河北省石家庄市栾城区2024-2025学年八年级下学期期末物理试卷
2025-07-11
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内容正文:
2024-2025学年河北省石家庄市栾城区八年级(下)期末物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1.下列估测数据中符合实际的是( )
A. 一名中学生所受的重力约为50N
B. 一名中学生站立时对地面的压强约
C. 手托两个鸡蛋的力约为100N
D. 一名中学生从一楼上到二楼所做的功约为150J
2.学习了物理知识,下列说法中正确的是( )
A. 人推桌子未推动,是因为此时人的推力小于地面对桌子的摩擦力
B. 运动员举着杠铃不动时,人对杠铃的支持力做了功
C. 在平直的公路上匀速行驶的汽车,受平衡力作用
D. 物体受平衡力的作用,一定保持静止状态
3.“它是你最亲密的伙伴,陪你度过每一个旅程,请系好安全带。”下列说法正确的是( )
A. 安全带较为“宽大”,是为了增大对人体的压强
B. 安全带是在汽车撞击障碍物时,减小人体的惯性
C. 头枕是在汽车被追尾时,能对头和颈起保护作用
D. 通过方向盘改变汽车行驶方向,目的是为了省距离
4.2025年春晚节目《秧BOT》是机器人和舞蹈演员一起表演的创意融合舞蹈,整个表演令人眼前一亮。在喜庆的氛围中也彰显了我国极为先进的人工智能算法和精确的运动控制技术。下列有关机器人表演说法错误的是( )
A. 地面对机器人的支持力就是地面产生的弹力
B. 机器人一只脚悬空表演与两只脚站立表演,它对地面产生的压力大小不变
C. 机器人静止时,它受到的重力和机器人对地面的压力是一对相互作用力
D. 机器人手中的手绢不断翻飞,说明力可以改变物体的运动状态
5.图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A. 图A中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B. 图B中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C. 图C中液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D. 图D中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
6.如图甲为乒乓球发球机,某次发出一个乒乓球在空中的运动轨迹先后经过a、b位置如图乙所示,乒乓球的能量情况如图丙。下列说法正确的是( )
A. 乒乓球能继续飞行是受到惯性作用
B. a至b之间有力改变乒乓球的运动状态
C. 乒乓球在空中运动的过程中机械能保持不变
D. 乒乓球到达最高点时的动能为零
7.如图所示,下列器件在使用中属于费力杠杆的是( )
A. 独轮车 B. 瓶起子
C. 羊角锤 D. 镊子
8.下列关于功率的说法,正确的是( )
A. 做功所用时间越短,功率越大
B. 单位时间内所做的功越多,功率越大
C. 速度越大,功率越大
D. 功率大的机器所做的功一定比功率小的机器多
9.甲、乙两个完全相同的柱形容器,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有体积相同的A、B两种液体,将一个小球先后放入两个容器中,静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A. A、B两种液体的密度
B. 小球在A、B两种液体中所受浮力
C. 甲、乙两个容器对桌面的压强
D. 甲、乙两个容器对桌面的压力
10.小明爸爸要将质量为90kg的重物搬到高度为1m的车上。为了省力,他用长度为4m的长木板搭了一个斜面,如图所示。之后他用大小为500N、方向沿平行于斜面向上的力F将重物匀速推到车上,用时10s。g取,下列说法正确的是( )
A. 使用斜面不仅能省力,还能省功 B. 小明爸爸所做的额外功为900J
C. 小明爸爸推重物时做功的功率为90W D. 该斜面的机械效率为
二、填空题:本大题共6小题,共18分。
11.跳水项目一直以来都是我国的王牌实力项目。跳水运动员站在跳板上时,跳板被跳水运动员压弯,说明力可以改变物体的______。跳水运动员从跳板跳起后,在运动员腾空上升阶段,动能转化为______能空气阻力忽略不计。
12.中国人民解放军海军山东舰是中国完全自主设计建造的第一艘航空母舰,当舰载机从航母上起飞后,航母所受的浮力将______选填“变大”、“变小”或“不变。舰载机飞行时机翼上方空气的流速比机翼下方的流速大,于是机翼上方的空气压强______填“大于”或“小于”下方的空气压强,这个压强差就使飞机获得了升力。
13.建筑高楼大厦时首先要打好地基。原相同高度的同种地桩,经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示,由此可知,打桩时,三个重锤中______锤的做功本领最大,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,______锤的高度要低一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则______锤的质量要大一些。
14.如图为一高压水枪,该水枪正常工作时的功率为1600W,可产生的压强,则它正常工作5分钟能做______ J的功。若枪口横截面积为,则可以产生______ N的压力。
15.如图所示,分别用力、匀速提升相同质量的物体。其中可以看作省力杠杆的是图______中的滑轮选填“”或“”,不计滑轮重及摩擦,若拉力的大小为20牛,则拉力的大小为______牛。
16.如图所示,小华同学用40N的水平拉力F拉重力为400N的木箱,使木箱在水平面上匀速直线运动前进了4m,若木箱与地面之间的摩擦力是90N。则力F在此过程中做的功为______ J,此过程中该滑轮组的机械效率是______。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
17.请在图中画出杠杆的动力臂和阻力臂。
18.用笔画线代替绳子组装如图所示的滑轮组,使用滑轮组提升重物时最省力。
四、实验探究题:本大题共3小题,共28分。
19.某小组利用图中装置,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
如C图所示,把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______N。
由______两图可以测出物体排开水所受重力的大小。
由以上步骤可初步得出的结论是______。
小红利用图中器材按照下列步骤测出了石块的密度。
用弹簧测力计测出小石块的重力,记为G;
将小石块完全浸在水中,用弹簧测力计测出拉力,记为F;
写出小石块密度的表达式:______水的密度用表示。
20.小艾做“探究杠杆平衡条件”实验,每个钩码重均为。
如图甲所示,实验前,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,这样做的好处是便于在杠杆上直接测量______;
如图乙,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂______个钩码;
用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将______选填“变大”、“不变”或“变小”;
【拓展】:如图为普通超市购物车,小艾同学推车向右前进时遇到门槛,他想竖直向下压车把手,使前轮翘起通过门槛,如图所示;而小炫同学想将购物车掉转车头,竖直向上抬车把手,抬起后轮通过门槛,如图所示,若整车的重心在与中点的正上方,请问______同学选填“小艾”或“小炫”的方案更省力。
21.学习滑轮组的机械效率之后,小明用同样的滑轮,组装成两个滑轮组,完成分两次不同的实验,分别如图甲、乙所示,实验的部分数据如表格所示。
次数
物体重
提升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
2
10
20
2
2
10
实验过程中,沿竖直方向______拉动弹簧测力计。
第一次实验的机械效率为______。
第二次实验如图乙所示,则弹簧测力计移动的距离是______ cm。若忽略绳重和摩擦,则第二次实验测得滑轮组的机械效率应______选填“>”“<”或“=”第一次实验测得滑轮组的机械效率。
若想提高此滑轮组的机械效率,以下措施中不可行的是______选填序号。
①选用轻质动滑轮
②给滑轮的轴心加润滑油
③增加物体被提升的高度
④增大被提升的物体的重力
五、计算题:本大题共2小题,共12分。
22.快递业务服务提升了生活质量,为了提高快递配送效率,可使用如图所示的物流机器人完成快速智能配送。若空载时该物流机器人的重力为,轮胎与地面的总接触面积为,当该物流机器人完成所有配送任务后返回服务站时,在某平直道路上匀速行驶了,用时,已知机器人匀速行驶时,牵引力为120N,g取。求此过程中:
机器人对水平路面的压强为多少帕?
机器人匀速行驶时牵引力所做的功为多少焦?
机器人匀速行驶时牵引力的功率为多少瓦?
23.“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,最大下潜深度达到了10909米。如图甲所示,用起重机将重为的潜水器吊起,我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为,离开水面后吊起时,电动机对钢绳自由端的拉力F为,用时200s,“奋斗者”号匀速上升了10m。若不计绳重及摩擦。求:
“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强。
“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力。
离开水面后吊起时,“奋斗者”号在上升过程中电动机的功率。
滑轮组的机械效率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、一名中学生所受的重力约为500N,故A不符合实际;
B、一名中学生站立时对地面的压力约为500N,与地面的接触面积约为,其对地面的压强约,故B符合实际;
C、手托两个鸡蛋的力约为1N,故C不符合实际;
D、一名中学生从一楼上到二楼上升的高度约为3m,所做的功约为,故D不符合实际。
故选:B。
首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.【答案】C
【解析】解:A、由于桌子未推动,处于静止状态,所以此时人的推力和地面对桌子的摩擦力是一对平衡力,两力的大小相等,故A错误;
B、运动员举着杠铃不动时,有力,但在力的这个方向上没有通过的距离,所以人对杠铃的支持力没有做功,故B错误;
C、在平直的公路上匀速行驶的汽车,处于平衡状态,所以受到的力为平衡力,故C正确;
D、物体受平衡力的作用时,会处于静止状态或做匀速直线运动,故D错误。
故选:C。
物体静止或匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力,两力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在这个方向上通过的距离。
此题主要考查了平衡状态的判断及二力平衡条件的应用,是一道易错题目。
3.【答案】C
【解析】解:A、汽车安全带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,同一物体惯性不会改变,故B错误;
C、当汽车被后车追尾时,车速加快,人由于惯性继续保持原来的运动状态向前运动,头枕能对司机起到保护作用,避免对人造成的伤害,故C正确;
D、方向盘属于轮轴,它的轮比轴大,相当于省力杠杆,通过方向盘改变汽车行驶方向,目的是为了省力,故D错误。
故选:C。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
从后面发生撞击对人起保护作用的是汽车头枕;
方向盘属于轮轴,它的轮比轴大,相当于省力杠杆。
本题考查了改变压强的方法、惯性、杠杆分类,属于基础综合题。
4.【答案】C
【解析】解:A、地面对机器人的支持力就是地面产生的弹力,施力物体是地面,故A正确;
B、机器人一只脚悬空表演与两只脚站立表演,它对地面产生的压力大小不变,都等于自身的重力,故B正确;
C、机器人静止时,它受到的重力和机器人对地面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误;
D、机器人手中的手绢不断翻飞,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选:C。
弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力;
水平面上的物体对水平面产生的压力大小等于自身的重力;
一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上;
力可以改变物体的运动状态。
本题以机器人表演为背景,考查了对弹力、压力、相互作用力、力的作用效果等的认识与理解,属基础题。
5.【答案】B
【解析】解:
A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,水密度和排开水的体积不变,由可知,所受的浮力不变,故A错误;
B.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故B正确;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D.气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故D错误。
故选:B。
根据阿基米德原理,受到的浮力与液体的密度和物体排开的液体的体积有关;
将物体做成中空的可以通过增大排开液体的体积增大浮力;
密度计是用来测量液体密度的工具,是根据物体漂浮时浮力与重力相等的原理制成的;
浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力,当物体受到的浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时,物体上浮。
本题考查了学生对阿基米德原理、增大浮力的方法、物体浮沉条件的理解与掌握,是一道浮力应用的综合题。
6.【答案】B
【解析】解:A、乒乓球能继续飞行是由于乒乓球具有惯性,而不是受到惯性作用。惯性是物体的一种固有属性,不是一种力,不能说“受到惯性作用”,故A错误。
B、乒乓球从a至b的运动过程中,受到重力和空气空气阻力的作用,所以a至b之间有力改变乒乓球的运动状态,故B正确。
C、乒乓球在空中运动时,会受到空气阻力的作用,需要克服空气阻力做功,一部分机械能会转化为内能,所以机械能不守恒,即机械能会减小,故C错误。
D、乒乓球到达最高点时,仍有水平方向的速度,所以动能不为零,故D错误。
故选:B。
对惯性现象的分析,关键是明确所涉及到的物体运动状态发生怎样的改或将要发生怎样的改变,在“改变”与“不变”中进行分析。
力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态。
动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。
动能的大小与物体的质量和运动的速度有关:物体质量越大、速度越大,具有的动能越大。
本题考查了惯性的分析,力的作用效果,机械能守恒和动能的影响因素。
7.【答案】D
【解析】解:
A.独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B.瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
D.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
故选:D。
结合图片和生活经验,先判断题中杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
8.【答案】B
【解析】解:由功率公式可知,功率大小与做功多少和所用的时间有关,做功所用时间越短,功率不一定越大,故A错误;
B.根据功率公式可知,单位时间内所做的功越多,功率越大,故B正确;
C.由公式分析可知,因作用力大小未知,速度越大,功率不一定越大,故C错误;
D.由于做功时间未知,所以由可知,功率大的机器所做的功不一定多,故D错误。
故选:B。
由分析;
物体单位时间内所做的功叫功率;
利用公式分析;
由分析。
正确理解功率的定义式和推导式是解决此类功率问题的关键。
9.【答案】D
【解析】解:小球在A液体中漂浮,根据物体的浮沉条件可知,此时小球受到的浮力等于重力,且,小球在B液体中沉底,浮力小于重力,且,所以A、B两种液体的密度,小球在A、B两种液体中所受浮力,故AB错误;
、B两种液体体积相同,,根据可知,A液体的质量较大,小球相同,则甲容器的总质量较大,根据可知甲容器的总重力较大,水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,所以甲、乙两个容器对桌面的压力 ,容器底面积相同,根据可知甲、乙两个容器对桌面的压强。故C错误,D正确。
故选:D。
物体漂浮时,受到的浮力等于自身的重力;根据物体浮沉条件分析浮力、液体密度的大小关系;
水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力;根据分析桌面受到的压强的大小关系。
本题考查了物体浮沉条件的应用、固体压强的大小比较,难度不大。
10.【答案】D
【解析】解:A、使用斜面时能省力,但需要克服摩擦做额外功,不能省功,故A错误;
B、人对物体做的总功:,
克服重物重力做的有用功:,
克服重物受摩擦力做的额外功:,故B错误;
C、小明爸爸推重物时做功的功率:,故C错误;
D、该斜面的机械效率:,故D正确。
故选:D。
任何机械都不能省功,使用斜面能省力,不能省功;
利用计算人对物体做的总功,利用计算克服重物重力做的有用功,克服重物受摩擦力做的额外功等于总功减去有用功;
利用计算小明爸爸推重物时做功的功率;
该斜面的机械效率等于有用功与总功的比值。
本题考查了斜面的特点,以及使用斜面时有用功、总功、额外功、功率、机械效率的计算,明确有用功、额外功、总功的关系是关键。
11.【答案】形状 重力势
【解析】解:跳水运动员站在跳板上时,跳板被压弯,是运动员对跳板的压力改变了跳板的形状;
运动员腾空上升阶段,质量不变,速度减小,高度增大,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能。
故答案为:形状;重力势。
力的作用效果是:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状;
动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
此题主要考查学生对于力的作用效果、重力势能和动能的概念等知识的掌握,难度不大。
12.【答案】变小 小于
【解析】解:航母始终漂浮,浮力等于重力,当舰载机从航母上起飞后,总重力减小,航母所受的浮力将变小;舰载机飞行时机翼上方空气的流速比机翼下方的流速大,于是机翼上方的空气压强小于下方的空气压强,这个压强差就使飞机获得了升力。
故答案为:变小;小于。
物体漂浮,浮力等于重力;飞机机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,机翼在压强差的作用下,受到升力作用。
本题考查了流体压强与流速关系和物体浮沉条件,属基本的物理知识在高科技领域的运用,是我们应该熟知的。
13.【答案】B;A;B
【解析】解:
木柱下陷的深度越深,表明重锤做功的本领越大,所以B锤的做功本领最大;
、B相比,A下陷的较浅,表明A锤的重力势能较小,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,A锤的高度要低一些;
、C相比,B下落的更深,表明B锤的重力势能更大,如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则B的质量要大一些。
故答案为:B;A;B。
解决此类问题要结合能量的转化和影响重力势能大小的因素分析解答。
14.【答案】 120
【解析】解:它正常工作5分钟能做的功:;
若枪口横截面积为,则可以产生的压力:。
故答案为:;120。
根据得到它正常工作5分钟能做的功;
根据得到压力。
本题考查功率和压强的计算公式的应用。
15.【答案】 10
【解析】解:图中的滑轮为定滑轮,不能省力,拉力的等于物重G,,图中的滑轮为动滑轮,其实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,因此,可以省一半的力;
若不计滑轮重及摩擦,。
故答案为:;10。
定滑轮的实质是等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向;动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省一半力,但不能改变力的方向。
本题考查定滑轮与动滑轮的特点,基础题。
16.【答案】480
【解析】解:由图可知,绳子自由端移动的距离:,
力F在此过程中做的功:;
滑轮组的机械效率:。
故答案为:480;。
由图可知,绳子自由端移动的距离,利用求力F在此过程中做的功;
利用求滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时功和机械效率公式的应用,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
17.【答案】解:由图知,杠杆的支点在最下端,延长力画出力的作用线,过支点作力作用线的垂线段,即为动力臂;
过支点作力作用线的垂线段,即为阻力臂如图所示:
【解析】根据力臂的画法,过支点作动力作用线的垂线段即动力臂,过支点作阻力作用线的垂线段即阻力臂。
此题主要考查了有关力臂的画法,首先要掌握力臂的画法,确定支点,从支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂。
18.【答案】
【解析】解:图中只有一个动滑轮,要求最省力,则由3段绳子承担物重,是最省力的绕绳方法;
绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,如图所示:
。
滑轮组绳子的绕法,有两种:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮。
本题画最省力的绕绳方法:绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮。
19.【答案】; A、D; 石块受到的浮力大小等于物体排开水的重力大小;
【解析】图B中,测力计分度值为,重力大小为,如C图所示,把石块浸没在盛满水的溢水杯中,由称重法,石块受到的浮力大小为
由A、D两图可以测出物体排开水所受重力的大小,
由以上步骤可初步得出的结论是石块受到的浮力大小等于物体排开水的重力。
用弹簧测力计测出小石块的重力,记为G;
将小石块完全浸在水中,用弹簧测力计测出拉力,记为F;
小石块完全浸在水中受到的浮力为
根据阿基米德原理,排开水的体积即物体的体积为
小石块密度的表达式
故答案为:;、D;石块受到的浮力大小等于物体排开水的重力大小;。
图B中,由测力计分度值得出重力大小,由称重法、得出石块受到的浮力大小;
由A、D两图可以测出物体排开水所受重力的大小;
根据数据得出结论;
根据称重法得出小石块完全浸在水中受到的浮力,根据阿基米德原理得出排开水的体积即物体的体积,由密度公式得出小石块密度的表达式。
本题探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系,考查操作过程及阿基米德原理及密度公式的运用。
20.【答案】左;力臂; 6; 变大;【拓展】小炫
【解析】实验前需要将杠杆调节到水平位置平衡;实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,且便于直接从杠杆上读出力臂的大小,应将杠杆调到水平位置平衡,将如图甲所示杠杆的平衡螺母适当往左调节;
设一个钩码重为G,一格的长度为L;根据杠杆的平衡条件可得
解得,故应该将B处应挂6个钩码;
当测力计从a位置转到b位置时,拉力F力臂变小,要保持杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件,因阻力和阻力臂不变,则拉力将变大,即弹簧测力计的示数将变大;
[拓展]根据杠杆平衡的条件,,当阻力和阻力臂相同,动力臂小于,动力大于动力,所以小炫的方案更省力,
故答案为:左;力臂;;变大;【拓展】小炫。
杠杆的平衡条件是:,杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来,但弹簧测力计斜向下拉时,力臂变小,弹簧测力计的示数将变大;
根据杠杆的平衡条件可知,右端挂几个钩码;
根据杠杆平衡的条件,通过判断力臂的大小关系,可以比较力的大小关系。
本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验,其中分析购物车过门槛,哪种情况更省力是本题的难点。
21.【答案】匀速; ; 30;=; ③
【解析】实验过程中,为了读数方便应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计;
由图甲可知,有两段绳子拉着动滑轮,弹簧测力计移动的距离,
第一次实验时滑轮组的机械效率:;
若忽略绳重和摩擦,由图甲可知,,解得,,
由图乙可知,有三段绳子拉着动滑轮,弹簧测力计移动的距离,,
第二次实验时滑轮组的机械效率:;则;
①选用轻质动滑轮,在提升相同重物、提升相同高度时,动滑轮重力做的功减小,即额外功减小,总功减小,有用功不变,根据可知,有用功与总功的比值增大,机械效率增大,故①不符合题意。
②给滑轮的轴心加润滑油,在提升相同重物、提升相同高度时,减小额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值增大,提高了滑轮组的机械效率,故②不符合题意;
③滑轮组的机械效率,可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关,所以,增加重物上升高度,不能提高滑轮组的机械效率,故③符合题意;
④增大提升的物重,有用功增大,而额外功几乎不变,有用功与总功的比值增大,滑轮组的机械效率增大,故④不符合题意。
故选:③。
故答案为:匀速;;;=;③。
实验过程中,弹簧测力计读数时其指针要稳定,所以沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计;
分析图甲、乙连接动滑轮绳子的段数,根据求出弹簧测力计移动的距离;根据公式分别求出第一、二次实验时滑轮组的机械效率;
结合机械效率的计算公式分析即可。
此题主要考查了滑轮组的机械效率的计算,同时还考查了滑轮组的组装及滑轮组机械效率与什么因素有关。
22.【答案】解:机器人对水平路面的压力:,
机器人对水平路面的压强:;
机器人匀速行驶时牵引力所做的功:;
机器人匀速行驶时牵引力的功率:。
答:机器人对水平路面的压强为;
机器人匀速行驶时牵引力所做的功为;
机器人匀速行驶时牵引力的功率为400W。
【解析】本题考查压强定义式、功和功率公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
机器人对水平路面的压力大小等于机器人自身的重力,根据求机器人对水平路面的压强;
根据求出机器人匀速行驶时牵引力所做的功;
根据求机器人匀速行驶时牵引力的功率。
23.【答案】“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强为
“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力为
离开水面后吊起时,“奋斗者”号在上升过程中电动机的功率为
滑轮组的机械效率约为
【解析】解:“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强:
;
“奋斗者”浸没在海水中排开海水的体积,
受到海水的浮力:
;
由图知,,钢绳自由端移动距离,
拉力做功:
,
电动机的功率:
;
克服潜水器重力做的有用功:
,
滑轮组的机械效率:
。
答:“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强为。
“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力为。
离开水面后吊起时,“奋斗者”号在上升过程中电动机的功率为。
滑轮组的机械效率约为。
利用计算“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强;
“奋斗者”浸没在海水中排开海水的体积,利用阿基米德原理计算受到海水的浮力;
由图知,,钢绳自由端移动距离,利用计算拉力做的总功,再利用计算电动机的功率;
利用计算克服潜水器重力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值。
本题考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,以及使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算,涉及到的数值较大,要细心,易错题!
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