
?2022-2023學(xué)年吉林省長(zhǎng)春市經(jīng)開(kāi)區(qū)八年級(jí)(下)期末物理試卷
一、選擇題(每題2分,共計(jì)20分)
1.(2分)下列哪個(gè)物理量不是以科學(xué)家的姓名作為國(guó)際單位的是( ?。?br />
A.力 B.功 C.功率 D.長(zhǎng)度
2.(2分)自行車(chē)是一種低碳環(huán)保的交通工具,它的結(jié)構(gòu)及使用與物理知識(shí)密切相關(guān),下列對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是( ?。?br />
A.停止蹬車(chē),車(chē)不會(huì)立即停下來(lái)——物體具有慣性
B.自行車(chē)車(chē)把——省力杠桿
C.自行車(chē)輪胎表面有凸起的花紋——增大摩擦力
D.騎自行車(chē)上坡的過(guò)程——?jiǎng)幽苋哭D(zhuǎn)化成內(nèi)能
3.(2分)如圖所示是飛機(jī)機(jī)翼的截面圖,當(dāng)飛機(jī)水平飛行時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.機(jī)翼上方空氣速度大,壓強(qiáng)小
B.機(jī)翼上方空氣速度大,壓強(qiáng)大
C.機(jī)翼下方空氣速度大,壓強(qiáng)小
D.機(jī)翼下方空氣速度大,壓強(qiáng)大
4.(2分)如圖是小明在過(guò)春節(jié)貼年畫(huà)時(shí)出現(xiàn)的情況,為了把年畫(huà)貼正,下列做法中正確的是( )
A.轉(zhuǎn)動(dòng)年畫(huà),使年畫(huà)的長(zhǎng)邊與鉛垂線平行
B.轉(zhuǎn)動(dòng)鉛垂線,使鉛垂線與年畫(huà)的長(zhǎng)邊平行
C.上下移動(dòng)年畫(huà)的位置
D.換用質(zhì)量較大的重錘
5.(2分)如圖所示的是神舟十三號(hào)載人飛船返回艙返回地面時(shí)的情境。打開(kāi)降落傘后,若返回艙在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可看作是豎直向下的勻速運(yùn)動(dòng),則關(guān)于返回艙在這段時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是( )
A.返回艙的動(dòng)能不變 B.返回艙的重力勢(shì)能不變
C.返回艙的機(jī)械能不變 D.返回艙所受重力不做功
6.(2分)如圖所示,將蘋(píng)果放在水中,靜止后會(huì)漂浮在水面上。若將蘋(píng)果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,則余下的蘋(píng)果將(假設(shè)蘋(píng)果密度均勻)( ?。?br />
A.漂浮 B.懸浮 C.下沉 D.無(wú)法確定
7.(2分)如圖所示,在50N的水平拉力F的作用下,重600N的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力是自身重力的0.2倍,繩子自由端向前移動(dòng)的速度為0.6m/s。則( ?。?br />
A.拉力F的功率為3W
B.1min內(nèi)物體移動(dòng)的距離為36m
C.1min內(nèi)所做的有用功為1440J
D.該滑輪組的機(jī)械效率為85%
8.(2分)如圖所示要使杠桿平衡,作用在A點(diǎn)上的力分別為F1、F2、F3,其中最小的力是( )
A.沿豎直方向的力F1最小
B.沿垂直杠桿方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小
D.無(wú)論什么方向用力一樣大
9.(2分)在連通器的兩端分別裝有鹽水和清水,液面相平,如圖所示,如果將閥門(mén)打開(kāi),則( ?。?br />
A.鹽水向右流動(dòng) B.清水向左流動(dòng)
C.均不流動(dòng) D.無(wú)法判斷
10.(2分)如圖所示,三個(gè)相同的杯子裝質(zhì)量相等的水,將質(zhì)量相等的鐵塊、銅塊、鋁塊(ρ鋁<ρ鐵<ρ銅)分別浸沒(méi)水中(水未溢出).比較杯子底部受到的液體壓強(qiáng)( )
A.放鐵塊的壓強(qiáng)最小 B.放銅塊的壓強(qiáng)最小
C.放鋁塊的壓強(qiáng)最小 D.壓強(qiáng)相等
二、非選擇題(每空1分,每圖1分,共計(jì)50分)
11.(3分)如圖是小芳參加跳遠(yuǎn)比賽時(shí)的情景,小芳起跳時(shí)用力向下蹬地,身體騰空而起這是因?yàn)槲矬w間力的作用是 ,落到沙坑中會(huì)留下痕跡,說(shuō)明力可以改變物體的 。小芳每一次跳遠(yuǎn)總是落到地面,是因?yàn)槭艿? 的作用。
12.(4分)如題圖中的水平桌面足夠長(zhǎng)且托盤(pán)始終不會(huì)到地,不計(jì)托盤(pán)質(zhì)量和滑輪與繩的摩擦。物體A重10N,當(dāng)物體B重為2N時(shí),物體A保持靜止,這時(shí)A物體受到的摩擦力為 N;當(dāng)物體B重為3N時(shí),物體A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)A受到的摩擦力是 N,當(dāng)物體B重為5N時(shí),物體A繼續(xù)向右做 運(yùn)動(dòng),此時(shí)A受到的摩擦力是 N。
13.(3分)2019年4月23日,中國(guó)人民海軍成立70周年閱兵儀式在黃海舉行。
(1)兩并排行駛的艦艇編隊(duì)間距較遠(yuǎn)(如圖所示),這是因?yàn)槿艨康眠^(guò)近,彼此間海水流速會(huì)很大,導(dǎo)致壓強(qiáng)很 ,壓力差會(huì)使艦艇發(fā)生碰撞;
(2)在儀式上,我國(guó)研制的新型核潛艇浮出水面接受檢閱,它是通過(guò)減小所受 (選填“重力”或“浮力”)實(shí)現(xiàn)上浮的;
(3)901綜合補(bǔ)給艦也一起亮相,該艦的滿載排水量約為40000t,它滿載時(shí)所受的浮力約為 N.(g=10N/kg)
14.(4分)小虎同學(xué)利用注射器(容積為V)、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺估測(cè)大氣壓的值。
(1)首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。目的是 。
(2)如圖所示,水平向右拉動(dòng)注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長(zhǎng)L,則大氣壓的值可近似為p0= 。(用F、V、L表示)
(3)本實(shí)驗(yàn)裝置若在高山上進(jìn)行。則拉力F值 ?。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”),托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)得一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓= mm水銀柱高。
15.(5分)如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)、木塊、砝碼、長(zhǎng)木板和毛巾探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”。
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿長(zhǎng)木板做 運(yùn)動(dòng),此時(shí)乙圖中的砝碼受到 個(gè)力的作用。
(2)圖甲中木塊所受的拉力大小為 N;請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出木塊所受摩擦力的示意圖;
(3)用力壓住橡皮,擦去寫(xiě)錯(cuò)的字,這是應(yīng)用了 兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。
16.(6分)為了探究動(dòng)能大小的影響因素,利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上開(kāi)展了如圖所示的探究活動(dòng)。
(1)該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動(dòng)能是指 的動(dòng)能;(選填“鋼球”或“木塊”)
(2)由甲、乙兩圖可知,當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能 ??;
(3)如甲、丙兩圖所示,讓不同質(zhì)量的鋼球從同一斜面的 由靜止?jié)L下,目的是 ,可得出結(jié)論: ?。?br />
(4)若斜面下方水平面光滑,本實(shí)驗(yàn) 達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。(選填“能”或“不能”)
17.(5分)在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想:
①與物體浸入液體中的深度有關(guān);②與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);③與液體的密度有關(guān)。
(1)請(qǐng)你寫(xiě)出能夠支持猜想③的一個(gè)生活現(xiàn)象: 。
(2)進(jìn)行探究時(shí),實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示。其中實(shí)驗(yàn)b中物體P所受浮力大小為 N。
(3)分析a、c、d三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度 ?。ㄟx填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);分析 三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);分析a、d、e三次實(shí)驗(yàn),可知在物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力 ?。ㄟx填“越大”或“越小”)。
18.(6分)實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
鉤碼重G/N
4
4
6
鉤碼上升的高度h/m
0.1
0.1
0.2
繩端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
繩端上移的距離s/m
0.3
0.4
機(jī)械效率
74.1%
62.5%
(1)通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實(shí)驗(yàn)是用圖 (選填“甲”或“乙”)所示裝置做的實(shí)驗(yàn)。
(2)通過(guò)第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論:使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大,滑輪組的機(jī)械效率 ?。ㄟx填“越高”“不變”或“越低”)。
(3)小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次實(shí)驗(yàn),表中第3次實(shí)驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為:繩端上移的距離s= m,機(jī)械效率η= 。
(4)比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:使用同一滑輪組,提升物體的重力越大,機(jī)械效率 。
(5)采用圖丙裝置,改變動(dòng)滑輪重G動(dòng),提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖丁的圖像。分析圖像中的A點(diǎn)可知,被提升物體所受的重力為 N。(忽略繩重和摩擦)
19.(7分)某同學(xué)在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)實(shí)驗(yàn)前,發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示,則應(yīng)將杠桿左端平衡螺母向 ?。ㄟx填“左”或“右”)端適當(dāng)調(diào)節(jié),使杠水平平衡;
序號(hào)
動(dòng)力F1/N
動(dòng)力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
1.0
20.0
3
3.0
10.0
2.0
15.0
(2)該同學(xué)通過(guò)如圖乙所示實(shí)驗(yàn)得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表,由表中數(shù)據(jù)推測(cè)出杠桿的平衡條件是(用F1、F2、l1、l2表示) 。
(3)若將乙圖右側(cè)鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì),如圖丙所示,保持杠桿水平平衡,彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向由豎直方向a變?yōu)榉较騜后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 ?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”),并請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出拉力b的力臂的示意圖;
(4)該同學(xué)在科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中將此裝置改裝成了一個(gè)杠桿液體密度計(jì),該裝置可測(cè)量小桶內(nèi)液體密度,如圖丁所示,將容積為20mL的小桶掛在M點(diǎn),調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡,已知OM=OA=5cm,則杠桿密度計(jì)的“0刻度”線應(yīng)在 ?。ㄟx填“O”或“A”)點(diǎn),將待測(cè)液體倒?jié)M小桶,在杠桿右端掛上重物并調(diào)節(jié)至N點(diǎn)位置時(shí),杠桿剛好水平平衡,重物質(zhì)量10g,ON=15cm,N點(diǎn)位置應(yīng)標(biāo)注的密度刻度值是 g/cm3,改裝后杠桿右端的密度刻度線 ?。ㄟx填“是”或“不是”)均勻分布的(g=10N/kg)。
20.(7分)如圖甲所示,一個(gè)實(shí)心正方體A放在水平面上。如圖乙所示,一個(gè)圓柱形容器置于水平桌面上,容器足夠高且G容=100N,容器內(nèi)放有一個(gè)實(shí)心長(zhǎng)方體B,底面積SB=300cm2,高h(yuǎn)B=10cm,B底部的中心通過(guò)一段細(xì)桿與容器底部相連。(桿重、體積和形變均不計(jì))
(1)現(xiàn)向容器內(nèi)緩慢注水,一段時(shí)間后停止注水,已知在注水過(guò)程中,細(xì)桿對(duì)物體的力F隨水深度h的變化關(guān)系如圖丙所示,細(xì)桿的長(zhǎng)度是 ??;
(2)B的重力是 ??;
(3)把A放在B的正上方,水面上升2cm后恰好與A的上表面相平,如圖丁所示,則此時(shí)液體對(duì)容器底部的壓力大小為多少。(寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和計(jì)算過(guò)程)
2022-2023學(xué)年吉林省長(zhǎng)春市經(jīng)開(kāi)區(qū)八年級(jí)(下)期末物理試卷
參考答案與試題解析
一、選擇題(每題2分,共計(jì)20分)
1.(2分)下列哪個(gè)物理量不是以科學(xué)家的姓名作為國(guó)際單位的是( ?。?br />
A.力 B.功 C.功率 D.長(zhǎng)度
【分析】根據(jù)對(duì)常見(jiàn)物理量及其單位的掌握作答。
【解答】解:在國(guó)際單位制中,
A、力的基本單位是牛頓。故A錯(cuò)誤;
B、功的基本單位是焦耳。故B錯(cuò)誤;
C、功率的基本單位是瓦特。故C錯(cuò)誤;
D、長(zhǎng)度的基本單位是米。故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了我們對(duì)常見(jiàn)物理量及其單位的掌握情況,屬于識(shí)記性知識(shí)的考查。
2.(2分)自行車(chē)是一種低碳環(huán)保的交通工具,它的結(jié)構(gòu)及使用與物理知識(shí)密切相關(guān),下列對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是( ?。?br />
A.停止蹬車(chē),車(chē)不會(huì)立即停下來(lái)——物體具有慣性
B.自行車(chē)車(chē)把——省力杠桿
C.自行車(chē)輪胎表面有凸起的花紋——增大摩擦力
D.騎自行車(chē)上坡的過(guò)程——?jiǎng)幽苋哭D(zhuǎn)化成內(nèi)能
【分析】(1)慣性是物質(zhì)的基本屬性,任何物體在任何時(shí)候都具有慣性。
(2)省力杠桿是指費(fèi)距離省力的杠桿。
(3)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。
(4)機(jī)械能和內(nèi)能之間會(huì)相互轉(zhuǎn)化。
【解答】A.停止蹬車(chē),車(chē)由于慣性,要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以不能立即停下來(lái)。故A正確。
B.自行車(chē)車(chē)把,阻力臂小于動(dòng)力臂,所以是省力杠桿。故B正確。
C.自行車(chē)輪胎表面有凸起的花紋,增大了接觸面的粗糙程度,所以摩擦力增大。故C正確。
D.騎自行車(chē)上坡的過(guò)程中,有部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,也有部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,故D錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了動(dòng)能與重力勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化、增大摩擦力的方法等,是基礎(chǔ)題。
3.(2分)如圖所示是飛機(jī)機(jī)翼的截面圖,當(dāng)飛機(jī)水平飛行時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.機(jī)翼上方空氣速度大,壓強(qiáng)小
B.機(jī)翼上方空氣速度大,壓強(qiáng)大
C.機(jī)翼下方空氣速度大,壓強(qiáng)小
D.機(jī)翼下方空氣速度大,壓強(qiáng)大
【分析】根據(jù)題目圖中所示,機(jī)翼上方凸出,在相同的時(shí)間里,上方機(jī)翼走過(guò)的路程多,則上方機(jī)翼空氣流速較大,壓強(qiáng)較小。機(jī)翼上下方所受的壓力差形成向上的升力,當(dāng)飛機(jī)的速度達(dá)到一定值時(shí),機(jī)翼所受的升力大于飛機(jī)自重,飛機(jī)就起飛了。那么題目答案則一目了然了。
【解答】解:由圖所示,飛機(jī)在飛行過(guò)程中,由于在相同的時(shí)間里,上方機(jī)翼走過(guò)的路程多,
則上方機(jī)翼空氣流速較大,而壓強(qiáng)則較小。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題目由所學(xué)知識(shí),考查了實(shí)際生活中常見(jiàn)的飛機(jī)的飛行原理,看學(xué)生能否將所學(xué)知識(shí)活學(xué)活用。
4.(2分)如圖是小明在過(guò)春節(jié)貼年畫(huà)時(shí)出現(xiàn)的情況,為了把年畫(huà)貼正,下列做法中正確的是( ?。?br />
A.轉(zhuǎn)動(dòng)年畫(huà),使年畫(huà)的長(zhǎng)邊與鉛垂線平行
B.轉(zhuǎn)動(dòng)鉛垂線,使鉛垂線與年畫(huà)的長(zhǎng)邊平行
C.上下移動(dòng)年畫(huà)的位置
D.換用質(zhì)量較大的重錘
【分析】由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力,重力的施力物體是地球,重力的作用點(diǎn)叫重心,重力的方向是豎直向下的。
【解答】解:如圖是小明在過(guò)春節(jié)貼年畫(huà)時(shí)出現(xiàn)的情況,為了把年畫(huà)貼正,應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)年畫(huà),使年畫(huà)的長(zhǎng)邊與鉛垂線平行,利用了重力的方向豎直向下。
故BCD錯(cuò)誤,A正確。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】深入理解重力概念,知道生活中利用重力的方向豎直向下的實(shí)例,是解答此題的關(guān)鍵。
5.(2分)如圖所示的是神舟十三號(hào)載人飛船返回艙返回地面時(shí)的情境。打開(kāi)降落傘后,若返回艙在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可看作是豎直向下的勻速運(yùn)動(dòng),則關(guān)于返回艙在這段時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A.返回艙的動(dòng)能不變 B.返回艙的重力勢(shì)能不變
C.返回艙的機(jī)械能不變 D.返回艙所受重力不做功
【分析】(1)動(dòng)能的影響因素是質(zhì)量和速度;
(2)重力勢(shì)能的影響因素是質(zhì)量和高度;
(3)動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能;
(4)做功的兩個(gè)必要因素:作用在物體上的力;物體在該力的方向上通過(guò)的距離。
【解答】解:A、返回艙勻速下落的過(guò)程中,其質(zhì)量不變,速度不變,所以動(dòng)能大小不變,故A正確;
B、返回艙勻速下落的過(guò)程中,其質(zhì)量不變,高度減小,則重力勢(shì)能減小,故B錯(cuò)誤;
C、因?yàn)闄C(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能的總和,所以返回艙的機(jī)械能減小,故C錯(cuò)誤;
D、返回艙豎直向下勻速運(yùn)動(dòng),在重力的方向上通過(guò)了距離,其所受的重力做功,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了動(dòng)能和重力勢(shì)能的影響因素、機(jī)械能的概念以及力是否做功的判斷,相對(duì)比較簡(jiǎn)單,屬于基礎(chǔ)題。
6.(2分)如圖所示,將蘋(píng)果放在水中,靜止后會(huì)漂浮在水面上。若將蘋(píng)果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,則余下的蘋(píng)果將(假設(shè)蘋(píng)果密度均勻)( )
A.漂浮 B.懸浮 C.下沉 D.無(wú)法確定
【分析】由物體的浮沉條件可知蘋(píng)果與水的密度關(guān)系,根據(jù)切去露出水面的部分后蘋(píng)果的密度不變可以判斷浮沉情況。
【解答】解:蘋(píng)果處于漂浮狀態(tài),依據(jù)密度與浮沉關(guān)系可知ρ蘋(píng)果<ρ水,蘋(píng)果的密度較均勻,若將蘋(píng)果露出水面的部分切掉,余下部分蘋(píng)果密度仍小于水的密度,所以仍可處于漂浮狀態(tài)。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查物體的浮沉條件的應(yīng)用,注意浮沉條件有兩種表述:合力表述和密度表述;應(yīng)根據(jù)不同的題目選擇不同的表述方式進(jìn)行解答。
7.(2分)如圖所示,在50N的水平拉力F的作用下,重600N的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力是自身重力的0.2倍,繩子自由端向前移動(dòng)的速度為0.6m/s。則( )
A.拉力F的功率為3W
B.1min內(nèi)物體移動(dòng)的距離為36m
C.1min內(nèi)所做的有用功為1440J
D.該滑輪組的機(jī)械效率為85%
【分析】(1)根據(jù)P===Fv計(jì)算拉力的功率;
(2)動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)n=3,先根據(jù)速度公式得出繩子自由端移動(dòng)的距離,再得出物體移動(dòng)的距離;
(3)克服物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力做的功為有用功,W有用=fs物,計(jì)算有用功;
(4)根據(jù)W=Pt計(jì)算總功,再由η=×100%計(jì)算機(jī)械效率。
【解答】解:A、根據(jù)P===Fv計(jì)算拉力的功率:P=Fv=50N×0.6m/s=30W,故A錯(cuò)誤;
B、繩子自由端移動(dòng)的距離:s=vt=0.6m/s×60s=36m;
動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)n=3,物體移動(dòng)的距離:s物=s=×36m=12m,故B錯(cuò)誤;
C、物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力:f=0.2G=0.2×600N=120N,克服物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力做的功為有用功,W有用=fs物=120N×12m=1440J,故C正確;
D、1min內(nèi)拉力做的功:W總=Pt=30W×60s=1800J,該滑輪組的機(jī)械效率為:η=×100%=×100%=80%,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查滑輪組的功、功率和效率的有關(guān)計(jì)算,綜合性強(qiáng),難度適中。
8.(2分)如圖所示要使杠桿平衡,作用在A點(diǎn)上的力分別為F1、F2、F3,其中最小的力是( )
A.沿豎直方向的力F1最小
B.沿垂直杠桿方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小
D.無(wú)論什么方向用力一樣大
【分析】支點(diǎn)為O,找出阻力和阻力臂,動(dòng)力F1、F2、F3的力臂,根據(jù)杠桿的平衡條件分析哪種最省力。
【解答】解:如圖,三個(gè)方向施力,阻力和阻力臂相等,
∵三個(gè)方向施力,F(xiàn)2的力臂LOA最長(zhǎng),
∴F2最?。ㄗ钍×Γ?br />
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】使用杠桿時(shí),如果阻力和阻力臂相等,當(dāng)動(dòng)力臂最長(zhǎng)(連接支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn),并做連線的垂線,沿該方向施力動(dòng)力臂最長(zhǎng))時(shí),最省力。
9.(2分)在連通器的兩端分別裝有鹽水和清水,液面相平,如圖所示,如果將閥門(mén)打開(kāi),則( ?。?br />
A.鹽水向右流動(dòng) B.清水向左流動(dòng)
C.均不流動(dòng) D.無(wú)法判斷
【分析】當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí),假設(shè)在兩種液體之間有一“液片”,分析“液片”左右受到的壓強(qiáng)和壓力是否相等,分析“液片”的運(yùn)動(dòng)情況,判斷液體的流動(dòng)情況。
【解答】解:當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí),
鹽水的密度大于清水的密度,
所以,ρ鹽水gh>ρ清水gh,
所以,“液片”向右的壓強(qiáng)大于向左的壓強(qiáng),向右的壓力大于向左的壓力,
所以,“液片”向右移動(dòng),鹽水向右流動(dòng)。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】連通器中裝有同種液體靜止時(shí),液面是相平的。如果連通器中裝有不同液體時(shí),液面是不相平的。
10.(2分)如圖所示,三個(gè)相同的杯子裝質(zhì)量相等的水,將質(zhì)量相等的鐵塊、銅塊、鋁塊(ρ鋁<ρ鐵<ρ銅)分別浸沒(méi)水中(水未溢出).比較杯子底部受到的液體壓強(qiáng)( )
A.放鐵塊的壓強(qiáng)最小 B.放銅塊的壓強(qiáng)最小
C.放鋁塊的壓強(qiáng)最小 D.壓強(qiáng)相等
【分析】根據(jù)p=ρgh判斷,由于液體都是水,則比較深度即可,要判斷哪個(gè)杯子水面最高,就得需要知道哪個(gè)金屬塊的體積最大,所以根據(jù)密度公式ρ=進(jìn)行判斷哪個(gè)金屬塊的體積最大。
【解答】解:因?yàn)閙鋁=m鐵=m銅,ρ鋁<ρ鐵<ρ銅,
所以V鋁>V鐵>V銅,
因?yàn)檫@三個(gè)金屬塊都浸沒(méi)入水杯里,
所以它們排出水的體積都等于它們各自的體積,
則V鋁排>V鐵排>V銅排,
所以放銅塊的液面升高的最小,根據(jù)p=ρgh可知壓強(qiáng)最小。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了學(xué)生對(duì)密度公式的應(yīng)用,對(duì)于相同質(zhì)量的物體,能否根據(jù)密度求出相應(yīng)的體積。關(guān)鍵是要知道這三者密度的大小順序。
二、非選擇題(每空1分,每圖1分,共計(jì)50分)
11.(3分)如圖是小芳參加跳遠(yuǎn)比賽時(shí)的情景,小芳起跳時(shí)用力向下蹬地,身體騰空而起這是因?yàn)槲矬w間力的作用是 相互的 ,落到沙坑中會(huì)留下痕跡,說(shuō)明力可以改變物體的 形狀 。小芳每一次跳遠(yuǎn)總是落到地面,是因?yàn)槭艿? 重力 的作用。
【分析】(1)物體間力的作用是相互的,物體受到力的同時(shí),也對(duì)另一個(gè)物體施加了力;
(2)力的作用效果有兩個(gè):①力可以改變物體的形狀即使物體發(fā)生形變;②力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),包括物體的運(yùn)動(dòng)速度大小發(fā)生變化、運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化;
(3)重力的方向是豎直向下的。
【解答】解:小芳起跳時(shí)用力向下蹬地,身體騰空而起這是因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的;
落到沙坑中會(huì)留下痕跡,說(shuō)明力可以改變物體的形狀;
小芳每一次跳遠(yuǎn)總是落到地面,是因?yàn)槭艿街亓Φ淖饔谩?br />
故答案為:相互的;形狀;重力。
【點(diǎn)評(píng)】深入理解力的作用的相互性和力的作用效果,以及重力的方向,可解答此題。
12.(4分)如題圖中的水平桌面足夠長(zhǎng)且托盤(pán)始終不會(huì)到地,不計(jì)托盤(pán)質(zhì)量和滑輪與繩的摩擦。物體A重10N,當(dāng)物體B重為2N時(shí),物體A保持靜止,這時(shí)A物體受到的摩擦力為 2 N;當(dāng)物體B重為3N時(shí),物體A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)A受到的摩擦力是 3 N,當(dāng)物體B重為5N時(shí),物體A繼續(xù)向右做 加速 運(yùn)動(dòng),此時(shí)A受到的摩擦力是 3 N。
【分析】物體A只要處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所受到力一定是平衡力;
一對(duì)平衡力的特點(diǎn)是大小相等、方向相反、作用在同一個(gè)物體上、且作用在同一條直線上;
滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)。
【解答】解:當(dāng)物體B重為2N時(shí),物體A靜止,此時(shí)物體A所受到的摩擦力和物體A向右的拉力是一對(duì)平衡力,
此時(shí)物體A向右的拉力F=GB=2N,故f=2N,所以受到的摩擦力是2N;
物體A向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),此時(shí)物體A所受到的摩擦力和物體A向右的拉力也是一對(duì)平衡力,
此時(shí)物體A向右的拉力F′=f′=GB′=3N,故此時(shí)受到的摩擦力為3N;
因滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān),所以,當(dāng)物體B重為5N時(shí),即繩子的拉力為5N時(shí),物體受到的摩擦力仍為3N不變,此時(shí)物體做加速運(yùn)動(dòng)。
故答案為:2;3;加速;3。
【點(diǎn)評(píng)】此題綜合了二力平衡條件的應(yīng)用、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的知識(shí)點(diǎn),通過(guò)本題使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,不拘泥于一種形式,從而提高用物理知識(shí)和規(guī)律解決問(wèn)題的能力。
13.(3分)2019年4月23日,中國(guó)人民海軍成立70周年閱兵儀式在黃海舉行。
(1)兩并排行駛的艦艇編隊(duì)間距較遠(yuǎn)(如圖所示),這是因?yàn)槿艨康眠^(guò)近,彼此間海水流速會(huì)很大,導(dǎo)致壓強(qiáng)很 小 ,壓力差會(huì)使艦艇發(fā)生碰撞;
(2)在儀式上,我國(guó)研制的新型核潛艇浮出水面接受檢閱,它是通過(guò)減小所受 重力?。ㄟx填“重力”或“浮力”)實(shí)現(xiàn)上浮的;
(3)901綜合補(bǔ)給艦也一起亮相,該艦的滿載排水量約為40000t,它滿載時(shí)所受的浮力約為 4×108 N.(g=10N/kg)
【分析】(1)流體的流速越大,流體的壓強(qiáng)越小。
(2)潛水艇是靠改變自身的重來(lái)完成上浮或下潛的。
(3)知道艦滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量,求出艦排開(kāi)水的重力,求出艦受到的浮力。
【解答】解:(1)流體的流速越大,流體的壓強(qiáng)越?。蝗魞刹⑴判旭偟呐炌Э康眠^(guò)近,彼此間海水流速會(huì)很大,導(dǎo)致艦艇間的壓強(qiáng)很小,向內(nèi)的壓力差會(huì)使艦艇發(fā)生碰撞,所以兩并排行駛的艦艇編隊(duì)間距較遠(yuǎn)。
(2)潛水艇是靠改變自身的重來(lái)完成上浮或下潛的;當(dāng)核潛艇浸沒(méi)在水中時(shí),排開(kāi)水的體積不變,浮力不變,減小自身的重力,浮力大于重力,核潛艇上浮到水面接受檢閱。
(3)該艦滿載時(shí)排開(kāi)水的重力:G排=m排g=4×107kg×10N/kg=4×108N,
由阿基米德原理可得,它滿載時(shí)所受的浮力:F?。紾排=4×108N。
故答案為:(1)??; (2)重力;(3)4×108。
【點(diǎn)評(píng)】從核潛艇接受檢閱,考查了流體的壓強(qiáng)和流速的關(guān)系,考查了上浮和下潛的原理,考查了排水量和浮力等。
14.(4分)小虎同學(xué)利用注射器(容積為V)、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺估測(cè)大氣壓的值。
(1)首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。目的是 排盡筒內(nèi)的空氣,密封注射器 。
(2)如圖所示,水平向右拉動(dòng)注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長(zhǎng)L,則大氣壓的值可近似為p0= 。(用F、V、L表示)
(3)本實(shí)驗(yàn)裝置若在高山上進(jìn)行。則拉力F值 偏小?。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”),托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)得一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓= 760 mm水銀柱高。
【分析】(1)實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣,這樣在拉動(dòng)活塞時(shí),注射器內(nèi)部會(huì)接近于真空,這樣才能測(cè)出大氣的壓力;
(2)明確實(shí)驗(yàn)的原理,才能完成實(shí)驗(yàn)步驟的補(bǔ)充。當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與所受的大氣壓力相等;因活塞為圓柱體,所以活塞的橫截面積可以通過(guò)公式S=來(lái)求出,知道注射器的容積,還需要用刻度尺量出其刻度部分的長(zhǎng)度;利用壓強(qiáng)的公式,代入測(cè)量的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式;
(3)本實(shí)驗(yàn)裝置若在高山上進(jìn)行,大氣壓減小,拉力偏小;托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)得一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為760mm水銀柱高。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣,使注射器密封。
(2)當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡,因此需要記錄此時(shí)的示數(shù);
注射器是一個(gè)圓柱體形狀,因此,應(yīng)量出其刻度部分的長(zhǎng)度,再讀出容積V,得出活塞的面積S=將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得:P===。
(3)本實(shí)驗(yàn)裝置若在高山上進(jìn)行,大氣壓減小,拉力偏?。煌欣锊鹄麑?shí)驗(yàn)測(cè)得一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為760mm水銀柱高。
故答案為:(1)排盡筒內(nèi)的空氣,密封注射器;(2);(3)偏小;760。
【點(diǎn)評(píng)】利用注射器測(cè)量大氣壓時(shí),要分別測(cè)大氣壓力F和活塞的橫截面積S.利用二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力,利用幾何知識(shí)可得出活塞的面積S,便可求出大氣壓的值了。
15.(5分)如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)、木塊、砝碼、長(zhǎng)木板和毛巾探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”。
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿長(zhǎng)木板做 勻速直線 運(yùn)動(dòng),此時(shí)乙圖中的砝碼受到 兩 個(gè)力的作用。
(2)圖甲中木塊所受的拉力大小為 4.2 N;請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出木塊所受摩擦力的示意圖;
(3)用力壓住橡皮,擦去寫(xiě)錯(cuò)的字,這是應(yīng)用了 甲、乙 兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。
【分析】(1)根據(jù)二力平衡的條件分析;根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件分析砝碼在水平方向上的受力,在豎直方向上因靜止受平衡力的作用;
(2)根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值進(jìn)行讀數(shù);木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),所受拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力;
(3)影響滑動(dòng)摩擦力大小因素有兩個(gè):壓力大小和接觸面的粗糙程度,研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí),要控制另外一個(gè)因素不變,根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)必須沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)根據(jù)二力平衡知識(shí)可知:滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大??;
砝碼隨著木塊一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),相對(duì)木塊沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故砝碼不受摩擦力的作用,在豎直方向上因處于靜止?fàn)顟B(tài)受到重力與木塊施加的支持力作用為平衡力;
(2)彈簧測(cè)力分度值為0.2N,測(cè)力計(jì)示數(shù)為4.2N,故木塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小為4.2N。
在水平方向上木塊受到向右的拉力和向左的摩擦力,因?yàn)槟緣K做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以木塊受到的這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,滿足大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。摩擦力的方向與拉力方向相反,如下圖;
(3)用力壓住橡皮,改變的是壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響,所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該控制接觸面的粗糙程度,只改變壓力大小,故選甲、乙實(shí)驗(yàn)。
故答案為:(1)勻速直線;兩;(2)4.2;見(jiàn)解析;(3)甲、乙。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān),考查實(shí)驗(yàn)原理及控制變量法的運(yùn)用和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn),體現(xiàn)了對(duì)過(guò)程和方法的考查。
16.(6分)為了探究動(dòng)能大小的影響因素,利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上開(kāi)展了如圖所示的探究活動(dòng)。
(1)該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動(dòng)能是指 鋼球 的動(dòng)能;(選填“鋼球”或“木塊”)
(2)由甲、乙兩圖可知,當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能 越大??;
(3)如甲、丙兩圖所示,讓不同質(zhì)量的鋼球從同一斜面的 同一高度 由靜止?jié)L下,目的是 使鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)速度相同 ,可得出結(jié)論: 當(dāng)物體速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大?。?br />
(4)若斜面下方水平面光滑,本實(shí)驗(yàn) 不能 達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。(選填“能”或“不能”)
【分析】(1)運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能,小球從高處滑下時(shí)具有動(dòng)能;
(2)(3)影響動(dòng)能大小的因素有物體的質(zhì)量與速度,因此,在探究和分析結(jié)論時(shí),一定要注意控制變量法的運(yùn)用,并據(jù)此得出結(jié)論;
(4)根據(jù)牛頓第一定律,若水平面絕對(duì)光滑,則木塊不受摩擦力作用,運(yùn)動(dòng)后將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:(1)該實(shí)驗(yàn)研究的主體是鋼球,研究的是鋼球動(dòng)能的大小與速度和質(zhì)量的關(guān)系;
(2)由甲、乙兩圖可知,當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能越大。
(3)換用質(zhì)量不同的鋼球從斜面的同一高度由靜止開(kāi)始滾下,由于高度相同,則到達(dá)水平面的速度是相同的,由于質(zhì)量是不同的,所以探究鋼球的動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系為:當(dāng)物體速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大;
(4)從斜面上滾下,若水平面絕對(duì)光滑,鋼球不受摩擦力作用,鋼球所受合力為0,所以鋼球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br />
故答案為:(1)鋼球;(2)越大;(3)同一高度;使鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)速度相同;當(dāng)物體速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大;(4)不能。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查了轉(zhuǎn)換法、控制變量法等研究方法在探究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,在平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)要多觀察,多思考。
17.(5分)在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想:
①與物體浸入液體中的深度有關(guān);②與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);③與液體的密度有關(guān)。
(1)請(qǐng)你寫(xiě)出能夠支持猜想③的一個(gè)生活現(xiàn)象: 人在水中下沉,而在死海中卻能漂浮 。
(2)進(jìn)行探究時(shí),實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示。其中實(shí)驗(yàn)b中物體P所受浮力大小為 1.4 N。
(3)分析a、c、d三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度 無(wú)關(guān) (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);分析 a、b、c 三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);分析a、d、e三次實(shí)驗(yàn),可知在物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力 越大?。ㄟx填“越大”或“越小”)。
【分析】(1)根據(jù)猜想:③與液體的密度有關(guān),從改變液體密度角度進(jìn)行猜想;
(2)根據(jù)圖a可知,物體P所受重力為G=4.8N,物體重力與序號(hào)b中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差即為物體P所受浮力大小;
(3)c、d實(shí)驗(yàn)中,液體的密度相同,物體排開(kāi)液體的體積相同,物體浸沒(méi)在液體中的深度不同,結(jié)合a實(shí)驗(yàn),根據(jù)控制變量法判斷;b、c實(shí)驗(yàn)中,液體的密度相同,物體排開(kāi)液體的體積不同,結(jié)合a實(shí)驗(yàn),根據(jù)控制變量法判斷;d、e實(shí)驗(yàn)中,物體排開(kāi)液體的體積相同,液體的密度不同,結(jié)合a實(shí)驗(yàn),根據(jù)控制變量法判斷;
【解答】解:(1)人在水中下沉,而在死海中卻能漂浮(或雞蛋在清水中下沉,而在一定濃度的鹽水中可以漂浮等),由此說(shuō)明浮力大小與液體的密度有關(guān);
(2)根據(jù)圖a可知,物體P所受重力為G=4.8N,其中序號(hào)b中物體P所受浮力大小為:
4.8N﹣3.4N=1.4N;
(3)c、d實(shí)驗(yàn)中,液體的密度相同,物體排開(kāi)液體的體積相同,物體浸沒(méi)在液體中的深度不同,結(jié)合a實(shí)驗(yàn),根據(jù)控制變量法可知,浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān);
要 探究浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系,需要控制液體的密度相同,改變物體排開(kāi)液體的體積,圖a、b、c符合題意;
d、e實(shí)驗(yàn)中,物體排開(kāi)液體的體積相同,液體的密度不同,結(jié)合a實(shí)驗(yàn),根據(jù)控制變量法可知,在物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大。
故答案為:(1)人在水中下沉,而在死海中卻能漂浮;(2)1.4;(3)無(wú)關(guān);a、b、c;越大。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究影響浮力大小的因素,考查稱重法測(cè)浮力、控制變量法及數(shù)據(jù)分析等知識(shí),有一定難度。
18.(6分)實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
鉤碼重G/N
4
4
6
鉤碼上升的高度h/m
0.1
0.1
0.2
繩端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
繩端上移的距離s/m
0.3
0.4
機(jī)械效率
74.1%
62.5%
(1)通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實(shí)驗(yàn)是用圖 乙?。ㄟx填“甲”或“乙”)所示裝置做的實(shí)驗(yàn)。
(2)通過(guò)第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論:使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大,滑輪組的機(jī)械效率 越低?。ㄟx填“越高”“不變”或“越低”)。
(3)小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次實(shí)驗(yàn),表中第3次實(shí)驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為:繩端上移的距離s= 0.6 m,機(jī)械效率η= 83.3% 。
(4)比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:使用同一滑輪組,提升物體的重力越大,機(jī)械效率 越高 。
(5)采用圖丙裝置,改變動(dòng)滑輪重G動(dòng),提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖丁的圖像。分析圖像中的A點(diǎn)可知,被提升物體所受的重力為 12 N。(忽略繩重和摩擦)
【分析】(1)根據(jù)物體升高的距離和繩子自由端移動(dòng)的距離,判斷承擔(dān)物體和動(dòng)滑輪繩子的段數(shù);實(shí)驗(yàn)中要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)彈簧測(cè)力計(jì),這樣示數(shù)才與拉力相同,并有利于準(zhǔn)確讀數(shù);
(2)比較實(shí)驗(yàn)1和2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和所選裝置的不同,根據(jù)共同點(diǎn)和不同點(diǎn)得出正確結(jié)論;
(3)根據(jù)η==算出機(jī)械效率;
(4)根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),利用控制變量法得出結(jié)論;
(5)動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān),物體上升的距離就是繩子移動(dòng)距離的幾分之一;根據(jù)η===結(jié)合圖丁求出被提升物體所受的重力。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)2中,物體升高0.1m,繩端移動(dòng)距離為0.4m,n==4,物體和動(dòng)滑輪的總重由4段繩子承擔(dān),所以第2次實(shí)驗(yàn)是用乙滑輪組做的實(shí)驗(yàn);
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),由n=可知,實(shí)驗(yàn)1中n=3,實(shí)驗(yàn)2中n=4,實(shí)驗(yàn)1是選擇甲圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的,實(shí)驗(yàn)2是選擇乙圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的,乙圖動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)多,動(dòng)滑輪的質(zhì)量大,且提升物體的重力相同,實(shí)驗(yàn)1的機(jī)械效率大于實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率,故可得出的結(jié)論是:使用不同的滑輪組,提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大,滑輪組的機(jī)械效率越低;
(3)實(shí)驗(yàn)1中n=3,實(shí)驗(yàn)3中h=0.2m,則s=nh=3×0.2m=0.6m,
第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為:η===≈83.3%;
(4)由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可知,使用同一滑輪組,物體越重,滑輪組的機(jī)械效率越高;
(5)由圖丙可知,裝置繩子股數(shù)為2,根據(jù)η===,由圖丁裝置知,當(dāng)動(dòng)滑輪重為4N時(shí),機(jī)械效率為75%,則75%=×100%,故被提升物體所受的重力:G=12N。
故答案為:(1)乙;(2)越低;(3)0.6;83.3%;(4)越高;(5)12。
【點(diǎn)評(píng)】本題通過(guò)測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn),考查了滑輪組的分析、機(jī)械效率公式的運(yùn)用,同時(shí),實(shí)驗(yàn)中分別探究了機(jī)械效率高低與動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)、提升物體重力等多個(gè)量的關(guān)系,因此運(yùn)用控制變量法進(jìn)行探究非常關(guān)鍵。
19.(7分)某同學(xué)在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)實(shí)驗(yàn)前,發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示,則應(yīng)將杠桿左端平衡螺母向 右?。ㄟx填“左”或“右”)端適當(dāng)調(diào)節(jié),使杠水平平衡;
序號(hào)
動(dòng)力F1/N
動(dòng)力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
1.0
20.0
3
3.0
10.0
2.0
15.0
(2)該同學(xué)通過(guò)如圖乙所示實(shí)驗(yàn)得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表,由表中數(shù)據(jù)推測(cè)出杠桿的平衡條件是(用F1、F2、l1、l2表示) F1l1=F2l2 。
(3)若將乙圖右側(cè)鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì),如圖丙所示,保持杠桿水平平衡,彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向由豎直方向a變?yōu)榉较騜后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 增大?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”),并請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出拉力b的力臂的示意圖;
(4)該同學(xué)在科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中將此裝置改裝成了一個(gè)杠桿液體密度計(jì),該裝置可測(cè)量小桶內(nèi)液體密度,如圖丁所示,將容積為20mL的小桶掛在M點(diǎn),調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡,已知OM=OA=5cm,則杠桿密度計(jì)的“0刻度”線應(yīng)在 O?。ㄟx填“O”或“A”)點(diǎn),將待測(cè)液體倒?jié)M小桶,在杠桿右端掛上重物并調(diào)節(jié)至N點(diǎn)位置時(shí),杠桿剛好水平平衡,重物質(zhì)量10g,ON=15cm,N點(diǎn)位置應(yīng)標(biāo)注的密度刻度值是 1.5 g/cm3,改裝后杠桿右端的密度刻度線 是?。ㄟx填“是”或“不是”)均勻分布的(g=10N/kg)。
【分析】(1)根據(jù)“左偏右調(diào),右偏左調(diào)”來(lái)判斷;
(2)利用表格數(shù)據(jù)歸納結(jié)論;
(3)根據(jù)杠桿平衡條件及力臂的定義來(lái)判斷;
(4)通過(guò)調(diào)節(jié)平衡螺母的位置來(lái)消除小桶重力造成的影響,杠桿再次達(dá)到在水平位置平衡,然后根據(jù)杠桿平衡條件和密度公式解題。
【解答】解:(1)杠桿左端下沉,應(yīng)將左端的平衡螺母向右調(diào)節(jié);
(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)歸納可得:F1l1=F2l2;
(3)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向改變后,拉力的力臂會(huì)隨之變小,根據(jù)杠桿平衡條件可知,要想使杠桿仍在水平位置保持平衡,應(yīng)使拉力增大;
(4)小桶內(nèi)沒(méi)有液體時(shí):根據(jù)杠桿平衡條件可知,當(dāng)右側(cè)掛上重物時(shí)杠桿不可能在水平位置平衡,只有重物在O點(diǎn)是杠桿才能在水平位置平衡,故密度計(jì)的“0刻度”在O點(diǎn);
小桶內(nèi)裝入液體時(shí):根據(jù)杠桿平衡條件可知,當(dāng)杠桿處于水平平衡狀態(tài)時(shí),G液×lOM=G物×lON,小桶內(nèi)所裝液體的重力為G液=ρ液gV,整理可得,代入數(shù)據(jù)可得:ρ液=1.5g/cm3。由于G物、gV和lOM都是定值,故ρ液與lON成正比,故改裝后杠桿右端的密度刻度線是均勻分布的。
故答案為:(1)右;(2)F1l1=F2l2;(3)增大;(4)O;1.5;是。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生對(duì)杠桿平衡條件的應(yīng)用,以及對(duì)密度知識(shí)的掌握,難度較大。
20.(7分)如圖甲所示,一個(gè)實(shí)心正方體A放在水平面上。如圖乙所示,一個(gè)圓柱形容器置于水平桌面上,容器足夠高且G容=100N,容器內(nèi)放有一個(gè)實(shí)心長(zhǎng)方體B,底面積SB=300cm2,高h(yuǎn)B=10cm,B底部的中心通過(guò)一段細(xì)桿與容器底部相連。(桿重、體積和形變均不計(jì))
(1)現(xiàn)向容器內(nèi)緩慢注水,一段時(shí)間后停止注水,已知在注水過(guò)程中,細(xì)桿對(duì)物體的力F隨水深度h的變化關(guān)系如圖丙所示,細(xì)桿的長(zhǎng)度是 15cm ;
(2)B的重力是 20N ;
(3)把A放在B的正上方,水面上升2cm后恰好與A的上表面相平,如圖丁所示,則此時(shí)液體對(duì)容器底部的壓力大小為多少。(寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和計(jì)算過(guò)程)
【分析】(1)根據(jù)圖丙可知h1=25cm時(shí)物體B恰好浸沒(méi),又知道長(zhǎng)方體B的高度為hB=10cm,兩者的差值即為細(xì)桿的長(zhǎng)度;
(2)根據(jù)圖丙可知h=0時(shí)細(xì)桿對(duì)物體的力,根據(jù)二力平衡條件求出物體B的重力,根據(jù)圖乙可知h=25cm時(shí)桿的拉力,此時(shí)排開(kāi)水的體積和自身的體積相等,根據(jù)F?。溅裧V排求出此時(shí)物體B受到的浮力,對(duì)物體B受力分析求出物體B的重力;
(3)根據(jù)p=ρgh計(jì)算出水對(duì)容器底部的壓強(qiáng),再根據(jù)F=pS計(jì)算水對(duì)容器底部的壓力。
【解答】解:(1)由圖乙可知,當(dāng)h1=25cm時(shí),物體B恰好浸沒(méi),則細(xì)桿的長(zhǎng)度:
h桿=h1﹣hB=25cm﹣10cm=15cm;
(2)由圖乙可知,當(dāng)h0=0時(shí),細(xì)桿對(duì)物體的力為F0,由二力平衡條件可得,物體B的重力GB=F0,
當(dāng)h1=25cm時(shí),桿的拉力為F0,此時(shí)物體B恰好浸沒(méi)在水中,則排開(kāi)水的體積:
V排B=VB=SBhB=300×10﹣4m2×0.1m=3×10﹣3m3,
此時(shí)物體B受到的浮力:F浮B=ρ水gV排B=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N,
物體B受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、桿的拉力作用處于平衡狀態(tài),
由物體B受到的合力為零可得:F浮B=GB+F0=GB+GB=GB,
則物體B的重力:GB=F浮B=×30N=20N;
(3)把一個(gè)實(shí)心正方體A放在B的正上方,水面上升Δh=2cm后恰好與A的上表面相平,
則物體A的高度:hA=h2+Δh﹣h1=33cm+2cm﹣25cm=10cm=0.1m,
因水的體積不變,設(shè)容器的底面積為S,
所以,S(h2﹣h1)=(S﹣SA)hA,即S×(33cm﹣25cm)=[S﹣(10cm)2]×10cm,
解得:S=500cm2=0.05m2,
此時(shí)液體的深度為h=h1+hA=25+10cm=35cm=0.35m
水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.35m=3500Pa;
水對(duì)容器底部的壓力為:F=pS=3500Pa×0.05m2=175N。
答:(1)細(xì)桿的長(zhǎng)度是15cm;
(2)B的重力是20N;
(3)液體對(duì)容器底部的壓力為175N。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了密度公式和重力公式、物體浮沉條件、阿基米德原理、壓強(qiáng)定義式以及物體所受的合力為零的綜合應(yīng)用等,正確得出容器的底面積和從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵。
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