【精品解析】人教版初中物理八年级下学期期中模拟测试卷B卷

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人教版初中物理八年级下学期期中模拟测试卷B卷
综合考试
一、选择题
1.如图所示,下列描述正确的是
760 mm
A.如图甲:手持自制气压计从山脚走到山顶,管内液面升高
B.如图乙:上课时老师用力压住粉笔写字是为了减小压强
C.如图丙:托里拆利实验的玻璃管倾斜会影响实验结果
D.如图丁:饮水机使用时,会出现气泡,水中的气泡上升时不断变小
【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;液体压强的计算;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A、手持自制气压计从山脚走到山顶,外界气压减小,瓶内气压相对外界气压变大,所以液面上升,故A正确;
B、上课时老师用力压住粉笔写字是通过增加压力而增加压强,故B错误;
C、托里拆利实验的玻璃管倾斜不会影响实验结果,故C错误;
D、饮水机使用时,会出现气泡,水中的气泡上升时受到压强减小,使得气泡变大,故D错误;
综上选A。
【分析】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。
压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
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。
托里拆利实验,测量大气压的数值,为水银柱支撑的高度,大气压为P=ρgh,玻璃管中没有空气时,水银的高度为760mm,玻璃管中有空气,则撑起水银高度变小。
2.研究发现,额定功率为3W的LED灯与额定功率为8W的节能灯,以及额定功率为25W的白炽灯在正常发光时的亮度相当。下列说法正确的是(  )
A.三个灯的实际功率相同
B.LED灯比节能灯和白炽灯消耗的电能都少
C.LED灯比节能灯的电流做功快
D.LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高
【答案】D
【知识点】电功率;实际功率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,当灯泡正常工作时,它们的实际功率均等于额定功率,白炽灯的实际功率最大,故A错误;
B.LED灯比节能灯的实际功率小,根据W=Pt可知,不明确工作时间则不能判断消耗电能的多少,故B错误;
C.已知LED灯比节能灯和白炽灯的额定功率小,则正常工作时LED灯比节能灯和白炽灯的电流做功慢,故C错误;
D.LED灯比节能灯的额定功率小,则相同时间内LED灯消耗的电能较少。而正常发光时的亮度相当,说明转化成的光能大致相同,所以LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高,故D正确。
故选D。
【分析】A.当灯泡正常工作时,它们的实际功率均等于额定功率,根据题目条件判断;
B.根据W=Pt判断;
C.电功率表示电流做功快慢;
D.亮度相同,即转化为光能相同,据此分析判断。
3.如图所示是奥运期间全红婵跳水的情景,当全红婵加速下落时,下列说法正确的是(  )
A.动能减小 B.动能不变
C.重力势能减小 D.机械能增大
【答案】C
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
4.将体积相同的A、B两实心小球分别放入盛满水的两个相同的溢水杯中,小球静止时的情景如图所示。已知A球的质量为45g,下列说法正确的是(  )
A.两小球的密度
B.两小球受到的浮力
C.水对两溢水杯底部的压强
D.若甲杯中溢出水的质量为30g,则小球A的密度为
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;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】A选项分析:A球沉底,说明其密度满足;而B球漂浮,表明。因此,A选项说法错误。
B选项分析:两球体积相同,A球完全浸没,B球部分浸入。根据阿基米德原理,浮力与排开体积成正比,故,B选项说法错误。
C选项分析:两溢水杯初始盛满水,放入小球后水面高度相同。由液体压强公式可知,,C选项说法错误。
D选项分析:A球沉底浮力:, 根据得A球排开的体积, 测得A球质量:, 密度计算结果:,该选项说法正确。
综上所述,正确答案为D。
【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、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。
5.如图所示,把干净的玻璃板用吸盘吸住后吊在弹簧测力计的下面,读出弹簧测力计的示数,稍稍用力向上拉玻璃板(玻璃板没有脱离水面),发现弹簧测力计的示数变大。产生这一现象的原因是(  )
A.玻璃板受到的重力变大
B.水面对玻璃板的支持力变小
C.玻璃板受到的浮力变小
D.玻璃与水接触处的分子间存在引力
【答案】D
【知识点】力的概念及单位;重力及其大小的计算;浮力及其产生原因;分子间相互作用力
【解析】【解答】根据题意可知,向上拉玻璃板时,由于玻璃与水接触处的分子间存在引力,此时弹簧测力计的拉力等于玻璃板的重力与分子之间引力的和,所以弹簧测力计的示数会变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】根据分子之间存在相互作用的引力和斥力分析。
6.通过不懈的努力,小赵不仅成绩提升了,还减了5kg的体重,则减重后(  )
A.小赵双脚站立时对地面的压强不变
B.小赵爬楼梯到四楼教室所做的功一定变少了
C.小赵爬楼梯到四楼教室教室做功的功率一定变快了
D.小赵穿相同的鞋保持同样的速度走路时所受的摩擦力变大了
【答案】B
【知识点】功率的计算;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【解答】 A.小赵对地面的压力等于自身重力,即减重后小赵双脚站立时对地面的压力减小,而受力面积不变,根据可知,压强会变小,故A不符合题意;
B.根据题意可知,小赵爬楼梯到四楼教室时上升的高度不变,但是重力减小,根据W=Gh可知,所做的功一定变少了,故B符合题意;
C.综上所述,小赵爬楼时做功减少了,但是时间不确定,根据可知,功率不一定变大,故C不符合题意;
D.减重后重力减小,所以他对地面的压力减小。小赵穿相同的鞋保持同样的速度走路时,接触面的粗糙程度不变,所以所受的摩擦力变小,故D不符合题意。
故选B。
【分析】 A.根据分析对地面的压强变化;
B.根据W=Gh分析做功的大小变化;
C.根据分析判断;
D.摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
7.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是(  )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为
D.丙图中盐水的密度为
【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据浮力产生的原因可知,石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲和图乙可知,石块浸没在水中时受到的浮力为,故B正确;
C.综上所述, 石块浸没在水中时受到的浮力为1N,则它排开水的体积为
,故C错误;
D.根据甲和丙图可知,石块在盐水中受到的浮力为,
则盐水的密度为,故D错误。
故选B。
【分析】 A.根据浮力产生的原因确定浮力的方向;
B.利用称重法F浮=G-F求出浮力的大小;
C.利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出石块浸没在水中时排开水的体积;
D.利用称重法求出石块浸没在盐水中受到的浮力,石块浸没在盐水中,排开盐水的体积等于石块的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出盐水的密度。
8.下列说法正确的是(  )
A.水面下行驶的潜水艇是通过改变自身的体积实现上浮和下沉的
B.氢气球可以飘在空中是因为气球内充入了密度大于空气的气体
C.轮船由长江驶入东海时( ),排开水的体积变小,但浮力不变
D.热气球上升是因为加热装置向上喷气,把气球吹上去了
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用;浮力的应用——潜水艇
【解析】【解析】A选项分析:潜水艇在水中浸没时,其排开水的体积始终保持不变,因此所受浮力恒定。它通过调节水舱中的水量(改变自身重力)来实现上浮或下沉,而非改变浮力。故A选项说法错误。
B选项分析:氢气球能悬浮在空中,是因为所充氢气密度小于空气密度,此时浮力大于气球自身重力。故B选项说法错误。
C选项分析:轮船在长江与东海中均处于漂浮状态,浮力恒等于重力。由于海水密度()大于江水密度(),根据浮力公式可知,排开液体体积会减小。故C选项正确。
D选项分析:热气球上升原理是通过加热空气使其密度降低(),导致总重力减小。当浮力大于重力时实现升空。故D选项表述不准确。
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。
9.【传统文化】)图是安徽省博物院水平展台上的镇馆之宝——楚大鼎,作为典型的战国鼎,楚大鼎气势恢宏,呈现出楚人的雄心壮志。下列关于楚大鼎分析正确的是(  )
A.楚大鼎受到的重力和它对展台的压力是一对平衡力
B.楚大鼎受到的重力和展台对它的支持力是一对平衡力
C.楚大鼎受到的重力和它对展台的压力是一对相互作用力
D.楚大鼎对展台的压力和展台对它的支持力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别;整体法分析受力情况
【解析】【解答】A、楚大鼎的重力作用在大鼎上,它对展台的压力作用在展台上,两个力作用在不同物体上,不是平衡力。错误。
B、楚大鼎的重力和展台对它的支持力,都作用在大鼎上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。正确。
C、楚大鼎的重力和它对展台的压力,方向都是竖直向下的,不是相互作用力(相互作用力方向相反)。错误。
D、楚大鼎对展台的压力作用在展台上,展台对它的支持力作用在大鼎上,两个力作用在不同物体上,是一对相互作用力,不是平衡力。错误。
故答案为:B。
【分析】1、平衡力的判断:两个力必须作用在同一物体上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
2、相互作用力的判断:两个力必须作用在两个不同物体上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
3、受力分析:静止在水平面上的物体,受重力和支持力,这两个力是一对平衡力。
二、多选题
10. 某校学生开展了利用塑料吸管制作简易密度计的综合实践活动。如图甲,他们将吸管一端用小木塞密封,并缠绕上适量细铁丝,使其能竖直地漂浮在水中,标记吸管在水面处的位置a,此时密度计受到的浮力是F甲。如图乙和图丙,再将此密度计分别放在密度为ρ1和ρ2的两种液体中,标记吸管在液面处的位置b、c,密度计受到的浮力是F乙和F丙。下列关系中正确的是(  )
A.ρ1>ρ水,F甲=F丙 B.ρ2>ρ水,F甲=F乙
C.ρ1>ρ2 ,F丙<F乙 D.ρ水>ρ2,F甲=F乙
【答案】A,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】密度计在三种液体中均处于漂浮状态,根据二力平衡可知F浮=G,同一支密度计重力不变,故在三种液体中受到的浮力相等;密度计在乙液体中排开液体的体积最小,在丙液体中排开液体的体积最大,根据可知,ρ1>ρ水>ρ2;故AD正确、BC错误;
故选AD。
【分析】(1) 密度计在三种液体中均处于漂浮状态,根据二力平衡条件可知F浮=G,进而可知所受的浮力的大小关系;
(2)密度计在乙液体中排开液体的体积最小,在丙液体中排开液体的体积最大,根据可知液体的密度大小关系。
11.如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确的是(  )
A.木块受到的重力和支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和支持力是一对相互作用力
C.小车受到的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
D.小车受到的支持力和它对地面的压力是相互作用力
【答案】A,D
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】解:A、木块在竖直方向上受到重力和支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故A正确。
B、相互作用力需要作用在两个不同的物体上,而重力和支持力都作用在木块上,因此不是相互作用力,故B错误。
C、小车受到的支持力作用在小车上,它对地面的压力作用在地面上,这两个力作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故C错误。
D、小车受到的支持力和它对地面的压力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,故D正确。
故选:AD。
【分析】(1)(2)木块随小车匀速直线运动,在竖直方向受力平衡,重力与支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力。
(2)相互作用力作用在两个不同物体上,而重力和支持力都作用在木块上,不是相互作用力。
(3)小车受到的支持力作用在小车上,它对地面的压力作用在地面上,二者是一对相互作用力,不是平衡力。
12.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示。以下说法正确的是(  )
A.当t=1s时,物体静止不受摩擦力 B.当t=3s时,物体所受合力为0N
C.2~4s内,物体所受摩擦力为5N D.4~6s内,拉力F所做的功为20J
【答案】C,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件;探究影响摩擦力大小因素的实验;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据乙图显示,在前2秒内物体速度为0,处于静止状态,此时合力为零。水平方向上摩擦力与拉力平衡。由乙图可知前2秒拉力为3N,因此静摩擦力也为3N;故A错误;
BC.4-6秒阶段物体做匀速直线运动(v=2m/s),此时摩擦力与拉力平衡,f=F=5N,2-4秒阶段物体加速运动,但由于接触面性质不变,滑动摩擦力保持5N不变,在t=3s时,合力计算为:,故B错误,C正确;
D.4~6s内,拉力F做功为,故D正确。
故选CD。
【分析】(1)当物体静止时,静摩擦力与拉力二力平衡,大小相等;
(2)物体做匀速直线运动时,二力平衡,摩擦力等于拉力;当物体滑动时,动摩擦力是不受拉力大小影响的,只有匀速直线运动时,摩擦力与拉力二力平衡,大小相等,当物体受到的拉力变大或变小时,摩擦力都不变。
(3)根据 求出4~6s,克服摩擦力的做的功。
三、填空题
13.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察   来比较压力作用效果的。
(2)图中   两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是:   一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)乙丙
(3)受力面积
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)根据控制变量法的要求可知,探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积,故选乙、丙。
(3)根据图片可知,甲、乙两次实验中,都是桌腿朝下,则受力面积相同,乙中压力大,且乙中的海绵凹陷程度大,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【分析】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据图片分析哪个因素不同,哪个因素相同,根据控制变量法的要求描述结论。
(1)通过转换法,将看不见的压力作用效果转化为可看见的海绵凹陷程度,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积。乙、丙两次实验中,压力大小相同,受力面积不同,符合实验要求。
(3)甲、乙两次实验中,受力面积相同,压力大小不同,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
14.(1)如图甲所示,木块的长度为   cm;图乙中停表读数为   s。
(2)在探究固体熔化特点实验中,我们用如图丙实验装置给萘加热,图甲中实验装置缺少的测量仪器是温度计和   ;如图丁是某同学根据此实验数据绘制的温度和时间图像,已知当地的气压为一个标准大气压,萘的熔点是80.5℃,一个标准大气压下沸点是218℃,请问DE段的温度是   ℃,BC段的温度是   ℃。
【答案】(1)2.70;99.8
(2)秒表;100;80.5
【知识点】熔化和凝固的探究实验;时间及其测量;刻度尺的使用
【解析】【解答】(1)①根据甲图可知,此刻度尺的分度值为0.1cm,木块左侧与3.00cm对齐,右侧与5.70cm对齐,所以木块的长度为;
②根据乙图可知,中间小盘的分度值为0.5min,指针在“1”和“2”之间,所以分针指示的时间为1min。在大表盘上,分度值为0.1s,则指示的时间为39.8s,即停表的读数为。
(2)①在探究固体熔化特点实验中,除了测量温度还需要测量时间,因此置缺少测量仪器是秒表。
②根据题意可知,萘的熔点是80.5℃,标准大气压下沸点218℃,BC段温度低于DE段的温度,则BC段处于熔化过程,保持不变的温度为80.5℃。
水的沸点是100℃,当烧杯中的水和试管内的萘温度达到100℃时,水开始沸腾,温度不再升高,故DE段的温度是100℃。
【分析】(1)①根据甲图确定刻度尺的分度值,根据“测量值=准确值+估读值”分别记录两个刻度值,然后相减即可;
②根据乙图确定秒表的大盘和小盘的分度值,根据指针位置读出示数后相加即可。
(2)①根据实验过程要测量的物理量选择合适的测量工具;
②晶体熔化时和沸腾时温度都保持不变,但是熔点肯定低于沸点,据此结合标准气压下水的沸点分析解答。
(1)[1]由图甲可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm,木块左侧与3.00cm对齐,右侧与5.70cm对齐,所以木块的长度为
[2]由图乙可知,在停表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“1”和“2”之间,所以分针指示的时间为1min;在停表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在39.8s处,所以秒针指示的时间为39.8s,即停表的读数为
(2)[1]在探究固体熔化特点实验中要测量不同时刻的温度,因此图中实验装置缺少测量仪器是秒表和温度计。
[2][3]已知当地的气压为一个标准大气压,萘的熔点是80.5℃,标准大气压下沸点218℃,BC段处于熔化过程,其温度是80.5℃;又因水的沸点是100℃,当烧杯中的水和试管内的萘温度达到100℃时,水开始沸腾,温度不再升高,故DE段的温度是100℃。
15.如图甲所示,用沿斜面向上的拉力F,在10s 内将重物从底端匀速拉到顶端。力做功占比如图乙所示;则斜面的机械效率为    ;克服摩擦力做功为   J;拉力做功的功率为    W。
【答案】70%;150;50
【知识点】斜面的机械效率;功的计算及应用;有用功和额外功
【解析】【解答】 解:使用斜面时,克服重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功之和。
由图乙可知额外功占总功的百分比为30%,则有用功占总功的百分比,即斜面的机械效率为η=1-30%=70%;
根据可得,拉力做的总功:,
则克服摩擦力做的额外功:W额=30%W总=30%×500J=150J;
拉力做功的功率:。
故答案为:70%;150;50。
【分析】 使用斜面时,克服重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功之和。由图乙可知有用功占总功的百分比,即斜面的机械效率;根据可得拉力做的总功,从而可得克服摩擦力做的额外功;根据求拉力做功的功率。
四、综合能力题
16.太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车,相比传统热机驱动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放,正因为其环保的特点,太阳能汽车被诸多国家所提倡。如图所示的是科技人员设计的一种太阳能汽车,其质量为,前挡风玻璃和顶盖皆由防太阳辐射的层压玻璃制作而成,车身轻便灵活,加速性能优越。它的电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能。在某次测试过程中,让该太阳能汽车沿平直路面匀速行驶,汽车所受阻力为车重的。
(1)当太阳光照射在电池板上给电池充电时,电池相当于电路中的   (选填“电源”“开关”或“用电器”);
(2)在测试过程中,该太阳能汽车的牵引力做的功是多少?若一辆热机效率为的燃油汽车在行驶过程中,牵引力做相同的功,则需要消耗多少L的汽油?(汽油的热值取,g取)
(3)该太阳能汽车上接收太阳能的电池板的面积为,太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为25%,则在测试过程中牵引力做功消耗的能量,需要该太阳能汽车在太阳光下充电多少时间获得?请你为太阳能汽车的发展提出一条建议。(已知太阳以球面的形状向外均匀辐射能量,辐射的总功率为,太阳到地球的距离为,半径为的球面的面积为,π取3.14,,太阳光传播到地球表面后,能量仅剩70.65%)
【答案】(1)用电器
(2)解:在测试过程中,该太阳能汽车沿平直路面匀速行驶,牵引力和所受的阻力平衡,大小相等,则
该太阳能汽车的牵引力做的功W=Fs=103N×34×103m=3.4×107J
牵引力做相同的功,需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量
需要消耗的汽油
(3)解:地面上2m2的太阳能电池板接收太阳辐射功率
则太阳能汽车上太阳能电池板接收太阳辐射转化为电能的功率
充电所需的时间
太阳能汽车的发展提升光电转化效率
【知识点】热机的效率;有关热机的计算;能量的转化或转移;二力平衡的条件及其应用;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】(1)电池充电时,是消耗电能并将其转化为化学能储存起来,符合用电器“消耗电能”的特点。只有在放电时,电池才会向外提供电能,此时它才是电源。
(2)汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等:F=f=G=mg=1.5103kg10N/kg=103N。
牵引力做功W=Fs=103N×34×103m=3.4×107J
需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量
由热值公式Q放=Vq得:需要消耗的汽油。
(3)地面上2m2的太阳能电池板接收太阳辐射功率
电池板转化为电能的功率
充电时间
发展建议:提升光电转化效率、增加电池储能容量、优化电池板面积与造型等。
故答案为:(1)用电器;
(2)汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等:F=f=G=mg=1.5103kg10N/kg=103N。
牵引力做功W=Fs=103N×34×103m=3.4×107J
需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量
由热值公式Q放=Vq得:需要消耗的汽油。
(3)地面上2m2的太阳能电池板接收太阳辐射功率
电池板转化为电能的功率
充电时间
发展建议:提升光电转化效率、增加电池储能容量、优化电池板面积与造型等。
【分析】1、电路基本元件:电源与用电器的区别(提供/消耗电能)。
2、二力平衡:匀速直线运动时,牵引力与阻力大小相等。
功的计算:公式W=Fs。
热机效率:公式。
燃料放热:公式Q放=Vq。
3、太阳辐射功率计算:球面辐射的功率密度与接收面积的关系。
能量转化效率:太阳能转化为电能的效率计算。
电功率与时间关系:公式。
五、计算题
17.如图,2026年央视春晚《武BOT》节目中,人形机器人以中华武术为载体,融合太极、剑术、醉拳、空翻,用科技演绎东方美学,向世界展示中国 机器人的“中国范儿”!若表演机器人质量,双脚与水平舞台接触总面积,g取10N/kg。求:
(1)机器人受到的重力;
(2)机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压强;
(3)假设机器人在某次武术表演时腾空跳跃,上升高度,机器人克服重力所做的功。
【答案】(1)解:机器人受到的重力为。
(2)解:机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压力为
对地面的压强为。
(3)解:机器人克服重力所做的功为。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据重力公式计算机器人受到的重力;
(2)机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压力等于重力,结合受力面积的大小,根据压强的计算公式计算对地面的压强;
(3)机器人克服重力所做的功为。
(1)机器人受到的重力为
(2)机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压力为
对地面的压强为
(3)机器人克服重力所做的功为
18.如图所示,某学生研究小组正在进行“使用书包和滑轮组来提升人”的实验。书包在5s内沿直线匀速下降8m,使人匀速升高0.4m,书包对绳a的拉力 绳b对人的拉力 请通过计算求:
(1)此过程中滑轮组所做的有用功;
(2)此过程中书包对绳a做功的功率;
(3)此过程中滑轮组的机械效率。
【答案】(1)解:根据题意可知, 绳b对人的拉力为600N, 使人匀速升高0.4m,
则滑轮组对人做的有用功 。
(2)解:根据题意可知, 书包对绳a的拉力 沿直线匀速下降8m,
则书包对绳a做的功为:W总=F1s=50N×8m=400J,
则书包对绳a做功的功率 。
(3)解: 综上所述,该滑轮组的机械效率 。
【知识点】功率的计算;滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】 (1)根据W有=Gh求出此过程中滑轮组的有用功;
(2)根据W总=F1s求出此过程中书包对绳a做的总功,利用求出此过程中书包对绳a做功的功率;
(3)根据求出此过程中滑轮组的机械效率。
19.如图所示,是我国首艘国产大型邮轮“爱达 魔都号”,实现了国产大型邮轮制造“零的突破”。邮轮满载时的总质量约为13.6万吨,某次“爱达魔都号”以10m/s的速度匀速行驶,所受阻力为船重的0.2倍,此时吃水深度为8m。海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)“爱达 魔都号”邮轮满载时受到的浮力约为多少?
(2)“爱达 魔都号”邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力为多少?
(3)“爱达 魔都号”邮轮发动机的功率。
【答案】(1)解:满载的邮轮在水上行驶时处于漂浮状态,满载时受到的浮力等于邮轮的重力,邮轮满载时的浮力为:。
答:“爱达 魔都号”邮轮满载时受到的浮力约为1.36×109N。
(2)解:吃水深度为8m,邮轮底部受到海水的压强为:,
邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力为:。
答:“爱达 魔都号”邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力为8N。
(3)解:“爱达 魔都号”邮轮匀速运动时,牵引力大小等于阻力,即,。
答:“爱达 魔都号”邮轮发动机的功率为2.72×109W。
【知识点】功率的计算;液体压强的计算;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【分析】 (1)知道满载排水量(排开水的质量),利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力;
(2)根据p=ρgh可求得水下8m处船体所受海水的压强,由F=pS算出邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力;
(3)“爱达 魔都号”邮轮匀速运动时,牵引力大小等于阻力,根据P=Fv得到功率。
20.如图所示,轻质圆柱形容器甲竖直放置在水平地面上,将均匀圆柱体乙放置在甲容器内。已知乙物体的质量为m,甲、乙底面积分别为2S和S,乙物体的高度为H。
(1)求乙物体的密度;
(2)求容器甲对水平地面的压强;
(3)若往甲容器中慢慢注入某种液体,当乙物体对甲容器底部的压力恰为0牛时,停止注入,如图所示。求:该液体对甲容器底部的最小压强。
【答案】(1)解:乙的体积V乙=SH,物体乙的密度。
答:物体乙的密度。
(2)解:容器甲对水面地面的压强。
答:容器甲对水面地面的压强。
(3)解:当乙物体对容器地面的压力刚好为0N,即刚把物体乙托起时,由压力产生的原因可知,液体对容器底部的最小压强;
答:液体对容器底部的最小压强。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因
【解析】【分析】 (1)均匀圆柱体乙物体的底面积、高度已知,可求出体积,乙的质量已知,由密度公式求出密度;
(2)容器甲对水面地面的压强等于压力除以甲的底面积,压力等于物体乙的重力;
(3)当乙物体对容器地面的压力刚好为0N,液体对容器底部的最小压强等于物体乙的重力除以物体乙的底面积;
(1)乙物体的密度
(2)轻质圆柱形容器甲竖直放置在水平地面上,圆柱形容器甲的重力可不计,容器甲对地面的压力等于乙的重力大小,容器甲对水平地面的压强
(3)当乙物体对甲容器底部的压力恰为0牛时,则乙受到的液体向上的压力(即浮力大小)等于乙的重力大小,即
F=G乙
根据压强公式有
p液S乙=m乙g
该液体对甲容器底部的最小压强
21.油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车以高速匀速行驶时,内燃机启动,此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是1.0×108J。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的测试车速匀速行驶0.5h,内燃机消耗燃油2.5kg,蓄电池组的电能增加了最大电能的10%;从汽车的使用说明书知道,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则:
(1)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功?
(2)该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量?
(3)该汽车内燃机的效率是多大?(燃油的热值为4.6×107J/kg)
【答案】(1)解: 由图像可知,汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力为900N,
因为汽车匀速直线运动时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以汽车受到的牵引力F=f=900N;
汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶0.5h,行驶的距离为:s=vt=80km/h×0.5h=40km=40000m,
该汽车测试行驶中牵引力做的功为:W=Fs=900N×40000m=3.6×107J
答:该汽车测试行驶中牵引力做了3.6×107J功。
(2)解: 内燃机消耗燃油2.5kg,燃油放出的热量为:Q放=q油m=4.6×107J/kg×2.5kg=1.15×108J。
答:该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量;
(3)解: 蓄电池增加的电能为:W1=ηW2=1.0×108J×10%=1.0×107J,
有效利用的能量为:W有=W+W1=3.6×107J+1.0×107J=4.6×107J,
内燃机的效率为:。
答:该汽车内燃机的效率是40% 。
【知识点】燃料的热值;速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】 (1)根据图象确定汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力,再根据二力平衡条件求出牵引力的大小。然后根据速度公式s=vt求出行驶的路程,利用W=Fs求出引力做的功;
(2)根据Q放=mq求出完全燃烧释放的热量;
(3)已知蓄电池组储存的最大电能,由最大值的10%求出增加的电能,这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和,根据 求出内燃机的效率。
1 / 1人教版初中物理八年级下学期期中模拟测试卷B卷
综合考试
一、选择题
1.如图所示,下列描述正确的是
760 mm
A.如图甲:手持自制气压计从山脚走到山顶,管内液面升高
B.如图乙:上课时老师用力压住粉笔写字是为了减小压强
C.如图丙:托里拆利实验的玻璃管倾斜会影响实验结果
D.如图丁:饮水机使用时,会出现气泡,水中的气泡上升时不断变小
2.研究发现,额定功率为3W的LED灯与额定功率为8W的节能灯,以及额定功率为25W的白炽灯在正常发光时的亮度相当。下列说法正确的是(  )
A.三个灯的实际功率相同
B.LED灯比节能灯和白炽灯消耗的电能都少
C.LED灯比节能灯的电流做功快
D.LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高
3.如图所示是奥运期间全红婵跳水的情景,当全红婵加速下落时,下列说法正确的是(  )
A.动能减小 B.动能不变
C.重力势能减小 D.机械能增大
4.将体积相同的A、B两实心小球分别放入盛满水的两个相同的溢水杯中,小球静止时的情景如图所示。已知A球的质量为45g,下列说法正确的是(  )
A.两小球的密度
B.两小球受到的浮力
C.水对两溢水杯底部的压强
D.若甲杯中溢出水的质量为30g,则小球A的密度为
5.如图所示,把干净的玻璃板用吸盘吸住后吊在弹簧测力计的下面,读出弹簧测力计的示数,稍稍用力向上拉玻璃板(玻璃板没有脱离水面),发现弹簧测力计的示数变大。产生这一现象的原因是(  )
A.玻璃板受到的重力变大
B.水面对玻璃板的支持力变小
C.玻璃板受到的浮力变小
D.玻璃与水接触处的分子间存在引力
6.通过不懈的努力,小赵不仅成绩提升了,还减了5kg的体重,则减重后(  )
A.小赵双脚站立时对地面的压强不变
B.小赵爬楼梯到四楼教室所做的功一定变少了
C.小赵爬楼梯到四楼教室教室做功的功率一定变快了
D.小赵穿相同的鞋保持同样的速度走路时所受的摩擦力变大了
7.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是(  )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为
D.丙图中盐水的密度为
8.下列说法正确的是(  )
A.水面下行驶的潜水艇是通过改变自身的体积实现上浮和下沉的
B.氢气球可以飘在空中是因为气球内充入了密度大于空气的气体
C.轮船由长江驶入东海时( ),排开水的体积变小,但浮力不变
D.热气球上升是因为加热装置向上喷气,把气球吹上去了
9.【传统文化】)图是安徽省博物院水平展台上的镇馆之宝——楚大鼎,作为典型的战国鼎,楚大鼎气势恢宏,呈现出楚人的雄心壮志。下列关于楚大鼎分析正确的是(  )
A.楚大鼎受到的重力和它对展台的压力是一对平衡力
B.楚大鼎受到的重力和展台对它的支持力是一对平衡力
C.楚大鼎受到的重力和它对展台的压力是一对相互作用力
D.楚大鼎对展台的压力和展台对它的支持力是一对平衡力
二、多选题
10. 某校学生开展了利用塑料吸管制作简易密度计的综合实践活动。如图甲,他们将吸管一端用小木塞密封,并缠绕上适量细铁丝,使其能竖直地漂浮在水中,标记吸管在水面处的位置a,此时密度计受到的浮力是F甲。如图乙和图丙,再将此密度计分别放在密度为ρ1和ρ2的两种液体中,标记吸管在液面处的位置b、c,密度计受到的浮力是F乙和F丙。下列关系中正确的是(  )
A.ρ1>ρ水,F甲=F丙 B.ρ2>ρ水,F甲=F乙
C.ρ1>ρ2 ,F丙<F乙 D.ρ水>ρ2,F甲=F乙
11.如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确的是(  )
A.木块受到的重力和支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和支持力是一对相互作用力
C.小车受到的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
D.小车受到的支持力和它对地面的压力是相互作用力
12.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示。以下说法正确的是(  )
A.当t=1s时,物体静止不受摩擦力 B.当t=3s时,物体所受合力为0N
C.2~4s内,物体所受摩擦力为5N D.4~6s内,拉力F所做的功为20J
三、填空题
13.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察   来比较压力作用效果的。
(2)图中   两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是:   一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
14.(1)如图甲所示,木块的长度为   cm;图乙中停表读数为   s。
(2)在探究固体熔化特点实验中,我们用如图丙实验装置给萘加热,图甲中实验装置缺少的测量仪器是温度计和   ;如图丁是某同学根据此实验数据绘制的温度和时间图像,已知当地的气压为一个标准大气压,萘的熔点是80.5℃,一个标准大气压下沸点是218℃,请问DE段的温度是   ℃,BC段的温度是   ℃。
15.如图甲所示,用沿斜面向上的拉力F,在10s 内将重物从底端匀速拉到顶端。力做功占比如图乙所示;则斜面的机械效率为    ;克服摩擦力做功为   J;拉力做功的功率为    W。
四、综合能力题
16.太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车,相比传统热机驱动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放,正因为其环保的特点,太阳能汽车被诸多国家所提倡。如图所示的是科技人员设计的一种太阳能汽车,其质量为,前挡风玻璃和顶盖皆由防太阳辐射的层压玻璃制作而成,车身轻便灵活,加速性能优越。它的电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能。在某次测试过程中,让该太阳能汽车沿平直路面匀速行驶,汽车所受阻力为车重的。
(1)当太阳光照射在电池板上给电池充电时,电池相当于电路中的   (选填“电源”“开关”或“用电器”);
(2)在测试过程中,该太阳能汽车的牵引力做的功是多少?若一辆热机效率为的燃油汽车在行驶过程中,牵引力做相同的功,则需要消耗多少L的汽油?(汽油的热值取,g取)
(3)该太阳能汽车上接收太阳能的电池板的面积为,太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为25%,则在测试过程中牵引力做功消耗的能量,需要该太阳能汽车在太阳光下充电多少时间获得?请你为太阳能汽车的发展提出一条建议。(已知太阳以球面的形状向外均匀辐射能量,辐射的总功率为,太阳到地球的距离为,半径为的球面的面积为,π取3.14,,太阳光传播到地球表面后,能量仅剩70.65%)
五、计算题
17.如图,2026年央视春晚《武BOT》节目中,人形机器人以中华武术为载体,融合太极、剑术、醉拳、空翻,用科技演绎东方美学,向世界展示中国 机器人的“中国范儿”!若表演机器人质量,双脚与水平舞台接触总面积,g取10N/kg。求:
(1)机器人受到的重力;
(2)机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压强;
(3)假设机器人在某次武术表演时腾空跳跃,上升高度,机器人克服重力所做的功。
18.如图所示,某学生研究小组正在进行“使用书包和滑轮组来提升人”的实验。书包在5s内沿直线匀速下降8m,使人匀速升高0.4m,书包对绳a的拉力 绳b对人的拉力 请通过计算求:
(1)此过程中滑轮组所做的有用功;
(2)此过程中书包对绳a做功的功率;
(3)此过程中滑轮组的机械效率。
19.如图所示,是我国首艘国产大型邮轮“爱达 魔都号”,实现了国产大型邮轮制造“零的突破”。邮轮满载时的总质量约为13.6万吨,某次“爱达魔都号”以10m/s的速度匀速行驶,所受阻力为船重的0.2倍,此时吃水深度为8m。海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)“爱达 魔都号”邮轮满载时受到的浮力约为多少?
(2)“爱达 魔都号”邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力为多少?
(3)“爱达 魔都号”邮轮发动机的功率。
20.如图所示,轻质圆柱形容器甲竖直放置在水平地面上,将均匀圆柱体乙放置在甲容器内。已知乙物体的质量为m,甲、乙底面积分别为2S和S,乙物体的高度为H。
(1)求乙物体的密度;
(2)求容器甲对水平地面的压强;
(3)若往甲容器中慢慢注入某种液体,当乙物体对甲容器底部的压力恰为0牛时,停止注入,如图所示。求:该液体对甲容器底部的最小压强。
21.油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车以高速匀速行驶时,内燃机启动,此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是1.0×108J。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的测试车速匀速行驶0.5h,内燃机消耗燃油2.5kg,蓄电池组的电能增加了最大电能的10%;从汽车的使用说明书知道,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则:
(1)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功?
(2)该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量?
(3)该汽车内燃机的效率是多大?(燃油的热值为4.6×107J/kg)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;液体压强的计算;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A、手持自制气压计从山脚走到山顶,外界气压减小,瓶内气压相对外界气压变大,所以液面上升,故A正确;
B、上课时老师用力压住粉笔写字是通过增加压力而增加压强,故B错误;
C、托里拆利实验的玻璃管倾斜不会影响实验结果,故C错误;
D、饮水机使用时,会出现气泡,水中的气泡上升时受到压强减小,使得气泡变大,故D错误;
综上选A。
【分析】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。
压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
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。
托里拆利实验,测量大气压的数值,为水银柱支撑的高度,大气压为P=ρgh,玻璃管中没有空气时,水银的高度为760mm,玻璃管中有空气,则撑起水银高度变小。
2.【答案】D
【知识点】电功率;实际功率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,当灯泡正常工作时,它们的实际功率均等于额定功率,白炽灯的实际功率最大,故A错误;
B.LED灯比节能灯的实际功率小,根据W=Pt可知,不明确工作时间则不能判断消耗电能的多少,故B错误;
C.已知LED灯比节能灯和白炽灯的额定功率小,则正常工作时LED灯比节能灯和白炽灯的电流做功慢,故C错误;
D.LED灯比节能灯的额定功率小,则相同时间内LED灯消耗的电能较少。而正常发光时的亮度相当,说明转化成的光能大致相同,所以LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高,故D正确。
故选D。
【分析】A.当灯泡正常工作时,它们的实际功率均等于额定功率,根据题目条件判断;
B.根据W=Pt判断;
C.电功率表示电流做功快慢;
D.亮度相同,即转化为光能相同,据此分析判断。
3.【答案】C
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
4.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;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】A选项分析:A球沉底,说明其密度满足;而B球漂浮,表明。因此,A选项说法错误。
B选项分析:两球体积相同,A球完全浸没,B球部分浸入。根据阿基米德原理,浮力与排开体积成正比,故,B选项说法错误。
C选项分析:两溢水杯初始盛满水,放入小球后水面高度相同。由液体压强公式可知,,C选项说法错误。
D选项分析:A球沉底浮力:, 根据得A球排开的体积, 测得A球质量:, 密度计算结果:,该选项说法正确。
综上所述,正确答案为D。
【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、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。
5.【答案】D
【知识点】力的概念及单位;重力及其大小的计算;浮力及其产生原因;分子间相互作用力
【解析】【解答】根据题意可知,向上拉玻璃板时,由于玻璃与水接触处的分子间存在引力,此时弹簧测力计的拉力等于玻璃板的重力与分子之间引力的和,所以弹簧测力计的示数会变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】根据分子之间存在相互作用的引力和斥力分析。
6.【答案】B
【知识点】功率的计算;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【解答】 A.小赵对地面的压力等于自身重力,即减重后小赵双脚站立时对地面的压力减小,而受力面积不变,根据可知,压强会变小,故A不符合题意;
B.根据题意可知,小赵爬楼梯到四楼教室时上升的高度不变,但是重力减小,根据W=Gh可知,所做的功一定变少了,故B符合题意;
C.综上所述,小赵爬楼时做功减少了,但是时间不确定,根据可知,功率不一定变大,故C不符合题意;
D.减重后重力减小,所以他对地面的压力减小。小赵穿相同的鞋保持同样的速度走路时,接触面的粗糙程度不变,所以所受的摩擦力变小,故D不符合题意。
故选B。
【分析】 A.根据分析对地面的压强变化;
B.根据W=Gh分析做功的大小变化;
C.根据分析判断;
D.摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
7.【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据浮力产生的原因可知,石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲和图乙可知,石块浸没在水中时受到的浮力为,故B正确;
C.综上所述, 石块浸没在水中时受到的浮力为1N,则它排开水的体积为
,故C错误;
D.根据甲和丙图可知,石块在盐水中受到的浮力为,
则盐水的密度为,故D错误。
故选B。
【分析】 A.根据浮力产生的原因确定浮力的方向;
B.利用称重法F浮=G-F求出浮力的大小;
C.利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出石块浸没在水中时排开水的体积;
D.利用称重法求出石块浸没在盐水中受到的浮力,石块浸没在盐水中,排开盐水的体积等于石块的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出盐水的密度。
8.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用;浮力的应用——潜水艇
【解析】【解析】A选项分析:潜水艇在水中浸没时,其排开水的体积始终保持不变,因此所受浮力恒定。它通过调节水舱中的水量(改变自身重力)来实现上浮或下沉,而非改变浮力。故A选项说法错误。
B选项分析:氢气球能悬浮在空中,是因为所充氢气密度小于空气密度,此时浮力大于气球自身重力。故B选项说法错误。
C选项分析:轮船在长江与东海中均处于漂浮状态,浮力恒等于重力。由于海水密度()大于江水密度(),根据浮力公式可知,排开液体体积会减小。故C选项正确。
D选项分析:热气球上升原理是通过加热空气使其密度降低(),导致总重力减小。当浮力大于重力时实现升空。故D选项表述不准确。
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。
9.【答案】B
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别;整体法分析受力情况
【解析】【解答】A、楚大鼎的重力作用在大鼎上,它对展台的压力作用在展台上,两个力作用在不同物体上,不是平衡力。错误。
B、楚大鼎的重力和展台对它的支持力,都作用在大鼎上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。正确。
C、楚大鼎的重力和它对展台的压力,方向都是竖直向下的,不是相互作用力(相互作用力方向相反)。错误。
D、楚大鼎对展台的压力作用在展台上,展台对它的支持力作用在大鼎上,两个力作用在不同物体上,是一对相互作用力,不是平衡力。错误。
故答案为:B。
【分析】1、平衡力的判断:两个力必须作用在同一物体上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
2、相互作用力的判断:两个力必须作用在两个不同物体上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
3、受力分析:静止在水平面上的物体,受重力和支持力,这两个力是一对平衡力。
10.【答案】A,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】密度计在三种液体中均处于漂浮状态,根据二力平衡可知F浮=G,同一支密度计重力不变,故在三种液体中受到的浮力相等;密度计在乙液体中排开液体的体积最小,在丙液体中排开液体的体积最大,根据可知,ρ1>ρ水>ρ2;故AD正确、BC错误;
故选AD。
【分析】(1) 密度计在三种液体中均处于漂浮状态,根据二力平衡条件可知F浮=G,进而可知所受的浮力的大小关系;
(2)密度计在乙液体中排开液体的体积最小,在丙液体中排开液体的体积最大,根据可知液体的密度大小关系。
11.【答案】A,D
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】解:A、木块在竖直方向上受到重力和支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故A正确。
B、相互作用力需要作用在两个不同的物体上,而重力和支持力都作用在木块上,因此不是相互作用力,故B错误。
C、小车受到的支持力作用在小车上,它对地面的压力作用在地面上,这两个力作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故C错误。
D、小车受到的支持力和它对地面的压力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,故D正确。
故选:AD。
【分析】(1)(2)木块随小车匀速直线运动,在竖直方向受力平衡,重力与支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力。
(2)相互作用力作用在两个不同物体上,而重力和支持力都作用在木块上,不是相互作用力。
(3)小车受到的支持力作用在小车上,它对地面的压力作用在地面上,二者是一对相互作用力,不是平衡力。
12.【答案】C,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件;探究影响摩擦力大小因素的实验;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据乙图显示,在前2秒内物体速度为0,处于静止状态,此时合力为零。水平方向上摩擦力与拉力平衡。由乙图可知前2秒拉力为3N,因此静摩擦力也为3N;故A错误;
BC.4-6秒阶段物体做匀速直线运动(v=2m/s),此时摩擦力与拉力平衡,f=F=5N,2-4秒阶段物体加速运动,但由于接触面性质不变,滑动摩擦力保持5N不变,在t=3s时,合力计算为:,故B错误,C正确;
D.4~6s内,拉力F做功为,故D正确。
故选CD。
【分析】(1)当物体静止时,静摩擦力与拉力二力平衡,大小相等;
(2)物体做匀速直线运动时,二力平衡,摩擦力等于拉力;当物体滑动时,动摩擦力是不受拉力大小影响的,只有匀速直线运动时,摩擦力与拉力二力平衡,大小相等,当物体受到的拉力变大或变小时,摩擦力都不变。
(3)根据 求出4~6s,克服摩擦力的做的功。
13.【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)乙丙
(3)受力面积
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)根据控制变量法的要求可知,探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积,故选乙、丙。
(3)根据图片可知,甲、乙两次实验中,都是桌腿朝下,则受力面积相同,乙中压力大,且乙中的海绵凹陷程度大,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【分析】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据图片分析哪个因素不同,哪个因素相同,根据控制变量法的要求描述结论。
(1)通过转换法,将看不见的压力作用效果转化为可看见的海绵凹陷程度,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积。乙、丙两次实验中,压力大小相同,受力面积不同,符合实验要求。
(3)甲、乙两次实验中,受力面积相同,压力大小不同,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
14.【答案】(1)2.70;99.8
(2)秒表;100;80.5
【知识点】熔化和凝固的探究实验;时间及其测量;刻度尺的使用
【解析】【解答】(1)①根据甲图可知,此刻度尺的分度值为0.1cm,木块左侧与3.00cm对齐,右侧与5.70cm对齐,所以木块的长度为;
②根据乙图可知,中间小盘的分度值为0.5min,指针在“1”和“2”之间,所以分针指示的时间为1min。在大表盘上,分度值为0.1s,则指示的时间为39.8s,即停表的读数为。
(2)①在探究固体熔化特点实验中,除了测量温度还需要测量时间,因此置缺少测量仪器是秒表。
②根据题意可知,萘的熔点是80.5℃,标准大气压下沸点218℃,BC段温度低于DE段的温度,则BC段处于熔化过程,保持不变的温度为80.5℃。
水的沸点是100℃,当烧杯中的水和试管内的萘温度达到100℃时,水开始沸腾,温度不再升高,故DE段的温度是100℃。
【分析】(1)①根据甲图确定刻度尺的分度值,根据“测量值=准确值+估读值”分别记录两个刻度值,然后相减即可;
②根据乙图确定秒表的大盘和小盘的分度值,根据指针位置读出示数后相加即可。
(2)①根据实验过程要测量的物理量选择合适的测量工具;
②晶体熔化时和沸腾时温度都保持不变,但是熔点肯定低于沸点,据此结合标准气压下水的沸点分析解答。
(1)[1]由图甲可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm,木块左侧与3.00cm对齐,右侧与5.70cm对齐,所以木块的长度为
[2]由图乙可知,在停表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“1”和“2”之间,所以分针指示的时间为1min;在停表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在39.8s处,所以秒针指示的时间为39.8s,即停表的读数为
(2)[1]在探究固体熔化特点实验中要测量不同时刻的温度,因此图中实验装置缺少测量仪器是秒表和温度计。
[2][3]已知当地的气压为一个标准大气压,萘的熔点是80.5℃,标准大气压下沸点218℃,BC段处于熔化过程,其温度是80.5℃;又因水的沸点是100℃,当烧杯中的水和试管内的萘温度达到100℃时,水开始沸腾,温度不再升高,故DE段的温度是100℃。
15.【答案】70%;150;50
【知识点】斜面的机械效率;功的计算及应用;有用功和额外功
【解析】【解答】 解:使用斜面时,克服重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功之和。
由图乙可知额外功占总功的百分比为30%,则有用功占总功的百分比,即斜面的机械效率为η=1-30%=70%;
根据可得,拉力做的总功:,
则克服摩擦力做的额外功:W额=30%W总=30%×500J=150J;
拉力做功的功率:。
故答案为:70%;150;50。
【分析】 使用斜面时,克服重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功之和。由图乙可知有用功占总功的百分比,即斜面的机械效率;根据可得拉力做的总功,从而可得克服摩擦力做的额外功;根据求拉力做功的功率。
16.【答案】(1)用电器
(2)解:在测试过程中,该太阳能汽车沿平直路面匀速行驶,牵引力和所受的阻力平衡,大小相等,则
该太阳能汽车的牵引力做的功W=Fs=103N×34×103m=3.4×107J
牵引力做相同的功,需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量
需要消耗的汽油
(3)解:地面上2m2的太阳能电池板接收太阳辐射功率
则太阳能汽车上太阳能电池板接收太阳辐射转化为电能的功率
充电所需的时间
太阳能汽车的发展提升光电转化效率
【知识点】热机的效率;有关热机的计算;能量的转化或转移;二力平衡的条件及其应用;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】(1)电池充电时,是消耗电能并将其转化为化学能储存起来,符合用电器“消耗电能”的特点。只有在放电时,电池才会向外提供电能,此时它才是电源。
(2)汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等:F=f=G=mg=1.5103kg10N/kg=103N。
牵引力做功W=Fs=103N×34×103m=3.4×107J
需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量
由热值公式Q放=Vq得:需要消耗的汽油。
(3)地面上2m2的太阳能电池板接收太阳辐射功率
电池板转化为电能的功率
充电时间
发展建议:提升光电转化效率、增加电池储能容量、优化电池板面积与造型等。
故答案为:(1)用电器;
(2)汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等:F=f=G=mg=1.5103kg10N/kg=103N。
牵引力做功W=Fs=103N×34×103m=3.4×107J
需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量
由热值公式Q放=Vq得:需要消耗的汽油。
(3)地面上2m2的太阳能电池板接收太阳辐射功率
电池板转化为电能的功率
充电时间
发展建议:提升光电转化效率、增加电池储能容量、优化电池板面积与造型等。
【分析】1、电路基本元件:电源与用电器的区别(提供/消耗电能)。
2、二力平衡:匀速直线运动时,牵引力与阻力大小相等。
功的计算:公式W=Fs。
热机效率:公式。
燃料放热:公式Q放=Vq。
3、太阳辐射功率计算:球面辐射的功率密度与接收面积的关系。
能量转化效率:太阳能转化为电能的效率计算。
电功率与时间关系:公式。
17.【答案】(1)解:机器人受到的重力为。
(2)解:机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压力为
对地面的压强为。
(3)解:机器人克服重力所做的功为。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据重力公式计算机器人受到的重力;
(2)机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压力等于重力,结合受力面积的大小,根据压强的计算公式计算对地面的压强;
(3)机器人克服重力所做的功为。
(1)机器人受到的重力为
(2)机器人双脚站立静止在水平舞台时对地面的压力为
对地面的压强为
(3)机器人克服重力所做的功为
18.【答案】(1)解:根据题意可知, 绳b对人的拉力为600N, 使人匀速升高0.4m,
则滑轮组对人做的有用功 。
(2)解:根据题意可知, 书包对绳a的拉力 沿直线匀速下降8m,
则书包对绳a做的功为:W总=F1s=50N×8m=400J,
则书包对绳a做功的功率 。
(3)解: 综上所述,该滑轮组的机械效率 。
【知识点】功率的计算;滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】 (1)根据W有=Gh求出此过程中滑轮组的有用功;
(2)根据W总=F1s求出此过程中书包对绳a做的总功,利用求出此过程中书包对绳a做功的功率;
(3)根据求出此过程中滑轮组的机械效率。
19.【答案】(1)解:满载的邮轮在水上行驶时处于漂浮状态,满载时受到的浮力等于邮轮的重力,邮轮满载时的浮力为:。
答:“爱达 魔都号”邮轮满载时受到的浮力约为1.36×109N。
(2)解:吃水深度为8m,邮轮底部受到海水的压强为:,
邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力为:。
答:“爱达 魔都号”邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力为8N。
(3)解:“爱达 魔都号”邮轮匀速运动时,牵引力大小等于阻力,即,。
答:“爱达 魔都号”邮轮发动机的功率为2.72×109W。
【知识点】功率的计算;液体压强的计算;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【分析】 (1)知道满载排水量(排开水的质量),利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力;
(2)根据p=ρgh可求得水下8m处船体所受海水的压强,由F=pS算出邮轮底部1cm2的面操作受到海水的压力;
(3)“爱达 魔都号”邮轮匀速运动时,牵引力大小等于阻力,根据P=Fv得到功率。
20.【答案】(1)解:乙的体积V乙=SH,物体乙的密度。
答:物体乙的密度。
(2)解:容器甲对水面地面的压强。
答:容器甲对水面地面的压强。
(3)解:当乙物体对容器地面的压力刚好为0N,即刚把物体乙托起时,由压力产生的原因可知,液体对容器底部的最小压强;
答:液体对容器底部的最小压强。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因
【解析】【分析】 (1)均匀圆柱体乙物体的底面积、高度已知,可求出体积,乙的质量已知,由密度公式求出密度;
(2)容器甲对水面地面的压强等于压力除以甲的底面积,压力等于物体乙的重力;
(3)当乙物体对容器地面的压力刚好为0N,液体对容器底部的最小压强等于物体乙的重力除以物体乙的底面积;
(1)乙物体的密度
(2)轻质圆柱形容器甲竖直放置在水平地面上,圆柱形容器甲的重力可不计,容器甲对地面的压力等于乙的重力大小,容器甲对水平地面的压强
(3)当乙物体对甲容器底部的压力恰为0牛时,则乙受到的液体向上的压力(即浮力大小)等于乙的重力大小,即
F=G乙
根据压强公式有
p液S乙=m乙g
该液体对甲容器底部的最小压强
21.【答案】(1)解: 由图像可知,汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力为900N,
因为汽车匀速直线运动时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以汽车受到的牵引力F=f=900N;
汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶0.5h,行驶的距离为:s=vt=80km/h×0.5h=40km=40000m,
该汽车测试行驶中牵引力做的功为:W=Fs=900N×40000m=3.6×107J
答:该汽车测试行驶中牵引力做了3.6×107J功。
(2)解: 内燃机消耗燃油2.5kg,燃油放出的热量为:Q放=q油m=4.6×107J/kg×2.5kg=1.15×108J。
答:该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量;
(3)解: 蓄电池增加的电能为:W1=ηW2=1.0×108J×10%=1.0×107J,
有效利用的能量为:W有=W+W1=3.6×107J+1.0×107J=4.6×107J,
内燃机的效率为:。
答:该汽车内燃机的效率是40% 。
【知识点】燃料的热值;速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】 (1)根据图象确定汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力,再根据二力平衡条件求出牵引力的大小。然后根据速度公式s=vt求出行驶的路程,利用W=Fs求出引力做的功;
(2)根据Q放=mq求出完全燃烧释放的热量;
(3)已知蓄电池组储存的最大电能,由最大值的10%求出增加的电能,这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和,根据 求出内燃机的效率。
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