内容正文:
惠州一中教育集团2024-205学年八年级下期末预测物理
(考试形式:闭卷考试时间:90分钟满分:100分)
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)
1. 根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据最符合生活实际的是( )
A. 中学生课桌高约为80cm
B. 两个普通鸡蛋重约为10N
C. 人正常步行的速度约为12m/s
D. 珠穆朗玛峰山脚今天的大气压约1.5×105Pa
2. 关于放在桌子上静止的花瓶,下列说法正确的是 ( )
A. 花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是相互作用力
B. 花瓶受到的重力和桌面对花瓶的支持力是一对平衡力
C. 桌面对花瓶的支持力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力
D. 桌面对花瓶的支持力和桌子对地面的压力是相互作用力
3. 如图装置中,物体A重100牛,物体B重10牛,在物体B的作用下,物体A在水平面作匀速直线运动,则如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为10瓦,使物体B匀速上升4米所用的时间为(不计滑轮与轴之间的摩擦,不计轮和绳重)( )
A. 5秒 B. 6秒 C. 7秒 D. 8秒
4. 水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体.将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平.下列分析正确的是()
A 两小球所受浮力FM<FN
B. 两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C. 两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D. 两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
5. 下列事例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 气垫船利用气体将船和水分离 B. 机器转动部分加润滑油
C. 车轴中装有滚珠轴承 D. 瓶盖的侧面做有密集的竖条纹
6. 下列图像中,能正确反映“物体所受的重力跟它的质量的关系”的是( )
A. B.
C. D.
7. 小明把同一个实心物块依次放入装有不同液体的三个相同的容器内,待物块静止后液面高度相同,如图所示,则下列四种说法中正确的是( )
A. 三个容器底部受到的液体压强相等
B. 三个容器中,甲容器内的液体密度最小
C. 三个容器中,物块在丙容器中受到的浮力最小
D. 三个容器中,液体体积一定相同
8. 如图轻质杠杆两端悬挂着同种材料制成的两个大小相同的实心金属球,已知水的密度大于酒精的密度,如果要使杠杆处于平衡状态,两球可能( )
A. 都浸没在酒精中
B. 左边浸没在酒精中,右边浸没在水中
C. 左边浸没在水中,右边浸没在酒精中
D. 都浸没在水中
二、填空题(每空1分,共16.0分)
9. 科学兴趣小组学生在野生动物园游玩时,发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印,如何通过脚印来估测大象的质量呢?同学们找来平底圆柱形容器,将它放在脚印边同样的沙面上,不断往容器中装小钢珠,使容器_________,然后又做了脚印的石膏模型。回到学校后测得该容器的底面积为10cm2,容器和小钢珠的总质量为25kg。把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状,剪下“脚印”,测得质量为40g。在同一张纸上剪下一块边长10cm的正方形,测出质量为5g。(g取10N/kg)
(1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为_________Pa。
(2)大象的质量约为______kg。
10. 在研究弹簧的伸长与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的长度x作出的F-x图线如图所示。
(1)该图线不过原点的原因是________。
(2)根据图象可知在弹性限度内弹簧的伸长量与受到的拉力成________。
11. 小明沿水平方向用10N的力拉着重50N的物体在水平面上做匀速直线运动,物体受到的摩擦力为____N,如果拉力增大到15N,物体受到的摩擦力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),物体将作_______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
12. “六城同创”创出了洪洞的美丽景色,园林和卫生尤为可观,这与工人师傅的辛勤劳动是分不开的,如图所示,园林工人使用的剪刀属于___________杠杆,环卫工人使用的扫帚属于___________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
13. 如图所示,一个底面积为100cm2的物体A,重50N,在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置.在此过程中,A对桌面的压力将_______,A对桌面的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。当在乙图所示位置时,A对桌面的压强为______Pa。
14. 某实验小组同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋 _____制成的测力计测量的精确程度高;用橡皮筋 _____制成的测力计量程大(以上两空均选填“A”或“B”);
(2)将本实验中的两根粗橡皮筋并联起来可以制成量程更大的弹簧测力计,能够测量力的最大值为 _____N。
三、作图题(每小题2分,共4分)
15. 物体静止在水平地面上,如图所示,请你画出该物体所受力的示意图。
16. 如图 所示,用滑轮组将汽车拉出泥潭,画出用力最小的绳线绕法;
四、实验题(共5小题,共26分)
17. 某物理小组在探究“物体所受重力大小与物体质量关系”和“探究重力方向”实验中,进行了如下的实验测量和操作:
(1)其中在探究“物体所受重力大小与物体的质量关系”时,记录的实验数据如下表所示:
实验次序
0
1
2
3
4
5
被测物体
无
物体1
物体2
物体3
物体4
物体5
物体质量m(kg)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
所受重力G(N)
0
1
2
3
4
5
比值(G/m)(N/kg)
0
10
10
10
10
10
①在该实验探究过程中,需要的测量工具有弹簧测力计和______;
②分析上表中的实验数据可初步得出的实验结论是______;
③根据上表中测量的实验数据分析,其中能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是______(字母);
④本实验需要多次测量,其目的与下列实验中多次测量的实验目的相同的是______(选填字母);
A.探究物体质量和体积的关系; B.用刻度尺测量物理课本的长度;
(2)在探究重力方向时,采用的实验装置如下图所示,将该装置放在水平桌面上后,缓慢改变木板M与桌面的夹角a,会观察到悬线OA的方向不变;如果剪断悬线OM,则原来静止的小球将会______(选填“竖直”或“垂直于木板M”)下落。
18. 如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下,观察到的现象是:
(1)充气的气球______;
(2)弹簧测力计的示数______(选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”);
(3)玻璃杯中的水和塑料片______,发生变化的原因是______。
19. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平玻璃板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和纸板:让小车从斜面顶端由静止滑下,如图所示,观察和比较小车在毛巾表面、纸板表面和玻璃表面滑行的距离。
(1)实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下,是为了使小车在水平面上开始滑行时速度______(选填“相等”或“不相等”);
(2)在实验中,发现小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在玻璃板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得______(选填:“越慢”或“越快” );
(3)在本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做______;
(4)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果,并概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律______(选填“能”或“不能”)直接由实验得出;
(5)通过上面的探究后,小明又思考如下的问题,如图,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将______(选填“往回摆” “静止”或“做匀速直线运动”)。
20. 如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,一共做了甲、乙、丙三次实验:
(1)三次实验都要让小球由______状态开始滚下。
(2)小球沿斜面下滚的过程中,它的______能主要转化为______能,其动能大小是通过______(选填“小球高度”或“木块移动的距离”)来反映的。
(3)______和______两次实验,研究的是动能大小与速度的关系。
21. 某兴趣小组的同学在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,对有关的问题分析如下:
(1)利用图甲所示装置进行了实验,用弹簧测力计___________拉木块沿长木板匀速滑动,此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对___________力。
(2)在探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,他们应控制___________不变,改变木块对木板的压力;实验中应用了___________的研究方法。
(3)实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,为了解决上述问题,小明同学对实验装置改进如图乙所示,利用该装置的优点是:___________。
五、计算与推导题(共3小题,共30分;解答要有必要的公式和过程)
22. 如图所示,用滑轮组匀速提起1200N的重物,拉力做功的功率为1000W,绳子自由端上升的速度为2m/s。(不计绳重和摩擦)
(1)作用在绳子自由端的拉力为多大?
(2)滑轮组的机械效率为多大?
(3)若用此滑轮组匀速提起2400N的重物,作用在绳子自由端的拉力为多少?
23. 如图所示,水平面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10-5m3。(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),求此时水对容器底压强。
24. 如图甲所示,竖直细杆(不计细杆的重力和体积)a的一端连接在力传感器A上,另一端与圆柱体物块C固定,并将C置于轻质水箱(质量不计)中,水箱放在力传感器B上,在原来水箱中装满水,水箱的底面积为400cm2。打开水龙头,将水箱中的水以100cm3/s的速度放出,力传感器A受力情况和放水时间的关系如乙图像所示,力传感器B受力情况和放水时间的关系如丙图所示。放水1 min,刚好将水箱中的水放完。(g取10N/kg)求:(解答要有必要的过程)
(1)物块C的重力;
(2)物块C的密度;
(3)乙图中的b值;
(4)初始装满水时,水对水箱底部的压强。
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惠州一中教育集团2024-205学年八年级下期末预测物理
(考试形式:闭卷考试时间:90分钟满分:100分)
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)
1. 根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据最符合生活实际的是( )
A. 中学生课桌高约为80cm
B. 两个普通鸡蛋重约为10N
C. 人正常步行的速度约为12m/s
D. 珠穆朗玛峰山脚今天的大气压约1.5×105Pa
【答案】A
【解析】
【详解】A.中学生的身高一般在160cm左右,而课桌高约为学生身高的一半,即80cm左右,故A符合题意;
B.一个普通鸡蛋的质量大约为50g,两个普通鸡蛋的重力约为
故B不符合题意;
C.人正常步行的速度约为
故C不符合题意;
D.标准大气压为1.013×105Pa,大气压随高度的增加而降低,珠穆朗玛峰山脚的海拔较高,大气压低于一个标准大气压,故D不符合题意。
故选A。
2. 关于放在桌子上静止的花瓶,下列说法正确的是 ( )
A. 花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是相互作用力
B. 花瓶受到的重力和桌面对花瓶的支持力是一对平衡力
C. 桌面对花瓶的支持力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力
D. 桌面对花瓶的支持力和桌子对地面的压力是相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力方向相同,不是相互作用力,故A错误;
B.花瓶受到的重力和桌面对花瓶的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是平衡力,故B正确;
C.桌面对花瓶的支持力和花瓶对桌面的压力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力,故C错误;
D.桌面对花瓶的支持力和桌子对地面的压力,两个力的大小不相等,且不是发生在相互作用的两个物体之间的力,不是相互作用力,故D错误。
故选B。
3. 如图装置中,物体A重100牛,物体B重10牛,在物体B的作用下,物体A在水平面作匀速直线运动,则如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为10瓦,使物体B匀速上升4米所用的时间为(不计滑轮与轴之间的摩擦,不计轮和绳重)( )
A. 5秒 B. 6秒 C. 7秒 D. 8秒
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,通过动滑轮绳子段数n=3,不计轮与轴之间的摩擦,不计轮重、绳重,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时
f=F拉=3GB=3×10N=30N
拉动A向左运动时,A受力如图:
拉力
F=f+F拉=30N+30N=60N
物体B匀速上升4m,A移动的距离
拉力F做功为
所用时间为
故选D。
4. 水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体.将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平.下列分析正确的是()
A. 两小球所受浮力FM<FN
B. 两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C. 两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D. 两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球M在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球N在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球M、N完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故A错误;
B.小球M在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球N在乙液体中悬浮,则密度ρN=ρ乙,由于小球M、N完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,故B错误;
C.由B选项分析得ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式p=ρgh可知,p甲>p乙,故C错误;
D.由C选项分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式F=pS得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D正确.
5. 下列事例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 气垫船利用气体将船和水分离 B. 机器转动部分加润滑油
C. 车轴中装有滚珠轴承 D. 瓶盖的侧面做有密集的竖条纹
【答案】D
【解析】
【详解】A.增大摩擦力的方法是:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。气垫船利用气体将船和水分离,使接触面脱离而减小摩擦力,故A不合题意;
B.机器转动部分加润滑油,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故B不合题意;
C.车轴中装有滚珠轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故C不合题意;
D.瓶盖的侧面做有密集的竖条纹,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D符合题意。
故选D。
6. 下列图像中,能正确反映“物体所受的重力跟它的质量的关系”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由可知,物体所受重力跟它的质量成正比,图显示一条过原点的斜线,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7. 小明把同一个实心物块依次放入装有不同液体的三个相同的容器内,待物块静止后液面高度相同,如图所示,则下列四种说法中正确的是( )
A. 三个容器底部受到液体压强相等
B. 三个容器中,甲容器内的液体密度最小
C. 三个容器中,物块在丙容器中受到的浮力最小
D. 三个容器中,液体体积一定相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.由于丙悬浮,故;乙漂浮,故ρ乙>ρ物;甲下沉,故ρ甲<ρ物;由于物体的密度相同,所以乙液体的密度最大,其次是丙,再次是甲,即
ρ甲<ρ丙<ρ乙
由于容器的液面高度相同,根据可知
p甲<p丙<p乙
故A错误,B正确;
C.由于甲下沉,所以物体在甲中受的浮力小于重力,乙中悬浮、丙中漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故
故C错误;
D.由图可知,乙浸入液体的体积最少,而此时液面相平,所以若将物体取出后,乙中液体的体积最大,故D错误。
故选B。
8. 如图轻质杠杆两端悬挂着同种材料制成的两个大小相同的实心金属球,已知水的密度大于酒精的密度,如果要使杠杆处于平衡状态,两球可能( )
A. 都浸没在酒精中
B. 左边浸没在酒精中,右边浸没在水中
C. 左边浸没在水中,右边浸没在酒精中
D. 都浸没在水中
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,如果杠杆平衡,设物重为G,体积为V,左边力臂为l1,右边力臂为l2,则。
AD.若将两球同时浸没在水中或酒精中,则杠杆左边为
杠杆右边为
,都浸没在同种液体中即水中或酒精中,则
所以杠杆不能平衡,故AD不符合题意;
B.左边浸没在酒精中,右边浸没在水中,则有
由于,则
又,所以与可能相等,所以杠杆可能平衡,故B符合题意;
C.左边浸没在水中,右边浸没在酒精中,则有
由于,则
又,则
所以杠杆不可能平衡,故C不符合题意。
故选B。
二、填空题(每空1分,共16.0分)
9. 科学兴趣小组的学生在野生动物园游玩时,发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印,如何通过脚印来估测大象的质量呢?同学们找来平底圆柱形容器,将它放在脚印边同样的沙面上,不断往容器中装小钢珠,使容器_________,然后又做了脚印的石膏模型。回到学校后测得该容器的底面积为10cm2,容器和小钢珠的总质量为25kg。把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状,剪下“脚印”,测得质量为40g。在同一张纸上剪下一块边长10cm的正方形,测出质量为5g。(g取10N/kg)
(1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为_________Pa。
(2)大象的质量约为______kg。
【答案】 ①. 陷入沙面的深度和脚印深度相等 ②. ③. 4000
【解析】
【详解】[1]测量中,通过观察沙子的形变程度来体现相同的压力作用效果,所以将圆柱形容器放在脚印边同样的沙面上,不断往容器中装小钢珠,使容器陷入沙面的深度和时脚印深度相等。
(1)[2]容器和小钢珠的总重力
行走(两脚着地)时大象对地面的压强(等于容器对地面的压强)
(2)[3]一块边长10cm的正方形的面积
该正方形的质量,质量为的纸片的面积也就是大象一个脚印的面积,因同一张纸密度相同,厚度相同(设厚度为),所以由密度公式可得
则大象一个脚印的面积
大象对地面的压力等于大象的重力,且大象行走时两只脚着地,则大象的重力
大象的质量
10. 在研究弹簧的伸长与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的长度x作出的F-x图线如图所示。
(1)该图线不过原点的原因是________。
(2)根据图象可知在弹性限度内弹簧的伸长量与受到的拉力成________。
【答案】(1)弹簧竖直放置时长度
(2)正比
【解析】
【小问1详解】
实验中先将弹簧水平放置测出其自然长度,再竖直悬挂时,弹簧在具有一定的自然长度的基础上,由于弹簧自身有重力,会使弹簧在不受外力F时还有一定的伸长量。从图线可以看出,当外力F为0时,弹簧的长度应该为竖直悬挂时的长度,这就是图线不过原点的原因。
【小问2详解】
在弹性限度内,分析图线可知,外力F增大时,弹簧的长度 x 也随之增大,并且外力F与弹簧伸长量(弹簧长度减去竖直悬挂时的原长)的比值是一个定值。由图可得,当弹簧伸长2cm时,拉力为2N;伸长6cm时,拉力为6N;所以弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加1cm,在弹性限度内弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
11. 小明沿水平方向用10N的力拉着重50N的物体在水平面上做匀速直线运动,物体受到的摩擦力为____N,如果拉力增大到15N,物体受到的摩擦力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),物体将作_______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
【答案】 ①. 10 ②. 不变 ③. 变速
【解析】
【详解】[1]当给物体一个水平向方向10N的拉力时它做匀速直线运动,此时在水平方向上受到的拉力与摩擦力平衡,摩擦力大小等于拉力大小等于10N,方向与拉力方向相反。
[2][3]当拉力增大到15N时,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变,此时拉力大于摩擦力,物体速度增大,将做变速直线运动。
12. “六城同创”创出了洪洞的美丽景色,园林和卫生尤为可观,这与工人师傅的辛勤劳动是分不开的,如图所示,园林工人使用的剪刀属于___________杠杆,环卫工人使用的扫帚属于___________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
【答案】 ①. 省力 ②. 费力
【解析】
【详解】[1]园林工人使用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
[2]环卫工人使用的扫帚,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
13. 如图所示,一个底面积为100cm2的物体A,重50N,在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置.在此过程中,A对桌面的压力将_______,A对桌面的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。当在乙图所示位置时,A对桌面的压强为______Pa。
【答案】 ①. 不变 ②. 变小 ③. 5000##5×103
【解析】
【详解】[1]A物体对桌面的压力
F压=G
从甲图位置匀速运动到乙图位置,物体对桌面的压力不变。
[2]受力面积S变大,由
可知,A物体对桌面的压强变小。
[3]乙图中A物体对桌面的压力
F压=G=50N
乙图中物体A对桌面的压强
14. 某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋 _____制成的测力计测量的精确程度高;用橡皮筋 _____制成的测力计量程大(以上两空均选填“A”或“B”);
(2)将本实验中的两根粗橡皮筋并联起来可以制成量程更大的弹簧测力计,能够测量力的最大值为 _____N。
【答案】 ①. A ②. B ③. 30
【解析】
【详解】(1)[1][2]测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0﹣10N,B的量程为0﹣15N,则用橡皮筋B制成的测力计量程大;由图乙可知,在测量范围内,如时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高。
(2)[3]橡皮筋越粗,在拉力相同时,橡皮筋的伸长量就越小,所以由图可知,B为粗橡皮筋,A为细橡皮筋将两根相同的粗橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,它们的伸长量是相同的,B的最大伸长量是15cm,受到的拉力为15N,则两根橡皮筋并联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为
三、作图题(每小题2分,共4分)
15. 物体静止在水平地面上,如图所示,请你画出该物体所受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】物体静止在地面上,受到重力和支持力,重力方向竖直向下,支持力和重力是一对平衡力,所以大小相等、方向相反、在同一直线上,故作图如下:
。
16. 如图 所示,用滑轮组将汽车拉出泥潭,画出用力最小的绳线绕法;
【答案】
【解析】
【详解】由图知道,只有一个动滑轮,若要最省力,则绳子应先系在动滑轮的固定挂钩上,然后绕过右边的定滑轮,再绕过动滑轮,如图所示:
四、实验题(共5小题,共26分)
17. 某物理小组在探究“物体所受重力大小与物体质量关系”和“探究重力方向”实验中,进行了如下的实验测量和操作:
(1)其中在探究“物体所受重力大小与物体的质量关系”时,记录的实验数据如下表所示:
实验次序
0
1
2
3
4
5
被测物体
无
物体1
物体2
物体3
物体4
物体5
物体质量m(kg)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
所受重力G(N)
0
1
2
3
4
5
比值(G/m)(N/kg)
0
10
10
10
10
10
①在该实验探究过程中,需要的测量工具有弹簧测力计和______;
②分析上表中的实验数据可初步得出的实验结论是______;
③根据上表中测量的实验数据分析,其中能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是______(字母);
④本实验需要多次测量,其目的与下列实验中多次测量的实验目的相同的是______(选填字母);
A.探究物体质量和体积的关系; B.用刻度尺测量物理课本的长度;
(2)在探究重力方向时,采用的实验装置如下图所示,将该装置放在水平桌面上后,缓慢改变木板M与桌面的夹角a,会观察到悬线OA的方向不变;如果剪断悬线OM,则原来静止的小球将会______(选填“竖直”或“垂直于木板M”)下落。
【答案】 ①. 天平 ②. 物体所受重力大小与物体质量成正比 ③. B ④. A ⑤. 竖直
【解析】
【详解】(1)①[1]实验中需要测量的物理量有质量与重力,所以测量工具为:弹簧测力计和天平。
②[2]分析表中数据可知,物体所受的重力随质量的增加而增大,且重力与质量的比值是常数,说明:物体所受的重力跟它的质量成正比。
③[3]因物体所受的重力跟它的质量成正比,故重力随质量的变化关系图像为正比例函数图像,是一条过原点的直线,故选B。
④[4]本实验属于探究类实验,需要多次测量,是为了避免实验的偶然性,从而得出普遍性的结论。
A.探究质量和体积的关系,多次测量是为了得出质量和体积的普遍性规律,故A符合题意;
B.用刻度尺测物理课本的长度,是为了多次测量求平均值,减小误差,故B不符合题意。
故选A。
(2)[5]因为重力的方向总是竖直向下的,所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变;剪断悬线OA,则原来静止的小球将会竖直向下运动。
18. 如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下,观察到的现象是:
(1)充气的气球______;
(2)弹簧测力计的示数______(选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”);
(3)玻璃杯中的水和塑料片______,发生变化的原因是______。
【答案】 ①. 膨胀变大 ②. 几乎不变 ③. 会落下来 ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大。
(2)[2]当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,物体受浮力减小,而弹簧测力计的示数,重力不变,由于空气密度远小于物体密度,所以浮力变化量很小,几乎在弹簧测力计分度值以内,所以弹簧测力计的示数几乎不变。
(3)[3][4]塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来。
19. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平玻璃板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和纸板:让小车从斜面顶端由静止滑下,如图所示,观察和比较小车在毛巾表面、纸板表面和玻璃表面滑行的距离。
(1)实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下,是为了使小车在水平面上开始滑行时速度______(选填“相等”或“不相等”);
(2)在实验中,发现小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在玻璃板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得______(选填:“越慢”或“越快” );
(3)在本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做______;
(4)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果,并概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律______(选填“能”或“不能”)直接由实验得出;
(5)通过上面的探究后,小明又思考如下的问题,如图,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将______(选填“往回摆” “静止”或“做匀速直线运动”)。
【答案】 ①. 相等 ②. 越慢 ③. 匀速直线运动 ④. 不能 ⑤. 静止
【解析】
【详解】(1)[1]每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等。
(2)[2]在实验中,小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在玻璃板上滑行的距离最远,表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)[3]假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动。
(4)[4]由上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的。
(5)[5]当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,此时小球的动能全部转化为重力势能,速度为零,若不受任何外力,将保持静止状态不变。
20. 如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,一共做了甲、乙、丙三次实验:
(1)三次实验都要让小球由______状态开始滚下。
(2)小球沿斜面下滚的过程中,它的______能主要转化为______能,其动能大小是通过______(选填“小球高度”或“木块移动的距离”)来反映的。
(3)______和______两次实验,研究的是动能大小与速度的关系。
【答案】 ①. 静止 ②. 重力势 ③. 动 ④. 木块移动的距离 ⑤. 乙 ⑥. 丙
【解析】
【详解】(1)三次实验都要让小球由静止状态开始滚下。
(2)[2][3][4]小球沿斜面下滚的过程中,它的质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,所以此过程中重力势能主要转化为动能,其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
(3)[5][6]要研究的是动能大小与速度的关系应该保持小球的质量不变而改变其速度,即让小球从不同高度滑下,故乙和丙是研究的是动能大小与速度的关系。
21. 某兴趣小组的同学在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,对有关的问题分析如下:
(1)利用图甲所示装置进行了实验,用弹簧测力计___________拉木块沿长木板匀速滑动,此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对___________力。
(2)在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时,他们应控制___________不变,改变木块对木板的压力;实验中应用了___________的研究方法。
(3)实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,为了解决上述问题,小明同学对实验装置改进如图乙所示,利用该装置的优点是:___________。
【答案】 ①. 水平 ②. 平衡力 ③. 接触面的粗糙程度 ④. 控制变量法 ⑤. 不需要匀速拉动木板或测力计静止时读数误差小
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]实验中用弹簧测力计水平拉木块沿长木板匀速滑动,木块受到的拉力和摩擦力是平衡力,利用了二力平衡的知识,受到的拉力和摩擦力大小相等。
(2)[3][4]探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时,需要控制接触面的粗糙程度相同,只需改变压力大小,实验中用到控制变量法。
(3)[5]在乙方案中两者都没有发生变化,木板是匀速直线运动还是变速直线运动,都不会改变木块受到的摩擦力的大小,木块总是静止的,所以摩擦力总和拉力相同;速度大小不影响实验结果,只需要拉动木板运动就行,不需要保持匀速运动,此方案误差很小。
五、计算与推导题(共3小题,共30分;解答要有必要的公式和过程)
22. 如图所示,用滑轮组匀速提起1200N的重物,拉力做功的功率为1000W,绳子自由端上升的速度为2m/s。(不计绳重和摩擦)
(1)作用在绳子自由端的拉力为多大?
(2)滑轮组机械效率为多大?
(3)若用此滑轮组匀速提起2400N的重物,作用在绳子自由端的拉力为多少?
【答案】(1)500N
(2)80% (3)900N
【解析】
【小问1详解】
解:根据
可得,作用在绳子自由端的拉力为
【小问2详解】
由图可知,通过动滑轮绳子的段数n=3,根据可得,滑轮组的机械效率为
【小问3详解】
由于
则动滑轮的重力为
此滑轮组匀速提起2400N的重物,作用在绳子自由端的拉力为
23. 如图所示,水平面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10-5m3。(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),求此时水对容器底的压强。
【答案】(1)0.4N;(2)0.8×103kg/m3;(3)1.1×103Pa。
【解析】
【详解】(1)物块漂浮在水面上,所受浮力等于排开水的重力
(2)根据漂浮条件F浮=G可知,物体的重力
G=F浮=0.4N
物块的密度
(3)容器内装有质量为0.5 kg的水,由可得水的体积
物块恰好完全浸没在水中时,水和物块的总体积
V总=V水+V物=
容器中水的深度
所以水对容器底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa
答:(1)物块受到的浮力为0.4N;
(2)物块的密度为;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中,此时水对容器底的压强为1.1×103Pa。
24. 如图甲所示,竖直细杆(不计细杆的重力和体积)a的一端连接在力传感器A上,另一端与圆柱体物块C固定,并将C置于轻质水箱(质量不计)中,水箱放在力传感器B上,在原来水箱中装满水,水箱的底面积为400cm2。打开水龙头,将水箱中的水以100cm3/s的速度放出,力传感器A受力情况和放水时间的关系如乙图像所示,力传感器B受力情况和放水时间的关系如丙图所示。放水1 min,刚好将水箱中的水放完。(g取10N/kg)求:(解答要有必要的过程)
(1)物块C的重力;
(2)物块C的密度;
(3)乙图中的b值;
(4)初始装满水时,水对水箱底部的压强。
【答案】(1)15N;(2);(3)15;(4)
【解析】
【详解】解:(1)根据乙图可知,0~5s力传感器受到的力为10N,保持不变,说明5s水面刚好下降到C的上表面,之后水位逐渐下降,圆柱体物块C排开水的体积逐渐变小,由阿基米德原理,圆柱体物块C受到的浮力变小;由图乙可知, 圆柱体物块C在5~bs时间内,力传感器A受到的力变小至0,因圆柱体物块C的重力保持不变,故可知0~5s,力传感器受到细杆竖直向上的压力。放水1min,即60s,刚好将水箱中的水放完,由图乙可知,第50s开始力传感器A受到的竖直向下的拉力大小不变为15N,说明第50s时水位刚好下降到圆柱体物块C下表面,其不再受到浮力的作用,故可知圆柱体物块C的重力为
GC=15N
(2)根据图乙可知,圆柱体物块C浸没在水中时,力传感器受到的竖直向上的压力为10N,由力的平衡结合阿基米德原理有
物块C的体积为
物块C的密度为
(3)由图丙可知,第20s时,水位刚好下降到水箱M处时,如下所示:
此时力传感器B受到的压力为50N,即水箱内剩余水的重力及C受到的浮力之和为50N,从20s~60s流出水的体积为
这部分水的重力为
即
解之得出圆柱体C自M处到C下表面的对应部分排开水的体积为
圆柱体C自M处到C上表面的对应部分排开水的体积为
因物块C的横截面积不变,可知
当物块C受到的浮力等于重力时,细杆对力传感器A的作用力为0,根据阿基米德原理有
此时物块C排开水的体积为
即物块C露出水面的体积占总体积的
由图丙知,水面从N处下降到M处所用时间为
20s-5s=15s
即水面下降的高度为C圆柱体高的的时间为15s,此时,细杆对力传感器A的作用力为0,即乙图中的b等于15。
(4)根据图丙知,水位从M处下降到C的下底面所用时间为30s,流出的水量为
V流3=30s×100cm3/s=3000cm3
因
故有
故
可知
从水位自C的下表面到水全部流出,由图丙知用时10s,流出的水量为
V流4=10s×100cm3/s=1000cm3
故水位自C的下表面到水箱底部的高度为
圆柱体C的高度为
h=h1+h2=15cm+10cm=25cm
圆柱体C的横截面积为
设水箱上半部分底面积为S容上,水位在15秒内流出的水量为
V流2=1500cm3
故有
(S容上-S柱)×h1=V流2
即
(S容上-100cm2)×15 cm =1500cm3
S容上=200cm2
可知水箱顶部到圆柱体C顶端的高度
故初始装满水时,水的深度为
h总=h上+ h下+h=2.5cm+2.5cm+25cm=30cm=0.3m
初始装满水时,水对水箱底部的压强
答:(1)物块C的重力为15N;
(2)物块C的密度为;
(3)乙图中的b值为15;
(4)初始装满水时,水对水箱底部的压强为。
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