2025年八年级下学期期末调研试题一(人教版)【王牌物理河南专版】
2025-06-23
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内容正文:
【王牌物理】2025八下阶段性调研试题一
难度系数0.56
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
一、填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.古人云:“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚。”意思是说船要停在江心必须 (选填“提前”或“推后”)抛锚。到了悬崖处再勒马的话,马由于具有 还要继续向前运动,难以停下,会发生危险。
2.“海河西岸,津门故里。老味茶汤的龙嘴大铜壶冒着热气,泥人张店铺里彩塑人物形神兼备……”。茶壶的壶嘴与壶身组成 ;将泥揉捏成形态各异的人物,这表明力可以改变物体的 。
3.如图所示,小强和小明穿着冰鞋,在冰面上做“互推”游戏。推手后,小强和小明各自后退。两人由静止变为运动,说明力可以改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”);两人都后退,说明物体间力的作用是 。
4.如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
5.2025年5月10日,代号“鲲龙”的水陆两栖飞机AG600,批产首架机总装下线。这是我国自主研制的全球最大的水陆两栖特种用途飞机。“鲲龙”飞行时机翼上方受到空气的压力 下方受到空气的压力(选填“大于”“小于”或“等于”)。如图甲所示,匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时,其动能会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。“鲲龙”执行海上救援任务时,可一次性救援50名遇险人员。在海上救援时,“鲲龙”静止在水面,如图乙所示,若此时遇险人员被救上“鲲龙”,它受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.中国第一部科幻电影《流浪地球》,强势袭来。这部影片讲述了太阳即将老化、膨胀,地球即将被太阳大气所淹没。为了自救,人类决定倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机,推动地球离开太阳系,用2500年的时间奔往新家园——4.2光年外的比邻星。影片讲诉了在逃逸太阳系阶段,发动机停摆,全球地震、海啸不断,地球被木星引力吸引,逐渐接近,就要撞击木星,使地球解体。救援小组重启了行星发动机去点燃木星,但是高度差了约5000公里,刘培强发动了空间站跑到了行星发动机火焰的顶点,将空间站中的30万吨燃料引燃,补上了剩余的5000公里高度,引燃了木星表面的氢氧混合气体,利用其爆炸冲击波推动地球远离了木星。
请结合上述情景,找出一个与力学相关的物理信息,并指出其对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:地球被木星引力吸引,逐渐接近;物理知识:力可以改变物体的运动状态。
作答:物理信息: ;
物理知识: 。
二、选择题(共16分。其中第7—12小题为单选题,每小题2分。第13—14小题为双选题,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分)
7.妈妈过生日时,小宁为妈妈做了一盘西红柿炒鸡蛋,其中涉及很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.用锅铲翻炒时,西红柿块从锅中“跳出”,说明力能改变物体的运动状态
B.切西红柿的刀刃较薄是为了减小压强
C.油烟机抽走油烟的过程是利用了流体中流速大的位置压强大
D.鸡蛋在碗沿上一磕就碎是因为碗对鸡蛋的力大于鸡蛋对碗的力
8.如图中是生活中常见的一些现象,分析正确的是( )
A.图甲中用尺子快速水平击打盖在杯口的硬纸片,鸡蛋在惯性力作用下掉入杯中
B.图乙中人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C.图丙中公路上限制汽车的行驶速度,是为了减小汽车的惯性
D.图丁在拔河比赛中,获胜的一方是因为受到地面的摩擦力大于另一队受到地面的摩擦力
9.如图,工人把一罐装满油的油桶由水平位置匀速提起到甲图所示的位置。图乙是工人抬油桶的简化示意图,整个过程中。力F始终竖直向上,则F的大小( )
A. 逐渐变小 B.逐渐变大 C.大小不变 D.先变大后变小
10.如图所示,某同学将一漂浮在水面的密封饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入在水中后,继续向下压一段距离,共用时t0 ,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
11.如图,杠杆的A端与滑块M相连,OA始终在水平位置保持静止,滑块M在圆弧形支架上缓慢滑动的过程中,绳对A端拉力逐渐减小。下列说法正确的是( )
A.滑块可能从Q点滑至P点
B.滑块可能从M点滑至Q点
C.滑块可能从P点滑至M点
D.滑块可能从P点滑至Q点
12.如图,在不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦和滑轮重的情况下,拉力F=6N,物体A在1分钟内匀速前进1m,则( )
A.物体所受的摩擦力为12N
B.拉力做功为6J
C.拉力的功率为24W
D.如果考虑滑轮与绳之间的摩擦,实际拉力为7N时物体能匀速前进,则此滑轮组的机械效率约为85.7%
13.如图所示,有一段弹簧固定在水平桌面上(图甲),将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(图乙),用竖直向下的力F压小球至图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(图丁),不计空气阻力的影响。从撤去力F开始,到小球第一次运动到A点的过程中,下列说法中错误的是( )
A.整个过程中,小球受到的合力先变小后变大
B.小球离开弹簧时,受到的合力最小
C.小球离开弹簧前,速度先增大后减小
D.小球在A点时,速度为零,处于平衡状态
14.如图所示,工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升,绳子自由端移动的速度为0.4m/s,动滑轮的质量为3kg,忽略绳重和摩擦,则( )
A.经过10s建筑材料被提升4m
B.工人对绳子的拉力为300N
C.经过10s工人做的有用功为2280J
D.此过程中该滑轮组的机械效率为95%
三、作图题(每题2分,共4分)
15.如图所示是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图,当水箱内的水达到一定深度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水,请在图中作出力F2的力臂l2。
16.如图所示的过山车是一项惊险刺激的娱乐项目。如图所示是过山车部分轨道(不光滑)的示意图,过山车(小球代替)沿弧形轨道从a点运动到b点后进入竖直圆形轨道经过c点,然后通过d点继续上升,请在图中画出过山车(小球)在d点受力的示意图(不计空气阻力)。
四、实验探究题(共3小题,每空1分,共19分)
17.如图1所示是小杨探究“浮力大小与哪些因素有关”实验,他将同一物体分别放在不同液体中。
(1)由图1中甲乙可知此时物体浸在水中所受浮力的大小为 N;
(2)由图1甲、丙、丁三图可知,浮力大小和浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);由图1甲、丁、戊三图可知,浮力大小和 有关;
(3)分析丁、戊两图,比较水对烧杯底的压强和液体对烧杯底的压强的大小关系,则 (选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)图2中反映物体浮力大小和物体下表面在水中的深度h关系的图像是 (选填“A”或“B”)(金属块未接触容器底);
(5)在实验过程中,小杨还发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度:
将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
将挂在弹簧测力计下的物体 水中,此时弹簧测力计的读数为F;
物体的密度表达式为 (用G、F和来表示)。
18.如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下,推动放在水平桌面上的同一小木块向前移动一段距离后停下完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中h1>h2=h3,mA=mB<mC。
(1)小钢球的动能大小是通过 来反映的,这种研究问题的方法叫做 法;
(2)分析比较甲和乙两组实验可知,物体质量相同时, ;
(3)分析比较乙和丙两组实验,B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑的目的是 ;
(4)若桌面过于光滑,则 (选填“更利于”或“不利于”)探究得出结论;
(5)若利用这个装置探究牛顿第一定律,让同一小球从斜面的同一高度由静止滑下,小球在木板上比在毛巾上运动的距离远,小球克服木板的摩擦力做的功为W1,小球克服毛巾的摩擦力做的功为W2,则W1 W2(选填“>”“=”或“<”)。
19.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3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,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会 ,原因是 ;
(4)如图戊所示装置是老师制作的“杠杆力臂演示仪”。杠杆自身质量和摩擦忽略不计,O为支点, A、D为左右两端点。AO=0.8m,OB=0.2m。如图在竖直背景面的白纸上作以O为圆心、OB长为半径的圆(在图中未画出作为背景的白纸)。
①实验时在A点挂上重物G,为使杠杆在水平位置平衡,需在B点沿竖直向下方向施加16N的拉力F,则G为 N;
②保持A点所挂重物不变,撤去拉力F,在BD间任一位置施加拉力F,大小为16N不变。为使杠杆始终能在水平位置平衡,发现拉力方向延长线均需要满足 的要求(填圆与线的位置关系)。
五、计算题(共17分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
20.(8分)用弹簧测力计悬挂一个圆柱形物体A,将其放置于空烧杯中,然后逐渐向烧杯中倒水,整个过程中保持物体A的位置不动,如图甲所示,依次测出烧杯中水的深度h和对应的弹簧测力计示数F,绘制了如图乙所示的图像。求:(1)物体A重多少N;(2)物体A的高度为多少cm;(3)物体A的密度为多大?
21.(9分)小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图1所示,她查阅相关资料后,画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图2所示。已知物体的重为3000N,拉力为1500N,物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求:
(1)绳端移动的距离;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
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【王牌物理】2025八下阶段性调研试题一
难度系数0.62
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
一、填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.古人云:“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚。”意思是说船要停在江心必须 (选填“提前”或“推后”)抛锚。到了悬崖处再勒马的话,马由于具有 还要继续向前运动,难以停下,会发生危险。
【答案】 提前 惯性
【详解】[1][2]“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚”,是说物体有保持原来运动状态不变的性质,这就是惯性,为了使船停在江心,需要早抛锚;到了悬崖处再勒马,马由于具有惯性,仍然会保持原来的运动状态向前运动一段距离。
2.“海河西岸,津门故里。老味茶汤的龙嘴大铜壶冒着热气,泥人张店铺里彩塑人物形神兼备……”。茶壶的壶嘴与壶身组成 ;将泥揉捏成形态各异的人物,这表明力可以改变物体的 。
【答案】 连通器 形状
【详解】[1]茶壶的壶嘴与壶身满足上端开口,底部相连,属于连通器。
[2]将泥揉捏成形态各异的人物,泥因受力形状发生改变,说明力可以改变物体的形状。
3.如图所示,小强和小明穿着冰鞋,在冰面上做“互推”游戏。推手后,小强和小明各自后退。两人由静止变为运动,说明力可以改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”);两人都后退,说明物体间力的作用是 。
【答案】 运动状态 相互的
【详解】[1]两人由静止变为运动,运动状态发生了改变,说明了力可以改变物体的运动状态。
[2]两人都后退,说明小强受到了小明的推力,小明也受到了小强的推力,这是由于力的作用是相互的。
4.如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
【答案】 左 1.5 左
【详解】[1]弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则弹簧测力计对A的拉力为5N,方向向右;A水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为5N,摩擦力水平向左。
[2][3]以B为研究对象,它受到向左的拉力为3.5N,同时受到地面对它的摩擦力和物体A对它的摩擦力,二者之和为5N,所以地面对物体B的摩擦力为5N-3.5N=1.5N
方向水平向左。
5.2025年5月10日,代号“鲲龙”的水陆两栖飞机AG600,批产首架机总装下线。这是我国自主研制的全球最大的水陆两栖特种用途飞机。“鲲龙”飞行时机翼上方受到空气的压力 下方受到空气的压力(选填“大于”“小于”或“等于”)。如图甲所示,匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时,其动能会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。“鲲龙”执行海上救援任务时,可一次性救援50名遇险人员。在海上救援时,“鲲龙”静止在水面,如图乙所示,若此时遇险人员被救上“鲲龙”,它受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 小于 变小 变大
【详解】[1]因为机翼上方的空气流速大,压强小,机翼下方的空气流速小,压强大,这一压强差使飞机获得竖直向上的升力,尤其机翼上方的压强小于压强下方压强,则机翼上方的压力小于飞机下方的压力。
[2]匀速飞行的鲲龙在投水灭火时,质量变小,速度不变,故动能变小。
[3]飞机漂浮在水面上,当遇险人员被救后,鲲龙总重力变大,由物体的漂浮条件可知,飞机所受的浮力变大。
6.中国第一部科幻电影《流浪地球》,强势袭来。这部影片讲述了太阳即将老化、膨胀,地球即将被太阳大气所淹没。为了自救,人类决定倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机,推动地球离开太阳系,用2500年的时间奔往新家园——4.2光年外的比邻星。影片讲诉了在逃逸太阳系阶段,发动机停摆,全球地震、海啸不断,地球被木星引力吸引,逐渐接近,就要撞击木星,使地球解体。救援小组重启了行星发动机去点燃木星,但是高度差了约5000公里,刘培强发动了空间站跑到了行星发动机火焰的顶点,将空间站中的30万吨燃料引燃,补上了剩余的5000公里高度,引燃了木星表面的氢氧混合气体,利用其爆炸冲击波推动地球远离了木星。
请结合上述情景,找出一个与力学相关的物理信息,并指出其对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:地球被木星引力吸引,逐渐接近;物理知识:力可以改变物体的运动状态。
作答:物理信息: ;
物理知识: 。
【答案】 推动地球离开太阳系 以太阳为参照物,地球是运动的
【详解】[1]物理信息:推动地球离开太阳系;
[2]物理知识:以太阳为参照物,地球是运动的;
二、选择题(共16分。其中第7—12小题为单选题,每小题2分。第13—14小题为双选题,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分)
7.妈妈过生日时,小宁为妈妈做了一盘西红柿炒鸡蛋,其中涉及很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.用锅铲翻炒时,西红柿块从锅中“跳出”,说明力能改变物体的运动状态
B.切西红柿的刀刃较薄是为了减小压强
C.油烟机抽走油烟的过程是利用了流体中流速大的位置压强大
D.鸡蛋在碗沿上一磕就碎是因为碗对鸡蛋的力大于鸡蛋对碗的力
【答案】A
【详解】A.力能改变物体的形状,也能改变物体的运动状态,用锅铲翻炒时,西红柿块从锅中“跳出”,说明力能改变物体的运动状态,故A正确;
B.切西红柿的刀刃较薄,是在压力一定,通过减小受力面积增大压强,故B错误;
C.流速大的位置压强小,抽油烟机是使空气流速加快,油烟机内的空气压强减小,外界大气压把油烟压入油烟机中抽走,故C错误;
D.碗对鸡蛋的力和鸡蛋对碗的力是一对相互作用力,大小相等,故D错误。
故选A。
8.如图中是生活中常见的一些现象,分析正确的是( )
A.图甲中用尺子快速水平击打盖在杯口的硬纸片,鸡蛋在惯性力作用下掉入杯中
B.图乙中人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C.图丙中公路上限制汽车的行驶速度,是为了减小汽车的惯性
D.图丁在拔河比赛中,获胜的一方是因为受到地面的摩擦力大于另一队受到地面的摩擦力
【答案】D
【详解】A.图甲中用尺子快速水平击打盖在杯口的硬纸片,鸡蛋由于具有惯性,要保持原来的静止状态,在重力的作用下落入杯中,故A错误;
B.地面对人的支持力等于人的重力和杠铃的重力之和,即题中两个力的大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;
C.图丙中公路上限制汽车的行驶速度,是为了减小汽车的动能,惯性大小只与质量有关,惯性不变,故C错误;
D.力的作用是相互的,故获胜的一方是因为受到地面的摩擦力大于另一队受到地面的摩擦力,故D正确。
故选D。
9.如图,工人把一罐装满油的油桶由水平位置匀速提起到甲图所示的位置。图乙是工人抬油桶的简化示意图,整个过程中。力F始终竖直向上,则F的大小( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.大小不变 D.先变大后变小
【答案】C
【详解】由图知道,O为支点,若对A点施加的力F始终竖直向上,油桶围绕支点O匀速转动到如图乙所示位置,动力和阻力的方向不变,根据相似三角形的性质知道,动力臂和阻力臂之比不变,阻力大小不变,由杠杆平衡条件知道,所用力F的大小不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.如图所示,某同学将一漂浮在水面的密封饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入在水中后,继续向下压一段距离,共用时t0 ,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】开始饮料罐漂浮在水面上,浮力等于重力,浮力不为零,将密封饮料罐缓慢按入水中,排开水的体积变大,由F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力变大,当它完全浸没后,不管怎样移动,排开水的体积不再变化,由F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力保持不变。
A.图中开始物体受到的浮力为零,故A不符合题意;
B.饮料罐没有完全浸入水中,饮料罐缓慢向下运动,可看做是匀速运动,浮力随时间的增加应该也是均匀变化的,图中浮力随时间增加不是均匀变化的,故B不符合题意;
C.图中表示一开始就受到浮力作用,然后浮力逐渐增加,饮料罐缓慢向下运动,可看做是匀速运动,浮力随时间的增加应该也是均匀变化的,最后浮力保持不变,故C符合题意;
D.图中表示物体完全浸没后的图像,不管怎样移动,排开水的体积不再变化,受到的浮力保持不变,故D不符合题意。
故选C。
11.如图,杠杆的A端与滑块M相连,OA始终在水平位置保持静止,滑块M在圆弧形支架上缓慢滑动的过程中,绳对A端拉力逐渐减小。下列说法正确的是( )
A.滑块可能从Q点滑至P点
B.滑块可能从M点滑至Q点
C.滑块可能从P点滑至M点
D.滑块可能从P点滑至Q点
【答案】C
【详解】A.滑块从Q点滑至P点时,阻力和阻力臂不变,动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力先变小后变大,故A不符合题意;
B.滑块从M点滑至Q点时,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力变大,故B不符合题意;
C.滑块从P点滑至M点时,阻力和阻力臂不变,动力臂变长,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力变小,故C符合题意;
D.滑块从P点滑至Q点时,阻力和阻力臂不变,动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力先变小后变大,故D不符合题意。
故选C。
12.如图,在不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦和滑轮重的情况下,拉力F=6N,物体A在1分钟内匀速前进1m,则( )
A.物体所受的摩擦力为12N
B.拉力做功为6J
C.拉力的功率为24W
D.如果考虑滑轮与绳之间的摩擦,实际拉力为7N时物体能匀速前进,则此滑轮组的机械效率约为85.7%
【答案】D
【详解】A.不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦和滑轮重,由图可知,滑轮组绳子的有效段数n=3,所以物体所受的摩擦力为
故A不符合题意;
B.绳子自由端移动的距离
拉力做功为
故B不符合题意;
C.拉力的功率为
故C不符合题意;
D.滑轮组的有用功
滑轮组的总功
滑轮组的机械效率
故D符合题意。
故选D。
13.如图所示,有一段弹簧固定在水平桌面上(图甲),将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(图乙),用竖直向下的力F压小球至图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(图丁),不计空气阻力的影响。从撤去力F开始,到小球第一次运动到A点的过程中,下列说法中错误的是( )
A.整个过程中,小球受到的合力先变小后变大
B.小球离开弹簧时,受到的合力最小
C.小球离开弹簧前,速度先增大后减小
D.小球在A点时,速度为零,处于平衡状态
【答案】BD
【详解】ABC.从撤去力F开始,小球受到弹簧向上的弹力和向下的重力。开始时,弹力大于重力,合力方向向上,大小等于弹力减去重力,小球加速运动;随着弹簧的伸长,弹力逐渐减小,合力逐渐减小。当弹力等于重力时,合力为零。之后弹力继续减小,小于重力,合力方向向下,大小等于重力减去弹力,合力逐渐变大,小球做减速运动。整个过程中,小球受到的合力先变小后变大,故AC正确,不符合题意;B错误,符合题意;
D.小球到达A点速度为零,只受重力作用,此时受力不平衡,所以不是平衡状态,故D错误,符合题意。
故选BD。
14.如图所示,工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升,绳子自由端移动的速度为0.4m/s,动滑轮的质量为3kg,忽略绳重和摩擦,则( )
A.经过10s建筑材料被提升4m
B.工人对绳子的拉力为300N
C.经过10s工人做的有用功为2280J
D.此过程中该滑轮组的机械效率为95%
【答案】BD
【详解】A.由,绳子自由端移动的距离
由图可知,由可得建筑材料被提升的高度
故A不符合题意;
B.建筑材料的重力
动滑轮的重力
因为忽略绳重和摩擦,所以绳子自由端的拉力
故B符合题意;
C.经过10s工人做的有用功
故C不符合题意;
D.拉力做的总功
此过程中该滑轮组的机械效率
故D符合题意。
故选BD。
三、作图题(每题2分,共4分)
15.如图所示是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图,当水箱内的水达到一定深度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水,请在图中作出力F2的力臂l2。
【答案】
【详解】力臂是指支点到力的作用线的距离。已知支点和阻力的方向,过支点作力的作用线的垂线段即可;过支点O分别作阻力F2作用线的垂线段即为阻力臂l2,如图所示
16.如图所示的过山车是一项惊险刺激的娱乐项目。如图所示是过山车部分轨道(不光滑)的示意图,过山车(小球代替)沿弧形轨道从a点运动到b点后进入竖直圆形轨道经过c点,然后通过d点继续上升,请在图中画出过山车(小球)在d点受力的示意图(不计空气阻力)。
【答案】
【详解】小球在d点受到竖直向下的重力、沿管道向下的摩擦力与垂直于轨道向上的支持力,过小球的重心分别做竖直向下、沿管道向下、垂直于轨道向上的带箭头的直线分别表示重力、摩擦力、支持力,如图所示:
四、实验探究题(共3小题,每空1分,共19分)
17.如图1所示是小杨探究“浮力大小与哪些因素有关”实验,他将同一物体分别放在不同液体中。
(1)由图1中甲乙可知此时物体浸在水中所受浮力的大小为 N;
(2)由图1甲、丙、丁三图可知,浮力大小和浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);由图1甲、丁、戊三图可知,浮力大小和 有关;
(3)分析丁、戊两图,比较水对烧杯底的压强和液体对烧杯底的压强的大小关系,则 (选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)图2中反映物体浮力大小和物体下表面在水中的深度h关系的图像是 (选填“A”或“B”)(金属块未接触容器底);
(5)在实验过程中,小杨还发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度:
将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
将挂在弹簧测力计下的物体 水中,此时弹簧测力计的读数为F;
物体的密度表达式为 (用G、F和来表示)。
【答案】(1)1.6
(2) 无关 液体的密度
(3)大于
(4)A
(5) 浸没
【详解】(1)图1乙中,测力计分度值为0.2N,示数为4.4N,根据称重法,可知此时物体浸在水中所受浮力的大小为
(2)[1]丙、丁中,只改变浸没的深度,测力计示数不变,根据称重法可知浮力不变,说明浮力大小和浸没的深度无关。
[2]丁、戊中,只改变液体的密度,测力计示数改变,根据称重法可知浮力改变,说明浮力大小和液体密度有关。
(3)分析丁、戊两图,丁中测力计示数较小,根据称重法可知浮力较大,根据可知丁中水的密度大于戊中液体的密度,两个烧杯中液体深度相同,根据可知水对烧杯底的压强大于液体对烧杯底的压强。
(4)物体浸没之前,随着深度增加,物体排开液体的体积增大,受到的浮力增大,物体浸没后,排开液体的体积不变,所受的浮力大小不变,所以物体的浮力是先增大后不变,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(5)[1][2]将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;将挂在弹簧测力计下的物体浸没水中,此时弹簧测力计的读数为F;则物体浸没时受到的浮力,根据可知物体的体积为
则物体密度为
18.如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下,推动放在水平桌面上的同一小木块向前移动一段距离后停下完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中h1>h2=h3,mA=mB<mC。
(1)小钢球的动能大小是通过 来反映的,这种研究问题的方法叫做 法;
(2)分析比较甲和乙两组实验可知,物体质量相同时, ;
(3)分析比较乙和丙两组实验,B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑的目的是 ;
(4)若桌面过于光滑,则 (选填“更利于”或“不利于”)探究得出结论;
(5)若利用这个装置探究牛顿第一定律,让同一小球从斜面的同一高度由静止滑下,小球在木板上比在毛巾上运动的距离远,小球克服木板的摩擦力做的功为W1,小球克服毛巾的摩擦力做的功为W2,则W1 W2(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1) 小木块移动的距离 转换
(2)速度越大,动能越大
(3)使B、C两球到达水平面时的速度相同
(4)不利于
(5)=
【详解】(1)[1][2]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,钢球动能的大小不容易直接观察比较,可以让钢球推动木块做功,通过比较木块移动的距离,来反应钢球动能的大小,这种研究问题的方法,叫做转换法。
(2)分析比较甲和乙两组实验可知,质量相同的A、B两个小球,从不同高度处滚下,A球开始滚下的高度更高,A球到达水平面时速度会更大,A球推动木块移动的距离更长,说明A球的动能更大,于是总结结论:物体质量相同时,速度越大,动能越大。
物体质量相同时,
(3)分析比较乙和丙两组实验,质量不同的B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑,可以探究动能与质量的关系,按照控制变量的要求,此时许控制两球速度相同,B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑,目的就是:使B、C两球到达水平面时的速度相同。
(4)桌面过于光滑,木块会从桌面另一端滑落,无法通过木块移动距离判断小球具有动能大小。所以,桌面过于光滑,不便于探究得出结论。
(5)让同一小球从斜面的同一高度由静止滑下,小球到达斜面底端速度相同,动能相同,最终小球停止,速度变为0,动能变为0,小球在水面上滑动的过程要克服摩擦力做功,要消耗机械能,这两次消耗的机械能相等,这两次克服摩擦力做的功相等。所以,小球克服木板的摩擦力做的功为W1,克服毛巾的摩擦力做的功为W2,W1=W2。
19.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3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,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会 ,原因是 ;
(4)如图戊所示装置是老师制作的“杠杆力臂演示仪”。杠杆自身质量和摩擦忽略不计,O为支点, A、D为左右两端点。AO=0.8m,OB=0.2m。如图在竖直背景面的白纸上作以O为圆心、OB长为半径的圆(在图中未画出作为背景的白纸)。
①实验时在A点挂上重物G,为使杠杆在水平位置平衡,需在B点沿竖直向下方向施加16N的拉力F,则G为 N;
②保持A点所挂重物不变,撤去拉力F,在BD间任一位置施加拉力F,大小为16N不变。为使杠杆始终能在水平位置平衡,发现拉力方向延长线均需要满足 的要求(填圆与线的位置关系)。
【答案】(1)右
(2)D
(3) 变大 根据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大
(4) 4 拉力方向延长线与圆相切
【详解】(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小。
(2)设杠杆每个格的长度为,每个钩码的重力为,钩码个数为,根据杠杆的平衡条件,则
解得,则需挂4个钩码。
(3)[1][2]保持C点不变,当弹簧测力计从丙图位置转到丁图位置时,弹簧测力计拉力F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,则动力变大,则弹簧测力计的示数变大。
(4)[1]根据杠杆的平衡条件可得
则
[2]在BD间任一位置施加拉力F,大小为16N不变,即动力不变,阻力、阻力臂也不变,故动力臂应保持不变,由几何关系可得,动力臂恒为圆的半径,拉力方向延长线与圆相切。
五、计算题(共17分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
20.(8分)用弹簧测力计悬挂一个圆柱形物体A,将其放置于空烧杯中,然后逐渐向烧杯中倒水,整个过程中保持物体A的位置不动,如图甲所示,依次测出烧杯中水的深度h和对应的弹簧测力计示数F,绘制了如图乙所示的图像。求:(1)物体A重多少N;(2)物体A的高度为多少cm;(3)物体A的密度为多大?
【答案】(1) 25;(2) 20;(3) 1.25×103kg/m3
【详解】(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为25N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
G=F=25N
物体A重25N。
(2)由图象可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力为不再改变,此时弹簧测力计的示数为5N,水的深度为25cm,则物体的高度为
25cm−5cm=20cm
物体的高度为20cm。
(3)物体A完全浸没后受到的浮力
F浮=G−F拉=25N−5N=20N
由F浮=ρgV排得
V排=V物===2×10−3m3
物体A的质量
m物= = =2.5kg
物体A的密度
ρ物===1.25×103kg/m3
物体A的密度为1.25×103kg/m3。
答:(1)物体A重25N;
(2)物体A的高度为20cm;
(3)物体A的密度为1.25×103kg/m3。
21.(9分)小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图1所示,她查阅相关资料后,画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图2所示。已知物体的重为3000N,拉力为1500N,物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求:
(1)绳端移动的距离;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)15m
(2)
(3)66.7%
【详解】(1)由图可知,滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3,绳端移动的距离为s=nh=nvt=3×0.5m/s×10s=15m
(2)拉力的功率为
(3)滑轮组的机械效率
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