
?2020-2021學(xué)年河北省張家口市宣化區(qū)八年級(jí)(下)期末物理試卷.docx
一、選擇題(每題只有一個(gè)答案是正確的,每題3分,共39分)
1.下列運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中,能明顯觀察到力使物體發(fā)生形變的是( ?。?br />
A.將籃球傳給隊(duì)友
B.跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎跳板
C.踢出去的足球在空中運(yùn)動(dòng)
D.百米運(yùn)動(dòng)員加速?zèng)_過終點(diǎn)
2.下列物體重力最接近1N的是( ?。?br />
A.一枚大頭針 B.一頭奶牛 C.一包方便面 D.一張書桌
3.下列關(guān)于慣性的說法正確的是( ?。?br />
A.運(yùn)動(dòng)的物體有慣性,靜止的物體沒有慣性
B.宇航員到太空后慣性減小
C.跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳前用力蹬地是為了增大慣性提高成績(jī)
D.小汽車前排乘客需要系安全帶是為了防止由于慣性造成的傷害
4.某同學(xué)和家人在外出旅游的途中,車拋錨在水平路面上,家人試圖推動(dòng)汽車但沒有推動(dòng)。下列說法中正確的是( )
A.推力大小等于車受到的摩擦力大小
B.車未被推動(dòng)是因?yàn)槿送栖嚨牧π∮谲囃迫说牧?
C.人對(duì)車的推力和車對(duì)人的推力是一對(duì)平衡力
D.車受到的支持力和車的重力是一對(duì)相互作用力
5.如圖所示的四個(gè)情景中,沒有受到浮力的物體是( )
A.大橋的橋墩
B.水面上的賽艇
C.水里下落的蘋果
D.沉底的雞蛋
6.如圖所示,所使用的工具屬于費(fèi)力杠桿的是( )
A.扳手 B.鑷子
C.羊角錘 D.老虎鉗
7.下列幾種情況中,人對(duì)物體做了功的是( )
A.運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴?fù)A袅?秒
B.用力搬石頭而未動(dòng)
C.提著小桶在水平路上勻速前進(jìn)
D.靜止的小車在拉力的作用下向前運(yùn)動(dòng)
8.我國(guó)已經(jīng)有了六次載人飛船成功發(fā)射并安全返回的歷史。當(dāng)飛船的返回艙下落到地面附近時(shí),其質(zhì)量不變,減速下降。在此過程中,返回艙的動(dòng)能和勢(shì)能變化情況( ?。?br />
A.動(dòng)能減小,勢(shì)能增大 B.動(dòng)能不變,勢(shì)能減小
C.動(dòng)能減小,勢(shì)能減小 D.動(dòng)能減小,勢(shì)能不變
9.如圖所示,小明用兩個(gè)滑輪組(繩重和摩擦不計(jì),動(dòng)滑輪重相同),分別將重力不同的兩個(gè)物體勻速提升到相同高度,其中G1>G2,則下列判斷正確的是( ?。?br />
A.F1=F2 B.F1<F2 C.η1>η2 D.η1=η2
10.若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在90kW的額定功率下工作,此時(shí)汽車勻速行駛的速度大小為72km/h。則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力大小為( ?。?br />
A.1.25×103N B.4.5N C.1.8×104N D.4.5×103N
11.呂一健同學(xué)把一根蠟燭截成長(zhǎng)度不同的兩段,豎立在輕質(zhì)杠桿的兩邊(支點(diǎn)在中點(diǎn))。調(diào)整使杠桿水平平衡,如圖所示。若同時(shí)點(diǎn)燃蠟燭(設(shè)燃燒速度相同),則杠桿( ?。?br />
A.左端下沉 B.右端下沉
C.仍保持平衡 D.條件不足,無法判斷
12.如圖所示,質(zhì)量和底面積均相同的甲、乙兩容器中裝有質(zhì)量和深度均相同的不同液體,則甲、乙兩容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p甲和p乙的關(guān)系以及容器中液體對(duì)容器底的壓力F甲和F乙的關(guān)系,正確的是( )
A.p甲=p乙,F(xiàn)甲=F乙 B.p甲=p乙,F(xiàn)甲>F乙
C.p甲>p乙,F(xiàn)甲<F乙 D.p甲>p乙,F(xiàn)甲>F乙
13.小明找來三個(gè)相同的燒杯,質(zhì)量均為m,分別裝上相同體積的甲、乙、丙三種不同的液體,再將燒杯放在同一個(gè)水槽中,靜止時(shí)如圖所示,其中丙杯內(nèi)液體的液面與水面剛好相平。則下列說法正確的是( )
A.三個(gè)燒杯所受浮力相等
B.甲液體的質(zhì)量最大
C.丙液體的密度比水小
D.丙液體的密度與水的密度相等
二、填空題(每空1分,共23分)
14.俗話說“雞蛋碰石頭”,說明產(chǎn)生力至少需要 ?。ㄟx填“一個(gè)”或“兩個(gè)”)物體,雞蛋碰石頭的結(jié)局通常是雞蛋被碰破,而石頭卻完好,雞蛋對(duì)石頭的力 (選填“大于”、“小于”或“等于”)石頭對(duì)雞蛋的力?!半u蛋碰石頭”的例子很好的說明了力的作用是 。
15.如圖所示,若車輛不慎掉入河水中,隨著水位升高,車門上A處受到水的壓強(qiáng)將 ?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”)。若車門在水中部分的面積為0.8m2,受到水的平均壓強(qiáng)為5×103Pa,則此時(shí)車門所受水的壓力為 N。此時(shí)推開車門需要的力大小相當(dāng)于舉起 kg水用的力。因此,若汽車不慎駛?cè)牒铀?,?yīng)立即設(shè)法從車內(nèi)逃離,避免危險(xiǎn)。(g=10N/kg)
16.(2分)注射疫苗用注射器吸取藥液時(shí),先把針管里的活塞推到底端,然后把針頭插入藥液中,再提起活塞,藥液在 的作用下進(jìn)入針管里;在我國(guó)的青藏高原,人們用鍋煮飯往往不易煮熟,這是因?yàn)楦咴瓪鈮旱?,水的沸點(diǎn) ?。ㄌ睢暗陀凇?、“高于”或“等于”)100℃。
17.(2分)當(dāng)一個(gè)鋁塊有一半體積浸入水中時(shí),排開水的質(zhì)量為m0,則此鋁塊受到的浮力為 ??;當(dāng)它全部浸沒水中時(shí),受到的浮力為 。
18.如圖所示,分別利用甲,乙兩滑輪勻速提起兩個(gè)重物,圖中使用甲滑輪的好處是 。其中乙滑輪的自由端F2上升4m,則物體升高 m;不計(jì)滑輪和繩子的重力及摩擦,若拉力F1=F2,則G1 G2(選填“小于”、“等于”或“大于”)。
19.圖中,在滾擺實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)滾輪向下滾動(dòng)時(shí),滾輪的 能轉(zhuǎn)化為 能,機(jī)械能 ?。ㄌ睢白冃 薄ⅰ白兇蟆被颉安蛔儭保?。(不考慮空氣的阻力和摩擦)
20.(2分)掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種,它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃。如圖所示是一款集自動(dòng)清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計(jì)于一體的地面清掃機(jī)器人。若該機(jī)器人工作時(shí)功率為75W,在10s內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為5m,則該機(jī)器人在10s內(nèi)所做的功是 J,該機(jī)器人在沿直線勻速清掃過程中受到的阻力為 N。
21.如圖所示,已知撬棒AD=1m,CD=BC=0.15m,石頭垂直作用在棒上的力是420N,若要撬動(dòng)石頭,則施加在撬棒A點(diǎn)的力最小時(shí),則必須 ?。ㄟx填“B”,“C”或“D”)為支點(diǎn)時(shí),施加在A點(diǎn)最小的力為 。
22.(2分)某同學(xué)家新房裝修時(shí),在地面與窗臺(tái)間放置斜木板,將瓷磚沿木板從地面勻速拉上窗臺(tái)。如圖所示,已知窗臺(tái)高3m,木板長(zhǎng)5m,瓷磚重為600N,斜面的機(jī)械效率為90%,則克服物體的重力所做的功為 J,瓷磚在斜木板上所受的摩擦力為 N。
三、作圖、實(shí)驗(yàn)探究題(共23分)
23.(2分)如圖所示,有一桿可繞O轉(zhuǎn)動(dòng),在力F作用下靜止在水平位置,請(qǐng)?jiān)趫D中作出物體所受重力G示意圖和力F的力臂L。
24.(2分)如圖所示,某人用滑輪組提起物體,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出滑輪組最省力的繞線方式。
25.在研究牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中如圖所示,小車從同一斜面及同一高度下滑,在不同材料上繼續(xù)運(yùn)動(dòng),分別停止在圖示位置上,則:
(1)使小車從同一高度滑下是為了使小車到達(dá)斜面底端時(shí) 。
(2)小車在不同平面上通過的距離不等,這表明: ,小車滑行的距離越遠(yuǎn)。
(3)由實(shí)驗(yàn)可以得到的推論是:當(dāng)物體不受外力作用時(shí), 。
26.如圖所示是探究“物體動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。讓小球從同一斜面某處由靜止釋放,撞擊同一水平面上的同一木塊,木塊移動(dòng)一段距離后停止。
(1)該實(shí)驗(yàn)通過比較 來反映A物體的動(dòng)能大小。
(2)由甲、乙圖可得出結(jié)論:物體質(zhì)量一定, 越大,動(dòng)能越大。
(3)若要研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系,則需將不同質(zhì)量的物體從斜面 ?。ㄟx填“相同”或“不同”)高度由靜止?jié)L下,并觀察記錄。
27.學(xué)習(xí)了功率以后,小明同學(xué)想測(cè)量一下自己上樓的功率。
(1)他已經(jīng)找到的器材有磅秤和刻度尺,還需要的器材有 。
(2)小明同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下,其中多余的步驟是 。
A.測(cè)出自己的質(zhì)量m
B.測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度L
C.測(cè)出一樓到三樓的豎直高度h
D.測(cè)出上樓所用的時(shí)間t
E.算出自己上樓的功率P
(3)用所測(cè)物理量計(jì)算功率的表達(dá)式是P= 。
28.(5分)在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:
(1)如圖所示,若杠桿在使用前左端低、右端高,要使它在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿右端的螺母向 ?。ㄟx填“左”或“右”)調(diào)節(jié)至平衡。杠桿平衡后,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中, (選填“可以”或“不可以”)再旋動(dòng)兩側(cè)的螺母。
(2)下列實(shí)驗(yàn)步驟中:
A.將杠桿放在支架上,調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。
B.計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F1L1和F2L2的大小,根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件。
C.再次改變鉤碼的個(gè)數(shù)或位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
D.記下動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,將數(shù)據(jù)填入表格中。
E.將鉤碼掛在杠桿的兩邊,改變鉤碼的位置,使杠桿在水平位置重新平衡。
正確的順序是 ?。ㄌ钭帜福?br />
(3)每個(gè)鉤碼重1N,杠桿上每格長(zhǎng)度是4cm。如表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
次數(shù)
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
8
2
4
2
2
8
1
16
3
2
12
3
將第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整;
(4)分析上述數(shù)據(jù),可得出杠桿的平衡條件是: 。
29.(5分)制作簡(jiǎn)易密度計(jì)。
(1)小明取一根粗細(xì)均勻的飲料吸管,在其下端塞入適量橡皮泥并用石蠟封口。塞入橡皮泥的目的是使吸管能 在液體中,此時(shí)吸管受到的浮力 重力(選填“等于”“大于”或“小于”)。
(2)將吸管放到水中的情景甲圖所示,測(cè)得浸入的長(zhǎng)度為H;放到另一液體中的情景如乙圖所示,浸入的長(zhǎng)度為h,用ρ液、ρ水分別表示液體和水的密度,則ρ液 ρ水(選填“=”“>”或“<”)。
(3)小明在吸管上標(biāo)出與液面位置相平的刻度線及相應(yīng)密度值ρ,如甲圖在吸管上標(biāo)出1.0刻度線(單位g/cm3,下同),表示水的密度,再將此吸管放入不同的液體中,液面所對(duì)應(yīng)吸管的位置處標(biāo)出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度線(圖中未畫出)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),0.9刻線是在1.0刻線的 ?。ㄟx填“上”或“下”)方。
(4)在制作密度計(jì)的過程中,小明發(fā)現(xiàn)吸管中裝入橡皮泥的質(zhì)量不同,吸管浸入液體中標(biāo)出的相鄰兩個(gè)刻度的間隔不同,裝橡皮泥質(zhì)量越大的密度計(jì),相鄰兩個(gè)刻度的間隔越 ?。ㄟx填“大”或“小”)。
四、計(jì)算題(30題6分,31題9分,共15分)
30.(6分)用如圖所示的滑輪組將重60N的貨物勻速提升1m的過程中,所用拉力F=40N.不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦。求:
(1)上述過程中的有用功W;
(2)上述過程中提升動(dòng)滑輪所做的功W。
(3)若用該滑輪組勻速提起80N的貨物,則滑輪組的機(jī)械效率η為多大?
31.(9分)如圖甲所示,邊長(zhǎng)為0.1m的正方體木塊漂浮在水面上,木塊的下表面距離水面0.06m,求:(g取10N/kg)
(1)木塊受到的浮力是多大?
(2)木塊的密度是多少?
(3)若在木塊上放一金屬塊,木塊恰好沒入水中,如圖乙所示,則金屬塊的重力是多少?
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參考答案與試題解析
一、選擇題(每題只有一個(gè)答案是正確的,每題3分,共39分)
1.下列運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中,能明顯觀察到力使物體發(fā)生形變的是( ?。?br />
A.將籃球傳給隊(duì)友
B.跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎跳板
C.踢出去的足球在空中運(yùn)動(dòng)
D.百米運(yùn)動(dòng)員加速?zèng)_過終點(diǎn)
【分析】力的作用效果有兩個(gè):一是改變物體的形狀,二是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);物體的速度大小的變化和方向的變化都稱為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。
【解答】解:A、將籃球傳給隊(duì)友,籃球的運(yùn)動(dòng)快慢和方向都發(fā)生了改變,力使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,故A不符合題意;
B、跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎跳板,力使跳板的形狀發(fā)生的變化,故B符合題意;
C、踢出去的足球在空中運(yùn)動(dòng)過程中,足球的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度都發(fā)生了改變,力使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,故C不符合題意;
D、百米短跑運(yùn)動(dòng)員加速?zèng)_過終點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員的速度發(fā)生了變化,力使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,故D不符合題意。
故選:B。
2.下列物體重力最接近1N的是( ?。?br />
A.一枚大頭針 B.一頭奶牛 C.一包方便面 D.一張書桌
【分析】結(jié)合對(duì)物體質(zhì)量的估計(jì),再運(yùn)用G=mg,可做出選擇。
【解答】解:A、一枚大頭針的質(zhì)量約80mg,故重力約:G=mg=8×10﹣5kg×10N/kg=8×10﹣4N,故A錯(cuò)誤;
B、一頭奶牛的質(zhì)量約1t,故重力約:G=mg=1000kg×10N/kg=10000N,故B錯(cuò)誤;
C、一包方便面的質(zhì)量約100g,故重力約:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,故C正確;
D、一張書桌的質(zhì)量約10kg,故重力約:G=mg=10kg×10N/kg=100N,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
3.下列關(guān)于慣性的說法正確的是( ?。?br />
A.運(yùn)動(dòng)的物體有慣性,靜止的物體沒有慣性
B.宇航員到太空后慣性減小
C.跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳前用力蹬地是為了增大慣性提高成績(jī)
D.小汽車前排乘客需要系安全帶是為了防止由于慣性造成的傷害
【分析】物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性,慣性大小只跟物體的質(zhì)量大小有關(guān),跟物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速度等都沒有關(guān)系,質(zhì)量越大,慣性越大。
【解答】解:A、一切物體都具有慣性,運(yùn)動(dòng)的物體有慣性,靜止的物體也有慣性,故A錯(cuò)誤;
B、慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),宇航員到太空后質(zhì)量不變,所以慣性不變,故B錯(cuò)誤;
C、慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳前用力蹬地是利用了力的作用的相互性,不能增大慣性,故C錯(cuò)誤;
D、小汽車的駕駛員和前排乘客需要系上安全帶,是為了減小緊急剎車時(shí)由于慣性造成的危害,故D正確。
故選:D。
4.某同學(xué)和家人在外出旅游的途中,車拋錨在水平路面上,家人試圖推動(dòng)汽車但沒有推動(dòng)。下列說法中正確的是( ?。?br />
A.推力大小等于車受到的摩擦力大小
B.車未被推動(dòng)是因?yàn)槿送栖嚨牧π∮谲囃迫说牧?
C.人對(duì)車的推力和車對(duì)人的推力是一對(duì)平衡力
D.車受到的支持力和車的重力是一對(duì)相互作用力
【分析】(1)物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),處于平衡狀態(tài),受到的力是一對(duì)平衡力;
(2)二力平衡的條件是:作用在同一個(gè)物體上,大小相等、方向相反、作用在同一直線上;
(3)相互作用力的條件是:作用在兩個(gè)物體上,大小相等、方向相反、作用在同一直線上。
【解答】解:
A、車沒有被推動(dòng),處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向受到的推力和摩擦力是一對(duì)平衡力,推力等于摩擦力,故A正確;
BC、人推車的力與車推人的力是一對(duì)相互作用力,大小相等,故BC錯(cuò)誤;
D、車受到的支持力和車的重力,是作用在同一物體上的兩個(gè)力,不是一對(duì)相互作用力,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
5.如圖所示的四個(gè)情景中,沒有受到浮力的物體是( ?。?br />
A.大橋的橋墩
B.水面上的賽艇
C.水里下落的蘋果
D.沉底的雞蛋
【分析】根據(jù)浮力的定義:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)豎直向上托起的力叫浮力,對(duì)各個(gè)選項(xiàng)逐一分析即可。
【解答】解:
(1)大橋的橋墩由于底面埋在淤泥下,不能與水接觸,因此橋墩沒有受到水對(duì)其向上的壓力,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知橋墩不受浮力作用,故A符合題意;
(2)水面上的賽艇、水里下落的蘋果和沉底的雞蛋都浸在液體中,因?yàn)橐后w對(duì)浸沒在其中的物體有向上的作用力和向下的壓力作用,其中向上的壓力大于向下的壓力,這個(gè)壓力差即物體受到的浮力,故它們均受到浮力作用,故BCD不符合題意。
故選:A。
6.如圖所示,所使用的工具屬于費(fèi)力杠桿的是( )
A.扳手 B.鑷子
C.羊角錘 D.老虎鉗
【分析】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn),先判斷杠桿在使用過程中,動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。
【解答】解:
A、扳手在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;
B、鑷子在使用過程中,動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿;
C、羊角錘在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;
D、老虎鉗在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿。
故選:B。
7.下列幾種情況中,人對(duì)物體做了功的是( ?。?br />
A.運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴?fù)A袅?秒
B.用力搬石頭而未動(dòng)
C.提著小桶在水平路上勻速前進(jìn)
D.靜止的小車在拉力的作用下向前運(yùn)動(dòng)
【分析】逐個(gè)分析選擇項(xiàng)中提到的物理情景,結(jié)合做功的兩個(gè)必要因素①作用在物體上的力;②物體在力的方向上通過的距離即可得到答案。
【解答】解:A、杠鈴不動(dòng),此過程中,有力,但沒有距離,所以沒有做功。故A不符合題意。
B、用力搬石頭而未動(dòng),施加了力,石頭未被推動(dòng),即沒移動(dòng)距離,不做功;故B不符合題意;
C、人給水桶一個(gè)向上的力,水桶向上沒有移動(dòng)距離,所以人對(duì)水桶沒有做功,故C不符合題意;
D、靜止的小車在拉力的作用下向前運(yùn)動(dòng),此時(shí)人對(duì)小車做了功,故D符合題意。
故選:D。
8.我國(guó)已經(jīng)有了六次載人飛船成功發(fā)射并安全返回的歷史。當(dāng)飛船的返回艙下落到地面附近時(shí),其質(zhì)量不變,減速下降。在此過程中,返回艙的動(dòng)能和勢(shì)能變化情況( ?。?br />
A.動(dòng)能減小,勢(shì)能增大 B.動(dòng)能不變,勢(shì)能減小
C.動(dòng)能減小,勢(shì)能減小 D.動(dòng)能減小,勢(shì)能不變
【分析】根據(jù)影響動(dòng)能和重力勢(shì)能的因素分析回答。
【解答】解:在減速下降的過程中,返回艙的質(zhì)量不變,高度變低,重力勢(shì)能變?。毁|(zhì)量不變,速度變小,動(dòng)能減??;故C正確。
故選:C。
9.如圖所示,小明用兩個(gè)滑輪組(繩重和摩擦不計(jì),動(dòng)滑輪重相同),分別將重力不同的兩個(gè)物體勻速提升到相同高度,其中G1>G2,則下列判斷正確的是( ?。?br />
A.F1=F2 B.F1<F2 C.η1>η2 D.η1=η2
【分析】(1)由左圖可知,n1=2,繩重及摩擦不計(jì),拉力F1=(G1+G動(dòng));由右圖可知,n2=3,繩重及摩擦不計(jì),拉力F2=(G2+G動(dòng));據(jù)此比較得出Fl和F2的大小關(guān)系;
(2)滑輪組的機(jī)械效率η====,知道Gl>G2、動(dòng)滑輪G輪,可以得出ηl和η2的大小關(guān)系。
【解答】解:
(1)由左圖可知,n1=2,繩重及摩擦不計(jì),拉力F1=(G1+G動(dòng));
由右圖可知,n2=3,繩重及摩擦不計(jì),拉力F2=(G2+G動(dòng));
若Gl=G2,F(xiàn)l>F2,
現(xiàn)在Gl>G2,則Fl比F2更大,故AB錯(cuò)誤;
(2)繩重及摩擦不計(jì),滑輪組的機(jī)械效率η====,
因?yàn)镚l>G2,動(dòng)滑輪G輪相同,
所以ηl>η2,故C正確、D錯(cuò)誤。
故選:C。
10.若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在90kW的額定功率下工作,此時(shí)汽車勻速行駛的速度大小為72km/h。則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力大小為( ?。?br />
A.1.25×103N B.4.5N C.1.8×104N D.4.5×103N
【分析】已知汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和行駛速度,根據(jù)P=Fv計(jì)算出牽引力的大小。
【解答】解:
根據(jù)P===Fv可知,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力大小為:
F===4.5×103N,故D正確。
故選:D。
11.呂一健同學(xué)把一根蠟燭截成長(zhǎng)度不同的兩段,豎立在輕質(zhì)杠桿的兩邊(支點(diǎn)在中點(diǎn))。調(diào)整使杠桿水平平衡,如圖所示。若同時(shí)點(diǎn)燃蠟燭(設(shè)燃燒速度相同),則杠桿( ?。?br />
A.左端下沉 B.右端下沉
C.仍保持平衡 D.條件不足,無法判斷
【分析】(1)根據(jù)杠桿平衡條件先分析出兩力臂的大??;
(2)蠟燭燃燒速度相同,經(jīng)過一段時(shí)間后,蠟燭燃燒的質(zhì)量相同、重力相同,求出蠟燭燃燒后左右兩邊力與力臂的乘積,然后比較它們的大小,根據(jù)左右兩邊力與力臂乘積的大小,判斷杠桿的狀態(tài)。
【解答】解:
(1)由圖可知,m左>m右,由G=mg可知G左>G右,
開始,杠桿平衡,由杠桿平衡條件可得:G左L左=G右L右,
因G左>G右,L左<L右;
(2)蠟燭燃燒速度相同,過一段時(shí)間后,蠟燭減少的質(zhì)量△m相同,減少的重力△G相同,
左邊(G左﹣△G)L左,右邊(G右﹣△G)L右,G左L左=G右L右,
則:(G左﹣△G)L左﹣(G右﹣△G)L右=G左L左﹣G右L右﹣△GL左+△GL右=△GL右﹣△GL左,
由于L左<L右,故△GL右﹣△GL左>0,
(G左﹣△G)L左﹣(G右﹣△G)L右>0,
即:左邊力與力臂的乘積大于右邊力與力臂的乘積,杠桿不再平衡,左端下降。
故選:A。
12.如圖所示,質(zhì)量和底面積均相同的甲、乙兩容器中裝有質(zhì)量和深度均相同的不同液體,則甲、乙兩容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p甲和p乙的關(guān)系以及容器中液體對(duì)容器底的壓力F甲和F乙的關(guān)系,正確的是( ?。?br />
A.p甲=p乙,F(xiàn)甲=F乙 B.p甲=p乙,F(xiàn)甲>F乙
C.p甲>p乙,F(xiàn)甲<F乙 D.p甲>p乙,F(xiàn)甲>F乙
【分析】(1)容器對(duì)桌面的壓力等于容器和液體的重力之和,已知甲、乙兩容器的質(zhì)量相等,裝有質(zhì)量均相同的液體,根據(jù)F=G=mg可知甲、乙兩容器對(duì)水平桌面的壓力相等,兩容器的底面積相等,根據(jù)p=可知甲、乙兩容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p甲和p乙的大小關(guān)系;
(2)由題知,容器的底面積相同、液面高度相同,可得出液體的體積關(guān)系,又知道液體質(zhì)量相等,根據(jù)密度公式得出甲乙液體的密度關(guān)系;
利用液體壓強(qiáng)公式分析容器底部受到的液體壓強(qiáng)關(guān)系,再利用p=的變形式F=pS得出壓力大小關(guān)系。
【解答】解:(1)容器對(duì)桌面的壓力等于容器和液體的重力之和,已知甲、乙兩容器的質(zhì)量相等,裝有質(zhì)量均相同的液體,根據(jù)F=G=mg可知甲、乙兩容器對(duì)水平桌面的壓力相等,兩容器的底面積相等,根據(jù)p=可知甲、乙兩容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p甲=p乙;
(2)由于液體深度h、容器底面積S均相同,所以,由圖知液體的體積:V甲<V乙;已知兩液體的質(zhì)量相等,由ρ=可得ρ甲>ρ乙;
已知液體深度h相同,且ρ甲>ρ乙,由p=ρgh可知,容器底部受到的液體壓強(qiáng):p甲′>p乙′;
而容器底面積相同,由p=的變形式F=pS可知,液體對(duì)容器底部的壓力:F甲>F乙;
故選:B。
13.小明找來三個(gè)相同的燒杯,質(zhì)量均為m,分別裝上相同體積的甲、乙、丙三種不同的液體,再將燒杯放在同一個(gè)水槽中,靜止時(shí)如圖所示,其中丙杯內(nèi)液體的液面與水面剛好相平。則下列說法正確的是( ?。?br />
A.三個(gè)燒杯所受浮力相等
B.甲液體的質(zhì)量最大
C.丙液體的密度比水小
D.丙液體的密度與水的密度相等
【分析】(1)判斷燒杯排開水的體積,由浮力的公式F?。溅裧V排判斷浮力的大小;
(2)根據(jù)F?。紾判斷出燒杯與液體總重力的關(guān)系,進(jìn)一步得出液體的重力關(guān)系,再利用G=mg判斷出液體質(zhì)量的關(guān)系,最后利用密度公式得出三種液體的密度關(guān)系;
(3)對(duì)丙進(jìn)行受力分析可知:F浮=G杯+G丙液,然后分別用阿基米德原理的應(yīng)用、重力公式和密度公式表示浮力和重力,進(jìn)一步得出丙液體密度與水密度的關(guān)系。
【解答】解:
A、由圖可知:V甲排<V丙排<V乙排;由F?。溅裧V排可知:燒杯所受的浮力:F乙>F丙>F甲,故A錯(cuò)誤;
BCD、根據(jù)F?。紾可知:燒杯與液體的總重力:G乙>G丙>G甲,由于燒杯相同,所以三種液體的重力關(guān)系:G乙液>G丙液>G甲液,
由G=mg可知,液體的質(zhì)量關(guān)系:m乙液>m丙液>m甲液,
由于三種液體的體積相同,由ρ=可得,ρ乙液>ρ丙液>ρ甲液;
對(duì)丙進(jìn)行受力分析可知:F?。紾杯+G丙液,
由F?。溅裧V排、G=mg和ρ=可得:ρ水gV排=ρ杯gV杯+ρ丙液gV丙液,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因燒杯有一定厚度,且丙液體液面與水面相平,則右邊燒杯排開水的總體積等于燒杯自身浸入的體積加上丙液體的體積,即V排=V杯浸+V丙液,
所以①式可寫為ρ水gV杯浸+ρ水gV丙液=ρ杯gV杯+ρ丙液gV丙液,
因?yàn)棣驯睛阉?,所以ρ水gV杯浸<ρ杯gV杯,則ρ水gV丙液>ρ丙液gV丙液,所以ρ水>ρ丙液,故C正確,BD錯(cuò)誤。
故選:C。
二、填空題(每空1分,共23分)
14.俗話說“雞蛋碰石頭”,說明產(chǎn)生力至少需要 兩個(gè)?。ㄟx填“一個(gè)”或“兩個(gè)”)物體,雞蛋碰石頭的結(jié)局通常是雞蛋被碰破,而石頭卻完好,雞蛋對(duì)石頭的力 等于?。ㄟx填“大于”、“小于”或“等于”)石頭對(duì)雞蛋的力。“雞蛋碰石頭”的例子很好的說明了力的作用是 相互的 。
【分析】力是物體對(duì)物體的作用,產(chǎn)生力的作用至少要有兩個(gè)物體,物體間力的作用是相互的,一對(duì)相互作用力的大小相等。
【解答】解:“雞蛋碰石頭”,包括了雞蛋和石頭兩個(gè)物體,說明產(chǎn)生力需要兩個(gè)物體。
“雞蛋碰石頭”這個(gè)過程中,雞蛋對(duì)石頭的力和石頭對(duì)雞蛋的力是一對(duì)相互作用力,它們大小相等。
故答案為:兩個(gè);等于;相互的。
15.如圖所示,若車輛不慎掉入河水中,隨著水位升高,車門上A處受到水的壓強(qiáng)將 增大?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”)。若車門在水中部分的面積為0.8m2,受到水的平均壓強(qiáng)為5×103Pa,則此時(shí)車門所受水的壓力為 4×103 N。此時(shí)推開車門需要的力大小相當(dāng)于舉起 400 kg水用的力。因此,若汽車不慎駛?cè)牒铀?,?yīng)立即設(shè)法從車內(nèi)逃離,避免危險(xiǎn)。(g=10N/kg)
【分析】(1)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh分析A處受到水的壓強(qiáng)如何變化;
(2)由壓強(qiáng)的變形公式F=pS可以求出車門所受水的壓力,根據(jù)G=mg求出水的質(zhì)量。
【解答】解:
(1)隨著水位升高,A處水的深度h不斷增大,由p=ρgh可知,A處受到水的壓強(qiáng)將增大;
(2)由題知,車門在水下部分的面積為0.8m2,受到水的平均壓強(qiáng)為5×103Pa,
由p=可得,此時(shí)車門所受水的壓力:F=pS=5×103Pa×0.8m2=4×103N;
由題意可知水的重力G=F=4×103N,根據(jù)G=mg可得水的質(zhì)量:m===400kg,即相當(dāng)于舉起400kg水用的力。
故答案為:增大;4×103;400。
16.(2分)注射疫苗用注射器吸取藥液時(shí),先把針管里的活塞推到底端,然后把針頭插入藥液中,再提起活塞,藥液在 大氣壓 的作用下進(jìn)入針管里;在我國(guó)的青藏高原,人們用鍋煮飯往往不易煮熟,這是因?yàn)楦咴瓪鈮旱?,水的沸點(diǎn) 低于?。ㄌ睢暗陀凇?、“高于”或“等于”)100℃。
【分析】(1)大氣壓在生活中有廣泛的應(yīng)用,吸飲料和吸藥液都是利用大氣壓;
(2)液體的沸點(diǎn)跟氣壓的大小有關(guān),氣壓增大,沸點(diǎn)升高;氣壓減小,沸點(diǎn)降低。
【解答】解:先把針管里的活塞推到底端,然后把針頭插入藥液中,提起活塞,藥液在大氣壓的作用下進(jìn)入針管。
氣壓隨高度而變化,我國(guó)的青藏高原海拔高,高山上氣壓低,水的沸點(diǎn)低不容易煮熟飯。
故答案為:大氣壓;低于。
17.(2分)當(dāng)一個(gè)鋁塊有一半體積浸入水中時(shí),排開水的質(zhì)量為m0,則此鋁塊受到的浮力為 m0g??;當(dāng)它全部浸沒水中時(shí),受到的浮力為 2m0g 。
【分析】根據(jù)阿基米德原理求出鋁塊有一半體積浸入水中時(shí)的浮力大小,當(dāng)它全部浸沒水中時(shí),排開水的體積是原來的2倍,根據(jù)阿基米德原理即可求出受到的浮力。
【解答】解:當(dāng)一個(gè)鋁塊有一半體積浸入水中時(shí),V排1=V;
根據(jù)阿基米德原理可知,此時(shí)鋁塊受到的浮力:F浮1=G排=m0g;
物體全部浸沒水中時(shí),排開水的體積:V排2=V;根據(jù)F浮=ρ水gV排可知,浮力是原來的2倍,
所以,物體全部浸沒水中時(shí)的浮力:F浮2=2F浮1=2m0g。
故答案為:m0g;2m0g。
18.如圖所示,分別利用甲,乙兩滑輪勻速提起兩個(gè)重物,圖中使用甲滑輪的好處是 可以改變作用力方向 。其中乙滑輪的自由端F2上升4m,則物體升高 2 m;不計(jì)滑輪和繩子的重力及摩擦,若拉力F1=F2,則G1 小于 G2(選填“小于”、“等于”或“大于”)。
【分析】(1)定滑輪使用時(shí),滑輪的位置固定不變;定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,不省力也不費(fèi)力,但可以改變作用力方向;
(2)動(dòng)滑輪使用時(shí),滑輪隨重物一起移動(dòng);動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,省一半力多費(fèi)1倍距離。
【解答】解:如圖所示甲為定滑輪,乙為動(dòng)滑輪。
(1)圖中使用甲滑輪的好處是,可以改變作用力方向;
(2)動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,省一半力多費(fèi)1倍距離,乙滑輪的自由端F2上升4m,則物體升高2m;
(3)定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,不省力也不費(fèi)力,故F1=G1;動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,故F2=G2,G2=2F2,故G1<G2。
故答案為:可以改變作用力方向;2;小于。
19.圖中,在滾擺實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)滾輪向下滾動(dòng)時(shí),滾輪的 重力勢(shì) 能轉(zhuǎn)化為 動(dòng) 能,機(jī)械能 不變?。ㄌ睢白冃 薄ⅰ白兇蟆被颉安蛔儭保?。(不考慮空氣的阻力和摩擦)
【分析】物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,而且在轉(zhuǎn)化過程中,如果不考慮空氣的阻力和摩擦,機(jī)械能的總量保持不變;動(dòng)能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān),重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。
【解答】解:不考慮空氣的阻力和摩擦?xí)r,滾擺從最高處向下運(yùn)動(dòng)的過程中,其機(jī)械能不變;滾擺的質(zhì)量不變,高度減小,重力勢(shì)能減小,速度增大,動(dòng)能增大,減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
故答案為:重力勢(shì);動(dòng);不變。
20.(2分)掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種,它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃。如圖所示是一款集自動(dòng)清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計(jì)于一體的地面清掃機(jī)器人。若該機(jī)器人工作時(shí)功率為75W,在10s內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為5m,則該機(jī)器人在10s內(nèi)所做的功是 750 J,該機(jī)器人在沿直線勻速清掃過程中受到的阻力為 150 N。
【分析】(1)知道機(jī)器人工作時(shí)功率和時(shí)間,根據(jù)W=Pt求出在10s內(nèi)所做的功;
(2)知道牽引力做的功和該機(jī)器人在沿直線勻速清掃過程中前進(jìn)的距離,根據(jù)W=Fs求出牽引力的大小,該機(jī)器人在沿直線勻速清掃過程中處于平衡狀態(tài),受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力,二力的大小相等。
【解答】解:(1)由P=得,該機(jī)器人在10s內(nèi)所做的功:
W=Pt=75W×10s=750J;
(2)由W=Fs可得,該機(jī)器人在沿直線勻速清掃過程中的牽引力:
F===150N,
因該機(jī)器人在沿直線勻速清掃過程中處于平衡狀態(tài),受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力,
所以,在此過程中受到的阻力:f=F=150N。
故答案為:750;150。
21.如圖所示,已知撬棒AD=1m,CD=BC=0.15m,石頭垂直作用在棒上的力是420N,若要撬動(dòng)石頭,則施加在撬棒A點(diǎn)的力最小時(shí),則必須 D?。ㄟx填“B”,“C”或“D”)為支點(diǎn)時(shí),施加在A點(diǎn)最小的力為 63N 。
【分析】根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2的變形公式F1=可得,在阻力和阻力臂一定時(shí),動(dòng)力臂L1越大,動(dòng)力F1越小。
【解答】解:要使施加在撬棒A點(diǎn)的動(dòng)力最小,應(yīng)使動(dòng)力臂L1最大;
當(dāng)以D為支點(diǎn),在A點(diǎn)施加垂直AD向上的動(dòng)力時(shí),動(dòng)力臂L1=AD=1m,即動(dòng)力臂為最大值,則動(dòng)力為最??;
此時(shí)阻力F2=420N,阻力臂L2=CD=0.15m,
根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得,施加在撬棒A點(diǎn)的力:F1===63N。
故答案為:D;63N。
22.(2分)某同學(xué)家新房裝修時(shí),在地面與窗臺(tái)間放置斜木板,將瓷磚沿木板從地面勻速拉上窗臺(tái)。如圖所示,已知窗臺(tái)高3m,木板長(zhǎng)5m,瓷磚重為600N,斜面的機(jī)械效率為90%,則克服物體的重力所做的功為 1800 J,瓷磚在斜木板上所受的摩擦力為 40 N。
【分析】知道瓷磚的重力和斜面高度,根據(jù)W有用=Gh求出克服重力做功;知道斜面的機(jī)械效率求出總功,知道總功和有用功,求出額外功,根據(jù)W額=fs求出摩擦力。
【解答】解:
克服物體的重力所做的有用功:W有用=Gh=600N×3m=1800J,
斜面的機(jī)械效率為90%,
因?yàn)棣牵剑?br />
所以90%=,
解得總功為:W總=2000J,
克服摩擦力做的額外功:W額=W總﹣W有用=2000J﹣1800J=200J,
因?yàn)閃額=fs,
所以,200J=f×5m,
解得摩擦力為:f=40N。
故答案為:1800;40。
三、作圖、實(shí)驗(yàn)探究題(共23分)
23.(2分)如圖所示,有一桿可繞O轉(zhuǎn)動(dòng),在力F作用下靜止在水平位置,請(qǐng)?jiān)趫D中作出物體所受重力G示意圖和力F的力臂L。
【分析】(1)作重力的示意圖時(shí),首先找出重心;然后用一條帶箭頭的線段表示重力,重力的方向是豎直向下的;最后標(biāo)出重力的符號(hào)G;
(2)力臂的畫法:①首先根據(jù)杠桿的示意圖,確定杠桿的支點(diǎn);②確定力的作用點(diǎn)和力的方向,畫出力的作用線;③從支點(diǎn)向力的作用線作垂線,支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂。
【解答】解:
從物體的重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段,在線段的末端標(biāo)上符號(hào)G,即為物體所受重力的示意圖;
延長(zhǎng)力F畫出力的作用線,從支點(diǎn)O向力F的作用線作垂線,支點(diǎn)到垂足的距離就是F的力臂L。如圖所示:
24.(2分)如圖所示,某人用滑輪組提起物體,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出滑輪組最省力的繞線方式。
【分析】滑輪組繩子的繞法,有兩種:
一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上,繞過下面的動(dòng)滑輪,再繞過上面的定滑輪;
二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,繞過定滑輪,然后再繞過動(dòng)滑輪;
滑輪組最省力的繞繩方法,其實(shí)就是尋找連接動(dòng)滑輪最多的繩子段數(shù)。
【解答】解:圖中滑輪組有兩種繞線方法,一種是由兩段繩子承擔(dān)物重,另一種是由三段繩子承擔(dān)物重;要想最省力,應(yīng)選用三段繩子承擔(dān)的繞法,即繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,然后依次繞線,如圖所示:
25.在研究牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中如圖所示,小車從同一斜面及同一高度下滑,在不同材料上繼續(xù)運(yùn)動(dòng),分別停止在圖示位置上,則:
(1)使小車從同一高度滑下是為了使小車到達(dá)斜面底端時(shí) 速度相同 。
(2)小車在不同平面上通過的距離不等,這表明: 水平面越光滑,小車受到的阻力越小 ,小車滑行的距離越遠(yuǎn)。
(3)由實(shí)驗(yàn)可以得到的推論是:當(dāng)物體不受外力作用時(shí), 將做勻速直線運(yùn)動(dòng) 。
【分析】(1)為使小車到達(dá)水平面的速度相同,使小車從同一斜面的同一高度處由靜止滑下;
(2)平面越光滑,小車受到的阻力越小,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可知小車前進(jìn)的距離就越遠(yuǎn);
(3)推理:若運(yùn)動(dòng)的小車不受任何阻力,將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:(1)根據(jù)控制變量法,要比較小車在不同的水平面上運(yùn)動(dòng)的距離,必須讓小車進(jìn)入水平面時(shí)有相同的速度,這樣必須使同一小車從同一斜面的同一高度滑下。
(2)木板比棉布、毛巾光滑,小車受到的阻力就小,觀察圖中可知,小車前進(jìn)的距離最遠(yuǎn),說明水平面越光滑,小車受到的阻力越??;
(3)根據(jù)“平面越光滑,小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)”可以推想,當(dāng)平面絕對(duì)光滑時(shí),即阻力為零時(shí),小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
故答案為:(1)速度相同;(2)水平面越光滑,小車受到的阻力越?。唬?)將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
26.如圖所示是探究“物體動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。讓小球從同一斜面某處由靜止釋放,撞擊同一水平面上的同一木塊,木塊移動(dòng)一段距離后停止。
(1)該實(shí)驗(yàn)通過比較 木塊被撞擊后移動(dòng)的距離 來反映A物體的動(dòng)能大小。
(2)由甲、乙圖可得出結(jié)論:物體質(zhì)量一定, 速度 越大,動(dòng)能越大。
(3)若要研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系,則需將不同質(zhì)量的物體從斜面 相同?。ㄟx填“相同”或“不同”)高度由靜止?jié)L下,并觀察記錄。
【分析】(1)根據(jù)轉(zhuǎn)換法分析;
(2)高度不同,小球滑到平面時(shí)的速度不同;
(3)研究物體動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系時(shí),要保證速度相同,質(zhì)量不同。
【解答】解:
(1)該實(shí)驗(yàn)中小球動(dòng)能的大小是通過木塊移動(dòng)的距離體現(xiàn)的,木塊被撞的越遠(yuǎn),說明小球的動(dòng)能越大,被撞的越近,說明小球的動(dòng)能越小,這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想;
(2)同一物體A從斜面高處滾下,高度越大,物體B被撞得越遠(yuǎn),說明動(dòng)能越大,可得結(jié)論為:當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí),物體的速度越大,動(dòng)能越大;
(3)為了研究物體動(dòng)能與物體質(zhì)量的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中多次讓不同質(zhì)量的物體從斜面同一高度上靜止?jié)L下時(shí),控制了小球的速度相同,應(yīng)改變物體A的質(zhì)量,則需不同質(zhì)量的物體從斜面相同高度由靜止?jié)L下,并觀察記錄。
故答案為:(1)木塊被撞擊后移動(dòng)的距離;(2)速度;(3)相同。
27.學(xué)習(xí)了功率以后,小明同學(xué)想測(cè)量一下自己上樓的功率。
(1)他已經(jīng)找到的器材有磅秤和刻度尺,還需要的器材有 秒表 。
(2)小明同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下,其中多余的步驟是 。
A.測(cè)出自己的質(zhì)量m
B.測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度L
C.測(cè)出一樓到三樓的豎直高度h
D.測(cè)出上樓所用的時(shí)間t
E.算出自己上樓的功率P
(3)用所測(cè)物理量計(jì)算功率的表達(dá)式是P= 。
【分析】(1)根據(jù)P=,公式中的功W=Gh=mgh.根據(jù)原理中的物理量來選擇所需的器材,進(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。
(2)根據(jù)P===可知,要測(cè)量該同學(xué)登樓時(shí)克服重力做功的功率,只要測(cè)量一下該同學(xué)的質(zhì)量、爬樓時(shí)間和從一樓到三樓的高度即可求出。
(3)根據(jù)功率公式可直接推導(dǎo)得出功率測(cè)量的表達(dá)式。
【解答】解:
(1)要測(cè)量一下自己上樓的功率,除了磅秤和刻度尺可測(cè)人的質(zhì)量和樓高,還需要用秒表測(cè)量時(shí)間;
(2)(3)功率的定義式為:P=,上樓時(shí)克服重力做的功W=Gh=mgh。
則用所測(cè)物理量計(jì)算功率的表達(dá)式為:P===;
要測(cè)量該同學(xué)登樓時(shí)克服重力做功的功率,只要測(cè)量該同學(xué)的質(zhì)量、爬樓時(shí)間和從一樓到三樓的高度,不需要測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度,故B步驟是多余的。
故答案為:(1)秒表;(2)B;(3)。
28.(5分)在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:
(1)如圖所示,若杠桿在使用前左端低、右端高,要使它在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿右端的螺母向 右?。ㄟx填“左”或“右”)調(diào)節(jié)至平衡。杠桿平衡后,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中, 不可以?。ㄟx填“可以”或“不可以”)再旋動(dòng)兩側(cè)的螺母。
(2)下列實(shí)驗(yàn)步驟中:
A.將杠桿放在支架上,調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。
B.計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F1L1和F2L2的大小,根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件。
C.再次改變鉤碼的個(gè)數(shù)或位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
D.記下動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,將數(shù)據(jù)填入表格中。
E.將鉤碼掛在杠桿的兩邊,改變鉤碼的位置,使杠桿在水平位置重新平衡。
正確的順序是 AEDCB (填字母)。
(3)每個(gè)鉤碼重1N,杠桿上每格長(zhǎng)度是4cm。如表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
次數(shù)
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
8
2
4
2
2
8
1
16
3
2
12
3
8
將第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整;
(4)分析上述數(shù)據(jù),可得出杠桿的平衡條件是: 動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2) 。
【分析】(1)實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)首先進(jìn)行杠桿平衡調(diào)節(jié),根據(jù)杠桿的平衡條件,杠桿不平衡時(shí),左、右兩端的螺母(或一端的螺母)向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)。但實(shí)驗(yàn)過程中,螺母再調(diào)節(jié)會(huì)改變杠桿重心的位置,使杠桿重力對(duì)杠桿平衡又產(chǎn)生影響,因此不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。
(2)探究杠桿平衡條件的步驟:①調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡;
②左右掛不同數(shù)量的鉤碼,使杠桿在水平位置重新平衡,繼續(xù)動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂;
③改變鉤碼的位置和數(shù)量,重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
④對(duì)動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂進(jìn)行分析,得到杠桿平衡條件。
(3)根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)和杠桿平衡條件F1L1=F2L2進(jìn)行計(jì)算;
(4)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析動(dòng)力、動(dòng)力臂的乘積及阻力、阻力臂乘積的關(guān)系得出結(jié)論:F1L1=F2L2。
【解答】解:(1)在使用此杠桿前發(fā)現(xiàn)左端低,右端高,說明杠桿的重心偏左,要使它在水平位置平衡,左、右兩端的螺母(或一端的螺母)都要向杠桿上翹的右端調(diào)節(jié)。所以可以將杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié),也可以將左端的平衡螺母向右調(diào)節(jié),此后,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,螺母再調(diào)節(jié)會(huì)改變杠桿重心的位置,使杠桿重力對(duì)杠桿平衡又產(chǎn)生影響,因此不能再旋動(dòng)兩側(cè)的平衡螺母;
(2)經(jīng)分析,探究杠桿平衡的步驟為:
A、調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點(diǎn)兩邊,先改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小,然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小,使杠桿在水平位置重新平衡。
D、記下動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,將數(shù)據(jù)填入表格中。
C、改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
B、計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F1L1和F2L2的大小,根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件。
故正確的順序是:AEDCB;
(3)根據(jù)F1L1=F2L2知:第3次實(shí)驗(yàn)中:L2===8cm;
(4)由表格中數(shù)據(jù)知,動(dòng)力、動(dòng)力臂的乘積等于阻力、阻力臂的乘積,可得杠桿平衡條件是:F1L1=F2L2。
故答案為:(1)右;不可以;(2)AEDCB;(3)8;(4)動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2)。
29.(5分)制作簡(jiǎn)易密度計(jì)。
(1)小明取一根粗細(xì)均勻的飲料吸管,在其下端塞入適量橡皮泥并用石蠟封口。塞入橡皮泥的目的是使吸管能 豎直漂浮 在液體中,此時(shí)吸管受到的浮力 等于 重力(選填“等于”“大于”或“小于”)。
(2)將吸管放到水中的情景甲圖所示,測(cè)得浸入的長(zhǎng)度為H;放到另一液體中的情景如乙圖所示,浸入的長(zhǎng)度為h,用ρ液、ρ水分別表示液體和水的密度,則ρ液 > ρ水(選填“=”“>”或“<”)。
(3)小明在吸管上標(biāo)出與液面位置相平的刻度線及相應(yīng)密度值ρ,如甲圖在吸管上標(biāo)出1.0刻度線(單位g/cm3,下同),表示水的密度,再將此吸管放入不同的液體中,液面所對(duì)應(yīng)吸管的位置處標(biāo)出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度線(圖中未畫出)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),0.9刻線是在1.0刻線的 上?。ㄟx填“上”或“下”)方。
(4)在制作密度計(jì)的過程中,小明發(fā)現(xiàn)吸管中裝入橡皮泥的質(zhì)量不同,吸管浸入液體中標(biāo)出的相鄰兩個(gè)刻度的間隔不同,裝橡皮泥質(zhì)量越大的密度計(jì),相鄰兩個(gè)刻度的間隔越 大?。ㄟx填“大”或“小”)。
【分析】(1)因?yàn)榇旨?xì)均勻的飲料吸管在液體不能豎直漂浮,為了使它保持豎直的漂浮,就在其下端塞入適量橡皮泥;根據(jù)漂浮的條件判斷吸管受到的浮力與重力的關(guān)系;
(2)從圖甲和圖乙中可以看出,吸管在水和另一種液體中,浸入的深度不同,但都漂浮,所以浮力相等,都等于自身的重力,根據(jù)公式F?。溅岩篻V排通過比較排開液體的體積大小可以比較液體密度的大小;
(3)根據(jù)物體漂浮條件和F浮=ρ液gV排得出ρ液與h的關(guān)系式,由關(guān)系式可知密度計(jì)上端刻度代表的密度小、下端刻度代表的密度大;
(4)根據(jù)物體漂浮條件和F?。溅岩篻V排得出h與吸管重力G的關(guān)系式,分析關(guān)系式可得間隔大小。
【解答】解:(1)為了讓飲料吸管能豎直的漂浮在液體中,吸管下端塞入一些橡皮泥作為配重,這樣做目的是為了降低重心,讓密度計(jì)豎直漂浮在液體中;
飲料吸管豎直的漂浮在液體中,根據(jù)漂浮條件可知;吸管所受浮力與重力相等;
(2)由于吸管在圖甲、圖乙中均漂浮,所以F?。紾,
則吸管在水和另一種液體中受到的浮力相等,
因?yàn)镕?。溅岩篻V排,V排水>V排液,所以ρ水<ρ液;
(3)設(shè)吸管的底面積為S,根據(jù)物體漂浮條件可知,
G=F浮液=ρ液gV排液=ρ液gSh……①,
所以液體的密度:ρ液=,
式中,吸管的重力G、S、g均不變,所以ρ液與h成反比,
因此吸管上端刻度代表的密度小、下端刻度代表的密度大,即0.9刻線是在1.0刻線的上方。
(4)由①可知,h=,式中ρ液、S、g一定,G越大,h越大,即相鄰兩個(gè)刻度的間隔越大。
故答案為:(1)豎直漂?。坏扔?;(2)>;(3)上;(4)大。
四、計(jì)算題(30題6分,31題9分,共15分)
30.(6分)用如圖所示的滑輪組將重60N的貨物勻速提升1m的過程中,所用拉力F=40N.不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦。求:
(1)上述過程中的有用功W;
(2)上述過程中提升動(dòng)滑輪所做的功W。
(3)若用該滑輪組勻速提起80N的貨物,則滑輪組的機(jī)械效率η為多大?
【分析】(1)利用W=Gh求有用功;
(2)由圖可知,n=2,則繩端移動(dòng)的距離s=nh,利用W=Fs求拉力做的總功,不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩,提升動(dòng)滑輪所做的額外功等于總功減去有用功;
(3)利用W=Gh求動(dòng)滑輪重力,再利用η===求用該滑輪組勻速提起G′=80N的貨物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。
【解答】解:
(1)有用功:
W有用=Gh=60N×1m=60J;
(2)由圖可知,n=2,則繩端移動(dòng)的距離s=nh=2×1m=2m,
拉力做的總功:
W總=Fs=40N×2m=80J,
不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩,提升動(dòng)滑輪所做的額外功:
W額=W總﹣W有用=80J﹣60J=20J;
(3)由W額=G輪h可得動(dòng)滑輪重力:
G輪===20N,
用該滑輪組勻速提起G′=80N的貨物,滑輪組的機(jī)械效率:
η′====×100%=80%。
答:(1)上述過程中的有用功為60J;
(2)上述過程中提升動(dòng)滑輪所做的功為20J;
(3)若用該滑輪組勻速提起80N的貨物,滑輪組的機(jī)械效率為80%。
31.(9分)如圖甲所示,邊長(zhǎng)為0.1m的正方體木塊漂浮在水面上,木塊的下表面距離水面0.06m,求:(g取10N/kg)
(1)木塊受到的浮力是多大?
(2)木塊的密度是多少?
(3)若在木塊上放一金屬塊,木塊恰好沒入水中,如圖乙所示,則金屬塊的重力是多少?
【分析】(1)知道邊長(zhǎng)和浸入的深度可以求木塊的排開水的體積,又知道水的密度,根據(jù)阿基米德原理即可求木塊受到的浮力;
(2)根據(jù)物體浮沉條件的得出木塊的重力,利用G=mg可求其質(zhì)量;利用體積公式求出木塊的體積,再利用密度公式計(jì)算木塊的密度;
(3)根據(jù)F?。溅裧V排求出木塊全部浸沒在水中受到的浮力,然后根據(jù)漂浮時(shí)浮力等于總重力可求出金屬塊的重力。
【解答】解:(1)木塊排開水(浸入水中)的體積:V排=Sh=0.1m×0.1m×0.06m=0.0006m3,
木塊受到水的浮力:F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.0006m3×10N/kg=6N;
(2)木塊的體積:V木=L3=(0.1m)3=0.001m3,
木塊漂浮在水面上,根據(jù)物體浮沉條件可得木塊的重力:G木=F?。?N,
木塊的質(zhì)量:m木===0.6kg,
則木塊的密度:ρ木===0.6×103kg/m3;
(3)木塊全部浸沒在水中受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N,
因?yàn)槟緣K與金屬塊處于漂浮狀態(tài),則F浮′=G木+G鐵,
所以金屬塊的重力:G鐵=F浮′﹣G木=10N﹣6N=4N。
答:(1)木塊受到的浮力是6N;
(2)木塊的密度是0.6×103kg/m3;
(3)若在木塊上放一金屬塊,木塊恰好沒入水中,則金屬塊的重力是4N。
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