摘要:
**基本信息**
八年级第二学期期末物理练习卷,以力学核心知识为载体,融合古诗、龙骨水车、神舟十五号等情境,注重物理观念建构与科学思维培养,适配期末综合能力检测。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15题30分|力的作用效果、压强、浮力、杠杆类型|以“无边落木萧萧下”等古诗辨析力的作用效果,结合神舟十五号升空分析机械能变化|
|填空题|8空8分|弹力、流体压强、摩擦力|通过“天气预报瓶”情境考查气压与液面关系,联系生活现象|
|作图与实验探究题|32分|杠杆平衡条件、滑动摩擦力、阿基米德原理|设计“测量滑轮组机械效率”多组数据对比,培养科学探究与数据分析能力|
|综合应用题|3小题30分|液体压力、杠杆平衡、轮轴应用|结合自动冲水装置、自行车轮轴等实际问题,考查知识综合应用与科学态度|
内容正文:
八年级第二学期期末考前练习卷一
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分)
1.下列诗句中蕴含着物理力学知识,其中力的作用效果与其他三项不同的是( )
A.无边落木萧萧下B.荷动知鱼散C.会挽雕弓如满月D.碧水东流至此回
2.如图所示,一个长方体的物块A静止在水平桌面上,物块受到水平桌面的支持力本质上也是弹力,下列关于该支持力的分析正确的是( )
A.该支持力的作用点在水平桌面上
B.支持力是由于水平桌面发生弹性形变产生的
C.支持力是由于物块A发生弹性形变产生的
D.该支持力的作用效果是使水平桌面发生形变
3.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.1N,0 B.0,1N C.2N,1N D.1N,1N
4.如图所示,取三只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底,甲、乙两瓶粗细不同,乙、丙两瓶粗细相同,在三只瓶嘴上扎相同材质的橡皮膜,将其倒置,向甲、乙两瓶中装入等质量的水,丙瓶中装入盐水,可观察到橡皮膜都向外凸出,下列分析错误的是( )
A.由甲乙可知液体深度越大,压强越大
B.由乙丙可知液体质量越大,压强越大
C.由乙丙可知液体密度越大,压强越大
D.此实验用到了转换法
5.如图所示的四个实例中,为了增大压强的是( )
A.破窗锤的锤头做成锥状 B.滑雪板做得较宽大
C.书包的背带做得较宽 D.载重汽车安装了很多车轮
6.在吸管的底部缠绕一小段细铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面的高度相同。下列判断正确的是( )
A.两杯液体的密度ρ甲<ρ乙
B.两个烧杯底部所受液体压强p甲=p乙
C.两个简易密度计所受浮力F甲>F乙
D.两个简易密度计排开液体的重力G甲=G乙
7.2024年6月,如图甲所示,江西暴雨积水,村民搬出古老神器,使用龙骨水车紧急排水。龙骨水车是一种利用风力或人力、畜力等动力驱动,将水从低处提升到高处的古老灌溉工具。其构造如图乙所示,主要由水槽、大轮、刮水板等组成,形似龙骨,因此得名。下列相关物理知识描述不正确的是( )
A.当刮水板在水槽中运动时,刮水板与水之间的相互作用力使得水被提升
B.当水车受到外力驱动刮水上行时,水的重力势能转化为动能
C.停止摇动拐木时,刮水板不能马上停下来,说明其具有惯性
D.刮水板的面积越大,水车旋转一周提升的水越多
8.“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能翘起整个地球。”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
A.天平 B.铁锹
C.筷子 D.核桃夹子
9.2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中,载人飞船( )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能增大,重力势能增大,机械能增大
C.动能增大,重力势能减少,机械能不变
D.动能减少,重力势能减少,机械能减少
10.关于机械效率与功率的概念辨析,下列说法正确的是( )
A.功率表示做功的多少
B.功率相等的两个机械工作相同时间,有用功相同时机械效率也相同
C.机械效率越高,做功越快
D.两个机械效率相同的机械,功率大的机械做的总功多
11.如图所示,重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法正确的是
A.绳子自由端移动的距离为1 m
B.有用功为72 J
C.拉力F的功率为3 W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为90N
12.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是 8N,把实心小球浸没在密度为 0.8×103 kg/m3的油中,弹簧测力计的示数为6N,(ρ水=1.0×103 kg/m3 ,g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.小球受到的浮力是6N B.小球的质量是 0.2kg
C.小球的体积是2.5×10-4m3 D.小球的密度是3.2×103 g/cm3
13.“发展体育运动,增强人民体质”,下列有关一些体育运动的解释正确的是( )
A.押加比赛时,获胜的一方对绳子的拉力大小等于输的一方对绳子的拉力大小
B.滑雪运动员由高处滑出时,可以向前滑翔一段距离,是因为受到了向前的推力
C.跳伞运动员在空中匀速直线下降时受到两个力的作用,并且这两个力的三要素相同
D.冰壶运动中,冰壶运动员是通过改变接触面的粗糙程度来减小摩擦力的
14.物理实验课上,某一实验小组的同学做“测量滑轮组的机械效率”实验,测量数据如下表所示,对数据进行分析论证是物理实验的重要环节,请选出分析正确的选项( )
实验次数
动滑轮重G动/N
钩码重G物/N
钩码上升高度h/cm
动力F/N
自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
0.5
1
2
0.7
6
47.6%
2
2
2
1.1
6
60.6%
3
2
3
1.1
9
4
0.7
2
3
1.3
9
51.3%
A.由1、2实验可知,滑轮组的机械效率与钩码的重力有关
B.第3次实验中滑轮组的机械效率是60.6%
C.由3、4实验可知,提升相同重物时,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率越低
D.用此滑轮组提升钩码做的额外功就是克服动滑轮重力做的功
15.如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.甲容器对桌面的压力最大 B.三容器对桌面的压强大小相等
C.三容器底部所受液体的压力F丙>F乙>F甲 D.三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
二.填空题(每空1分,共8分)
16.小明用弹簧拉力器锻炼身体,刚拉开时没感到太费力,可是两手拉开的距离越大,就感到越费力。这是因为______;如图所示,弹簧测力计的示数是______N。
17.如图为一种“天气预报瓶”,内装适量的有色液体,A为密闭球体,B为上端开口的玻璃管,底部与A连通。用该瓶测量风速时,若风速变大,则B管内液面______(选填“上升”或“下降”);通常阴天时的气压比晴天低,则阴天时B管内液面比晴天时______(选填“高”或“低”)。
18.如图所示,物块A重8N,B重4N,当F=30N时,物块A和B恰能沿着竖直墙壁匀速下滑,这时物块A受到的摩擦力是______N;当撤去物块B时,物块A受到的摩擦力将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19.小明在家里利用一些物品体验杠杆平衡,如图所示,他先调整直尺保持水平并静止。然后依次做了如下操作:①将直尺左端的草莓向右移②在直尺左端再放一颗草莓③将橡皮和双刃刀片向左移④拿掉直尺右端的一颗草莓。上述操作中可以使直尺右端下降的有______(填写序号);通过多次体验,小明发现,力臂越长,需要的力______(选填“越大”、“越小”或“不变”)。
三、作图与实验探究题( 共32分)
20.(1)如图甲所示,拨动簧片,把质量分布均匀的小球A与支座之间的金属片弹出时,小球A并没有随金属片飞出。请在乙图中画出小球A落到支座前的受力的示意图(忽略空气阻力)。
(2)如图所示,物体A与弹簧连接,静止在光滑的斜面上,请画出物体A的受力示意图。
(3)杠杆AOB可绕O点转动,在杠杆的B端挂一个物体,请在图中画出作用在A端的、使杠杆静止的最小力F的示意图。
21.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)小明安装好杠杆将其放到水平位置后松手,发现杠杆不能在水平位置平衡,于是他将右端的平衡螺母向右调节便能使杠杆在水平位置平衡。若改为调节杠杆左端的平衡螺母,则向___________调节也能使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图(a)所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为___________N;
(3)如图(b),保持A点所挂砝码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F与其力臂的乘积变化情况是___________;
A.一直变小B.一直变大C.一直不变D.先变小后变大
(4)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图(c)所示,此过程中,拉力的力臂___________,弹簧测力计的示数___________(均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)若要使图(c)状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点___________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度;
(6)小华用如图(d)装置进行探究,发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件,其原因是___________。
22.如图甲是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置,实验所用的长木板,一面比较光滑,另一面比较粗糙。同学们根据猜想进行了实验,得出数据如下表所示:
实验序号
长木板表面
木块放置方式
拉动木块的个数
弹簧测力计示数/N
①
较粗糙
平放
1
1.5
②
较粗糙
平放
2
3.0
③
较光滑
平放
2
1.6
④
较光滑
竖放
2
1.6
(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据_____________的知识可知,弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等;
(2)由实验序号_____________可以探究滑动摩擦力的大小是否和物体所受的压力有关;
(3)由实验序号②③可得到的结论是:滑动摩擦力的大小和接触面的_____________有关;
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,发现用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力效果更好。图乙实验中_____________(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(5)根据你在本实验中的收获,请写出一种避免汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象的具体做法:__________;
(6)在图甲装置中,如果使木块在运动过程中所受拉力变大,木块受摩擦力将_____________(选填“变大”“变小”或“不变”);若木块的运动速度突然变大,其所受摩擦力_____________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(7)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是_____________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_____________。
次数
木块大小
接触面积S/cm2
摩擦力f/N
1
整块
150
1.5
2
三分之二块
100
1.0
3
三分之一块
50
0.6
23.某物理实验小组同学,想验证阿基米德原理,进行了下面的实验,如图甲所示:
(1)为了方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是______;
A.①②③④ B.④②①③ C.④①②③ D.②①③④
(2)若②中弹簧测力计示数为4N,①中烧杯中水不再流出时弹簧测力计示数为2.5N,则物体受到的浮力______N;
(3)按照正确的操作步骤,当测量结果满足等式______时(用弹簧测力计示数F1、F2、F3、F4表示),则说明阿基米德原理成立;
(4)小张利用身边的器材对实验进行了改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图乙所示。实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______(选填“增大”、“减小”或“不变”),弹簧测力计B的示数逐渐增大,若弹簧测力计A的示数变化量为△FA,B的示数变化量为△FB,则它们的大小关系是△FA______△FB(选填“大于”“等于”或“小于”);
(5)在这个过程中溢水杯对升降台的压力______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(6)做完上述实验后,小亮想利用图乙装置测出一个苹果的密度,步骤如下:
a.将一个苹果轻轻放入装满水的溢水杯中,如图丙所示(实验中的小桶容积足够大),弹簧测力计B的示数变化量为F1;
b.再将小桶中的水倒掉擦干后,用牙签将苹果全部压入溢水杯中,如图丁所示,弹簧测力计B的示数变化量为F2。
则该苹果密度表达式为 ρ=_____ (用F1、F2和 ρ水表示);若步骤b中,小桶中有前一次实验残留的水,则所测得的苹果密度______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、综合应用题(本题共3小题,共30分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
24.小明家有一个长方体鱼缸放在水平地面上,鱼缸重为500N,其底面积为0.4m2,鱼缸内装有0.5m深的水。(鱼缸厚度忽略不计)(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)鱼缸底部受到的水的压力;
(2)鱼缸对地面产生的压强。
25.如图所示,是一种自动冲水装置,由水箱、注水管,排水管、浮子和塞子组成;轻质硬杆OA、AB、CD固定连接,可以围绕O点旋转,硬杆AB固定连接浮子,硬杆CD固定连接塞子,AB=CD=15cm,OC︰OA=1︰2;塞子重20N,浮子重10N;塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计;水箱的底面积为1m2,塞子的上表面积和浮子的底面积均为0.05m2,图中水深40cm;此时注水管开始向水箱注水,当水刚好到达浮子顶端时,浮子刚好带动硬杆,将塞子抬起来;(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)注水前,水箱底部的液体压强;
(2)注水前,硬杆AB对浮子的弹力;
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力。
26.阅读短文,回答问题
轮轴与自行车
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。轮轴实际上是一个可以连续转动的杠杆。轮半径 R和轴半径r分别是作用在轮和轴上的力 F1和 F2的力臂,图甲所示。根据杠杆平衡条件可得:F1R=F2r,使用时如果动力作用在轮上,能省力,且轮半径是轴半径的几倍,动力就是阻力的几分之一;如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径,此时动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径。
变速自行车的驱动结构在于它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成。骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。同时链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。
在爬坡时,自行车受到的摩擦阻力较大,选择低挡位;下坡时自行车受到的摩擦阻力较小,选择高挡位。选择不同的挡位时,自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。
(1)自行车驱动结构中,图乙所示,后齿轮和后车轮组成一个______(选填“省力”、 “费力”或“等臂”) 杠杆;
(2)请在图丙中画出最省力时,人脚对脚踏板的力 F(作用点在脚踏板中心),以及这个力对应的力臂 L;( )
(3)爬坡时,自行车受到的摩擦阻力较大,应将链条调整至半径较______(选填“大”或“小”)的后齿轮上,从而达到______的目的;
(4)自行车在水平道路上行驶时,后车轮受的摩擦阻力为 25N,后车轮的半径为30cm,若此时链条挂在中间挡位的后齿轮上,其半径为5cm,由于前齿轮与后齿轮由链条连接,所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同,若前齿轮的半径为 10cm,脚踏板到轴心的长度为25cm,则自行车匀速行驶时,人蹬车的力至少应为______N。
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《参考答案
一、选择题
1.【详解】A.无边落木萧萧下,枝叶在重力作用下下落,运动状态反生了变化,说明力能改变物体的运动状态;
B.荷动知鱼散,鱼对荷叶产生力的作用,使荷叶的运动状态发生了变化,说明力能改变物体的运动状态;
C.会挽雕弓如满月,弓在力的作用下形状发生了变化,说明力能改变物体的形状;
D.碧水东流至此回,水在重力作用下流动,运动状态发生了变化,说明力能改变物体的运动状态;
综上可知,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.【详解】A.物块受到水平桌面的支持力,受力物体是物块,力的作用点在受力物体上,所以该支持力的作用点在物块A上,故A错误;
BC.弹力是物体发生弹性形变而产生的,该支持力是由于水平桌面受到物块A的压力而产生了弹性形变,从而产生了支持力;而物块A发生弹性形变产生的是物块A对桌面的压力。故B正确,C错误;
D.该支持力的作用效果是使物体A下表面发生形变,而使水平桌面发生形变的是物块A对水平桌面的压力,故D错误。
故选B。
3.【详解】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;对于A弹簧测力计,由重物平衡得到,弹簧的拉力大小
FA=G=1N
则弹簧秤A的读数为1N。对于B弹簧测力计,由左侧重物或右侧重物平衡得到,弹簧的拉力大小
FA=G=1N
则弹簧秤B的读数为1N。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.【详解】A.在甲、乙两个瓶子中,装入的是等质量的水,由于乙瓶比甲瓶粗,所以乙瓶中的水深度会小于甲瓶。当我们观察到乙瓶中的橡皮膜凸出程度小于甲瓶时,可以推断出液体深度越大,压强越大。这是因为液体压强与深度成正比,故A正确,不符合题意;
B.乙、丙两个瓶子虽然粗细相同,但丙瓶中装的是盐水,而乙瓶中装的是水。由于盐水的密度大于水,而两瓶液体的体积相同,深度也相同,然而,丙瓶中的橡皮膜凸出程度却大于乙瓶,因为由以上A选项分析可知液体的压强与质量无关,所以这说明压强与液体质量物关,而是与液体的密度有关,深度相同,密度越大,压强越大,故B错误,符合题意;
C.由乙、丙两个瓶子的实验可以明显看出,当液体深度相近时(虽然由于密度不同实际深度略有差异),密度较大的盐水产生的压强更大,使得橡皮膜凸出程度更大。故C正确,不符合题意;
D.在这个实验中,我们并没有直接测量液体压强的大小,而是通过观察橡皮膜的凸出程度来间接判断压强的大小。这种通过观察易于观察的现象(橡皮膜的凸出程度)来推断不易观察的物理量(液体压强)的方法,就是转换法。故D正确,不符合题意。
故选B。
5.【详解】A.破窗锤的锤头做成锥状,是通过减小受力面积的方式增大压强,故A符合题意;
BCD.滑雪板做得较宽大、书包的背带做得较宽和载重汽车安装了很多车轮,都是通过增大受力面积的方式减小压强,故BCD不符合题意。
故选A。
6.D
【详解】密度计在甲乙中都是漂浮,根据浮沉条件,都受力平衡,浮力等于重力,重力不变,所以浮力相等,根据阿基米德原理F浮= G排,排开液体的重力也相等;根据F浮=ρ液gV排,浮力相等,由图知密度计在甲液体中的V排小一些,说明甲液体的密度更大;则根据 p=ρgh,液面的高度相同,则甲液体密度更大,所以甲液体对烧杯底部压强更大。故ABC错误,D正确。
故选D。
7.【详解】A.当刮水板在水槽中运动时,刮水板对水的推力使水被提升,故A正确,不符合题意;
B.当水车受到外力驱动刮水上行时,水的高度升高,重力势能是增大的,即此时外力做功使水的重力势能增大,故B错误,符合题意;
C.停止摇动拐木时时,刮水板由于具有惯性,会保持原来的运动状态保持不变,因此刮水板不能马上停下来,故C正确,不符合题意;
D.刮水板的面积越大, 水槽中能运送的水质量越大,则此时水车旋转一周提升的水越多,故D正确,不符合题意。
故选B。
8.【详解】阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。
A.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不符合题意;
B.铁锹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不符合题意;
C.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不符合题意;
D.核桃夹子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意。
故选D。
9.【详解】在运载火箭加速升空的过程中,载人飞船的质量不变,速度和高度都增大,所以动能和重力势能都增大,机械能增大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.【详解】A.功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量,故A错误;
B.机械效率指有用功占总功的比例,功率相等的两个机械工作相同时间,根据W=Pt,做的总功相同,则有用功相同时机械效率也相同,故B正确;
C.功率是单位时间内做的功的多少,机械效率指有用功占总功的比例,二者没有必然的联系,机械效率越高,做功不一定快,故C错误;
D.两个机械效率相同的机械,功率大的机械做功快,由于不知道时间所以不能确定所做的总功多少,故D错误。
故选B。
11.【详解】A.由图知道,滑轮组的有效绳子段数是n=3,所以,绳子自由端移动的距离是:
s绳 =3s物 =3v物t=3×0.1m/s×10s=3m,
故A错误;
B.拉力做功是:
W总 =Fs绳 =30N×3m=90J,
有用功是:
W有 =ηW总 =80%×90J=72J,
故B正确;
C.拉力做功的功率是:
故C错误;
D.由有用功W有 =fs物知道,物体与地面间的滑动摩擦力是:
,
故D错误.
12.【详解】A.小球受到的浮力是
故A错误;
B.依题意得,小球的重力为8N,小球的质量是
C.小球浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积, 由F浮=ρ液gV排得,小球的体积
故C正确;
D.小球的密度是
故D错误。
故选C。
13.【详解】A.根据力的作用是相互的,作用力和反作用力大小相等、方向相反可知,押加比赛时,获胜的一方对绳子的拉力大小等于输的一方对绳子的拉力大小。比赛胜负取决于双方与地面摩擦力大小。故A正确;
B.滑雪运动员由高处滑出时,可以向前滑翔一段距离,是由于运动员具有惯性,故B错误;
C.跳伞运动员在空中匀速直线下降时,受力平衡,受到向下的重力和向上的阻力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一物体上,所以二力的三要素不完全相同,故C错误;
D.在冰壶运动中,运动员通过刷冰面来改变接触面的粗糙程度,从而减小冰壶与冰面之间的摩擦力,这种做法使得冰壶能够滑行得更远,故D正确。
故选AD。
14.【详解】A.比较实验1和2,可以看到动滑轮的重力G动是相同的,但钩码的重力G物不同。实验1中钩码重力为1N,机械效率为47.6%;实验2中钩码重力为2N,机械效率为60.6%。机械效率随着钩码重力的增加而增加,因此可以得出结论:滑轮组的机械效率与钩码的重力有关,且钩码越重,机械效率越高。故A正确;
B.对于第3次实验,机械效率为
故B正确;
C.比较实验3和4,我们可以看到钩码的重力G物是相同的,但动滑轮的重力G动不同。实验3中动滑轮重力为0.5N,机械效率约为60.6%;实验4中动滑轮重力为0.7N,机械效率为51.3%。机械效率随着动滑轮重力的增加而降低,因此可以得出结论:提升相同重物时,动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率越低。故C正确;
D.在滑轮组提升重物的过程中,除了克服动滑轮的重力做功外,还可能存在其他形式的额外功,如绳重、摩擦等。因此,用此滑轮组提升钩码做的额外功不仅仅是克服动滑轮重力做的功。故D错误。
故选ABC。
15.BCD
【详解】A.质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,三种液体的质量相同,三容器质量相同,故三容器的总重相同,故三容器对桌面的压力相同,故A错误;
B.根据 可知,三容器的底面积相同,三容器对桌面的压强大小相等,故B正确;
D.甲、乙、丙三种液体的质量相同,但是甲的体积大于乙的体积大于丙的体积,故甲的密度小于乙的密度小于丙的密度,根据p=ρgh可知,深度相同,故三容器底部受到液体的压强
故D正确;
C.根据F=ps可知,容器底的面积相同,故三容器底部所受液体的压力关系为
故C正确。
故选BCD。
二、填空题
16. 见详解 1.15
【详解】[1]弹簧发生弹性形变时产生的力叫做弹力。两手拉开的距离越大,弹簧被拉伸就越长,弹性形变就越大,弹簧产生的弹力也就越大,所以小明会感到越来越费力。
[2]由图可知,弹簧测力计的量程为0~2.5N,分度值为0.05N,示数为1.15N。
17. 上升 高
【详解】[1]流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。若风速变大时,B管上面的空气流速变大,压强变小,而A内部气压不变,所以B管液面会上升。
[2]由题可知,阴天时瓶外的大气压小于晴天时瓶外的大气压,而瓶内的大气压不变;外界气压越低,瓶内外的压强差越大,液面高度上升越高,所以阴天B管液面比晴天高。
18. 12 不变
【详解】[1]将A、B看作整体,AB整体做匀速直线运动,受到的摩擦力和总重力为一对平衡力,则物块A受到的摩擦力为
[2]当撤去物块B时,物块A相对墙壁滑动,摩擦力为滑动摩擦力,物块A对墙面的压力和接触面粗糙程度不变,物块A受到的滑动摩擦力不变,则物块A受到向上的摩擦力大于向下的重力,物块A将做减速运动,最终将静止。
19. ①③ 越小
【详解】[1]设杠杆左端为阻力和阻力臂,右端为动力和动力臂。①将直尺左端的草莓向右移,阻力臂变小,则直尺右端下降;②在直尺左端再放一颗草莓,阻力变大,则直尺左端下降;③将橡皮和双刃刀片向左移,阻力臂变短,动力臂变大,则直尺右端下降;④拿掉直尺右端的一颗草莓,动力变小,则直尺左端下降。
[2]根据杠杆平衡条件,力臂越长,需要的力越小。
三、作图与实验题
20.【详解】(1)不考虑空气阻力,小球A落到支座前小球此时只受到的重力的作用,重力的方向竖直向下,作用点(重心)在小球的球心上,如图所示:
(2)物体A与弹簧连接,静止在光滑的斜面上,弹簧处于压缩状态,则物体A受到平行于斜面向上的弹力,同时还受到垂直于斜面向上的支持力(支持力也属于弹力),受到竖直向下的重力,力的作用点都画在物体的重心上,如图所示:
(3)如图所示,B端受到的力为阻力,阻力与阻力臂一定,根据杠杆平衡条件可知,要使A端所受的动力最小,则需动力臂最大;由于B端所受的力使得杠杆顺时针转动,要使杠杆静止,则A端所受的动力方向向下,因此,作用在A端的力F方向应垂直于OA向下,此时动力最小,如图所示:
21. 右 1.5 C 变小 不变 顺时针 杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【详解】(1)[1]将右端的平衡螺母向右调节便能使杠杆在水平位置平衡,说明杠杆左端偏重,为使杠杆在水平位置平衡,还可以将左端的平衡螺母向右端调节。
(2)[2]设杠杆一个格为L,根据杠杆的平衡条件F左L左=F右L右得
2×0.5N×3L=F×2L
解得
F=1.5N
(3)[3]将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[4][5]力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图(c)所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变。
(5)[6]根据杠杆平衡条件知要使弹簧测力计读数减小,在阻力和阻力臂不变时,需要增大动力臂,当弹簧测力计与杠杆垂直时,动力臂最长,拉力最小,所以需要将弹簧测力计顺时针转动。
(6)[7]利用如图(d)所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
22. 二力平衡 ①② 粗糙程度 不一定 给车轮安装防滑链 不变 不变 错误 没有控制压力大小相同
【详解】(1)[1]实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等。
(2)[2]探究滑动摩擦力的大小是否和物体所受的压力有关,根据控制变量法,要控制接触面粗糙程度相同,故由实验序号①②可以探究滑动摩擦力的大小是否和物体所受的压力有关。
(3)[3]由实验序号②③可知,压力大小相同,③中较光滑,受到的摩擦力较小,故可得到的结论是:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。
(4)[4]如图乙所示的方式中,木块相对于地面静止状态,受到测力计拉力与木板施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,与木板的运动状态无关,故图乙实验中不一定要匀速拉动长木板。
(5)[5]汽车在冰雪路面上行驶时,由于接触面的粗糙程度变小,导致轮胎与地面的摩擦力变小,容易发生打滑现象;防止打滑,根据实验获得的结论知识,可采取增大接触面的粗糙程度,来增大轮胎与地面的摩擦力,例如:给车轮安装防滑链、在路面上撒沙子等。
(6)[6]滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,当木块所受拉力变大时,木块对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变,所以木块受摩擦力不变。
[7]当木块的速度突然变大时,木块对桌面的压力大小仍等于重力,没有变化;同时接触面的粗糙程度也不变,所以摩擦力大小不变。
(7)[8][9]研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,根据控制变量法,要控制压力和接触面粗糙程度相同,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,压力大小改变了,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是错误的,理由是没有控制压力大小相同。
23. B 1.5 F2-F1=F3-F4 减小 等于 不变 不变
【详解】(1)[1]为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;用弹簧测力计测出物体所受的重力;用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;测出桶和排开水所受的总重力,所以合理的实验顺序为④②①③,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]由称重法可知,物体受到的浮力
(3)[3]根据图中①②两个步骤,由称重法测浮力可知物体浸没在液体中受到的浮力
F浮=F1-F2
物体排开液体的重力
G排=F3-F4
如果满足
F2-F1=F3-F4
就可以证明浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小,即说明阿基米德原理成立。
(4)[4]如图乙所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮= G物-F拉 可知,弹簧测力计A的示数变小。
[5]重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即
△FA=△FB
(4)[6]将烧杯、水和物体看做一个整体,容器对升降台的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数),即
F压=G杯+G杯内水+G物-F示
而
G物-F示=F浮
所以
F压=G杯+G杯内水+F浮
根据阿基米德原理F浮=G排水可知
F压=G杯+G杯内水+G排水
由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水,是个定值,所以在这个过程中容器对升降台的压力不变。
(5)[7]由图丙可知,苹果漂浮在水面上,苹果受到的浮力等于苹果的重力,由阿基米德原理可知,苹果的重力等于F1,即G苹=F1,由图丁可知,苹果完全浸入水中,苹果受到的浮力为F2,根据阿基米德原理可知,苹果的体积
则苹果的密度
[8]由题可知,实验中,是利用弹簧测力计B的示数变化量来计算苹果的体积的,若步骤b中,小桶中有前一次实验残留的水,不影响弹簧测力计B的示数变化量,则苹果的体积测量值不变,根据密度公式可知,测得苹果的密度不变。
四、计算题
24.【详解】解:(1)鱼缸底部受到的水的压强为
则鱼缸底部受到的水的压力为
(2)水的重力为
则鱼缸对地面产生的压力为
则鱼缸对地面产生的压强为
25.【详解】解:(1)注水前,水箱中水的深度为
则水箱底部受到的液体压强为
(2)由题可知,塞子的上表面积和浮子的底面积均为0.05m2,注水前,浮子浸入水中的深度为
则浮子排开水的体积为
浮子受到的浮力为
浮子受到向下的重力、硬杆AB对浮子向下的弹力和向上的浮力而处于静止状态,则
则硬杆AB对浮子的弹力为
(3)设浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时水的深度为h′,此时浮子浸入水中的深度为
则此时浮子受到的浮力为
①
注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,CD对杠杆的拉力等于塞子的重力与水对塞子的压力之和,即
根据杠杆平衡条件可得,已知OC︰OA=1︰2,则硬杆AB对杠杆的力为
此时浮子受到向下的重力、硬杆AB对浮子向下的拉力和向上的浮力而处于静止状态,则此时浮子受到的浮力为
②
联立①②解得,则塞子上表面受到的液体压力为
答:(1)注水前,水箱底部的液体压强为4000Pa;
(2)注水前,硬杆AB对浮子的弹力为40N;
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力为340N。
26. 费力 大 省力 60
【详解】(1)[1]图乙所示,自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径,动力臂小于阻力臂,使用时动力大于阻力,所以后齿轮和后车轮组成一个费力杠杆。
(2)[2]在阻力和阻力臂一定时,动力臂最大,动力最小,最省力。最大动力臂是动力作用点与支点之间的线段,连接脚蹬上的作用点和支点,过力的作用点作力臂的垂线,标出垂直符号、力臂符号及动力F,如图所示:
(3)[3][4]爬坡时,自行车受到的摩擦阻力较大,根据杠杆的平衡条件可知,应将链条调整至半径较大的后齿轮上,增大动力臂,达到省力的目的,更容易骑自行车上坡。
(4)[5]设链条的拉力为F,根据杠杆的平衡条件可得
解得:F=150N; 前、后齿轮受到的链条的拉力相同,前齿轮的半径为 10cm,脚踏板到轴心的长度为25cm,设自行车匀速行驶时,人蹬车的力至少应为F/,根据杠杆的平衡条件可得
解得:F/=60N。
答案第1页
答案第1页
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