内容正文:
八年级物理期末试题卷
考试时间:60分钟 满分,70分
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图所示,打网球时,击球瞬间网球迅速被压扁并反弹出去,这说明力既可以改变物体形状又可以改变物体 ____;在球被压扁的同时球拍的拉线也弯曲了,这说明力的作用是 _____的。
2. 用大小为10N的水平推力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动,桌子受到的摩擦力_____(小于/等于/大于)10N。假如运动的物体所受的一切外力同时消失,它将_____。
3. 在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理。如图为引擎盖的受力分析模型图:引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置.由如图可知,该杠杆属于______杠杆,在引擎盖抬起过程中,重力G的力臂逐渐______。
4. 如图所示,将一把薄木尺的长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上,已知报纸的上表面积为0.25m2,则大气对报纸上表面的压力为_____N;在木尺右端快速施加竖直向下的力F,要将报纸掀开,则力F至少为_____N(假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端,大气压取1.0×105pa,报纸和薄木尺的重力忽略不计).
5. 【2017•大庆卷】如图甲所示,一个立方体悬挂在弹簧测力计下处于静止状态时,弹簧测力计示数为5N,如图乙所示,将此立方体一半浸入某液体中静止时,测力计示数为4.5N,则此立方体受到的浮力为___N,若某时刻剪断乙图中悬吊立方体的细线,则立方体受到的浮力变化情况是____;立方体的下表面压强将___(选填“一直不变”、“先变大后不变”或“先变小后不变”),若已知该立方体的体积为125cm3,则这种液体的密度为______kg/m3(g=10N/kg)
6. 如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图,其动滑轮质量15kg,某次提升材料质量240kg,材料在空中静止时,摩擦影响很小,绳很轻,可以不考虑,则竖着向上的拉力F=_____N;竖着向上匀速提升材料,摩擦影响较大,实际所用的拉力大小是1000N,并将材料提升了10m高.则滑轮组的机械效率是_____.(取g=10N/kg)
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选的得0分)
7. 如图所示的简单机械,正常使用时费距离的是
A. 筷子 B. 食品夹
C. 定滑轮 D. 动滑轮
8. 生活中有很多地方涉及物理知识,下列说法正确的是( )
A. 甲:A、B两人在小车上静止,A推B,两人都后退,说明力的作用是相互的
B. 乙:乒乓球能被球拍击回,是因为乒乓球太轻没有惯性
C. 丙:如图的过程中,摩擦力会变大
D. 丁:人推箱子,箱子不动,是因为推力小于摩擦力
9. 如图所示,物块A静止在固定的斜面上。此时物块的重力产生两方面的作用效果:使物块压紧斜面以及使物块有沿斜面向下滑动的趋势,因而可将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面的方向进行分解。实际解决问题时,就可以用这两个方向上的分力来等效替代物块的重力。下列说法正确的是( )
A. 物块受到斜面的支持力和物块的重力是一对相互作用力
B. 物块受到斜面的支持力和物块的重力沿斜面方向的分力是一对相互作用力
C. 物块受到斜面的摩擦力和物块的重力是一对平衡力
D. 物块受到斜面的摩擦力和物块的重力沿斜面方向的分力是一对平衡力
10. 如图所示,小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,铁锁向前摆去又摆回.下列说法正确的是( )
A. 锁不断地来回摆动,是因为动能不断增加
B. 锁向下摆的过程中,重力势能转化为动能
C. 锁摆到最低点后会继续上升,是因为受重力作用
D. 锁摆动的过程中,机械能总量不变,所以摆回来时会碰到鼻子
11. 下列有关压强知识的说法正确的是( )
A. 马德堡半球实验证明了液体内部有压强
B. 利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C. 随着大气压的减小,水的沸点会升高
D. 在气体中流速越大的位置,压强越大
12. 工人师傅用如图所示的滑轮组,将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m,人对绳的拉力F为500N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则( )
A. 绳子自由端移动的距离为9m B. 动滑轮的重力为200N
C. 人通过滑轮组做的有用功为1500J D. 滑轮组的机械效率为53.3%
13. 某次演练中,直升机悬停于高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A. 在内,伞兵受到的重力小于阻力
B. 在内,伞兵受到的重力小于阻力
C. 在内,伞兵受到的阻力减小
D. 在内,伞兵受到的阻力保持不变
14. 如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是( )
A. 木块受到的浮力一样大
B. 木块在甲液体中受的浮力较大
C. 甲液体对容器底部的压强较大
D. 盛甲液体的容器对桌面的压强较小
三、作图题(本题共2小题、每小题2分,共4分)
15. 如图所示,当小军用力推墙时,他沿水平冰面减速向后退去,请你画出此时小军的受力示意图。(图中黑点表示重心)
16. 如图所示,是一个电热水壶的简易图,在图中画出它所受重力的示意图(B为重心);用力作用在壶盖上A点时,可将壶盖打开,请在A点画出所需最小力F的示意图(O为支点).
( )
四、实验探究题(本题共3小题,第17题7分,第18题7分,第19题6分,共20分)
17. 在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置。将同一物体分别逐渐浸入水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积。实验数据记录在下表中。
液体种类
实验序号
物体重力(N)
弹簧测力计示数(N)
物体受到的浮力(N)
排开液体体积()
1
2
1.5
50
2
1.0
1.0
100
3
0.5
1.5
150
4
2
1.6
0.4
50
5
1.2
0.8
100
6
0.8
1.2
150
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为___________N,第1次实验中物体所受的浮力___________N。
(2)分析比较实验序号1,2和3(或4,5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越___________浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号______________________可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)请你计算出第1次实验中物体排开水受到的重力___________N。通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证______________________原理。
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是___________(选填字母序号)。
A. 寻找普遍规律
B. 取平均值减小误差
18. 为探究影响滑动摩擦力大小的因素,实验小组的同学用如图1所示的装置和器材进行实验。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿 ______ 方向拉动,使其做 ______ 运动,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与 ______ 的关系;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面 ______ 的关系;
(3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图2所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计;
①启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面 ______ ,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向 ______ ;
②某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小,大家发现弹簧测力计的示数没有改变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小 ______ 。
19. 下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告.
实验名称:测量滑轮组的机械效率
实验步骤:
(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格.
(2)按如安装滑轮组,分别记下钩码和弹簧测力计的位置.
(3)拉动弹簧测力计并读出拉力F的值,用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将这三个量填入表格.
(4)算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格.
(5)改变钩码上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据.
实验记录:
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论:在忽略绳子的重力和摩擦的情况下,滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关.
请你评价小明和小红的实验报告.
(1)指出实验步骤中存在的错误和不足;
(2)从理论上分析说明他们实验结论的局限性.
五、综合应用题(本题共2小题,第20题7分,第21题9分,共16分)
20. 如图所示,工人用斜面向上、大小为500N的推力,将重800N的货物从A点匀速推至B点;再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s,到达C点.已知AB长3m,BC长1.2m,距地面高1.5m.试问:
(1)利用斜面搬运货物主要是为了______________;
(2)货物在水平面上运动的速度为多少________?
(3)水平推力做功的功率为多少 _________?
(4)斜面的机械效率为多少___________?
21. 如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中,物块的质量为0.2kg,物块的底面积为50cm2,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物块上表面距水面10cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为2N.已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg.求:
(1)物块的重力;
(2)物块的密度;
(3)注水过程中,绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时,水对物块下表面压强的变化范围.
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八年级物理期末试题卷
考试时间:60分钟 满分,70分
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图所示,打网球时,击球瞬间网球迅速被压扁并反弹出去,这说明力既可以改变物体形状又可以改变物体 ____;在球被压扁的同时球拍的拉线也弯曲了,这说明力的作用是 _____的。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 相互
【解析】
【分析】力的作用效果:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;
【详解】[1]打网球时,击球瞬间网球迅速被压扁并反弹出去,这说明力既可以改变物体形状又可以改变物体运动状态;
[2]力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,在球被压扁的同时球拍的拉线也弯曲了,这说明球对球拍的拉线也有力的作用,说明力的作用是相互的。
2. 用大小为10N的水平推力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动,桌子受到的摩擦力_____(小于/等于/大于)10N。假如运动的物体所受的一切外力同时消失,它将_____。
【答案】 ①. 等于 ②. 做匀速直线运动
【解析】
【详解】[1]用大小为10N的水平推力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动,说明桌子处于静止状态,受到平衡力的作用,即在水平方向上,推力与静摩擦力是一对平衡力;故摩擦力等于推力的大小,即10N。
[2]假如运动的物体所受的一切外力同时消失,它将不改变运动的方向和快慢,做匀速直线运动。
3. 在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理。如图为引擎盖的受力分析模型图:引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置.由如图可知,该杠杆属于______杠杆,在引擎盖抬起过程中,重力G的力臂逐渐______。
【答案】 ①. 省力 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]由图2可知,OB>OA,动力臂大于阻力臂,该杠杆属于省力杠杆。
[2]在引擎盖抬起过程中,如图所示,从图中可以发现,重力G的力臂逐渐变短。
4. 如图所示,将一把薄木尺的长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上,已知报纸的上表面积为0.25m2,则大气对报纸上表面的压力为_____N;在木尺右端快速施加竖直向下的力F,要将报纸掀开,则力F至少为_____N(假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端,大气压取1.0×105pa,报纸和薄木尺的重力忽略不计).
【答案】 ①. 2.5×104 ②. 1.25×104
【解析】
【详解】(1)大气对报纸上表面的压力:
F=PS=1.0×105Pa×0.25m2=2.5×104N.
(2)在木尺右端快速施加竖直向下的力F,要将报纸掀开,则木尺相当于一个杠杆,木尺与桌面边缘的交点为支点,根据杠杆平衡条件:
F报×1/3L=F×2/3L
所以
F=1/2F报=1/2×2.5×104=1.25×104N.
5. 【2017•大庆卷】如图甲所示,一个立方体悬挂在弹簧测力计下处于静止状态时,弹簧测力计示数为5N,如图乙所示,将此立方体一半浸入某液体中静止时,测力计示数为4.5N,则此立方体受到的浮力为___N,若某时刻剪断乙图中悬吊立方体的细线,则立方体受到的浮力变化情况是____;立方体的下表面压强将___(选填“一直不变”、“先变大后不变”或“先变小后不变”),若已知该立方体的体积为125cm3,则这种液体的密度为______kg/m3(g=10N/kg)
【答案】 ①. 0.5 ②. 先变大后不变 ③. 先变大后不变 ④. 0.8×103
【解析】
【详解】(1)根据题意可以知道立方体的重力
当立方体一半浸入某液体中静止时,此时立方体受到的浮力:
(2)当立方体全部浸入某液体中静止时,排开液体的体积变为原来的2倍,
由可以知道,浸没时立方体受到的浮力:
,
因为
所以,若剪断乙图中悬吊立方体的细线,立方体将下沉直至沉到容器底;
在这一过程中,液体的密度不变,因为排开液体的体积先变大后不变,所以,由可以知道,立方体受到的浮力先变大后不变; 立方体的下表面所处的深度先变大,沉底后不变,由可以知道,立方体的下表面受到液体的压强先变大后不变;
(3)立方体的体积
由(1)可以知道当立方体一半浸入某液体中静止时,受到的浮力
此时
由可得该液体的密度:
因此,本题正确答案是: 0.5 先变大后不变 先变大后不变 0.8×103
6. 如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图,其动滑轮质量15kg,某次提升材料质量240kg,材料在空中静止时,摩擦影响很小,绳很轻,可以不考虑,则竖着向上的拉力F=_____N;竖着向上匀速提升材料,摩擦影响较大,实际所用的拉力大小是1000N,并将材料提升了10m高.则滑轮组的机械效率是_____.(取g=10N/kg)
【答案】 ①. 850 ②. 80%
【解析】
【详解】[1]由图可知,n=3, 物体和动滑轮的总重力
G=(m轮m材料)g=(15kg240kg)10N/kg=2550N
不考虑绳重和摩擦,则竖着向上的拉力
FG= 2550N=850N
[2]拉力做的有用功
W有用=m材料gh=240kg10N/kg10m=24000J
拉力移动的距离
s=3h=310m=30m
实际拉力为1000N,则拉力做的总功
W总=F′s=1000N 30m=30000J
滑轮组的机械效率
η 100% 100%=80%
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选的得0分)
7. 如图所示的简单机械,正常使用时费距离的是
A. 筷子 B. 食品夹
C. 定滑轮 D. 动滑轮
【答案】D
【解析】
【详解】解答:杠杆分为三类:动力臂大于阻力臂的杠杆叫省力杠杆,它省力但是费距离;动力臂小于阻力臂的杠杆叫省费力杠杆,它费力但是省距离;动力臂等于阻力臂的杠杆叫等臂杠杆,不省力也不费力.
A、B. 中的筷子和食品夹都是费力杠杆,即费力省距离,故A、B错误;
C. 定滑轮是一个等臂杠杆,不省距离,也不费距离,故C错误;
D. 动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,省力但一定费距离,故D正确;
故【答案】D
8. 生活中有很多地方涉及物理知识,下列说法正确的是( )
A. 甲:A、B两人在小车上静止,A推B,两人都后退,说明力的作用是相互的
B. 乙:乒乓球能被球拍击回,是因为乒乓球太轻没有惯性
C. 丙:如图的过程中,摩擦力会变大
D. 丁:人推箱子,箱子不动,是因为推力小于摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】A.A对B施加力的同时,受到B的反作用力,因此两人都后退,直接说明了力的作用是相互的,故A正确;
B.惯性是一切物体的固有属性,所有物体任何情况下都有惯性,乒乓球质量小仅惯性小,并非没有惯性,故B错误;
C.滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关;图丙拉木块过程中,木块对桌面的压力等于重力,大小不变,接触面粗糙程度也不变,因此摩擦力大小不变,故C错误;
D.推箱子不动,箱子处于静止的平衡状态,根据二力平衡,推力等于箱子受到的静摩擦力,故D错误。
故选A。
9. 如图所示,物块A静止在固定的斜面上。此时物块的重力产生两方面的作用效果:使物块压紧斜面以及使物块有沿斜面向下滑动的趋势,因而可将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面的方向进行分解。实际解决问题时,就可以用这两个方向上的分力来等效替代物块的重力。下列说法正确的是( )
A. 物块受到斜面的支持力和物块的重力是一对相互作用力
B. 物块受到斜面的支持力和物块的重力沿斜面方向的分力是一对相互作用力
C. 物块受到斜面的摩擦力和物块的重力是一对平衡力
D. 物块受到斜面的摩擦力和物块的重力沿斜面方向的分力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块受到斜面的支持力和物块的重力的受力物体都是物块,受力物体只有一个,不满足相互作用力的条件,不是一对相互作用力,故A错误;
B.物块受到斜面的支持力和物块的重力沿斜面方向的分力方向不相反,不是一对相互作用力,故B错误;
C.物块受到斜面的摩擦力和物块的重力不在同一条直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.物块受到斜面的摩擦力和物块的重力沿斜面方向的分力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,铁锁向前摆去又摆回.下列说法正确的是( )
A. 锁不断地来回摆动,是因为动能不断增加
B. 锁向下摆的过程中,重力势能转化为动能
C. 锁摆到最低点后会继续上升,是因为受重力作用
D. 锁摆动的过程中,机械能总量不变,所以摆回来时会碰到鼻子
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁锁不断地来回摆动,是因为动能和势能可以相互转化,故A错误;
B.铁锁下降过程中,一部分重力势能转化为动能,故B正确;
C.铁锁摆到最低点后会继续上升,是因为锁具有惯性,故C错误;
D.铁锁回摆后不能碰到鼻子,因为铁锁和空气摩擦,一部分机械能转化为其他形式的能,机械能减小,故D错误。
故选B。
11. 下列有关压强知识的说法正确的是( )
A. 马德堡半球实验证明了液体内部有压强
B. 利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C. 随着大气压的减小,水的沸点会升高
D. 在气体中流速越大的位置,压强越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.马德堡半球实验首先证明了大气压的存在,是错误的;
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值,是正确的;
C.随着大气压的减小,水的沸点会降低,是错误的;
D.在气体中流速越大的位置,压强越小,是错误的。
故选B。
12. 工人师傅用如图所示的滑轮组,将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m,人对绳的拉力F为500N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则( )
A. 绳子自由端移动的距离为9m B. 动滑轮的重力为200N
C. 人通过滑轮组做的有用功为1500J D. 滑轮组的机械效率为53.3%
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重,即n=2,物体匀速竖直提升3m,则绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×3m=6m
故A错误;
C.此过程中,所做有用功为
W有=Gh=800N×3m=2400J
故C错误;
B.所做总功为
W总=Fs=500N×6m=3000J
额外功为
W额=W总-W有=3000J-2400J=600J
不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则额外功为克服动滑轮重力做的功,即W额=G动h,动滑轮的重力
G动=
故B正确;
D.滑轮组的机械效率
故D错误。
13. 某次演练中,直升机悬停于高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A. 在内,伞兵受到的重力小于阻力
B. 在内,伞兵受到的重力小于阻力
C. 在内,伞兵受到的阻力减小
D. 在内,伞兵受到的阻力保持不变
【答案】BD
【解析】
【详解】伞兵竖直降落,重力方向向下,阻力方向向上;速度增大时,重力大于阻力;速度减小时,重力小于阻力;速度不变(匀速运动)时,重力与阻力大小相等,且伞兵(含伞)的重力始终保持不变。
AB.在内,阶段伞兵速度逐渐增大,说明重力大于阻力;阶段速度逐渐减小,重力小于阻力,故A错误,B正确;
C.在内,伞兵速度保持不变,做匀速直线运动,受力平衡,阻力等于重力,重力不变,因此阻力也不变,故C错误;
D.在内,伞兵匀速降落,受力平衡,满足,重力不变,因此阻力保持不变,故D正确。
故选BD。
14. 如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是( )
A. 木块受到的浮力一样大
B. 木块在甲液体中受的浮力较大
C. 甲液体对容器底部的压强较大
D. 盛甲液体的容器对桌面的压强较小
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.木块在甲中悬浮,则
木块在乙中漂浮,则
比较可知
即木块受到的浮力一样大,故A正确;B错误;
C.木块在甲中悬浮,则
木块在乙中漂浮,则
所以
由于两容器中液面相平,由
可知,乙液体对容器底的压强大,故C错误;
D.因容器相同、液面等高,则液体和物体浸入部分的总体积相等,即
由图可知
则
由C项可知ρ乙>ρ甲,根据可得
根据可知
根据容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和可得
所以
由于两个容器相同,底面积相同,根据可知
故D正确。
故选AD。
三、作图题(本题共2小题、每小题2分,共4分)
15. 如图所示,当小军用力推墙时,他沿水平冰面减速向后退去,请你画出此时小军的受力示意图。(图中黑点表示重心)
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】小军沿水平冰面减速向后退去时,对小军受力分析,竖直方向上受到竖直向下重力和水平冰面对他竖直向上的支持力是一对平衡力;水平方向向左减速运动,故其受到水平向右的摩擦力;这三个力的作用点可画在重心,从重心分别沿竖直向下和竖直向上画一条有向线段,用“G”表示重力,用“F”表示支持力,从重心沿水平向右画一条有向线段,用“f”表示摩擦力,如下图所示
16. 如图所示,是一个电热水壶的简易图,在图中画出它所受重力的示意图(B为重心);用力作用在壶盖上A点时,可将壶盖打开,请在A点画出所需最小力F的示意图(O为支点).
( )
【答案】.
【解析】
【详解】重力作用点的重心B,从B点竖直向下画一带箭头的线段表示重力G;当打开壶盖的力最小时,由杠杆平衡条件知道,则动力臂要最长;壶盖上O点为支点,OA为最长的动力臂,过A点作垂直于OA斜向上的动力F,如图所示:
.
四、实验探究题(本题共3小题,第17题7分,第18题7分,第19题6分,共20分)
17. 在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置。将同一物体分别逐渐浸入水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积。实验数据记录在下表中。
液体种类
实验序号
物体重力(N)
弹簧测力计示数(N)
物体受到的浮力(N)
排开液体体积()
1
2
1.5
50
2
1.0
1.0
100
3
0.5
1.5
150
4
2
1.6
0.4
50
5
1.2
0.8
100
6
0.8
1.2
150
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为___________N,第1次实验中物体所受的浮力___________N。
(2)分析比较实验序号1,2和3(或4,5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越___________浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号______________________可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)请你计算出第1次实验中物体排开水受到的重力___________N。通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证______________________原理。
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是___________(选填字母序号)。
A. 寻找普遍规律
B. 取平均值减小误差
【答案】(1) ①. 2 ②. 0.5
(2) ①. 大 ②. 1、4(或2、5或3、6)
(3) ①. 0.5 ②. 阿基米德
(4)A
【解析】
【小问1详解】
[1][2]从表格中的数据第三列可知,物体重力为, 根据称重法可知物体所受浮力
【小问2详解】
[1][2]分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可知,液体的密度相同,物体浸入液体中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,即所受的浮力变大; 在探究浮力的大小与液体密度的关系时,应控制排开液体的体积不变,改变液体的密度;结合表格可知1、4或者2、5或者3、6符合。
【小问3详解】
[1][2]读表中数据可知,第一次实验排开液体体积
则物体排开水的重力
由表中实验数据可知,每次实验时,物体受到的浮力都等于它排开液体的重力,即,此实验可以验证阿基米德原理。
【小问4详解】
在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验的目的是减小偶然性,使实验得出的实验规律更具有普遍性,所以本实验的目的是寻找普遍规律。故A的说法符合题意。故选A。
18. 为探究影响滑动摩擦力大小的因素,实验小组的同学用如图1所示的装置和器材进行实验。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿 ______ 方向拉动,使其做 ______ 运动,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与 ______ 的关系;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面 ______ 的关系;
(3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图2所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计;
①启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面 ______ ,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向 ______ ;
②某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小,大家发现弹簧测力计的示数没有改变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小 ______ 。
【答案】 ①. 水平(或水平向右) ②. 匀速直线 ③. 压力大小(或压力) ④. 粗糙程度 ⑤. 静止 ⑥. 左 ⑦. 无关
【解析】
【详解】(1)[1][2]只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于滑动摩擦力的大小。
(2)[3]采用控制变量法在接触面粗糙程度一定时,在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系。
[4]采用控制变量法在压力一定时,在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)[5][6]启动传送带,当弹资测力计的示数稳定后,木块相对于地面静止,这时木块受到弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力,木块受到的滑动摩擦力方向与拉力方向相反,即水平向左。
[7]滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与传送带速度的大小无关。
19. 下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告.
实验名称:测量滑轮组的机械效率
实验步骤:
(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格.
(2)按如安装滑轮组,分别记下钩码和弹簧测力计的位置.
(3)拉动弹簧测力计并读出拉力F的值,用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将这三个量填入表格.
(4)算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格.
(5)改变钩码上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据.
实验记录:
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论:在忽略绳子的重力和摩擦的情况下,滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关.
请你评价小明和小红的实验报告.
(1)指出实验步骤中存在的错误和不足;
(2)从理论上分析说明他们实验结论的局限性.
【答案】详见解析
【解析】
【详解】(1)①表中有用功W有用=Gh和总功W总=Fs的计算值都是错误的,原因在于计算时,物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位,在计算时没有换算成国际单位m;②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时,应改变提升的物体重力大小,由表中数据可知,小明和小红没有改变提升物体的重力大小,故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系;(2)研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时,要控制物体的重力相同,为使结论具有普遍性,应换用不同的滑轮组多次实验;原实验只使用了一个滑轮组做了实验;研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时,应改变物体的重力大小,使用不同的滑轮组做实验,而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验.
五、综合应用题(本题共2小题,第20题7分,第21题9分,共16分)
20. 如图所示,工人用斜面向上、大小为500N的推力,将重800N的货物从A点匀速推至B点;再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s,到达C点.已知AB长3m,BC长1.2m,距地面高1.5m.试问:
(1)利用斜面搬运货物主要是为了______________;
(2)货物在水平面上运动的速度为多少________?
(3)水平推力做功的功率为多少 _________?
(4)斜面的机械效率为多少___________?
【答案】 ①. 省力 ②. 0.24m/s ③. 24W ④. 80%.
【解析】
【详解】(1)使用斜面可以省力;
(2)货物在水平面上运动的距离为:
s=1.2m,
所用时间为:
t=5s;
在水平面上运动的速度为:
v==0.24m/s;
(3)水平推力做功的功率:
P=Fv=100N×0.24m/s=24W;
(4)在斜面上推力做的功:
W总=F′s=500N×3m=1500J;
做的有用功:
W有=Gh=800N×1.5m=1200J;
则斜面的效率:
η=×100%=80%.
21. 如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中,物块的质量为0.2kg,物块的底面积为50cm2,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物块上表面距水面10cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为2N.已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg.求:
(1)物块的重力;
(2)物块的密度;
(3)注水过程中,绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时,水对物块下表面压强的变化范围.
【答案】(1)2N;(2)0.5×103kg/m3;(3)400Pa~1800Pa
【解析】
【详解】试题分析:(1)物块的重力:G=mg=0.2kg×10N/kg=2N;(2)由图乙可知,长方体物块受到重力、绳子的拉力和浮力的作用,根据力的平衡条件可知,长方体物块受到的浮力:F浮=G+F拉=2N+2N=4N,由F浮=ρ水gV排得,物块排开水的体积:V排===4×10﹣4m3,因物块浸没在水中,所以物体的体积:V=V排=4×10﹣4m3,物块的密度:ρ===0.5×103kg/m3;(3)当绳子刚好竖直拉直时(此时绳子上无拉力),物块处于漂浮状态,所以,此时物块受到的浮力F浮′=G=2N,根据浮力产生的原因可知,物块下表面受到水的向上压力:F向上=F浮′=2N,物块的底面积为S=50cm2=5×10﹣3m3,则此时水对物块下表面压强:p===400Pa,由V=Sh得,长方体物块的高度:h===0.08m,由图乙所示位置可知,物块下表面距水面的深度:h′=h+h上=0.08m+0.1m=0.18m,则此时水对物块下表面的压强:p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa,综上所述,水对物块下表面压强的变化范围为400Pa~1800Pa.
【考点定位】重力的计算;密度的计算;液体的压强的计算;阿基米德原理
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