期末复习(高效培优,易错精选60题37大考点)物理新教材人教版八年级下册
2026-05-27
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2份
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78页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.86 MB |
| 发布时间 | 2026-05-27 |
| 更新时间 | 2026-05-27 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-05-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58074336.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦人教版八年级下册力学核心模块,精选60题覆盖37大易错考点,以题串联概念、实验与计算,构建从基础到综合的知识逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|力学基础|10题|选择/填空|力的三要素→相互性→平衡条件→摩擦力,概念辨析与实验探究结合|
|压强|8题|选择/计算|固体压强公式→液体压强特点→大气压测量,从定性分析到定量计算递进|
|浮力|12题|选择/计算/实验|影响因素→阿基米德原理→浮沉条件,静态分析与动态图像问题结合|
|功和机械能|10题|计算/图像|功的计算→功率公式→动能势能转化,联系生活场景考查能量观念|
|简单机械|20题|实验/计算|杠杆平衡条件→滑轮组特点→机械效率,实验操作与综合计算并重|
内容正文:
八年级下学期物理期末复习(易错精选60题37大考点)
训练范围:人教版: 八年级下册第7~12章。
一.影响力的作用效果的因素(共1小题)
1.用球拍击打乒乓球的不同部位,乒乓球运行的轨迹各不相同,说明力的 作用点 会影响力的作用效果;如图所示,弹簧测力计对物体的拉力为 4 N。
【答案】作用点;4。
【解答】解:击打乒乓球的不同部位,即力的作用点不同,球的运动情况不同,说明力的作用效果与力的作用点有关;
如图所示,弹簧测力计1N之间有5个小格,分度值为0.2N,指针对准在“4”处,读数为4N,则弹簧秤对物体的拉力为4N。
故答案为:作用点;4。
二.力的相互性(共2小题)
2.下列说法中正确的一组是( )
①物体间力的作用是相互的;②只有相互接触的物体才有力的作用;③力可以改变物体的形状、运动状态;④挂在树枝上的苹果只受重力作用。
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】B
【解答】解:
(1)物体间力的作用是相互的,故①正确。
(2)不接触的物体之间也能产生力的作用,例如磁铁和铁钉之间不接触也能产生力的作用,故②错误。
(3)力可以改变物体的形状也可改变物体的运动状态,故③正确。
(4)挂在树枝上的苹果受到重力和树枝的拉力作用,故④错误。
正确的是①③。
故选:B。
3.端午节组织龙舟赛,正在激烈比赛的龙舟,运动员用桨向后划水,龙舟就向前运动,这说明物体间力的作用是 相互 的。那么使龙舟、人、桨一起前进的力的施力物体是 水 。
【答案】相互;水
【解答】解:
龙舟竞赛,划桨手用船桨向后划水,对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,因此水也对船桨施加向前的力,所以船就会快速前进。
故答案为:相互;水。
三.弹簧测力计在力的相互性方面的应用(共1小题)
4.两个完全相同的弹簧测力计以如图甲所示的方式悬挂一个重物,弹簧测力计a、b的示数分别为F1、F2。如图乙所示,当对弹簧测力计a施加一个大小为F的竖直拉力,使整个装置沿竖直方向向下做匀速运动时,弹簧测力计a、b的示数分别为F3、F4。弹簧测力计的自重小于物体的重力,不计空气阻力,下列说法正确的有( )
①F1>F2 ②F2=F4 ③F<F1+F2 ④F=2F3﹣F4
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【解答】解:设两个相同规格的弹簧测力计重力为G,物体的重力为G'。如图所示方式,F2=F4=G',F1=G+G',故F1大于F2,
如图乙示,先运用整体思想,整个装置沿竖直向下做匀速运动,故整个装置受力平衡,将两弹簧测力计和重物看作是整体,
F=G'+2G…①
再利用分割思想,只看弹簧测力计b及重物,F3=F4+G=G'+G…②由①②式可得F=2F3﹣F4=2(G+G')﹣G'=2G+G'…③F1+F2=G+G'+G'=G+2G'…④
由于弹簧测力计的自重小于物体的重力,即G<G',
比较③④可得,F<F1+F2。
综上,题干说法中①②③④均正确。故选:D。
四.重力的计算(共1小题)
5.一辆自重是4.0×104N的卡车,装着4m3密度为2.5×103kg/m3的沙石,行驶到一座桥头立着如图所示的标志牌的大桥前。(g取10N/kg)
(1)沙石的质量是多少千克?
(2)这辆卡车总重为多少牛?
(3)这辆卡车能否安全通过这座大桥,如果不能,应至少卸下多少立方米的沙石?
【解答】解:(1)由公式可得沙石的质量:;
(2)沙石重:,
这辆卡车总重:;
(3)由重力公式G=mg变形得,卡车和沙石的总质量:,
因为14t>10t,所以这辆卡车不能安全通过这座大桥,则卸下沙石的质量:
m卸=m总﹣m限=14t﹣10t=4t=4×103kg;
至少卸下的沙石的体积:。
答:(1)沙石的质量是1×104kg;
(2)这辆卡车总重为1.4×105N;
(3)这辆卡车不能通过这座大桥,如果不能,应至少卸下1.6m3的沙石。
五.惯性的利用(共2小题)
6.如图所示,有关惯性现象的解释正确的是( )
A.汽车的安全气囊能减小驾驶员的惯性
B.棋子被击飞是尺子击打的力改变了该棋子的惯性
C.松了的锤头能紧套在锤柄上,是利用锤头的惯性
D.弹走扑克牌,硬币落入杯中,因为硬币失去惯性
【答案】C
【解答】解:A.汽车安全气囊能减小驾驶员由于惯性带来的伤害,由于驾驶员的质量不变,所以驾驶员的惯性不变,故A错误;
B、棋子被击飞时,质量不变,则惯性不变,是由于尺子击打的力改变了该棋子的运动状态,故B错误;
C、松了的锤头能紧套在锤柄上,是因为撞击时,锤柄受到力的作用停止运动,而锤头由于惯性要向下运动,于是套紧在锤柄上,这是利用了锤头的惯性,故C正确;
D、任何物体任何情况下都具有惯性,弹走扑克牌,硬币落入杯中,硬币仍有惯性,故D错误。
故选:C。
7.如图所示为一起交通事故,两辆同向行驶的汽车发生“追尾”。虽B车驾驶员紧急刹车,由于 惯性 仍撞击了A车碰撞的一瞬间,B车对A车的撞击力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)A车对B车的撞击力。A车驾驶员因受到 汽车头枕 (选填“安全带”或“汽车头枕”)保护而未严重受伤。
【答案】惯性;等于;汽车头枕。
【解答】 解:
(1)一切物体在任何时候任何情况下都具有惯性,汽车B刹车后由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以仍撞到汽车A;
(2)B汽车对A汽车的撞击力与A汽车对B汽车的力是一对相互作用力,大小相等;
(3)在车辆发生追尾时,人体由于惯性会向后倒,此时车辆加速或减速的压力都集中在人体脆弱的颈部和头部,而头枕则对此起缓冲作用,保护人体头部。
故答案为:惯性;等于;汽车头枕。
六.探究二力平衡的条件(共1小题)
8.如图是子涵和浩宇同学“探究二力平衡条件”的实验情景。
(1)如图甲,子涵同学将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 钩码个数 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,子涵将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 不在同一直线的两个力能否平衡 ;
(3)若子涵在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示),你认为 能 (选填“能”或“不能”)用子涵的装置进行实验。子涵发现有不同质量的钩码若干,他最好选用质量较 大 (大/小)的钩码做实验;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,子涵下一步的操作是 剪开卡片 ;
(5)在探究同一问题时,浩宇同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示实验,同学们认为子涵的实验优于浩宇的实验,主要原因是因为子涵的实验 减小了摩擦力对实验的影响 ;
(6)图丙中,每个钩码重0.5N,左边挂3个钩码,右边挂1个钩码时,木块沿水平方向向左匀速运动;此时再在右边挂 4 个钩码,木块就可以沿水平方向向右匀速运动。
【答案】(1)钩码个数;(2)不能;不在同一直线的两个力能否平衡;(3)能;大;(4)剪开卡片;
(5)减小了摩擦力对实验的影响;(6)4。
【解答】解:(1)小卡片两端通过滑轮在线的两端挂上钩码,两侧的钩码由于重力的作用,通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,不能平衡,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;
(3)在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,此时两侧的拉力仍在同一直线上,方向仍然相反,所以可用此装置进行实验;
钩码的质量越大,钩码和小卡片的重力之差越大,小卡片自身重力对实验的影响越小,所以应选择质量大的钩码进行实验;
(4)用剪刀将卡纸剪开,若两侧的钩码均因为受力不平衡而掉落,可以验证相互平衡的两个力要作用在同一物体上;
(5)将物体放在桌面上,物体和桌面间的摩擦力会对实验造成干扰,所以子涵的实验更好;
(6)每个钩码重0.5N,左边挂3个钩码,则左侧的拉力为1.5N,右侧挂一个钩码,则右侧的拉力为0.5N,此时木块向左做匀速直线运动,说明木块受力平衡,所以此时木块受到的水平向右的滑动摩擦力为 f=F左﹣F右=1.5N﹣0.5N=1N,滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,在右侧挂上钩码后,木块向右做匀速直线运动,接触面的粗糙程度及压力大小均不变,所以滑动摩擦力不变,仍为1N,但木块向右运动时,滑动摩擦力的方向为水平向左,故右侧的拉力为F右′=F左+f=1.5N+1N=2.5N,所以右侧新增的拉力为2N,每个钩码重0.5N,所以需新增4个钩码。
故答案为:(1)钩码个数;(2)不能;不在同一直线的两个力能否平衡;(3)能;大;(4)剪开卡片;
(5)减小了摩擦力对实验的影响;(6)4。
七.平衡状态下的摩擦力分析(共2小题)
9.如图甲所示,在水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.2~4s,物体做匀速直线运动
B.0~2s,物体受到的摩擦力是2N
C.2~4s,物体受到的摩擦力是2N
D.0~2s,物体没有被推动,是因为推力小于摩擦力
【答案】C
【解答】A.由乙图可知,2~4s,物体的速度不断增大,图象是一条倾斜的直线,因此物体做加速运动,故A错误;
BD.由乙图可知,0~2s,物体速度为0,处于静止状态,水平向左静摩擦力与水平向右的推力是一对平衡力,大小相等,均为1N,故BD错误;
C.由图可知,4~6s,乙图是一条平行x轴的直线,故物体做匀速直线运动,受力平衡,水平方向上受到的推力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此物体受到的滑动摩擦力为2N,2~4s,物体的速度不断增大,做加速运动,受到的摩擦力仍为滑动摩擦力,而滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小、材料有关,因为接触面粗糙程度和压力大小、材料都不变,所以滑动摩擦力大小不变,仍为2N,所以2~4s,物体受到的摩擦力是2N,故C正确。
故本题选C。
10.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上(桌面粗糙程度均相同),用F1=10N的水平力作用在B物块上,A和B一起做匀速直线运动,此时B物块所受A的摩擦力为FB,若将F2=20N的水平力按如图乙所示,作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,此时A物块所受地面的摩擦力为FA。以下说法正确的是( )
A.FB=10N FA=10N B.FB=10N FA=20N
C.FB=20N FA=10N D.FB=20N FA=20N
【答案】A
【解答】解:(1)如图甲,以B为研究对象,B做匀速直线运动,在水平方向上其受到的推力F1与摩擦力平衡,所以由二力平衡条件可得B物块所受的摩擦力fB=F1=10N;
以AB为研究对象,AB一起做匀速直线运动,所以整体受到的推力F1与地面对A的摩擦力平衡,则A所受的摩擦力f地=F1=10N;
(2)若将F2=20N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们仍一起做直线运动(注意没说匀速),以AB的整体为研究对象,整体对地面的压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,所以整体受到地面的摩擦力大小也不变,即A物块所受的摩擦力仍为10N。
故A正确。
故选:A。
八.探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验(共2小题)
11.小军利用如图所示装置,探究影响滑动摩擦力大小的因素。悬挂好已调零的弹簧测力计,用细线绕过固定在实验桌上的定滑轮,水平连接正方体物块,将其放在长木板上,物块的上、下表面粗糙程度不同。实验时用水平向左的力F拉动长木板使其水平运动,直到弹簧测力计示数稳定。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,长木板一定要做匀速直线运动
B.物块受到的滑动摩擦力与拉力F是一对平衡力
C.当拉动长木板的速度变大时,物块受到的滑动摩擦力也变大
D.若将物块上下颠倒,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关
【答案】D
【解答】解:A.实验中研究的是物块而不是长木板,所以没有必要拉着长木板做匀速直线运动,故A错误;
B.一对平衡力应满足的条件:等大、反向、共线、同体;物块受到的摩擦力作用在物块上,拉力F作用在长木板上,这两个力不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度两个因素有关,与运动的速度无关,改变速度不会改变摩擦力,故C错误;
D.因为物块上下表面的粗糙程度不同,上下颠倒后,压力没有变化,粗糙程度改变了,可以用来探究滑动摩擦力与粗糙程度的关系,故D正确;故选:D。
12.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,这是利用了 二力平衡 原理;
(2)若比较甲和丙实验,可得滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 有关;
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此时木块受到的摩擦力与图甲中的比 变小 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)小华查阅资料得知:在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f大小与压力F大小的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,反映了接触面的粗糙程度。若在图戊所示实验中,木块重为5N,长木板重为10N,木块与长木板间的动摩擦因数大小为0.2,长木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若将长木板匀速抽出,则测力计A示数为 7 N,木块与木板间的滑动摩擦力为 1 N。
【答案】(1)二力平衡;(2)接触面粗糙程度;(3)变小;(4)7;1。
【解答】解:(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,这是利用了二力平衡原理,
(2)比较甲和丙实验,压力相同,丙中接触面粗糙程度相同,可得滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,因木块受到斜上的拉力,故对木板的压力变小,而接触面粗糙不变,此时木块受到的摩擦力与图甲中的比变小;
(4)在图戊所示实验中,木块重为5N,木块与长木板间的动摩擦因数大小为0.2,木块受到的滑动摩擦力为f=5N×0.2=1N
方向水平向左,根据力的相互性,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向右,大小为1N。木板对地面的压力为F压=10N+5N=15N
长木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,木板与地面之间的摩擦力为f′=15N×0.4=6N
方向水平向右;若用拉力F将木板匀速抽出,根据力的平衡,拉力为F=6N+1N=7N
因此将长木板匀速抽出,则测力计A示数为7N,弹簧测力计B的示数为1N。
故答案为:(1)二力平衡;(2)接触面粗糙程度;(3)变小;(4)7;1。
九.压强的公式的应用(共4小题)
13.如图所示,水平地面上放置一底面积100cm2,高30cm的重物甲;乙、丙为重5N、底面积200cm2、高25cm的相同容器(不计容器厚度),在乙容器中装有深度为12cm的水,丙容器中装有深度为18cm的酒精(已知甲物体密度为4×103kg/m3,水的密度为1×103kg/m3,酒精的密度为0.8×103kg/m3),则下列说法正确的是( )
A.甲对水平地面的压强为1200Pa
B.未放物体前,丙容器对地面的压强为1440Pa
C.水平切下16cm的甲物体放入乙容器中,甲剩余部分对桌面的压强和乙容器对桌面的压强相等
D.水平切下16cm的甲物体分别放入乙、丙容器中后,两容器中液体对容器底的压强相等
【答案】D
【解答】解:A.直柱形物体对水平面的压强,故A错误;
B.丙中酒精的体积;
根据密度公式ρ知,酒精的质量;
酒精的重力G酒精=m酒精g=2.88kg×10N/kg=28.8N;
根据水平面上的压力等于总重力,故丙的压力F丙=G容+G酒精=5N+28.8N=33.8N;
未放物体前,丙容器对地面的压强为;故B错误;
C.水平切下16cm的甲物体,甲对水平面的压强p甲=ρ甲gh甲=4×103kg/m3×10N/kg×(0.3m﹣0.16m)=5600Pa;
水平切下16cm的甲物体的体积V甲切=S甲h甲切=100cm2×16cm=1600cm3;
乙容器中水的体积V水=S容h水=200cm2×12cm=2400cm3;
甲的密度大于水的密度,甲在水中沉底,假设甲浸没在水中,则水面上升的高度,此时水深为12cm+8cm=20cm>16cm,故假设成立;
放入甲物体切下的部分后,乙容器中水的深度h乙=12cm+8cm=20cm<25cm;
则没有水溢出容器,水平切下16cm甲物体的重力G甲切=m甲切g=ρ甲切gS容h甲切=4×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣4m2×0.16m=64N;
乙容器内水的重力G水=ρ水gV水=ρ水S容gh乙=1×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×0.12m=24N;
乙容器对地面的压力F乙总=G乙总=G容+G水+G甲切=5N+24N+64N=93N;
乙容器对地面的压强为;则水平切下16cm的甲物体放入乙容器中,甲剩余部分对桌面的压强和乙容器对桌面的压强不相等,故C错误;
D.放入甲物体切下的部分后,乙容器中水的深度为20cm,则水对容器底的压强p水=ρ水gh乙=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
丙容器中酒精的体积3600cm3,放入切下的部分,如果不溢出,则酒精上升的高度;
根据上升的高度知,放入后深度为h丙=18cm+8cm=26cm>25cm;说明溢出了,则装满了,深度为25cm,酒精对容器底的压强p酒精=ρ酒精gh′丙=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2000Pa;
两容器中液体对容器底的压强相等,故D正确。
故选:D。
14.如图所示,一质量分布均匀的圆柱体工件A与一个薄壁轻质圆柱形容器B静置于水平桌面上。已知工件A的密度为0.6×103kg/m3,高度为hA=0.5m,底面积,容器B的底面积,高度hB=0.26m,容器内装有深度h0=0.2m的某种液体,液体密度。则下列说法正确的是( )
①工件A对桌面的压强为3000Pa;
②若将工件A沿竖直方向切去一半,并将切下部分放入容器B中,待稳定后,液体对容器底部的压强为2080Pa;
③若将原工件竖直切割一部分后放入容器中,液体对容器底部的压强为p1,切割部分对容器底部的压强为p2,当p1:p2=2:1时,容器对桌面的压强为2200Pa;
④若从工件A上方水平切去高度Δh,并将切去部分竖直放入容器B内。设工件A对桌面压力的变化量为ΔFA,容器B对桌面压力的变化量为ΔFB。若ΔFA:ΔFB=3:2,则切去的高度一定是Δh=44cm。
A.①③ B.①②③④ C.②④ D.①③④
【答案】A
【解答】解:①工件A的体积
工件A的重力
因为物体放在水平桌面上,所以工件A对桌面的压强,故①正确;
②若工件A沿竖直方向切去一半,切割部分底面积
高度仍0.5m,由于容器最高0.26m,浮力最大为
切下部分的重力
所以切去部分在液体中会沉底。
液体的实际深度
说明液体没有溢出,则液体对容器底部的压强,故②错误;
③设切下部分的底面积是S,由于切割部分对容器底部有压强,则其放在液体中会沉底;
设液体深度为h,液体对容器底压强p1=ρ液gh,切割部分对容器底压力F=G切1﹣F浮=m切1g﹣ρ液gV排1=ρAS切1hAg﹣ρ液gS切1h
压强
即
代入数据得:
解得h=0.25m<0.26m
所以液体不溢出。
由②可知,此时切下部分的重力G切=15N
液体的重力为
而容器对桌面压力F总=G液+G切=40N+15N=55N
压强 ,故③正确;
④由题意可知,ΔFA>ΔFB,说明有液体溢出。
则工件A对桌面压力的变化量ΔFA=ΔG=Δmg=ρAΔVg=ρASAΔhg
容器B对桌面压力的变化量为ΔFB=ΔG﹣G溢
则
解得ΔG=3G溢
即ρASAΔhg=3m溢g=3ρ液V溢g
若物体处于漂浮状态,F浮=ΔG=ρASAΔhg=V排ρ液g,
所以V排,
代入数值有0.6×103kg/m3×100×10﹣4m2×Δh×10N/kg=3×0.8×103kg/m3×V溢×10N/kg
解得
容器中除了液体还剩余的容积是所以溢出液体的体积V溢出=V排﹣V空V空,
因为ρASAΔhg=3m溢g=3ρ液V溢g
所以0.6×103kg/m3×100×10﹣4m2×Δh×10N/kg=3×0.8×103kg/m3×()×10N/kg,
解得:Δh=0.3m
此时
代入数值得
解得Δh=0.3m=30cm
此时V排2.25×10﹣3m3=2250cm3,
切下部分浸入液体的深度为
符合题意。
若切下部分沉底,ΔG≥F浮,
SAΔhρAg≥SAhBρ液g
Δhm
因为ΔG=3G溢
ΔG≥ρASAΔhg=0.620.8N
柱体沉底时,溢出液体的体积V溢出=SAhB﹣V空=100×26cm3﹣1500cm3=900cm3
3m溢g=3ρ液V溢g=3×0.8×103kg/m3×900×10﹣6m3×10N/kg=21.6N
当ΔG=21.6N时,Δh0.36m;
故④错误。
综上可知,①③正确。
故选:A。
15.如图甲所示,水平桌面上放置一个质量分布均匀的实心长方体D,长L0=40cm,宽和高均为h,长方体对地压强为3000Pa,密度为1.5×103kg/m3。现按照过AB这条棱的平面切割为D1、D2两个部分,切割面与底面夹角为θ,D1的底部宽度为x。将D1、D2平移分开后,D1对桌面的压强为p1,D2对桌面的压强为p2,将D1叠放在D2上方,且保持接触面水平,D2对桌面压强为p3。改变斜切角度(切割面仍过棱AB)测得p1、p2、p3随D1底面宽度x的变化图像如图乙所示。图像中曲线 ① 表示p1随x的变化关系。当p2:p3=7:8时,x= 10 cm。
【答案】①;10。
【解答】解:根据pρgh可知,原长方体对地面压强p=ρgh=3000Pa;
D1是直角三棱柱,体积V1xh•hxh2,
重力G1=ρgV1ρgxh2,底面积S1=xh,因此压强为:
p1ρgh=1500Pa,
p1不随x变化,是恒定值,对应图乙中水平直线①;
总重力G总=G1+G2=pS原=pL0h,
可得D2单独放置时G2=ρg(L0hxh)h=ρgh2(L0),
S2=(L0﹣x)h,
因此p2,
D1叠放后p3,
根据p2:p3=7:8,代入得:
,
解得:x=10cm。
故答案为:①;10。
16.无人机已成为推进农业机械化的重要力量,如图中无人机正在给科技田园喷洒农药。已知该无人机空机质量为5kg,停放时与地面的总接触面积为80cm2。求:
(1)该无人机空机状态停放时的重力;
(2)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强;
(3)若装满农药后无人机对水平地面的压强为4×104Pa,则无人机内所装农药的质量是多少。
【解答】解:(1)已知该无人机空机质量为m机=5kg,所以该无人机空机状态停放时的重力为:
G机=m机g=5kg×10N/kg=50N;
(2)该无人机空机状态停放时对水平地面的压力等于自身的重力,即F压=G机=50N,
无人机停放时总受力面积为,
则该无人机空机状态停放时对水平地面的压强为:
;
(3)装满农药后无人机对水平地面的压力为:
,
装满农药后无人机的总重力为G总=F′压=320N,
所以,装满农药后无人机的总质量为:
,
故无人机内所装农药的质量为:
m农药=m总﹣m机=32kg﹣5kg=27kg。
答:(1)该无人机空机状态停放时的重力为50N;
(2)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强为6.25×103Pa;
(3)若装满农药后无人机对水平地面的压强为4×104Pa,则无人机内所装农药的质量是27kg。
十.固体压强的比较大小(共1小题)
17.如图,放在同一水平桌面上的甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体。已知液体内部的A、B、C三点处所受液体的压强相等,则 甲 容器中液体密度最大, 甲 容器底受到的液体压强最大, 甲 容器对桌面的压强最大。(均选填“甲”“乙”或“丙”)
【答案】甲;甲;甲。
【解答】解:已知在液体内部同一水平面A、B、C三点处液体的压强相等,由p=ρgh得:深度最小的A密度最大,深度最大的C密度最小,故ρ甲>ρ乙>ρ丙;
由图可知A、B、C三点到杯底的深度相同,即h相同,由p=ρgh得密度大的压强大,则a、b、c三点以下液体对容器底部压强,p甲下>p乙下>p丙下;
又因为A、B、C三点处液体的压强相等,即p甲上=p乙上=p丙上,所以整个液体对容器底部压强的大小排列顺序为p甲>p乙>p丙;
容器的底面积相同,由F=pS得整个液体对容器底部压力的大小排列顺序为F甲>F乙>F丙,由容器的形状知液体对容器底的压力等于液体的重力,所以液体的重力关系为G甲>G乙>G丙,由于容器的重力相同,所以总重力关系为G甲′>G乙′>G丙′,则对桌面的压力关系为F甲>F乙>F丙,且容器的底面积相同,由p知甲容器对桌面压强最大。
故答案为:甲;甲;甲。
十一.探究液体内部压强实验的气密性检验(共1小题)
18.(1)著名的马德堡半球实验证明了 大气压 的存在;如图1,李老师将装满水的杯子倒置插进密闭钟罩内的水槽中,并把杯子悬挂起来,杯内的水 不会 (选填“会”或“不会”)下落。当用抽气机持续抽出钟罩内空气,杯内的水最终 会 (选填“会”或者“不会”)掉下来,理由是 钟罩内的大气压减小,支撑不住玻璃杯中的水柱 ;如果再把空气放进钟罩内,水 会 (选填“会”或者“不会”)被“吸”到杯内。
(2)在做“探究影响液体压强大小因素”的实验时,同学们设计了如图2所示的实验探究方案,图(a)、(b)、(d)中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
①实验中液体压强的大小变化是通过 液体压强计U形管两边液面的高度差 来判断的,这种方法称为 转换法 (选填“转换法”或“控制变量法”);要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他因素不变,这种实验探究方法是 控制变量法 (选填“转换法”或“控制变量法”);
②使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);
③小明通过图(c)和图(d)两次的实验,认为图(d)烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是 不可靠 (选填“可靠”或“不可靠”)的,原因是 原因是没有控制深度相同 。
【答案】(1)大气压;不会;会;钟罩内的大气压减小,支撑不住玻璃杯中的水柱;会;
(2)①液体压强计U形管两边液面的高度差;控制变量法;②不漏气;③不可靠;原因是没有控制深度相同。
【解答】解:
(1)著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在;图乙中玻璃杯中的水由于受到大气的压力,所以才不会下落,当逐渐抽出钟罩里面的气体时,使杯外水面的大气压减小,支撑不住玻璃杯中的水柱,杯内水的高度会下降,如果再把空气放进钟罩内,水在大气压的作用下,会被重新压入玻璃杯中。
(2)①实验中液体压强的大小变化是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,这种方法称为转换法;要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他因素不变,这种实验探究方法是控制变量法;
②使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,否则说明漏气;
③研究液压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,小明通过图(c)和图(d)两次的实验,认为图(d)烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是不可靠的,原因是原因是没有控制深度相同。
故答案为:
(1)大气压;不会;会;钟罩内的大气压减小,支撑不住玻璃杯中的水柱;会;
(2)①液体压强计U形管两边液面的高度差;控制变量法;②不漏气;③不可靠;原因是没有控制深度相同。
十二.液体压强的公式及计算(共1小题)
19.如图甲所示,直柱形容器静置在水平桌面上,其内装有温度为t1的水,A为图中到容器底部距离不变的一点。图乙描绘了水的密度ρ随水的温度t变化的关系。不考虑温度对物体和容器的影响以及水的蒸发。当水温从t1缓慢升至4℃的过程中,图甲中水在A点产生的压强是如何变化的( )
A.不变 B.变大
C.变小 D.条件不足,无法确定
【答案】C
【解答】解:由图可知,容器为直柱形容器,甲中水对容器底部的压力为:F=G=m水g,
水对容器底部的压强为:p=
,
因为甲容器中水的质量不变,容器底面积S不变,所以水对容器底部的压强不变,
设水面到A点的距离为h1,A点到容器底部的距离为h2,
水对容器底部的压强为:p=ρ水gh=ρ水g(h1+h2)=ρ水gh1+ρ水gh2,
由图乙可知,水温从t1缓慢升至4℃过程中,水的密度ρ水增大,h2不变,故ρ水gh2增大,又因为p不变,所以ρ水gh1减小,即甲中水在A点产生的压强变小,故C正确。
故选:C。
十三.大气压强的计算(共1小题)
20.如图是小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出的长度L为10cm,即可算出活塞横截面积为 0.2 cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p= 1.05×105 Pa;
(3)若实验中活塞与筒壁之间的摩擦较大,则测得的大气压值 偏大 (选“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)0.2;(2)1.05×105;(3)偏大;
【解答】解:(1)注射器带刻度部分的容积为2mL=2cm3,长度L为10cm,则活塞的横截面积:
S0.2cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,则大气压为:
p1.05×105Pa;
(3)如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大,拉力的测量值会偏大,导致测得的大气压值偏大。
故答案为:(1)0.2;(2)1.05×105;(3)偏大;
十四.探究浮力大小的影响因素(共1小题)
21.某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、盐水(ρ盐水>ρ水),小明同学先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析实验步骤a、b可知,金属块浸在水中时受到的浮力大小是 1.4 N。
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (填“有关”或“无关”)。分析三个实验步骤 a、b、c (填字母)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 越大 。
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将 偏大 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了盐水的密度为 1.1 g/cm3。
【答案】(1)1.4;(2)无关;a、b、c;越大;(3)偏大;(4)1.1。
【解答】解:(1)由a、b根据称重法知金属块浸在水中时受到的浮力大小是:F浮=G﹣F=4.8N﹣3.4N=1.4N;
(2)分析a、c、d三次实验可知,液体的密度和排开液体的体积相同,金属块浸没在水中深度增加,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,金属块所受浮力不变,说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关;
要验证浮力大小与排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,步骤a、b、c符合题意;
分析a、d、e三次实验可知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,且液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知,浮力越大,所以可以得出结论:在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(3)若先完成实验c,再完成实验a,会由于金属块沾有水,导致所测重力偏大,由称重法F浮=G﹣F可知,测得金属块受到的浮力将偏大;
(4)由G=mg可知金属块的质量:
m0.48kg,因金属块完全浸没在水中,根据F浮=ρ液gV排可得金属块的体积:
V=V排2×10﹣4m3,
根据F浮=ρ液gV排可得盐水的密度为:
ρ盐水1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)1.4;(2)无关;a、b、c;越大;(3)偏大;(4)1.1。
十五.利用阿基米德原理进行简单计算(共4小题)
22.两个质量相同的实心小球甲和乙,已知它们的密度之比为4:5。现将甲、乙两球分别放入盛满水和酒精的溢水杯中,静止后从溢水杯中溢出水的质量为m1;从溢水杯中溢出酒精的质量为m2,m1:m2=9:8,已知,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体都漂浮在液面上 B.甲、乙两物体都浸没在液体中
C.甲物体的密度是0.8g/cm3 D.乙物体的密度是0.9g/cm3
【答案】D
【解答】解:A.两个质量相同的实心小球甲和乙,如果都漂浮在液面上,均浮力等于重力,则浮力相同,根据F浮=G排=m排g,排开液体的质量应相同,但是m1:m2=9:8,故A错误;
B.甲、乙两物体质量相同,密度之比为4:5,根据ρ知,所以甲、乙的体积之比为5:4。
若甲、乙两物体都浸没在液体中,则排开液体的体积之比为5:4,根据密度公式ρ知,排开液体的质量之比应为;而真实的m1:m2=9:8,故B错误;
CD.密度之比为4:5,甲小球的密度小于乙的密度,水的密度大于酒精的密度,不可能都是漂浮,也不是都是浸没,只能是一浮一沉,根据B知,甲乙浮力之比为18:16,小于沉底时的25:16,因而甲比沉底的浮力小,说明甲小球在水中漂浮,乙小球在酒精中沉底。甲小球在水中漂浮,浮力等于重力,则有F浮甲=G甲,根据F浮=G排=m排g和G=mg则有m1=m甲﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
乙小球在酒精中沉底,从溢水杯中溢出酒精的质量为m2,则有②
甲、乙的体积之比为5:4,则有V甲:V乙=5:4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
同时m1:m2=9:8﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
联立①②③④,解得,则甲的密度,则乙的密度为
故C错误,D正确。
故选:D。
23.如图甲所示,将一个气球放在已清零的电子秤上,稳定后电子秤的示数为2.04g。然后用打气筒向气球内打入适量的空气,估算出气球的体积为4000cm3,则充气后的气球受到的浮力的大小为 0.052 N,且该浮力的大小 小于 气球的总重力。若再将充气后的气球放到已清零电子秤上,如图乙,稳定后电子秤的示数将 大于 (以上两空选填“>”、“=”或“<”)2.04g。(ρ空气取1.3×10﹣3g/cm3)
【答案】0.052;小于;大于。
【解答】解:
(1)充气后的气球受到的浮力的大小约为:F浮=ρ气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×4000×10﹣6m3=0.052N;
因气球内充入的是空气,则由物理常识可知充气后的气球不会上浮,而是会下落,所以F浮<G总,即该浮力的大小小于气球的总重力;
(2)因气球充气后会受到大气压的作用而被压缩,则内部空气的密度比外部要大一些,且内部空气的体积与气球排开外部空气的体积近似相等,根据G=mg=ρVg可知充气后增加的重力比增加的浮力要大一些,故稳定后电子秤的示数将大于2.04g。
故答案为:0.052;小于;大于。
24.相同的柱形容器甲、乙置于水平桌面上,甲中盛有水,乙中盛有酒精。现将A、B两个体积相同的实心小球分别放入两容器的液体中,静止后如图所示,B小球一半体积浸在酒精中,则A、B两小球质量之比mA:mB= 5:2 。若把两个小球对调放入对方容器内(无液体溢出),对调前后液体对容器底部压强的变化量分别为Δp甲和Δp乙,则Δp甲:Δp乙= 3:2 。(酒精的密度为0.8×103kg/m3)
【答案】5:2;3:2。
【解答】解:两个小球的体积相同,由于B小球一半体积浸在酒精中,排开液体的体积之比为2:1;
根据F浮=ρ水gV排;F浮A:F浮B=ρ水gV:ρ酒gV=1:0.4=5:2;
根据悬浮和漂浮都是浮力等于重力,故重力之比为5:2;
根据G=mg知,则质量之比为5:2;
容器是柱形,液体对容器底的压力等于液体重力加上各自的浮力,
液体的重力不变,B的密度比酒精小,放入水中仍漂浮,浮力等于重力;F‘浮B=GB=ρ酒gV;
A的密度等于水的密度,故放入酒精沉底,浮力小于重力,浮力为F'浮A=ρ酒gV;
故甲的压力变化为ΔF=GA﹣GB=ρ水gV﹣ρ酒gV;
乙的压力变为ΔF'=F'浮A﹣F浮B=ρ酒gV﹣ρ酒gV
底面积相同:则Δp甲:Δp乙=ΔF:ΔF'=(ρ水gV﹣ρ酒gV):(ρ酒gV﹣ρ酒gV)=3:2。
故答案为:5:2;3:2。
25.如图所示,如图甲所示的浮空艇被称为飘浮在空气中的一艘大型“舰艇”。浮空艇表皮很薄的气囊体积为8000m3,内部充有氦气和空气的混合气体,其密度为0.2kg/m3,表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg,周围空气的密度为1.2kg/m3。如图乙所示,将浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上,锚泊车的总质量为7t,车轮与地面接触的总面积为0.2m2,缆绳的重力不计,仪器舱体积忽略不计。(g=10N/kg)求:
(1)浮空艇受到的浮力;
(2)浮空艇受到的重力;
(3)锚泊车对地面的压强。
【解答】解:(1)浮空艇排开空气的体积:V排=V=8000m3,
则浮空艇所受到的浮力:F浮=ρ空气gV排=1.2kg/m3×10N/kg×8000m3=9.6×104N;
(2)由ρ可知,浮空艇内气体的质量:m气=ρ气V=0.2kg/m3×8000m3=1.6×103kg;
浮空艇和艇内气体的总重力:G总=m总g=(1.6×103kg+2×103kg)×10N/kg=3.6×104N;
(3)由力的平衡条件可知,缆绳拉力:F=F浮﹣G总=9.6×104N﹣3.6×104N=6×104N,
压力F'=G﹣F=mg﹣F=7×103kg×10N/kg﹣6×104N=1×104N;
则压强p5×104Pa。
答:(1)浮空艇受到的浮力是9.6×104N;
(2)浮空艇受到的重力是3.6×104N;
(3)锚泊车对地面的压强是5×104Pa。
十六.浮力的图像问题(共1小题)
26.如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
①木块的重力为6N
②木块的底面积为600cm2
③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1000Pa
④木块的密度为0.6×103kg/m3
A.①④ B.②③ C.①② D.③④
【答案】A
【解答】解:①由图乙可知,当水的深度h从0增加到6cm的过程中,木块所受浮力逐渐增加,根据阿基米德原理可知木块排开水的体积逐渐增大,当h从6cm增加到12cm的过程中,浮力保持6N不变,当h从12cm增加到16cm的过程中,浮力逐渐增大,木块排开水的体积逐渐增大,则说明当h从6cm增加到12cm的过程中,木块处于漂浮状态,浮力等于重力,即木块的重力为6N,故①正确;
②由F浮=ρ液V排g得,此时木块排开水的体积为;
木块的底面积为;故②错误;
③④木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为p=ρgh′=1×103kg/m3×10N/kg×16×10﹣2m=1600Pa
木块浸没在水中时,木块排开水的体积等于木块的体积,由F浮=ρ液V排g得,木块的体积为
木块的密度为
故④正确,③错误,故A正确,BCD错误。
故选:A。
十七.浮力综合问题的分析与计算(共3小题)
27.一质量为M、底面积为S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,注入适量的水,取一空烧杯漂浮在薄壁容器的水面上,此时容器内的水深为h1;后将一金属球置于烧杯中,烧杯仍漂浮于水面,此时容器内的水深为h2;再从烧杯中取出金属球放入水中,金属球沉底后,容器内水深为h3,下列说法正确的是( )
A.金属球的密度为
B.水深为h2时桌面受到容器的压力为ρ水gh2S
C.金属球沉底后受到的重力和支持力平衡
D.金属球沉底后对容器底的压力为ρ水g(h2﹣h3)S
【答案】D
【解答】解:A、将一金属球放入烧杯中,烧杯仍漂浮在水面上,排开水的体积为:V排=S×(h2﹣h1),则金属球的质量等于第二次排开水的质量,m=ρ水S×(h2﹣h1),
将该金属球取出放入水中(空烧杯仍漂浮在水面上),金属球的体积等于第三次排开水的体积,V=V排'=S×(h3﹣h1),
金属球的密度为:ρρ水,故A错误;
B、水深为h2时,由p=ρgh可知,液体对容器底部的压强为:p液=ρ水gh2,
则液体对容器底部的压力为:F液=ρ水gh2S,
因容器为薄壁圆柱形容器,故此时桌面受到容器的压力为:F桌=F液+Mg=ρ水gh2S+Mg,故B错误;
CD、当金属球沉底后,受到重力、浮力、支持力,这三个力平衡,
由阿基米德原理可知,受到的浮力为:F浮=ρ水gV排'=ρ水gS×(h3﹣h1)
则金属球对容器底的压力为:F=G﹣F浮=ρ水gS×(h2﹣h1)﹣ρ水gS×(h3﹣h1)=ρ水gS×(h2﹣h3),故C错误,D正确。
故选:D。
28.常用密度计检测消毒酒精是否,但由于其体积较大难以放入小瓶酒精中测量。为此科创小组制作一个微型密度计,实现对一批酒精消毒液产品(密度范围为:0.8×103~0.9×103kg/m3)便捷检测,判断是否合格。已知合格消毒酒的密度范围为0.86×103~0.88×103kg/m3。
【设计原理】
(1)原理分析:如图甲所示,微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成。其中,配重可使密度计 竖直 漂浮于液面,使浮力大小等于重力大小。当消毒酒精液体密度越大,标度杆露出液面的长度越 长 。
(2)结构设计:为避免小瓶酒精溢出,密度计排开酒精体积应控制在4mL以内,因此,密度计的总质量应控制在 3.2 g以内。如图乙所示,检测时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。为了提高检测精度,所选的标度杆的横截面积要 小 (选填“大”或“小”)。
【制作测试】
(3)制作:用实心塑料杆、泡沫塑料球和铜丝,做成了一个微型密度计。用电子秤测得密度计整体质量为3g,则水面下方的密度计体积V0为 3 cm3。(在水中时,水面恰好在泡沫球上端)
把微型密度计前后放入密度为0.86×103kg/m3和0.88×103kg/m3的标准消毒酒精中,依据液面的位置标记出两个合格记号。把两个记号之间的区域涂成红色,如图丙所示。
(4)测试:用该密度计测量某瓶酒精时,液面位于红色合格刻度上方,如图丁所示,说明该瓶酒精消毒液密度偏 小 。
(5)误差分析:若在使用中发现泡沫球吸水,忽略泡沫吸水导致的体积膨胀,则酒精消毒产品中,密度区间为 A 容易被误判为不合格。
A.0.860×103~0.865×103kg/m3
B.0.865×103~0.870×103kg/m3
C.0.875×103~0.880×103kg/m3
【展示交流】
(6)用途拓展:科创小组希望在该密度计上标定更多刻度,达到测量多种液体密度的目的。通过测量计算得到实心塑料杆子的横截面积为0.25cm2,塑料球上方的标度杆长度为4cm。则该密度计可测量的液体密度范围为 0.75×103~1.0×103 kg/m3。
【答案】(1)竖直;长;(2)3.2;小;(3)3;(4)小;(5)A;(6)0.75×103~1.0×103。
【解答】解:(1)为使密度计竖直漂浮,应使密度计的下部分质量大,降低重心、提高稳定性,因此配重可使密度计竖直漂浮于液面;
物体漂浮时处于平衡状态,受平衡力作用,故重力等于浮力,当浮力不变时,根据F浮=ρ液gV排可以得出,液体的密度越大,它排开液体的体积越小,即当消毒酒精液体密度越大,标度杆露出液面的长度越长;
(2)为了不使酒精溢出,密度计的最大排开酒精的体积V=4mL=4cm3;
根据漂浮时浮力等于重力,即F浮=G;由阿基米德原理可知,
ρ液gV排=mg,代入数据:0.8×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣6m3=m×10N/kg;
解得:m=3.2×10﹣3kg=3.2g;
为了提高检测精度,所选的标度杆的横截面积要小,标度杆的横截面积越小,A、B的间距越大,精度越高;
(3)微型密度计在水中漂浮,浮力等于重力,即F'浮=G',根据阿基米德原理可知,ρ水gV0=m'g,代入数据,1.0×103kg/m3×10N/kg×V0=3×10﹣3kg×10N/kg,
解得:V0=3×10﹣6m3=3cm3;
(4)用该密度计测量某瓶酒精时,液面位于红色合格刻度上方,即密度计排开酒精的体积变大,因浮力不变,根据F浮=ρ某gV排可知,所测酒精的密度偏小;
(5)泡沫球吸水后,密度计整体质量增大,因体积膨胀忽略不计,根据阿基米德原理可知,浮力等于重力,所以排开液体的体积变大,测得的密度偏小,A选项的密度区间容易被误判为不合格,故A符合题意,BC不符合题意;故选:A;
(6)密度计在水面下方的体积为V0=3cm3,密度计质量为3g,实心塑料杆的横截面积为0.25cm2,塑料球上方的标度杆长度为4cm;标度杆浸没或露出所对应的体积变化为ΔV排=S×L=0.25cm2×4cm=1cm3;
若液面在塑料球上端,此时标度杆刚好不浸入液体,排开液体的体积最小为V排min=V0=3cm3;
若液面到达标度杆顶端,则整根标度杆都浸入液体中,排开液体的体积最大为V排max=V0+ΔV排=3cm3+1cm3=4cm3,
测得的液体密度最小为:ρmin0.75g/cm3=0.75×103kg/m3;
测得的液体密度最大为:ρmax1.0g/cm3=1.0×103kg/m3;
综上所述,实际可测量的密度范围为:0.75×103kg/m3~1.0×103kg/m3。
故答案为:(1)竖直;长;(2)3.2;小;(3)3;(4)小;(5)A;(6)0.75×103~1.0×103。
29.两个完全相同的圆柱形容器甲、乙放置在水平桌面上,容器的厚度不计,容器的底面积均为0.01m2,容器内盛有相同高度的水,如图所示。将两个密度不同、高度与容器中水的高度相同,体积均为10﹣3m3的实心柱体A、B分别竖直放入甲、乙容器中(水未溢出)静止后,水对容器底部的压强p水和容器对桌面的压强p桌如表所示,g取10N/kg,求:
压强
放入A柱体
放入B柱体
p水/Pa
1800
2000
p桌/Pa
2800
4000
(1)求放入A柱体后,甲容器内水面的高度?
(2)一个容器中水的重力为多大?
(3)B柱体受到的重力为多大?
【解答】解:(1)由表格数据可知:放入A柱体后,甲容器中水对容器底部的压强p水甲=1800Pa,甲容器内水面的高度为:h甲0.18m;
(3)A、B放入容器中后,A容器中水对容器底部的压强小,A一定漂浮,甲容器中水对容器底的压力F甲=p水甲S容=1800Pa×0.01m2=18N,
甲容器对桌面的压力F甲容=p甲容S容=2800Pa×0.01m=28N,
容器受到的重力G=F甲容﹣F甲=28N﹣18N=10N;
乙容器对桌面的压力F乙容=p乙容S容=4000Pa×0.01m2=40N,
乙容器中水和柱体B的重力G′=F乙容﹣G=40N﹣10N=30N,
B放入容器中后,乙容器中水对容器底的压力F乙=p水乙S容=2000Pa×0.01m2=20N,
由此可知,柱体B在容器乙中处于沉底状态,对容器底部的压力FB=G′﹣F乙=30N﹣20N=10N,
柱体B受到的浮力F浮=ρgV排=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N,
柱体B的重力GB=F浮+FB=10N+10N=20N;
(2)容器中水的重力G水=G′﹣GB=30N﹣20N=10N。
答:(1)放入A柱体后,甲容器内水面的高度为0.18m;
(2)一个容器中水的重力为10N;
(3)B柱体受到的重力为20N。
十八.物体浮沉条件(共2小题)
30.水平桌面上放置有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器中盛有不同种类的液体,将质量和体积均相同的三个物体A、B、C分别放到甲、乙、丙容器中,静止时的位置如图所示,容器中的液面高度相同。下列判断中正确的是( )
A.三个物体受到的浮力为FA>FB>FC B.容器中液体的质量为m甲<m乙<m丙
C.液体对容器底部的压强为p甲>p乙>p丙 D.容器对桌面的压力为F甲>F乙>F丙
【答案】B
【解答】解:A、由题知,物体A、B、C的质量相同,则物体的重力相等;由图可知:A在甲液体中悬浮、B在乙液体、C在丙液体中漂浮,所受到的浮力相等,都等于物体重。故A错误;
B、由图可知:V排甲>V排乙>V排丙,根据F浮=ρ液V排g可知:ρ甲<ρ乙<ρ丙;已知甲、乙、丙三个容器完全相同,液面相平,则液体体积V液=V﹣V排可知:V甲<V乙<V丙,根据m=ρV可知液体的质量为m甲<m乙<m丙,故B正确;
C、由于三容器液面等高,ρ甲<ρ乙<ρ丙,根据p=ρgh可知:p甲<p乙<p丙.故C错误;
D、由于液体的质量为m甲<m乙<m丙,则G甲<G乙<G丙,由于物体A、B、C的重力相等;所以F甲<F乙<F丙,故D错误。
故选:B。
31.在溢水杯中盛满水,然后放入一实心物块,物块静止后漂浮,溢出的水如图甲;在同一溢水杯中盛满另一液体,把同一物块放入液体中,物块静止后悬浮,溢出的液体如图乙,根据图中信息估算,物块的密度最接近( )
A.0.8×103kg/m3 B.0.9×103kg/m3
C.1.0×103kg/m3 D.1.1×103kg/m3
【答案】A
【解答】解:根据物体的浮沉条件可知,在溢水杯中盛满水,然后放入一实心物块,物块静止后漂浮,那么物体的密度小于水的密度,物体在水中受到的浮力等于其自身的重力,即F水浮=G;
在同一溢水杯中盛满另一液体,把同一物块放入液体中,物块静止后悬浮,物体浸没在液体中,物体的密度等于液体的密度,物体在液体中受到的浮力也等于其自身的重力,即F液浮=G;
故F水浮=F液浮,由阿基米德原理可知,ρ水gV排水=ρ液gV排液,
则:,
从甲图和乙图看出,溢出的水和溢出的液体的体积之比大约为4:5,因此物块的密度最接近为:
。
故选:A。
十九.浮力中的绳子、弹簧、杆的问题(共1小题)
32.如图甲所示,底面积为300cm2的足够高薄壁柱形容器放在水平地面上,容器内放有一体积为2000cm3的柱形物体A,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于物体A底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水,水对容器的底部的压强p1与容器对桌面的压强p2的关系如图乙所示,求:
(1)当p2=900Pa时水的深度为多少;
(2)细绳的长为多少
(3)若当A刚好浸没时,将物体A沿竖直方向切去四分之一并取出(剩余部分保持直立),待液面稳定后细绳拉力为多少。
【解答】解:(1)由图乙可知,当p2=900Pa时,p1=800Pa,由公式p=ρgh可知容器中水的深度为:
h10.08m=8cm;
(2)已知容器底面积S=300cm2=300×10−4m2=3×10−2m2,
容器对桌面的压强p2;从图乙可知,向容器中缓慢加水时,柱体A经历了四个阶段;
当p1=800Pa时,细绳刚好拉直,此时柱体A所受浮力等于物体的重力;
当p'1=1400Pa时,物体A刚好浸没,此时柱体A所受浮力最大,绳子的拉力刚好达到最大值;由题意可知,
由公式p=ρgh可得第三个阶段水面增加的高度Δh水0.06m=6cm;
由公式p=FS可得第三个阶段水增加的重力ΔG水=Δp2S容=(1100Pa﹣900Pa)×300×10﹣4m2=6N,
由公式ρ可得水增加的体积ΔV水6×10﹣4m3=600cm3,
由公式V=Sh可得圆柱体A的底面积SA200cm2,
圆柱体A的高hA10cm,
圆柱体A的重力GA=F浮A=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×(10﹣6)×10﹣2m=8N;
细绳刚好拉直时,圆柱体A排开水的体积为:
V排A8×10﹣4m3=800cm3,
圆柱体A浸没在水中的深度为:
h'A4cm,
则细绳的长为l=h1﹣h'A=8cm﹣4cm=4cm;
(3)物体A沿竖直方向切去四分之一后剩余重力GA剩=(1)GA8N=6N,
物体A沿竖直方向切去四分之一并取出后,液面下降的高度为:
Δh下降cm,
柱体A剩余部分浸没在水中的体积为:
VA剩排SA(hA﹣Δh下降)200cm2×(10cmcm)=1000cm3,
柱体A剩余部分所受浮力为:
F浮A剩=ρ水gVA剩排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10﹣6m3=10N,
此时绳子的拉力F绳=F浮A剩﹣GA剩=10N﹣6N=4N。
答:(1)当p2=900Pa时水的深度为8cm;
(2)细绳的长为4cm;
(3)若当A刚好浸没时,将物体A沿竖直方向切去四分之一并取出(剩余部分保持直立),待液面稳定后细绳拉力为4N。
二十.功的简单计算(共3小题)
33.“背漂”是儿童游泳时常佩戴的一种救生装置。某款长方体“背漂”重为1.5N,底面积为375cm2,把足够大的柱形容器放在水平台面上,用不可伸长的细线一端与“背漂”的底面相连,另一端固定在容器底部,如图甲。往容器中缓慢持续注水,注水过程中细线的拉力F与水的深度h关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.“背漂”刚要浮起来时,容器中水的深度为15.4cm
B.“背漂”浸没时受到的浮力为28.5N
C.“背漂”刚要浮起来时,其下表面受到水的压强为40Pa
D.注水过程中,浮力对“背漂”所做的功为0.345J
【答案】C
【解答】解:A、“背漂”刚浮起来时,受到的浮力为:
F浮=G=1.5N,此时水的深度等于“背漂”浸没水中的深度,由F浮=ρ液gV排知“背漂”排开水的体积为:V排1.5×10﹣4m3=150cm3,
此时容器中水的深度为:h0.4cm,故A错误;
B、由图像知当“背漂”完全浸没时,拉力F=28.5N,受到的浮力最大,最大浮力为:
F浮最大=F+G=28.5N+1.5N=30N,故B错误;
C、“背漂”刚要浮起来时,其下表面受到水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4×10﹣2m=40Pa,故C正确;
D、当绳子刚好有拉力时,水的深度为15.4cm,则绳子的长度为15.4cm﹣0.4cm=15cm=0.15m,即在浮力作用下“背漂”向上移动的距离为s=L=0.15m,所以浮力对“背漂”做的功为:W=F浮L=1.5N×0.15m=0.225 J,故D错误。
故选:C。
34.如图所示是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,与地面的总接触面积为300cm2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶时所受阻力为自身重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)消防机器人所受的重力;
(2)消防机器人静止在水平面上时对地面的压强;
(3)消防机器人牵引力做的功。
【解答】解:(1)消防机器人所受的重力;
G=mg=600kg×10N/kg=6000N;
(2)消防车对地面的压力:
F=G=6000N;
消防机器人静止在水平面上时对地面的压强:
P2×105Pa;
(3)消防机器人受到的牵引力:
F=f=0.02G=0.02×6000N=120N;
消防机器人行走的路程:
s=vt=3m/s×60s=180m;
消防机器人牵引力做的功:
W=Fs=120N×180m=21600J。
答:(1)消防机器人所受的重力6000N;
(2)消防机器人静止在水平面上时对地面的压强2×105Pa;
(3)消防机器人牵引力做的功21600J。
35.在节能减排的今天,油电混合动力汽车(以下称“油电汽车”)已走进普通百姓家庭。该油电汽车空车质量1120kg,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,g取10N/kg。
求:(1)该油电汽车空车静止在水平地面上时,每个车胎与地面接触面积约为250cm2,则汽车对地面的压强是多少?
(2)小明爸爸的体重为80kg独自驾驶该汽车行驶时的速度随时间的变化图像如图所示,则该汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功是多少?
【解答】解:
(1)汽车空车静止在水平地面上时,汽车对地面的压力等于其重力:F=G=mg=1120kg×10N/kg=11200N,
汽车对地面的压强为:p1.12×105Pa;
(2)汽车受到牵引力大小:F′=f=0.1G总=0.1m总g=0.1×(1120kg+80kg)×10N/kg=1200N;
汽车行驶的时间:t=(40﹣10)×60s=1800s,
汽车行驶的路程:s=vt=15m/s×1800s=2.7×104m,
牵引力做的功:W=F′s=1200N×2.7×104m=3.24×107J。
答:(1)汽车对地面的压强是1.12×105Pa;
(2)该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功是3.24×107J。
二十一.功率的计算(共1小题)
36.如图所示,无人驾驶快递车驶入鹰城街头,为我市物流配送带来了便捷。若该无人驾驶快递车装运快递后的总重为6000N,在平直道路上40s匀速行驶了60m,此过程中受到的牵引力为600N,轮胎与地面接触的总面积为:800cm2。
求:
(1)该车在平直道路上行驶的速度。
(2)该车静止时对水平地面的压强。
(3)在40s时间内牵引力做功的功率。
【解答】解:(1)该无人驾驶快递车在平直道路上40s匀速行驶了60m,则该车在平直道路上行驶的速度为:v1.5m/s;
(2)该车静止时对水平地面的压力等于自身的重力,即F压=G=6000N,则该车静止时对水平地面的压强为:p7.5×104Pa;
(3)在40s时间内牵引力做功的功率为:PFv=600N×1.5m/s=900W。
答:(1)该车在平直道路上行驶的速度为1.5m/s;
(2)该车静止时对水平地面的压强为7.5×104Pa;
(3)在40s时间内牵引力做功的功率为900W。
二十二.功、功率的图像问题(共1小题)
37.质量为45kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图象可估算出该同学每分钟跳绳的次数为 180 次,克服重力做功的平均功率为 135 W.
【答案】180;135
【解答】解:由图可知,跳绳一次所用的时间为t1s,则每分钟跳绳的次数:
n180次,
由图可知,起跳的最大高度h=0.1m,
该同学每分钟跳绳时克服自身重力做的功:
W=nGh=nmgh=180×45kg×10N/kg×0.1m=8100J,
克服重力做功的平均功率:
P135W。
故选:180;135。
二十三.探究影响物体动能大小的因素(共2小题)
38.在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中。小甜同学让同一钢球分别从斜面不同位置由静止开始滚下,撞击木块。
(1)该实验通过观察木块移动的距离来判断 钢球 (填“钢球”或“木块”)的动能大小。
(2)在探究动能的大小与质量的关系时,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,接下来要继续完成此实验,下列措施中可行的是: ④ (填序号)。
①换质量更大的木块;
②降低第二次钢球的高度;
③换质量更大的钢球;
④换质量更小的钢球。
(3)对比甲、乙两次实验,可得:物体的 质量 一定时, 速度 越大,动能越大。
(4)小甜联想到探究阻力对物体运动的影响实验中,让同一个小车从同一斜面顶端由静止滑下,到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动,直到停止在水平面上的整个过程,小车三次在水平面上克服摩擦力做的功 相等 (填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)钢球;(2)④;(3)质量;速度;(4)相等。
【解答】解:(1)实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小,该方法是转换法;
(2)在探究动能的大小与质量关系时,需要控制速度大小不变,改变质量,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,这说明该球的质量太大了;
①换质量更大的木块,改变了摩擦力的大小,故①错误;
②实验中需要控制速度相同,不能降低第二次钢球的高度,故②错误;
③换质量更大的钢球,则更容易使木块滑出木板,故③错误;
④换质量更小的钢球,能减小木块移动的距离,故④正确;
故选④;
(3)根据图示可知,小球的质量不变,滚下的高度不同,到达水平面时的速度不同,滚下的高度越高,到达水平面时的速度越大,推动木块移动的距离越远,故可得出结论:物体的质量一定时,速度越大,动能越大;
(4)物体克服摩擦力做功的能量来自物体的动能,而动能一开始是相等的,最终物体停下来,动能为零,因此说明,小球无论在什么样的水平面上,克服摩擦力做的功是相等的。
故答案为:(1)钢球;(2)④;(3)质量;速度;(4)相等。
39.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块。
(1)实验中探究的动能是指 B (填序号)。
A.小球在斜面上的动能 B.小球撞击木块前的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击后的动能
(2)请画出木块对水平面的压力示意图。
(3)小球从斜面上由静止下落,下滑过程中重力势能转化为 动 能。分析甲、丙两图的实验现象,可知:质量相同的物体, 速度 越大,动能越大。
(4)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 超载 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。木块在水平面上运动时,木块所受的重力与水平面对木块的支持力是一对 平衡力 (选填“相互作用力”或“平衡力”)。
【答案】(1)B;(2)见解答图;(3)动;速度;(4)超载;平衡力。
【解答】解:(1)根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小,故B符合题意,ACD不符合题意,故选:B;
(2)根据压力的定义可知,压力的方向是垂直于物体表面,指向被压物体,因此木块对水平面的压力是垂直于水平面向下,其作用点是在水平面的表面,如下图所示:
;
(3)小球从斜面上由静止下落过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,故将重力势能转化为动能;
由甲、丙两图的实验可知,小球质量相同,下落高度不同,高度越高,到达水平面时速度越大,推动木块移动距离越远,说明质量相同的物体,速度越大,动能越大;
(4)由甲、乙两图的实验可知,小球下落的高度相同,质量不同,质量越大,推动木块移动距离越远,说明速度相同的物体,质量越大,动能越大,可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因;
木块运动时,木块所受的重力与水平面对木块的支持力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线,是一对平衡力。
故答案为:(1)B;(2)见解答图;(3)动;速度;(4)超载;平衡力。
二十四.动能大小与速度的关系(共1小题)
40.如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是( )
A.滚摆下降时,重力势能减小,动能减小
B.滚摆整个运动过程中,机械能总量保持不变
C.滚摆上升到最高点时,动能最大
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能不守恒
【答案】D
【解答】解:A、滚摆下降时,高度变低,所以重力势能减小,速度变快,所以动能增大,故A错误;
BD、由于一段时间后滚摆停止上下滚动,说明有空气阻力做功,机械能减小,故B错误,D正确;
C、滚摆上升到最高点时,质量不变,速度最小,则动能最小,故C错误。
故选:D。
二十五.弹性势能的概念(共1小题)
41.铅垂线经常被用来确定所砌墙壁是否竖直,这是利用了重力方向总是 竖直向下 的道理;铅垂线还可以和T字形木架组合,用于检测桌面是否水平,如图,可知桌面左端相比右端 高 (较高/较低)一样高)。钟表里卷紧的发条具有 弹性势能 ;长江三峡大坝上游的江水与大坝下游的江水相比具有 重力势能 (后两空均选填重力势能/弹性势能)。
【答案】竖直向下;高;弹性势能;重力势能。
【解答】解:铅垂线经常被用来确定所砌墙壁是否竖直,这是利用了重力方向总是竖直向下的道理;
在图中铅垂线指向右侧,说明桌面右侧低,即桌面左端相比右端较高;
钟表里卷紧的发条发生弹性形变,具有弹性势能;长江三峡大坝上游的水比大坝下游的水位高,所以具有重力势能。
故答案为:竖直向下;高;弹性势能;重力势能。
二十六.机械能的概念(共2小题)
42.小李同学把一个铁锁用绳子悬挂起来,再将铁锁拉到鼻子附近,如图甲,绳轻轻拉直后静止释放,铁锁向前摆去,铁锁在空中运动轨迹简化如图乙,铁锁经过A、B、C,三点的能量如图丙,下列说法可能正确的是( )
A.铁锁在A时的机械能为1.5J B.铁锁经过B点的速度比A点大
C.铁锁可能先后经过A、C D.铁锁在B点的高度比C点大
【答案】B
【解答】解:铁锁在摆动过程中质量不变,由丙图可知,铁锁在摆动过程中,不断与空气摩擦,一部分机械能转化为内能,机械能减小,机械能不守恒。铁锁在A点时,动能为0.2J,势能为1.0J,机械能=动能+势能=1.2J;
铁锁在B点时,动能为0.4J,势能为1.0J,机械能=动能+势能=1.4J;
铁锁在C点时,动能为0J,势能大于1.4J,机械能=动能+势能>1.4J;
A、铁锁在A点时,机械能为1.2J,故A错误;
B、动能大小与速度和质量有关,B点的动能大于A点的动能,铁锁经过B点的速度比A点大,故B正确;
C、由上分析可得EC>EB>EA,铁锁依次经过C、B、A三点,故C错误;
D、势能与质量和高度有关,B点的势能小于C点的势能,即铁锁在B点的高度比C点小,故D错误。
故选:B。
43.目前在轨的中国空间站的轨道高度是:远地点346.9km,近地点319.6km,如图所示,从远地点到近地点的过程中,其运动速度 变大 ,重力势能逐渐 变小 ,机械能 不变 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】变大;变小;不变。
【解答】解:空间站沿椭圆轨道由远地点向近地点运行的过程中,空间站的质量不变,速度变大,动能变大;空间站所处的高度变小、质量不变,重力势能变小,在太空运行过程中没有阻力,没有能量的损失,机械能不变。
故答案为:变大;变小;不变。
二十七.机械能的守恒(共3小题)
44.如图所示,小球在一个光滑的竖直放置的轨道上从O点由静止释放,小球始终没有离开轨道,则小球( )
A.最终能到达d点
B.在运动过程中机械能变小
C.在c点的速度等于在O点的速度
D.在从a到b的过程中重力势能变大
【答案】C
【解答】解:AB、由题意可知,轨道是光滑的,所以小球在运动过程中机械能守恒;故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以达到与O点等高的c点,故AB错误;
C、c点和O点的高度相同,质量不变,则小球的重力势能相同,由于小球的机械能守恒,所以小球在c点与O点的动能相同,即速度相同,故C正确;
D、在从a到b的过程中,小球的质量不变,高度变小,所以小球的重力势能减小,故D错误。
故选:C。
45.蹦床是一项深受喜爱的休闲活动,当运动员从高处由静止下落(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
A.运动员到达最低点时的速度最大
B.蹦床过程中,运动员只有动能和势能相互转化,因此他的机械能守恒
C.与蹦床面接触后,继续向下的运动过程中,运动员重力做功的功率先变大后变小
D.下落与蹦床面刚接触时,运动员速度大小达到最大值
【答案】C
【解答】解:
A、运动员到达最低点时的速度为0,是最小的,故A错误;
B、蹦床过程中,运动员的机械能与蹦床的弹性势能之间发生了相互转化,因此他的机械能不守恒,故B错误;
CD、与蹦床面接触后,继续向下的运动过程中,开始弹力小于重力,运动的速度变大,当弹力等于重力时,运动员的速度最大,继续向下运动,弹力大于重力,运动员做减速运动,运动员的重力不变,根据PGv运动员重力做功的功率先变大后变小,故C正确,D错误。
故选:C。
46.如图,甲乙完全相同的小球,以同样的速度v沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出,甲球沿光滑斜面,乙球抛向空中,不计空气阻力,甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点,离地高度为h1和h2。在这个过程中,小球的机械能是 守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)的,图中h1 大于 h2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】守恒;大于。
【解答】解:(1)光滑的斜面无摩擦,不计空气摩擦,甲、乙小球在运动到最高点的过程中机械能守恒;
(2)甲中小球运动到最高点a时,小球的速度为零,由于斜面光滑小球机械能守恒,小球在a点的重力势能等于小球最初的动能;
乙中小球运动到最高点b时,小球的速度不为零,由于不计空气阻力小球机械能守恒,故小球在最高点b的重力势能和动能之和等于小球最初的动能;
可见小球在最高点a的重力势能大于最高点b的重力势能,二球质量相等,故h1大于h2。
故答案为:守恒;大于。
二十八.探究杠杆的平衡条件(共1小题)
47.小明使用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件,其中每个钩码的重力均为0.5N。
序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
20.0
2
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
0.5
20.0
1.0
10.0
4
2.0
15.0
1.5
20.0
(1)小明将杠杆放在水平桌面上,静止时所处的状态如图甲所示,接下来应向 左 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的 便于测量力臂 。
(2)改变钩码的 数量 和位置,多次进行实验,并将数据记录在下表,其中第1次实验的情景如图乙所示,此时杠杆处于水平平衡状态。请在表格中补充对应的数据。
(3)分析表中的数据可得出,杠杆的平衡条件是 F1l1=F2l2 (填写字母表达式)。
(4)本实验测量多组数据的目的与以下实验中多次测量的目的不同的是 C (选填字母)。
A.探究光的反射定律 B.探究平面镜成像的特点 C.测量定值电阻的阻值
【答案】(1)左;便于测量力臂;(2)数量;20.0;2;(3)F1l1=F2l2;(4)C。
【解答】解:(1)图甲中,杠杆右端下沉,说明杠杆右端重,因此应将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡,此时力臂恰好沿着杠杆的方向,可以直接从杠杆上读出力臂,所以这样做的目的是便于测量力臂;
(2)为了避免实验的偶然性,得到普遍规律,应改变钩码的数量和位置,多次实验,故改变钩码的数量,则杠杆两端的动力和阻力会改变,改变钩码的位置,力臂会发生改变;
图乙中,杠杆上的分度值为1cm,动力臂l1为20.0cm,一个钩码的重力为0.5N,阻力为4个钩码的重力,即2N;
(3)由表格数据可知,杠杆平衡时满足:动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即F1l1=F2l2;
(4)本实验多次测量的目的是避免实验的偶然性,得到普遍规律;
AB、探究光的反射定律、探究平面镜成像的特点两个实验中多次测量的目的是得到普遍规律,避免偶然性;
C、测量定值电阻的阻值的实验中多次测量的目的是求平均值减小误差;
故AB不符合题意,C符合题意;
故选:C。
故答案为:(1)左;便于测量力臂;(2)数量;20.0;2;(3)F1l1=F2l2;(4)C。
二十九.杠杆的平衡条件(共1小题)
48.如图所示,杠杆AOB的两端分别挂着重为GA和GB的两个物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若GA=GB,杠杆自重不计,则OA和OB的大小关系是( )
A.OA>OB B.OA=OB C.OA<OB D.无法比较
【答案】C
【解答】解:杠杆的力臂如图所示:
根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2
∵GA=GB
∴LA=LB,
由图可见:OA=LA,OB>LB,
∴OA<OB。
故选:C。
三十.杠杆的平衡条件的计算(共1小题)
49.如图所示,被固定的拉力传感器1和拉力传感器2分别通过竖直细线连接在轻质杠杆的A点和B点,轻质杠杆的重力可忽略不计。将一辆玩具小车置于杠杆的B点,保持杠杆水平静止。玩具小车从杠杆上B点开始向左匀速运动,传感器2的示数F与小车运动的路程s的关系如图所示。已知:BC=2AB=2m,忽略小车的体积,下列说法正确的是( )
A.小车运动过程中,传感器2的示数保持不变
B.玩具小车的重量为1.5N
C.在“F﹣s”图像中,图像与纵坐标交点F0=1N
D.小车运动过程中,两传感器示数之差逐渐变大
【答案】C
【解答】解:A、如果以A为支点,车对杠杆的作用力大小不变,当小车向左运动过程中,其力臂变大,传感器2对杠杆的作用的力臂不变,根据杠杆平衡条件,传感器2的示数变大,故A错误;
BC、根据图像可知,不计杠杆的自重,小车在B点时,传感器2示数为小车重力,传感器1应无示数,故传感器的示数F与小车运动的路程s的关系图中传感器应为传感器2,当小车移动到C点时,移动距离为2m,对应的传感器2的拉力为3N,以A为支点,根据杠杆平衡条件可得G×CA=F×AB,则小车的重力为G1N;
因此玩具小车的重量为1N,则图像与纵坐标交点F0=1N,故B错误,C正确;
D、杠杆始终处于平衡状态,受力平衡,传感器2向上的拉力与重力和传感器1向下拉力平衡,即F2=F1+G,故小车运动过程中,两传感器示数之差等于小车的重力,故D错误。
故选:C。
三十一.杠杆的最小动力(共1小题)
50.如图所示,OB为轻质杠杆,OA=30厘米,AB=10厘米,在杠杆的B端挂一个所受重力为90牛的重物。求:
(1)杠杆B点受到的阻力F2。
(2)要使杠杆在水平位置上平衡,在A点施加的最小力的大小和方向。
【解答】解:(1)杠杆B点受到的阻力大小等于物体的重力,即F2=G=90N;
(2)在A点施加竖直向上的力最小,因为杠杆在水平位置上平衡,由杠杆的平衡条件得:
FA×OA=F2×OB,即:FA×0.3m=90N×0.4m,
解得:FA=120N。
答:(1)杠杆B点受到的阻力为90N;
(2)要使杠杆在水平位置上平衡,在A点施加的最小力的大小为120N,方向竖直向上。
三十二.滑轮组绳子上的拉力(共2小题)
51.如图所示,用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是( )
A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1<F2<F3 D.F2=F3>G
【答案】A
【解答】解:图中的滑轮为定滑轮,不省力、也不省距离,可以改变力的方向,所以有F1=F2=F3=G,故A正确,BCD错误。
故选:A。
52.如图所示,某同学站在水平地面上,向下拉动绳子自由端,使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N,动滑轮的重力为20N,不计滑轮组的绳重和摩擦。求:
(1)这过程中绳子自由端移动的距离。
(2)绳子自由端受到的拉力。
(3)若该同学重500N,则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为多少。
【解答】解:(1)由图可知,n=2,这过程中绳子自由端移动的距离为s=nh=2×1m=2m;
(2)不计滑轮组的绳重和摩擦。绳子自由端受到的拉力为:
F(G+G动)(400N+20N)=210N;
(3)若该同学重500N,绳子自由端最大拉力等于人的重力,即F'=G人=500N,则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为:
G'=nF'﹣G动=2×500N﹣20N=980N。
答:(1)这过程中绳子自由端移动的距离为2m;
(2)绳子自由端受到的拉力为210N;
(3)若该同学重500N,则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为980N。
三十三.滑轮组中的相关计算(共1小题)
53.为了赶在雨季之前给住在山区的奶奶的房屋做一次维修,爸爸专门请了一个小型施工队。这个施工队利用3个相同的滑轮组成滑轮组将材料运送到高处,滑轮组的结构如下图所示。已知每个滑轮重50N,绳子能够承受的最大拉力是500N,忽略绳重和摩擦。用此滑轮组提升材料,下列说法错误的是( )
A.滑轮a是定滑轮,可以改变力的方向,但不省力
B.滑轮b是动滑轮,使用时可以省力
C.工人每次将材料匀速提起,需要施加大小等于材料和动滑轮总重力的一半的力
D.工人以0.2m/s的速度拉绳子时,材料上升的速度为0.4m/s
【答案】D
【解答】解:A、由图可知,a是定滑轮,定滑轮不省力,但是可以改变力的方向,故A正确;
B、由图可知,b是动滑轮,滑轮能省力,但费距离,故B正确;
C、由图可知,n=2,在忽略绳重和摩擦时,每次将材料提起,需要施加材料和动滑轮总重的一半的力,故C正确;
D、工人以0.2m/s的速度拉绳子时,根据v绳=nv物可知,材料上升的速度为:
,故D错误。
故选:D。
三十四.机械效率的简单计算(共1小题)
54.如图所示的龙骨水车是我国古代最著名的农业灌溉工具之一。若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.03m3的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为50W,则该过程中龙骨水车所做的有用功为 1200 J,机械效率为 40% 。
【答案】1200;40%。
【解答】解:水的质量为:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg,
该过程中龙骨水车所做的有用功为:
W有=Gh=mgh=30kg×10N/kg×4m=1200J;
龙骨水车所做的总功为:
W总=Pt=50W×60s=3000J,
则机械效率为:
。
故答案为:1200;40%。
三十五.斜面机械效率的测量实验(共1小题)
55.小新将木板一端置于水平桌面上,另一端与量角器组装成斜面(如图所示),按以下步骤进行了实验:
①选3个物体A、B和C,分别测出它们的重力大小;
②将斜面倾角(木板与桌面夹角)调成5°,分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止,用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小;
③将斜面倾角先后调成10°和15°,重复步骤②。
实验数据记录如下表:
斜面倾角
5°
10°
15°
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
物体
A
B
C
A
B
C
A
B
C
重力大小/N
10.0
20.0
30.0
10.0
20.0
30.0
10.0
20.0
30.0
压力大小/N
9.96
19.92
29.88
9.85
19.70
29.55
9.66
19.32
28.98
结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)请在图中画出物体A对木板(斜面倾角为15°)压力的示意图,并标出压力大小。
(2)若研究同一物体对木板压力大小与斜面倾角的关系,可选择实验序号 1、4、7(或2、5、8,或3、6、9) 中的数据进行分析。
(3)分析比较实验数据可知:不同物体静止在同一斜面上时,物体对木板的压力与该物体重力的比值 相同 。
(4)分析比较实验数据可知:同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力与该物体重力的比值 越小 (填“越大”“越小”或“不变”)。
(5)斜面作为一种简单的机械,在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下,质量为30kg的物体以1m/s的速度沿斜面向上匀速运动了1m,升高了30cm,斜面的机械效率为90%,则拉力做功为 100 J,该物体所受摩擦力的大小为 10 N。若以2m/s的速度匀速拉动该物体,则斜面机械效率 等于 90%(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1);(2)1、4、7(或2、5、8,或3、6、9);(3)相同;(4)越小;(5)100;10;等于。
【解答】解:(1)由表格数据可知,斜面倾角为15°时物体A对斜面的压力F=9.66N,方向垂直斜面向下,作用点在物体与斜面接触面的中点,压力示意图如图所示:
;
(2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系,需要保持物体的重力相同,改变斜面倾角,所以选择1、4、7,或2、5、8,或3、6、9,这三组数据均可;
(3)分析1、2、3实验数据可得,
分析4、5、6实验数据可得,
分析7、8、9实验数据可得,
由此得出结论:不同物体静止在同一斜面上时,物体对木板的压力与该物体重力的比值相同;
(4)分析实验数据1、4、7可得同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角不同,物体对木板的压力与该物体重力的比值分别为、、;
分析实验数据2、5、8,可得同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角不同,物体对木板的压力与该物体重力的比值分别为、、;
分析实验数据3、6、9,可得同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角不同,物体对木板的压力与该物体重力的比值分别为、、;
由此可知,同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力与该物体重力的比值越小;
(5)物体的重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,
克服物体重力做的有用功:
W有用=Gh=300N×0.3m=90J;
由η可得拉力做的总功:
W总100J,
因为W总=W有用+W额,
所以克服摩擦做的额外功:
W额=W总﹣W有用=100J﹣90J=10J,
由W额=fs得物体受到的摩擦力:
f10N;
若以2m/s的速度匀速拉动物体,拉力、摩擦力、物体的重力均不变,即有用功不变,额外功不变,故斜面的机械效率不变,即斜面机械效率等于90%。
故答案为:(1);(2)1、4、7(或2、5、8,或3、6、9);(3)相同;(4)越小;(5)100;10;等于。
三十六.滑轮、滑轮组机械效率的计算(共3小题)
56.甲、乙两人分别用斜面和动滑轮将同一重物提升至同一高度已知动滑轮重力是物重的四分之一。忽略绳重,甲、乙两种运输方式中摩擦力所做的额外功均占总功的20%。则甲、乙所用拉力F甲:F乙为( )
A.1:1 B.3:4 C.4:5 D.5:6
【答案】C
【解答】解:设物重为G,上升的高度为h,拉力做的有用功为W有=Gh,已知W摩=20%W总,斜面的总功为:
W总甲=W有+W摩=Gh+20%W总甲,即W总甲=1.25Gh,
由图甲可知,斜面的夹角为30°,根据数学关系可知,斜面的长度s甲=2h,斜面的拉力为:
F甲0.625G;
已知动滑轮重力是物重的四分之一,克服动滑轮重做的额外功为:W动=G动hGh,
动滑轮的拉力做的总功为:
W总乙=W有+W'摩+W动=Gh+20%W总乙Gh,即W总乙=1.5625Gh,
动滑轮绳子股数为2,自由端移动的距离为s乙=nh=2h,
动滑轮的拉力为:
F乙0.78125G,
则F甲:F乙=0.625G:0.78125G=4:5,故ABD错误,C正确。
故选:C。
57.如图所示,小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升两个质量相同的物体,绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中,若绳端拉力F1:F2=3:2,下列说法错误的是( )
A.物体的速度之比v1:v2=1:2 B.有用功之比W有1:W有2=2:1
C.总功之比W总1:W总2=3:2 D.机械效率之比η1:η2=4:3
【答案】A
【解答】解:已知两种装置提升物体的质量相同,绳端在相同时间内移动的距离相等,绳端拉力F1:F2=3:2,
设物体的重力为m,绳端移动的距离为s,运动时间t,
甲图中滑轮为定滑轮,由定滑轮的特点可知物体上升的高度h1=s;
乙图中滑轮为动滑轮,由动滑轮的特点可知此时物体上升的高度h2;
A、物体的速度之比:
,故A错误;
B、有用功之比:
,故B正确;
C、总功之比:
,故C正确;
D、机械效率之比:η1:η2:4:3,故D正确。
故选:A。
58.如图所示,物体重为20N,某人用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m,物体与地面间摩擦力为6N,则绳子自由端移动的距离为 2 m,该滑轮组机械效率为 75% 。(不计滑轮重、绳重)
【答案】2;75%。
【解答】解:由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离为s=ns'=2×1m=2m;
该滑轮组机械效率为:
η100%=75%。
故答案为:2;75%。
三十七.斜面机械效率的计算(共2小题)
59.如图,是《墨经•经下》里记载的斜面引重车,将绳一端紧系在后轮轴上,另一端绕过车尾圆轮与斜板上的重物相连,人向前推车即可将重物拉到高处。车尾圆轮的作用是 改变力的方向 。已知斜板长2m、高0.8m,若用该车将重2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端,后轮轴对绳子的拉力为1000N,不计绳重及圆轮处的摩擦,该斜板的机械效率为 80% 。
【答案】改变力的方向;80%。
【解答】解:车尾圆轮在此装置中相当于一个定滑轮,其主要作用是改变绳子拉力的方向,使人推车前行时能够拉动重物上升;
拉力做的总功:W总=Fs=1000N×2m=2000J,
拉力做的有用功:W有用=Gh=2000N×0.8m=1600J,
此装置的机械效率:。
故答案为:改变力的方向;80%。
60.如图,小红同学将一个重为30N的物块从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为15N。物块沿斜面移动的距离s=1.5m,上升的高度h=0.6m。则小红同学对物块做的有用功是 18 J,物块与斜面之间的摩擦力为 3 N,斜面的机械效率是 80% 。
【答案】18;3;80%。
【解答】解:小红同学对物块做的有用功为:W有=Gh=30N×0.6m=18J;
小红同学对物块做的总功为:W总=Fs=15N×1.5m=22.5J,
物块与斜面之间克服摩擦力做的功为:W额=W总﹣W有=22.5J﹣18J=4.5J,
物块与斜面之间的摩擦力为:;
斜面的机械效率为:。
故答案为:18;3;80%。
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八年级下学期物理期末复习(易错精选60题37大考点)
训练范围:人教版: 八年级下册第7~12章。
一.影响力的作用效果的因素(共1小题)
1.用球拍击打乒乓球的不同部位,乒乓球运行的轨迹各不相同,说明力的 会影响力的作用效果;如图所示,弹簧测力计对物体的拉力为 N。
二.力的相互性(共2小题)
2.下列说法中正确的一组是( )
①物体间力的作用是相互的;②只有相互接触的物体才有力的作用;③力可以改变物体的形状、运动状态;④挂在树枝上的苹果只受重力作用。
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
3.端午节组织龙舟赛,正在激烈比赛的龙舟,运动员用桨向后划水,龙舟就向前运动,这说明物体间力的作用是 的。那么使龙舟、人、桨一起前进的力的施力物体是 。
三.弹簧测力计在力的相互性方面的应用(共1小题)
4.两个完全相同的弹簧测力计以如图甲所示的方式悬挂一个重物,弹簧测力计a、b的示数分别为F1、F2。如图乙所示,当对弹簧测力计a施加一个大小为F的竖直拉力,使整个装置沿竖直方向向下做匀速运动时,弹簧测力计a、b的示数分别为F3、F4。弹簧测力计的自重小于物体的重力,不计空气阻力,下列说法正确的有( )
①F1>F2 ②F2=F4 ③F<F1+F2 ④F=2F3﹣F4
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
四.重力的计算(共1小题)
5.一辆自重是4.0×104N的卡车,装着4m3密度为2.5×103kg/m3的沙石,行驶到一座桥头立着如图所示的标志牌的大桥前。(g取10N/kg)
(1)沙石的质量是多少千克?
(2)这辆卡车总重为多少牛?
(3)这辆卡车能否安全通过这座大桥,如果不能,应至少卸下多少立方米的沙石?
五.惯性的利用(共2小题)
6.如图所示,有关惯性现象的解释正确的是( )
A.汽车的安全气囊能减小驾驶员的惯性
B.棋子被击飞是尺子击打的力改变了该棋子的惯性
C.松了的锤头能紧套在锤柄上,是利用锤头的惯性
D.弹走扑克牌,硬币落入杯中,因为硬币失去惯性
7.如图所示为一起交通事故,两辆同向行驶的汽车发生“追尾”。虽B车驾驶员紧急刹车,由于 仍撞击了A车碰撞的一瞬间,B车对A车的撞击力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)A车对B车的撞击力。A车驾驶员因受到 (选填“安全带”或“汽车头枕”)保护而未严重受伤。
六.探究二力平衡的条件(共1小题)
8.如图是子涵和浩宇同学“探究二力平衡条件”的实验情景。
(1)如图甲,子涵同学将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,子涵将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 ;
(3)若子涵在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示),你认为 (选填“能”或“不能”)用子涵的装置进行实验。子涵发现有不同质量的钩码若干,他最好选用质量较 (大/小)的钩码做实验;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,子涵下一步的操作是 ;
(5)在探究同一问题时,浩宇同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示实验,同学们认为子涵的实验优于浩宇的实验,主要原因是因为子涵的实验 ;
(6)图丙中,每个钩码重0.5N,左边挂3个钩码,右边挂1个钩码时,木块沿水平方向向左匀速运动;此时再在右边挂 个钩码,木块就可以沿水平方向向右匀速运动。
七.平衡状态下的摩擦力分析(共2小题)
9.如图甲所示,在水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.2~4s,物体做匀速直线运动
B.0~2s,物体受到的摩擦力是2N
C.2~4s,物体受到的摩擦力是2N
D.0~2s,物体没有被推动,是因为推力小于摩擦力
10.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上(桌面粗糙程度均相同),用F1=10N的水平力作用在B物块上,A和B一起做匀速直线运动,此时B物块所受A的摩擦力为FB,若将F2=20N的水平力按如图乙所示,作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,此时A物块所受地面的摩擦力为FA。以下说法正确的是( )
A.FB=10N FA=10N B.FB=10N FA=20N
C.FB=20N FA=10N D.FB=20N FA=20N
八.探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验(共2小题)
11.小军利用如图所示装置,探究影响滑动摩擦力大小的因素。悬挂好已调零的弹簧测力计,用细线绕过固定在实验桌上的定滑轮,水平连接正方体物块,将其放在长木板上,物块的上、下表面粗糙程度不同。实验时用水平向左的力F拉动长木板使其水平运动,直到弹簧测力计示数稳定。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,长木板一定要做匀速直线运动
B.物块受到的滑动摩擦力与拉力F是一对平衡力
C.当拉动长木板的速度变大时,物块受到的滑动摩擦力也变大
D.若将物块上下颠倒,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关
12.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,这是利用了 原理;
(2)若比较甲和丙实验,可得滑动摩擦力大小与 有关;
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此时木块受到的摩擦力与图甲中的比 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)小华查阅资料得知:在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f大小与压力F大小的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,反映了接触面的粗糙程度。若在图戊所示实验中,木块重为5N,长木板重为10N,木块与长木板间的动摩擦因数大小为0.2,长木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若将长木板匀速抽出,则测力计A示数为 N,木块与木板间的滑动摩擦力为 N。
九.压强的公式的应用(共4小题)
13.如图所示,水平地面上放置一底面积100cm2,高30cm的重物甲;乙、丙为重5N、底面积200cm2、高25cm的相同容器(不计容器厚度),在乙容器中装有深度为12cm的水,丙容器中装有深度为18cm的酒精(已知甲物体密度为4×103kg/m3,水的密度为1×103kg/m3,酒精的密度为0.8×103kg/m3),则下列说法正确的是( )
A.甲对水平地面的压强为1200Pa
B.未放物体前,丙容器对地面的压强为1440Pa
C.水平切下16cm的甲物体放入乙容器中,甲剩余部分对桌面的压强和乙容器对桌面的压强相等
D.水平切下16cm的甲物体分别放入乙、丙容器中后,两容器中液体对容器底的压强相等
14.如图所示,一质量分布均匀的圆柱体工件A与一个薄壁轻质圆柱形容器B静置于水平桌面上。已知工件A的密度为0.6×103kg/m3,高度为hA=0.5m,底面积,容器B的底面积,高度hB=0.26m,容器内装有深度h0=0.2m的某种液体,液体密度。则下列说法正确的是( )
①工件A对桌面的压强为3000Pa;
②若将工件A沿竖直方向切去一半,并将切下部分放入容器B中,待稳定后,液体对容器底部的压强为2080Pa;
③若将原工件竖直切割一部分后放入容器中,液体对容器底部的压强为p1,切割部分对容器底部的压强为p2,当p1:p2=2:1时,容器对桌面的压强为2200Pa;
④若从工件A上方水平切去高度Δh,并将切去部分竖直放入容器B内。设工件A对桌面压力的变化量为ΔFA,容器B对桌面压力的变化量为ΔFB。若ΔFA:ΔFB=3:2,则切去的高度一定是Δh=44cm。
A.①③ B.①②③④ C.②④ D.①③④
15.如图甲所示,水平桌面上放置一个质量分布均匀的实心长方体D,长L0=40cm,宽和高均为h,长方体对地压强为3000Pa,密度为1.5×103kg/m3。现按照过AB这条棱的平面切割为D1、D2两个部分,切割面与底面夹角为θ,D1的底部宽度为x。将D1、D2平移分开后,D1对桌面的压强为p1,D2对桌面的压强为p2,将D1叠放在D2上方,且保持接触面水平,D2对桌面压强为p3。改变斜切角度(切割面仍过棱AB)测得p1、p2、p3随D1底面宽度x的变化图像如图乙所示。图像中曲线 表示p1随x的变化关系。当p2:p3=7:8时,x= cm。
16.无人机已成为推进农业机械化的重要力量,如图中无人机正在给科技田园喷洒农药。已知该无人机空机质量为5kg,停放时与地面的总接触面积为80cm2。求:
(1)该无人机空机状态停放时的重力;
(2)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强;
(3)若装满农药后无人机对水平地面的压强为4×104Pa,则无人机内所装农药的质量是多少。
十.固体压强的比较大小(共1小题)
17.如图,放在同一水平桌面上的甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体。已知液体内部的A、B、C三点处所受液体的压强相等,则 容器中液体密度最大, 容器底受到的液体压强最大, 容器对桌面的压强最大。(均选填“甲”“乙”或“丙”)
十一.探究液体内部压强实验的气密性检验(共1小题)
18.(1)著名的马德堡半球实验证明了 的存在;如图1,李老师将装满水的杯子倒置插进密闭钟罩内的水槽中,并把杯子悬挂起来,杯内的水 (选填“会”或“不会”)下落。当用抽气机持续抽出钟罩内空气,杯内的水最终 (选填“会”或者“不会”)掉下来,理由是 ;如果再把空气放进钟罩内,水 (选填“会”或者“不会”)被“吸”到杯内。
(2)在做“探究影响液体压强大小因素”的实验时,同学们设计了如图2所示的实验探究方案,图(a)、(b)、(d)中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
①实验中液体压强的大小变化是通过 来判断的,这种方法称为 (选填“转换法”或“控制变量法”);要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他因素不变,这种实验探究方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”);
②使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
③小明通过图(c)和图(d)两次的实验,认为图(d)烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”)的,原因是 。
十二.液体压强的公式及计算(共1小题)
19.如图甲所示,直柱形容器静置在水平桌面上,其内装有温度为t1的水,A为图中到容器底部距离不变的一点。图乙描绘了水的密度ρ随水的温度t变化的关系。不考虑温度对物体和容器的影响以及水的蒸发。当水温从t1缓慢升至4℃的过程中,图甲中水在A点产生的压强是如何变化的( )
A.不变 B.变大 C.变小 D.条件不足,无法确定
十三.大气压强的计算(共1小题)
20.如图是小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出的长度L为10cm,即可算出活塞横截面积为 cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p= Pa;
(3)若实验中活塞与筒壁之间的摩擦较大,则测得的大气压值 (选“偏大”、“偏小”或“不变”)。
十四.探究浮力大小的影响因素(共1小题)
21.某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、盐水(ρ盐水>ρ水),小明同学先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析实验步骤a、b可知,金属块浸在水中时受到的浮力大小是 N。
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (填“有关”或“无关”)。分析三个实验步骤 (填字母)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 。
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了盐水的密度为 g/cm3。
十五.利用阿基米德原理进行简单计算(共4小题)
22.两个质量相同的实心小球甲和乙,已知它们的密度之比为4:5。现将甲、乙两球分别放入盛满水和酒精的溢水杯中,静止后从溢水杯中溢出水的质量为m1;从溢水杯中溢出酒精的质量为m2,m1:m2=9:8,已知,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体都漂浮在液面上 B.甲、乙两物体都浸没在液体中
C.甲物体的密度是0.8g/cm3 D.乙物体的密度是0.9g/cm3
23.如图甲所示,将一个气球放在已清零的电子秤上,稳定后电子秤的示数为2.04g。然后用打气筒向气球内打入适量的空气,估算出气球的体积为4000cm3,则充气后的气球受到的浮力的大小为 N,且该浮力的大小 气球的总重力。若再将充气后的气球放到已清零电子秤上,如图乙,稳定后电子秤的示数将 (以上两空选填“>”、“=”或“<”)2.04g。(ρ空气取1.3×10﹣3g/cm3)
24.相同的柱形容器甲、乙置于水平桌面上,甲中盛有水,乙中盛有酒精。现将A、B两个体积相同的实心小球分别放入两容器的液体中,静止后如图所示,B小球一半体积浸在酒精中,则A、B两小球质量之比mA:mB= 。若把两个小球对调放入对方容器内(无液体溢出),对调前后液体对容器底部压强的变化量分别为Δp甲和Δp乙,则Δp甲:Δp乙= 。(酒精的密度为0.8×103kg/m3)
25.如图所示,如图甲所示的浮空艇被称为飘浮在空气中的一艘大型“舰艇”。浮空艇表皮很薄的气囊体积为8000m3,内部充有氦气和空气的混合气体,其密度为0.2kg/m3,表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg,周围空气的密度为1.2kg/m3。如图乙所示,将浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上,锚泊车的总质量为7t,车轮与地面接触的总面积为0.2m2,缆绳的重力不计,仪器舱体积忽略不计。(g=10N/kg)求:
(1)浮空艇受到的浮力;
(2)浮空艇受到的重力;
(3)锚泊车对地面的压强。
十六.浮力的图像问题(共1小题)
26.如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
①木块的重力为6N
②木块的底面积为600cm2
③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1000Pa
④木块的密度为0.6×103kg/m3
A.①④ B.②③ C.①② D.③④
十七.浮力综合问题的分析与计算(共3小题)
27.一质量为M、底面积为S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,注入适量的水,取一空烧杯漂浮在薄壁容器的水面上,此时容器内的水深为h1;后将一金属球置于烧杯中,烧杯仍漂浮于水面,此时容器内的水深为h2;再从烧杯中取出金属球放入水中,金属球沉底后,容器内水深为h3,下列说法正确的是( )
A.金属球的密度为 B.水深为h2时桌面受到容器的压力为ρ水gh2S
C.金属球沉底后受到的重力和支持力平衡 D.金属球沉底后对容器底的压力为ρ水g(h2﹣h3)S
28.常用密度计检测消毒酒精是否,但由于其体积较大难以放入小瓶酒精中测量。为此科创小组制作一个微型密度计,实现对一批酒精消毒液产品(密度范围为:0.8×103~0.9×103kg/m3)便捷检测,判断是否合格。已知合格消毒酒的密度范围为0.86×103~0.88×103kg/m3。
【设计原理】
(1)原理分析:如图甲所示,微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成。其中,配重可使密度计 漂浮于液面,使浮力大小等于重力大小。当消毒酒精液体密度越大,标度杆露出液面的长度越 。
(2)结构设计:为避免小瓶酒精溢出,密度计排开酒精体积应控制在4mL以内,因此,密度计的总质量应控制在 g以内。如图乙所示,检测时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。为了提高检测精度,所选的标度杆的横截面积要 (选填“大”或“小”)。
【制作测试】
(3)制作:用实心塑料杆、泡沫塑料球和铜丝,做成了一个微型密度计。用电子秤测得密度计整体质量为3g,则水面下方的密度计体积V0为 cm3。(在水中时,水面恰好在泡沫球上端)
把微型密度计前后放入密度为0.86×103kg/m3和0.88×103kg/m3的标准消毒酒精中,依据液面的位置标记出两个合格记号。把两个记号之间的区域涂成红色,如图丙所示。
(4)测试:用该密度计测量某瓶酒精时,液面位于红色合格刻度上方,如图丁所示,说明该瓶酒精消毒液密度偏 。
(5)误差分析:若在使用中发现泡沫球吸水,忽略泡沫吸水导致的体积膨胀,则酒精消毒产品中,密度区间为 容易被误判为不合格。
A.0.860×103~0.865×103kg/m3 B.0.865×103~0.870×103kg/m3 C.0.875×103~0.880×103kg/m3
【展示交流】
(6)用途拓展:科创小组希望在该密度计上标定更多刻度,达到测量多种液体密度的目的。通过测量计算得到实心塑料杆子的横截面积为0.25cm2,塑料球上方的标度杆长度为4cm。则该密度计可测量的液体密度范围为 kg/m3。
29.两个完全相同的圆柱形容器甲、乙放置在水平桌面上,容器的厚度不计,容器的底面积均为0.01m2,容器内盛有相同高度的水,如图所示。将两个密度不同、高度与容器中水的高度相同,体积均为10﹣3m3的实心柱体A、B分别竖直放入甲、乙容器中(水未溢出)静止后,水对容器底部的压强p水和容器对桌面的压强p桌如表所示,g取10N/kg,求:
压强
放入A柱体
放入B柱体
p水/Pa
1800
2000
p桌/Pa
2800
4000
(1)求放入A柱体后,甲容器内水面的高度?
(2)一个容器中水的重力为多大?
(3)B柱体受到的重力为多大?
十八.物体浮沉条件(共2小题)
30.水平桌面上放置有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器中盛有不同种类的液体,将质量和体积均相同的三个物体A、B、C分别放到甲、乙、丙容器中,静止时的位置如图所示,容器中的液面高度相同。下列判断中正确的是( )
A.三个物体受到的浮力为FA>FB>FC B.容器中液体的质量为m甲<m乙<m丙
C.液体对容器底部的压强为p甲>p乙>p丙 D.容器对桌面的压力为F甲>F乙>F丙
31.在溢水杯中盛满水,然后放入一实心物块,物块静止后漂浮,溢出的水如图甲;在同一溢水杯中盛满另一液体,把同一物块放入液体中,物块静止后悬浮,溢出的液体如图乙,根据图中信息估算,物块的密度最接近( )
A.0.8×103kg/m3 B.0.9×103kg/m3 C.1.0×103kg/m3 D.1.1×103kg/m3
十九.浮力中的绳子、弹簧、杆的问题(共1小题)
32.如图甲所示,底面积为300cm2的足够高薄壁柱形容器放在水平地面上,容器内放有一体积为2000cm3的柱形物体A,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于物体A底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水,水对容器的底部的压强p1与容器对桌面的压强p2的关系如图乙所示,求:
(1)当p2=900Pa时水的深度为多少;
(2)细绳的长为多少
(3)若当A刚好浸没时,将物体A沿竖直方向切去四分之一并取出(剩余部分保持直立),待液面稳定后细绳拉力为多少。
二十.功的简单计算(共3小题)
33.“背漂”是儿童游泳时常佩戴的一种救生装置。某款长方体“背漂”重为1.5N,底面积为375cm2,把足够大的柱形容器放在水平台面上,用不可伸长的细线一端与“背漂”的底面相连,另一端固定在容器底部,如图甲。往容器中缓慢持续注水,注水过程中细线的拉力F与水的深度h关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.“背漂”刚要浮起来时,容器中水的深度为15.4cm
B.“背漂”浸没时受到的浮力为28.5N
C.“背漂”刚要浮起来时,其下表面受到水的压强为40Pa
D.注水过程中,浮力对“背漂”所做的功为0.345J
34.如图所示是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,与地面的总接触面积为300cm2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶时所受阻力为自身重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)消防机器人所受的重力;
(2)消防机器人静止在水平面上时对地面的压强;
(3)消防机器人牵引力做的功。
35.在节能减排的今天,油电混合动力汽车(以下称“油电汽车”)已走进普通百姓家庭。该油电汽车空车质量1120kg,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,g取10N/kg。
求:(1)该油电汽车空车静止在水平地面上时,每个车胎与地面接触面积约为250cm2,则汽车对地面的压强是多少?
(2)小明爸爸的体重为80kg独自驾驶该汽车行驶时的速度随时间的变化图像如图所示,则该汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功是多少?
二十一.功率的计算(共1小题)
36.如图所示,无人驾驶快递车驶入鹰城街头,为我市物流配送带来了便捷。若该无人驾驶快递车装运快递后的总重为6000N,在平直道路上40s匀速行驶了60m,此过程中受到的牵引力为600N,轮胎与地面接触的总面积为:800cm2。
求:
(1)该车在平直道路上行驶的速度。
(2)该车静止时对水平地面的压强。
(3)在40s时间内牵引力做功的功率。
二十二.功、功率的图像问题(共1小题)
37.质量为45kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图象可估算出该同学每分钟跳绳的次数为 次,克服重力做功的平均功率为 W.
二十三.探究影响物体动能大小的因素(共2小题)
38.在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中。小甜同学让同一钢球分别从斜面不同位置由静止开始滚下,撞击木块。
(1)该实验通过观察木块移动的距离来判断 (填“钢球”或“木块”)的动能大小。
(2)在探究动能的大小与质量的关系时,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,接下来要继续完成此实验,下列措施中可行的是: (填序号)。
①换质量更大的木块; ②降低第二次钢球的高度;
③换质量更大的钢球; ④换质量更小的钢球。
(3)对比甲、乙两次实验,可得:物体的 一定时, 越大,动能越大。
(4)小甜联想到探究阻力对物体运动的影响实验中,让同一个小车从同一斜面顶端由静止滑下,到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动,直到停止在水平面上的整个过程,小车三次在水平面上克服摩擦力做的功 (填“相等”或“不相等”)。
39.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块。
(1)实验中探究的动能是指 (填序号)。
A.小球在斜面上的动能 B.小球撞击木块前的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击后的动能
(2)请画出木块对水平面的压力示意图。
(3)小球从斜面上由静止下落,下滑过程中重力势能转化为 能。分析甲、丙两图的实验现象,可知:质量相同的物体, 越大,动能越大。
(4)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。木块在水平面上运动时,木块所受的重力与水平面对木块的支持力是一对 (选填“相互作用力”或“平衡力”)。
二十四.动能大小与速度的关系(共1小题)
40.如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是( )
A.滚摆下降时,重力势能减小,动能减小
B.滚摆整个运动过程中,机械能总量保持不变
C.滚摆上升到最高点时,动能最大
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能不守恒
二十五.弹性势能的概念(共1小题)
41.铅垂线经常被用来确定所砌墙壁是否竖直,这是利用了重力方向总是 的道理;铅垂线还可以和T字形木架组合,用于检测桌面是否水平,如图,可知桌面左端相比右端 (较高/较低)一样高)。钟表里卷紧的发条具有 ;长江三峡大坝上游的江水与大坝下游的江水相比具有 (后两空均选填重力势能/弹性势能)。
二十六.机械能的概念(共2小题)
42.小李同学把一个铁锁用绳子悬挂起来,再将铁锁拉到鼻子附近,如图甲,绳轻轻拉直后静止释放,铁锁向前摆去,铁锁在空中运动轨迹简化如图乙,铁锁经过A、B、C,三点的能量如图丙,下列说法可能正确的是( )
A.铁锁在A时的机械能为1.5J B.铁锁经过B点的速度比A点大
C.铁锁可能先后经过A、C D.铁锁在B点的高度比C点大
43.目前在轨的中国空间站的轨道高度是:远地点346.9km,近地点319.6km,如图所示,从远地点到近地点的过程中,其运动速度 ,重力势能逐渐 ,机械能 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
二十七.机械能的守恒(共3小题)
44.如图所示,小球在一个光滑的竖直放置的轨道上从O点由静止释放,小球始终没有离开轨道,则小球
A.最终能到达d点 B.在运动过程中机械能变小
C.在c点的速度等于在O点的速度 D.在从a到b的过程中重力势能变大
45.蹦床是一项深受喜爱的休闲活动,当运动员从高处由静止下落(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
A.运动员到达最低点时的速度最大
B.蹦床过程中,运动员只有动能和势能相互转化,因此他的机械能守恒
C.与蹦床面接触后,继续向下的运动过程中,运动员重力做功的功率先变大后变小
D.下落与蹦床面刚接触时,运动员速度大小达到最大值
46.如图,甲乙完全相同的小球,以同样的速度v沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出,甲球沿光滑斜面,乙球抛向空中,不计空气阻力,甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点,离地高度为h1和h2。在这个过程中,小球的机械能是 (选填“守恒”或“不守恒”)的,图中h1 h2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
二十八.探究杠杆的平衡条件(共1小题)
47.小明使用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件,其中每个钩码的重力均为0.5N。
序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
0.5
20.0
1.0
10.0
4
2.0
15.0
1.5
20.0
(1)小明将杠杆放在水平桌面上,静止时所处的状态如图甲所示,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的 。
(2)改变钩码的 和位置,多次进行实验,并将数据记录在下表,其中第1次实验的情景如图乙所示,此时杠杆处于水平平衡状态。请在表格中补充对应的数据。
(3)分析表中的数据可得出,杠杆的平衡条件是 (填写字母表达式)。
(4)本实验测量多组数据的目的与以下实验中多次测量的目的不同的是 (选填字母)。
A.探究光的反射定律 B.探究平面镜成像的特点 C.测量定值电阻的阻值
二十九.杠杆的平衡条件(共1小题)
48.如图所示,杠杆AOB的两端分别挂着重为GA和GB的两个物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若GA=GB,杠杆自重不计,则OA和OB的大小关系是( )
A.OA>OB B.OA=OB C.OA<OB D.无法比较
三十.杠杆的平衡条件的计算(共1小题)
49.如图所示,被固定的拉力传感器1和拉力传感器2分别通过竖直细线连接在轻质杠杆的A点和B点,轻质杠杆的重力可忽略不计。将一辆玩具小车置于杠杆的B点,保持杠杆水平静止。玩具小车从杠杆上B点开始向左匀速运动,传感器2的示数F与小车运动的路程s的关系如图所示。已知:BC=2AB=2m,忽略小车的体积,下列说法正确的是( )
A.小车运动过程中,传感器2的示数保持不变
B.玩具小车的重量为1.5N
C.在“F﹣s”图像中,图像与纵坐标交点F0=1N
D.小车运动过程中,两传感器示数之差逐渐变大
三十一.杠杆的最小动力(共1小题)
50.如图所示,OB为轻质杠杆,OA=30厘米,AB=10厘米,在杠杆的B端挂一个所受重力为90牛的重物。求:
(1)杠杆B点受到的阻力F2。
(2)要使杠杆在水平位置上平衡,在A点施加的最小力的大小和方向。
三十二.滑轮组绳子上的拉力(共2小题)
51.如图所示,用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是( )
A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1<F2<F3 D.F2=F3>G
52.如图所示,某同学站在水平地面上,向下拉动绳子自由端,使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N,动滑轮的重力为20N,不计滑轮组的绳重和摩擦。求:
(1)这过程中绳子自由端移动的距离。
(2)绳子自由端受到的拉力。
(3)若该同学重500N,则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为多少。
三十三.滑轮组中的相关计算(共1小题)
53.为了赶在雨季之前给住在山区的奶奶的房屋做一次维修,爸爸专门请了一个小型施工队。这个施工队利用3个相同的滑轮组成滑轮组将材料运送到高处,滑轮组的结构如下图所示。已知每个滑轮重50N,绳子能够承受的最大拉力是500N,忽略绳重和摩擦。用此滑轮组提升材料,下列说法错误的是( )
A.滑轮a是定滑轮,可以改变力的方向,但不省力
B.滑轮b是动滑轮,使用时可以省力
C.工人每次将材料匀速提起,需要施加大小等于材料和动滑轮总重力的一半的力
D.工人以0.2m/s的速度拉绳子时,材料上升的速度为0.4m/s
三十四.机械效率的简单计算(共1小题)
54.如图所示的龙骨水车是我国古代最著名的农业灌溉工具之一。若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.03m3的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为50W,则该过程中龙骨水车所做的有用功为 J,机械效率为 。
三十五.斜面机械效率的测量实验(共1小题)
55.小新将木板一端置于水平桌面上,另一端与量角器组装成斜面(如图所示),按以下步骤进行了实验:
①选3个物体A、B和C,分别测出它们的重力大小;
②将斜面倾角(木板与桌面夹角)调成5°,分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止,用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小;
③将斜面倾角先后调成10°和15°,重复步骤②。
实验数据记录如下表:
斜面倾角
5°
10°
15°
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
物体
A
B
C
A
B
C
A
B
C
重力大小/N
10.0
20.0
30.0
10.0
20.0
30.0
10.0
20.0
30.0
压力大小/N
9.96
19.92
29.88
9.85
19.70
29.55
9.66
19.32
28.98
结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)请在图中画出物体A对木板(斜面倾角为15°)压力的示意图,并标出压力大小。
(2)若研究同一物体对木板压力大小与斜面倾角的关系,可选择实验序号 中的数据进行分析。
(3)分析比较实验数据可知:不同物体静止在同一斜面上时,物体对木板的压力与该物体重力的比值 。
(4)分析比较实验数据可知:同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力与该物体重力的比值 (填“越大”“越小”或“不变”)。
(5)斜面作为一种简单的机械,在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下,质量为30kg的物体以1m/s的速度沿斜面向上匀速运动了1m,升高了30cm,斜面的机械效率为90%,则拉力做功为 J,该物体所受摩擦力的大小为 N。若以2m/s的速度匀速拉动该物体,则斜面机械效率 90%(填“大于”“小于”或“等于”)。
三十六.滑轮、滑轮组机械效率的计算(共3小题)
56.甲、乙两人分别用斜面和动滑轮将同一重物提升至同一高度已知动滑轮重力是物重的四分之一。忽略绳重,甲、乙两种运输方式中摩擦力所做的额外功均占总功的20%。则甲、乙所用拉力F甲:F乙为( )
A.1:1 B.3:4 C.4:5 D.5:6
57.如图所示,小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升两个质量相同的物体,绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中,若绳端拉力F1:F2=3:2,下列说法错误的是( )
A.物体的速度之比v1:v2=1:2 B.有用功之比W有1:W有2=2:1
C.总功之比W总1:W总2=3:2 D.机械效率之比η1:η2=4:3
58.如图所示,物体重为20N,某人用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m,物体与地面间摩擦力为6N,则绳子自由端移动的距离为 m,该滑轮组机械效率为 。(不计滑轮重、绳重)
三十七.斜面机械效率的计算(共2小题)
59.如图,是《墨经•经下》里记载的斜面引重车,将绳一端紧系在后轮轴上,另一端绕过车尾圆轮与斜板上的重物相连,人向前推车即可将重物拉到高处。车尾圆轮的作用是 。已知斜板长2m、高0.8m,若用该车将重2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端,后轮轴对绳子的拉力为1000N,不计绳重及圆轮处的摩擦,该斜板的机械效率为 。
60.如图,小红同学将一个重为30N的物块从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为15N。物块沿斜面移动的距离s=1.5m,上升的高度h=0.6m。则小红同学对物块做的有用功是 J,物块与斜面之间的摩擦力为 N,斜面的机械效率是 。
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