福建省福州市仓山区2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试卷(含解析)

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福建省福州市仓山区2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试卷(含解析)

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2024-2025学年福建省福州市仓山区八年级(下)期末物理试卷
一、选择题:本大题有14小题,每小题2分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。
1.(2分)端午节期间,小明在家煮粽子,厨房里粽香四溢。这个现象主要说明(  )
A.分子间有引力 B.分子间有斥力
C.分子间有空隙 D.分子是运动的
2.(2分)下列工具属于费力杠杆的是(  )
A.镊子
B.天平
C.瓶起子
D.核桃夹
3.(2分)在如图所示的实验情景中,小钢球受到平衡力作用的是(  )
A.沿斜面滚下的钢球
B.静止在金属片上的钢球
C.在水中下沉的钢球
D.在空中自由下落的钢球
4.(2分)端午节划龙舟是传统的习俗,小明同学发现并行的龙舟不能靠的太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样(  )
A.用吸管吸饮料
B.地铁站里有安全线
C.雪天减速慢行
D.佳佳在骑车时需要带头盔
5.(2分)我国南北朝时期成书的《关尹子 九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于(  )
A.重力的作用 B.摩擦力的作用
C.浮力的作用 D.大气压的作用
6.(2分)如图所示,小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上,小华用力向前推小明后,下列说法中正确的是(  )
A.小明和小华由于惯性都保持静止
B.小明和小华因为受力一起向前运动
C.小明受力向前运动,小华受力向后运动
D.小明受力向前运动,小华由于惯性保持静止
7.(2分)起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m,再悬停6s,起重机对重物做功情况是(  )
A.提升过程做了功,悬停过程做了功
B.提升过程不做功,悬停过程不做功
C.提升过程不做功,悬停过程做了功
D.提升过程做了功,悬停过程不做功
8.(2分)用力拍打刚晒过的被子,可以除去附着在被子上的灰尘,这是(  )
A.利用惯性 B.防止惯性的危害
C.利用摩擦 D.减小摩擦的影响
9.(2分)如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了(  )
A.增大动力臂,能够省力
B.增大阻力臂,方便使用
C.减小动力臂,方便使用
D.减小阻力臂,能够省力
10.(2分)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是(  )
A. B.
C. D.
11.(2分)如图所示,小京用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是(  )
A.小京对车的水平推力大于车受到的阻力
B.车受到的支持力与车对地面的压力是一对平衡力
C.若小京撤去对车的水平推力,车的运动状态将会发生改变
D.若小京撤去对车的水平推力,小京仍对车做功
12.(2分)如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8kg,飞行时旋翼转速达到每分钟2400转,是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上。地球上的直升机飞行时,旋翼在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力(火星表面g取4N/kg)。下列说法中正确的是(  )
A.火星表面没有气体
B.火星表面有稀薄的气体
C.机智号在火星上重为18N
D.机智号从地球到火星质量减小
13.(2分)小明洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.桔子的密度大于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
14.(2分)如图甲所示,一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,下列判断正确的是(  )(g=10N/kg)
A.图乙中a的值为9cm
B.当t=20s时,物块M在水中处于漂浮状态
C.当t=100s时,物块M在水中处于沉底状态
D.当t=30s时,物块M对容器底的压强为600Pa
二、填空题:本大题有5小题,每空1分,共14分。
15.(2分)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)。如图所示,脚向下踏时,脚踏碓属于     杠杆;碓头部较细,是为了减小     ,增大压强。
16.(3分)如图两棋子静止叠放在水平面上,上方棋子受力     (选填“平衡”或“不平衡”)。用尺快速水平击打下方棋子,由于上方棋子具有     ,其位置几乎不变。当下方棋子飞出后,上方棋子受     力的作用而下落。
17.(2分)生活中常用吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在     (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的     力。
18.(4分)学校积极开展阳光体育运动,学生在操场上进行各种项目的训练。
(1)小明在单杠上做引体向上。小聪测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t,还需要测量    (物理量和符号),可算出小明引体向上的功率P=    (用符号表示);
(2)小聪在操场上投实心球。如图是整个抛球运动过程的示意图,轨迹上a、b两点在同一高度,空气阻力不可忽略。当球离开手后,球的重力势能变化情况是    ,球在a点动能    (选填“大于”“小于”或“等于”)b点。
19.(3分)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。
(1)彩球4在22℃时处于     (选填“漂浮”“沉底”或“悬浮”)。
(2)若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t的范围是     。
(3)要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个     的彩球。
三、作图题:本大题有2小题,共4分。
20.(2分)一本字典静止在水平桌面上,O为其重心,请画出它所受重力和支持力的示意图。
21.(2分)如图所示,请画出撑开雨伞时,撑杆对伞骨作用力F的力臂l。
四、简答题:本大题有1小题,共4分。
22.(4分)在消防安全教育中,消防员在讲解如图所示的警示图片时强调:落水汽车车门所处深度平均按1m算,车门很难被打开。正确的方法是立即解开安全带,用安全锤等尖锐物品破窗进行自救。有的同学很疑惑:落水汽车车门离水面仅有1m深。为什么很难打开呢?请你用学过的物理知识解释车门很难打开的原因。(提示:用数据解释更有说服力,g取10N/kg)
五、实验探究题:本大题6小题,共30分。
23.(4分)“探究二力平衡条件”的装置如图甲所示。
(1)图甲中使用定滑轮的好处是可以     ,通过调整钩码数量可以改变卡片所受     的大小。
(2)为探究不在同一条直线上的两个力能否平衡,小明竖直向下拉卡片,如图乙所示。小华提醒该操作不可行,原因是没有控制两个拉力的     ,应将卡片转过一个角度,观察卡片     (松手前/松手时)的运动状态。
24.(5分)为探究物体的动能跟哪些因素有关,利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下,在水平面上运动,运动的钢球碰上木块后,能将木块撞出一段距离s,如图所示。
(1)实验中探究的“物体的动能”是指     (选填字母)。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.木块被撞击后的动能
(2)若水平面是光滑的,则     (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)让钢球从斜面不同高度滚下,是为了探究物体动能与     的关系。
(4)实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施:    。
(5)若要探究物体的动能跟质量的关系,实验器材还需要补充     。
25.(6分)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是     N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度     (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与     三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是     (选填“正确”或“错误”)的,理由是     。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是     kg/m3。
26.(6分)在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)如图甲所示,实验开始前,应向     端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡;挂上钩码后,每次都要让杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于直接读取     大小;
(2)如图乙所示,需要在B点挂上     个钩码,杠杆将在水平位置平衡,再次在其两边各加上一个钩码,杠杆     侧会下降;
(3)多次实验,记录的数据如下表,可得F1、F2、l1、l2之间的关系是:    ;
实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 6.0 2.0 3.0
2 1.5 4.0 3.0 2.0
3 2.0 2.0 4.0 1.0
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是     。
A.测量铅笔长度
B.探究重力与质量关系
C.探究反射角与入射角关系
27.(5分)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示。使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的     。实验中,通过U形管两侧液面的     来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处,    越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与     有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度     。
28.(4分)小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0)进行实验,实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将项链浸没在量筒的水中,记下体积V2;
……
请你帮小芳完成实验。要求:
(1)写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量;     。
(2)写出珍珠项链密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。     。
六、计算题:本大题有3小题,29题7分,30题6分,31题7分,共20分;要求在计算过程中要写清公式及必要的文字说明,运算过程和结果都要写明数值和单位。
29.(7分)如图所示,小明用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,作用在绳子自由端的拉力F为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦,求:
(1)有用功;
(2)该动滑轮的机械效率。
30.(6分)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一。如图所示,是小亮用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面积为0.16m2。求:(g取10N/kg)
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率。
31.(7分)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为4N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。求:(g取10N/kg)
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
2024-2025学年福建省福州市仓山区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D A B B D C D A D A C
题号 12 13 14
答案 B C A
一、选择题:本大题有14小题,每小题2分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。
1.(2分)端午节期间,小明在家煮粽子,厨房里粽香四溢。这个现象主要说明(  )
A.分子间有引力 B.分子间有斥力
C.分子间有空隙 D.分子是运动的
【答案】D
【分析】构成物质的分子总在不停地做无规则运动,从而产生扩散现象。
【解答】解:煮熟的粽子粽香四溢是扩散现象,说明分子总在不停地做无规则运动。
故选:D。
2.(2分)下列工具属于费力杠杆的是(  )
A.镊子
B.天平
C.瓶起子
D.核桃夹
【答案】A
【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,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。
【解答】解:
A、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B、天平是等臂杠杆,既不省距离也不省力,故B不符合题意;
C、瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:A。
3.(2分)在如图所示的实验情景中,小钢球受到平衡力作用的是(  )
A.沿斜面滚下的钢球
B.静止在金属片上的钢球
C.在水中下沉的钢球
D.在空中自由下落的钢球
【答案】B
【分析】物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体所受到的力为平衡力;因此根据物体的状态就可以判断出该物体是否受平衡力作用。
【解答】解:A、沿斜面滚下的钢球,其速度越来越快,因此受非平衡力作用,故A不符合题意;
B、静止在金属片上的钢球,速度的方向和大小均不变,因此受平衡力作用,故B符合题意;
C、在水中下沉的钢球,速度改变,因此受非平衡力作用,故C不符合题意;
D、在空中自由下落的钢球,其速度越来越快,因此受非平衡力作用,故D不符合题意。
故选:B。
4.(2分)端午节划龙舟是传统的习俗,小明同学发现并行的龙舟不能靠的太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样(  )
A.用吸管吸饮料
B.地铁站里有安全线
C.雪天减速慢行
D.佳佳在骑车时需要带头盔
【答案】B
【分析】在流体中,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:在流体中,流速越大的位置压强越小。龙舟在高速运动时,并行的龙舟如果靠得太近,两船中间的水的流速大,压强小,容易发生撞船事件。
A.用吸管吸饮料时,用力吸的作用是排出管内空气,使吸管内气压小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管,故A不符合题意;
B.地铁安全线是根据流体压强与流速关系设置的,地铁进站时,若人站在安全线内,人靠近地铁一侧的空气流速大,压强小,人远离地铁一侧的空气流速小,压强大,使人受到一个向前的压强差,可能引发安全事故,故候车时,乘客应站在安全线外,故B符合题意;
C.雪天减速慢行,防止惯性可能带来的伤害,故C不符合题意;
D.佳佳在骑车时需要带头盔,如果骑车摔倒,头盔可以保护头部,故D不符合题意。
故选:B。
5.(2分)我国南北朝时期成书的《关尹子 九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于(  )
A.重力的作用 B.摩擦力的作用
C.浮力的作用 D.大气压的作用
【答案】D
【分析】瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,这主要是大气压的作用。
【解答】解:瓶上有两个小孔,两个小孔都不闭住时,瓶内、外气压相等,水在重力的作用下流出来;闭住一个小孔时,会使瓶内气压小于瓶外大气压,在大气压的作用下,水就流不出来了,故D符合题意。
故选:D。
6.(2分)如图所示,小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上,小华用力向前推小明后,下列说法中正确的是(  )
A.小明和小华由于惯性都保持静止
B.小明和小华因为受力一起向前运动
C.小明受力向前运动,小华受力向后运动
D.小明受力向前运动,小华由于惯性保持静止
【答案】C
【分析】(1)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(2)物体保持静止或匀速直线运动状态时处于平衡状态。
【解答】解:ABCD.小华推小明时,根据力的作用是相互的,小明对小华也有力的作用,小华向后退,小明向前运动,故ABD错误、C正确。
故选:C。
7.(2分)起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m,再悬停6s,起重机对重物做功情况是(  )
A.提升过程做了功,悬停过程做了功
B.提升过程不做功,悬停过程不做功
C.提升过程不做功,悬停过程做了功
D.提升过程做了功,悬停过程不做功
【答案】D
【分析】力对物体做功的两个条件:一是作用在物体上的力,二是物体沿这个力的方向通过的距离。两个条件缺一不可。
【解答】解:提升过程中,重物受到提力作用,并在提力的作用下运动了一段距离,所以提力在提升过程中做了功;
在悬停过程,重物受到提力作用,但没有移动距离,所以在悬停过程不做功。
故选:D。
8.(2分)用力拍打刚晒过的被子,可以除去附着在被子上的灰尘,这是(  )
A.利用惯性 B.防止惯性的危害
C.利用摩擦 D.减小摩擦的影响
【答案】A
【分析】惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。我们在生活中可以利用惯性,但也要注意防止惯性。
【解答】解:拍打被子时,被子由于受到手的作用力由静止变为运动,而被子上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,灰尘和被子就会分离,由于重力的作用就会落下来,这是利用了惯性。
故选:A。
9.(2分)如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了(  )
A.增大动力臂,能够省力
B.增大阻力臂,方便使用
C.减小动力臂,方便使用
D.减小阻力臂,能够省力
【答案】D
【分析】利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2,阻力和动力臂不变,动力随阻力臂的增大而增大。
【解答】解:在同样的情况下,把枝条往剪刀轴靠近,减小了阻力臂,而阻力和动力臂不变,由F1L1=F2L2可知,动力会变小,因此可以省力,故ABC错误,D正确。
故选:D。
10.(2分)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】定滑轮不省力,可以改变力的方向;动滑轮省力,不能改变力的方向。
【解答】解:A、该方法相当于使用了动滑轮,可以省力,故A符合题意;
B、该方式使用的是定滑轮,不省力,故B不符合题意;
C、该方式相当于用一根绳子直接拉石墩,不省力,故C不符合题意;
D、该方式相当于用双股绳子拉石墩,不省力,故D不符合题意。
故选:A。
11.(2分)如图所示,小京用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是(  )
A.小京对车的水平推力大于车受到的阻力
B.车受到的支持力与车对地面的压力是一对平衡力
C.若小京撤去对车的水平推力,车的运动状态将会发生改变
D.若小京撤去对车的水平推力,小京仍对车做功
【答案】C
【分析】(1)二力平衡的条件是:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
先对购物车进行受力分析,然后根据二力平衡的条件进行分析;
(2)物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变;
(3)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
【解答】解:A、因为购物车在竖直方向上受到重力和支持力作用,在水平方向上受到推力和阻力作用,由于购物车处于匀速直线运动状态,因此竖直方向上的重力和支持力是一对平衡力,水平方向上的推力和阻力也是一对平衡力,大小相等,故A错误;
B、车受到的支持力与车对地面的压力没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故B错误;
C、若小京撤去对车的水平推力,车在水平方向上只受到阻力作用,受力不平衡,则车的运动状态将会发生改变,故C正确;
D、若小京撤去对车的水平推力,车由于惯性而继续运动,但在此运动方向上没有受到力的作用,则小京对车不做功,故D错误。
故选:C。
12.(2分)如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8kg,飞行时旋翼转速达到每分钟2400转,是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上。地球上的直升机飞行时,旋翼在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力(火星表面g取4N/kg)。下列说法中正确的是(  )
A.火星表面没有气体
B.火星表面有稀薄的气体
C.机智号在火星上重为18N
D.机智号从地球到火星质量减小
【答案】B
【分析】(1)火星是太阳系八大行星之一,火星大气远比地球的稀薄,它的主要成分是二氧化碳,占95%,还有氮以及数量极少的氧气与水分;
(2)由G=mg可求得在火星上受到的重力;
(3)质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度都没有关系,与物体所含物质的多少有关。
【解答】解:AB、直升机能在火星上飞行,利用的是力的作用是相互的,说明火星上有气体,故A错误,B正确;
C、在火星上受到的重力:G=mg火=1.8kg×4N/kg=7.2N,故C错误;
D、质量是物体本身的一种属性,与物体的位置无关,所以从地球到火星后,该直升机质量不变,故D错误。
故选:B。
13.(2分)小明洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.桔子的密度大于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
【答案】C
【分析】(1)漂浮的物体受到的浮力等于其重力,物体密度小于液体的密度;下沉的物体受的浮力小于其重力,物体密度大于液体的密度;
(2)桔子的密度小于芒果的密度,同时,桔子的体积小于芒果的体积,根据密度公式可比较出它们的质量大小,根据G=mg可比较出它们的重力的大小;
(3)桔子漂浮,桔子受到的浮力等于它受到的重力,芒果沉底,所受浮力小于芒果的重力,同时,桔子受到的重力小于芒果受到的重力,所以,可比较出它们受到浮力的大小。
【解答】解:AB、桔子漂浮在水面上,其密度小于水的密度;芒果沉在水底,芒果的密度大于水的密度;所以,桔子的密度小于芒果的密度,故A错误;
桔子漂浮,桔子受到的浮力等于它受到的重力,故B错误;
C、桔子的密度小于芒果的密度,同时,桔子的体积小于芒果的体积,根据密度公式知,桔子的质量小于芒果的质量,根据G=mg知,桔子受到的重力小于芒果受到的重力,故C正确;
D、根据F浮=ρ液gV排和此时芒果排开水的体积大于桔子排开水的体积可知,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力,故D错误。
故选:C。
14.(2分)如图甲所示,一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,下列判断正确的是(  )(g=10N/kg)
A.图乙中a的值为9cm
B.当t=20s时,物块M在水中处于漂浮状态
C.当t=100s时,物块M在水中处于沉底状态
D.当t=30s时,物块M对容器底的压强为600Pa
【答案】A
【分析】(1)先算出M的体积,再用公式ρ计算出M的密度,判断M在水中的浮沉情况,对图乙中的拐点进行分析,物体M恰好漂浮时,浮力等于重力,用公式F浮=G,算出h的值;
(2)t=40s时物体M才开始漂浮,t=20s时,物体M还是沉底状态;
(3)t=40s时物体M开始漂浮,t=100s时,物体M还是漂浮状态;
(4)先在图乙中,通过图线的正比关系算出t=30s时水的深度,再算出排开水的体积,用F浮=ρgV排算出M所受的浮力,然后算出M对容器底的压力,再利用p算出物块M对容器底的压强。
【解答】解:A、物体M的体积VM=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,
物体M的密度ρ0.9×103kg/m3<ρ水,
故注水一定量后,物体M会漂浮起来,
图乙中,加水深度为a时,物体M恰好漂浮,
此时物体M受到的浮力F浮=GM,
即ρ水gV排=9N,V排=SM×a,SM为物块M的底面积,
则ρ水gSMa=9N,a0.09m=9cm,故A正确;
B、由以上分析,当h=9cm,t=40s时,物体M开始漂浮,故B错误;
C、t=40s时,物体M开始漂浮,t=100s时,物体M还是漂浮状态,故C错误;
D、由图乙可知,h与t为正比关系,
当t1=40s时,h1=9cm,
当t2=30s时,h2满足关系:,,h2=6.75cm,
此时物体M排开水的体积为V排′=SM×h2=(0.1m)2×6.75×10﹣2m=6.75×10﹣4m3,
物体M受到的浮力为F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×6.75×10﹣4m3=6.75N,
物体M受到容器底的支持力F支=GM﹣F浮′=9N﹣6.75N=2.25N,
容器底受到物体M的压力F压=F支=2.25N,
容器底受到物体M的压强pM225Pa,故D错误;
故选:A。
二、填空题:本大题有5小题,每空1分,共14分。
15.(2分)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)。如图所示,脚向下踏时,脚踏碓属于  费力  杠杆;碓头部较细,是为了减小  受力面积  ,增大压强。
【答案】费力;受力面积
【分析】结合图片和生活经验,先判断“碓身”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;
根据影响压强的因素分析。
【解答】解:“碓身”在使用过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;
碓头部较细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
故答案为:费力;受力面积。
16.(3分)如图两棋子静止叠放在水平面上,上方棋子受力  平衡  (选填“平衡”或“不平衡”)。用尺快速水平击打下方棋子,由于上方棋子具有  惯性  ,其位置几乎不变。当下方棋子飞出后,上方棋子受  重  力的作用而下落。
【答案】平衡;惯性;重。
【分析】物体处于平衡状态时受平衡力;一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;重力的方向竖直向下。
【解答】解:图中两棋子静止叠放在水平面上,上方棋子处于静止状态,所以受力平衡;
用尺快速水平击打下方棋子,由于上方棋子具有惯性,所以其位置几乎不变;
当下方棋子飞出后,上方棋子受竖直向下的重力的作用而下落。
故答案为:平衡;惯性;重。
17.(2分)生活中常用吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在  平整  (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的  摩擦  力。
【答案】平整;摩擦。
【分析】大气对浸在它里面的物体有力的作用,这就是大气压;摩擦力总是和物体相对运动或者相对运动趋势的方向相反。
【解答】解:用吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在平整的墙面上,以防止漏气;吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。
故答案为:平整;摩擦。
18.(4分)学校积极开展阳光体育运动,学生在操场上进行各种项目的训练。
(1)小明在单杠上做引体向上。小聪测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t,还需要测量 小明的质量m  (物理量和符号),可算出小明引体向上的功率P=   (用符号表示);
(2)小聪在操场上投实心球。如图是整个抛球运动过程的示意图,轨迹上a、b两点在同一高度,空气阻力不可忽略。当球离开手后,球的重力势能变化情况是 先增大后减小  ,球在a点动能 大于  (选填“大于”“小于”或“等于”)b点。
【答案】(1)小明的质量m;;(2)先增大后减小;大于。
【分析】(1)根据P分析需要测量的物理量;
(2)动能的大小与质量、速度有关;重力势能的大小与质量、高度有关,机械能为动能和势能的和;考虑空气阻力,机械能是不守恒的;根据a、b机械能和重力势能的大小分析动能的大小。
【解答】解:(1)引体向上是克服自身重力做功的,所以必须使用体重计测量人的质量,再用G=mg得到体重;连续完成n个引体向上动作需要的时间t,根据功率的计算公式P,计算出完成n个的功率为:;
(2)当球离开手后,球的质量不变,高度先增大后减小,所以球的重力势能变化情况是先增大后减小;
若空气阻力不可忽略,实心球克服空气阻力做功,实心球整个运动过程机械能减小,a、b两点高度相同,所以重力势能相同,因此动能减小,即球在a点动能大于b点。
故答案为:(1)小明的质量m;;(2)先增大后减小;大于。
19.(3分)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。
(1)彩球4在22℃时处于  悬浮  (选填“漂浮”“沉底”或“悬浮”)。
(2)若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t的范围是  24℃到26℃  。
(3)要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个  密度更小  的彩球。
【答案】(1)悬浮;(2)24℃到26℃;(3)密度更小。
【分析】(1)液体的密度随着温度升高会减小(除水外);
(2)根据物体的浮沉条件分析解答。
【解答】解:由题意知,液体的温度升高时,密度变小,液体温度升高,液体密度变小,根据F浮=ρ液gV排可知,小球受到的浮力变小,小于小球的重力,故小球下沉;原来悬浮的小球因液体的温度升高而下沉,所以4号彩球标牌所标温度值为22℃,则5号小球应标20℃,3号小球应标24℃;
(1)液体在22℃时密度等于4号球的密度,4号球悬浮,浮力等于重力;
(2)若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则3、4、5三个彩球沉底,4号球标示22℃、3号球标示24℃、2号球标示26℃,表明当前环境温度在24℃到26℃之间;
(3)当环境温度升高时,液体的密度减小,当前1号球标示温度最高,若想测量更高的温度,应增加一个密度更小的彩球,所以与彩球1体积相等、质量更小。
故答案为:(1)悬浮;(2)24℃到26℃;(3)密度更小。
三、作图题:本大题有2小题,共4分。
20.(2分)一本字典静止在水平桌面上,O为其重心,请画出它所受重力和支持力的示意图。
【答案】
【分析】先分析字典所受重力和支持力的作用点、方向,再根据力的示意图的画法作图。
【解答】解:字典静止在水平桌面上,受到重力G的方向竖直向下、支持力F的方向竖直向上,二力是一对平衡力,大小相等、方向相反,作用点都在重心O上;从重心O分别沿竖直向下、竖直向上的方向画一条带箭头的有向线段,用G、F表示,如图所示:
21.(2分)如图所示,请画出撑开雨伞时,撑杆对伞骨作用力F的力臂l。
【答案】
【分析】力臂是支点到力的作用线的距离,先确定支点,然后根据力的方向画出力的作用线,再过支点画力的作用线的垂线,支点到垂足的距离,即为所求作的力臂。
【解答】解:支点为O,从点O作力F作用线的垂线,支点到垂足的距离,即为力F的力臂l,如图所示:
四、简答题:本大题有1小题,共4分。
22.(4分)在消防安全教育中,消防员在讲解如图所示的警示图片时强调:落水汽车车门所处深度平均按1m算,车门很难被打开。正确的方法是立即解开安全带,用安全锤等尖锐物品破窗进行自救。有的同学很疑惑:落水汽车车门离水面仅有1m深。为什么很难打开呢?请你用学过的物理知识解释车门很难打开的原因。(提示:用数据解释更有说服力,g取10N/kg)
【答案】车门受到的平均压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa,
车门的面积约为1.5m2,车门受到水的压力为:F=pS=1×104Pa×1.5m2=1.5×104N,
由计算可知。水对车门的压力远远大于人的推力,所以很难打开。
【分析】根据液体压强的计算公式,和压强的定义式估算出打开车门需要的推力大小进行分析。
【解答】答:车门受到的平均压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa,
车门的面积约为1.5m2,车门受到水的压力为:F=pS=1×104Pa×1.5m2=1.5×104N,
由计算可知。水对车门的压力远远大于人的推力,所以很难打开。
五、实验探究题:本大题6小题,共30分。
23.(4分)“探究二力平衡条件”的装置如图甲所示。
(1)图甲中使用定滑轮的好处是可以  改变施力方向  ,通过调整钩码数量可以改变卡片所受  拉力  的大小。
(2)为探究不在同一条直线上的两个力能否平衡,小明竖直向下拉卡片,如图乙所示。小华提醒该操作不可行,原因是没有控制两个拉力的  方向相反  ,应将卡片转过一个角度,观察卡片  松手时  (松手前/松手时)的运动状态。
【答案】(1)改变施力方向;拉力;(2)方向相反;松手时
【分析】(1)使用定滑轮可以改变力的方向;钩码个数不同,拉力大小不同;
(2)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上。
【解答】解:(1)使用定滑轮的好处是可以改变施力方向;小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个方向相反的拉力,并通过调整钩码的个数来改变拉力的大小;
(2)根据图乙可知,此时没有控制两个拉力的方向相反;实验中将小卡片转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,松手后观察小卡片是否平衡。
故答案为:(1)改变施力方向;拉力;(2)方向相反;松手时。
24.(5分)为探究物体的动能跟哪些因素有关,利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下,在水平面上运动,运动的钢球碰上木块后,能将木块撞出一段距离s,如图所示。
(1)实验中探究的“物体的动能”是指  B  (选填字母)。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.木块被撞击后的动能
(2)若水平面是光滑的,则  不能  (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)让钢球从斜面不同高度滚下,是为了探究物体动能与  速度  的关系。
(4)实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施: 增大小球由静止释放时的高度(答案不唯一)  。
(5)若要探究物体的动能跟质量的关系,实验器材还需要补充  质量不同的钢球  。
【答案】(1)B;(2)不能;(3)速度;(4)增大小球由静止释放时的高度(答案不唯一);(5)质量不同的钢球。
【分析】(1)根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小,据此分析;
(2)实验中小球动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来;若水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律分析木块的运动状态;
(3)(5)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大,据此分析;
(4)木块移动的越近,说明重力势能转化的动能就越小,可以从增强小球的重力势能方面考虑。
【解答】解:(1)根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小,故B符合题意;
(2)根据转换法,实验中,是通过观察木块移动的距离的大小s判断出小球具有的动能的大小;若水平面绝对光滑,木块就会做匀速直线运动,无法比较木块移动距离的远近,达不到探究目的;
(3)让钢球从斜面不同高度滚下,钢球到达斜面底端的速度不同,可探究物体动能与速度的关系;
(4)在实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较,可能是小球到达水平面时的动能较小,可以增大最初小球的重力势能,即可以增大小球由静止释放时的高度或者增大球的质量,也可能是水平面对木块的摩擦力较大,可以减小水平面的粗糙程度或者换用质量较小的木块等方法;
(5)若要探究物体的动能跟质量的关系,需控制速度相同,改变钢球的质量,故需要增加质量不同的钢球。
故答案为:(1)B;(2)不能;(3)速度;(4)增大小球由静止释放时的高度(答案不唯一);(5)质量不同的钢球。
25.(6分)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是  4  N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度  无关  (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与  B、C  三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是  错误  (选填“正确”或“错误”)的,理由是  没有控制排开液体体积相等  。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是  1.1×103  kg/m3。
【答案】(1)4;(2)无关;(3)B、C;(4)错误;没有控制排开液体体积相等;(5)1.1×103。
【分析】此题为“浮力大小与哪些因素有关”的探究实验,利用基本浮力测量法、注意控制变量思想即可。
【解答】解:(1)根据浮力测量原理,利用空气中拉力A图和浸没状态拉力C图(或D图)相减即可得到浮力,为6N﹣2N=4N。
(2)物体在C和D均为完全浸没,虽然深度不同但是所受浮力均为6N﹣2N=4N,因此可以说明浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)为了得到浮力与排开液体体积的关系,需要比较的是在同种液体中,排开液体体积不同的对照,因此选择B和C。
(4)B和E在两种密度不同的液体中排开液体体积不同,没有控制变量,因此得到的结论不正确。
(5)利用A和E两图的示数之差可以得到物体在盐水中所受浮力为6N﹣1.6N=4.4N,而在水中所受浮力为4N,浸没状态下物体所受浮力与液体密度成正比,因此,因此盐水密度为1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)4;(2)无关;(3)B、C;(4)错误;没有控制排开液体体积相等;(5)1.1×103。
26.(6分)在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)如图甲所示,实验开始前,应向  左  端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡;挂上钩码后,每次都要让杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于直接读取  力臂  大小;
(2)如图乙所示,需要在B点挂上  4  个钩码,杠杆将在水平位置平衡,再次在其两边各加上一个钩码,杠杆  左  侧会下降;
(3)多次实验,记录的数据如下表,可得F1、F2、l1、l2之间的关系是: F1l1=F2l2  ;
实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 6.0 2.0 3.0
2 1.5 4.0 3.0 2.0
3 2.0 2.0 4.0 1.0
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是  A  。
A.测量铅笔长度
B.探究重力与质量关系
C.探究反射角与入射角关系
【答案】(1)左;力臂;(2)4;左;(3)F1l1=F2l2;(4)A。
【分析】(1)杠杆调水平的方法是:左低右调,右低左调,使杠杆在水平位置平衡,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响,便于直接读出力臂;
(2)根据杠杆平衡条件进行计算即可;
(3)根据实验数据分析得到杠杆平衡的条件;
(4)通过多次实验可能是为了寻找普遍规律,也可能是为了减小误差,获得准确数据。
【解答】解:(1)由图甲知,杠杆的右端低,应将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响,便于直接读出力臂;
(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码的重力为G,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知,
2G×4L=nG×2L,
解得:n=4,需要在B点挂4个钩码;
再次在其两边各加上一个钩码,则左侧3G×4L=12GL,左侧=5G×2L=10GL,
左侧力与力臂的乘积大,故杠杆左侧下降;
(3)由记录的数据进行分析,可得F1、F2、l1、l2之间的关系是:F1l1=F2l2;
(4)本实验多次实验的目的是为了寻找普遍规律,在探究重力与质量关系和探究反射角与入射角关系的实验中多次实验的目的也是为了寻找普遍规律,而测量铅笔长度的实验中多次实验的目的是为了减小误差,获得准确数据;
故选:A。
故答案为:(1)左;力臂;(2)4;左;(3)F1l1=F2l2;(4)A。
27.(5分)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示。使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的  气密性  。实验中,通过U形管两侧液面的  高度差  来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处, 液体密度  越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与  液体深度  有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度  无关  。
【答案】(1)气密性;高度差;(2)液体密度;(3)液体深度;无关。
【分析】(1)在保证橡皮管与U形管导通良好的情况下,用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,气密性良好,反之,说明装置漏气;U形管中液面的高度差反映了橡皮膜所受压强的大小。
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,乙、丙两图橡皮膜深度相同,因此可以判定与密度的关系。
(3)橡皮膜凸起越大,说明此处压强越大。1、2、3三个管子液体深度逐次增加,橡皮膜凸起也逐次增加,可以说明压强与液体深度的关系。4和5两个管子液体长度不同、高度相同,但是橡皮膜凸起程度相同,可以说明压强与长度无关。
【解答】解:
(1)为了能使实验顺利进行,使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性;根据转换法,压强越大U形管两边的高度差越大,即图甲所示压强计是通过U形管中两侧液面的高度差来反映压强大小。
(2)比较图乙、丙,橡皮膜所处液体的密度不同、液体的深度相同,橡皮膜的朝向相同,盐水U形管中两侧液面的高度差大,可得出结论:同一深度,液体密度越大,压强越大。
(3)橡皮膜凸起越大,说明此处压强越大。1、2、3三个管子液体深度逐次增加,橡皮膜凸起也逐次增加,可以说明压强与液体深度的关系。4和5两个管子液体长度不同、高度相同,但是橡皮膜凸起程度相同,可以说明压强与长度无关。
故答案为:(1)气密性;高度差;(2)液体密度;(3)液体深度;无关。
28.(4分)小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0)进行实验,实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将项链浸没在量筒的水中,记下体积V2;
……
请你帮小芳完成实验。要求:
(1)写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量;  ③往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3  。
(2)写出珍珠项链密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。    。
【答案】(1)③往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3;
(2)。
【分析】要测量项链的密度,需要测量项链的质量和体积,利用排水法用量筒可以测量出项链的体积,但图中没有天平,不能测量项链的质量,利用漂浮条件求得项链的重力,然后可求得其质量,再利用密度公式可求得密度的数学表达式。
【解答】解:(1)因为没有天平,利用漂浮条件求得项链的重力,
则步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量为:
③往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3,
(2)根据步骤③④可知,两次实验中小桶排开水的体积相同,则由F浮=ρ0gV排可知,两次实验中小桶受到的浮力相同,即F浮1=F浮2,
设项链的质量为m,又因为两次实验中小桶均处于漂浮状态,
所以由漂浮条件可得:F浮1=(m+m小桶)g,F浮2=(m加水+m小桶)g,
则可知项链的质量m=m加水;
由题意可知在步骤④中向小桶中加入水的体积为V3,
所以由密度公式可知项链的质量:m=m加水=ρ0V3,
由步骤①②可知项链的体积:V=V2﹣V1,
则项链的密度:ρ项链。
故答案为:(1)③往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3;
(2)。
六、计算题:本大题有3小题,29题7分,30题6分,31题7分,共20分;要求在计算过程中要写清公式及必要的文字说明,运算过程和结果都要写明数值和单位。
29.(7分)如图所示,小明用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,作用在绳子自由端的拉力F为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦,求:
(1)有用功;
(2)该动滑轮的机械效率。
【答案】(1)有用功为1200J;
(2)该动滑轮的机械效率为80%。
【分析】(1)根据W有=Gh求出克服物重做的有用功;
(2)动滑轮绳子股数为2,根据η求出该动滑轮的机械效率。
【解答】解:(1)克服物重做的有用功为:
W有=Gh=400N×3m=1200J;
(2)该动滑轮的机械效率为:
η100%=80%。
答:(1)有用功为1200J;
(2)该动滑轮的机械效率为80%。
30.(6分)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一。如图所示,是小亮用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面积为0.16m2。求:(g取10N/kg)
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)汽车静止时对水平地面的压力等于汽车的总重力,根据F=G=mg求出其大小,又知道车轮与地面的总接触面积,根据p计算汽车对地面的压强;
(2)汽车在一段平直路面匀速行驶时处于平衡状态,牵引力和受到的阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=f=0.3G求出其大小;然后根据W=Fs、P计算汽车在这段运动过程中汽车的输出功率。
【解答】解:(1)汽车静止时对水平地面的压力:
F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
汽车对水平地面的压强:
p1×105Pa;
(2)因汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为两个车长,即6m,在拍摄过程中做匀速直线运动,牵引力和受到的阻力是一对平衡力,
所以,汽车受到的牵引力:
F牵引=f=0.3G=0.3×1.6×104N=4800N;
拍摄过程中汽车的输出功率:
P5.76×104W。
答:(1)汽车静止时对地面的压强为1×105Pa;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率为5.76×104W。
31.(7分)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为4N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。求:(g取10N/kg)
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
【答案】(1)图乙中木块所受的浮力大小为4N;(2)木块的体积为1.0×10﹣3m3;(3)木块的密度为0.4×103kg/m3;(4)图丙中F的大小为6N。
【分析】(1)图乙中木块是漂浮状态,根据漂浮的条件可知,浮力大小等于木块的重力大小;
(2)根据阿基米德原理可以求出木块排开水的体积,由木块有体积露出水面,可以求出排开水的体积与木块体积的关系,以及木块的体积;
(3)根据G=mg计算出木块的质量,再利用密度公式计算木块的密度;
(4)先计算出浸没时木块受到的浮力,根据图丙中木块受平衡力,列式即可求出F大小。
【解答】解:(1)由图甲可知,木块的重力G=4N;图乙中木块为漂浮状态,所以木块受到的浮力F浮=G=4N;
(2)图乙中木块排开水的体积V排4×10﹣4m3,
由题意可知,V排=(1)V木,则V木V排4×10﹣4m3=1.0×10﹣3m3;
(3)木块的质量m0.4kg,
木块的密度0.4×103kg/m3;
(4)图丙中木块浸没时受到的浮力F浮1=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=10N,
此时木块受平衡力,则有F=F浮1﹣G=10N﹣4N=6N。
答:(1)图乙中木块所受的浮力大小为4N;(2)木块的体积为1.0×10﹣3m3;(3)木块的密度为0.4×103kg/m3;(4)图丙中F的大小为6N。

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