精品解析:河北省衡水市枣强县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
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内容正文:
2024~2025学年第二学期八年级期末质量评价
物理(人教版)
(时间:60分钟,满分:60分)
一、选择题(每小题2分,共20分)
1. 如图所示是生活中的一些常见场景,其中属于减小摩擦的是( )
A. 乒乓球拍上的胶粒 B. 握笔处的条纹
C. 运动员击球时用力握球拍 D. 收纳箱下面装轮子
2. 随着科技的发展,数字笔迹AI识别技术让书写变得“有迹可循”,假设有一种使用数字笔迹AI识别技术的智能笔,它可以精确记录笔尖在纸上移动的轨迹,如图是一名学生在使用这种智能笔书写的情景,下列说法正确的是( )
A. 书写时,笔尖对纸的压力大于纸对笔尖的支持力
B. 书写时,笔尖对纸的压力和纸对笔尖的支持力是一对平衡力
C. 在纸上按正确笔顺写“一”字时,笔尖受到摩擦力的方向向左
D. 用笔在纸上匀速写某字的笔画“”时,笔尖的运动状态不变
3. 如图所示,对生产生活中的现象分析正确的是( )
A. 图甲:剪刀的刀刃设计得比较薄,是为了减小刀口对被剪物体的压强
B. 图乙:自制简易气压计从一楼拿到二十楼,玻璃管内的液柱会下降
C. 图丙:三峡船闸是利用连通器的原理工作的
D. 图丁:梳子与头发摩擦后吸引纸屑,梳子与纸屑一定带异种电荷
4. 我国高铁技术处于世界领先地位。下列说法正确的是( )
A. 图甲:靠近运行高铁的一侧空气流速大压强小,因此站台处设置安全线
B. 图乙:高铁车厢内的破窗锤两端做成锥形,便于增大压力
C. 图丙:铁轨下铺设枕木是为了减小受力面积
D. 图丁:车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
5. 如图是操作员操作平衡车运动时的情景,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 匀速转弯时,平衡车处于平衡状态
B. 匀速上坡时,平衡车对地面的压力竖直向下
C. 水平路面上,操作员受到的支持力与她的重力是一对平衡力
D. 平衡车向东匀速运动时,操作员受到平衡车水平向西的摩擦力
6. 王羲之在《兰亭集序》中写到“引以为流觞曲水,列坐其次”,指众人把水引来作为漂流酒杯的弯曲水道,排列坐在曲水旁饮酒作诗。关于此情境,下列说法正确的是( )
A. 向漂浮在水面的空酒杯中加酒,酒杯上浮
B. 空酒杯在水中漂浮时所受浮力大于重力
C. 从水中取出酒杯喝完酒后,再次将空酒杯放回水中,酒杯所受浮力不变
D. 酒杯在水中所受的浮力等于它排开水的重力
7. 我国古代劳动人民用智慧创造出很多实用工具,如图所示,其中属于省力杠杆的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
8. 游乐场上的翻滚过山车是一种惊险有趣的游戏,图为过山车轨道的简化示意图。过山车从高处的A点沿倾斜轨道加速滑下至B点,然后沿圆环轨道减速上升至圆环顶部C点,再沿圆环轨道加速运动至D点,最后沿水平轨道减速运动直到停止。则下列说法中正确的是( )
A. 从A点到B点的过程中,过山车的重力势能增大,动能增大
B. 从B点到C点的过程中,过山车的重力势能增大,动能减小
C. 从C点到D点的过程中,过山车的动能转化为重力势能
D. 从D点开始做减速运动,是因为过山车具有惯性
9. 两烧杯均装满水,把体积相等的a、b两球分别轻轻放入水中,图甲为a球进入水后某时刻的位置,a球排开的水重为2N,a球所受重力为3N。图乙为b球最后静止的状态。两球在图中位置所受浮力分别为、,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,某建筑工人用大小为300N的拉力,通过滑轮匀速提升重为270N的货物,物体上升的速度为1m/s,则( )
A. 此滑轮既可以省力,又能改变力的方向 B. 绳子自由端移动的速度为2m/s
C. 经过3s工人所做的功是900J D. 该滑轮的机械效率为100%
二、非选择题(本大题共10小题,40分)
11. 如图所示,避险车道是在长且陡的下坡路段,行车道外侧增设的供刹车失灵车辆驶离正线并安全减速的专用车道,如图所示是上坡型避险车道,失控车辆在向上减速运动的过程中,动能______,机械能______(均选填“增大”或“减少”)。
12. 如图所示,小芳骑着自行车在平直路面上匀速前行。小芳质量为40kg,自行车质量为15kg,自行车对路面的压力为______N,自行车在水平方向受到的合力为______N。(g取10N/kg)
13. 如图所示,在攀岩运动中,质量为60kg的小明用时1.5min攀登上了15m高的山岩到达岩顶,取得了很好的成绩。小明在攀岩过程中克服重力做的功为______J,做这些功的功率为______W。(g取10N/kg)
14. 如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”),___________杯中水面升高得多。
15. 如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为 100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。这里的木板是一种简单机械,称做斜面,此时效率为___________,木板对小铁块的摩擦力为___________N。
16.
(1)如图甲所示,用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上。当______突然停止运动时,锤头由于______仍然向下运动,从而紧套在锤柄上。锤头的质量______(选填“越大”或“越小”),这种方法效果越明显;
(2)如图乙所示,将质量不同的小球从斜面______由静止释放,到达水平面的初速度相同,小球撞击木块后木块运动距离越______,小球动能越大。
17. 用图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
3
4
5
6
7
摩擦力f/N
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
(1)实验时,水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,弹簧测力计示数大小______摩擦力的大小,因为这时的拉力和摩擦力是一对______力;
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示,它的示数是______N;
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录的数据如上表所示,请根据表中的数据,在图乙中画出摩擦力随压力大小变化的关系图象;
(4)分析图象可知:当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成______;
(5)实验结束后,小明同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半。他由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小。你认为他的结论正确吗?理由:______。
18. 在“探究影响浮力大小因素”的实验中,一组同学提出了4种猜想。
小华:浮力大小与液体密度有关;
小红:浮力大小与物体浸入液体的体积有关;
冬冬:浮力大小与物体所受的重力有关;
玲玲:浮力大小与物体的形状有关。
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器。按照图中所示规范地完成了实验,记录了如下表所示的实验数据。
次数
金属块
物体重力/N
液体密度
物体浸在液体中的体积
测力计的示数/N
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
Δ
5
B
3
1.2
100
1.8
观察表中数据,回答下列问题:
(1)根据表格中实验数据,可知A物体浸在液体中的体积为时,物体A所受浮力大小为______N;表格中标有“”的位置的数据应该是______。(g取10N/kg)
(2)通过分析比较第______次实验数据,能够说明小华同学的猜想是______的。
(3)为了验证冬冬同学的猜想,他们选择了第______次实验数据,他们发现浮力大小与物体所受的重力______(选填“无关”或“有关”)。
(4)要验证玲玲的猜想,同学们又找来了一块橡皮泥,他们把橡皮泥捏成不同形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉。他们由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请指出他们实验方法的错误之处:______。
19. “文彦博少时,与群儿击球。球忽跃入树穴,群儿谋取之,穴深,不能得。彦博以盆取水,灌入穴中,球遂浮出。”图甲为文彦博灌水取球的情境,小明用柱形容器和木块模拟此情境,如图乙,容器底面积为,在容器底部放置一个边长为10cm的正方体木块,向容器中注入6cm深的水时,木块对容器底的压力恰好为零。求:(,g取10N/kg)
(1)此时容器底部受到水的压力;
(2)木块的密度;
(3)继续注水,当木块漂浮如图丙时取出木块,则取出木块前后水对容器底部压强的变化量。
20. 小明同学自制了如图所示的健身器材,坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来,在轻杆的A端悬挂质量的重物,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m,OB长0.5m,小明质量,假定小明锻炼时双脚与地面的接触面积为,g取10N/kg。求:
(1)小明对杆的拉力大小;
(2)小明对地面的压强;
(3)若在杠杆水平状态下,在A端增加物体使小明对地面压强恰好为零,则增加物体的质量。
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2024~2025学年第二学期八年级期末质量评价
物理(人教版)
(时间:60分钟,满分:60分)
一、选择题(每小题2分,共20分)
1. 如图所示是生活中的一些常见场景,其中属于减小摩擦的是( )
A. 乒乓球拍上的胶粒 B. 握笔处的条纹
C. 运动员击球时用力握球拍 D. 收纳箱下面装轮子
【答案】D
【解析】
【详解】A.乒乓球拍上的胶粒,其作用是通过增大接触面的粗糙程度来增加球拍与球之间的摩擦力,使击球时更易控制球的旋转和方向。因此,这是增大摩擦的实例,故A不符合题意;
B.握笔处的条纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增加手与笔之间的摩擦力,防止笔从手中滑落。这是增大摩擦的设计,故B不符合题意;
C.运动员击球时用力握球拍,是通过增大压力来增大手与球拍之间的摩擦力,确保击球时球拍不会脱手。压力越大,摩擦力越大,因此这是增大摩擦的做法,故C不符合题意;
D.收纳箱下面装轮子,是将箱子与地面之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦。在相同条件下,滚动摩擦远小于滑动摩擦,从而有效减小了箱子移动时的摩擦力,更省力。这属于减小摩擦的实例,故D符合题意。
故选D。
2. 随着科技的发展,数字笔迹AI识别技术让书写变得“有迹可循”,假设有一种使用数字笔迹AI识别技术的智能笔,它可以精确记录笔尖在纸上移动的轨迹,如图是一名学生在使用这种智能笔书写的情景,下列说法正确的是( )
A. 书写时,笔尖对纸的压力大于纸对笔尖的支持力
B. 书写时,笔尖对纸的压力和纸对笔尖的支持力是一对平衡力
C. 在纸上按正确笔顺写“一”字时,笔尖受到摩擦力的方向向左
D. 用笔在纸上匀速写某字的笔画“”时,笔尖的运动状态不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.书写时,笔尖对纸的压力和纸对笔尖的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故AB错误;
C.在纸上按正确笔顺写“一”字时,笔尖从左往右运动,纸会产生阻碍笔尖向右运动的摩擦力,所以,笔尖受到摩擦力的方向向左,故C正确;
D.即使匀速写字,若笔画有转弯,则笔尖的运动方向在改变,说明其运动状态并非保持不变,笔画中的字母有转弯,所以,笔尖的运动状态改变,故D错误。
故选C 。
3. 如图所示,对生产生活中的现象分析正确的是( )
A. 图甲:剪刀的刀刃设计得比较薄,是为了减小刀口对被剪物体的压强
B. 图乙:自制简易气压计从一楼拿到二十楼,玻璃管内的液柱会下降
C. 图丙:三峡船闸是利用连通器的原理工作的
D. 图丁:梳子与头发摩擦后吸引纸屑,梳子与纸屑一定带异种电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲:剪刀的刀刃设计得比较薄,是为了通过减小受力面积,增大刀口对被剪物体的压强,故A错误;
B.图乙:自制简易气压计从一楼拿到二十楼,空气变稀薄,大气压减小,瓶内气压不变,在气压差的作用下,玻璃管内的液柱会上升,故B错误;
C.图丙:三峡船闸的两端开口,底部相连接,是利用连通器的原理工作的,故C正确;
D.图丁:梳子与头发摩擦后,由于电子发生转移导致梳子带电,梳子吸引纸屑,由异种电荷相吸引与带电体吸引轻小不带电物体时,梳子与纸屑可能带异种电荷,或者纸屑不带电,故D错误。
故选C。
4. 我国高铁技术处于世界领先地位。下列说法正确的是( )
A. 图甲:靠近运行高铁的一侧空气流速大压强小,因此站台处设置安全线
B. 图乙:高铁车厢内的破窗锤两端做成锥形,便于增大压力
C. 图丙:铁轨下铺设枕木是为了减小受力面积
D. 图丁:车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲:靠近运行高铁的一侧空气流速大压强小,小于安全线外的大气压,因此站台处设置安全线,避免车进站时乘客离轨道太近,被大气压推入车轨,故A正确;
B.图乙:高铁车厢内的破窗锤两端做成锥形,不能增大压力,而是通过减小受力面积,增大压强,故B错误;
C.图丙:铁轨下铺设枕木是通过增大受力面积,减小压强,故C错误;
D.图丁:车厢座椅用软质材料包裹,是通过增大受力面积,减小压强,故D错误。
故选A。
5. 如图是操作员操作平衡车运动时的情景,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 匀速转弯时,平衡车处于平衡状态
B. 匀速上坡时,平衡车对地面的压力竖直向下
C. 水平路面上,操作员受到的支持力与她的重力是一对平衡力
D. 平衡车向东匀速运动时,操作员受到平衡车水平向西的摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀速转弯时,平衡车的运动方向改变,处于非平衡状态,故A错误;
B.匀速上坡时,平衡车对地面的压力垂直地面向下,故B错误;
C.水平路面上,操作员受到的支持力与她的重力使他在竖直方向上保持平衡,两力是一对平衡力,故C正确;
D.平衡车向东匀速运动时,操作员与平衡车间相对静止,操作员不受到平衡车摩擦力的作用,故D错误。
故选C。
6. 王羲之在《兰亭集序》中写到“引以为流觞曲水,列坐其次”,指众人把水引来作为漂流酒杯的弯曲水道,排列坐在曲水旁饮酒作诗。关于此情境,下列说法正确的是( )
A. 向漂浮在水面的空酒杯中加酒,酒杯上浮
B. 空酒杯在水中漂浮时所受浮力大于重力
C. 从水中取出酒杯喝完酒后,再次将空酒杯放回水中,酒杯所受浮力不变
D. 酒杯在水中所受的浮力等于它排开水的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.向漂浮在水面的空酒杯中加酒,由浮沉条件得,酒杯受到的浮力等于其重力,加酒后,酒杯的重力变大,酒杯受到的浮力变大,由得,酒精排开水的体积变大,则酒杯下沉,故A错误;
B.空酒杯在水中漂浮时,由浮沉条件得,其所受浮力等于重力,故B错误;
C.从水中取出酒杯喝完酒后,再次将空酒杯放回水中,酒杯的重力变小,所受浮力等于其重力,则所受浮力变小,故C错误;
D.由阿基米德原理可知,酒杯在水中所受的浮力等于它排开水的重力,故D正确。
故选D。
7. 我国古代劳动人民用智慧创造出很多实用工具,如图所示,其中属于省力杠杆的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【详解】图①中抛石机抛石时,动力臂小于阻力臂,该工具是费力杠杆;图②中推石磨转动时,动力臂大于阻力臂,该工具是省力杠杆;图③中按压杠榨油时,动力臂大于阻力臂,该工具是省力杠杆;图④中踩踏板舂米时,支点在靠近踏板这一侧,动力臂小于阻力臂,该工具为费力杠杆;故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8. 游乐场上的翻滚过山车是一种惊险有趣的游戏,图为过山车轨道的简化示意图。过山车从高处的A点沿倾斜轨道加速滑下至B点,然后沿圆环轨道减速上升至圆环顶部C点,再沿圆环轨道加速运动至D点,最后沿水平轨道减速运动直到停止。则下列说法中正确的是( )
A. 从A点到B点的过程中,过山车的重力势能增大,动能增大
B. 从B点到C点的过程中,过山车的重力势能增大,动能减小
C. 从C点到D点的过程中,过山车的动能转化为重力势能
D. 从D点开始做减速运动,是因为过山车具有惯性
【答案】B
【解析】
【详解】A.从A点到B点的过程中,过山车的质量不变,高度下降,速度增大,重力势能减小,动能增大,故A错误;
B.从B点到C点的过程中,过山车的质量不变,高度上升,速度减小,过山车的重力势能增大,动能减小,故B正确;
C.从C点到D点的过程中,过山车的质量不变,高度下降,速度增大,重力势能减小,动能增大,过山车的重力势能转化为动能,故C错误;
D.从D点开始做减速运动,是因为过山车受到阻力作用,故D错误。
故选B。
9. 两烧杯均装满水,把体积相等的a、b两球分别轻轻放入水中,图甲为a球进入水后某时刻的位置,a球排开的水重为2N,a球所受重力为3N。图乙为b球最后静止的状态。两球在图中位置所受浮力分别为、,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.体积相等的a、b两球分别轻轻放入水中,由图可知,a球排开水的体积比b大,根据得
故A正确;
B.图甲为a球进入水后某时刻的位置,完全浸没在水中,浮力不再变化,已知a球排开的水重为2N,根据阿基米德原理可知,a球所受浮力为2N。故B错误;
CD.a球所受重力为3N,a球排开水的体积比b大,a球受到的浮力比b球大,结合上述分析可知
故CD错误;
故选A。
10. 如图所示,某建筑工人用大小为300N的拉力,通过滑轮匀速提升重为270N的货物,物体上升的速度为1m/s,则( )
A. 此滑轮既可以省力,又能改变力的方向 B. 绳子自由端移动的速度为2m/s
C. 经过3s工人所做的功是900J D. 该滑轮的机械效率为100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,滑轮的轴固定不动,是定滑轮,定滑轮实质是一个等臂杠杆,不省力,但是能改变力的方向,故A错误;
B.定滑轮不省力,也不费距离,s=h,相当于n=1,绳子自由端移动的速度v绳=v物=1m/s
故B错误;
C.经过3s绳子自由端移动的距离s=v绳t=1m/s×3s=3m
经过3s工人所做的功W总=Fs=300N×3m=900J
故C正确;
D.经过3s物体升高的高度h=s=3m
经过3s工人所做的有用功W有=Gh=270N×3m=810J
该滑轮的机械效率
故D错误。
故选C。
二、非选择题(本大题共10小题,40分)
11. 如图所示,避险车道是在长且陡的下坡路段,行车道外侧增设的供刹车失灵车辆驶离正线并安全减速的专用车道,如图所示是上坡型避险车道,失控车辆在向上减速运动的过程中,动能______,机械能______(均选填“增大”或“减少”)。
【答案】 ①. 减少 ②. 减少
【解析】
【详解】[1][2]失控车辆在向上减速运动的过程中,质量不变,速度减小,动能减少;高度增大,重力势能增大。由于车道的阻力及摩擦,部分机械能转化为其它形式的能,机械能会减少。
12. 如图所示,小芳骑着自行车在平直路面上匀速前行。小芳质量为40kg,自行车质量为15kg,自行车对路面的压力为______N,自行车在水平方向受到的合力为______N。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 550 ②. 0
【解析】
【详解】[1]自行车对路面的压力为
[2]小芳骑着自行车在平直路面上匀速前行,自行车处于平衡态,所以自行车在水平方向受到的合力为0N。
13. 如图所示,在攀岩运动中,质量为60kg的小明用时1.5min攀登上了15m高的山岩到达岩顶,取得了很好的成绩。小明在攀岩过程中克服重力做的功为______J,做这些功的功率为______W。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 9000 ②. 100
【解析】
【详解】[1]小明在攀岩过程中克服重力做的功为
[2]做这些功的功率为
14. 如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”),___________杯中水面升高得多。
【答案】 ①. 小于 ②. 乙
【解析】
【详解】橡皮泥下沉时浮力小于重力,漂浮时浮力等于重力,而重力是不变的,故甲杯中橡皮泥受到的浮力小于乙杯中橡皮泥受到的浮力;由可知,乙杯中橡皮泥排开水的体积大,水面升高得多。
15. 如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为 100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。这里的木板是一种简单机械,称做斜面,此时效率为___________,木板对小铁块的摩擦力为___________N。
【答案】 ①. 80% ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]拉力做的总功
W总=Fs=50N×1m=50J
拉力做的有用功
W有=Gh=100N×0.4m=40J
该装置的机械效率
额外功
W额=W总-W有=50J-40J=10J
木板对小铁块的摩擦力
16.
(1)如图甲所示,用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上。当______突然停止运动时,锤头由于______仍然向下运动,从而紧套在锤柄上。锤头的质量______(选填“越大”或“越小”),这种方法效果越明显;
(2)如图乙所示,将质量不同的小球从斜面______由静止释放,到达水平面的初速度相同,小球撞击木块后木块运动距离越______,小球动能越大。
【答案】(1) ①. 锤柄 ②. 惯性 ③. 越大
(2) ①. 同一高度 ②. 远
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]如图甲所示,当运动的锤子撞击到物体时,锤柄受力突然停止运动,锤头由于具有惯性仍然向下运动,从而紧套在锤柄上。锤头的质量越大,锤头的惯性越大,这种方法效果越明显。
【小问2详解】
[1][2]如图乙所示,将质量不同的小球从斜面同一高度由静止释放,到达水平面的初速度相同,可以探究动能与质量的关系;小球撞击木块后木块运动距离越远,小球动能越大,这里利用了转换法。
17. 用图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
3
4
5
6
7
摩擦力f/N
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
(1)实验时,水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,弹簧测力计示数大小______摩擦力的大小,因为这时的拉力和摩擦力是一对______力;
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示,它的示数是______N;
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录的数据如上表所示,请根据表中的数据,在图乙中画出摩擦力随压力大小变化的关系图象;
(4)分析图象可知:当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成______;
(5)实验结束后,小明同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半。他由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小。你认为他的结论正确吗?理由:______。
【答案】(1) ①. 等于 ②. 平衡
(2)1.6 (3)
(4)正比 (5)不正确,没有控制压力大小不变
【解析】
【小问1详解】
[1][2]当水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动时,木块处于平衡状态。在水平方向上,木块受到拉力和摩擦力这两个力的作用,因为木块处于平衡状态,所以这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故弹簧测力计示数大小等于摩擦力的大小。
【小问2详解】
观察图甲中的弹簧测力计,其分度值为 0.2N ,指针指在 1N 下方第 3 小格处,所以它的示数是1.6N 。
【小问3详解】
根据表格中的数据,在图乙的坐标系中,以压力F为横坐标,摩擦力f为纵坐标,分别描出(3,0.6)、(4,0.8)、(5,1.0)、(6,1.2)、(7,1.4)这些点,然后用平滑的线将这些点连接起来,得到摩擦力随压力大小变化的关系图象。如图所示:
【小问4详解】
分析所画出的图象,可以看到它是一条过原点的直线,这表明当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成正比。
【小问5详解】
小明将木块沿竖直方向锯掉一半,在这个过程中,不仅接触面的大小发生了改变,木块对水平面的压力也变为原来的一半。而探究摩擦力与接触面大小的关系时,需要控制压力大小和接触面粗糙程度不变,只改变接触面大小,小明的实验没有控制压力大小不变,所以他的结论不正确。
18. 在“探究影响浮力大小因素”的实验中,一组同学提出了4种猜想。
小华:浮力大小与液体密度有关;
小红:浮力大小与物体浸入液体的体积有关;
冬冬:浮力大小与物体所受的重力有关;
玲玲:浮力大小与物体的形状有关。
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器。按照图中所示规范地完成了实验,记录了如下表所示的实验数据。
次数
金属块
物体重力/N
液体密度
物体浸在液体中的体积
测力计的示数/N
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
Δ
5
B
3
1.2
100
1.8
观察表中数据,回答下列问题:
(1)根据表格中实验数据,可知A物体浸在液体中的体积为时,物体A所受浮力大小为______N;表格中标有“”的位置的数据应该是______。(g取10N/kg)
(2)通过分析比较第______次实验数据,能够说明小华同学的猜想是______的。
(3)为了验证冬冬同学的猜想,他们选择了第______次实验数据,他们发现浮力大小与物体所受的重力______(选填“无关”或“有关”)。
(4)要验证玲玲的猜想,同学们又找来了一块橡皮泥,他们把橡皮泥捏成不同形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉。他们由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请指出他们实验方法的错误之处:______。
【答案】(1) ①. 0.6 ②. 3.8
(2) ①. 3、4 ②. 正确
(3) ①. 4、5 ②. 无关
(4)没有控制橡皮泥排开液体的体积不变
【解析】
【小问1详解】
[1]由表格数据可知,当A物体浸在液体中的体积为时,受到的浮力
[2]由表中数据可知,在第4次实验中受到的浮力
此时测力计的示数
即表格中“△”的位置的数据应该是3.8N
【小问2详解】
[1]要判断小华同学的猜想是否正确,即需要进行的探究是“浮力大小与液体密度的关系”,根据控制变量法的使用方法可知,要保持物体的重力不变、浸在液体中的体积不变,密度发生改变,由表格可知,第3、4次实验数据满足要求。
[2]由表中数据可知,第3次实验中受到的浮力
由小问(1)第二小空解析可知,第4次实验中受到的浮力
即第3、4组实验中,物体浸在液体中体积相同,第4次实验中液体密度较大,受到的浮力较大,故可得出“物体浸在液体中体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大”,故小华同学的猜想正确。
【小问3详解】
[1]要验证冬冬同学的猜想是否正确,即需要进行的探究是“浮力大小与物体所受重力的关系”,根据控制变量法的使用方法可知,要保持液体密度、浸在液体中的体积不变,物体的重力改变,由表格可知,第4、5次实验数据满足要求。
[2]由表格数据可知,第5次实验中受到的浮力
由小问(1)第二小空解析可知,第4次实验中受到的浮力
即第4、5组实验中,液体密度、物体浸在液体中体积相同,物体受到的重力不同,但是物体受到的浮力相同,故可得出“物体浸在液体中体积、液体密度相同时,浮力大小与物体所受重力无关”。
【小问4详解】
在橡皮泥捏成不同形状的过程中,如果有些橡皮泥捏成小船这样的形状,不仅仅改变了自身形状,放在水面上时,还增大了排开水的体积,不符合控制变量法的使用方法,故得出的实验结论不正确,实验方法中错误之处是没有控制橡皮泥排开液体的体积不变。
19. “文彦博少时,与群儿击球。球忽跃入树穴,群儿谋取之,穴深,不能得。彦博以盆取水,灌入穴中,球遂浮出。”图甲为文彦博灌水取球的情境,小明用柱形容器和木块模拟此情境,如图乙,容器底面积为,在容器底部放置一个边长为10cm的正方体木块,向容器中注入6cm深的水时,木块对容器底的压力恰好为零。求:(,g取10N/kg)
(1)此时容器底部受到水的压力;
(2)木块的密度;
(3)继续注水,当木块漂浮如图丙时取出木块,则取出木块前后水对容器底部压强的变化量。
【答案】(1)24N (2)0.6×103kg/m3
(3)150Pa
【解析】
【小问1详解】
此时容器底部受到水的压力F=pS=ρ水ghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m×400×10-4m2=24N
【小问2详解】
木块的重力G木=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10×6×10-6m3=6N
可得木块的质量
故木块的密度
【小问3详解】
木块取出前,水对容器底部的压力F1=G水'+G木
木块取出后,水对容器底部的压力F2=G水'
即木块取出前后水对容器底部的压力大小变化量ΔF=F1-F2=G木=6N
则水对容器底部压强的变化量
20. 小明同学自制了如图所示的健身器材,坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来,在轻杆的A端悬挂质量的重物,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m,OB长0.5m,小明质量,假定小明锻炼时双脚与地面的接触面积为,g取10N/kg。求:
(1)小明对杆的拉力大小;
(2)小明对地面的压强;
(3)若在杠杆水平状态下,在A端增加物体使小明对地面压强恰好为零,则增加物体的质量。
【答案】(1)300 N
(2)6×103 Pa
(3)8 kg
【解析】
【小问1详解】
缓慢拉动轻杆至水平位置,根据杠杆平衡条件可得FA×AO=FB×OB
其中FA=GA=m1g=10 kg×10 N/kg=100 N
则小明对杆的拉力
【小问2详解】
小明对地面的压力F压=F支=G-F拉=m2g-FB=54 kg×10 N/kg-300 N=240 N
小明对地面的压强
【小问3详解】
若在杠杆水平状态下,在A端增加物体使小明对地面压强恰好为零,此时小明对地面的压力为零,则小明受到的支持力为零,即杠杆对小明的拉力F拉B=G=540 N
根据杠杆平衡条件可得F拉A×AO=F拉B×OB
则杠杆A端所受拉力
杠杆A端所挂物体所受总重力G总=F拉A=180 N
杠杆A端所挂物体总质量
杠杆A端增加物体的质量Δm=m总-m1=18 kg-10 kg=8 kg
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