精品解析:湖南省长沙市雨花区金海中学2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试题
2025-12-12
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内容正文:
2025年上学期期末质量监测卷
八年级物理
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分,1-10小题为单选,每小题只有一个正确选项;11、12小题为为双选题,每小题有两个正确选项,双选题只选一个正确选项得2分,出现一个错误选项得0分,全部选对得3分)
1. 以下哪个物体的重力最接近0.5N( )
A. 一张课桌 B. 一个手机 C. 一个鸡蛋 D. 一个中学生
2. 毽球源于中国民间传统体育游戏——踢毽子。在踢毽球过程中,下列说法正确的是( )
A. 刚踢出的毽球仍会受到脚的作用力
B. 毽球运动到最高点时,处于平衡状态
C. 下落的毽球被踢起,表明力可以改变物体的运动状态
D. 上升的毽球运动越来越慢,表明物体的运动需要力来维持
3. 听到广播传出“请考生做好考前准备”信号后,小红同学将填涂机读卡的2B铅笔放在水平桌面上静止不动时,下列叙述中属于二力平衡的是( )
A. 铅笔所受重力和桌面对铅笔的支持力
B. 铅笔所受重力和铅笔对桌面的压力
C. 铅笔所受重力和桌面所受重力
D. 铅笔对桌面的压力桌面对铅笔的支持力
4. 下列关于压强的实例中,说法不正确的是( )
A. 火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积减小压强
B. 排水管的U形“反水弯”是一个连通器
C. 自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会降低
D. 飞机机翼的升力是利用气体流速越快的位置压强越小的原理
5. 如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A. 安全锤的锤头做得很尖 B. 背包的背带做得较宽
C. 眼镜架上装有鼻托 D. 铁轨铺在枕木上
6. 两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计A所受浮力较小
B. 密度计B所受重力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等
D. 两密度计在水面处的刻度值不同
7. 如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
A. 用力搬石头但没有搬动 B. 用水平拉力使小车水平移动
C. 离手后的冰壶继续滑行 D. 背着书包在水平路面上移动
8. 如图所示,2025年1月1日,来自东南大学科研团队自主研发的国内首辆分布式电驱动飞行汽车“东大•鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,下列关于汽车能量变化情况说法正确的是( )
A. 动能不变,重力势能增大,机械能增大
B. 动能增大,重力势能减小,机械能不变
C. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
D. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
9. 如图所示的几个工具,其中属于省力杠杆的是( )
A. B.
C. D.
10. 用水平力F推放在水平地面上的木箱,F的大小与时间t的关系如图甲所示,木箱的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的( )
A. 在第1s时,木箱静止,此时木箱不受摩擦力
B. 在第2~4s内,木箱所受的合力为5N
C. 在第5s时,木箱所受的滑动摩擦力为2N
D. 在第7s时,若撤去水平推力F的作用,则木箱将做匀速直线运动
11. 如图,甲、乙两个质量和底面积相同的杯子盛两种液体,将同一个木块先后放入两杯中,木块静止后,两杯液面相平。则下列说法正确的是( )
A. 甲杯中液体密度大于乙杯中液体的密度
B. 木块在甲、乙两杯中排开液体的质量相同
C. 甲、乙两杯底部受到液体的压力相同
D. 取出木块后,甲杯对水平面的压强比乙杯小
12. 小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是( )
A. 甲种方法克服重力做功多
B. 甲种方法更省力
C. 两种方法机械效率相等
D. 两种情况下,货物机械能都增加
二、填空题(本大题共5小题,11小空,每空2分,共22分)
13. 近年来我国航天事业的发展取得了显著成果,2024年6月2日“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面,在着陆下降过程中,发动机的喷管向月面方向喷射燃气,产生反向推力,说明了物体间力的作用是___________的;在反向推力的作用下探测器向月面减速下降,说明力可以改变物体的___________。
14. 如图是学校旗杆上滑轮装置的简化图,升旗手通过拉动绳子将国旗升起,绳子绕在滑轮上。这个滑轮属于_____ 滑轮。在国旗匀速上升过程中,国旗的_________ (选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)增加。
15. 如图所示,用手将弹性钢片拉弯,说明力可以使物体发生________。松手后,钢片将塑料片打出,小钢球由于________,要保持原来的静止状态,同时小钢球受到重力作用,落在支柱上。
16. 杆秤是中国度量衡三件(尺、斗、秤)之一,凝聚了炎黄子孙的智慧,反映了我国古代商贸及科技的发展。下图将物体挂于秤钩上,提起B点或C点的提纽,然后通过移动D点处的秤砣,秤杆平衡时,即可称出物体的质量。若要杆秤称出最大的质量,应该提起________(选填“B”或“C”)点,若AB=BC,CE=39AB(E点为杆秤上最大刻度处),秤砣的质量为0.75kg,则该杆秤的最大称量是________kg。
17. 如图甲所示,静止在水平地面的容器装有适量水,底面积为100cm2,上端开口面积为60cm2,用细线吊着底面积为50cm2的长方体,使其缓慢浸没于水中,直至物体静止在容器底部;松开细线,物体上表面距水面4cm,容器对地面的压强相比未放入物体时增大了4000Pa(容器外壁保持干燥)。图乙是水对容器底部的压强p与物体下表面浸入水中深度H的图象。则长方体的高度为_____cm。未放入物体时,容器中水的深度为_____cm,物体的密度为_____kg/m3。
三、作图与实验探究题(本大题共6小题,18、19题各2分、20-23每题6分,共计28分)
18. 小王在体育课上做俯卧撑,若将他的身体看作为杠杆,脚尖作为支点,简化模型如图所示,点为重心,请画出重力示意图及的力臂。
19. 小雅在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,进行了下图所示的操作。回答下列问题:
(1)实验中小雅每次都需要用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______运动;
(2)比较乙、丙两次实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;以下改变摩擦力大小的方法利用了该结论的是______;
A.在瓶盖上做出细条纹
B.给车轮的轴加润滑油
C.用更大的力压住橡皮擦字
20. 在研究“液体压强”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面________;
(2)(b)(c)两图是探究液体压强与________的关系;
(3)要探究液体压强与密度的关系,应选用________两个图进行对比。
21. 小附同学探究影响浮力大小的因素,其操作如图所示。
(1)图B中,物体受到的浮力是___N;
(2)由 A、B、C、D、E五图可得出结论:物体受到的浮力大小与___有关;
(3)由E、F两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关;由实验可知___(选填“水”或“液体b”)的密度大。
22. 小丽用图甲所示的装置,测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
机械效率
1
1
3
0.5
①
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
6
9
2.5
27
②
(1)实验时应该竖直向上______(选填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计;
(2)她按照正确步骤进行了3次实验,记录数据如表格所示。第1次实验中,绳子自由端移动的距离①为______;第3次实验中,机械效率②为______;
(3)她将图甲装置改接为图乙装置,提升相同钩码,得出图乙装置更______。(选填“省力”或“费力”)
四、综合计算题(本大题共2小题,23题6分,24题8分,共计14分)
23. 如图所示,质量为80kg的工人用动滑轮提重为300N货物,货物20s内被匀速提升5m,工人的拉力为200N.已知动滑轮重50N(g=10N/kg).求:
(1)工人对地面的压力;
(2)拉力所做的功;
(3)拉力的功率大小.
24. 项目式学习小组制作了一个可自动控制水量的水箱模型,如图所示,其内底面积为200cm2,水箱底部有一个由阀门控制的出水口。正方体A的棱长为10cm,物体A由轻质细杆悬挂在水中,细杆上端与力传感器连接,当物体A恰好完全浸没时力传感器受到向上的压力为4N,此时阀门自动打开,水缓慢流出,当细杆对力传感器的拉力为1N时阀门关闭,水不再流出,求:
(1)物体A恰好浸没时受到的浮力;
(2)物体A的密度;
(3)阀门打开至关闭的过程中,水箱底部受到水的压强变化量。
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2025年上学期期末质量监测卷
八年级物理
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分,1-10小题为单选,每小题只有一个正确选项;11、12小题为为双选题,每小题有两个正确选项,双选题只选一个正确选项得2分,出现一个错误选项得0分,全部选对得3分)
1. 以下哪个物体的重力最接近0.5N( )
A. 一张课桌 B. 一个手机 C. 一个鸡蛋 D. 一个中学生
【答案】C
【解析】
【详解】A.一张课桌的质量接近10kg,重力为
故A不符合题意;
B.一个手机大约200g,即0.2kg,则重力
故B不符合题意
C.一只鸡蛋的质量大约50g,即0.05kg,则重力
故C符合题意;
D.一个中学生的质量大约50kg,则重力
故D不符合题意。
故选C。
2. 毽球源于中国民间传统体育游戏——踢毽子。在踢毽球过程中,下列说法正确的是( )
A. 刚踢出的毽球仍会受到脚的作用力
B. 毽球运动到最高点时,处于平衡状态
C. 下落的毽球被踢起,表明力可以改变物体的运动状态
D. 上升的毽球运动越来越慢,表明物体的运动需要力来维持
【答案】C
【解析】
【详解】A.力是物体对物体的作用,刚踢出的毽球已脱离脚,毽球不会受到脚的作用力,故A错误;
B.毽球运动到最高点时,受重力和阻力作用,二力不在一条直线上,故合力不为0,处于非平衡状态,故B错误;
C.下落的毽球被踢起,毽球的运动方向和速度大小发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.上升的毽球运动越来越慢,是重力和空气阻力的作用,力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故D错误。
故选C。
3. 听到广播传出“请考生做好考前准备”信号后,小红同学将填涂机读卡的2B铅笔放在水平桌面上静止不动时,下列叙述中属于二力平衡的是( )
A. 铅笔所受重力和桌面对铅笔的支持力
B. 铅笔所受重力和铅笔对桌面的压力
C. 铅笔所受重力和桌面所受重力
D. 铅笔对桌面的压力桌面对铅笔的支持力
【答案】A
【解析】
【详解】A.铅笔所受重力和桌面对铅笔的支持力,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,符合二力平衡条件,故A符合题意;
B.铅笔所受重力和铅笔对桌面的压力,两个力的方向相同且作用在两个物体上,不符合二力平衡条件,故B不符合题意;
C.铅笔所受重力和桌面所受重力,两个力的方向相同且大小不一定相等、作用在两个物体上,不符合二力平衡条件,故C不符合题意;
D.铅笔对桌面的压力与桌面对铅笔的支持力,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,故D不符合题意。
故选A。
4. 下列关于压强的实例中,说法不正确的是( )
A. 火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积减小压强
B. 排水管的U形“反水弯”是一个连通器
C. 自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会降低
D. 飞机机翼的升力是利用气体流速越快的位置压强越小的原理
【答案】C
【解析】
【详解】A.火车轨道铺在枕木上,比直接铺在地面上的受力面积大,所以是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故A正确,不符合题意;
B.排水管的U形“反水弯”上端开口,底部连通,是个连通器,是利用的是连通器原理工作的,故B正确,不符合题意;
C.把自制压强计山脚带到山顶,瓶内空气的压强几乎不变,由于大气压随海拔的增大而降低,山顶的大气压比山脚的大气压低,所以玻璃管内液面瓶内气压的作用下上升,故自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会上升,故C错误,符合题意;
D.飞机机翼的横截面设计成上凸下凹的形状,导致飞机机翼上方空气流速更大,压强更小,使飞机产生向上的升力,利用气体流速越快的位置压强越小的原理,故D正确,不符合题意。
股选C。
5. 如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A. 安全锤的锤头做得很尖 B. 背包的背带做得较宽
C. 眼镜架上装有鼻托 D. 铁轨铺在枕木上
【答案】A
【解析】
【详解】根据可知,可以通过在压力一定时减小受力面积或者在受力面积一定时增大压力来增大压强。
A.安全锤的锤头做的很尖,在压力一定时通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.书包的背带做得较宽,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.眼镜架上装有眼镜鼻托,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.铁轨铺在枕木上,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
6. 两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计A所受浮力较小
B. 密度计B所受重力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等
D. 两密度计在水面处的刻度值不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
A、B均漂浮在水中,故液体密度相同。由图可知
VB排>VA排
可得
FB浮>FA浮
故A正确;
B.密度计处于漂浮状态,浮力和重力的关系为
F浮=G计
因为
FB浮>FA浮
所以
GB>GA
故B错误;
C.A、B浸没的深度关系为
hA<hB
根据液体压强公式
p=ρgh
可得
pA<pB
故C错误;
D.密度计是用来测量液体密度的仪器,密度计漂浮时,在液面处的刻度就是所测液体的密度,A、B均为密度计,漂浮在水上,所以两密度计在水面处的刻度都是水的密度,故D错误。
故选A。
7. 如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
A. 用力搬石头但没有搬动 B. 用水平拉力使小车水平移动
C. 离手后的冰壶继续滑行 D. 背着书包在水平路面上移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.人用力搬石头但没有搬动,有力,但在力的方向上物体没有通过距离,则没有做功。故A不符合题意;
B.用力拉使小车水平移动,人给小车一个拉力,小车在拉力的方向上通过了一段距离,做了功。故B符合题意;
C.离手后的冰壶由于惯性继续滑行,则人对冰壶没有力的作用,所以没有做功,故C不符合题意;
D.背着书包在水平面上移动,人给书包一个竖直向上的力,而书包没有在力的方向上通过的距离,所以没有做功。故D不符合题意。
故选B。
8. 如图所示,2025年1月1日,来自东南大学科研团队自主研发的国内首辆分布式电驱动飞行汽车“东大•鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,下列关于汽车能量变化情况说法正确的是( )
A. 动能不变,重力势能增大,机械能增大
B. 动能增大,重力势能减小,机械能不变
C. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
D. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
【答案】C
【解析】
【详解】汽车加速升空,质量不变,速度增加,所以动能增加,高度升高,所以重力势能增加,机械能等于动能和重力势能之和,所以机械能增加,C正确,ABD错误。
故选 C。
9. 如图所示的几个工具,其中属于省力杠杆的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】图中所示的筷子 、镊子和钓鱼杆在使用时,都是动力臂小于阻力臂,所以它们是费力杠杆;而独轮车在使用时,是动力臂小于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10. 用水平力F推放在水平地面上的木箱,F的大小与时间t的关系如图甲所示,木箱的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的( )
A. 在第1s时,木箱静止,此时木箱不受摩擦力
B. 在第2~4s内,木箱所受的合力为5N
C. 在第5s时,木箱所受的滑动摩擦力为2N
D. 在第7s时,若撤去水平推力F的作用,则木箱将做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.在第1s时,木箱静止,此时木箱受平衡力,推力等于1N,推力与摩擦力平衡,故A错误;
B.由图乙可知,4到6秒木箱匀速运动,摩擦力等于此时的推力等于2N,由于滑动摩擦力只与压力大小和接触面粗糙程度有关,所以第2到4秒时间内,摩擦力也是2N,在第2~4s内,木箱所受推力为3N,摩擦力与推力方向相反,木箱所受的合力为,故B错误;
C. 由图乙可知,4到6秒木箱匀速运动,木箱受平衡力,摩擦力等于此时的推力等于2N,故C正确;
D. 由图像可知,6~8s内,推力等于1N,而此时的摩擦力仍然等于2N,木箱做减速运动,在第7s时,若撤去水平推力F的作用,木箱将在摩擦力作用下迅速停止,故D错误。
故选C。
11. 如图,甲、乙两个质量和底面积相同的杯子盛两种液体,将同一个木块先后放入两杯中,木块静止后,两杯液面相平。则下列说法正确的是( )
A. 甲杯中液体密度大于乙杯中液体的密度
B. 木块在甲、乙两杯中排开液体的质量相同
C. 甲、乙两杯底部受到液体的压力相同
D. 取出木块后,甲杯对水平面的压强比乙杯小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图可知,木块在甲杯液体中悬浮、在乙杯液体中漂浮,则甲杯液体的密度等于木块的密度、乙杯液体的密度大于木块的密度,所以甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度,故A错误;
B.木块在甲杯液体中悬浮、在乙杯液体中漂浮,根据漂浮、悬浮条件可知,木块在两种液体中受到的浮力都等于自身重力,木块重力不变,则木块在两种液体中受到的浮力相等。根据F浮=G排可知,木块排开两种液体的重力相等,则排开两种液体的质量也相等,故B正确;
C.此时两杯液面相平,甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度,根据p=ρ液gh可知,甲杯底部受到液体的压强小于乙杯底部受到液体的压强。因两杯子底面积相同,根据F=pS可知,甲杯底部受到液体的压力小于乙杯底部受到液体的压力,故C错误;
D.设甲杯液体体积为V甲、乙杯液体体积为V乙,木块在甲杯中排开液体体积为V排甲、在乙杯中排开液体体积为V排乙。由图可知,由于甲杯是柱形、乙杯上粗下细,且两杯液面相平、底面积相同,则
V甲+V排甲<V乙+V排乙
因V排甲>V排乙,则将木块取出后,有V甲<V乙。又因甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度,即ρ甲<ρ乙,根据m= ρV,则甲杯中液体的质量小于乙杯中液体的质量。两杯子质量相等,则木块取出后,甲杯和液体的总质量小于乙杯和液体的总质量,所以甲杯对水平面的压力小于乙杯对水平面的压力。又因两杯底面积相同,根据p=可知,甲杯对水平面的压强小于乙杯对水平面的压强。故D正确。
故选BD。
12. 小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是( )
A. 甲种方法克服重力做功多
B. 甲种方法更省力
C. 两种方法机械效率相等
D. 两种情况下,货物机械能都增加
【答案】BD
【解析】
【详解】A.两种方法中,物体重力G相同、被提高的高度h也相同;两种方法克服重力做功都为相同;故A错误;
B.甲中使用了简单机械中的斜面,能够省力;故B正确;
C.甲乙两种方式做的有用功相同,甲中沿斜面推箱子时,需要克服摩擦做一些额外功;而乙中,直接将箱子搬到车上时,人做的额外功较少;根据可知,甲的机械效率小于乙的机械效率;故C错误;
D.两种方法中,箱子的质量不变,速度增加,动能增加;高度增加,重力势能增加;则机械能就增大;故D正确。
故选BD。
二、填空题(本大题共5小题,11小空,每空2分,共22分)
13. 近年来我国航天事业的发展取得了显著成果,2024年6月2日“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面,在着陆下降过程中,发动机的喷管向月面方向喷射燃气,产生反向推力,说明了物体间力的作用是___________的;在反向推力的作用下探测器向月面减速下降,说明力可以改变物体的___________。
【答案】 ①. 相互 ②. 运动状态
【解析】
【详解】[1]发动机的喷管向月面方向喷射燃气,产生反向推力,说明气体对探测器产生一个反方向的作用力,说明物体间力的作用是相互的。
[2]在反向推力的作用下探测器向月面减速下降,运动状态发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态。
14. 如图是学校旗杆上滑轮装置的简化图,升旗手通过拉动绳子将国旗升起,绳子绕在滑轮上。这个滑轮属于_____ 滑轮。在国旗匀速上升过程中,国旗的_________ (选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)增加。
【答案】 ①. 定 ②. 重力势能
【解析】
【详解】[1]滑轮工作时,只绕轴转动,不随物体一起移动,所以是定滑轮。
[2]在国旗匀速上升过程中,国旗的质量不变,速度不变,它的动能不变,高度增大,重力势能增加,国旗没有发生弹性形变,不具有弹性势能。
15. 如图所示,用手将弹性钢片拉弯,说明力可以使物体发生________。松手后,钢片将塑料片打出,小钢球由于________,要保持原来的静止状态,同时小钢球受到重力作用,落在支柱上。
【答案】 ①. 形变 ②. 具有惯性
【解析】
【详解】[1]如图所示,用手将弹性钢片拉弯,钢片受到了力的作用,形状发生了改变,说明力可以使物体发生形变。
[2]小钢球原来静止在塑料片上,松手后,钢片将塑料片打出,小钢球由于具有惯性,要保持原来的静止状态。
16. 杆秤是中国度量衡三件(尺、斗、秤)之一,凝聚了炎黄子孙的智慧,反映了我国古代商贸及科技的发展。下图将物体挂于秤钩上,提起B点或C点的提纽,然后通过移动D点处的秤砣,秤杆平衡时,即可称出物体的质量。若要杆秤称出最大的质量,应该提起________(选填“B”或“C”)点,若AB=BC,CE=39AB(E点为杆秤上最大刻度处),秤砣的质量为0.75kg,则该杆秤的最大称量是________kg。
【答案】 ①. B ②. 30
【解析】
【详解】[1] 若要杆秤称出最大的量,根据杠杆的平衡条件,应增大秤砣对杆秤拉力的力臂而减小物体对杆秤拉力的力臂,所以应该提起B点。
[2] 通过以上分析可知,以B点为支点时,杆秤的测量值更大。当杆秤在水平位置平衡时,秤砣和物体对杆秤的拉力方向竖直向下,与杆秤垂直,所以对于的力臂分别是BE和AB,则
根据杠杆的平衡条件可得
即
物体的重力为
则该杆秤的最大称量是
17. 如图甲所示,静止在水平地面的容器装有适量水,底面积为100cm2,上端开口面积为60cm2,用细线吊着底面积为50cm2的长方体,使其缓慢浸没于水中,直至物体静止在容器底部;松开细线,物体上表面距水面4cm,容器对地面的压强相比未放入物体时增大了4000Pa(容器外壁保持干燥)。图乙是水对容器底部的压强p与物体下表面浸入水中深度H的图象。则长方体的高度为_____cm。未放入物体时,容器中水的深度为_____cm,物体的密度为_____kg/m3。
【答案】 ①. 16 ②. 13 ③. 5.375×103
【解析】
【详解】[1][2]由图知道,没有放入长方体时,水对容器底部的压强是1300 Pa,且此时,水没有到达容器颈部,容器中水的深度
由图乙可知,当水对容器底的压强是1500Pa,容器中水的高度也就是容器较宽部分的高度
当时,水对容器底部的压强最大为p2;此时物体进入水中的体积为
此时水的高度
则
[3]松开细线,物体上表面距水面4cm,容器对地面的压强相比未放入物体时增大了4000Pa,增大的压力ΔF压=Δp压S容低=4000Pa×100×10-4m2=40N
当H大于10cm,水对容器底部的压强不变,说明水已经溢出,则物体的重力
物体的密度为
三、作图与实验探究题(本大题共6小题,18、19题各2分、20-23每题6分,共计28分)
18. 小王在体育课上做俯卧撑,若将他的身体看作为杠杆,脚尖作为支点,简化模型如图所示,点为重心,请画出重力示意图及的力臂。
【答案】
【解析】
【详解】人受到的重力是竖直向下的,人受重力的作用点在A点,由此画出人所受重力的示意图;过支点O向力F1的作用线作垂线段,即为力F1的力臂L1,如图所示:
19. 小雅在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,进行了下图所示的操作。回答下列问题:
(1)实验中小雅每次都需要用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______运动;
(2)比较乙、丙两次实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;以下改变摩擦力大小的方法利用了该结论的是______;
A.在瓶盖上做出细条纹
B.给车轮的轴加润滑油
C.用更大的力压住橡皮擦字
【答案】(1)匀速直线
(2) ①. 压力 ②. C
【解析】
【小问1详解】
实验过程中,用弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,由二力平衡知识可知,此时木块受到的拉力与木块受到的滑动摩擦力是平衡力,所受的摩擦力大小等于测力计的示数。
【小问2详解】
[1]比较乙、丙两次实验数据可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,弹簧测力计的示数不同,丙实验压力更大,测力计示数更大,说明木块受到的摩擦力更大,可得在接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
[2] 乙、丙两次实验数据结论为滑动摩擦力大小与压力大小有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
A.在瓶盖上做出细条纹,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力,不符合题意;
B.给车轮的轴加润滑油,通过使接触面分离来减小摩擦力,不符合题意;
C.用更大的力压住橡皮擦字,通过增大压力增大摩擦力,符合题意。
故选C。
20. 在研究“液体压强”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面________;
(2)(b)(c)两图是探究液体压强与________的关系;
(3)要探究液体压强与密度的关系,应选用________两个图进行对比。
【答案】(1)相平 (2)液体深度
(3)a、b
【解析】
【小问1详解】
在使用 U 形管压强计之前,需要让 U 形管两侧的压强相等,而当两侧压强相等时,左右两边玻璃管中的液面就会处于同一水平高度,也就是相平的状态。
【小问2详解】
观察b、c两图,我们可以看到液体都是盐水,也就是液体的密度是相同的,但是金属盒在盐水中所处的深度是不一样的,可知两图是在探究液体压强与深度的关系。
【小问3详解】
要探究液体压强与密度的关系,根据控制变量法,就需要控制除密度之外的其他因素保持不变,也就是要保证金属盒在液体中的深度相同,只改变液体的密度。观察a、b两图,金属盒在液体中的深度是一样的,但是a图中的液体是水,b图中的液体是盐水,水和盐水的密度不同。
21. 小附同学探究影响浮力大小的因素,其操作如图所示。
(1)图B中,物体受到的浮力是___N;
(2)由 A、B、C、D、E五图可得出结论:物体受到的浮力大小与___有关;
(3)由E、F两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关;由实验可知___(选填“水”或“液体b”)的密度大。
【答案】(1)0.5 (2)排开液体的体积、液体的密度
(3)水
【解析】
【小问1详解】
由图A知,弹簧测力计的示数为4N,则物体的重力为4N。图B中,物体浸入水中,测力计的示数为3.5N,据称重法知,物体所受的浮力
【小问2详解】
由图A、B、C和D可知,物体浸入水中排开水的体积不同,测力计的示数也不同,即所受的浮力不同,所以浮力与物体排开液体的体积有关。图A、E和F中,物体浸没在水和密度与水不同的液体b的同一深度,测力计的示数不同,所受的浮力不同,所以物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
【小问3详解】
浸没水和液体b中,排开水和液体b的体积相同,在水中测力计的示数更小,据称重法知,在水中受到的浮力更大,据阿基米德原理知,水的密度更大。
22. 小丽用图甲所示的装置,测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
机械效率
1
1
3
0.5
①
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
6
9
2.5
27
②
(1)实验时应该竖直向上______(选填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计;
(2)她按照正确步骤进行了3次实验,记录数据如表格所示。第1次实验中,绳子自由端移动的距离①为______;第3次实验中,机械效率②为______;
(3)她将图甲装置改接为图乙装置,提升相同钩码,得出图乙装置更______。(选填“省力”或“费力”)
【答案】(1)匀速 (2) ①. 9 ②. 80.0%
(3)费力
【解析】
【小问1详解】
在实验中,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时处于平衡状态,受到的拉力等于测力计示数。
【小问2详解】
[1]第1次实验中,根据
得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数
绳子自由端移动的距离s1=n1h1=3×3cm=9cm
[2]第3次实验中,机械效率
【小问3详解】
承担物重的绳子段数越多,越省力,将图甲装置改接为图乙装置,提升相同钩码,滑轮组的动滑轮绕绳子的段数由3段变成2段,图乙装置更费力。
四、综合计算题(本大题共2小题,23题6分,24题8分,共计14分)
23. 如图所示,质量为80kg的工人用动滑轮提重为300N货物,货物20s内被匀速提升5m,工人的拉力为200N.已知动滑轮重50N(g=10N/kg).求:
(1)工人对地面的压力;
(2)拉力所做的功;
(3)拉力的功率大小.
【答案】(1)1000N
(2)2000J (3)100W
【解析】
【小问1详解】
由力的作用是相互的可知,工人对地面的压力等于地面对工人的支持力,工人受到竖直向下的重力、竖直向下绳的拉力和地面对工人的支持力,由力的平衡可得,工人对地面的压力为
【小问2详解】
如图所示的动滑轮,绳自由端移动的距离为
由可得,拉力做的功为
【小问3详解】
由可得,拉力的功率大小为
24. 项目式学习小组制作了一个可自动控制水量的水箱模型,如图所示,其内底面积为200cm2,水箱底部有一个由阀门控制的出水口。正方体A的棱长为10cm,物体A由轻质细杆悬挂在水中,细杆上端与力传感器连接,当物体A恰好完全浸没时力传感器受到向上的压力为4N,此时阀门自动打开,水缓慢流出,当细杆对力传感器的拉力为1N时阀门关闭,水不再流出,求:
(1)物体A恰好浸没时受到的浮力;
(2)物体A的密度;
(3)阀门打开至关闭的过程中,水箱底部受到水的压强变化量。
【答案】(1)10N (2)0.6×103kg/m3
(3)500Pa
【解析】
【小问1详解】
物体A恰好浸没时V排=VA=L3=(10cm)3=103cm3=10-3m3
A受到浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
【小问2详解】
物体A恰好浸没时,物体A受到重力、拉力和浮力,物体A恰好完全浸没时力传感器受到向上的压力为4N,则物体A的重力GA=F浮-F1=10N-4N=6N
物体A的质量
物体A的密度
【小问3详解】
当细杆对力传感器的拉力为1N时,则A受到浮力F浮’=GA-F2=6N-1N=5N
此时A浸入水中的体积
A的底面积S=10cm×10cm=100cm2=10-2m2
水面下降的高度
水的压强变化量Δp=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa
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