内容正文:
2024—2025学年度第二学期期末学业水平监测
八年级物理
注意事项:
1.本试卷共6页,满分60分,考试时间60分钟。
2.领到试卷和答题卡后,请用0.5毫米黑色墨水签字笔,分别在试卷和答题卡上填写学校、姓名、班级、座位号和考号。
3.请在答题卡上各题的指定区域内作答,否则作答无效。
4.答作图题时,先用铅笔作图,再用规定的签字笔描黑。
5.考试结束,本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题共24分)
一、选择题(共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题意,请将答题卡上对应题目的答案标号涂黑)
1. 下列关于力的叙述中,正确的是( )
A. 一个物体就可以产生力作用
B. 彼此不直接接触的物体之间不可能有力的作用
C. 力是物体对物体作用,没有物体就没有力
D. 直接接触的物体之间一定有力的作用
2. 如图所示,用自制的水平器检查一个水泥平台是否水平,当把它东西方向放置,人从南向北看时,发现重垂线偏在中线的右侧,这是因为( )
A. 重力的方向竖直向下,水泥平台东高西低 B. 重力的方向竖直向下,水泥平台东低西高
C. 重力的方向垂直向下,水泥平台东高西低 D. 重力的方向垂直向下,水泥平台东低西高
3. 如图,让小球从斜面上滚下,沿着它的运动方向一侧放一磁体,观察小球运动方向的变化。通过实验可以研究出的知识是( )
A. 力是使物体运动的原因
B. 力可以改变物体的形状
C. 力可以改变物体的运动状态
D. 力可以使物体做匀速直线运动
4. 关于惯性的理解和现象解释,以下说法正确的是( )
A. 高速飞行子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B. 用力拍打刚晒过的被子,灰尘离开被子,是由于灰尘具有惯性
C. 汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
D. 行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于受到惯性的作用
5. 如图为伽利略温度计的示意图,敞口玻璃瓶内装有适量的水,玻璃泡内有空气。下列说法正确的是( )
A. 敞口玻璃瓶与玻璃管构成一个连通器
B. 气温升高时,玻璃管中的液面会上升
C. 玻璃泡内空气的压强大于外界的大气压
D. 外界大气压减少时,玻璃管中的液面会降低
6. 对于车辆超载,下列说法中错误的是( )
A. 车辆超载,若受力面积不变,对路面的压强变大,造成路面损坏
B. 车辆超载,只要多安装几个轮胎,减小对路面的压强就没有问题
C. 车辆超载,惯性变大,遇到突发状况时不容易刹车,易发生车祸
D 车辆超载,若速度相同,车辆动能变大,发生事故时破坏性更大
7. 物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率,同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法,其中正确的是( )
A. 斜面是一种可以省功的机械
B. 匀速拉动木块的过程中,木块的机械能是不变的
C. 匀速拉动木块时,木块所受拉力与摩擦力是一对平衡力
D. 本实验中,用质量相同的小车替代木块,可提高斜面的机械效率
8. 将一木块用细线拴在空的容器底部,开始往容器中缓慢加水至图甲所示位置,木块受到的浮力F随容器中水深h的变化关系如图乙。已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,则木块的( )
A. 重力为8N B. 体积为8×10-4m3
C. 密度为0.8×103kg/m3 D. 受到细线的最大拉力为8N
第二部分(非选择题共36分)
二、非选择题(共7小题,共36分)
9. 学习完弹力后,小明在家利用弹簧和刻度尺自制如图甲所示的实验装置,准备探究“弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”。他将刻度尺和光滑的细杆水平固定在铁架台上,一根弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细绳连接。细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂钩码,弹簧与定滑轮间的细绳水平。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出对应的弹簧总长度L,并将所挂钩码的重力大小作为弹簧的弹力大小F。(弹簧始终在弹性限度内)
(1)小明根据所测数据描点连线,得到弹簧弹力大小F与弹簧总长度L的图像,如图乙所示。则该弹簧不挂钩码时弹簧的自然长度 L0=______cm;
(2)根据图乙信息,若弹力F=1.8N,则弹簧的伸长量ΔL=_________ cm;
(3)小明重新选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图丙所示的图像。为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________。为了制作一个量程更大的弹簧测力计,应选弹簧________。(均填“A”或“B”)
10. 为了探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关,小慧利用形状、大小相同,表面粗糙程度不同的空心木块1和实心木块2设计了如图所示实验。
(1)实验前应将弹簧测力计在______(选填“水平”或“竖直”)方向上调零,为了正确测得摩擦力的大小,实验中必须使物块在水平木板上做______;
(2)小慧完成了甲、乙、丙三次测量滑动摩擦力大小的实验,记下测力计的示数分别为F1、F2、F3,她发现F1<F2<F3,从而得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。实验过程中存在的错误是:______;
(3)在图甲实验中,做以下调整后再次水平拉动木块,其中会改变木块所受滑动摩擦力大小的有______(填序号)。
①把木块沿竖直方向截掉一部分
②增大拉力
③增大木块的速度
④在木块上加金属块
11. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲,为了使杠杆在水平位置平衡,可调节杠杆左端的平衡螺母向______移动;
(2)如图乙,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,每个钩码质量为50g,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是______N;(取g=10N/kg)
(3)如果要用弹簧测力计大小不变的力竖直向上拉,杠杆仍在水平位置平衡,需要对图乙所示的实验设计进行的调整是:______;
(4)如图丙,在杠杆上A点用三个方向不同的力F1、F2、F3均使杠杆在水平位置平衡,则最小的力为______;
(5)请在图丙中画出力F3的力臂L3的示意图。
12. 小玲在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验时,操作如下图:(ρ水=1×103kg/m3)
(1)图乙中的物体受到的浮力F浮=______N;
(2)根据图甲、丁、戊可知物体受到的浮力与______有关;
(3)根据图甲、乙、丙的数据可以提出一个可探究的科学问题是:______;
(4)根据实验数据可计算出盐水的密度是ρ盐水=______kg/m3;
(5)小玲制作了简易密度计来测量饮料密度:取一根粗细均匀的饮料吸管,将铅粒放入吸管并用石蜡封口。将吸管放到水中静止时如图(a)所示,浸入水的长度为H;放到饮料中静止时如图(b)所示,浸入的长度为h,用ρ饮料、ρ水分别表示饮料和水的密度,则ρ饮料=______(用ρ水和所测物理量的符号表示)。
13. 蹦床运动可以有效锻炼儿童平衡能力。如图所示,小宇离开蹦床上升过程中,经过A点(动能为E1)后到达最高点B,再从B点下落时,又经过A点(动能为E2)。不计空气阻力,请回答:
(1)从A点上升到B点的过程中,小宇的动能如何变化?说出你的判断理由。
(2)请你判断E2和E1的大小关系?说出你的依据。
14. 如图是一款新能源可无人驾驶汽车,汽车质量为1600kg,速度最大可达108km/h。当该汽车在平直路面上以最大速度匀速行驶时,所受阻力为汽车重力的0.05倍。(取g=10N/kg)求:
(1)若汽车与地面的总接触面积为1000cm2,汽车静止在水平地面上时,对地面压强大小?
(2)该汽车在平直路面上以最大速度行驶时,汽车牵引力大小?
(3)该汽车在平直路面上以最大速度行驶5min,这个过程汽车牵引力所做功的大小?
15. 如图甲是一种新型吊装设备的简化模型示意图,虚线框里是滑轮组(未画出),定滑轮和电动机均固定。在一次作业中,吊装设备匀速竖直提升物体时,绳子自由端的拉力为200N,此时滑轮组的机械效率为80%。被提升的物体上升的速度为0.5m/s,电动机所做功跟时间的变化关系如图乙(不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦)。求:
(1)此次作业中绳子自由端移动速度的大小?
(2)此次作业中提升物体重力的大小?
(3)若该滑轮组的机械效率提升到85%,滑轮组挂钩处绳子竖直向上匀速提升物体所需拉力的大小?
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2024—2025学年度第二学期期末学业水平监测
八年级物理
注意事项:
1.本试卷共6页,满分60分,考试时间60分钟。
2.领到试卷和答题卡后,请用0.5毫米黑色墨水签字笔,分别在试卷和答题卡上填写学校、姓名、班级、座位号和考号。
3.请在答题卡上各题的指定区域内作答,否则作答无效。
4.答作图题时,先用铅笔作图,再用规定的签字笔描黑。
5.考试结束,本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题共24分)
一、选择题(共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题意,请将答题卡上对应题目的答案标号涂黑)
1. 下列关于力的叙述中,正确的是( )
A. 一个物体就可以产生力的作用
B. 彼此不直接接触的物体之间不可能有力的作用
C. 力是物体对物体的作用,没有物体就没有力
D. 直接接触的物体之间一定有力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.发生力的作用时,一定有施力物体和受力物体同时存在,一个物体不能产生力的作用,故A错误;
B.彼此不直接接触的物体之间也可能有力的作用,比如地球吸引周围的物体,磁铁吸引铁钉,故B错误;
C.力是一个物体对另外一个物体的作用,没有物体就没有力的作用,故C正确;
D.彼此直接接触的物体间不一定有力的作用,比如在水面上挨在一起但没有发生形变的两个小球之间就没有受到弹力的作用,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,用自制的水平器检查一个水泥平台是否水平,当把它东西方向放置,人从南向北看时,发现重垂线偏在中线的右侧,这是因为( )
A. 重力的方向竖直向下,水泥平台东高西低 B. 重力的方向竖直向下,水泥平台东低西高
C. 重力的方向垂直向下,水泥平台东高西低 D. 重力的方向垂直向下,水泥平台东低西高
【答案】B
【解析】
【详解】如果水泥平台水平,则重垂线应该和中线平行,现在从南向北看时,发现重垂线偏在中线的右侧,而重锤线的方向是竖直向下的,这说明水泥平台不平,因为是从南向北看,所以左侧是西,右侧是东;由于是垂体偏向右,说明左侧高,右侧低,即西高东低。
故选B。
3. 如图,让小球从斜面上滚下,沿着它的运动方向一侧放一磁体,观察小球运动方向的变化。通过实验可以研究出的知识是( )
A. 力是使物体运动的原因
B. 力可以改变物体的形状
C. 力可以改变物体的运动状态
D. 力可以使物体做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】小球本来沿直线运动,受到磁力后运动方向改变,这体现了力改变了物体的运动状态,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C 。
4. 关于惯性的理解和现象解释,以下说法正确的是( )
A. 高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B. 用力拍打刚晒过的被子,灰尘离开被子,是由于灰尘具有惯性
C. 汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
D. 行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于受到惯性的作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.静止的子弹依然有惯性,惯性不会消失,故A错误;
B.拍打被子时,被子运动,灰尘由于惯性保持原来的静止状态,所以与被子分离而落下,故B正确;
C.惯性大小只与质量有关,系安全带不能改变惯性,而是为了防止惯性带来的伤害,故B错误;
D.惯性是性质,不是力,不能说“受到惯性的作用”,应该说“由于惯性”,故D错误。
故选B。
5. 如图为伽利略温度计的示意图,敞口玻璃瓶内装有适量的水,玻璃泡内有空气。下列说法正确的是( )
A. 敞口玻璃瓶与玻璃管构成一个连通器
B. 气温升高时,玻璃管中的液面会上升
C. 玻璃泡内空气的压强大于外界的大气压
D. 外界大气压减少时,玻璃管中的液面会降低
【答案】D
【解析】
【详解】A.玻璃管上端没有开口,所以不是连通器,故A错误;
B.气温升高时,玻璃管内的气压变大,玻璃管中的液面会下降,故B错误;
C.外界的大气压等于玻璃泡内空气的压强与玻璃管内水的压强之和,所以玻璃泡内空气的压强小于外界的大气压,故C错误;
D.因为外界的大气压等于玻璃泡内空气的压强与玻璃管内水的压强之和,当外界大气压减少时,玻璃管内水的压强会相应减小,则玻璃管中的液面会降低,故D正确。
故选D。
6. 对于车辆超载,下列说法中错误的是( )
A. 车辆超载,若受力面积不变,对路面的压强变大,造成路面损坏
B. 车辆超载,只要多安装几个轮胎,减小对路面的压强就没有问题
C. 车辆超载,惯性变大,遇到突发状况时不容易刹车,易发生车祸
D. 车辆超载,若速度相同,车辆动能变大,发生事故时破坏性更大
【答案】B
【解析】
【详解】A.车辆超载,对地面压力变大,若受力面积相同,根据可知对路面的压强变大,会损坏路面,故A正确,不符合题意;
B.当车辆超载时,载重车的质量变大,重力变大,对地面的压力变大,摩擦力增大,容易使轮胎磨损,故B错误,符合题意;
C.物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,超载后车的质量变大,惯性增大,遇到紧急情况时很难刹车,易发生车祸,故C正确,不符合题意;
D.车辆超载,质量变大,若速度相同,根据影响动能大小的因素,车辆动能变大,发生事故时对外做的功更多,造成的破坏更严重,故D正确,不符合题意。
故选B。
7. 物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率,同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法,其中正确的是( )
A. 斜面是一种可以省功的机械
B. 匀速拉动木块的过程中,木块的机械能是不变的
C. 匀速拉动木块时,木块所受拉力与摩擦力是一对平衡力
D. 本实验中,用质量相同的小车替代木块,可提高斜面的机械效率
【答案】D
【解析】
【详解】A.任何机械都不能省功,使用斜面可以省力,但必然要移动更长的距离,功不会减少,实际上由于摩擦的存在,总功比有用功还多,故A错误;
B.在斜面上匀速拉动木块的过程中,木块的重力势能在增加(因为高度上升),动能不变,所以机械能(动能加势能)是增加的,故B错误;
C.在斜面上,木块受的力有:沿斜面向上的拉力、沿斜面向下的摩擦力、斜面的支持力。匀速运动时,虽然物体处于平衡状态,但拉力与摩擦力不是一对平衡力,因为它们方向并不相反且大小不等,故C错误;
D.用小车(带轮子)代替木块滑动,滚动摩擦小于滑动摩擦,额外功减少,在有用功相同情况下,机械效率提高,故D正确。
故选D。
8. 将一木块用细线拴在空容器底部,开始往容器中缓慢加水至图甲所示位置,木块受到的浮力F随容器中水深h的变化关系如图乙。已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,则木块的( )
A. 重力为8N B. 体积为8×10-4m3
C. 密度为0.8×103kg/m3 D. 受到细线的最大拉力为8N
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,水深0 时,浮力 0。当水深时,木块浸入体积增大,浮力线性增加,但浮力小于重力,细线受拉力为0,浮力为。
当时,木块刚好漂浮,,拉力,由阿基米德原理可得此时木块浸入的体积为
此时木块浸入深度,当水深,木块随着水上浮,,当时,细线刚好绷直,但无拉力。
当水深,木块浸入水的体积增大,浮力增大,但线在底部固定,所以木块不能上浮,此阶段细线受拉力
则可知木块剩余浸入深度为
当,木块完全浸没,浮力最大,拉力最大
由阿基米德原理可得此时木块浸入的体积为
所以木块的密度
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B
第二部分(非选择题共36分)
二、非选择题(共7小题,共36分)
9. 学习完弹力后,小明在家利用弹簧和刻度尺自制如图甲所示的实验装置,准备探究“弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”。他将刻度尺和光滑的细杆水平固定在铁架台上,一根弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细绳连接。细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂钩码,弹簧与定滑轮间的细绳水平。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出对应的弹簧总长度L,并将所挂钩码的重力大小作为弹簧的弹力大小F。(弹簧始终在弹性限度内)
(1)小明根据所测数据描点连线,得到弹簧弹力大小F与弹簧总长度L的图像,如图乙所示。则该弹簧不挂钩码时弹簧的自然长度 L0=______cm;
(2)根据图乙信息,若弹力F=1.8N,则弹簧的伸长量ΔL=_________ cm;
(3)小明重新选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图丙所示的图像。为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________。为了制作一个量程更大的弹簧测力计,应选弹簧________。(均填“A”或“B”)
【答案】 ①. 0.5 ②. 1.8 ③. B ④. A
【解析】
【详解】(1)[1]当F=0N,L=0.5cm,所以自然长度为L0=0.5cm。
(2)[2]根据图乙信息,每1N力弹簧伸长1cm,若弹力F=1.8N,则弹簧的伸长量ΔL=1.8cm。
(3)[3][4]相同的力伸长量越大,精度越高,由图丙可知,在相同拉力作用下,弹簧B的伸长量大,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计;由图象可知,当伸长量相同时,A弹簧的拉力大于B弹簧的拉力,所以若要制作量程较大的测力计,应该选择A弹簧。
10. 为了探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关,小慧利用形状、大小相同,表面粗糙程度不同的空心木块1和实心木块2设计了如图所示实验。
(1)实验前应将弹簧测力计在______(选填“水平”或“竖直”)方向上调零,为了正确测得摩擦力的大小,实验中必须使物块在水平木板上做______;
(2)小慧完成了甲、乙、丙三次测量滑动摩擦力大小的实验,记下测力计的示数分别为F1、F2、F3,她发现F1<F2<F3,从而得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。实验过程中存在的错误是:______;
(3)在图甲实验中,做以下调整后再次水平拉动木块,其中会改变木块所受滑动摩擦力大小的有______(填序号)。
①把木块沿竖直方向截掉一部分
②增大拉力
③增大木块的速度
④在木块上加金属块
【答案】(1) ①. 水平 ②. 匀速直线运动
(2)没有控制接触面的粗糙程度相同
(3)①④
【解析】
【小问1详解】
[1][2]因为要测的是 水平方向 的滑动摩擦力,所以弹簧测力计应在 水平 方向上调零。实验中要让物块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡,这样拉力才等于滑动摩擦力。
【小问2详解】
由图可知,甲乙丙中,甲乙压力相同,接触面粗糙程度不同,甲丙接触面粗糙程度相同,压力不同,乙丙压力不同,接触面粗糙程度也不同,要得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关,必须控制接触面粗糙程度相同,因此小慧的错误在于没有控制接触面粗糙程度相同。
【小问3详解】
影响滑动摩擦力大小的因素由压力和接触面粗糙程度;
①把木块沿竖直方向截掉一部分,压力变小了,滑动摩擦力变小
②增大拉力,压力和接触面粗糙程度都没变,滑动摩擦力不变
③增大木块的速度,压力和接触面粗糙程度都没变,滑动摩擦力不变
④在木块上加金属块,压力变大了,滑动摩擦力变大
综上符合题意有①④。
11. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲,为了使杠杆在水平位置平衡,可调节杠杆左端的平衡螺母向______移动;
(2)如图乙,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,每个钩码质量为50g,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是______N;(取g=10N/kg)
(3)如果要用弹簧测力计大小不变的力竖直向上拉,杠杆仍在水平位置平衡,需要对图乙所示的实验设计进行的调整是:______;
(4)如图丙,在杠杆上A点用三个方向不同的力F1、F2、F3均使杠杆在水平位置平衡,则最小的力为______;
(5)请在图丙中画出力F3的力臂L3的示意图。
【答案】(1)右 (2)1.2
(3)将测力计移到左端距离O点第5个格处
(4)F₂ (5)
【解析】
【小问1详解】
如图甲可知,杠杆偏向左边,说明左边重,平衡螺母应向右调节。
【小问2详解】
由图乙可知,杠杆左边第四格处挂了3个钩码,即
力臂为
弹簧测力计在右侧第五格处,力臂为
由杠杆平衡条件可得
解得
【小问3详解】
如果要用弹簧测力计竖直向上拉,且力的大小不变,杠杆仍在水平位置平衡,为使杠杆平衡,此时施加力的位置应与钩码在同侧,根据杠杆平衡条件可知,需要对图乙中测力计移到左端距离O点第5个格处。
【小问4详解】
图丙中,A点施加三个不同方向的力 使杠杆水平平衡。杠杆平衡时,= 定值,因此力臂最长的那个力最小。从支点O向A点作连线OA作为力臂时,当力垂直于OA时力臂最大(等于OA的长度)。图中垂直于OA,所以的力臂最大,因此 最小。
【小问5详解】
从支点O向力的作用线作垂线,垂足与O的连线即为力臂。用大括号或双箭头标出这段垂线段,并标注,如下图所示:
12. 小玲在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验时,操作如下图:(ρ水=1×103kg/m3)
(1)图乙中的物体受到的浮力F浮=______N;
(2)根据图甲、丁、戊可知物体受到的浮力与______有关;
(3)根据图甲、乙、丙的数据可以提出一个可探究的科学问题是:______;
(4)根据实验数据可计算出盐水的密度是ρ盐水=______kg/m3;
(5)小玲制作了简易密度计来测量饮料密度:取一根粗细均匀的饮料吸管,将铅粒放入吸管并用石蜡封口。将吸管放到水中静止时如图(a)所示,浸入水的长度为H;放到饮料中静止时如图(b)所示,浸入的长度为h,用ρ饮料、ρ水分别表示饮料和水的密度,则ρ饮料=______(用ρ水和所测物理量的符号表示)。
【答案】(1)1 (2)液体密度
(3)物体受到的浮力与物体排开液体的体积是否有关
(4)1.2×103 (5)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,甲图:空气中,测力计示数 ,即物体重力 。乙图:浸入水中一部分,测力计示数 ,则浮力
【小问2详解】
比较丁、戊可知,其深度相同,液体密度不同,测力计示数不同,说明浮力不同,因此,物体受到的浮力与液体密度有关。
【小问3详解】
从图看,乙到丙,排开液体体积增大,测力计示数从 9 N 降到 7 N,浮力从 1 N 增加到 3 N。所以探究的是:浮力大小与排开液体体积的关系。即可提出问题:浮力大小与物体排开液体的体积有关吗?
【小问4详解】
戊图:在盐水中测力计示数,浮力
丁图:在水中测力计示数,浮力
物体浸没时排开液体的体积相同,则
盐水的密度为
【小问5详解】
根据物体沉浮条件,密度计漂浮即
图a与图b中密度计受到的浮力均等于密度计的重力,即
即。
13. 蹦床运动可以有效锻炼儿童的平衡能力。如图所示,小宇离开蹦床上升过程中,经过A点(动能为E1)后到达最高点B,再从B点下落时,又经过A点(动能为E2)。不计空气阻力,请回答:
(1)从A点上升到B点的过程中,小宇的动能如何变化?说出你的判断理由。
(2)请你判断E2和E1的大小关系?说出你的依据。
【答案】(1)见解析 (2)见解析
【解析】
【小问1详解】
动能变小。从A点上升到B点的过程中,速度减小直至速度为0,质量不变,所以在上升过程中动能变小。
【小问2详解】
E1= E2。不计空气阻力,则机械能没有损耗,即机械能守恒,总量不变。因为两次经过A点的重力势能相等,机械能总量不变,故两次动能相等,即E1=E2。
14. 如图是一款新能源可无人驾驶汽车,汽车质量为1600kg,速度最大可达108km/h。当该汽车在平直路面上以最大速度匀速行驶时,所受阻力为汽车重力的0.05倍。(取g=10N/kg)求:
(1)若汽车与地面的总接触面积为1000cm2,汽车静止在水平地面上时,对地面压强大小?
(2)该汽车在平直路面上以最大速度行驶时,汽车牵引力大小?
(3)该汽车在平直路面上以最大速度行驶5min,这个过程汽车牵引力所做功的大小?
【答案】(1)1.6×105Pa
(2)800 N (3)7.2×106 J
【解析】
【小问1详解】
汽车的质量,该车静止在水平地面上时,对地面的压力为
对地面的压强为
【小问2详解】
汽车所受阻力
因汽车匀速直线行驶,由二力平衡可知,牵引力
【小问3详解】
最大行驶速度
5 min内行驶的路程为
汽车牵引力所做的功为
15. 如图甲是一种新型吊装设备的简化模型示意图,虚线框里是滑轮组(未画出),定滑轮和电动机均固定。在一次作业中,吊装设备匀速竖直提升物体时,绳子自由端的拉力为200N,此时滑轮组的机械效率为80%。被提升的物体上升的速度为0.5m/s,电动机所做功跟时间的变化关系如图乙(不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦)。求:
(1)此次作业中绳子自由端移动速度的大小?
(2)此次作业中提升物体重力的大小?
(3)若该滑轮组的机械效率提升到85%,滑轮组挂钩处绳子竖直向上匀速提升物体所需拉力的大小?
【答案】(1)1.5 m/s
(2)480 N (3)680 N
【解析】
小问1详解】
由图乙知,当用时1s时,电动机拉绳子所用的总功为300J。则绳子自由端拉力的功率为
此次作业中绳子自由端移动速度为
【小问2详解】
滑轮组的机械效率
所以有用功功率P有=ηP总=80%×300W=240W
又由P有=G物v物得物体重力为
【小问3详解】
由绳端移动速度与物体上升速度的关系v绳=nv物得
不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。根据滑轮组受力分析可得nF绳=G物+G动
动滑轮的重力G动=nF绳-G物=3×200N-480N=120N
将滑轮组的效率提升到η'=85%,根据
代入数值可得G物'=680 N
由平衡状态受力可知,向上的拉力F=G物'=680 N
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