精品解析:上海市宝山区2024-2025学年八年级下学期期末测试物理试题
2025-06-27
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2份
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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 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | 上海市 |
| 地区(区县) | 宝山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.89 MB |
| 发布时间 | 2025-06-27 |
| 更新时间 | 2025-06-27 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52765031.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024学年度第二学期期末测试
八年级物理试卷
时间:60分钟 满分:100分
一、学科基础
1. 某金属矿石如图所示,可通过测量矿石样品的________和_________,计算出矿石的__________,从而初步鉴别金属矿石的种类。(填写相关物理量的名称)
2. 图(a)、(b)中的情景表示了力的作用效果,其中图_______主要表示力能使物体的运动状态发生改变;图______主要表示力能使物体发生形变。[均选填“(a)”或“(b)”]
3. 如图所示,熟透的苹果从枝头掉落。
(1)苹果在下落过程中,质量_________,动能_________,重力势能_________(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)苹果下落时会受到空气阻力的作用。请在图中画出苹果A下落时受到的重力G和空气阻力的示意图。
4. 如图所示,拉杆式书包是一种结合传统书包和拉杆设计的新型书包。
(1)书包肩带做得比较宽,是为了___________;
A. 增大压力 B. 增大压强 C. 减小压力 D. 减小压强
(2)拉杆式书包,使用时相当于__________杠杆(选填“省力”或“费力”)。若拉动重力为50N的书包,动力臂是阻力臂的5倍,则竖直向上的拉力F至少是__________N。
5. 地球被一层厚厚的大气包围着,大气压与我们的生活息息相关。
(1)1个标准大气压约为________Pa。意大利科学家__________(选填“托里拆利”或“帕斯卡”)首先测定了大气压强的值;
(2)海拔高度越高,空气越__________(选填“稠密”或“稀薄"),大气压强就越__________(选填“大”或“小”);
(3)下列家用工具中,利用大气压强工作的是____________。
A. 电水壶 B. 吸尘器 C. 扫把 D. 洗衣机
6. 大型客机是重要的现代交通工具,C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机。
(1)飞机机翼的特殊构造使其获得向上的升力,从而能在空中安全翱翔。机翼横截面大致形状应为___________。
A. B.
C D.
(2)机翼的特殊构造使机翼上方的空气流速___________下方的空气流速,从而使机翼上方的气压_________下方的气压。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
7. 炎热的夏季,小宝在喝冰水时发现冰块总是漂浮在水面上,如图所示。
(1)冰块密度为,其单位读作____________。浮在水面上的冰块受到的重力G__________浮力(选填“大于”“等于”或“小于”);
(2)请在图中用力的示意图画出杯子对桌面的压力F;
(3)试计算冰块在水面以下部分的体积与总体积的比值;
(4)过一段时间,冰块熔化成水,杯中液面___________(选填“上升”、“不变”或“下降”)
8. 如图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。如图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。则过山车在___________点动能最大,B点重力势能的大小___________C点重力势能的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”),D点重力势能的大小_________E点动能的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”)。在这个过程中,过山车的机械能__________(选填“增加”、“不变”或“减少”)。
9. 小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时,有时可以省力,有时不能省力。为了探究上述问题,他重新进行了实验(如图所示),分别测量了滑轮重力驰、重物的重力和拉力F,并将相关数据记录在下表中。
表1
实验序号
1
1.0
1.5
2
2.0
2.0
3
4.0
3.0
表2
实验序号
4
2.0
3.0
5
4.0
4.0
6
6.0
5.0
(1)分析表1和表2中的数据可知:在不能忽略滑轮所受重力的情况下,使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时,“省力”的条件是_____________;
(2)在不能忽略滑轮所受重力的情况下,总结使用动滑轮匀速提升重物时,所需拉力F与滑轮的重力和重物的重力之间关系的表达式:____________;
(3)计算实验序号6,匀速提升重物的机械效率。
10. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,
(1)如图(a)所示,此实验装置名称是___________;
(2)如图(b)、(c)和(d)所示,金属盒置于同种液体的不同位置处,可研究液体压强与_________的关系;
(3)为了探究液体压强与液体密度的关系,可将金属盒先后放在图(e)、(f) 中___________位置测量(请填写字母)。
11. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中,
(1)实验前,杠杆静止在如图所示的位置,此时杠杆_____________平衡状态(选填“处于”或“不处于”)。为了方便实验,应使杠杆在___________位置平衡,其目的是为了_________。
(2)小宝同学猜想杠杆平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。经过实验,得到表3数据:
表3
动力
动力臂
阻力
阻力臂
4
5
5
4
分析表中数据,可知小宝的猜想是正确的,即杠杆的平衡条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂。你认为小宝的实验存在的问题是____________________。
12. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,小明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)将木块放在水平木板上,木块对木板的压力与木板对木块的支持力是一对_________力;
(2)用弹簧测力计沿水平方向拉动木块(木板静止不动),使木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小__________弹簧测力计的示数(选填“大于”“等于”或“小于”),理由是_________;
(3)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与__________有关;____________两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(4)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,并将测得的数据记录在表4中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法__________(选填“正确”或“错误”),理由是____________。
表4
次数
木块大小
接触面积
摩擦力
1
整块
150
1.5
2
三分之二块
100
1.0
3
三分之一块
50
0.6
二、学科综合
13. 小宝同学在锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力。
(1)以O为支点,请在图中作出动力F的力臂。
(2)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑力F如何变化?__________,并说明理由_______________。
14. 如图所示,工人用相同的滑轮A、B组成滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m,用时为8s,工人所用拉力F为250N。求:
(1)滑轮_________是动滑轮(选填“A”或“B”)。
(2)滑轮A的重力。
(3)此滑轮组的机械效率。
(4)拉力F的功率。
15. 新疆达坂城盐湖索有“中国死海”之称。小宝利用随身携带的砝码盒以及圆柱形有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品测量湖中盐水的密度(如图所示)。
(a)取一根与铁皮罐等高的细线,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号。
(b)在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中。
(c)在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中。
(d)将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。
求:
(1)铁皮罐和沙石的总质量M;
(2)此铁皮罐的体积V;
(3)盐水的密度。
16. “精准吊装”测试是机器人性能考核的一个环节。测试机器人需将长短不一的长方体(横截面为正方形)木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放在水平试验平台上,如图所示。已知木块横截面的边长均为l=0.2m,密度均为ρ=0.5×103kg/m3,长度分别为1m、2m、3m、4m……。(g取10N/kg)求:
(1)第一块木块叠放好后,木块对水平试验平台的压强p。
(2)若该平台能够承受的最大压强,则平台上最多能叠放几块木块?
(3)表5为“精准吊装”测试考核要求。某款机器人顺利完成“任务②叠放第二块木块”测试任务,则此机器人的机械功率至少为多少瓦?
表5
任务
任务内容
完成时间(不超过)
①
叠放第一块木块
5秒
②
叠放第二块木块
10秒
③
叠放第三块木块
20秒
④
叠放第四块木块
35秒
⑤
……
……
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2024学年度第二学期期末测试
八年级物理试卷
时间:60分钟 满分:100分
一、学科基础
1. 某金属矿石如图所示,可通过测量矿石样品的________和_________,计算出矿石的__________,从而初步鉴别金属矿石的种类。(填写相关物理量的名称)
【答案】 ①. 质量 ②. 体积 ③. 密度
【解析】
【详解】[1][2][3]密度是物质一种特性,不同的物质的密度一般不同,所以可以根据密度鉴别物质的种类;根据知道,可通过测量矿石样品的质量和体积,计算出矿石的密度,从而初步鉴别金属矿石的种类。
2. 图(a)、(b)中的情景表示了力的作用效果,其中图_______主要表示力能使物体的运动状态发生改变;图______主要表示力能使物体发生形变。[均选填“(a)”或“(b)”]
【答案】 ①. (a) ②. (b)
【解析】
【详解】[1]力的作用效果之一是改变物体的运动状态,包括运动速度的改变和运动方向的改变。图(a)中球被击打后运动方向发生明显变化,所以是改变了运动状态。
[2]力的作用效果之二是使物体发生形变。图(b)中弓被拉开,弓的形状发生了变化,所以是使物体发生了形变。
3. 如图所示,熟透的苹果从枝头掉落。
(1)苹果在下落过程中,质量_________,动能_________,重力势能_________(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)苹果下落时会受到空气阻力的作用。请在图中画出苹果A下落时受到的重力G和空气阻力的示意图。
【答案】(1) ①. 不变 ②. 变大 ③. 变小
(2)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
[1]因为质量是物体的固有属性,所以苹果在下落过程中,苹果质量不变。
[2]动能的大小与质量、速度有关,苹果在下落过程中,质量不变,速度增大,所以动能变大。
[3]重力势能的大小与质量、高度有关,苹果在下落过程中,质量不变,高度减小,所以重力势能变小。
【小问2详解】
苹果在下落过程中,受到的重力方向竖直向下,空气阻力和运动方向相反,因为苹果在加速下落,所以苹果受到阻力小于重力,如图如下:
【点睛】
4. 如图所示,拉杆式书包是一种结合传统书包和拉杆设计的新型书包。
(1)书包的肩带做得比较宽,是为了___________;
A. 增大压力 B. 增大压强 C. 减小压力 D. 减小压强
(2)拉杆式书包,使用时相当于__________杠杆(选填“省力”或“费力”)。若拉动重力为50N的书包,动力臂是阻力臂的5倍,则竖直向上的拉力F至少是__________N。
【答案】(1)D (2) ①. 省力 ②. 10
【解析】
【小问1详解】
书包带较宽是在压力一定时,增大受力面积减小书包对肩膀的压强,背书包时舒服些,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【小问2详解】
[1]由图知道,拉杆式书包,使用时动力臂大于阻力臂,相当于一个省力杠杆。
[2]根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,若动力臂是阻力臂的5倍,那么动力就是阻力的,即
5. 地球被一层厚厚的大气包围着,大气压与我们的生活息息相关。
(1)1个标准大气压约为________Pa。意大利科学家__________(选填“托里拆利”或“帕斯卡”)首先测定了大气压强的值;
(2)海拔高度越高,空气越__________(选填“稠密”或“稀薄"),大气压强就越__________(选填“大”或“小”);
(3)下列家用工具中,利用大气压强工作的是____________。
A. 电水壶 B. 吸尘器 C. 扫把 D. 洗衣机
【答案】(1) ①.
1.0×10⁵ ②.
托里拆利 (2) ①.
稀薄 ②.
小 (3)B
【解析】
【小问1详解】
[1][2]意大利科学家托里拆利用一根玻璃管第一个测量出大气压的值,一个标准大气压的大小约相当于毫米水银柱所产生的压强,大小为。
【小问2详解】
[1][2]大气压受到海拔高度的影响,是因为海拔高度越高,空气就稀薄,大气压就越小,反之,海拔高度越低,空气就稠密,大气压就越大。
【小问3详解】
A.电水壶是利用电流的热效应工作的,故A不符合题意;
B.吸尘器先将内部气体排出,导致内部气压小,在外部气压的作用下,将灰尘吸入内部,故B符合题意;
C.扫把是费力杠杆,可以省距离,利用了杠杆原理,故C不符合题意;
D.洗衣机消耗电能,将电能转化为机械能,原理是通电导线在磁场中受到力的作用,故D不符合题意。
故选B。
6. 大型客机是重要的现代交通工具,C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机。
(1)飞机机翼的特殊构造使其获得向上的升力,从而能在空中安全翱翔。机翼横截面大致形状应为___________。
A. B.
C. D.
(2)机翼的特殊构造使机翼上方的空气流速___________下方的空气流速,从而使机翼上方的气压_________下方的气压。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】(1)C (2) ①. 大于 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
要使飞机的机翼获得向上的升力,需要机翼上表面的流速大,压强小,机翼下表面的流速小,压强大;根据公式可得,符合需要的机翼形状应为:空气流过上半部分的路程要大于下半部分的路程,对比以上四种形状的机翼,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]根据公式可知,机翼的特殊构造使机翼上方的空气流速大于下方的空气流速,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,从而使机翼上方的气压小于下方的气压,在机翼的上下表面就产生了压强差,正是这个压强差为飞机机翼提供了向上的升力。
7. 炎热的夏季,小宝在喝冰水时发现冰块总是漂浮在水面上,如图所示。
(1)冰块的密度为,其单位读作____________。浮在水面上的冰块受到的重力G__________浮力(选填“大于”“等于”或“小于”);
(2)请在图中用力的示意图画出杯子对桌面的压力F;
(3)试计算冰块在水面以下部分的体积与总体积的比值;
(4)过一段时间,冰块熔化成水,杯中液面___________(选填“上升”、“不变”或“下降”)。
【答案】(1) ①. 千克每立方米 ②. 等于
(2) (3)
(4)不变
【解析】
【小问1详解】
[1]kg/m3读作“千克每立方米”。
[2]根据浮沉条件知道,浮在水面上的冰块受到的重力G大小等于冰块受到的浮力。
【小问2详解】
水杯对桌面的压力,受力物体是桌面,作用点在桌面上,方向垂直于水平桌面向下;从力的作用点起,沿力的方向画一条带箭头的线段,用F表示,如下图
【小问3详解】
根据阿基米德原理,冰块受到的浮力
冰块重力
由于冰块漂浮在水面上,所以
即
冰块在水面以下部分的体积与总体积的比值
【小问4详解】
由于冰块漂浮,则,由阿基米原理知道,
又因为冰熔化前后重力不变,
则有
因为,
所以
故
所以冰熔化前后水面不升也不降,杯中液面不变。
8. 如图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。如图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。则过山车在___________点动能最大,B点重力势能的大小___________C点重力势能的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”),D点重力势能的大小_________E点动能的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”)。在这个过程中,过山车的机械能__________(选填“增加”、“不变”或“减少”)。
【答案】 ①. C ②. 大于 ③. 小于 ④. 减小
【解析】
【详解】[1][2][3]由图甲可知,C点在地面上,由图乙可知,过山车的动能在C点最大,在B点的动能最小,B点的重力势能最大,C点的重力势能为零,B点重力势能大于C点重力势能,D点重力势能小于E点动能。
[4]由于机械能等于动能和势能的总和,由图乙可知,从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中,重力势能与动能之和越来越小,所以在这个过程中,过山车的机械能减小。
9. 小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时,有时可以省力,有时不能省力。为了探究上述问题,他重新进行了实验(如图所示),分别测量了滑轮的重力驰、重物的重力和拉力F,并将相关数据记录在下表中。
表1
实验序号
1
1.0
1.5
2
2.0
2.0
3
4.0
3.0
表2
实验序号
4
2.0
3.0
5
4.0
4.0
6
6.0
5.0
(1)分析表1和表2中的数据可知:在不能忽略滑轮所受重力的情况下,使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时,“省力”的条件是_____________;
(2)在不能忽略滑轮所受重力的情况下,总结使用动滑轮匀速提升重物时,所需拉力F与滑轮的重力和重物的重力之间关系的表达式:____________;
(3)计算实验序号6,匀速提升重物的机械效率。
【答案】(1)动滑轮重力小于物体的重力
(2) (3)60%
【解析】
【小问1详解】
分析表1和表2中的数据,当动滑轮的重力小于物重时,施加的拉力小于物体的重力,否则不省力,因此“省力”的条件是动滑轮的重力小于物体的重力。
【小问2详解】
表1和表2数据中,每组数据中物体的重力与动滑轮重力总和的一半为绳末端的拉力,因此所需拉力F与滑轮的重力和重物的重力之间关系的表达式为
【小问3详解】
动滑轮连接绳子的股数为2,验序号6,匀速提升重物的机械效率为
10. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,
(1)如图(a)所示,此实验装置名称是___________;
(2)如图(b)、(c)和(d)所示,金属盒置于同种液体的不同位置处,可研究液体压强与_________的关系;
(3)为了探究液体压强与液体密度的关系,可将金属盒先后放在图(e)、(f) 中___________位置测量(请填写字母)。
【答案】(1)U形管压强计 (2)深度
(3)B、C
【解析】
【小问1详解】
图(a)中是探究液体压强特点的U形管压强计,通过观察U形管液面的高度差来表示压强大小。
【小问2详解】
图(b)、(c)和(d)所示,液体的密度相同,探头所处的深度不同,U形管液面的高度差不同,因此可探究液体压强与深度之间的关系。
【小问3详解】
为了探究液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,因此可将金属盒先后放在图(e)、(f) 中B、C位置。
11. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中,
(1)实验前,杠杆静止在如图所示的位置,此时杠杆_____________平衡状态(选填“处于”或“不处于”)。为了方便实验,应使杠杆在___________位置平衡,其目的是为了_________。
(2)小宝同学猜想杠杆平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。经过实验,得到表3数据:
表3
动力
动力臂
阻力
阻力臂
4
5
5
4
分析表中数据,可知小宝的猜想是正确的,即杠杆的平衡条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂。你认为小宝的实验存在的问题是____________________。
【答案】(1) ①. 处于 ②. 水平 ③. 直接读出力臂大小
(2)只进行了一次实验,实验结论具有偶然性
【解析】
【小问1详解】
[1]杠杆的平衡状态包括静止状态或匀速转动状态,实验前,杠杆静止,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]实验时钩码提供的重力方向竖直向下,当杠杆水平位置平衡时,杠杆与重力方向垂直,此时力臂刚好等于杠杆上对应的长度,力臂可以直接读出,故当杠杆水平位置平衡时,便于直接读出力臂的大小。
【小问2详解】
表3数据中,只有一组数据,即只进行了一次实验,则实验结论不准确,具有偶然性。
12. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,小明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)将木块放在水平木板上,木块对木板的压力与木板对木块的支持力是一对_________力;
(2)用弹簧测力计沿水平方向拉动木块(木板静止不动),使木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小__________弹簧测力计的示数(选填“大于”“等于”或“小于”),理由是_________;
(3)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与__________有关;____________两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(4)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,并将测得的数据记录在表4中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法__________(选填“正确”或“错误”),理由是____________。
表4
次数
木块大小
接触面积
摩擦力
1
整块
150
1.5
2
三分之二块
100
1.0
3
三分之一块
50
0.6
【答案】(1)相互作用
(2) ①. 等于 ②. 木块受力平衡,水平方向上木块受到的滑动摩擦力与拉力二力平衡
(3) ①. 压力大小 ②. 甲、丙
(4) ①. 错误 ②. 在改变接触面积时,没有控制压力大小不变
【解析】
【小问1详解】
将木块放在水平木板上,由于木块重力的作用,木块会对木板产生一个竖直向下的压力,根据物体间力的作用是相互的,木板也会对木块产生一个竖直向上的方向相反的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,故它们是一对相互作用力。
【小问2详解】
[1][2]由题意可知,木块在水平方向上做匀速直线运动,处于受力平衡状态,由对木块受力分析可知,在水平方向上木块受水平向左的滑动摩擦力和水平向右的弹簧测力计的拉力作用,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,二力平衡,所以此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
小问3详解】
[1]由题意可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;由甲、乙两图可知,在控制接触面相同的情况下,增大压力的大小,使滑动摩擦力的大小由1.5N增大为2N,这说明滑动摩擦力随压力的变大而变大,所以甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
[2]由甲、丙两图可知,在控制压力大小相同情况下,增大接触面的粗糙程度,使滑动摩擦力的大小由1.5N增大为2.2N,这说明接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。所以甲、丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
【小问4详解】
[1][2]小明在研究滑动摩擦力的大小与接触面的面积的关系时,需要控制压力大小和接触面的粗糙程度不变;他采取将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,并将测得的数据记录在表4中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是错误的,因为小明在改变木块与木板的接触面积时,没有控制压力大小不变,接触面上的压力大小也被改变了。
二、学科综合
13. 小宝同学在锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力。
(1)以O为支点,请在图中作出动力F的力臂。
(2)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑力F如何变化?__________,并说明理由_______________。
【答案】(1) (2) ①. 变大 ②. 根据杠杆平衡条件,人体重力不变,重力的力臂变大、支撑力的力臂减小,所以支撑力F变大
【解析】
【小问1详解】
过支点O作动力F作用线垂线段,该垂线段就是动力F的力臂l(标注垂足)。如图所示:
【小问2详解】
[1][2]以O为支点,若增大脚尖与墙壁的距离,人体重力G是阻力保持不变,其阻力臂会变大(脚尖离墙远,重心水平方向远离支点);动力F的动力臂会变小(手掌到支点水平距离变小)。根据杠杆平衡条件
则动力
由于G不变,变大、减小,所以支撑力F变大。
14. 如图所示,工人用相同的滑轮A、B组成滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m,用时为8s,工人所用拉力F为250N。求:
(1)滑轮_________是动滑轮(选填“A”或“B”)。
(2)滑轮A的重力。
(3)此滑轮组的机械效率。
(4)拉力F的功率。
【答案】(1)B (2)100N (3)80% (4)125W
【解析】
【小问1详解】
轴固定不动的滑轮为定滑轮,随物体一起运动的滑轮是动滑轮,由图可知,B是动滑轮。
【小问2详解】
由图可知,滑轮组的有效绳子段数为n=2,由
得,滑轮A的重力G动=2F-G=2×250N-400N=100N
【小问3详解】
绳子自由端移动的距离为s=nh=2×2m=4m
滑轮组的机械效率
【小问4详解】
拉力F做的功为W总=Fs=250N×4m=1000J
则拉力F的功率为
15. 新疆达坂城盐湖索有“中国死海”之称。小宝利用随身携带的砝码盒以及圆柱形有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品测量湖中盐水的密度(如图所示)。
(a)取一根与铁皮罐等高的细线,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号。
(b)在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中。
(c)在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中。
(d)将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。
求:
(1)铁皮罐和沙石的总质量M;
(2)此铁皮罐的体积V;
(3)盐水的密度。
【答案】(1)0.5kg
(2)1×10-3m3
(3)1.2×103kg/m3
【解析】
【小问1详解】
由(b)图可知,一半浸入水中漂浮时受到的浮力
在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水gV排2=ρ水gV罐
由于铁皮罐处于漂浮,(b)图中浮力为F浮1=G罐
(c)图中浮力为F浮2=G罐+G砝码1
所以F浮2-F浮1=G砝码1
即
铁皮罐的体积
一半浸入水中漂浮时受到的浮力
由于铁皮罐漂浮在水面上,则铁皮罐和沙石的总重力G总=F浮1=5N
铁皮罐和沙石的总质量
【小问2详解】
由(1)可知铁皮罐的体积是1×10-3m3。
【小问3详解】
将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得F浮3=G罐+G砝码2
即ρgV罐=G罐+G砝码2
盐水的密度
16. “精准吊装”测试是机器人性能考核的一个环节。测试机器人需将长短不一的长方体(横截面为正方形)木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放在水平试验平台上,如图所示。已知木块横截面的边长均为l=0.2m,密度均为ρ=0.5×103kg/m3,长度分别为1m、2m、3m、4m……。(g取10N/kg)求:
(1)第一块木块叠放好后,木块对水平试验平台的压强p。
(2)若该平台能够承受的最大压强,则平台上最多能叠放几块木块?
(3)表5为“精准吊装”测试考核要求。某款机器人顺利完成“任务②叠放第二块木块”测试任务,则此机器人的机械功率至少为多少瓦?
表5
任务
任务内容
完成时间(不超过)
①
叠放第一块木块
5秒
②
叠放第二块木块
10秒
③
叠放第三块木块
20秒
④
叠放第四块木块
35秒
⑤
……
……
【答案】(1)1000Pa
(2)5块 (3)8W
【解析】
【小问1详解】
第一块木块的体积
第一块木块的质量
第一块木块的受到的重力
第一块木块对水平实验台的压力
第一块木块与水平实验台的接触面积
第一块木块对水平实验台的压强
【小问2详解】
同上述求解第一块木块受到的重力的方法可知,第二、三、四、五块木块受到的重力分别为、、、
平台上最多能承受的压力
平台上放置的五块木块的总重力
故平台上最多能放5块木块。
【小问3详解】
叠放第二块木块时机器人做的功
此过程需要的时间,故此机器人的机械功率至少为
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