福建省福州市文博中学2024-2025学年八年级(下)期末物理试卷(含解析)

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福建省福州市文博中学2024-2025学年八年级(下)期末物理试卷(含解析)

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2024-2025学年福建省福州市文博中学八年级(下)期末物理试卷
一、单选题:本大题共14小题,共28分。
1.如图所示的科学家中,其名字被命名为压强的单位的是(  )
A. 牛顿 B. 阿基米德
C. 帕斯卡 D. 伽利略
2.杠杆在生活中无处不在,如图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是(  )
A. 铁皮剪 B. 定滑轮
C. 起瓶器 D. 镊子
3.下列哪种情况快递小哥对货物做了功(  )
A. 用力搬货物但未搬动 B. 抱着货物走上二楼
C. 抱着货物站在原地等待签收 D. 提着货物在水平路上匀速前进
4.“车辆转弯,请坐稳扶好!”公交车提醒乘客注意安全。下列说法正确的是(  )
A. 车辆向右急转弯时人会向左倾倒 B. 车辆转弯时人的惯性增大
C. 坐稳扶好是为了减小惯性 D. 车辆转弯时人才有惯性
5.下列实例中,属于减小压强的是(  )
A. 切菜的刀磨得很锋利 B. 铁轨铺在枕木上
C. 人行道的盲道上有凸起 D. 注射器的针头做得很尖
6.小刚每天骑自行车上学既健身又环保,下列叙述正确的是(  )
A. 地面对自行车的摩擦力总是阻碍车前进
B. 自行车匀速转弯时受非平衡力
C. 刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D. 骑车时自行车所受重力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
7.图中小南正在公园里荡秋千,假如他荡到最低点时,受到的所有力突然全部消失,他将(  )
A. 做加速运动
B. 保持静止
C. 做减速运动
D. 做匀速直线运动
8.如图,利用连通器原理工作的是(  )
A. 活塞式抽水机 B. 注射器
C. 船闸 D. 喷水壶
9.如图是与压强知识相关的几个实验,其中分析正确的是(  )
A. 图甲在教室内可以用水代替水银做托里拆利实验
B. 图乙往水平A管吹气时,竖直B管中的水面会下降
C. 图丙帕斯卡裂桶实验证明液体压强随深度的增加而减小
D. 图丁用冷水浇加热后盖紧的铁皮罐,铁皮罐塌陷,证明大气压存在
10.2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器,成功升空并进入地月转移轨道,开启全球首次月球背面采样任务。如图所示是嫦娥六号在随火箭加速上升的情景,下列说法正确的是(  )
A. 嫦娥六号的重力势能变大,动能变大
B. 嫦娥六号的重力势能变小,动能变大
C. 嫦娥六号的动能转化为重力势能
D. 嫦娥六号的重力势能转化为动能
11.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s-t图象如图所示,其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是(  )
A. F1>F2 P1>P2
B. F1=F2P1<P2
C. F1=F2P1>P2
D. F1<F2P1<P2
12.取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则(  )
A. F甲>F乙
B. F甲<F乙
C. ρ甲>ρ乙
D. ρ甲<ρ乙
13.为了将重为G=20N的物体A水平向右匀速拉动1m,小聪和小明分别采用如下方法:小聪直接对A施加水平向右的拉力F1=18N;小明利用滑轮组,拉细线的力为F2=10N;关于用滑轮组拉物体的过程,下列判断正确的是(  )
A. 有用功为20J B. 总功为10J C. 额外功为18J D. 机械效率为60%
14.如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,在乙容器内放入木块漂浮在水面上,丙容器内放一个小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是(  )
A. 三个容器中,水对容器底的压力不相等
B. 如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
C. 如果向丙容器中加入酒精,小球将上浮
D. 若木块和小球的质量相同,则木块排开水的体积V1等于小球排开水的体积V2
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
15.如图是我国古代劳动人民运送巨木的情景,他们利用横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。支架下端垫底面积较大的石块是为了减小______,使用此杠杆是为了______(选填“省力”“省距离”或“改变力的方向”)。
16.大气压随海拔高度的升高而______(选填“增大”、“减小”或“不变”),小娟同学拿着自制气压计从峨眉山脚的报国寺爬到山上的金顶时,发现玻璃管内水柱的高度h ______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
17.如图所示,某同学用40N的水平力将一个重50N的正方体物块压在竖直的墙壁上使其处于静止状态,则物体与墙壁间的摩擦力是______N,若该正方体的边长为10cm,则物块对墙壁的压强是______Pa。
18.地震过后往往会伴有泥石流等灾害,泥石流之所以会造成巨大的危害,是因为由石头、泥土被雨水从高处冲下来时将获得巨大的______能。灾害发生后,救灾飞机迅速到达灾区上空,当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后,飞机的机械能将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.如图,甲、乙两容器中盛满水,置于水平桌面上,两容器的容积相同,形状互为倒置,则两容器对桌面的压强相比较p甲______p乙,水对容器底部的压力相比较F甲′______F乙′。(填“>”“=”或“<”)
20.如图所示,斜面长s=4m,高h=2m,小明用沿斜面方向的推力F=50N将物体由斜面底端匀速推到顶端,则运动过程中小明对物体做的总功为______J;若斜面的效率为75%,则运动过程中物体受到斜面的摩擦力为______N。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
21.如图所示,请画出小球受到的浮力和烧杯对斜面压力的示意图。
22.如图甲所示为自行车车闸,可看作以是O为支点的杠杆。请在图乙中画出F1的力臂L1。
四、实验探究题:本大题共5小题,共30分。
23.如图所示,实验小组利用小桌、海绵及砝码,探究压力的作用效果跟什么因素有关。
(1)压力的作用效果通过比较______来显示,这种科学研究方法叫______;
(2)通过甲、乙两图实验说明:______;下列实例中,直接涉及该结论的是______(填序号);
①小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
②书包要用宽的背带
③把钉子钉进木板里时要用重锤敲打
(3)将图丙中的小桌和砝码放在木板上,如图丁,则丙、丁两图中小桌对接触面的压强p1______p2;(选填“>”“<”或“=”)
(4)实验后小明提出还可以用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系。小明分别采用图戊所示的①②两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端给小红演示,小红指出图______的方法不合理。
24.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中。
(1)观察图甲实验中橡皮膜凸起情况,提出可以探究的科学问题是:______。
(2)使用U形管压强计实验前,小亮先用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两管液面没有变化,说明该装置______。
(3)修复后,将探头放入液体内部(图乙),U形管两管液面产生的______可反映探头______(选填“A”“B”)面所处深度的液体压强大小。
(4)小聪利用数字式压强传感器更准确地探究液体压强与液体深度的关系,根据实验测得的数据画出的p-h关系图像如图丙。分析图像可知:液体压强p与水深h成______;
(5)利用压强传感器还可测液体密度。实验时,小华将探头浸入盐水中,橡皮膜所处深度为0.5m,传感器显示液体压强为0.59kPa(如图丁),则盐水密度为______kg/m3。
25.如图1所示,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)由图A可知圆柱体重______N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为______N。
(2)分析C步骤与______步骤(填字母)的数据,可以验证猜想a是错误的。
(3)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是______。
(4)该圆柱体的密度为______kg/m3。
(5))如果想要探究物体所受浮力大小与物体密度是否有关,则应该选择图2中______(填字母)两个物块,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
26.在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,木块被撞出一段距离,如图甲所示(忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失)。
(1)将小球从同一高度由静止释放的目的是______。该实验的目的是研究小球的动能大小与______(选填“质量”或“速度”)的关系;
(2)该实验是通过观察______来反映小球的动能大小;
(3)小李同学将实验装置改进成图乙所示,用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究小球的动能大小与______(选填“质量”或“速度”)的关系;
(4)小李觉得利用图乙的装置,还能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块;小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放(图丙)撞击同一木块,也能探究小球的动能大小与质量的关系。______的设计方案不可行(选填“小李”或“小华”),如果用该方案,你将观察到的现象是______。
27.小明用一根常见的筷子做了一些实验,请回答以下的问题。
(1)如图甲,小明把筷子用绳子悬挂静止后的情形,此时筷子是______的(选填“平衡”或“不平衡”),要使筷子在水平位置平衡,应将悬挂点向______(选填“左”或“右”)调节,调节水平平衡的目的是______。
(2)如图乙,筷子在水平位置平衡,标记支点的位置为O,若将筷子从O点折断,设折断后的左端和右端的筷子的重力分别为G1和G2,则G1 ______G2(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)小明用筷子、刻度尺、杯子和水巧妙地测量小石块的密度,实验过程如下。
①如图丙所示重物悬挂在筷子A处,移动石块悬挂在筷子B处,此时筷子在水平位置恢复平衡,用刻度尺分别测得OA、OB的长度为8cm和6cm。
②保持重物的悬挂点位置A不变,将小石块浸没在盛有适量水的杯中,目的是为了保证排开水的体积______(选填“大于”、“等于”或“小于”)石块的体积;调整小石块的悬挂点位置(且未与杯底、杯壁接触),直至在筷子C处,如图丁所示筷子在水平位置再次平衡,用刻度尺测得OC的长度为10cm。通过计算,测得石块的密度为______kg/m3。
五、计算题:本大题共4小题,共26分。
28.接种疫苗是抗疫的有效手段。如图是接种新冠疫苗的情景,请你结合所学的物理知识,解释下列现象:
(1)注射器针头做得很尖。
(2)药液被“吸入”注射器中。
29.随着生活水平的提高,小车走进千家万户。若某小车满载时的质量是2000kg,车轮与地面的总接触面积是0.08m2,该车在途中经过某一平直路段匀速行驶过程中所受的阻力是重力的0.1倍。求该车满载时:
(1)车所受的重力;
(2)在平直路段匀速行驶过程中车所受的牵引力;
(3)车对地面的压强。
30.如图所示,小华利用滑轮组用200N的拉力将重为350N的货物在10s内匀速提升2m(不绳重及摩擦)。求此过程中 :
(1)动滑轮的重力;
(2)小华做的有用功;
(3)拉力做功的功率;
(4)滑轮组的机械效率。
31.小梁想用浮力知识来测量一个塑料圆柱体的密度,他在塑料圆柱体的上表面中央沿竖直方向固定一根带有力传感器的轻质细杆,如图甲所示,他通过细杆将圆柱体竖直匀速向下推入盛有水的柱形容器中。不计细杆的重力,力传感器显示的细杆对圆柱体的作用力F的大小与时间t的关系图像如图乙所示。求:
(1)塑料圆柱体的质量;
(2)塑料圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)塑料圆柱体的密度。
1.【答案】
【解析】解:名字被命名为压强的单位的科学家是帕斯卡,故ABD错误,C正确。
故选:C。
牛顿是力的单位;阿基米德和伽利略的名字没有命名物理量单位;帕斯卡是压强的单位。
此题考查了压强的单位,属基础题目。
2.【答案】
【解析】解:A、铁皮剪在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、定滑轮在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
结合图片和生活经验,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。
此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
3.【答案】
【解析】解:A、用力搬货物但未搬动,对货物有力的作用,货物在力的方向上没有移动距离,所以不做功,故A不符合题意;
B、抱着货物走上二楼,人对货物施加了力,货物在力的方向上通过了距离,所以人对货物做了功,故B符合题意;
C、抱着货物在原地等待签收,对货物有力的作用,货物在力的方向上没有移动距离,所以不做功,故C不符合题意;
D、提着货物在水平路上匀速前进,货物受到了向上的力,但在力的方向上没有移动距离,所以快递小哥对货物不做功,故D不符合题意。
故选:B。
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移动一段距离,二者缺一不可。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
4.【答案】
【解析】解:A、行驶中的公交车向右拐弯时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态会左倾,故A正确;
BC、惯性大小只跟物体的质量大小有关,与运动状态无关,故BC错误;
D、一切物体在任何时候都有惯性,故D错误。
故选:A。
物体具有的保持原来的运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性,惯性的大小只与质量有关。
该题通过生活中的实例来考查惯性的利用,要能够分清生活中的现象是利用惯性还是防止惯性,让学生们知道惯性与生活密切相关。
5.【答案】
【解析】解:A、切菜的刀磨得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A不符合题意;
B、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C、人行道的盲道上有凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不符合题意;
D、注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D不符合题意。
故选:B。
(1)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积。
(2)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积。
这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
6.【答案】
【解析】解:A、用力蹬自行车前进时,后轮相对于地面有向后的运动趋势,因此后轮所受的摩擦力向前,是自行车前进的动力,故A错误;
B、自行车匀速转弯时,运动方向发生改变,所以运动状态发生改变,所以此时自行车受到非平衡力,故B正确;
C、刹车时,车还会继续前进一段距离,是因为自行车具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性,故C错误;
D、骑车时自行车所受重力与地面对自行车的支持力大小不相等,不是平衡力,故D错误。
故选:B。
(1)自行车用力蹬而前进时,自行车前轮是从动轮,后轮是主动轮,主动轮为自行车前进提供动力;当自行车滑行时,自行车前轮、后轮都是从动轮;
因为是后轮驱动,所以后轮受到地面对它向前的摩擦力,而前轮不是驱动轮,被后轮推着前进,相对地面向前运动,受到地面对它向后的摩擦;
(2)物体处于平衡状态时受到的力是平衡力;
(3)物体具有保持运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性;
(4)平衡力的条件:作用在一个物体上、大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
本题考查了摩擦力的方向、力与运动的关系、惯性、平衡力的辨别,难度不大,要掌握。
7.【答案】
【解析】解:由题意知,小南荡秋千时,当他荡到最低点时,仍处于运动状态,如果此时受到的所有力突然全部消失,根据牛顿第一定律,他将保持匀速直线运动状态。
故选:D。
牛顿第一定律告诉我们:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,外力消失时,若速度为零,将处于静止状态,否则,将做匀速直线运动。
本题考查牛顿第一定律的应用,要求学生理解其成立的条件及结果,难度不大。
8.【答案】
【解析】解:A、抽水机抽水,通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用的是大气压,没有利用连通器原理,故A不符合题意;
B、用注射器推药液是推力使活塞推药液进入病人的身体,不是利用连通器原理工作的,故B不符合题意;
C、船闸工作时,闸室可以分别与上游、下游组成连通器,是利用连通器原理工作的,故C符合题意;
D、喷水壶是利用流体压强与流速关系工作的,不是利用连通器原理工作的,故D不符合题意。
故选:C。
连通器:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
此题考查的是连通器在生活中的应用,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
9.【答案】
【解析】解:A、甲图实验,在教室内可以用水银代替水做托里拆利实验,不是因为用水做该实验误差大,而是因为一个大气压支持10m高的水柱产生的压强,不好操作,故A错误;
B、乙图实验,往A管中吹气时,B管上端口气体流速大,此处压强小,而瓶内液面上方压强较大,瓶内液面上方压强作用在瓶内液面上,把液体压进了B管中,竖直B管中的水面会上升,故B错误;
C、乙图实验,帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随深度的增加而增大,故C错误;
D、用冷水浇加热后的封口铁皮罐,罐内的气体遇冷收缩,压强减小,铁皮罐在罐外大气压的作用下而塌陷,这说明大气存在压强,故D正确。
故选:D。
(1)一个大气压可以支持76cm高的水银柱,相当于10m高的水柱;
(2)液体和气体都具有流动性,统称为流体。流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大;
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)从铁皮罐内部气压的变化以及内外气压的大小比较这一角度来进行分析。
本题为力学综合题,考查了学生对托里拆利实验、流体压强与流速的关系、液体压强的特点、大气压强,虽知识点多、但都属于基础,难度不大。
10.【答案】
【解析】解:嫦娥六号在随火箭加速上升的过程中,其质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大;由此可知其动能和重力势能之间没有发生相互转化。
故选:A。
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。
本题考查了动能和势能的转化,基础题。
11.【答案】
【解析】解:(1)木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,由于两次拉着同一物体在同一水平面上运动,则滑动摩擦力相等,所以拉力F相等,即F1=F2,故AD错误。
(2)从图象中可以判断出,第②次的运动速度v较小,根据公式P=Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2.故B错误,C正确。
故选:C。
(1)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
(2)根据P=Fv判断拉力的功率。
本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动,匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系,根据P=Fv判断功率大小的变化。
12.【答案】
【解析】解:(1)因为同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,
所以F甲=F乙=G,
所以密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,故AB错误;
(2)由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,
又因为F浮=ρ液V排g,
所以ρ甲<ρ乙,故C错误、D正确。
故选:D。
从图可知,密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,从而可以判断受到浮力的大小关系,来判断C、D是否符合题意。
从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系,来判断A、B是否符合题意。
本题考查了学生对阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好密度计测液体密度时漂浮(F浮=G)是本题的关键。
13.【答案】
【解析】解:A、由题意可知,小明使用滑轮组做的有用功与小聪直接拉动物体做的功相等,因此有用功:W有=F1s物=18N×1m=18J,故A错误;
B、由图可知n=3,绳子自由端移动的距离:s=ns物=3×1m=3m,
拉力做的总功:W总=Fs=10N×3m=30J,故B错误;
C、额外功:W额=W总-W有=30J-18J=12J,故C错误;
D、滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=60%,故D正确。
故选:D。
(1)利用W有=F1s物求有用功;
(2)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离s=ns物,利用W总=Fs求拉力做的总功;
(3)利用W总=W有+W额求额外功;
(4)利用η=×100%求滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功和机械效率的计算,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
14.【答案】
【解析】解:A、因为甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,由液体压强公式p=ρgh可得,三容器中,水对容器底的压强是相等的,底面积相同,根据F=pS知容器底受到的压力大小相同,故A错误;
B、如果向乙容器中加入盐水,则液体密度变大,木块仍然漂浮,浮力大小等于木块重力大小,由于重力不变,所以木块所受浮力大小不变,故B错误;
C、由于丙容器内放一个小球悬浮在水中,说明小球的密度和水的密度相同,如果向丙容器中加入酒精,则混合液体的密度减小,混合液的密度小于小球的密度,所以原来悬浮的小球将下沉,故C错误;
D、乙和丙容器中,木块漂浮在水中,小球悬浮在水中,可知它们的重力大小与受到的浮力大小相等,若木块和小球的质量相同,说明木块和小球的重力大小相等,则它们受到的浮力大小也相等,根据F浮=ρ水V排g可知,木块排开水的体积V1等于小球排开水的体积V2,故D正确。
故选:D。
(1)三个相同的容器内水面高度相同,根据p=ρgh可知其对容器底的压强,再利用F=pS比较三个容器对水平桌面的压力;
(2)物体漂浮或悬浮,受到的浮力都等于物体重;
(3)物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;当物体的密度小于液体的密度时,物体上浮(漂浮);当物体的密度等于液体的密度时,物体处于悬浮状态;
(4)若木块和小球的质量相同,根据漂浮和悬浮条件即可判断受到的浮力大小关系;然后根据阿基米德原理可得排开水的体积大小关系。
本题考查了学生对液体压强公式、物体浮沉条件的掌握和运用,本题关键:一是知道物体密度小于液体密度时物体漂浮,物体密度等于液体密度时物体悬浮,当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;二是影响液体压强的因素是液体密度和液体深度。
15.【答案】
【解析】解:支架下端垫底面积较大的石块,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
由图可知,人对横杆右端的拉力为动力,悬绳对横杆左端的拉力为阻力,此时横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,属于省力杠杆,省力但费距离。
故答案为:压强;省力。
(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(2)结合图片,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,分析是省距离还是省力。
此题考查了杠杆的分类、减小压强,属于基础题。
16.【答案】
【解析】解:(1)大气压随海拔高度的升高而减小;
(2)小娟同学拿着自制气压计从峨眉山脚的报国寺爬到山上的金顶时,高度增加,玻璃瓶外的大气压减小,在瓶内气压的作用下,瓶内的液体被压入玻璃管内,玻璃管内水柱的高度增大。
故答案为:减小;增大。
(1)地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小。所以距离地面越高,大气压强越小;
(2)自制气压计的原理:瓶内大气压等于外部大气压与管内水压之和。
本题考查了大气压与高度的关系,还考查了自制气压计的相关知识,是一道基础题。
17.【答案】
【解析】解:
(1)用40N的力把物体压在竖直墙壁上,物体在竖直墙壁上静止不动,物体处于静止状态,受平衡力作用,即竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,则摩擦力f=G=50N;
(2)正方体的侧面积S=a2=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
物块对墙壁的压强:p===4×103Pa。
故答案为:50;4×103。
(1)物体处于静止状态或做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力;据此分析解答;
(2)已知压力,求出正方体的面积,即受力面积,利用p=计算压强。
此题考查摩擦力和压强的大小计算,物体静止在竖直的墙上,水平方向受到的力和竖直方向上受到的力没有直接的关系,考虑水平方向的力,不用考虑竖直方向的力。
18.【答案】
【解析】解:泥石流之所以会造成巨大的危害,是因为由石、泥土被雨水从高处冲下来时,质量不变,高度减小,速度增大,即重力势能减小,动能增加,故将重力势能转化为巨大的动能;
救灾飞机迅速到达灾区上空,当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后,飞机总质量减小、高度不变、速度不变,即重力势能减小,动能减小,故飞机的机械能将变小。
故答案为:动;变小。
(1)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。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能总量等于动能和势能的和。
首先明确被研究的物体,然后根据动能、重力势能影响因素,利用控制变量法判断动能、重力势能大小变化。
19.【答案】
【解析】解:由题知,水的质量不变,容器和水的总重不变,
因为在水平面上,F=G,
所以容器对水平面的压力不变,即F甲=F乙;
因为p=,倒置后底面积减小,
所以容器对水平面的压强增大,即p甲<p乙;
将容器倒置后,液面深度不变,根据p=ρgh知水对容器底部的压强不变,即p甲′=p乙′,倒置后底面积减小,根据F=pS知水对容器底部的压力变小,即F甲′>F乙′。
故答案为:<;>。
由容器的总质量不变,则可知容器对水平面的压力不变,受力面积减小,则由压强公式可得容器对水平面的压强;
因容器倒置后,液面深度不变,由液体压强公式p=ρgh可得液体对容器底部的压强变化情况,再由F=Ps可得水对容器底部压力的变化。
本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用。对于形状不规则的容器,计算液体对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=ρgh,再计算液体对容器底的压力F=ps;对于容器对水平桌面的压力和压强,要先计算压力F=G,再计算压强p=。
20.【答案】
【解析】解:运动过程中小明对物体做的总功:W总=Fs=50N×4m=200J,
运动过程中克服物体所受摩擦力做的功为额外功,由η=可得,
克服摩擦力做的额外功:W额=W总-W有=W总-W总η=200J-200J×75%=50J,
物体受到斜面的摩擦力。
故答案为:200;12.5。
根据W=Fs求出总功,根据W总=W有+W额,结合机械效率求得运动过程中克服物体所受摩擦力做的额外功,根据W额=fs求出物体受到斜面的摩擦力。
本题考查了使用斜面时功和机械效率的计算,知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。
21.【答案】
【解析】小球受到的浮力的作用点在重心,方向是竖直向上。
物体对斜面的压力,作用在斜面上,作用点就画在斜面上,方向是垂直斜面向下的。
此题中关键要分清压力与重力方向和作用点的不同,重力方向是竖直向下,而压力则与斜面垂直,重力作用点在重心,而压力则作用在接触面上。
22.【答案】
【解析】掌握力臂的概念,从支点到力的作用线的距离。做出力的作用线,确定支点O,从支点O向F的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂。
本题考查了力臂的画法,掌握其概念,关键是确定支点、力,从支点到力的作用线的距离即为力臂。
23.【答案】
【解析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,这种研究方法叫做转换法。
(2)由甲、乙两图可知,接触面积相同,乙图多了一个砝码,乙图中的压力大,海绵的凹陷程度大,说明压力的作用效果明显,因此可得出当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;书包要用宽的背带说明压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显;把钉子钉进木板里时要用重锤敲打说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显,故③符合题意,①②不符合题意。故选③。
(3)丙、丁两图中小桌对接触面的压力均等于小桌和砝码的总重力,大小相等,都是桌面与海绵和木板接触,受力面积相等,根据p=,因此压强大小相等,故p1=p2。
(4)图中方法①不合理,因为图①中铅笔自身有重力,因此上手指和下手指受到的压力大小不同,即没有控制压力大小相同。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;③;(3)=;(4)①。
(1)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,据此分析回答;
(3)根据p=分析;
(4)考虑到铅笔自身有重力,结合控制变量法分析。
本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
24.【答案】
【解析】(1)观察图甲实验中橡皮膜凸起情况,提出可以探究的科学问题是:液体向容器的侧面是否有压强;
(2)用手轻轻按压几下橡皮膜,发现U形管两侧液面产生高度差,则说明装置不漏气,U形管两管液面没有变化,说明该装置漏气;
(3)将探头放入液体内部(图乙),U形管两管液面产生的高度差,高度差的大小反映有橡皮膜一侧,即探头A面所受压强大小;
(4)分析图像可知:当液体密度一定时,液体内部压强与深度的比值为定值,可得出结论:液体压强p与水深h正比;
(5)小华将探头浸入盐水中,橡皮膜所处深度为0.5m,传感器显示液体压强为0.59kPa,根据p=ρgh可得,
盐水密度为:ρ盐水===1.18×103kg/m3。
故答案为:(1)液体向容器的侧面是否有压强;(2)漏气;(3)高度差;A;(4)正比;(5)1.18×103。
(1)从液体压强的产生原因:重力和流动性上来作答;或者根据实验现象来分析;
(2)检查装置是否漏气时,用手轻轻按压几下橡皮膜,看U形管两侧液面是否产生高度差;
(3)高度差的大小反映有橡皮膜一侧,根据探头处受到的压强大小不同分析;
(4)分析图像可得到压强与深度的定量关系;
(5)根据公式p=ρgh分析解答。
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
25.【答案】
【解析】解:(1)由图A可知圆柱体重G=2.4N;图B中测力计示数F示数B=2N,由称重法可知,此时物体所受浮力为F浮B=G-F示数B=2.4N-2N=0.4N;
(2)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,应控制液体密度和排开液体体积相同,故应分析C与D;
(3)探究浮力大小与液体密度关系,应控制排开液体体积相同,改变液体密度,而B、E液体密度和排开液体体积均不同,即没有控制排开液体体积相同,故不能得出浮力的大小与液体密度的关系;
(4)圆柱体的质量为m===0.24kg;由称重法可知圆柱体浸没在水中所受浮力F浮=G-F示数=2.4N-1.4N=1N;
则物体体积V=V排===10-4m3;该圆柱体的密度为ρ===2.4×103kg/m3;
(5)探究物体所受浮力大小与物体密度是否有关,应控制液体密度和排开液体体积一定,改变物体密度,故选C、D。
故答案为:(1)2.4;0.4;(2)D;(3)没有控制排开液体体积相同;(4)2.4×103;(5)C、D。
(1)物体重力等于图A中测力计示数;利用称重法计算浮力;
(2)(3)影响浮力的因素是液体密度和排开液体体积,与浸没深度无关,探究过程需用控制变量法;
(4)由重力可求物体质量;由称重法求出浸没水中时所受浮力;由阿基米德原理可求物体体积;再由密度公式可求密度;
(5)探究物体所受浮力大小与物体密度是否有关,应控制液体密度和排开液体体积一定;
本题考查了验证阿基米德原理的实验,关键是知道该实验的验证方法,同时要注意物体漂浮时受到的浮力不能用称重法进行测量。
26.【答案】
【解析】解:(1)根据实验的要求可知,从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面的速度相同,由控制变量法,该实验的目的是研究小球的动能大小与质量的关系;
(2)根据转换法,实验中,是通过观察木块移动的距离的大小判断出小球具有的动能的大小;
(3)用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能不相同,小球与弹簧分开后获得的初速度不同,而小球的质量相同,故可以研究小球的动能大小与速度的关系;
(4)小华的方案:将质量不同的小球从同一高度静止释撞击同一木块,小球的速度相同,质量不同,故能探究小球的动能大小与质量的关系;
图乙的装置可知,若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧弹性势能相同,转化出的动能相同,如果按此方案操作,可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同,故小李的设计方案不可行。
故答案为:(1)控制速度相同;质量;(2)木块移动的距离;(3)速度;(4)小李;木块移动的距离相等。
(1)由控制变量法,从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面初速度相同;物体动能的大小与物体的质量和速度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(2)根据转换法,动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来;
(3)弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球的动能转化为木块的动能;
(4)根据控制变量法分析;
结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
本题探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验,考查控制变量法、转换法的运用及机械能的转化和对实验方案的评估。
27.【答案】
【解析】解:(1)由图可知,筷子静止在如图甲所示位置,筷子处于静止状态,所以此时筷子处于平衡状态;
筷子静止后左端下沉,若想调节筷子水平平衡,应将支点向左移动,即细线向左移动;
调节筷子水平平衡可以消除筷子重力对实验的影响,同时方便测量力臂的大小;
(2)筷子处于平衡状态,由图可知,
左侧部分重心离支点O较近,故力臂OE较小,右侧部分重心离支点O较远,故力臂OF较大;
根据杠杆平衡条件G1×OE=G2×OF,则左侧筷子重力G1大、右侧重力G2小,即:G1>G2;
(3)小石块全浸没,是为了保证排开水的体积等于石块的体积;
根据乙图杠杆平衡的条件F1L1=F2L2,
即G石×OB=G物×OA,则G石×6cm=G物×8cm,则6G石=8G物,
根据丙图杠杆平衡的条件F1L1=F2L2,
即(G石-F浮)×OC=G物×OA,
(G石-F浮)×10cm=G物×8cm,则10(G石-F浮)=8G物,
所以6G石=10(G石-F浮),
解得4G石=10F浮,
根据F浮=ρ水gV排,石块此时全浸没,V排=V物,
4ρ石gV石=10ρ水gV排,
即ρ石=ρ水=2.5×103kg/m3。
故答案为:(1)平衡;左;消除筷子重力对实验的影响,同时方便测量力臂的大小;(2)>;(3)等于;2.5×103。
(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;杠杆在水平位置平衡后,重力的方向跟杠杆垂直,支点到力的作用点的距离就是力臂,同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡;
(2)由图乙可知,筷子处于平衡状态,只要能确定两边力臂的大小关系即可求得两边的重力的大小关系;
(3)小石块全浸没,是为了保证排开水的体积等于石块的体积;
(5)根据丙图杠杆平衡的条件F1L1=F2L2,已知L1和L2的长度,可计算出F1和F2的关系,根据丁图同样根据杠杆的平衡条件可以得出相应的等式,联立等式进行求解。
本题考查杠杆处于静止或匀速转动状态时,即为杠杆平衡,以及如何调节杠杆平衡,同时需要熟练掌握保持杠杆平衡相应的目的,同时考查杠杆和浮力结合起来考查,需要仔细进行分析。
28.【答案】
【解析】(1)根据压强的定义式p=可知,当压力一定时,减小受力面积,从而增大压强;
(2)注射器将药液吸入针筒之前,需要先排出针筒内的空气,这样,针筒内的气压减小,药液受到外界大气压的作用,会被压入针筒。
此题考查学生对增大压强的方法及其应用和大气压的应用;该题贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,同时,也体现了新课程的指导思想。
29.【答案】
【解析】(1)已知小车满载时的质量,根据G=mg得出车所受的重力;
(2)根据该车在途中经过某一平直路段匀速行驶过程中所受的阻力是重力的0.1倍求出车受的阻力,根据二力平衡的条件得出牵引力;
(3)车对水平路面的压力等于车辆的重力,已知车轮与地面的总接触面积,根据p=得出车对水平路面的压强。
本题考查重力、压强的计算和二力平衡条件的运用,车对水平路面的压力等于车的重力。
30.【答案】
【解析】(1)由图可知n=2,利用不计绳重和摩擦时F=(G+G动)求动滑轮的重力;
(2)利用W有=Gh求有用功;
(3)绳子自由端移动的距离s=nh,利用W总=Fs求拉力做的总功;利用P=求拉力做功的功率;
(4)利用η=×100%求滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时绳子自由端拉力、功、功率和机械效率公式的应用,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
31.【答案】
【解析】(1)由图乙知物体没有浸入水中时力传感器的示数就是塑料圆柱体的重力,由G=mg算出塑料圆柱体的质量;
(2)物体A完全浸没时受到竖直向下的重力、杆对A的竖直向下的压力和竖直向上的浮力作用,处于平衡状态,由受力关系G+F压=F浮可求出A受到的浮力大小;
(3)根据F浮=ρ液gV排求得塑料圆柱体浸没时排开水的体积,此体积就是塑料圆柱体的体积,由密度公式算出塑料圆柱体的密度。
本题考查阿基米德原理的应用及压强的计算,关键是通过受力分析确定杆对塑料圆柱体的力的方向及大小,从而确定浮力等物理量的大小,难度较大。
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