内容正文:
北京市三帆中学2025—2026学年度第二学期阶段性练习
八年级 物理
注意:(1)时间90分钟,满分100分;(2)请将答案填写在答题纸上;(3)g取10 N/kg。
一、单项选择题(共30分,每小题2分)
1. 在国际单位制中,压强的单位是( )
A. 瓦特(W) B. 帕斯卡(Pa)
C. 牛顿(N) D. 焦耳(J)
2. 诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”描绘了小儿垂钓的场景。如图所示,钓鱼时,手受到向下的拉力作用,这个力的施力物体是( )
A. 鱼竿 B. 鱼线 C. 水 D. 手
3. 图中所示的实例中,属于增大压强的是( )
A. 铁轨铺设在枕木上 B. 大货车有很多车轮
C. 破窗锤锤头呈锥状 D. 图钉帽的面积较大
4. 如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A. 食品夹
B. 天平
C. 手动榨汁机
D. 筷子
5. 如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A. 防滑地砖表面有凹凸花纹 B. 运动员在手上涂抹镁粉
C. 汽车轮胎上安装防滑链 D. 滚动轴承中装有钢球
6. 如图所示的事例中,属于利用惯性的是( )
A. 搬运重物时,在重物下面垫上圆木
B. 锤柄撞击木桩几下,锤头紧套在锤柄上
C. 汽车紧急刹车时,乘客会向前倾倒
D. 树上的苹果下落时,运动得越来越快
7. 如图所示的情景中,人对物体做功的是( )
A. 脱手后的冰壶在冰面上滑行
B. 人推着小车在水平路面上匀速前进
C. 举重运动员举着杠铃不动
D. 小丽手提滑板在水平路面上行走
8. 关于力,下列说法正确的是( )
A. 手压气球,压力的方向一定是竖直向下的
B. 物体之间必须直接接触,才会产生力的作用
C. 竖直上抛的排球在最高点时的速度为零,处于静止状态
D. 手提起水桶时,手对桶的作用力与桶对手的作用力大小相等
9. 如图所示,小阳用力拉着栓在小车前面的绳子,使小车在水平面上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 绳子对小车的拉力与小车对绳子的拉力是一对平衡力
B. 小车受到的拉力与小车受到的阻力是一对平衡力
C. 小阳撤掉对绳子的拉力后,小车仍然做匀速直线运动
D. 小车突然失去绳子的拉力,是不能立即停止运动的
10. 关于功、功率及机械效率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多的机械,机械效率一定越高 B. 功率越大的机械,做功时间一定越短
C. 功率越大的机械,做功就一定会越快 D. 机械效率越高的机械,功率一定越大
11. 如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 起跳时,运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力
B. 运动员离开跳台向上运动的过程中,重力势能转化为动能
C. 从最高点到入水前的过程中,运动员所受的重力做功
D. 从起跳到完全入水的整个过程中,运动员的机械能守恒
12. 甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示。将它们浸没在水中由静止释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是( )
小球
甲
乙
丙
m/g
20
10
54
V/cm3
40
10
20
A. 甲球漂浮,F甲>F乙>F丙 B. 乙球悬浮,F甲=F丙>F乙
C. 丙球沉底,F甲=F乙>F丙 D. 乙球悬浮,F乙>F甲>F丙
13. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示。已知:在0-2s内,物体的运动速度逐渐增大:在2-6s内,物体以2m/s的速度做匀速直线运动。则下列判断正确的是( )
A. 在0-2s内,物体所受摩擦力为30N B. 在2-6s内,物体所受摩擦力为30N
C. 在0-2s内,拉力做功越来越慢 D. 在4-6s内,拉力所做功为80J
14. 小亮同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为550 g,所用动滑轮的质量为50 g,绳子自由端的拉力F为1.6 N。g取10 N/kg。在0~2 s的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 有用功为0.6 J
B. 拉力F的功率为0.32 W
C. 滑轮组的机械效率大于90%
D. 绳子自由端移动速度为物体上升速度的2倍
15. 用一根较长的木制筷子制作简易杆秤,用钩码作为秤砣,提纽在O处。当秤盘中不放物体时,将秤砣移到O处且提起提纽,秤杆水平平衡。在秤盘中放100 g砝码手提提纽,当秤杆再次水平平衡,标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100 g,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 秤砣的质量等于100 g
B. 若在OB之间均匀地画上50条刻度线,则每一格表示2 g
C. 要使杆秤的最大称量变大,可将提纽适当向左移动
D. 杆秤第二次未水平调平,在位置B上翘时就开始定标,则使用该杆秤称量物体的质量时会导致结果偏小
二、多项选择题(共10)分,每小题2分。选对得2分,选对但不全得1分,错选不得分)
16. 关于运动和力的关系,下列说法正确的是( )
A. 不受力的物体,一定做匀速直线运动
B. 受平衡力作用的物体,一定做匀速直线运动
C. 物体的运动状态改变了,它一定受到了力的作用
D. 物体所受力的合力不为零,它的运动状态一定改变
17. 关于图所示的四个实例,下列说法正确的是( )
A. 人跑步时,鞋底与地面间的摩擦是有害的,因此要设法减小这个摩擦
B. 拿着自制气压计乘坐电梯,从20层下降到1层,细玻璃管中的液柱会下降
C. 向玻璃管中吹风时,细管内气体流速较大,压强较小,因此B管的液面会上升
D. 穿旱冰鞋的人用手推墙,她会远离墙壁运动,这说明物体间力的作用是相互的
18. 小红做研究杠杆平衡条件的实验,她先将均匀杠杆调至水平位置平衡,然后在支点O两侧分别挂钩码,如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码的质量相等,则下列说法正确的是( )
A. 小红松手后,杠杆能够在水平位置平衡
B. 两侧钩码都向支点移动一格,杠杆能够在水平位置平衡
C. 在两侧钩码下都增加一个钩码,杠杆能够在水平位置平衡
D. 在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆不能平衡,右端下沉
19. 如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。不计空气阻力,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A. 从A点下落到B点的过程中,小石块的速度一直增大
B. 从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C. 从B点下落到C点的过程中,小石块的速度一直减小
D. 从B点下落到C点的过程中,小石块所受合力先减小后增大
20. 如图是小强利用器械进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA∶OB=3∶2,在杆A端用细绳悬挂重为300 N的配重,他在B端施加竖直方向的力F1,杆AB在水平位置平衡,此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量,他将固定点移动到A端,杆AB可绕端点A在竖直平面内转动,配重悬挂在O点,在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡,此时,他对水平地面的压力为F3,压强为p。已知小强重为650 N,两只脚与地面接触的总面积为400 cm2,不计杆重与绳重,下列判断正确的是( )
A. F1为450 N B. F2为1100 N C. F3为830 N D. p为11750 Pa
三、填空题(共8分,每空1分)
21. 如图所示是网球拍击打网球的瞬间,球拍的网线被球压弯的同时,网球也被压扁,此现象说明力可以改变物体的______,力的作用是______的。
22. 如图所示,是小丽为家中盆景设计的一个自动供水装置,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出。此时,瓶内气体压强______大气压。(选填“大于”、“等于”或“小于”)。你认为塑料瓶与盆景盘______(选填“是”或“不是”)连通器。
23. 起重机吊着重9×104 N的物体,在30 s内把重物沿着竖直方向匀速提升2 m。在这一过程中,起重机拉力的功率是___________W。
24. 质量为1kg的木块漂浮在酒精中,木块所排开酒精的质量为_____kg;若将该木块放入水中(),待木块静止时,木块所排开水的体积为_____m3。
25. 如图甲所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,其简化示意图如图乙。A端挂有重为40 N的石块,B端挂有重为20 N的空桶,OA长为1.2 m,OB长为0.6 m。使用时,硬棒的质量忽略不计,人向下拉绳放下空桶,将桶在井内装满重为120 N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为___________N。
四、实验题(共39分。26-28题每空、每图各2分,33题7分,其他题除标注外每空各1分)
26.
(1)如图所示,请画出小球沿斜面向下滚动时受重力G的示意图。
(2)如图所示,O点为杠杆的支点。请画出拉力F对支点O的力臂L。
(3)组装如图所示的滑轮组,使绳自由端拉力F最小。
(4)如图所示,弹簧测力计的示数为___________N。
27. 为使下图中所示的杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节,或者将左端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节。
28. 如图所示,在“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)把小车放在较为光滑的水平桌面上,桌面的两端各有一个______(选填“定”或 “动”)滑轮,滑轮的作用是______;
(2)先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码,小车运动;再分别向两边的托盘里加质量______的砝码,小车静止,说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
29. 如图所示是小明“探究物体的动能大小与运动速度是否有关”的实验方案,他使质量不同的小球A、B分别从同一斜面的不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的同一木块C,比较木块被推出的距离。
(1)小明的实验方案存在的问题是______;
(2)请你帮助小明改进实验方案______。
30. 小娟利用微小压强计做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)小娟将压强计的探头放入水中,如图所示。当探头浸入水中的深度不断增大,观察到U形管左右两侧液面高度差将逐渐______(选填“变大”、“变小”或“不变”),由此现象可得结论______;
(2)保持压强计的探头在水中的深度不变,向水中加入适量的食盐,观察到U形管左右两侧液面高度差将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),这说明:液体内部压强与______。
31. 小华和小芳一起做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,实验装置如图所示。
他们的实验过程如下:
①如图甲所示,用弹簧测力计沿着水平方向拉动木块A在水平桌面上匀速向右运动,记录弹簧测力计的示数。
②如图乙所示,把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,记录弹簧测力计的示数。
③如图丙所示,把木块A和B固定在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,记录弹簧测力计的示数。
请你回答下列问题:
(1)由可知,木块A在水平桌面上运动时受到的滑动摩擦力为___________N。
(2)由可知,滑动摩擦力的大小与水平桌面受到的_________________有关。
(3)由可知,滑动摩擦力的大小与接触面积___________关。(选填“有”或“无”)
32. 小帆想利用家中的电子秤、玻璃杯、细线和水测量某金属块的密度。他的实验步骤如下:
①已调零的电子秤放在水平桌面上,将适量的水倒入玻璃杯中,用电子秤测量水和杯子的总质量m1,并记入表格;
②如图甲所示,装水的玻璃杯仍放在电子秤上,用细线拴住金属块,手提细线将金属块缓慢浸没在玻璃杯的水中,记录电子秤的示数m2,记入表格;
③如图乙所示,装水的玻璃杯仍放在电子秤上,松开细线,使金属块沉入玻璃杯底部,记录电子秤的示数m3,记入表格。
④若实验全程水均无溢出,请利用测量数据及水的密度,写出该金属块的密度表达式:=___________。
33. 实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、细线、各种符合要求的实心金属块。小军同学利用这些实验器材通过实验探究:浸没在水中的金属块所受浮力的大小与金属块所受重力是否有关。
(1)下面是小军设计的部分实验步骤,请你把实验步骤补充完整。
①将弹簧测力计调零,在大烧杯中装入适量的水。
②找两个质量___________、体积___________的铜块和铁块,将它们分别悬挂在弹簧测力计下,测量铜块和铁块受到的重力,并记录。(选填“相同”或“不相同”)
③_______________,静止时记录弹簧测力计的示数F。
④根据___________,分别计算两个金属块所受的浮力,并记录。
(2)请你帮助小军设计实验数据记录表格。
34. 小明用吸管制作了如图所示的简易密度计。将其先后放入密度分别为、的两种液体中,静止后均竖直漂浮,在吸管上分别标出两次液面对应的位置记为A和B。请判断两种液体密度的大小关系,并写出判断理由。
五、科普阅读题(共4分)
35. 请阅读《风洞实验》并回答问题。
风洞实验
在设计飞机等飞行器时,空气对飞行器产生的阻力是难以通过计算得到的。于是科学家们想出了一个办法,按一定比例做出缩小的飞行器模型,将其置于洞状空间内,从洞的一端按预定的速度向飞行器吹风,以了解实际飞行器的空气动力学特性,这种试验装置叫做风洞。风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。图是我国生产的大型客机C919的风洞试验。根据相对性原理,飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动,空气以同样的速度反方向吹来两者的作用效果是一样的。由于迎风面积巨大的气流以飞机飞行的速度吹过来,其动力消耗是惊人的,所以根据相似性原理,可以将飞机做成几何相似的小尺度模型,气流速度在一定范围内也可以低于飞机的飞行速度,利用试验结果可以推算出真实飞行时作用于飞机的空气动力。风洞实验尽管有局限性,但优点也很明显:①能比较准确地控制实验条件,如气流的速度、压力、温度等;②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便;③实验项目和内容多种多样,实验结果的精确度较高;④实验比较安全,而且效率高、成本低。因此,风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面,以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中,都有广泛应用。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)风洞实验的理论依据是__________原理和流动相似性原理;
(2)研制客机C919时,将飞机模型放在风洞中固定不动,让风(流动的空气)高速迎面吹来,从而模拟飞机在空气中高速运动的情形。飞机模型相对于风是______的;(选填“运动”或“静止”)
(3)如图所示,风洞中气流速度增大时,机翼上表面气体压强______;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)请你展开想象,就风洞实验这一技术设计理念,举例说明还可应用在哪些方面:__________。(举一例即可)
六、计算题(共9分。36题4分,37题5分)
36. 如图所示,工人站在水平地面上,用滑轮组提升重为900 N的物体A,工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F为500 N,物体A被竖直匀速提升了1 m,用时5 s,已知:工人重为600 N。不计绳重和轴摩擦。求:
(1)有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率;
(4)工人对水平地面的压力。
37. 小明同学利用力学传感器设计了如图甲所示的装置,竖直细杆B的下端通过力传感器(小方块)固定在容器底部,上端与不吸水的实心正方体A固定。细杆B长10 cm,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为20 cm时正方体A刚好完全浸没。力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图乙所示。()求:
(1)正方体A刚好完全浸没时,水对容器底的压强;
(2)正方体A的密度;
(3)当力传感器的示数为1 N时,正方体A浸入水中的深度。
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北京市三帆中学2025—2026学年度第二学期阶段性练习
八年级 物理
注意:(1)时间90分钟,满分100分;(2)请将答案填写在答题纸上;(3)g取10 N/kg。
一、单项选择题(共30分,每小题2分)
1. 在国际单位制中,压强的单位是( )
A. 瓦特(W) B. 帕斯卡(Pa)
C. 牛顿(N) D. 焦耳(J)
【答案】B
【解析】
【详解】在国际单位制中:
A.瓦特是功率的主单位,A不符合题意;
B.帕斯卡是压强的主单位,B符合题意;
C.牛顿是力的主单位,C不符合题意;
D.焦耳是各种能量的主单位,D不符合题意。
故选B。
2. 诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”描绘了小儿垂钓的场景。如图所示,钓鱼时,手受到向下的拉力作用,这个力的施力物体是( )
A. 鱼竿 B. 鱼线 C. 水 D. 手
【答案】A
【解析】
【详解】拉力属于弹力,弹力是接触力(直接接触的物体才能产生相互作用);钓鱼时,人手直接接触的是钓鱼竿,因此手受到向下的拉力,这个力的施力物体是钓鱼竿。
故选A。
3. 图中所示的实例中,属于增大压强的是( )
A. 铁轨铺设在枕木上 B. 大货车有很多车轮
C. 破窗锤锤头呈锥状 D. 图钉帽的面积较大
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁轨铺设在枕木上,是通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B.大货车有很多车轮,是通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.破窗锤锤头呈锥状,是通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D.图钉帽的面积较大,是通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选C
4. 如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A. 食品夹
B. 天平
C. 手动榨汁机
D. 筷子
【答案】C
【解析】
【详解】A.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C.手动榨汁机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意;
D.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A. 防滑地砖表面有凹凸花纹 B. 运动员在手上涂抹镁粉
C. 汽车轮胎上安装防滑链 D. 滚动轴承中装有钢球
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.地砖表面有凹凸花纹、运动员在手上涂抹镁粉、汽车轮胎上安装防滑链是在压力一定时,通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故ABC不符合题意;
D.滚动轴承中装有钢球是用滚动摩擦代替滑动摩擦,可以减小摩擦力,故D符合题意。
故选D。
6. 如图所示的事例中,属于利用惯性的是( )
A. 搬运重物时,在重物下面垫上圆木
B. 锤柄撞击木桩几下,锤头紧套在锤柄上
C. 汽车紧急刹车时,乘客会向前倾倒
D. 树上的苹果下落时,运动得越来越快
【答案】B
【解析】
【详解】A.搬运重物时,在重物下面垫上圆木,是变滑动为滚动来减小摩擦,故A不符合题意;
B.锤柄撞击木桩几下,锤头紧套在锤柄上,开始时锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄撞到木桩突然停止运动时,锤头由于惯性继续向下运动,就紧套在锤柄上,是利用了锤头的惯性,故B符合题意;
C.汽车紧急刹车时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态,会向前倾倒,有可能受伤,是惯性带来的危害,不是对惯性的利用,故C不符合题意;
D.树上的苹果下落时,运动得越来越快,是因为受到竖直向下的重力作用,故D不符合题意。
故选 B。
7. 如图所示的情景中,人对物体做功的是( )
A. 脱手后的冰壶在冰面上滑行
B. 人推着小车在水平路面上匀速前进
C. 举重运动员举着杠铃不动
D. 小丽手提滑板在水平路面上行走
【答案】B
【解析】
【详解】A.冰壶被运动员推出后,在冰面上继续前行,运动员对冰壶没有力的作用,人对冰壶没有做功,故A不符合题意;
B.人推着小车在水平路面上匀速前进,人对车有推力,小车在推力的方向上通过一定的距离,人对小车做功,故B符合题意;
C.举重运动员举着杠铃不动,对杠铃有作用力,但在力的方向上没有距离,故力没有做功,故C不符合题意;
D.提着滑板在水平路上前行,人给滑板一个向上的力,滑板向上没有移动距离,人对滑板没有做功,故D不符合题意。
故选B。
8. 关于力,下列说法正确的是( )
A. 手压气球,压力的方向一定是竖直向下的
B. 物体之间必须直接接触,才会产生力的作用
C. 竖直上抛的排球在最高点时的速度为零,处于静止状态
D. 手提起水桶时,手对桶的作用力与桶对手的作用力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.压力方向垂直于接触面,手斜着按压气球时,压力方向不是一定竖直向下,故A错误;
B.产生力不一定需要接触;例如磁铁隔空吸引铁钉、地球对空中物体的重力,两物体不接触也能产生力,故B错误;
C.排球在最高点瞬时速度为0,但只受重力,合力不为零,受力不平衡,不是静止状态,接下来会向下加速下落,故C错误;
D.手对桶的拉力、桶对手的拉力是一对相互作用力,根据相互作用力特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体、同一直线,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,小阳用力拉着栓在小车前面的绳子,使小车在水平面上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 绳子对小车的拉力与小车对绳子的拉力是一对平衡力
B. 小车受到的拉力与小车受到的阻力是一对平衡力
C. 小阳撤掉对绳子的拉力后,小车仍然做匀速直线运动
D. 小车突然失去绳子的拉力,是不能立即停止运动的
【答案】D
【解析】
【详解】A.小车对绳子的拉力和绳子对小车的拉力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故A错误;
B.由图可知,小车受到的阻力和绳子对小车的拉力没有作用在同一直线上,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.小阳撤掉对绳子的拉力后,小车仍然受阻力的影响,无法保持平衡状态,不能继续做匀速直线运动,故C错误;
D.由于小车具有惯性,当其突然失去绳子的拉力,不能立即停止运动,故D正确。
故选D。
10. 关于功、功率及机械效率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多的机械,机械效率一定越高 B. 功率越大的机械,做功时间一定越短
C. 功率越大的机械,做功就一定会越快 D. 机械效率越高的机械,功率一定越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.机械效率是有用功和总功的比值,做功越多的机械,因不知有用功和总功是多少,所以不能说机械效率一定高,故A错误;
B.功率是描述物体做功快慢的物理量,功率的大小与做功的多少和时间有关,所以功率越大的机械,做功时间不一定越短,故B错误;
C.功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越大的机械,做功就越快,故C正确;
D.机械效率是有用功和总功的比值,机械效率与功率大小没有直接关系,故D错误。
故选C。
11. 如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 起跳时,运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力
B. 运动员离开跳台向上运动的过程中,重力势能转化为动能
C. 从最高点到入水前的过程中,运动员所受的重力做功
D. 从起跳到完全入水的整个过程中,运动员的机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.起跳时,运动员对跳台的压力与跳台对运动员的支持力是一对相互作用力,二者大小相等,故A错误;
B.运动员离开跳台向上运动的过程中,质量不变,速度减小,动能减小,高度增高,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B错误;
C.重力的方向竖直向下,从最高点到入水前的过程中,运动员受到重力的作用,且在重力的方向上移动了距离,运动员所受的重力做功,故C正确;
D.从起跳到入水前的过程,重力势能转化为动能,若不计空气阻力,则机械能守恒,从开始入水到完全入水的过程,运动员克服水的阻力做功,机械能减小,因此从起跳到完全入水的整个过程中,运动员的机械能不守恒,故D错误。
故选C。
12. 甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示。将它们浸没在水中由静止释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是( )
小球
甲
乙
丙
m/g
20
10
54
V/cm3
40
10
20
A. 甲球漂浮,F甲>F乙>F丙 B. 乙球悬浮,F甲=F丙>F乙
C. 丙球沉底,F甲=F乙>F丙 D. 乙球悬浮,F乙>F甲>F丙
【答案】B
【解析】
【详解】根据表格中的数据,利用公式可知,三个小球的密度分别为
甲的密度小于水的密度,所以甲球漂浮在水中,根据物体的浮沉条件可知
F甲=G甲=m甲g=20×10﹣3kg×10N/kg=0.2N
乙的密度等于水的密度,所以乙球悬浮在水中
F乙=G乙=m乙g=10×10﹣3kg×10N/kg=0.1N
丙的密度大于水的密度,丙球在水中下沉,根据阿基米德原理可知,丙受到的浮力为
F丙=ρ水gV排=ρ水gV丙=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.2N
由此可知
F甲=F丙>F乙
故ACD 不符合题意,B符合题意。
故选B。
13. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示。已知:在0-2s内,物体的运动速度逐渐增大:在2-6s内,物体以2m/s的速度做匀速直线运动。则下列判断正确的是( )
A. 在0-2s内,物体所受摩擦力为30N B. 在2-6s内,物体所受摩擦力为30N
C. 在0-2s内,拉力做功越来越慢 D. 在4-6s内,拉力所做功为80J
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,在2~6s内,物体以2m/s的速度做匀速直线运动,可知此时拉力与滑动摩擦力大小相等,由于此时拉力为20N,可知物体所受的摩擦力也为20N,在0-2s内,由于物体对地面的压力和地面的粗糙程度没变,可知,滑动摩擦力大小不变,即滑动摩擦力也为20N,故AB错误;
C.根据题意可知,在0~2s内,物体的运动速度逐渐增大,根据可知,在0~2s内,拉力做功越来越快,故C错误;
D.根据题意可知,在2~6s内,物体以2m/s的速度做匀速直线运动,则在4-6s内,物体运动的距离为
则拉力所做功为
故D正确。
故选D。
14. 小亮同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为550 g,所用动滑轮的质量为50 g,绳子自由端的拉力F为1.6 N。g取10 N/kg。在0~2 s的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 有用功为0.6 J
B. 拉力F的功率为0.32 W
C. 滑轮组的机械效率大于90%
D. 绳子自由端移动速度为物体上升速度的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】由图像可得,0~2s内,绳子自由端移动距离,物体上升高度。
A.物体重力,有用功为,故A错误;
B.拉力做的总功,拉力的功率,故B正确;
C.滑轮组的机械效率,故C错误;
D.由,相同时间内速度比等于路程比,,绳子自由端移动速度为物体上升速度的4倍,不是2倍,故D错误。
故选B。
15. 用一根较长的木制筷子制作简易杆秤,用钩码作为秤砣,提纽在O处。当秤盘中不放物体时,将秤砣移到O处且提起提纽,秤杆水平平衡。在秤盘中放100 g砝码手提提纽,当秤杆再次水平平衡,标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100 g,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 秤砣的质量等于100 g
B. 若在OB之间均匀地画上50条刻度线,则每一格表示2 g
C. 要使杆秤的最大称量变大,可将提纽适当向左移动
D. 杆秤第二次未水平调平,在位置B上翘时就开始定标,则使用该杆秤称量物体的质量时会导致结果偏小
【答案】C
【解析】
【详解】A.秤盘不放物体、秤砣在O点时杆秤平衡,说明杆秤自重已经平衡,无需额外考虑自重影响。放100g砝码平衡时,根据杠杆平衡,由图可知,,因此,故A错误;
B.杆秤刻度是均匀的,O点对应0g,B点对应100g,两个端点已标记,在OB之间画50条刻度线,会将OB分成格,每格表示质量,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件,杆秤最大称量满足,其中是秤砣能达到的最大力臂(由秤杆长度决定,为定值),m砣不变。提纽向左移动时,OA减小,因此 增大,即最大称量变大,故C正确;
D.定标时,放100g砝码,B点上翘,说明平衡100g物体,正确的秤砣位置在B点右侧,现在把偏左的B标记为100 g。测量物体时,相同真实质量对应的秤砣位置,读数会比真实值偏大,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(共10)分,每小题2分。选对得2分,选对但不全得1分,错选不得分)
16. 关于运动和力的关系,下列说法正确的是( )
A. 不受力的物体,一定做匀速直线运动
B. 受平衡力作用的物体,一定做匀速直线运动
C. 物体的运动状态改变了,它一定受到了力的作用
D. 物体所受力的合力不为零,它的运动状态一定改变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.不受力的物体,可能保持静止状态,也可能保持匀速直线运动状态,故A错误;
B.物体受平衡力作用时,可能保持静止状态,也可能保持匀速直线运动状态,故B错误;
C.力是改变物体运动状态的原因,物体的运动状态发生了改变,它一定受到了力的作用,故C正确;
D.物体所受力的合力不为零,则不能处于平衡状态,一定是因为运动状态改变了,故D正确。
故选CD。
17. 关于图所示的四个实例,下列说法正确的是( )
A. 人跑步时,鞋底与地面间的摩擦是有害的,因此要设法减小这个摩擦
B. 拿着自制气压计乘坐电梯,从20层下降到1层,细玻璃管中的液柱会下降
C. 向玻璃管中吹风时,细管内气体流速较大,压强较小,因此B管的液面会上升
D. 穿旱冰鞋的人用手推墙,她会远离墙壁运动,这说明物体间力的作用是相互的
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.人跑步时,鞋底与地面间的摩擦是有利的,没有摩擦力脚会打滑,因此要设法增大这个摩擦,故A错误;
B.自制气压计的原理:瓶内大气压等于外部大气压与管内水压之和,由于外界大气压随高度的降低而增大,可知从20层下降到1层,外界大气压增大,瓶内的大气压不变,则细玻璃管中的液柱会下降,故B正确;
C.由于向玻璃管中吹风时,细管内气体流速较大,压强较小,A管的液面会下降,B管的液面会上升,故C正确;
D.穿旱冰鞋的人用手推墙,同时墙也给人一个反作用力,人会远离墙壁运动,这说明物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选BCD。
18. 小红做研究杠杆平衡条件的实验,她先将均匀杠杆调至水平位置平衡,然后在支点O两侧分别挂钩码,如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码的质量相等,则下列说法正确的是( )
A. 小红松手后,杠杆能够在水平位置平衡
B. 两侧钩码都向支点移动一格,杠杆能够在水平位置平衡
C. 在两侧钩码下都增加一个钩码,杠杆能够在水平位置平衡
D. 在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆不能平衡,右端下沉
【答案】BCD
【解析】
【详解】A设每个钩码重力为,相邻刻线间距为。左侧力与力臂的乘积
右侧力与力臂的乘积
因为,松手后杠杆不能平衡,故A错误;
B.两侧钩码都向支点移动一格后,左侧力臂为,右侧力臂为,左侧力与力臂的乘积,右侧力与力臂的乘积,两侧乘积相等,杠杆能够在水平位置平衡,故B正确;
C.两侧钩码下都增加一个钩码后,左侧重力为,右侧重力为,左侧力与力臂的乘积,右侧力与力臂的乘积,两侧乘积相等,杠杆能够在水平位置平衡,故C正确;
D.在右侧钩码下增加一个钩码后,左侧力与力臂的乘积,右侧力与力臂的乘积,因为,右端下沉,故D正确。
故选BCD。
19. 如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。不计空气阻力,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A. 从A点下落到B点的过程中,小石块的速度一直增大
B. 从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C. 从B点下落到C点的过程中,小石块的速度一直减小
D. 从B点下落到C点的过程中,小石块所受合力先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,从A点到B点,橡皮筋没有发生弹性形变,不产生弹力,则从A点下落到B点的过程中,只受重力的作用,则小石块做加速运动,速度一直增大,故A正确,B错误;
CD.从B点下落到C点的过程中,橡皮筋的弹性形变一直增大,弹力一直增大,开始一段时间内,弹力小于小石块的重力,合外力大小减小,合力的方向竖直向下,与运动方向相同,小球加速,后来橡皮筋的弹力大于小石块的重力,合外力大小增大,合力方向竖直向上,与运动方向相反,小石块减速,从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小,故C错误,D正确。
故选AD。
20. 如图是小强利用器械进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA∶OB=3∶2,在杆A端用细绳悬挂重为300 N的配重,他在B端施加竖直方向的力F1,杆AB在水平位置平衡,此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量,他将固定点移动到A端,杆AB可绕端点A在竖直平面内转动,配重悬挂在O点,在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡,此时,他对水平地面的压力为F3,压强为p。已知小强重为650 N,两只脚与地面接触的总面积为400 cm2,不计杆重与绳重,下列判断正确的是( )
A. F1为450 N B. F2为1100 N C. F3为830 N D. p为11750 Pa
【答案】AC
【解析】
【详解】A.第一种情况,AB绕O点转动,根据杠杆平衡条件得,,故A正确;
B.A端配重使杠杆逆时针转动,因此人对B端的力方向向下,根据力的作用是相互的,B对人施加向上的反作用力,大小为。对人受力分析,人重力竖直向下,地面对人的支持力竖直向上,
由相互作用力特点可知,人对地面的压力,故B错误;
C.固定点移到A端,支点为A,配重挂在O点,根据杠杆平衡条件
人对B施加向上的力,因此B对人施加向下的反作用力。人对地面的压力,故C正确;
D.受力面积
压强,故D错误。
故选AC。
三、填空题(共8分,每空1分)
21. 如图所示是网球拍击打网球的瞬间,球拍的网线被球压弯的同时,网球也被压扁,此现象说明力可以改变物体的______,力的作用是______的。
【答案】 ①. 形状 ②. 相互
【解析】
【详解】[1]由题意可知,网球拍击打网球的瞬间,球拍的网线被球压弯,球拍的形状发生了改变,此现象说明力可以改变物体的形状。
[2]由题意可知,球拍的网线被球压弯的同时,网球也被压扁,这说明物体间力的作用是相互的。
22. 如图所示,是小丽为家中盆景设计的一个自动供水装置,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出。此时,瓶内气体压强______大气压。(选填“大于”、“等于”或“小于”)。你认为塑料瓶与盆景盘______(选填“是”或“不是”)连通器。
【答案】 ①. 小于 ②. 不是
【解析】
【详解】[1]瓶中的水不再流出时,瓶内气体压强与瓶内液体产生的压强之和等于大气压,所以瓶内气体压强小于大气压。
[2]塑料瓶上端封闭,不是连通器。
23. 起重机吊着重9×104 N的物体,在30 s内把重物沿着竖直方向匀速提升2 m。在这一过程中,起重机拉力的功率是___________W。
【答案】
【解析】
【详解】物体匀速竖直上升,处于平衡状态,拉力与重力是一对平衡力,即
拉力做功为
功率为
24. 质量为1kg的木块漂浮在酒精中,木块所排开酒精的质量为_____kg;若将该木块放入水中(),待木块静止时,木块所排开水的体积为_____m3。
【答案】 ①. 1 ②. 1×10-3
【解析】
【详解】[1]质量为1kg的木块漂浮在酒精中,受到的浮力等于木块的重力,由与得,木块所排开酒精的质量为
[2]木块在酒精中漂浮,木块的密度小于酒精密度,水的密度大于酒精密度,所以木块的密度小于水的密度,待木块在水中静止时,木块在水中漂浮,木块受到水的浮力等于木块的重力,木块所排开水的质量为
由得,木块所排开水的体积为
25. 如图甲所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,其简化示意图如图乙。A端挂有重为40 N的石块,B端挂有重为20 N的空桶,OA长为1.2 m,OB长为0.6 m。使用时,硬棒的质量忽略不计,人向下拉绳放下空桶,将桶在井内装满重为120 N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为___________N。
【答案】60
【解析】
【详解】根据杠杆的平衡条件可得
由三角形相似得到
则
桶中装满水时,桶和水的总重力
向上拉绳缓慢将桶提起,桶近似做匀速运动,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
四、实验题(共39分。26-28题每空、每图各2分,33题7分,其他题除标注外每空各1分)
26.
(1)如图所示,请画出小球沿斜面向下滚动时受重力G的示意图。
(2)如图所示,O点为杠杆的支点。请画出拉力F对支点O的力臂L。
(3)组装如图所示的滑轮组,使绳自由端拉力F最小。
(4)如图所示,弹簧测力计的示数为___________N。
【答案】(1) (2)
(3) (4)1.2
【解析】
【小问1详解】
略。
【小问2详解】
O点为杠杆的支点,从O点作垂直于F作用线的垂线段,即为F对支点O的力臂L。
【小问3详解】
动滑轮连接的绳子段数越多,拉力越小。一个动滑轮最多连接3段绳子,根据“奇动偶定”,绳子从动滑轮开始连接,依次绕过定滑轮和动滑轮。
【小问4详解】
如图所示,弹簧测力计的分度值为0.2N ,所以弹簧测力计的示数为1.2N。
27. 为使下图中所示的杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节,或者将左端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节。
【答案】 ①. 右 ②. 右
【解析】
【详解】由图可知,杠杆左端下沉,右端上翘,说明杠杆重心偏左,调节杠杆平衡时,平衡螺母始终向杠杆上翘的一端调节,因此无论右端还是左端的平衡螺母,都应向右端调节。
28. 如图所示,在“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)把小车放在较为光滑的水平桌面上,桌面的两端各有一个______(选填“定”或 “动”)滑轮,滑轮的作用是______;
(2)先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码,小车运动;再分别向两边的托盘里加质量______的砝码,小车静止,说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向 ③. 相等
【解析】
【详解】(1)[1][2]桌面的两端的滑轮是固定在桌子上的,所以是定滑轮,定滑轮的作用是改变力的方向,钩码受到竖直向下的拉力,会竖直向下拉着绳子,绳子跟小车连在一起,所以绳子对小车的拉力等于钩码的重力,定滑轮的作用是将绳子受到钩码竖直向下的拉力改变为水平方向的拉力,才能对小车施加水平方向上的拉力。
(2)[3]由于绳子对小车的拉力等于钩码的重力,先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码,小车运动,说明小车两端受到的拉力大小不相等时,小车不能处于平衡状态;再分别向两边的托盘里加质量相等的砝码,绳子对小车两端的拉力相等,小车静止,说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
29. 如图所示是小明“探究物体的动能大小与运动速度是否有关”的实验方案,他使质量不同的小球A、B分别从同一斜面的不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的同一木块C,比较木块被推出的距离。
(1)小明的实验方案存在的问题是______;
(2)请你帮助小明改进实验方案______。
【答案】 ①. 没有控制小球的质量一定 ②. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]探究物体的动能大小与运动速度是否有关,控制物体的质量不变,改变物体的速度,图中小球的质量不同,没有控制小球的质量一定,是错误的。
(2)[2]使同一个小球A分别从同一斜面的不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的同一木块C,比较木块被推出的距离。
30. 小娟利用微小压强计做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)小娟将压强计的探头放入水中,如图所示。当探头浸入水中的深度不断增大,观察到U形管左右两侧液面高度差将逐渐______(选填“变大”、“变小”或“不变”),由此现象可得结论______;
(2)保持压强计的探头在水中的深度不变,向水中加入适量的食盐,观察到U形管左右两侧液面高度差将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),这说明:液体内部压强与______。
【答案】 ①. 变大 ②. 同种液体的压强随深度的增大而变大 ③. 变大 ④. 液体密度大小有关
【解析】
【详解】(1)[1][2]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;小娟将压强计的探头放入水中,如图所示。当探头浸入水中的深度不断增大,观察到U形管左右两侧液面高度差将逐渐变大,根据转换法,由此现象可得结论:同种液体的压强随深度的增大而变大。
(2)[3][4]保持压强计的探头在水中的深度不变,向水中加入适量的食盐,观察到U形管左右两侧液面高度差将变大,因盐水的密度大于水的密度,这说明:液体内部压强与液体密度大小有关。
31. 小华和小芳一起做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,实验装置如图所示。
他们的实验过程如下:
①如图甲所示,用弹簧测力计沿着水平方向拉动木块A在水平桌面上匀速向右运动,记录弹簧测力计的示数。
②如图乙所示,把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,记录弹簧测力计的示数。
③如图丙所示,把木块A和B固定在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,记录弹簧测力计的示数。
请你回答下列问题:
(1)由可知,木块A在水平桌面上运动时受到的滑动摩擦力为___________N。
(2)由可知,滑动摩擦力的大小与水平桌面受到的_________________有关。
(3)由可知,滑动摩擦力的大小与接触面积___________关。(选填“有”或“无”)
【答案】(1)0.8 (2)压力
(3)无
【解析】
【小问1详解】
当木块匀速向右运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡原理,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小,因此木块A受到的滑动摩擦力
【小问2详解】
对比甲、乙实验,接触面粗糙程度相同,乙实验中水平桌面受到的压力更大,由可知,乙的滑动摩擦力更大,说明滑动摩擦力的大小与水平桌面受到的压力有关。
【小问3详解】
对比乙、丙实验,压力大小、接触面粗糙程度都相同,只有接触面积大小不同,由可知,两次滑动摩擦力大小相等,说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
32. 小帆想利用家中的电子秤、玻璃杯、细线和水测量某金属块的密度。他的实验步骤如下:
①已调零的电子秤放在水平桌面上,将适量的水倒入玻璃杯中,用电子秤测量水和杯子的总质量m1,并记入表格;
②如图甲所示,装水的玻璃杯仍放在电子秤上,用细线拴住金属块,手提细线将金属块缓慢浸没在玻璃杯的水中,记录电子秤的示数m2,记入表格;
③如图乙所示,装水的玻璃杯仍放在电子秤上,松开细线,使金属块沉入玻璃杯底部,记录电子秤的示数m3,记入表格。
④若实验全程水均无溢出,请利用测量数据及水的密度,写出该金属块的密度表达式:=___________。
【答案】
【解析】
【详解】由步骤③可知,金属块沉入杯底后,电子秤增加的示数等于金属块的质量,所以金属块的质量。由步骤②可知,金属块浸没在水中但未接触杯底时,电子秤增加的示数等于金属块排开水的质量,即,所以金属块的体积。因此金属块的密度。
33. 实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、细线、各种符合要求的实心金属块。小军同学利用这些实验器材通过实验探究:浸没在水中的金属块所受浮力的大小与金属块所受重力是否有关。
(1)下面是小军设计的部分实验步骤,请你把实验步骤补充完整。
①将弹簧测力计调零,在大烧杯中装入适量的水。
②找两个质量___________、体积___________的铜块和铁块,将它们分别悬挂在弹簧测力计下,测量铜块和铁块受到的重力,并记录。(选填“相同”或“不相同”)
③_______________,静止时记录弹簧测力计的示数F。
④根据___________,分别计算两个金属块所受的浮力,并记录。
(2)请你帮助小军设计实验数据记录表格。
【答案】(1) ①. 不相同 ②. 相同 ③. 将铜块和铁块分别浸没在大烧杯的水中,不接触烧杯底和烧杯壁 ④.
(2)
金属块
重力/
弹簧测力计的示数/
浮力/
铜块
铁块
【解析】
【小问1详解】
本实验研究的是浸没在水中的金属块所受浮力的大小与金属块所受重力是否有关,根据控制变量法,要控制金属块的体积相同,重力不同,故选择质量不相同、体积相同的铜块和铁块;
称重法测浮力需要先测量金属块重力,再测量金属块浸没在水中时的拉力,所以需要将金属块浸没在水中,不接触烧杯,避免额外力的干扰;
根据称重法可知,金属块受到的浮力
【小问2详解】
实验表格需要记录两种金属块的重力、拉力,以及计算得到的浮力。
34. 小明用吸管制作了如图所示的简易密度计。将其先后放入密度分别为、的两种液体中,静止后均竖直漂浮,在吸管上分别标出两次液面对应的位置记为A和B。请判断两种液体密度的大小关系,并写出判断理由。
【答案】小于。密度计放入两种液体中均处于漂浮状态,由二力平衡原理可知,密度计受到的浮力均等于其重力,即。由阿基米德原理可知,因为密度计排开液体的体积大于,所以两种液体的密度小于。
【解析】
【详解】略
五、科普阅读题(共4分)
35. 请阅读《风洞实验》并回答问题。
风洞实验
在设计飞机等飞行器时,空气对飞行器产生的阻力是难以通过计算得到的。于是科学家们想出了一个办法,按一定比例做出缩小的飞行器模型,将其置于洞状空间内,从洞的一端按预定的速度向飞行器吹风,以了解实际飞行器的空气动力学特性,这种试验装置叫做风洞。风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。图是我国生产的大型客机C919的风洞试验。根据相对性原理,飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动,空气以同样的速度反方向吹来两者的作用效果是一样的。由于迎风面积巨大的气流以飞机飞行的速度吹过来,其动力消耗是惊人的,所以根据相似性原理,可以将飞机做成几何相似的小尺度模型,气流速度在一定范围内也可以低于飞机的飞行速度,利用试验结果可以推算出真实飞行时作用于飞机的空气动力。风洞实验尽管有局限性,但优点也很明显:①能比较准确地控制实验条件,如气流的速度、压力、温度等;②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便;③实验项目和内容多种多样,实验结果的精确度较高;④实验比较安全,而且效率高、成本低。因此,风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面,以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中,都有广泛应用。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)风洞实验的理论依据是__________原理和流动相似性原理;
(2)研制客机C919时,将飞机模型放在风洞中固定不动,让风(流动的空气)高速迎面吹来,从而模拟飞机在空气中高速运动的情形。飞机模型相对于风是______的;(选填“运动”或“静止”)
(3)如图所示,风洞中气流速度增大时,机翼上表面气体压强______;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)请你展开想象,就风洞实验这一技术设计理念,举例说明还可应用在哪些方面:__________。(举一例即可)
【答案】 ①. 运动相对性 ②. 运动 ③. 变小 ④. 飞行器
【解析】
【详解】(1)[1]根据文中题意可知,风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。
(2)[2]飞机模型放在风洞中固定不动,让风(高速流动的空气)迎面吹来,飞机模型和风之间的位置发生了变化,故飞机模型相对于风是运动的。
(3)[3]流速越大的位置,压强越小,故风洞中气流速度增大时,机翼上表面气体压强变小。
(4)[4]风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面,以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中,都有广泛应用。
六、计算题(共9分。36题4分,37题5分)
36. 如图所示,工人站在水平地面上,用滑轮组提升重为900 N的物体A,工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F为500 N,物体A被竖直匀速提升了1 m,用时5 s,已知:工人重为600 N。不计绳重和轴摩擦。求:
(1)有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率;
(4)工人对水平地面的压力。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,动滑轮上承担物重的绳子段数,有用功为
【小问2详解】
绳子自由端移动距离
拉力做的总功
机械效率
【小问3详解】
功率为
【小问4详解】
工人静止在地面受力平衡,工人受到向下的重力G、绳子向上的拉力F、地面向上的支持力F支,,因此
工人对地面的压力与地面对工人的支持力是相互作用力,大小相等,因此工人对水平地面的压力也是
37. 小明同学利用力学传感器设计了如图甲所示的装置,竖直细杆B的下端通过力传感器(小方块)固定在容器底部,上端与不吸水的实心正方体A固定。细杆B长10 cm,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为20 cm时正方体A刚好完全浸没。力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图乙所示。()求:
(1)正方体A刚好完全浸没时,水对容器底的压强;
(2)正方体A的密度;
(3)当力传感器的示数为1 N时,正方体A浸入水中的深度。
【答案】(1)2000Pa
(2)
(3)7cm或9cm
【解析】
【分析】(2)依据杆长和A刚好浸没时的水深,求出正方体的边长是解题的关键。
(3)加水过程中力传感器的示数为1N分两种情况:①浮力小于重力,力传感器受到的压力为1N;②浮力大于重力,力传感器受到的拉力为1N,并结合受力平衡和根据阿基米德原理,即可解题。
【小问1详解】
正方体A刚好完全浸没时,水对容器底的压强为
【小问2详解】
由图乙可知,未加水时力传感器的示数等于A的重力,即
物体的质量为
已知细杆长,水深时A刚好完全浸没,因此正方体A的边长
正方体A的体积
A的密度为
【小问3详解】
设正方体A浸入水中的深度为,A的底面积
排开水的体积,根据阿基米德原理得浮力
由图像可知,力传感器示数为分两种情况:
①加水过程中浮力小于A的重力时,力传感器受到压力,因此
由阿基米德原理可知,
②浮力大于A的重力时,力传感器受到拉力,因此
由阿基米德原理可知,
综上,正方体A浸入水中的深度为7cm或9cm。
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