内容正文:
期中物理试卷
(满分70分 时间60分钟)
一、选择题(12*2=24分)
1. 下列简单机械中,属于“费距离”杠杆的是
A. 筷子 B. 理发剪
C. 羊角锤 D. 钓鱼竿
2. 如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是( )
A. 杠杆仍能平衡 B. 杠杆不能平衡,左端下沉
C. 杠杆不能平衡,右端下沉 D. 无法判断
3. 下列关于内能的说法中,正确的是( )
A. 冰块没有内能
B. 水蒸气将壶盖顶起后,水蒸气的温度降低
C. 一个物体的温度升高,它一定是从外界吸收了热量
D. 把一个物体举高,它的内能一定增加
4. 夏天,走在砂石路上比走在潮湿的土路上烫脚,这是因为( )
A. 砂石的比热容比水小 B. 砂石的比热容比水大
C. 太阳辐射在砂石上的热多一些 D. 以上说法都不对
5. 斜面也是一种简单机械,利用斜面也能省力。如图所示是两个光滑的斜面(∠β大于∠α),同一个物体分别在AC和BC斜面受平行斜面的拉力从底端匀速运动到顶端的C点,所需拉力分别为FA、FB,拉力做功分别为WA和WB,则:( )
A. FA> FB WA>WB B. FA >FB WA<WB
C. FA <FB WA =WB D. FA= FB WA =WB
6. 甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是乙的3倍,乙的比热容是甲的3倍,若它们吸收了相同的热量,它们升高的温度之比( )
A. 1∶9 B. 3∶1 C. 9∶1 D. 1∶1
7. 如图所示,小明用一可绕0点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高,他用一个始终与杠杆垂直的力F,使杠杆由A位置缓慢转到B位置,如图所示,在这个过程中
A. F先变大后变小,先省力后费力
B. F先变大后变小,一直是费力的
C. F先变小后变大,先省力后费力
D. F—直变大,一直是省力的
8. 下列关于功、内能和热量的描述中正确的是( )
A. 物体的温度不变,内能一定不变
B. 做功和热传递都能改变物体的内能
C. 温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
9. 下列现象是通过做功改变内能的是( )
A. 炉火上的铁锅变烫 B. 晒在太阳下的棉被变暖
C. 放到冷水中的热鸡蛋变凉 D. 被铁锤敲打的铁钉变热
10. 小朋友沿着滑梯匀速滑下,下列说法中正确的是
A. 他在下滑过程中没有力做功
B. 他在下滑过程中,重力势能转化为动能
C. 他的势能转化为动能,机械能不变
D. 他的重力势能减小,动能不变,机械能减少
11. 如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图.铅球在 B 点离手,C 点是铅球运动的 最高点;铅球在空中运动过程中,不计空气阻力.在 A 到 D 的整个过程中,下列说法不正 确的是
A. 只有在 A 到 B 的过程中,运动员对铅球做了功
B. 从 B 到 D 的过程中,铅球的重力势能能先增加后减少
C. 到达最高点 C 处时,铅球的速度最小
D. 从 B 到 D 的过程中,铅球的机械能先减小后增大
12. 下列事实中,最能说明单位质量的物质温度升高时吸收的热量跟物质的种类有关的是( ).
A. 体积相同的两杯水温度都升高,它们吸收的热量相同
B. 质量相同的两块铜温度分别升高和,它们吸收的热量不相同
C. 体积相同的水和煤油温度都升高,它们吸收的热量不相同
D. 质量相同的水和铜温度都升高,它们吸收的热量不相同
二、填空题(9分)
13. 在物理学中常提到“热”字,但其含义各不相同,请将下列“热”的含义填入空格内。
(1)这盆水很热,这里的“热”是指______;
(2)物体吸热升温,这里的“热”是指______;
(3)摩擦生热,这里的“热”是指______。
14. 如图,是汽油机模型,正在进行的是______冲程。该汽油机飞轮转速为3600转/分钟,则活塞1s对外做功________次。若其效率为40%,消耗1kg的柴油完全燃烧转化成的机械能是________J。()
15. 将温度为80℃、质量为10g的铁块投入温度为20℃、质量为100g的水中,则铁块和水之间将会发生______,直至_____ 相同,相同的温度是________。[小数点后保留一位,]
三、作图和实验题(23分)
16. 按题目要求作图:
(1)图a中,用如图所示的滑轮组提升重物,人站在地上利用滑轮组向上提升重物,请用笔画线组装成滑轮组
(2)图b中,如图所示,F1是作用在抽水机手柄A点处的动力,O为支点.请画出动力F1的力臂 l1和B点处所受的阻力F2.
(3)图c中,在水平位置平衡的轻质衣架,搭上一条毛巾后,仍要使其在此位置仍保持平衡,O为支点,请在A点画出应施加的最小力F及其力臂L(保留作图痕迹)
17. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向 调节.
(2)如图甲所示,在杠杆左边 A 处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆 右边 B 处挂同样钩码________个.
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉,要保持杠杆水平静止,这样做的目的 ____;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,要保持杠杆 仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数_____(变大/变小/不变).
(4)小军在实验时,除了在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,还用弹簧测力计取代一侧的钩 码,不断改变拉力方向继续探究,如图所示,他这样做的主要目的是___________-(填字母).
A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供不同方
向的拉力 C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小
18. 如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置
(1)在安装器材固定下面的铁圈位置时酒精灯_______(选填“需要”“不需要”或“都可以”)点燃
(2)加热过程中,用搅棒搅动的目的是________;水和煤油吸热的多少是通 过_________ 来反映的。(选填“温度计示数”或“加热时间”)。
(3)关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 ( )(填字母)
A. 采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小,与烧杯底的距离等)
B. 烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C. 使用相同的烧杯
19. 某同学为了探究“物体动能的大小与哪些因素有关”,做了如下探究实验:如甲乙两图所示,让钢球从斜面上滚下,打到一个木块上,推动木块做功。
(1)实验中,让同一钢球分别从不同高度沿斜面静止滚下,并标记木块被推的远近。这是为了探究___________的关系。
(2)实验中,让小球“从不同高度沿斜面滚下”,这是为了___________。通过该实验,能得出的结论是___________。
20. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表。
次数
钩码重G/N
钩码上升距离h/cm
测力计示数F/N
①
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9%
(1)在表格中的①处应填_____________;
(2)在第2次实验中,滑轮组的机械效率为____________(保留一位小数)
(3)第3次实验中弹簧测力计的示数未填,由图丙可知,第三次拉力做的功是____________J。
(4)根据本次实验数据分析可知,影响滑轮组机械效率的因素有:_____________。
(5)使用实验中的滑轮组再次将重3N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为_____________(填序号)
①82.6% ②86.3% ③90.0%
三、计算题(14分)
21. 某野外考察队员使用酒精炉烧水,将1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,完全燃烧了22.4 g的酒精。水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值是3.0×107 J/kg。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该酒精炉的效率是多少?
22. 如图,用平行于斜面大小为20N的拉力F将重为30N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,已知斜面高1m,长2m。求此过程:
(1)有用功;
(2)总功;
(3)摩擦力大小;
(4)斜面的机械效率。
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期中物理试卷
(满分70分 时间60分钟)
一、选择题(12*2=24分)
1. 下列简单机械中,属于“费距离”杠杆的是
A. 筷子 B. 理发剪
C. 羊角锤 D. 钓鱼竿
【答案】C
【解析】
【分析】结合图片和生活经验,判断选项中的杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
【详解】A、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆、省距离,故不符合题意;
B、图示理发剪刀在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆、省距离,故不符合题意;
C、羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆、费距离,故符合题意;
D、钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆、省距离,故不符合题意.
故选C.
2. 如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是( )
A. 杠杆仍能平衡 B. 杠杆不能平衡,左端下沉
C. 杠杆不能平衡,右端下沉 D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】原来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力,其对应的力臂分别为OC、OD,根据杠杆的平衡条件可得
mAgOC=mBgOD
由图知
OC<OD
所以
mA>mB
当向支点移动相同的距离△L时,两边的力臂都减小△L,此时左边的力矩为
mAg(OC-L)=mAgOC-mAgL
右边的力矩为
mBg(OD-L)=mBgOD-mBgL
由于
mA>mB
所以
mAgL>mBgL
所以
mAgOC-mAgL<mBgOD-mBgL
因此杠杆不能平衡,将向悬挂B物体的一端即右端下沉。
故选C。
3. 下列关于内能的说法中,正确的是( )
A. 冰块没有内能
B. 水蒸气将壶盖顶起后,水蒸气的温度降低
C. 一个物体的温度升高,它一定是从外界吸收了热量
D. 把一个物体举高,它的内能一定增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.一切物体都具有内能,冰块也具有内能,故A错误;
B.水蒸气将壶盖顶起后,水蒸气对外做功,内能减小温度降低,故B正确;
C.一个物体的温度升高,可能是吸热,也可能是对物体做了功,故C错误;
D.把一个物体举高,它的机械能增大,内能不一定改变,故D错误。
故选B。
4. 夏天,走在砂石路上比走在潮湿的土路上烫脚,这是因为( )
A. 砂石的比热容比水小 B. 砂石的比热容比水大
C. 太阳辐射在砂石上的热多一些 D. 以上说法都不对
【答案】A
【解析】
【详解】根据比热容公式,同一环境下,砂石和潮湿土路吸收的太阳辐射热量基本相同(Q相同),比热容c越小,温度变化量越大。潮湿的土路因含有水,其比热容较大;砂石的比热容比水小,所以在吸收相同热量后,所以砂石升温更快、温度更高,走在上面更烫脚。
故选A。
5. 斜面也是一种简单机械,利用斜面也能省力。如图所示是两个光滑的斜面(∠β大于∠α),同一个物体分别在AC和BC斜面受平行斜面的拉力从底端匀速运动到顶端的C点,所需拉力分别为FA、FB,拉力做功分别为WA和WB,则:( )
A. FA> FB WA>WB B. FA >FB WA<WB
C. FA <FB WA =WB D. FA= FB WA =WB
【答案】C
【解析】
【详解】斜面光滑,说明摩擦力为0,没有额外功,拉力做的功等于克服物体重力做的功。同一个物体重力G相同,最终都提升到C点,上升高度h相同,根据公式可知,克服重力做功相同,因此拉力做功;由可知,斜面长度,根据可得,由于,,所以。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. 甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是乙的3倍,乙的比热容是甲的3倍,若它们吸收了相同的热量,它们升高的温度之比( )
A. 1∶9 B. 3∶1 C. 9∶1 D. 1∶1
【答案】D
【解析】
【详解】甲、乙两物体的体积相同,体积之比为
甲的密度是乙的3倍,密度之比为
甲、乙两物体的质量之比为
乙的比热容是甲的3倍,则比热容之比为
它们吸收了相同的热量,热量之比为
它们升高的温度之比为
故选D。
7. 如图所示,小明用一可绕0点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高,他用一个始终与杠杆垂直的力F,使杠杆由A位置缓慢转到B位置,如图所示,在这个过程中
A. F先变大后变小,先省力后费力
B. F先变大后变小,一直是费力的
C. F先变小后变大,先省力后费力
D. F—直变大,一直是省力的
【答案】A
【解析】
【详解】小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,则O为杠杆的支点;力F始终与杠杆垂直,故动力臂L1不变,阻力为物体的重力,
由上图可:阻力臂L2(即重力的力臂)先变大,到水平位置时最大,然后又变小,根据杠杆的平衡条件可得:FL1=GL2,则动力F=×G,因G、L1不变,L2先变大后变小,故F变大后变小;当杠杆与竖直方向成较小的夹角时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;当杠杆与竖直方向成较大的夹角时,由图可知,动力臂始终小于阻力臂,为费力杠杆,故只有A正确.故选A.
8. 下列关于功、内能和热量的描述中正确的是( )
A. 物体的温度不变,内能一定不变
B. 做功和热传递都能改变物体的内能
C. 温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【答案】B
【解析】
【详解】A.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,温度不是决定物体内能大小的唯一因素,应考虑其它因素.故A不符合题意.
B.改变物体内能的两种方式:做功和热传递,改变物体内能的两种方法是等效的;故B符合题意.
C.温度高的物体,含有的热量一定多;错误,热量不是状态量,不能说含有或者具有热量;故C不符合题意.
D.传递的条件是:有温度差;热传递的特点是:高温物体放出热量,低温物体吸收热量,热量从高温物体传给低温物体,但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体.故D不符合题意.
9. 下列现象是通过做功改变内能的是( )
A. 炉火上的铁锅变烫 B. 晒在太阳下的棉被变暖
C. 放到冷水中的热鸡蛋变凉 D. 被铁锤敲打的铁钉变热
【答案】D
【解析】
【详解】A.炉火上的铁锅变烫,是通过热传递的方式,热量从炉火传递到铁锅,使铁锅的内能增加,温度升高,故A不符合题意;
B.晒在太阳下的棉被变暖,是通过热传递的方式,太阳能传递给棉被,使棉被的内能增加,温度升高,故B不符合题意;
C.放到冷水中的热鸡蛋变凉,是通过热传递的方式,热量从热鸡蛋传递到冷水,使鸡蛋的内能减少,温度降低,故C不符合题意;
D.被铁锤敲打的铁钉变热,是因为铁锤对铁钉做功,机械能转化为内能,使铁钉的内能增加,温度升高,是通过做功改变内能,故D符合题意。
故选D。
10. 小朋友沿着滑梯匀速滑下,下列说法中正确的是
A. 他在下滑过程中没有力做功
B. 他在下滑过程中,重力势能转化为动能
C. 他的势能转化为动能,机械能不变
D. 他的重力势能减小,动能不变,机械能减少
【答案】D
【解析】
【详解】A. 他在下滑过程中,重力的方向是竖直向下的,同时其竖直向下运动了一段距离,所以重力做了功,故A错误;BCD.小朋友从滑梯上匀速下滑的过程中,质量不变,高度减小,所以重力势能减小,速度不变,动能不变,重力势能没有转化为动能.下滑时,小朋友需要克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能,故机械能减小,故BC错误;D正确;故选D.
【点睛】(1)判断人做没做功的依据就是看在这个过程中,是否同时具备做功的两个必要因素:①作用在物体上的力,②物体在力的方向上通过了距离.(2)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能.在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析.
11. 如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图.铅球在 B 点离手,C 点是铅球运动的 最高点;铅球在空中运动过程中,不计空气阻力.在 A 到 D 的整个过程中,下列说法不正 确的是
A. 只有在 A 到 B 的过程中,运动员对铅球做了功
B. 从 B 到 D 的过程中,铅球的重力势能能先增加后减少
C. 到达最高点 C 处时,铅球的速度最小
D. 从 B 到 D 的过程中,铅球的机械能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A. 在A 到B 的过程中,铅球受到推力作用,且在推力方向上通过了距离;故运动员对铅球做了功;铅球离手后,由于惯性通过了距离,但不再受到推力的作用,所运动员不再做功,故A正确;B. 从B 到D 的过程中,铅球的质量不变,高度先增加,后降低,所以重力势能能先增加后减少;故B正确;C. 因为不计空气阻力,铅球在各处的机械能相等,而到达最高点C 处时,铅球的高度最高,势能最大,所以动能最小,故铅球的速度最小;故C正确;D. 因为不计空气阻力,从B 到D 的过程中,铅球的机械能不变;故D错误;故选D.
【点睛】利用以下知识分析解答:(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);二者缺一不可.
(2)机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关;不计空气阻力,机械能守恒.
12. 下列事实中,最能说明单位质量的物质温度升高时吸收的热量跟物质的种类有关的是( ).
A. 体积相同的两杯水温度都升高,它们吸收的热量相同
B. 质量相同的两块铜温度分别升高和,它们吸收的热量不相同
C. 体积相同的水和煤油温度都升高,它们吸收的热量不相同
D. 质量相同的水和铜温度都升高,它们吸收的热量不相同
【答案】D
【解析】
【详解】根据“能说明单位质量的物体温度升高10℃时吸收的热量跟物质的种类有关”知道,应控制质量和升高的温度相同,而物质的种类不同,
A.物质的种类相同,故不符合题意;
B.物质的种类相同,故不符合题意;
C.水和煤油的质量不同,故不符合题意;
D.质量和升高的温度相同,种类不同,故D符合题意.
二、填空题(9分)
13. 在物理学中常提到“热”字,但其含义各不相同,请将下列“热”的含义填入空格内。
(1)这盆水很热,这里的“热”是指______;
(2)物体吸热升温,这里的“热”是指______;
(3)摩擦生热,这里的“热”是指______。
【答案】 ①. 温度 ②. 热量 ③. 内能
【解析】
【详解】(1)[1]这盆水很热是反映水的冷热程度,所以这个“热”指温度。
(2)[2]物体吸热升温,意思是物体吸收热量温度升高,这里的“热”是指热量。
(3)[3]摩擦生热,意思是物体克服摩擦做功内能增加,摩擦生热是通过做功的方式增大内能。
14. 如图,是汽油机模型,正在进行的是______冲程。该汽油机飞轮转速为3600转/分钟,则活塞1s对外做功________次。若其效率为40%,消耗1kg的柴油完全燃烧转化成的机械能是________J。()
【答案】 ①. 压缩 ②. 30 ③.
【解析】
【详解】[1]由图可知,两个气门都关闭,活塞向上运动,根据汽油机冲程的特点,此冲程为压缩冲程。
[2]已知汽油机飞轮转速为3600转/分钟,每秒转数为转。因为汽油机一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两圈,对外做功一次,所以每秒完成的工作循环数为30个,即活塞1s对外做功30次。
[3]1kg柴油完全燃烧放出的热量为
若其效率为,则转化成的机械能为
15. 将温度为80℃、质量为10g的铁块投入温度为20℃、质量为100g的水中,则铁块和水之间将会发生______,直至_____ 相同,相同的温度是________。[小数点后保留一位,]
【答案】 ①. 热传递 ②. 温度 ③. 20.7℃
【解析】
【详解】由于铁块和水存在温度差,根据热传递的发生条件,两者之间会发生热传递,热量从高温的铁块向低温的水转移。
热传递的最终结果是物体的温度相同,没有温度差,热量不再传递。
依据热平衡原理,铁块放出的热量等于水吸收的热量。设最终温度为t,热平衡时,有,代入数值得
解得。
三、作图和实验题(23分)
16. 按题目要求作图:
(1)图a中,用如图所示的滑轮组提升重物,人站在地上利用滑轮组向上提升重物,请用笔画线组装成滑轮组
(2)图b中,如图所示,F1是作用在抽水机手柄A点处的动力,O为支点.请画出动力F1的力臂 l1和B点处所受的阻力F2.
(3)图c中,在水平位置平衡的轻质衣架,搭上一条毛巾后,仍要使其在此位置仍保持平衡,O为支点,请在A点画出应施加的最小力F及其力臂L(保留作图痕迹)
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
人站在地上利用滑轮组向上提升重物,所以绳子自由端方向应向下。从定滑轮开始绕线,依次绕过动滑轮、定滑轮,使自由端向下,完成滑轮组的组装。如答案图所示。
【小问2详解】
延长动力的作用线,从支点O向动力的作用线作垂线段,该垂线段即为动力臂。阻力是阻碍杠杆转动的力,抽水机手柄工作时,水对活塞有向上的阻力,所以在B点画出竖直向上的阻力。如答案图所示。
【小问3详解】
根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。最长的动力臂是OA,所以过A点作垂直于OA向下的力即为最小动力,OA即为力臂。如答案图所示。
17. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向 调节.
(2)如图甲所示,在杠杆左边 A 处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆 右边 B 处挂同样钩码________个.
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉,要保持杠杆水平静止,这样做的目的 ____;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,要保持杠杆 仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数_____(变大/变小/不变).
(4)小军在实验时,除了在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,还用弹簧测力计取代一侧的钩 码,不断改变拉力方向继续探究,如图所示,他这样做的主要目的是___________-(填字母).
A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供不同方
向的拉力 C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小
【答案】 ①. 左 ②. 3 ③. 忽略杠杆重力对实验的影响、便于测量力臂;变大 ④. C
【解析】
【详解】(1)杠杆的右端低,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向左调节,以减小这一侧的力臂;(2)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,图甲中,杠杆的左端:4G×3L=12GL,
B处的力臂为4L,杠杆的右端:F2×4L=12GL,解得F2=3G,即在B处挂3个同样的钩码;
(3)因为重力的方向是竖直向下的,杠杆只有在水平位置平衡时,支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上,也就是正好等于相应杠杆的长,这样测量起来会比较方便,在水平位置平衡时,便于测量力臂;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,要保持杠杆 仍然在水平位置平衡,此时力的方向发生改变,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,则弹簧测力计的示数要变大.(4)从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计拉,若弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识,故C正确.
【点睛】(1)杠杆的调节也跟天平类似,应向高的一侧移动平衡螺母.(2)根据杠杆的平衡条件可以求出在B处挂钩码的个数;(3)使杠杆在水平位置平衡最大的好处就是测量力臂时非常方便;当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,拉力的力臂减小,为保持杠杆平衡,拉力要增大;(4)在N点挂钩码,对N点的力的方向只能是竖直向下,此时力臂为ON,用弹簧测力计取代一侧的钩码,可以改变作用在N点的力的方向,力臂将不是ON,据此分析回答.
18. 如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置
(1)在安装器材固定下面的铁圈位置时酒精灯_______(选填“需要”“不需要”或“都可以”)点燃
(2)加热过程中,用搅棒搅动的目的是________;水和煤油吸热的多少是通 过_________ 来反映的。(选填“温度计示数”或“加热时间”)。
(3)关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 ( )(填字母)
A. 采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小,与烧杯底的距离等)
B. 烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C. 使用相同的烧杯
【答案】(1)需要 (2) ①. 使液体受热均匀 ②. 加热时间 (3)B
【解析】
【小问1详解】
实验加热时需用酒精灯外焰加热,安装器材固定下方铁圈位置时,需要点燃酒精灯,才能根据外焰的高度调整确定铁圈位置,因此需要点燃酒精灯。
【小问2详解】
加热过程中,用搅棒搅动的目的是让液体各处温度趋于一致,目的是使液体受热均匀。
相同的酒精灯,相同时间内放出的热量相同,因此水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的。
【小问3详解】
本实验需控制变量,探究不同物质的吸热特点,要控制两种物质的质量相同、加热条件相同。
A.相同加热方法能保证相同时间内两种物质吸热相同,故A正确;
B.水和煤油的密度不同,相同体积的水和煤油质量不相等,不符合控制两液体质量相同的要求,故B错误;
C.使用相同烧杯能保证受热条件一致,故C正确。
本题选错误的,故选B。
19. 某同学为了探究“物体动能的大小与哪些因素有关”,做了如下探究实验:如甲乙两图所示,让钢球从斜面上滚下,打到一个木块上,推动木块做功。
(1)实验中,让同一钢球分别从不同高度沿斜面静止滚下,并标记木块被推的远近。这是为了探究___________的关系。
(2)实验中,让小球“从不同高度沿斜面滚下”,这是为了___________。通过该实验,能得出的结论是___________。
【答案】(1)动能大小与物体运动速度
(2) ①. 改变速度大小 ②. 当质量相同时,物体的速度越大,动能越大
【解析】
【小问1详解】
实验中,用木块移动距离的长短表示小球动能的大小。同一钢球,质量不变,从不同高度沿斜面静止滚下,下滑时的高度越大,到达斜面底端时的速度就越大,所以可探究动能的大小与速度的关系。
【小问2详解】
[1][2]实验中,让小球“从不同高度沿斜面滚下”,到达斜面底端的速度不同,这是为了改变速度大小。通过甲、乙实验可得出的结论是:当质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
20. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表。
次数
钩码重G/N
钩码上升距离h/cm
测力计示数F/N
①
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9%
(1)在表格中的①处应填_____________;
(2)在第2次实验中,滑轮组的机械效率为____________(保留一位小数)
(3)第3次实验中弹簧测力计的示数未填,由图丙可知,第三次拉力做的功是____________J。
(4)根据本次实验数据分析可知,影响滑轮组机械效率的因素有:_____________。
(5)使用实验中的滑轮组再次将重3N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为_____________(填序号)
①82.6% ②86.3% ③90.0%
【答案】(1)绳端移动的距离s/cm
(2)88.9% (3)0.66
(4)提升物体的重力 (5)②
【解析】
【小问1详解】
测滑轮组机械效率实验的原理是,实验中需要测量钩码的重力G、钩码上升的高度h、测力计示数F和绳端移动的距离s,故表格中的①处应填绳端移动的距离s/cm。
【小问2详解】
将第2次实验的数据代入可得,滑轮组的机械效率为
【小问3详解】
由图丙可知,测力计的分度值为0.2N,测力计示数为2.2N,第三次拉力做的功为
【小问4详解】
分析3次实验,使用同一滑轮组,将重力不同的物体提升相同的高度,随着钩码重力的增加,同一滑轮组的机械效率不断增加,所以,影响滑轮组机械效率的因素有:提升物体的重力。
【小问5详解】
由表格数据和前面计算可知,该滑轮组将2N的物体匀速提升时的机械效率为83.3%,该滑轮组将4N的物体匀速提升时的机械效率为88.9%,由于使用同一个滑轮组时,物体越重,滑轮组的机械效率越高,则使用该滑轮组再次将3N的物体匀速提升时,滑轮组的机械效率应在83.3%~88.9%,此时滑轮组的机械效率可能为86.3%,故选②。
三、计算题(14分)
21. 某野外考察队员使用酒精炉烧水,将1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,完全燃烧了22.4 g的酒精。水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值是3.0×107 J/kg。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该酒精炉的效率是多少?
【答案】(1)3.36×105 J;(2)6.72×105 J;(3)50 %
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)水吸收的热量
(2)酒精完全燃烧放出的热量是
(3)酒精炉的效率
答:(1)水吸收的热量是;
(2)酒精完全燃烧放出的热量是;
(3)酒精炉的效率。
22. 如图,用平行于斜面大小为20N的拉力F将重为30N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,已知斜面高1m,长2m。求此过程:
(1)有用功;
(2)总功;
(3)摩擦力大小;
(4)斜面的机械效率。
【答案】(1)
30J (2)
40J (3)
5N (4)
75%
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知:,
可得有用功
【小问2详解】
根据题意可知,
可得总功
【小问3详解】
额外功等于总功减去有用功,即
额外功是克服摩擦力所做的功,将,代入公式,可得
【小问4详解】
将,代入机械效率公式
可得机械效率
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