压力大小一定时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
[3]鞋底花纹越深,接触面越粗糙,利用上述结论,如果要在拔河比赛中获胜应选用鞋底有较深花纹的A鞋。
(2)[4]实验中发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,原因是:难于控制木块做匀速直线运动,手对弹簧测力计拉力大小变化导致的,即选②。
(3)[5]在改进实验中,木块受到滑动摩擦力和拉力的作用,始终保持静止,滑动摩擦力和拉力始终为一对平衡力,可以用弹簧测力计的读数来反映滑动摩擦力的大小,故不用匀速拉动长木板,因为滑动摩擦力大小与物体相对木板速度大小无关。
[6]弹簧测力计分度值为0.1N,示数为2.8N,由于滑动摩擦力和拉力始终为一对平衡力,所以木块受到木板的摩擦力大小为2.8N。
20. 如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验。
(1)组装好的压强计上的U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管两侧液面的_________来判断金属盒处水的压强;
(3)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,其调节的方法是_____(选填序号A“将支管中高出的水倒出”或B“取下软管重新安装”),使U形管左右两侧的水面相平;
(4)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与液体的_______有关;
(5)保持丙中金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,如图丁,观察图丙和丁,某同学得出了“在同一深度液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为通过他这样的操作得到的结论是________(选填“正确”或“不正确”)的,原因____________________;
(6)已知图丁中 U形管左右两侧水面的高度差h =16cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为___________ Pa。(,,)
【答案】 ①. 不属于 ②. 高度差 ③. B ④. 深度 ⑤. 不正确 ⑥. 没有控制液体的深度相同 ⑦. 1600
【解析】
【详解】(1)[1]组装好的压强计上的U形管不属于连通器,因为上端不都是开口的。
(2)[2]将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断金属盒处水的压强,这种方法叫做转换法。
(3)[3]在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,取下软管重新安装,可以使U形管左右两侧的水面相平,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[4]比较图乙和图丙,液体的密度相同,探头所在的液体深度不同,U形管液面高度差不同。可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(5)[5][6]这样的操作得到的结论不正确,没有控制液体的深度相同,无法得出此结论。
(6)[7]图丁中橡皮管内气体的压强与大气压强之差等于16cm的水柱产生的压强。即
p=ρ水gh=1.0×103kg/ m3×10N/kg×16×10-2m=1600Pa
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分
21. 小明一家人驾驶汽车外出游玩。已知汽车(包括车上的人和物品)的总重力为在平直公路上匀速行驶36km,用时0.5h。若该车行驶过程中受到的阻力是汽车(包括车上的火和物品) 总重力的0.08倍(g= 10N/kg), 求∶
(1)该汽车行驶的速度:
(2)该汽车的总质量:
(3)该汽车匀速直线运动时牵引力所做的功。
【答案】(1)72km/h; (2)1600kg; (3)4.608×107J
【解析】
【详解】解:(1)该汽车行驶的速度
(2)汽车(包括车上的人和物品)的总重力为1.6×104N,该汽车的总质量
(3)该汽车匀速直线运动,处于平衡状态,阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,则受到的牵引力
F=f=G×0.08=1.6×104N×0.08=1280N
该汽车匀速直线运动时牵引力所做的功
W=Fs=1280N×36×1000m=4.608×107J
答:(1)该汽车行驶的速度为72km/h;
(2)该汽车的总质量为1600kg;
(3)该汽车匀速直线运动时受到的牵引力为4.608×107J。
。
22. 如图所示,将底面积为,重为10N的容器放在水平桌面上,容器内装有重60N,深的水。(,g取)求:
(1)A点处液体的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
【答案】(1);(2)50N;(3)
【解析】
【详解】解:(1)A点的深度为
A点处液体的压强
(2)水对容器底的压强为
水对容器底的压力是
(3)容器对水平桌面的压力等于容器的重力加水的重力,容器对水平桌面的压强为
答:(1)A点处液体的压强;
(2)水对容器底的压力是50N;
(3)容器对水平桌面的压强是。
六、综合能力题:本大题共3小题,第21°、22小题各6分,第23小题7分,共19分。
23. 小明用如图所示的滑轮组将400N的重物匀速提起2m,所用拉力F=250N,不计绳重和摩擦。据此请回答下列问题。
(1)A滑轮是________(选填“动”或“定”)滑轮;若小明拉绳的方向由竖直向下变为斜向下,拉力F的大小将_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)绳子自由端移动的距离为________m;
(3)重物上升过程中的有用功为________,小明在绳子自由端所做的功为_________J;
(4)该滑轮组的机械效率为________%。
【答案】 ①. 定 ②. 不变 ③. 4 ④. 800 ⑤. 1000 ⑥. 80
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,重物上升时A滑轮静止不动,所以A滑轮是定滑轮。
[2]定滑轮只能改变力的方向,不能改变力的大小,所以小明拉绳的方向由竖直向下变为斜向下,拉力F的大小不变。
(2)[3]由图可知,动滑轮上的绳子段数n=2,绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
(3)[4]重物上升过程中的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
[5]所用拉力F=250N,小明在绳子自由端所做的功
W总=Fs=250N×4m=1000J
(4)[6]该滑轮组的机械效率
24. 如图所示为小明乘坐过山车的情景,游玩过程中,她对过山车的动力来源产生思考。据此请回答下列问题:
(1)过山车的车厢首先依靠电动机牵引至长为50m、高30m的斜面顶端A点,当车厢在顶端静止时,车厢的_______(选填“动”、“重力势”或“弹性势”)能最大,此后车厢靠______完成整个滑行过程:
(2)车厢从顶端向下运动过程中,在A、B、C、D四处中机械能最大的是_______处;
(3)电动机通过斜面把车厢推上高处是利用了斜面能够____________(选填“省力”、“省功”或“省距离”)的特点:
(4)如果电动机输出45kW的功率,做功将重为3×104N的乘客和车厢匀速推上斜面顶端需要32s,那么此过程中电动机所做的功为___________J,车厢与斜面的摩擦力是__________(不考虑空气阻力)。
【答案】 ①. 重力势 ②. 惯性 ③. A ④. 省力 ⑤. 1.44×106 ⑥. 1.08×104
【解析】
【详解】(1)[1][2]当车厢在顶端静止时,车厢的高度最高,重力势能最大,一切物体都有惯性,此时小列车有惯性,越过顶点,此后车厢靠惯性完成整个滑行过程。
(2)[3]由于车厢与轨道是有摩擦力的,车厢的车轮与轨道的摩擦产生热量,从而损耗了少量的机械能,机械能逐渐减小,所以A点的机械能最大。
(3)[4]使用斜面能够省力,但是费距离,车厢被推上高处利用了斜面能省力的特点。任何机械都不能省功。
(4)[5]乘客克服重力做的功是有用功,则有用功
W有用=Gh=3×104N×30m=9×105J
总功
W总=Pt=45×103W×32s=1.44×106J
[6]额外功
W额=W总-W有用=1.44×106J-9×105J=5.4×105J
车厢与斜面的摩擦力
25. 阅读短文,回答问题。
登陆火星仰望星空,我们追梦不止…
2021年5月15日,我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌生的星球,大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。
“绕”:探测器经过漫长的旅程,实现对陆星球的环绕飞行。
“着”:探测器着陆星球表面的过程。
“巡”:探测器到达星球表面后,放出巡视车,完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。
其中最困难的一步就是“着”,这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零,通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”,“动力减速”三个阶段。
火星是太阳系中与地球最相似的行星,表面有大气层,温度适宜,火星表面引力为地球表面引力的38%。
(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,如图2所示。探测器在环绕火星运动的过程中,其运动状态一定___________(选填“改变”或“不变”):当探测器运行到“近火点”时,它的势能________(选填“最大”或“最小”);
(2)若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速,探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大,探测器沿直线下落,且它距离火星表面足够高,可以推断:火星探测器着陆火星前的运动状态一定是先_________运动,后_________运动:
(3)利用降落伞减速时,若开伞的瞬间、探测器受到的向上的力大于它的重力,可以推断:开伞的瞬间探测器会__________选填“向上”或“向下”)运动:
(4)“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜,这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似,能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力,从而大大减少火星沙尘附着的可能性:请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例:_____________:
(5)小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃,可以推断:若在火星表面,他最多可以举起___________的杠铃。
【答案】 ①. 改变 ②. 最小 ③. 加速 ④. 匀速直线 ⑤. 向下 ⑥. 气垫船 ⑦. 100kg
【解析】
【详解】(1)[1]探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,探测器在环绕火星运动的过程中运动方向改变,则其运动状态一定改变。
[2]当探测器运行到“近火点”时,距离火星最近,它的势能最小。
(2)[3][4]探测器距离火星表面足够高,沿直线下落,重力势能转化为动能和内能,速度越来越快,探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大,则大气阻力越来越大,当阻力等于火星重力时,探测器受平衡力作用,做匀速直线运动。
(3)[5]利用降落伞减速时,若开伞的瞬间,探测器受到的向上的力大于它的重力,由于惯性,探测器仍保持向下运动。
(4)[6]气垫船是利用高压空气在船底和水面(或地面)间形成气垫,使船体全部或部分垫升,从而大大减小船体航行时的阻力,实现高速航行的船。
(5)[7]火星表面引力为地球表面引力的38%,小明在地球上举起物体的重力与火星上物体的重力相同,则
解得m=100kg。
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