【精品解析】广东省深圳市福田区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题

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广东省深圳市福田区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
1.(2024八下·福田期末)2024年6月15日,中国女排逆转土耳其队,取得世界女排联赛三连胜,下列说法正确的是(  )
A.击球时,手对球的弹力改变了球的运动状态
B.击球后,由于球受到惯性的作用,球能继续向前飞行
C.球在空中飞行时,球受到重力和推力的作用
D.垫球时,球受到的弹力是由于球的形变产生的
【答案】A
【知识点】力的作用效果;弹力;重力及其大小的计算;惯性及其现象
【解析】【解答】A.击球时,球的运动方向和速度发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B.击球后,由于球具有惯性,球能继续向前飞行,故B错误;
C.球在空中飞行时,不会受到推力作用,故C错误;
D.垫球时,球受到的弹力是由于手形变产生的,故D错误。
故选A。
【分析】1、力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变;
2、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述;
3、弹力的产生是由于物体产生形变,恢复原状的力,弹簧受到压缩,恢复原状,所以弹力向右。
2.(2024八下·福田期末)如图,小红站在“深圳之眼——岗厦北”地铁站的台阶式电梯上,随电梯匀速上行,下列说法正确的是(  )
A.人所受重力约为50N
B.人不受水平方向的摩擦力
C.电梯对人的支持力大于人的重力
D.电梯对人的支持力和人对电梯的压力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.成年人的重力约为500N,故A错误;
B.人随台阶式电梯匀速向上时,人相对于水平台阶静止,则人不受水平方向的摩擦力,故B正确;
C.人随台阶式电梯匀速向上时,根据二力平衡可知,电梯对人的支持力大小等于人的重力,故C错误;
D.电梯对人的支持力和人对电梯的压力,是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上;
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
3.(2024八下·福田期末)生活处处有摩擦,下列说法正确的是(  )
A.吃饭时手与筷子的摩擦是有害摩擦
B.人跑步时要利用鞋底与地面间的摩擦
C.手握水杯,握得越紧,静止的水杯所受摩擦力越大
D.自行车刹车是通过增大粗糙程度来增大摩擦
【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.手与筷子之间无摩擦,则手拿不起筷子,所以 吃饭时手与筷子的摩擦是有利摩擦 ,故A错误;
B.人跑步时,脚有向后运动得趋势,所以受到地面给脚向前的摩擦力,故B正确;
C.水杯保持静止,则重力的大小等于摩擦力的大小,摩擦力始终不变,故C错误;
D.自行车刹车是通过增大压力来增大摩擦力的,故D错误。
故选B。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、摩擦力的方向和物体运动方向相反,题目中人跑步时,脚有向后运动得趋势,所以地面给脚前进的摩擦力;
3、物体保持静止时,处于平衡状态,如水杯保持静止,则重力的大小等于摩擦力的大小。
4.(2024八下·福田期末)下列各图描述的情境中,说法正确的是(  )
A.如图甲,通过大量实验,进一步推理概括得出牛顿第一定律
B.如图乙,盆景自动供水装置利用了连通器的原理
C.如图丙,把自制气压计从山脚移到山顶,细管内水柱下降
D.如图丁,客机起飞升空与用吸管吸饮料的原理相同
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;大气压强与高度的关系;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.实验中,小车不能不受阻力,因此牛顿第一定律是在在实验基础上加进一步推理得出,故A正确;
B.丁图中,盆景中的水位能保持一定高度,是因为水面低于瓶口时,空气进入瓶中,大气压支撑瓶中的水不流出来,不是利用了连通器原理,故B错误;
C.把气压计从山脚移到山顶,外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故C错误;
D.人用吸管喝饮料,管内气压小于外界大气压,饮料被大气压压上去,客机起飞升空,是因为飞机上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而形成向上的压力差,从而获得向上的升力而升空;二者原理不同,故D错误。
故选A。
【分析】1、大气压的应用; 吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同;
2、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力;
3、压强和海拔的关系为:随着海拔的增加,压强减小,海拔的减小,压强增加。
5.(2024八下·福田期末)小明将橙子放入水中,静止后如图甲,将该橙子剥去部分表皮后放入水中,静止后如图乙,剥去全部表皮后放入水中,静止后如图丙(不考虑橙子吸水)。下列说法正确的是(  )
A.甲图中,橙子的密度等于水的密度
B.甲图中,橙子受到的浮力大于自身重力
C.乙图中,橙子受到的浮力大于丙图中橙子受到的浮力
D.丙图中,橙子受到的浮力小于其排开水的重力
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.甲图中橙子漂浮,所以ρ甲<ρ水,橙子受到的浮力大小等于橙子的重力大小,故AB错误;
C.乙图中橙子悬浮橙子受到的浮力大小等于橙子的重力大小,丙中橙子下沉,受到的浮力小于橙子的重力,所以丙图中橙子受到的浮力小于乙图中橙子受到的浮力,故C正确;
D.根据阿基米德原理可知,橙子受到的浮力等于橙子排开水受到的重力,故D错误。
故选C。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大。
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
6.(2024八下·福田期末)重力为500N的小明在某次跳绳中,重心离地面的高度h随时间t变化如图,关于小明,下列说法正确的是(  )
A.跳绳个数越多,做功越快
B.上升过程中,动能转化为重力势能
C.在最高点时,处于平衡状态
D.从最高点落地的过程,重力做功250J
【答案】B
【知识点】功率的概念;机械能及其转化;平衡状态的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】A.跳绳个数多,只能说明做功多,没有时间,所以不知道做功的快慢,故A错误;
B.起跳之后在上升过程中,速度减小,动能减小,高度增加,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B正确;
C.在最高点时,不考虑空气阻力,只受重力作用,处于非平衡状态,故C错误;
D.根据图可知起跳的最大高度为5厘米,根据做功公式计算从最高点落地的过程,重力做功为
,故D错误。
故选B。
【分析】1、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
2、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用;
3、做功:公式为W=Fs。
7.(2024八下·福田期末)在修建深圳博物馆新馆中,工人用500N的力就能将900N的重物匀速拉到斜面顶端,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.图中的滑轮可以省力
B.使用斜面可以省功
C.减缓斜面坡度,可以更省力
D.重物在该过程中所受的摩擦力是500N
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;斜面的机械效率;有用功和额外功
【解析】【解答】A.图中为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,不能省力,故A错误;
B.斜面可以省力,但费距离,不省功,故B错误;
C.使用斜面时,斜面坡度越小越省力,故C正确;
D.用500N拉力,将重900N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,物体上升的高度为4m,根据做功公式计算物体克服物体重力做的有用功W有=Gh=900N×4m=3600J,由图可知,30°角所对的边长4m,则斜面长度是8m,拉力做的总功W总=Fs=500N×8m=4000J,所以额外功W额=W总-W有=4000J-3600J=400J,由W额=fs可得,物体受到斜面的摩擦力,重物在该过程中所受的摩擦力是50N,故D错误。
故选C。
【分析】1、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力;
2、功的计算:总功为W=Fs,总功包括两部分,有用功和额外功,其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh,额外功的计算包括总功和有用功的差,也可以根据功的定义W=Fs计算。
8.(2024八下·福田期末)挤压瓶子,浮沉子加速下沉,O点为其重心,请画出此时浮沉子的受力示意图(忽略水的阻力)。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1) 浮沉子加速下沉 ,所以受到重力大于浮力,重力方向竖直向下,作用点为物体重心,浮力竖直向上,作用点在重心处,如图所示:
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
2、浮力的方向竖直向上。
9.(2024八下·福田期末)圆柱形溢水杯放置在水平桌面上,现将500mL的水缓慢倒入杯中,请在图中画出水对杯底的压强p随倒入杯中水的体积V变化的大致图像。
【答案】
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】液体对烧杯底部的压强p=ρgh,烧杯的体积为V,底面积为S,则液体对烧杯底部的压强
;ρ、g、S为定值,所以p-V图像为过原点的倾斜直线,当流出水的体积灌满烧杯后,h不变,所以压强大小不变,则p-V图如图所示:
【分析】压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
10.(2024八下·福田期末)今年,我国自主研发的LNG运输船“峨眉”号跨洋载货,标志着我国又一“大国重器”顺利上岗。
(1)LNG船靠螺旋桨驱动航行时,水对桨的作用力   (选填“大于”“等于”或“小于”)桨对水的作用力;
(2)已知“峨眉”号排水量是,则满载时它受到的浮力为   N。(g取10N/kg)
(3)当它靠岸卸货后,“峨眉”号底部受到的液体压强会   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】等于;;变小
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)LNG船靠螺旋桨驱动航行时,海水对桨的作用力和桨对海水的作用力是一对相互作用力,海水对桨的作用力等于桨对海水的作用力。
(2)满载时它受到的浮力等于重力,即F浮=G排=m排g=1.6×108kg×10N/kg=1.6×109N
(3)靠岸卸货后,重力减小,仍然处于漂浮状态,所以浮力减小,根据F=ρgv可知排开液体的体积减小,运输船上浮,深度减小,由p=ρgh可知“峨眉”号底部受到的液体压强会变小。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上;
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
3、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
4、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度.
11.(2024八下·福田期末)小明和小亮去深圳七娘山徒步,如图为该山的等高线地形图,数值表示海拔(单位:m)。
(1)小明爬山经过A、B、C三处,其重力势能在   处最大;
(2)小明和小亮的重力分别为500N和600N,登山线路分别是ABCT和ADET,若他们登山用时相同,小明和小亮克服重力做功的功率分别为、,则   (选填“>”“<”或“=”);
(3)下山时,小明从海拔为870m的山顶T到达海拔为200m的A处的过程,小明的重力所做的功为   J。
【答案】C;<;
【知识点】功率计算公式的应用;势能大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)A、B、C三处,C处高度最高,重力势能越大。
(2)小明的重力小于小亮,上升的高度相同,所以小明克服重力做功小于小亮,小明和小亮登山用时相同,根据,小明和小亮克服重力做功的功率大小关系为;
(3)小明从海拔为870m的山顶T到达海拔为200m的A处的过程,高度下降了670;小明的重力所做的功为。
【分析】1、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
2、做功:公式为W=Fs,功率的计算:公式为W=Pt。
12.(2024八下·福田期末)小明买了两款质量m不同的运动鞋,为了比较两款鞋的防滑性,各取其中一只鞋A和B,在同一水平桌面上进行下列实验。
(1)实验中,弹簧测力计应沿水平方向   拉动运动鞋,则鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)有同学用图①、②实验比较两款鞋的防滑性,小明觉得不妥,认为要用图③、④实验,理由是为了控制   相同;
(3)图③实验,弹簧测力计示数为   N。由实验可知鞋   (选填“A”或“B”)的防滑性更好;
(4)重复图③实验时,小明沿水平方向加速拉动鞋A,则鞋A受到的摩擦力   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)小明进一步改进实验装置,如图⑤,实验时若小明沿水平方向加速拉动长木板,此时B鞋受到的摩擦力大小与弹簧测力计的示数   (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】匀速直线(或匀速);压力大小(压力或接触面所受压力大小);4.4;B;不变;相等
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在实验中 ,弹簧测力计应沿水平方向做匀速直线运动。根据二力平衡可知 鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数 。
(2)比较两款鞋的防滑性,变量为鞋的种类。在图①、②的实验中,改变了鞋的种类,同时也改变了运动鞋对桌面的压力,变量不唯一。而在图③、④的实验中,压力相同,只比较鞋的防滑性。因此,小明认为要用图③、④实验来比较两款鞋的防滑性。
(3)在图③的实验中,弹簧测力计的示数为4.4N,所以受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数,即f=4.4N。比较图③和图④的实验结果,在压力相同的情况下,鞋B受到的摩擦力更大,说明鞋B的防滑性更好。
(4)当小明沿水平方向加速拉动鞋A时,鞋A与桌面之间的接触面粗糙程度和压力都没有改变,A受到的摩擦力就不会改变。
(5)在图⑤的实验装置中,小明沿水平方向加速拉动长木板,而鞋B仍然保持静止状态,根据二力平衡可知,此时B鞋受到的摩擦力大小与弹簧测力计的示数相等。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,所以拉力等于摩擦力;
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
3、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同。
4、从实验操作方面考虑,⑤图中用力水平拉动木块下面的长木板 不需要做匀速直线运动,原因为 滑动摩擦力大小与运动快慢 无关,且可以稳定读数。
13.(2024八下·福田期末)如图所示,小明用液体压强计探究液体内部压强的特点。
(1)U形管两侧液面   反映液体内部压强的大小;这种研究方法是   ;
(2)通过图乙、丙可得,液体内部的压强与液体   有关;
(3)小明保持丙图中探头的位置不变,向容器中加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差变大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。其他同学认为他的结论   (选填“可靠”或“不可靠”),原因是:   ;
(4)小明自制了如图丁的实验装置,在A箱中加入水,A下部的橡皮膜C会凸起:如图戊所示,在B箱中加入某未知液体,直到橡皮膜变平,分别测出,,,则未知液体密度为   。(,)
【答案】高度差;转换法;深度;不可靠;没有控制液体深度相同;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计将U形管中液面的高度差转换为被测压强,这种方法是转换法。
(2)分析图乙、丙两图的实验现象,在液体密度相同时,丙图中探头所处位置的液体深度更深,U形管液面高度差更大,说明液体内部的压强与液体深度有关。
(3)探究液体压强与液体密度是否有关时,变量为液体密度,应控制探头所处的深度相同。加入盐水后,烧杯中液体的密度增大,深度也会增大。变量不唯一,所以上述操作不可靠。
(4)根据压强公式计算可知A容器中水对橡皮膜的压强为pA=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa;橡皮膜相平可知,橡皮膜两边压强相等,即pB=pA=900Pa,所以未知液体的密度为。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。
14.(2024八下·福田期末)在学习浮力时,小明做了下列实验:
(1)如图甲,把鸡蛋放入清水中会沉底,不断向清水中加盐,鸡蛋会浮到水面上。小明由此猜想:物体所受浮力大小可能跟液体的   有关;
(2)如图乙,将水盆下按,水盆浸在水中的体积越多,手感受到的力越大。小明由此猜想:物体所受浮力大小可能跟物体浸在液体中的体积有关。为了验证猜想,小明进行了如图丙的实验,由此可得出结论:   ;
(3)小明还发现,水盆浸在水中的体积越多,排开的水越多,排开水的重力越大,他又进行如图丁的实验:
①物体排开水的重力   N;
②由实验得:浸在水中的物体受到的浮力   (选填“大于”“小于”或“等于”)物体排开水的重力;
③小明又换用其他物体多次实验,其中一次实验发现测出的明显小于测出的,排除测量误差因素的影响,其原因可能是:   (写出一种即可);
(4)由丁图可得物体密度为   。(,)
【答案】密度;液体密度相同时,物体漫在液体中的体积越大,物体所受浮力越大;2.5;等于;溢水杯中的水没有装满(或测浮力时物体碰到了容器底、排开的水没有全部流入小桶、物体吸水等);
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)向清水中加盐,液体的密度增加,故猜想物体所受浮力跟液体的密度有关。
(2)图丙,物体排开液体的体积越大,测力计的示数越小,根据称重法可知物体受到的浮力越大,所以液体密度相同时,物体漫在液体中的体积越大,物体所受浮力越大。
(3)物体排开水的重力,根据称重法可知物体受到的浮力
;所以浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水的重力。
(4)小明换用其他物体多次实验,其中一次实验发现测出的明显小于测出的,可能的原因是:①浮溢水杯中的水没有装满造成排开液体的体积减小,测得的排开液体的重力偏小。
(5)物体的重力为10N,根据重力公式计算可知物体的质量为;根据浮力公式计算可知物体的体积为,结合密度公式计算物体密度为。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度;
4、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力。
15.(2024八下·福田期末)如图所示是我国某型号坦克,其重力为,高2m,履带与地面的总接触面积为,该坦克具有潜渡功能(,g取10N/kg)。求:
(1)坦克静止在水平地面时,它对地面的压强;
(2)若坦克在水平公路上匀速直线行驶时受到的阻力是重力的0.2倍,此时坦克所受的牵引力;
(3)若坦克在深为5m的河流中潜渡时,水平河底对坦克的支持力为,此时坦克所受的浮力。
【答案】解:(1)坦克在水平路面上,它对地面的压力
坦克对地面的压强
(2)阻力是重力的0.2倍,为
坦克在水平公路上匀速行驶,牵引力为
(3)坦克在竖直向下的重力、竖直向上的浮力与竖直向上的支持力的作用下处于平衡状态,则坦克对河床的浮力
答:(1)坦克静止在水平地面时,它对地面的压强;
(2)若坦克在水平公路上匀速直线行驶时受到的阻力是重力的0.2倍,此时坦克所受的牵引力;
(3)若坦克在深为5m的河流中潜渡时,水平河底对坦克的支持力为,此时坦克所受的浮力。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)坦克在水平路面上,它对地面的压力等于重力,即, 履带与地面的总接触面积为 ,根据压强公式计算坦克对地面的压强。
(2)阻力是重力的0.2倍,即,坦克在水平公路上匀速行驶,根据二力平衡可知;
(3)坦克在竖直向下的重力、竖直向上的浮力与竖直向上的支持力的作用下处于平衡状态,所以坦克对河床的浮力。
16.(2024八下·福田期末)小明家中有如图所示的晾衣杆套组,查询说明书得知晾衣杆(含动滑轮)总质量为2kg。晾衣前,小明用体重计测得衣服的质量为6kg。挂好衣服后,晾衣杆水平,摇动手柄使晾衣杆匀速上升1m,用时5s。不计绳重、衣架重力及摩擦(取10N/kg)。求:
(1)摇柄端绳子的拉力?
(2)拉力做功的功率?
(3)该过程中晾衣杆套组的机械效率?
【答案】解:(1)衣服和晾衣杆的重力分别为
由图可知,滑轮组中,摇柄端绳子上的拉力为
(2)手柄移动的距离为
拉力做的功为
拉力做功的功率为
(3)手摇升降晾衣架的机械效率为
答:(1)摇柄端绳子的拉力为20N;
(2)拉力做功的功率为16W;
(3)该过程中手摇升降晾衣架的机械效率为75%。
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;有用功和额外功
【解析】【分析】(1)根据重力公式分别计算衣服和晾衣杆的重力分别为,
,由图可知,动滑轮缠绕绳子数,摇柄端绳子上的拉力为
(2)手柄移动的距离为物体运动距离的4倍,则,根据做功公式W=Fs计算可知拉力做的功,根据W=Pt计算拉力做功的功率;
(3)根据效率公式即有用功和总功的比值计算手摇升降晾衣架的机械效率为。
17.(2024八下·福田期末)我们在农贸市场、中药房还能看见杆秤,俗话说“秤砣虽小压千斤”,由此学习小组开展有关杆秤的项目式学习。
【项目任务】制作简易杆秤
【产品制作】
(1)如图甲,用木棒作为秤杆,用细线系一个20g的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A点作为秤盘,在B点挂粗绳作为提钮,则   点相当于支点;
(2)调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,则该位置对应的质量刻度值为   g;
(3)在秤盘中逐个添加50g的砝码,当杆秤水平平衡时,记录细线的位置、标记相应的质量,再测出细线距离B点的长度(如下表),根据表中数据,应将250g的刻度值标记在距离B点   cm处;
托盘中砝码总质量/g 50 100 150 200
距离B点的长度/cm 6 11 16 21
【产品使用】
(4)在称重过程中,若杆秤左低右高,如图乙,要将杆秤调至水平平衡,秤砣应往   (选填“左”或“右”)侧移动;
(5)为了增大杆秤的量程,你的方法是:   (写一种即可)。
【答案】B;0;26;右;增加秤砣的质量
【知识点】杠杆的平衡条件;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)木棒可绕B点转动,B点是支点。
(2)调节杆秤水平平衡是为了消除杆秤自重和秤盘质量的影响,该位置对应的质量刻度值为0g。
(3)由表中数据可知,当托盘中砝码总质量为50g时,距离B点的长度是6cm,根据F1L1=F2L2可知(50+m盘)×10-3kg×10N/kg×AB×10-2m=20×10-3kg×10N/kg×6×10-2m;当托盘中砝码总质量为100g时,距离B点的长度是11cm,同理计算(100+m盘)×10-3kg×10N/kg×AB×10-2m=20×10-3kg×10N/kg×11×10-2m;解得m盘=10g,AB=2cm,当托盘中砝码总质量为250g时,根据F1L1=F2L2可知(250+m盘)×10-3kg×10N/kg×2×10-2m=20×10-3kg×10N/kg×l×10-2m,所以l=26cm。
(4)在称重过程中,杆秤左低右高,应将秤砣向远离支点的方向移动,即将秤砣向右移动使得杠杆平衡。
(5)增大杆秤的量程,根据杠杆平衡条件可知,动力增大,动力臂不变,增大阻力或增大阻力臂,即增加秤砣的质量。
【分析】1、探究杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,首先对杠杆进行调平:调平原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,当指针偏左表明左侧较重,所以需要增加右侧力和力臂;调平的原因为:减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响;
2、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂;
3、杠杆平衡:增加动力,动力臂不变情况下,需要增加阻力或者增加阻力臂。
18.(2024八下·福田期末)阅读材料,回答问题:
无人机
2024年5月24日深圳举办第八届世界无人机大会,如图甲是一种自动拍摄火情的无人机。该无人机有4个旋翼,采用4个电动机分别带动旋翼转动,对下方空气施力从而获得升力起飞。该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能。
在无风环境中,该无人机的升阻比为15~20,升阻比是空气对无人机的升力与阻力之比。升阻比越高,说明无人机的空气动力性能越好。
(1)无人机飞行时,所受升力的施力物体是   ;
(2)无人机沿水平方向飞行时,重力对无人机   (选填“有”或“没有”)做功;无人机向上匀速飞行时,其机械能   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)无人机竖直向上飞行时,其所受阻力与飞行速度平方的关系如图乙,若无人机加速上升,则它所受阻力将   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)若无人机在1min内竖直向上匀速飞行180m,此时升阻比最大,则无人机受到的升力为   N,升力的功率为   W;
(5)类似机械效率,。无人机在竖直向上飞行中,升阻比为15,转力效率为60%,其4个旋翼转动每秒扫过的总面积为2m2,空气通过旋翼的速度为10m/s,则此时无人机飞行的速度为   m/s(g=10N/kg,ρ空气=1.3kg/m3)。
【答案】空气;没有;变大;变大;117;351;4
【知识点】功率计算公式的应用;机械能及其转化;速度公式及其应用;力作用的相互性;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)无人机飞行时,螺旋桨对空气产生向下的作用力,空气对螺旋桨产生一个向上的力,故升力的施力物体是空气。
(2)无人机沿水平方向飞行时,飞行方向和重力,所以重力不做功。无人机向上匀速飞行时,速度不变,动能不变,高度增大,以重力势能增大,故机械能增大。
(3)无人机受到的阻力f与速度的平方v2成正比,所以若无人机加速上升,则它所受阻力将变大。
(4)f与v2的关系式为f=0.65v2(N ),根据速度公式计算无人机在1min内竖直向上匀速飞行180m,其速度为,代入f与v2的关系式可得,此时阻力为f=0.65×9N=5.85N;升阻比为20,故升力为F升=20f=20×5.85N=117N;根据功率公式P=Fv计算升力的功率为P=F升v=117N×3m/s=351W;
(5)根据公式计算可知每秒空气通过旋翼的距离为L=v空t=10m/s×1s=10m;每秒空气通过旋翼的体积为V=SL=2m2×10m=20m3;根据密度公式计算每秒空气通过旋翼的质量为m=ρ空气V=1.3kg/m3×20m3=26kg;结合G=mg计算每秒空气通过旋翼的重力为G=mg=26kg×10N/kg=260N;
由转力效率公式可知,此时升力为F=ηG=60%×260N=156N,升阻比为15,所以阻力为,代入f与v2的关系式计算无人机的速度为。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上;
2、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
3、根据速度的公式计算分析,速度公式为v=s/t,根据题目中所给的信息,如已知速度时间求解路程,或者已知路程和时间求解速度,匀速运动的特点,在st曲线上为一条倾斜向上的直线,在vt曲线为一条水平直线。
4、密度的性质:密度是物质的基本属性,不随质量和体积的变化而变化;至于材料本身以及材料状态有关,计算公式为m=ρv;
5、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。公式为G=mg。
6、做功:物体受到力,且在力的方向上产生了位移。
1 / 1广东省深圳市福田区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
1.(2024八下·福田期末)2024年6月15日,中国女排逆转土耳其队,取得世界女排联赛三连胜,下列说法正确的是(  )
A.击球时,手对球的弹力改变了球的运动状态
B.击球后,由于球受到惯性的作用,球能继续向前飞行
C.球在空中飞行时,球受到重力和推力的作用
D.垫球时,球受到的弹力是由于球的形变产生的
2.(2024八下·福田期末)如图,小红站在“深圳之眼——岗厦北”地铁站的台阶式电梯上,随电梯匀速上行,下列说法正确的是(  )
A.人所受重力约为50N
B.人不受水平方向的摩擦力
C.电梯对人的支持力大于人的重力
D.电梯对人的支持力和人对电梯的压力是一对平衡力
3.(2024八下·福田期末)生活处处有摩擦,下列说法正确的是(  )
A.吃饭时手与筷子的摩擦是有害摩擦
B.人跑步时要利用鞋底与地面间的摩擦
C.手握水杯,握得越紧,静止的水杯所受摩擦力越大
D.自行车刹车是通过增大粗糙程度来增大摩擦
4.(2024八下·福田期末)下列各图描述的情境中,说法正确的是(  )
A.如图甲,通过大量实验,进一步推理概括得出牛顿第一定律
B.如图乙,盆景自动供水装置利用了连通器的原理
C.如图丙,把自制气压计从山脚移到山顶,细管内水柱下降
D.如图丁,客机起飞升空与用吸管吸饮料的原理相同
5.(2024八下·福田期末)小明将橙子放入水中,静止后如图甲,将该橙子剥去部分表皮后放入水中,静止后如图乙,剥去全部表皮后放入水中,静止后如图丙(不考虑橙子吸水)。下列说法正确的是(  )
A.甲图中,橙子的密度等于水的密度
B.甲图中,橙子受到的浮力大于自身重力
C.乙图中,橙子受到的浮力大于丙图中橙子受到的浮力
D.丙图中,橙子受到的浮力小于其排开水的重力
6.(2024八下·福田期末)重力为500N的小明在某次跳绳中,重心离地面的高度h随时间t变化如图,关于小明,下列说法正确的是(  )
A.跳绳个数越多,做功越快
B.上升过程中,动能转化为重力势能
C.在最高点时,处于平衡状态
D.从最高点落地的过程,重力做功250J
7.(2024八下·福田期末)在修建深圳博物馆新馆中,工人用500N的力就能将900N的重物匀速拉到斜面顶端,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.图中的滑轮可以省力
B.使用斜面可以省功
C.减缓斜面坡度,可以更省力
D.重物在该过程中所受的摩擦力是500N
8.(2024八下·福田期末)挤压瓶子,浮沉子加速下沉,O点为其重心,请画出此时浮沉子的受力示意图(忽略水的阻力)。
9.(2024八下·福田期末)圆柱形溢水杯放置在水平桌面上,现将500mL的水缓慢倒入杯中,请在图中画出水对杯底的压强p随倒入杯中水的体积V变化的大致图像。
10.(2024八下·福田期末)今年,我国自主研发的LNG运输船“峨眉”号跨洋载货,标志着我国又一“大国重器”顺利上岗。
(1)LNG船靠螺旋桨驱动航行时,水对桨的作用力   (选填“大于”“等于”或“小于”)桨对水的作用力;
(2)已知“峨眉”号排水量是,则满载时它受到的浮力为   N。(g取10N/kg)
(3)当它靠岸卸货后,“峨眉”号底部受到的液体压强会   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.(2024八下·福田期末)小明和小亮去深圳七娘山徒步,如图为该山的等高线地形图,数值表示海拔(单位:m)。
(1)小明爬山经过A、B、C三处,其重力势能在   处最大;
(2)小明和小亮的重力分别为500N和600N,登山线路分别是ABCT和ADET,若他们登山用时相同,小明和小亮克服重力做功的功率分别为、,则   (选填“>”“<”或“=”);
(3)下山时,小明从海拔为870m的山顶T到达海拔为200m的A处的过程,小明的重力所做的功为   J。
12.(2024八下·福田期末)小明买了两款质量m不同的运动鞋,为了比较两款鞋的防滑性,各取其中一只鞋A和B,在同一水平桌面上进行下列实验。
(1)实验中,弹簧测力计应沿水平方向   拉动运动鞋,则鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)有同学用图①、②实验比较两款鞋的防滑性,小明觉得不妥,认为要用图③、④实验,理由是为了控制   相同;
(3)图③实验,弹簧测力计示数为   N。由实验可知鞋   (选填“A”或“B”)的防滑性更好;
(4)重复图③实验时,小明沿水平方向加速拉动鞋A,则鞋A受到的摩擦力   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)小明进一步改进实验装置,如图⑤,实验时若小明沿水平方向加速拉动长木板,此时B鞋受到的摩擦力大小与弹簧测力计的示数   (选填“相等”或“不相等”)。
13.(2024八下·福田期末)如图所示,小明用液体压强计探究液体内部压强的特点。
(1)U形管两侧液面   反映液体内部压强的大小;这种研究方法是   ;
(2)通过图乙、丙可得,液体内部的压强与液体   有关;
(3)小明保持丙图中探头的位置不变,向容器中加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差变大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。其他同学认为他的结论   (选填“可靠”或“不可靠”),原因是:   ;
(4)小明自制了如图丁的实验装置,在A箱中加入水,A下部的橡皮膜C会凸起:如图戊所示,在B箱中加入某未知液体,直到橡皮膜变平,分别测出,,,则未知液体密度为   。(,)
14.(2024八下·福田期末)在学习浮力时,小明做了下列实验:
(1)如图甲,把鸡蛋放入清水中会沉底,不断向清水中加盐,鸡蛋会浮到水面上。小明由此猜想:物体所受浮力大小可能跟液体的   有关;
(2)如图乙,将水盆下按,水盆浸在水中的体积越多,手感受到的力越大。小明由此猜想:物体所受浮力大小可能跟物体浸在液体中的体积有关。为了验证猜想,小明进行了如图丙的实验,由此可得出结论:   ;
(3)小明还发现,水盆浸在水中的体积越多,排开的水越多,排开水的重力越大,他又进行如图丁的实验:
①物体排开水的重力   N;
②由实验得:浸在水中的物体受到的浮力   (选填“大于”“小于”或“等于”)物体排开水的重力;
③小明又换用其他物体多次实验,其中一次实验发现测出的明显小于测出的,排除测量误差因素的影响,其原因可能是:   (写出一种即可);
(4)由丁图可得物体密度为   。(,)
15.(2024八下·福田期末)如图所示是我国某型号坦克,其重力为,高2m,履带与地面的总接触面积为,该坦克具有潜渡功能(,g取10N/kg)。求:
(1)坦克静止在水平地面时,它对地面的压强;
(2)若坦克在水平公路上匀速直线行驶时受到的阻力是重力的0.2倍,此时坦克所受的牵引力;
(3)若坦克在深为5m的河流中潜渡时,水平河底对坦克的支持力为,此时坦克所受的浮力。
16.(2024八下·福田期末)小明家中有如图所示的晾衣杆套组,查询说明书得知晾衣杆(含动滑轮)总质量为2kg。晾衣前,小明用体重计测得衣服的质量为6kg。挂好衣服后,晾衣杆水平,摇动手柄使晾衣杆匀速上升1m,用时5s。不计绳重、衣架重力及摩擦(取10N/kg)。求:
(1)摇柄端绳子的拉力?
(2)拉力做功的功率?
(3)该过程中晾衣杆套组的机械效率?
17.(2024八下·福田期末)我们在农贸市场、中药房还能看见杆秤,俗话说“秤砣虽小压千斤”,由此学习小组开展有关杆秤的项目式学习。
【项目任务】制作简易杆秤
【产品制作】
(1)如图甲,用木棒作为秤杆,用细线系一个20g的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A点作为秤盘,在B点挂粗绳作为提钮,则   点相当于支点;
(2)调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,则该位置对应的质量刻度值为   g;
(3)在秤盘中逐个添加50g的砝码,当杆秤水平平衡时,记录细线的位置、标记相应的质量,再测出细线距离B点的长度(如下表),根据表中数据,应将250g的刻度值标记在距离B点   cm处;
托盘中砝码总质量/g 50 100 150 200
距离B点的长度/cm 6 11 16 21
【产品使用】
(4)在称重过程中,若杆秤左低右高,如图乙,要将杆秤调至水平平衡,秤砣应往   (选填“左”或“右”)侧移动;
(5)为了增大杆秤的量程,你的方法是:   (写一种即可)。
18.(2024八下·福田期末)阅读材料,回答问题:
无人机
2024年5月24日深圳举办第八届世界无人机大会,如图甲是一种自动拍摄火情的无人机。该无人机有4个旋翼,采用4个电动机分别带动旋翼转动,对下方空气施力从而获得升力起飞。该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能。
在无风环境中,该无人机的升阻比为15~20,升阻比是空气对无人机的升力与阻力之比。升阻比越高,说明无人机的空气动力性能越好。
(1)无人机飞行时,所受升力的施力物体是   ;
(2)无人机沿水平方向飞行时,重力对无人机   (选填“有”或“没有”)做功;无人机向上匀速飞行时,其机械能   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)无人机竖直向上飞行时,其所受阻力与飞行速度平方的关系如图乙,若无人机加速上升,则它所受阻力将   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)若无人机在1min内竖直向上匀速飞行180m,此时升阻比最大,则无人机受到的升力为   N,升力的功率为   W;
(5)类似机械效率,。无人机在竖直向上飞行中,升阻比为15,转力效率为60%,其4个旋翼转动每秒扫过的总面积为2m2,空气通过旋翼的速度为10m/s,则此时无人机飞行的速度为   m/s(g=10N/kg,ρ空气=1.3kg/m3)。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力的作用效果;弹力;重力及其大小的计算;惯性及其现象
【解析】【解答】A.击球时,球的运动方向和速度发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B.击球后,由于球具有惯性,球能继续向前飞行,故B错误;
C.球在空中飞行时,不会受到推力作用,故C错误;
D.垫球时,球受到的弹力是由于手形变产生的,故D错误。
故选A。
【分析】1、力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变;
2、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述;
3、弹力的产生是由于物体产生形变,恢复原状的力,弹簧受到压缩,恢复原状,所以弹力向右。
2.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.成年人的重力约为500N,故A错误;
B.人随台阶式电梯匀速向上时,人相对于水平台阶静止,则人不受水平方向的摩擦力,故B正确;
C.人随台阶式电梯匀速向上时,根据二力平衡可知,电梯对人的支持力大小等于人的重力,故C错误;
D.电梯对人的支持力和人对电梯的压力,是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上;
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
3.【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.手与筷子之间无摩擦,则手拿不起筷子,所以 吃饭时手与筷子的摩擦是有利摩擦 ,故A错误;
B.人跑步时,脚有向后运动得趋势,所以受到地面给脚向前的摩擦力,故B正确;
C.水杯保持静止,则重力的大小等于摩擦力的大小,摩擦力始终不变,故C错误;
D.自行车刹车是通过增大压力来增大摩擦力的,故D错误。
故选B。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、摩擦力的方向和物体运动方向相反,题目中人跑步时,脚有向后运动得趋势,所以地面给脚前进的摩擦力;
3、物体保持静止时,处于平衡状态,如水杯保持静止,则重力的大小等于摩擦力的大小。
4.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;大气压强与高度的关系;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.实验中,小车不能不受阻力,因此牛顿第一定律是在在实验基础上加进一步推理得出,故A正确;
B.丁图中,盆景中的水位能保持一定高度,是因为水面低于瓶口时,空气进入瓶中,大气压支撑瓶中的水不流出来,不是利用了连通器原理,故B错误;
C.把气压计从山脚移到山顶,外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故C错误;
D.人用吸管喝饮料,管内气压小于外界大气压,饮料被大气压压上去,客机起飞升空,是因为飞机上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而形成向上的压力差,从而获得向上的升力而升空;二者原理不同,故D错误。
故选A。
【分析】1、大气压的应用; 吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同;
2、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力;
3、压强和海拔的关系为:随着海拔的增加,压强减小,海拔的减小,压强增加。
5.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.甲图中橙子漂浮,所以ρ甲<ρ水,橙子受到的浮力大小等于橙子的重力大小,故AB错误;
C.乙图中橙子悬浮橙子受到的浮力大小等于橙子的重力大小,丙中橙子下沉,受到的浮力小于橙子的重力,所以丙图中橙子受到的浮力小于乙图中橙子受到的浮力,故C正确;
D.根据阿基米德原理可知,橙子受到的浮力等于橙子排开水受到的重力,故D错误。
故选C。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大。
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
6.【答案】B
【知识点】功率的概念;机械能及其转化;平衡状态的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】A.跳绳个数多,只能说明做功多,没有时间,所以不知道做功的快慢,故A错误;
B.起跳之后在上升过程中,速度减小,动能减小,高度增加,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B正确;
C.在最高点时,不考虑空气阻力,只受重力作用,处于非平衡状态,故C错误;
D.根据图可知起跳的最大高度为5厘米,根据做功公式计算从最高点落地的过程,重力做功为
,故D错误。
故选B。
【分析】1、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
2、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用;
3、做功:公式为W=Fs。
7.【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;斜面的机械效率;有用功和额外功
【解析】【解答】A.图中为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,不能省力,故A错误;
B.斜面可以省力,但费距离,不省功,故B错误;
C.使用斜面时,斜面坡度越小越省力,故C正确;
D.用500N拉力,将重900N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,物体上升的高度为4m,根据做功公式计算物体克服物体重力做的有用功W有=Gh=900N×4m=3600J,由图可知,30°角所对的边长4m,则斜面长度是8m,拉力做的总功W总=Fs=500N×8m=4000J,所以额外功W额=W总-W有=4000J-3600J=400J,由W额=fs可得,物体受到斜面的摩擦力,重物在该过程中所受的摩擦力是50N,故D错误。
故选C。
【分析】1、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力;
2、功的计算:总功为W=Fs,总功包括两部分,有用功和额外功,其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh,额外功的计算包括总功和有用功的差,也可以根据功的定义W=Fs计算。
8.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1) 浮沉子加速下沉 ,所以受到重力大于浮力,重力方向竖直向下,作用点为物体重心,浮力竖直向上,作用点在重心处,如图所示:
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
2、浮力的方向竖直向上。
9.【答案】
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】液体对烧杯底部的压强p=ρgh,烧杯的体积为V,底面积为S,则液体对烧杯底部的压强
;ρ、g、S为定值,所以p-V图像为过原点的倾斜直线,当流出水的体积灌满烧杯后,h不变,所以压强大小不变,则p-V图如图所示:
【分析】压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
10.【答案】等于;;变小
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)LNG船靠螺旋桨驱动航行时,海水对桨的作用力和桨对海水的作用力是一对相互作用力,海水对桨的作用力等于桨对海水的作用力。
(2)满载时它受到的浮力等于重力,即F浮=G排=m排g=1.6×108kg×10N/kg=1.6×109N
(3)靠岸卸货后,重力减小,仍然处于漂浮状态,所以浮力减小,根据F=ρgv可知排开液体的体积减小,运输船上浮,深度减小,由p=ρgh可知“峨眉”号底部受到的液体压强会变小。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上;
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
3、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
4、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度.
11.【答案】C;<;
【知识点】功率计算公式的应用;势能大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)A、B、C三处,C处高度最高,重力势能越大。
(2)小明的重力小于小亮,上升的高度相同,所以小明克服重力做功小于小亮,小明和小亮登山用时相同,根据,小明和小亮克服重力做功的功率大小关系为;
(3)小明从海拔为870m的山顶T到达海拔为200m的A处的过程,高度下降了670;小明的重力所做的功为。
【分析】1、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
2、做功:公式为W=Fs,功率的计算:公式为W=Pt。
12.【答案】匀速直线(或匀速);压力大小(压力或接触面所受压力大小);4.4;B;不变;相等
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在实验中 ,弹簧测力计应沿水平方向做匀速直线运动。根据二力平衡可知 鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数 。
(2)比较两款鞋的防滑性,变量为鞋的种类。在图①、②的实验中,改变了鞋的种类,同时也改变了运动鞋对桌面的压力,变量不唯一。而在图③、④的实验中,压力相同,只比较鞋的防滑性。因此,小明认为要用图③、④实验来比较两款鞋的防滑性。
(3)在图③的实验中,弹簧测力计的示数为4.4N,所以受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数,即f=4.4N。比较图③和图④的实验结果,在压力相同的情况下,鞋B受到的摩擦力更大,说明鞋B的防滑性更好。
(4)当小明沿水平方向加速拉动鞋A时,鞋A与桌面之间的接触面粗糙程度和压力都没有改变,A受到的摩擦力就不会改变。
(5)在图⑤的实验装置中,小明沿水平方向加速拉动长木板,而鞋B仍然保持静止状态,根据二力平衡可知,此时B鞋受到的摩擦力大小与弹簧测力计的示数相等。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,所以拉力等于摩擦力;
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
3、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同。
4、从实验操作方面考虑,⑤图中用力水平拉动木块下面的长木板 不需要做匀速直线运动,原因为 滑动摩擦力大小与运动快慢 无关,且可以稳定读数。
13.【答案】高度差;转换法;深度;不可靠;没有控制液体深度相同;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计将U形管中液面的高度差转换为被测压强,这种方法是转换法。
(2)分析图乙、丙两图的实验现象,在液体密度相同时,丙图中探头所处位置的液体深度更深,U形管液面高度差更大,说明液体内部的压强与液体深度有关。
(3)探究液体压强与液体密度是否有关时,变量为液体密度,应控制探头所处的深度相同。加入盐水后,烧杯中液体的密度增大,深度也会增大。变量不唯一,所以上述操作不可靠。
(4)根据压强公式计算可知A容器中水对橡皮膜的压强为pA=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa;橡皮膜相平可知,橡皮膜两边压强相等,即pB=pA=900Pa,所以未知液体的密度为。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。
14.【答案】密度;液体密度相同时,物体漫在液体中的体积越大,物体所受浮力越大;2.5;等于;溢水杯中的水没有装满(或测浮力时物体碰到了容器底、排开的水没有全部流入小桶、物体吸水等);
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)向清水中加盐,液体的密度增加,故猜想物体所受浮力跟液体的密度有关。
(2)图丙,物体排开液体的体积越大,测力计的示数越小,根据称重法可知物体受到的浮力越大,所以液体密度相同时,物体漫在液体中的体积越大,物体所受浮力越大。
(3)物体排开水的重力,根据称重法可知物体受到的浮力
;所以浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水的重力。
(4)小明换用其他物体多次实验,其中一次实验发现测出的明显小于测出的,可能的原因是:①浮溢水杯中的水没有装满造成排开液体的体积减小,测得的排开液体的重力偏小。
(5)物体的重力为10N,根据重力公式计算可知物体的质量为;根据浮力公式计算可知物体的体积为,结合密度公式计算物体密度为。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度;
4、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力。
15.【答案】解:(1)坦克在水平路面上,它对地面的压力
坦克对地面的压强
(2)阻力是重力的0.2倍,为
坦克在水平公路上匀速行驶,牵引力为
(3)坦克在竖直向下的重力、竖直向上的浮力与竖直向上的支持力的作用下处于平衡状态,则坦克对河床的浮力
答:(1)坦克静止在水平地面时,它对地面的压强;
(2)若坦克在水平公路上匀速直线行驶时受到的阻力是重力的0.2倍,此时坦克所受的牵引力;
(3)若坦克在深为5m的河流中潜渡时,水平河底对坦克的支持力为,此时坦克所受的浮力。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)坦克在水平路面上,它对地面的压力等于重力,即, 履带与地面的总接触面积为 ,根据压强公式计算坦克对地面的压强。
(2)阻力是重力的0.2倍,即,坦克在水平公路上匀速行驶,根据二力平衡可知;
(3)坦克在竖直向下的重力、竖直向上的浮力与竖直向上的支持力的作用下处于平衡状态,所以坦克对河床的浮力。
16.【答案】解:(1)衣服和晾衣杆的重力分别为
由图可知,滑轮组中,摇柄端绳子上的拉力为
(2)手柄移动的距离为
拉力做的功为
拉力做功的功率为
(3)手摇升降晾衣架的机械效率为
答:(1)摇柄端绳子的拉力为20N;
(2)拉力做功的功率为16W;
(3)该过程中手摇升降晾衣架的机械效率为75%。
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;有用功和额外功
【解析】【分析】(1)根据重力公式分别计算衣服和晾衣杆的重力分别为,
,由图可知,动滑轮缠绕绳子数,摇柄端绳子上的拉力为
(2)手柄移动的距离为物体运动距离的4倍,则,根据做功公式W=Fs计算可知拉力做的功,根据W=Pt计算拉力做功的功率;
(3)根据效率公式即有用功和总功的比值计算手摇升降晾衣架的机械效率为。
17.【答案】B;0;26;右;增加秤砣的质量
【知识点】杠杆的平衡条件;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)木棒可绕B点转动,B点是支点。
(2)调节杆秤水平平衡是为了消除杆秤自重和秤盘质量的影响,该位置对应的质量刻度值为0g。
(3)由表中数据可知,当托盘中砝码总质量为50g时,距离B点的长度是6cm,根据F1L1=F2L2可知(50+m盘)×10-3kg×10N/kg×AB×10-2m=20×10-3kg×10N/kg×6×10-2m;当托盘中砝码总质量为100g时,距离B点的长度是11cm,同理计算(100+m盘)×10-3kg×10N/kg×AB×10-2m=20×10-3kg×10N/kg×11×10-2m;解得m盘=10g,AB=2cm,当托盘中砝码总质量为250g时,根据F1L1=F2L2可知(250+m盘)×10-3kg×10N/kg×2×10-2m=20×10-3kg×10N/kg×l×10-2m,所以l=26cm。
(4)在称重过程中,杆秤左低右高,应将秤砣向远离支点的方向移动,即将秤砣向右移动使得杠杆平衡。
(5)增大杆秤的量程,根据杠杆平衡条件可知,动力增大,动力臂不变,增大阻力或增大阻力臂,即增加秤砣的质量。
【分析】1、探究杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,首先对杠杆进行调平:调平原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,当指针偏左表明左侧较重,所以需要增加右侧力和力臂;调平的原因为:减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响;
2、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂;
3、杠杆平衡:增加动力,动力臂不变情况下,需要增加阻力或者增加阻力臂。
18.【答案】空气;没有;变大;变大;117;351;4
【知识点】功率计算公式的应用;机械能及其转化;速度公式及其应用;力作用的相互性;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)无人机飞行时,螺旋桨对空气产生向下的作用力,空气对螺旋桨产生一个向上的力,故升力的施力物体是空气。
(2)无人机沿水平方向飞行时,飞行方向和重力,所以重力不做功。无人机向上匀速飞行时,速度不变,动能不变,高度增大,以重力势能增大,故机械能增大。
(3)无人机受到的阻力f与速度的平方v2成正比,所以若无人机加速上升,则它所受阻力将变大。
(4)f与v2的关系式为f=0.65v2(N ),根据速度公式计算无人机在1min内竖直向上匀速飞行180m,其速度为,代入f与v2的关系式可得,此时阻力为f=0.65×9N=5.85N;升阻比为20,故升力为F升=20f=20×5.85N=117N;根据功率公式P=Fv计算升力的功率为P=F升v=117N×3m/s=351W;
(5)根据公式计算可知每秒空气通过旋翼的距离为L=v空t=10m/s×1s=10m;每秒空气通过旋翼的体积为V=SL=2m2×10m=20m3;根据密度公式计算每秒空气通过旋翼的质量为m=ρ空气V=1.3kg/m3×20m3=26kg;结合G=mg计算每秒空气通过旋翼的重力为G=mg=26kg×10N/kg=260N;
由转力效率公式可知,此时升力为F=ηG=60%×260N=156N,升阻比为15,所以阻力为,代入f与v2的关系式计算无人机的速度为。
【分析】1、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上;
2、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
3、根据速度的公式计算分析,速度公式为v=s/t,根据题目中所给的信息,如已知速度时间求解路程,或者已知路程和时间求解速度,匀速运动的特点,在st曲线上为一条倾斜向上的直线,在vt曲线为一条水平直线。
4、密度的性质:密度是物质的基本属性,不随质量和体积的变化而变化;至于材料本身以及材料状态有关,计算公式为m=ρv;
5、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。公式为G=mg。
6、做功:物体受到力,且在力的方向上产生了位移。
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