【精品解析】湖南省衡阳市八中教育集团2024-2025学年八年级下学期期末检测物理试题

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湖南省衡阳市八中教育集团2024-2025学年八年级下学期期末检测物理试题
1.对一些生活常识的认知是科学素养的重要方面,下列对一些生活中的相关物理量估测比较贴近事实的是(  )
A.人沐浴时水的温度约为60℃
B.一袋普通方便面的质量大约为100g
C.中学生站立时对地面压强为
D.中学生从一楼爬上四楼克服重力做功功率约5000W
2.图示的四个实例中,为了减小摩擦的是(  )
A.轮滑鞋装有滚轮
B.运动鞋底有花纹
C.防滑垫表面凹凸不平
D.汽车轮胎上有花纹
3.如图所示的措施中,为了减小压强的是(  )
A.破窗锤的锤头很尖
B.滑雪板的面积较大
C.切果器的刀片很薄
D.图钉的尖很尖锐
4.下列装置中,利用连通器原理工作的是(  )
A.液体压强计 B.活塞式抽水机
C.自制气压计 D.地漏的存水杯
5.物理兴趣小组的同学,对如图所示的现象进行讨论,其中错误的是(  )
A.图甲:用吸管喝饮料,瓶里的饮料是被吸上来的
B.图乙:对沸腾的水停止加热,抽气减压,水再次沸腾,说明气压减小沸点降低
C.图丙:洗手槽下方的弯管利用了连通器原理
D.图丁:向下吹气乒乓球不会掉落,利用了流体流速大的地方压强小
6.小林在观察妈妈下水饺时看到一个有趣的现象:生饺子刚下锅时是下沉的,而煮熟后会浮起来。关于煮水饺的现象,下列说法正确的是(  )
A.饺子刚下锅时不受浮力,所以会沉到水底
B.饺子煮一会儿后鼓起来,所受浮力将增大
C.饺子浮在水面,排开水的重力大于饺子的重力
D.沉在水底静止的饺子所受的浮力等于饺子的重力
7.如图所示,下列与浮力有关的事例说法正确的是(  )
A.图甲中,鸡蛋悬浮在浓盐水中,向杯中加水,鸡蛋所受浮力不变
B.图乙中,舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
C.图丙中,静止在空中的热气球调大火焰开始加速上升,它所受到浮力等于重力
D.图丁中,同一支密度计静止在不同液体中,液体A的密度小于液体B的密度
8.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其它球,以下说法正确的是(  )
A.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.桌面对球的支持力做了功
D.白球撞击黑球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功
9.跳远是广州市的中考体育项目之一。如下图为跳远运动的几个阶段,整个过程不考虑空气阻力。起跳后,运动员(  )
A.能继续往前是由于受到地面弹力的作用
B.在空中运动时,运动员受力不平衡
C.运动员机械能先减小后增大
D.若在最高点时运动员受的一切力都消失,则运动员静止在最高点
10.在如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是(  )
A.羊角锤
B.赛艇的船桨
C.筷子
D.面包夹
11.杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶、是历史最悠久的衡器之一,如题图所示是杆秤的结构示意图。关于秤杆在水平位置平衡时,下列说法正确的是(  )
A.秤杆的工作原理是二力平衡原理
B.使用秤钮a比秤钮b所能测的最大物体质量更小
C.被测物体质量一定大于秤砣质量
D.使用同一秤钮,物体质量越大秤砣离秤钮越远
12.如图所示,该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图,乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内,刚开始输液时,甲、乙两瓶内药液量相等,液面相平。过了一会儿,观察两个输液瓶时会发现(此时两个输液瓶内还有大量的溶液)(  )
A.甲瓶中的液面高 B.乙瓶中的液面高
C.甲、乙两瓶中的液面一样高 D.以上三种情况均有可能
13.如图所示,滑旱冰时小明用力推墙,他便向后退,说明力的作用是   的;使小明后退的力的施力物体是   。
14.为了提高环境质量,无锡经常有喷雾车在街道上喷洒水雾。喷雾车工作时以较小的速度匀速直线行驶,此过程中喷雾车的动能   (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),喷雾车的机械能   。
15.一个重50N的箱子放在水平地面上,受到10N的水平推力,箱子恰好做匀速直线运动,这时箱子受到的摩擦力为   N;当用20N的力竖直向上拉时,箱子所受合力的大小为   N。
16.如图质地均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为   Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会   (选填“变小”、“不变”或“变大”).
17.如图甲所示,竖直细杆(质量不计)的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小,下端与质量为0.4kg的正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水,力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示,当水恰好浸没物块M时,物块M所受到的浮力为   N,加水至图乙中的C点时,水箱对桌面的压强为   Pa。(g取10N/kg)
18.(1)如图是用新型便携式传送带搬送物资的情景,请在其简化示意图中画出物体A所受摩擦力的示意图。
(2)古代劳动人民的智慧永远是今天技术进步不可或缺的养料,如图所示是合川钓鱼城景区里的一个抛石机模型,请你在图中画出将石头抛出时在A点所用的最小的力F的示意图。
19.如图所示甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力的大小:当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片   (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡的两个力是否   ;
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验:其主要原因是   (填选项):
A.减少摩擦力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭转
(3)利用图丙装置   (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
20.利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”:
(1)将该装置置于水平桌面上,静止时如图甲所示,此时杠杆处于   (平衡/非平衡)状态,为完成实验,使杠杆在水平位置平衡,以便于   。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格,则杠杆   (选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将   。
21.小军组装了如图甲所示的滑轮组进行探究实验。记录部分实验数据如表所示。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15
2 1.5 5 0.8 15 62.5%
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
(1)第1次实验时,弹簧测力计示数如图甲所示,为   N,可计算出此时滑轮组的机械效率为   。
(2)分析表格中的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,机械效率与提升物体的高度   (填“有关”或“无关”)。
(3)小军多次换用质量不同的动滑轮提升同一物体,重复上述实验过程,并绘制出η-G动图像,如图乙所示,若忽略绳重及摩擦,则提升的物体重力为   N。
22.如图所示,重800N的物体,在100N水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%。求:
(1)拉力F做的功;
(2)拉力F的功率;
(3)物体与地面间的滑动摩擦力。
23.春节期间,小红一家在码头乘坐“翠浪二号”游览赣江风光。如图所示,“翠浪二号”与乘客的总质量约为,吃水深度约为1.2m。(江水的密度取)
(1)“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,这段时间的平均速度为多少?
(2)“翠浪二号”漂浮在江面上所受浮力约为多少?
(3)“翠浪二号”漂浮于江面上,求此时它排开江水的体积是多少?
(4)“翠浪二号”船底受到江水的压强为多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】温度及温度计的使用与读数;质量及其特性;功率的计算;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A.人正常体温约为37℃,沐浴时水的温度稍高一些,约为40℃,故A不符合题意;
B.两个鸡蛋的质量为100g,一袋普通方便面的质量和两个鸡蛋接近,约为100g,故B符合题意;
C.根据中学生对地面的压力和受力面积,计算站立时对地面压强:,故C不符合题意;
D.从一楼爬上四楼,高度约3m×3=9m,克服重力做功功率约为:,故D不符合题意。
故选B。
【分析】根据常见的温度、种类、压强和做功的功率,结合数据解答。
2.【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.轮滑鞋装有滚轮,利用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力,故A正确;
B.运动鞋底的花纹设计,通过增加接触面粗糙程度来增大摩擦力(压力不变时),故B错误;
C.防滑垫表面的凹凸不平,同样是通过增大接触面粗糙程度来增强摩擦力(压力不变时),故C错误;
D.汽车轮胎花纹的作用,是在压力不变情况下增大接触面粗糙程度以提高摩擦力,故D错误。
故选A。
【分析】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.【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.破窗锤的锤头设计得很尖锐,其原理是在压力不变的情况下,通过减小受力面积()来增大压强(),从而更易击碎玻璃,因此A选项不符合题目要求。
B.滑雪板采用较大面积的设计,其原理是在压力(人体重力)恒定时,通过增大受力面积()来减小压强(),避免陷入雪中,故B选项符合题目要求。
C.切果器的刀片非常薄,其原理是在压力不变时,通过减小受力面积()来增大压强(),从而实现轻松切割水果,因此C选项不符合题目要求。
D.图钉尖端设计得尖锐,其原理是在压力恒定时,通过减小受力面积()来增大压强(),从而更易刺入物体,因此D选项不符合题目要求。
综上所述,正确答案为B。
【分析】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。
4.【答案】D
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】A选项:液体压强计的结构为一端封闭、一端开口,不符合连通器必须两端都开口的定义,因此排除。B选项:活塞式抽水机的工作原理依赖大气压强,与连通器(依靠同种液体静止时液面相平)无关,故不选。
C选项:自制气压计的瓶内液面处于封闭环境,未形成两端开口的连通结构,不符合连通器特征。
D选项:地漏设计中的"碗"状金属片将存水杯分隔为两个底部连通、上端开口的独立腔体,完美符合连通器的定义,因此是正确答案。
结论:正确答案为D。
【分析】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;
连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫 连通器 ,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸。
5.【答案】A
【知识点】连通器原理及其应用;沸点及沸点与气压的关系;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,饮料在大气压作用下被压入口中。该现象是大气压作用的结果,但题目要求选择"错误"的选项,因此A符合题意。
B.抽气时容器内气压降低,水重新沸腾,说明水的沸点随气压减小而降低。该说法正确,不符合题意。
C.洗手盆下方弯管利用连通器原理(同种液体在静止时液面相平)实现水封作用。该说法正确,不符合题意。
D.向下吹气时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方气压将球托住不掉落,这是流体压强与流速关系的应用。该说法正确,不符合题意。
综上所述,只有A选项说法错误,故选A。
【分析】1、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
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、沸点和气压的关系:沸点随着气压的增加而增加,沸点随着气压的减小而减小;
4、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。
6.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.饺子刚下锅时,由于浮力小于重力,饺子会沉入水底,因此选项A是错误的。
B.饺子煮一段时间后膨胀,排开水的体积增大,根据浮力公式,浮力会增大,因此选项B是正确的。
C.当饺子浮在水面时,根据浮沉条件,排开水的重力等于饺子的重力,因此选项C是错误的。
D.沉在水底静止的饺子处于平衡状态,受到重力、浮力和支持力的作用,根据平衡条件,浮力小于饺子的重力,因此选项D是错误的。
综上所述,正确答案是B。
【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。
7.【答案】D
【知识点】平衡状态的判断;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图甲中,鸡蛋悬浮在浓盐水中,向杯中加水后,液体密度减小。由于排开液体的体积不变,根据浮力公式,鸡蛋所受浮力会减小,因此选项A错误。
B.图乙中,航母受到的浮力等于航母和舰载机的总重力。当舰载机起飞后,航母的总重力减小,因此受到的浮力也减小,所以选项B错误。
C.图丙中,热气球静止时受力平衡,但当调大火焰加速上升时,浮力大于重力,此时受力不平衡,因此选项C错误。
D.图丁中,同一支密度计在不同液体中静止时,所受浮力相等。在液体A中排开液体的体积较大,根据浮力公式可知,液体A的密度小于液体B的密度,因此选项D正确。
综上所述,正确答案是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。
8.【答案】B
【知识点】惯性及其现象;是否做功的判断
【解析】【解答】A项:重力方向竖直向下,与台球运动方向垂直,所以重力不做功。故A错误。B项:手推动球杆过程中,施加的力使球杆发生位移,物体在力的方向产生了位移手对球杆做正功。故B正确。
C项:桌面支持力竖直向上,与台球水平运动方向垂直,支持力不做功。故C错误。
D项:手与白球的接触仅在击球瞬间,后续运动不受力。故D错误。
综上所述,正确答案为B。
【分析】1、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;
2、做功的条件:物体受到力,且物体沿着力的方向产生位移。
9.【答案】B
【知识点】机械能及其转化;牛顿第一定律;物体运动状态的变化;惯性及其现象;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.运动员起跳后能继续向前运动,是因为运动员具有惯性,故A不符合题意;
B.运动员在空中运动时,运动状态不断改变(如速度大小和方向变化),说明受到非平衡力的作用,故B符合题意;
C.若忽略空气阻力,起跳后运动员的机械能总量保持不变(动能与重力势能相互转化),故C不符合题意;
D.在最高点时运动员仍具有水平速度,根据牛顿第一定律,若所有外力消失,运动员将沿该速度方向做匀速直线运动,故D不符合题意。
正确答案:B。
【分析】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;
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持 匀速直线运动;
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;
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。
10.【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】A.羊角锤使用时,动力臂(L动)大于阻力臂(L阻),符合省力杠杆条件,故正确;B.赛艇船桨的L动 < L阻,属于费力杠杆;
C.筷子夹食物时L动 < L阻,属于费力杠杆;
D.面包夹的L动 < L阻,属于费力杠杆。
正确答案:A。
【分析】省力杠杆:动力臂较长,所以动力较小,常见的例子有羊角锤、核桃夹;费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,常见的例子有:天平。
11.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.杆秤是在力的作用下绕固定点转动的,工作原理是杠杆的平衡条件(动力×动力臂 = 阻力×阻力臂),而不是二力平衡原理故A错误;
B.使用秤钮a比秤钮b时,对于杠杆来说,以秤钮为支点,秤砣线所在刻度处不变,此时物体的力臂减小,秤砣的力臂增大。根据杠杆平衡条件F1L1 = F2L2,在秤砣重力不变的情况下,物体的重力可以更大,即所测物体质量更大,故B错误;
C.由杠杆平衡条件可知,当物体力臂小于秤砣力臂时,物体质量可以小于秤砣质量,所以被测物体质量不一定大于秤砣质量,故C错误;
D.使用同一秤钮,即支点不变,根据杠杆平衡条件,物体质量越大,其重力越大,要使杠杆平衡,在秤砣重力不变的情况下,秤砣的力臂就要越大,也就是秤砣离秤钮越远,故D正确。
故选D。
【分析】秤杆的工作原理是杠杆的平衡条件,根据杠杆的平衡条件分析物体质量与秤砣质量关系,以及各个提纽的质量大小
12.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】药液从乙瓶中流下,乙瓶压强下降,甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充,使乙瓶液面保持不变;甲瓶中压强下降,大气压将外界空气压入甲瓶,甲瓶中液面下降;直到甲瓶中的药液全部流完,甲瓶中空气与外界直接连通,连接甲、乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管;因此,在输液开始后不久,乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面,B选项符合题意。
故选B。
【分析】图中甲、乙两瓶串联在一起,空气从甲瓶进入,而药液从乙瓶流出,因此,不难看出,甲瓶中的药液会在大气压的作用下不断向乙瓶中补充,而乙瓶中上端封闭了的空气的质量是一定的,根据瓶内压强与外界大气压的关系分析,可对两瓶中药液的高度做出判断。
13.【答案】相互;墙
【知识点】力的概念及单位;力作用的相互性
【解析】【解答】小明穿旱冰鞋推墙时,手对墙施力,墙对手也有力,他自己后退。是因为物体间力的作用是相互的。使小明后退的力,施力物体是墙。
【分析】物体间力的作用是相互的,发出力的物体是施力物体。
14.【答案】变小;变小
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】该车在水平路面匀速直线行驶时,向高空喷洒水雾,在此过程中车的质量减小,速度不变,根据动能公式可知动能变小。
由于喷雾车的质量减小,喷雾车的重力势能减小(根据势能公式),而机械能为动能和势能的总和,因此喷雾车的机械能减小。
【分析】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。
15.【答案】10;0
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】当箱子在水平地面上以10N的水平推力做匀速直线运动时,根据牛顿第一定律(平衡状态条件),水平方向的推力与摩擦力必须平衡。因此,摩擦力的大小等于推力,即。
当对箱子施加的竖直向上拉力时,箱子受到的重力为(竖直向下)。由于拉力小于重力,箱子保持静止,处于平衡状态,此时合力为零。
【分析】二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡,此时合力为0。
16.【答案】700;减小.
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】长方体对桌面的压力等于重力,即F=G=7N;与桌面的接触面积是:S=0.01m2,根据压强公式计算长方体对桌面的压强是:p==700Pa;由图知道,沿竖直方向切去后,受力面积减小的程度更大一些,由p=F/S知道,剩余部分对桌面的压强会变小.
综上 第1空、700; 第2空、 减小。
【分析】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。
17.【答案】10;2000
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】由题意可知,物块 M 的重力为:
结合题意及力传感器示数随水箱内加水质量变化的图像(图乙)分析:在向水箱中缓慢加水的过程中,物块 M 受到竖直向下的重力和细杆竖直向上的拉力,此时细杆的拉力大小等于物块的重力。
继续加水,从 A 点到 B 点过程中,细杆的拉力逐渐减小,说明在 A 点时物块 M 开始接触水面。从 A 到 B,物块受竖直向下的重力 G、竖直向上的浮力 F 浮以及细杆的拉力 F,直至 B 点拉力 F 为 0,此时浮力与重力相等,即 F浮 = G。从 B 点到 C 点,随着水量增加,物块 M 排开水的体积 V 排逐渐增大,所受浮力也随之增大。此过程物块 M 静止、受力平衡,受到竖直向下的重力 G、细杆竖直向下的压力 F,以及竖直向上的浮力 F 浮,满足平衡关系:

因此,随着浮力增大,细杆对物块的向下压力也逐渐增大。到达 C 点时物块 M 刚好完全浸没,浮力不再变化,细杆的压力也保持不变,此时物块 M 所受浮力为:,
由阿基米德原理可求出物块 M 浸没时的体积:,由于物块 M 为正方体,可进一步求出其边长:,物块 M 恰好浸没,因此其下表面到液面的深度等于边长:;
由此可算出物块 M 底面以上,水与物块的总体积:,则物块底面以上水的体积为:,对应的水的质量为:,水箱内水的总质量为:,水的总重力为:;水箱自身重力为:,将水箱、水、物块 M 视为一个整体,整体受到竖直向下的总重力 G 总、细杆竖直向下的压力 F,以及桌面竖直向上的支持力 F 支,整体静止,受力平衡:
支总
其中总重力为水箱、水、物块三者重力之和:即,水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力为一对相互作用力,大小相等:则有,故水箱对桌面的压强为。
【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,公式为G=mg。
2、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,
3、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
4、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
5、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、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。
18.【答案】(1)
(2)
【知识点】摩擦力的示意图;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】(1)物体A随传送带一起匀速向上运动,由于物体有向下运动的趋势,因此传送带对物体的摩擦力方向沿传送带向上,如图所示:
(2)根据杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂乘积一定时,动力臂越长,动力越小。图中杠杆支点为O,当以OA为力臂时,动力臂最长,动力最小。由于阻力使杠杆逆时针转动,为使杠杆平衡,施加的动力方向应向下,即过A点作OA的垂线,如图所示:
【分析】1、摩擦力的示意图:摩擦力和物体的运动趋势相反,作用于物体重心;
2、杠杆平衡条件,所以在阻力与阻力臂乘积一定时,动力臂越长,动力越小,题目中动力臂最长为OA,力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段。
(1)物体A随传送带一起匀速向上运动,物体有向下运动的趋势,所以传送带对物体的摩擦力方向沿传送带方向向上,如图所示:
(2)由杠杆平衡条件可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长动力越小。图中杠杆支点在O点,以OA为力臂时,动力臂最长,动力最小,图中阻力使杠杆逆时针转动,为使杠杆平衡,因此施加的动力方向向下,即过A点做OA的垂线,如图所示:
19.【答案】不能;在同一直线上;A;能
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)小卡片转过一个角度后,其两端的拉力方向不再共线。松开手时,由于受力方向改变导致力矩不平衡,卡片会发生转动无法保持静止。此步骤的设计目的是验证二力平衡条件中"两个力必须作用在同一直线上"的要求。(2)当使用木块进行实验时,木块与桌面间存在较大静摩擦力。这种摩擦力会干扰实验结果:即使两侧拉力存在微小差异(未达到完全平衡),摩擦力仍可能使木块保持静止,从而掩盖真实的平衡状态。
正确答案为A。
(3)由于小卡片质量极小,其重力影响可忽略不计。虽然定滑轮安装高度不同,但只要满足:小卡片仍能保持平衡状态,实验结论不受影响。两个拉力大小相等方向相反,作用线重合,作用于同一物体。
【分析】1、探究二力平衡试验仪器,砝码、纸片、铁支架,选择卡片可以不考虑物体重力,不选择木块是可以减少摩擦力的影响,避免影响两侧砝码质量不同,带来错误结论
2、实验步骤: 在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向 相反,调整砝码数量改变拉力大小, 为了探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ,将卡片 一剪为二
3、二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡。
20.【答案】(1)平衡;测量力臂
(2)右端下沉
(3)变大
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)杠杆的平衡状态包括静止状态和匀速转动状态。根据题目描述,图甲中的杠杆在该位置保持静止,因此可以判定此时杠杆处于平衡状态。钩码对杠杆的拉力方向始终竖直向下。当杠杆处于水平位置平衡时,拉力方向与杠杆自身垂直,此时钩码悬挂点到支点O的距离即为力臂长度。因此,将杠杆调节至水平位置平衡的主要目的是便于直接测量力臂的大小。(2)若将A、B两点下方挂的钩码同时向靠近支点O方向移动一小格,杠杆左边力与力臂的乘积为,右边力与力臂的乘积为,因为,所以杠杆右端下沉。
(3)当测力计从a位置转动到b位置时,根据杠杆平衡条件可知,在测力计从a位置转动到b位置这个过程中,测力计拉力的力臂在变小,而阻力与阻力臂均不变,即不变;由可知,分子不变,分母变小,结果变大,即测力计的拉力会变大。
【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、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置,记录多组试验数据,分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系;其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆,反之属于在省力杠杆;
3、最后,使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析,改变拉力的方向,实质为改变动力臂的大小,动力臂变小,则动力变大。
(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止状态和匀速转动状态,如图甲所示杠杆在该位置静止,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]钩码对杠杆的拉力始终竖直向下,当杠杆在水平位置平衡时,拉力的方向与杠杆自身垂直,此时钩码悬挂点至支点O点的距离即为力臂,所以使杠杆在水平位置平衡,以便于测量力臂。
(2)若将A、B两点下方挂的钩码同时向靠近支点O方向移动一小格,此时杠杆左边受到的拉力为,左边拉力的力臂为;杠杆右边受到的拉力为,右边拉力的力臂为;左边力与力臂的乘积为
右边力与力臂的乘积为
因为,所以杠杆右端下沉。
(3)当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可知,在测力计从a位置转动到b位置这个过程中,测力计拉力的力臂在变小,而阻力与阻力臂均不变,即不变;由可知,分子不变,分母变小,结果变大,即测力计的拉力会变大。
21.【答案】(1)0.06;55.6%
(2)无关
(3)12
【知识点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】(1)测力计分度值为,示数如图为。根据做功公式计算可知第1次实验时所做的有用功、总功分别为,,结合效率公式可知滑轮组的机械效率是;
(2)分析3、4次实验的数据,使用同一滑轮组,钩码上升高度不同,但机械效率不变,所以可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(3)结合效率公式计算可知,当动滑轮重为时,机械效率为75%,则可列,解得被提升物体所受的重力。
【分析】1、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,机械效率:;
2、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
3、拉力的计算,,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍,
3、功的相关计算:W=Fs,距离为拉力的方向。总结:考虑滑轮重力的情况,定滑轮的机械效率要大于动滑轮,重物重力越大,机械效率越大。
(1)[1]测力计分度值为,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为。
[2]第1次实验时所做的有用功为
第1次做的总功
滑轮组的机械效率是
(2)分析3、4次实验的数据,使用同一滑轮组,物重相同,钩码上升高度不同,但机械效率不变,得出结论滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(3)由
由图乙知,当动滑轮重为时,机械效率为75%,则
解得被提升物体所受的重力
22.【答案】(1)解;物体移动的距离为s物=vt=0.1m/s×20s=2m
由图知,n=3,则绳子自由端移动的距
拉力F做功
(2)解:拉力F的功率
(3)解:由知道,克服物体与地面间的摩擦力做的功
由W有用=fs知道,物体与地面间的滑动摩擦力
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)解速度公式计算物体移动的距离,缠绕在动滑轮的绳子数为3,则绳子自由端移动的距离,结合做功公式计算可知拉力F做功;
(2)根据W=Pt计算拉力F的功率;
(3)根据计算克服物体与地面间的摩擦力做的功,结合W有用=fs计算物体与地面间的滑动摩擦力。
(1)物体移动的距离为
s物=vt=0.1m/s×20s=2m
由图知,n=3,则绳子自由端移动的距
拉力F做功
(2)拉力F的功率
(3)由知道,克服物体与地面间的摩擦力做的功
由W有用=fs知道,物体与地面间的滑动摩擦力
23.【答案】(1)解:“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,这段时间的平均速度。
(2)解:由物体浮沉条件可知,“翠浪二号”漂浮在江面上,受到的浮力等于“翠浪二号”与乘客的总重力,即。
(3)解:由可知“翠浪二号”漂浮于江面上,它排开江水的体积是。
(4)解:由题意可知“翠浪二号”的吃水深度,则“翠浪二号”船底受到江水的压强为。
【知识点】速度公式及其应用;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】【分析】(1)“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,根据速度公式计算可知这段时间的平均速度;
(2)由物体浮沉条件可知,“翠浪二号”漂浮在江面上,所以受到的浮力等于“翠浪二号”与乘客的总重力;
(3)由可知“翠浪二号”排开江水的体积;
(4)由题意可知“翠浪二号”的吃水深度,则“翠浪二号”船底受到江水的压强。
(1)“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,这段时间的平均速度
(2)由物体浮沉条件可知,“翠浪二号”漂浮在江面上,受到的浮力等于“翠浪二号”与乘客的总重力,即
(3)由可知“翠浪二号”漂浮于江面上,它排开江水的体积是
(4)由题意可知“翠浪二号”的吃水深度,则“翠浪二号”船底受到江水的压强为
1 / 1湖南省衡阳市八中教育集团2024-2025学年八年级下学期期末检测物理试题
1.对一些生活常识的认知是科学素养的重要方面,下列对一些生活中的相关物理量估测比较贴近事实的是(  )
A.人沐浴时水的温度约为60℃
B.一袋普通方便面的质量大约为100g
C.中学生站立时对地面压强为
D.中学生从一楼爬上四楼克服重力做功功率约5000W
【答案】B
【知识点】温度及温度计的使用与读数;质量及其特性;功率的计算;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A.人正常体温约为37℃,沐浴时水的温度稍高一些,约为40℃,故A不符合题意;
B.两个鸡蛋的质量为100g,一袋普通方便面的质量和两个鸡蛋接近,约为100g,故B符合题意;
C.根据中学生对地面的压力和受力面积,计算站立时对地面压强:,故C不符合题意;
D.从一楼爬上四楼,高度约3m×3=9m,克服重力做功功率约为:,故D不符合题意。
故选B。
【分析】根据常见的温度、种类、压强和做功的功率,结合数据解答。
2.图示的四个实例中,为了减小摩擦的是(  )
A.轮滑鞋装有滚轮
B.运动鞋底有花纹
C.防滑垫表面凹凸不平
D.汽车轮胎上有花纹
【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.轮滑鞋装有滚轮,利用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力,故A正确;
B.运动鞋底的花纹设计,通过增加接触面粗糙程度来增大摩擦力(压力不变时),故B错误;
C.防滑垫表面的凹凸不平,同样是通过增大接触面粗糙程度来增强摩擦力(压力不变时),故C错误;
D.汽车轮胎花纹的作用,是在压力不变情况下增大接触面粗糙程度以提高摩擦力,故D错误。
故选A。
【分析】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.如图所示的措施中,为了减小压强的是(  )
A.破窗锤的锤头很尖
B.滑雪板的面积较大
C.切果器的刀片很薄
D.图钉的尖很尖锐
【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.破窗锤的锤头设计得很尖锐,其原理是在压力不变的情况下,通过减小受力面积()来增大压强(),从而更易击碎玻璃,因此A选项不符合题目要求。
B.滑雪板采用较大面积的设计,其原理是在压力(人体重力)恒定时,通过增大受力面积()来减小压强(),避免陷入雪中,故B选项符合题目要求。
C.切果器的刀片非常薄,其原理是在压力不变时,通过减小受力面积()来增大压强(),从而实现轻松切割水果,因此C选项不符合题目要求。
D.图钉尖端设计得尖锐,其原理是在压力恒定时,通过减小受力面积()来增大压强(),从而更易刺入物体,因此D选项不符合题目要求。
综上所述,正确答案为B。
【分析】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。
4.下列装置中,利用连通器原理工作的是(  )
A.液体压强计 B.活塞式抽水机
C.自制气压计 D.地漏的存水杯
【答案】D
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】A选项:液体压强计的结构为一端封闭、一端开口,不符合连通器必须两端都开口的定义,因此排除。B选项:活塞式抽水机的工作原理依赖大气压强,与连通器(依靠同种液体静止时液面相平)无关,故不选。
C选项:自制气压计的瓶内液面处于封闭环境,未形成两端开口的连通结构,不符合连通器特征。
D选项:地漏设计中的"碗"状金属片将存水杯分隔为两个底部连通、上端开口的独立腔体,完美符合连通器的定义,因此是正确答案。
结论:正确答案为D。
【分析】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;
连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫 连通器 ,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸。
5.物理兴趣小组的同学,对如图所示的现象进行讨论,其中错误的是(  )
A.图甲:用吸管喝饮料,瓶里的饮料是被吸上来的
B.图乙:对沸腾的水停止加热,抽气减压,水再次沸腾,说明气压减小沸点降低
C.图丙:洗手槽下方的弯管利用了连通器原理
D.图丁:向下吹气乒乓球不会掉落,利用了流体流速大的地方压强小
【答案】A
【知识点】连通器原理及其应用;沸点及沸点与气压的关系;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,饮料在大气压作用下被压入口中。该现象是大气压作用的结果,但题目要求选择"错误"的选项,因此A符合题意。
B.抽气时容器内气压降低,水重新沸腾,说明水的沸点随气压减小而降低。该说法正确,不符合题意。
C.洗手盆下方弯管利用连通器原理(同种液体在静止时液面相平)实现水封作用。该说法正确,不符合题意。
D.向下吹气时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方气压将球托住不掉落,这是流体压强与流速关系的应用。该说法正确,不符合题意。
综上所述,只有A选项说法错误,故选A。
【分析】1、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
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、沸点和气压的关系:沸点随着气压的增加而增加,沸点随着气压的减小而减小;
4、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。
6.小林在观察妈妈下水饺时看到一个有趣的现象:生饺子刚下锅时是下沉的,而煮熟后会浮起来。关于煮水饺的现象,下列说法正确的是(  )
A.饺子刚下锅时不受浮力,所以会沉到水底
B.饺子煮一会儿后鼓起来,所受浮力将增大
C.饺子浮在水面,排开水的重力大于饺子的重力
D.沉在水底静止的饺子所受的浮力等于饺子的重力
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.饺子刚下锅时,由于浮力小于重力,饺子会沉入水底,因此选项A是错误的。
B.饺子煮一段时间后膨胀,排开水的体积增大,根据浮力公式,浮力会增大,因此选项B是正确的。
C.当饺子浮在水面时,根据浮沉条件,排开水的重力等于饺子的重力,因此选项C是错误的。
D.沉在水底静止的饺子处于平衡状态,受到重力、浮力和支持力的作用,根据平衡条件,浮力小于饺子的重力,因此选项D是错误的。
综上所述,正确答案是B。
【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。
7.如图所示,下列与浮力有关的事例说法正确的是(  )
A.图甲中,鸡蛋悬浮在浓盐水中,向杯中加水,鸡蛋所受浮力不变
B.图乙中,舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
C.图丙中,静止在空中的热气球调大火焰开始加速上升,它所受到浮力等于重力
D.图丁中,同一支密度计静止在不同液体中,液体A的密度小于液体B的密度
【答案】D
【知识点】平衡状态的判断;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图甲中,鸡蛋悬浮在浓盐水中,向杯中加水后,液体密度减小。由于排开液体的体积不变,根据浮力公式,鸡蛋所受浮力会减小,因此选项A错误。
B.图乙中,航母受到的浮力等于航母和舰载机的总重力。当舰载机起飞后,航母的总重力减小,因此受到的浮力也减小,所以选项B错误。
C.图丙中,热气球静止时受力平衡,但当调大火焰加速上升时,浮力大于重力,此时受力不平衡,因此选项C错误。
D.图丁中,同一支密度计在不同液体中静止时,所受浮力相等。在液体A中排开液体的体积较大,根据浮力公式可知,液体A的密度小于液体B的密度,因此选项D正确。
综上所述,正确答案是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。
8.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其它球,以下说法正确的是(  )
A.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.桌面对球的支持力做了功
D.白球撞击黑球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功
【答案】B
【知识点】惯性及其现象;是否做功的判断
【解析】【解答】A项:重力方向竖直向下,与台球运动方向垂直,所以重力不做功。故A错误。B项:手推动球杆过程中,施加的力使球杆发生位移,物体在力的方向产生了位移手对球杆做正功。故B正确。
C项:桌面支持力竖直向上,与台球水平运动方向垂直,支持力不做功。故C错误。
D项:手与白球的接触仅在击球瞬间,后续运动不受力。故D错误。
综上所述,正确答案为B。
【分析】1、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;
2、做功的条件:物体受到力,且物体沿着力的方向产生位移。
9.跳远是广州市的中考体育项目之一。如下图为跳远运动的几个阶段,整个过程不考虑空气阻力。起跳后,运动员(  )
A.能继续往前是由于受到地面弹力的作用
B.在空中运动时,运动员受力不平衡
C.运动员机械能先减小后增大
D.若在最高点时运动员受的一切力都消失,则运动员静止在最高点
【答案】B
【知识点】机械能及其转化;牛顿第一定律;物体运动状态的变化;惯性及其现象;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.运动员起跳后能继续向前运动,是因为运动员具有惯性,故A不符合题意;
B.运动员在空中运动时,运动状态不断改变(如速度大小和方向变化),说明受到非平衡力的作用,故B符合题意;
C.若忽略空气阻力,起跳后运动员的机械能总量保持不变(动能与重力势能相互转化),故C不符合题意;
D.在最高点时运动员仍具有水平速度,根据牛顿第一定律,若所有外力消失,运动员将沿该速度方向做匀速直线运动,故D不符合题意。
正确答案:B。
【分析】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;
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持 匀速直线运动;
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;
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。
10.在如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是(  )
A.羊角锤
B.赛艇的船桨
C.筷子
D.面包夹
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】A.羊角锤使用时,动力臂(L动)大于阻力臂(L阻),符合省力杠杆条件,故正确;B.赛艇船桨的L动 < L阻,属于费力杠杆;
C.筷子夹食物时L动 < L阻,属于费力杠杆;
D.面包夹的L动 < L阻,属于费力杠杆。
正确答案:A。
【分析】省力杠杆:动力臂较长,所以动力较小,常见的例子有羊角锤、核桃夹;费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,常见的例子有:天平。
11.杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶、是历史最悠久的衡器之一,如题图所示是杆秤的结构示意图。关于秤杆在水平位置平衡时,下列说法正确的是(  )
A.秤杆的工作原理是二力平衡原理
B.使用秤钮a比秤钮b所能测的最大物体质量更小
C.被测物体质量一定大于秤砣质量
D.使用同一秤钮,物体质量越大秤砣离秤钮越远
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.杆秤是在力的作用下绕固定点转动的,工作原理是杠杆的平衡条件(动力×动力臂 = 阻力×阻力臂),而不是二力平衡原理故A错误;
B.使用秤钮a比秤钮b时,对于杠杆来说,以秤钮为支点,秤砣线所在刻度处不变,此时物体的力臂减小,秤砣的力臂增大。根据杠杆平衡条件F1L1 = F2L2,在秤砣重力不变的情况下,物体的重力可以更大,即所测物体质量更大,故B错误;
C.由杠杆平衡条件可知,当物体力臂小于秤砣力臂时,物体质量可以小于秤砣质量,所以被测物体质量不一定大于秤砣质量,故C错误;
D.使用同一秤钮,即支点不变,根据杠杆平衡条件,物体质量越大,其重力越大,要使杠杆平衡,在秤砣重力不变的情况下,秤砣的力臂就要越大,也就是秤砣离秤钮越远,故D正确。
故选D。
【分析】秤杆的工作原理是杠杆的平衡条件,根据杠杆的平衡条件分析物体质量与秤砣质量关系,以及各个提纽的质量大小
12.如图所示,该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图,乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内,刚开始输液时,甲、乙两瓶内药液量相等,液面相平。过了一会儿,观察两个输液瓶时会发现(此时两个输液瓶内还有大量的溶液)(  )
A.甲瓶中的液面高 B.乙瓶中的液面高
C.甲、乙两瓶中的液面一样高 D.以上三种情况均有可能
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】药液从乙瓶中流下,乙瓶压强下降,甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充,使乙瓶液面保持不变;甲瓶中压强下降,大气压将外界空气压入甲瓶,甲瓶中液面下降;直到甲瓶中的药液全部流完,甲瓶中空气与外界直接连通,连接甲、乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管;因此,在输液开始后不久,乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面,B选项符合题意。
故选B。
【分析】图中甲、乙两瓶串联在一起,空气从甲瓶进入,而药液从乙瓶流出,因此,不难看出,甲瓶中的药液会在大气压的作用下不断向乙瓶中补充,而乙瓶中上端封闭了的空气的质量是一定的,根据瓶内压强与外界大气压的关系分析,可对两瓶中药液的高度做出判断。
13.如图所示,滑旱冰时小明用力推墙,他便向后退,说明力的作用是   的;使小明后退的力的施力物体是   。
【答案】相互;墙
【知识点】力的概念及单位;力作用的相互性
【解析】【解答】小明穿旱冰鞋推墙时,手对墙施力,墙对手也有力,他自己后退。是因为物体间力的作用是相互的。使小明后退的力,施力物体是墙。
【分析】物体间力的作用是相互的,发出力的物体是施力物体。
14.为了提高环境质量,无锡经常有喷雾车在街道上喷洒水雾。喷雾车工作时以较小的速度匀速直线行驶,此过程中喷雾车的动能   (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),喷雾车的机械能   。
【答案】变小;变小
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】该车在水平路面匀速直线行驶时,向高空喷洒水雾,在此过程中车的质量减小,速度不变,根据动能公式可知动能变小。
由于喷雾车的质量减小,喷雾车的重力势能减小(根据势能公式),而机械能为动能和势能的总和,因此喷雾车的机械能减小。
【分析】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。
15.一个重50N的箱子放在水平地面上,受到10N的水平推力,箱子恰好做匀速直线运动,这时箱子受到的摩擦力为   N;当用20N的力竖直向上拉时,箱子所受合力的大小为   N。
【答案】10;0
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】当箱子在水平地面上以10N的水平推力做匀速直线运动时,根据牛顿第一定律(平衡状态条件),水平方向的推力与摩擦力必须平衡。因此,摩擦力的大小等于推力,即。
当对箱子施加的竖直向上拉力时,箱子受到的重力为(竖直向下)。由于拉力小于重力,箱子保持静止,处于平衡状态,此时合力为零。
【分析】二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡,此时合力为0。
16.如图质地均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为   Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会   (选填“变小”、“不变”或“变大”).
【答案】700;减小.
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】长方体对桌面的压力等于重力,即F=G=7N;与桌面的接触面积是:S=0.01m2,根据压强公式计算长方体对桌面的压强是:p==700Pa;由图知道,沿竖直方向切去后,受力面积减小的程度更大一些,由p=F/S知道,剩余部分对桌面的压强会变小.
综上 第1空、700; 第2空、 减小。
【分析】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。
17.如图甲所示,竖直细杆(质量不计)的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小,下端与质量为0.4kg的正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水,力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示,当水恰好浸没物块M时,物块M所受到的浮力为   N,加水至图乙中的C点时,水箱对桌面的压强为   Pa。(g取10N/kg)
【答案】10;2000
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【解答】由题意可知,物块 M 的重力为:
结合题意及力传感器示数随水箱内加水质量变化的图像(图乙)分析:在向水箱中缓慢加水的过程中,物块 M 受到竖直向下的重力和细杆竖直向上的拉力,此时细杆的拉力大小等于物块的重力。
继续加水,从 A 点到 B 点过程中,细杆的拉力逐渐减小,说明在 A 点时物块 M 开始接触水面。从 A 到 B,物块受竖直向下的重力 G、竖直向上的浮力 F 浮以及细杆的拉力 F,直至 B 点拉力 F 为 0,此时浮力与重力相等,即 F浮 = G。从 B 点到 C 点,随着水量增加,物块 M 排开水的体积 V 排逐渐增大,所受浮力也随之增大。此过程物块 M 静止、受力平衡,受到竖直向下的重力 G、细杆竖直向下的压力 F,以及竖直向上的浮力 F 浮,满足平衡关系:

因此,随着浮力增大,细杆对物块的向下压力也逐渐增大。到达 C 点时物块 M 刚好完全浸没,浮力不再变化,细杆的压力也保持不变,此时物块 M 所受浮力为:,
由阿基米德原理可求出物块 M 浸没时的体积:,由于物块 M 为正方体,可进一步求出其边长:,物块 M 恰好浸没,因此其下表面到液面的深度等于边长:;
由此可算出物块 M 底面以上,水与物块的总体积:,则物块底面以上水的体积为:,对应的水的质量为:,水箱内水的总质量为:,水的总重力为:;水箱自身重力为:,将水箱、水、物块 M 视为一个整体,整体受到竖直向下的总重力 G 总、细杆竖直向下的压力 F,以及桌面竖直向上的支持力 F 支,整体静止,受力平衡:
支总
其中总重力为水箱、水、物块三者重力之和:即,水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力为一对相互作用力,大小相等:则有,故水箱对桌面的压强为。
【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,公式为G=mg。
2、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,
3、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
4、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
5、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、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。
18.(1)如图是用新型便携式传送带搬送物资的情景,请在其简化示意图中画出物体A所受摩擦力的示意图。
(2)古代劳动人民的智慧永远是今天技术进步不可或缺的养料,如图所示是合川钓鱼城景区里的一个抛石机模型,请你在图中画出将石头抛出时在A点所用的最小的力F的示意图。
【答案】(1)
(2)
【知识点】摩擦力的示意图;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】(1)物体A随传送带一起匀速向上运动,由于物体有向下运动的趋势,因此传送带对物体的摩擦力方向沿传送带向上,如图所示:
(2)根据杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂乘积一定时,动力臂越长,动力越小。图中杠杆支点为O,当以OA为力臂时,动力臂最长,动力最小。由于阻力使杠杆逆时针转动,为使杠杆平衡,施加的动力方向应向下,即过A点作OA的垂线,如图所示:
【分析】1、摩擦力的示意图:摩擦力和物体的运动趋势相反,作用于物体重心;
2、杠杆平衡条件,所以在阻力与阻力臂乘积一定时,动力臂越长,动力越小,题目中动力臂最长为OA,力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段。
(1)物体A随传送带一起匀速向上运动,物体有向下运动的趋势,所以传送带对物体的摩擦力方向沿传送带方向向上,如图所示:
(2)由杠杆平衡条件可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长动力越小。图中杠杆支点在O点,以OA为力臂时,动力臂最长,动力最小,图中阻力使杠杆逆时针转动,为使杠杆平衡,因此施加的动力方向向下,即过A点做OA的垂线,如图所示:
19.如图所示甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力的大小:当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片   (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡的两个力是否   ;
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验:其主要原因是   (填选项):
A.减少摩擦力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭转
(3)利用图丙装置   (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【答案】不能;在同一直线上;A;能
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)小卡片转过一个角度后,其两端的拉力方向不再共线。松开手时,由于受力方向改变导致力矩不平衡,卡片会发生转动无法保持静止。此步骤的设计目的是验证二力平衡条件中"两个力必须作用在同一直线上"的要求。(2)当使用木块进行实验时,木块与桌面间存在较大静摩擦力。这种摩擦力会干扰实验结果:即使两侧拉力存在微小差异(未达到完全平衡),摩擦力仍可能使木块保持静止,从而掩盖真实的平衡状态。
正确答案为A。
(3)由于小卡片质量极小,其重力影响可忽略不计。虽然定滑轮安装高度不同,但只要满足:小卡片仍能保持平衡状态,实验结论不受影响。两个拉力大小相等方向相反,作用线重合,作用于同一物体。
【分析】1、探究二力平衡试验仪器,砝码、纸片、铁支架,选择卡片可以不考虑物体重力,不选择木块是可以减少摩擦力的影响,避免影响两侧砝码质量不同,带来错误结论
2、实验步骤: 在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向 相反,调整砝码数量改变拉力大小, 为了探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ,将卡片 一剪为二
3、二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡。
20.利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”:
(1)将该装置置于水平桌面上,静止时如图甲所示,此时杠杆处于   (平衡/非平衡)状态,为完成实验,使杠杆在水平位置平衡,以便于   。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格,则杠杆   (选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将   。
【答案】(1)平衡;测量力臂
(2)右端下沉
(3)变大
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)杠杆的平衡状态包括静止状态和匀速转动状态。根据题目描述,图甲中的杠杆在该位置保持静止,因此可以判定此时杠杆处于平衡状态。钩码对杠杆的拉力方向始终竖直向下。当杠杆处于水平位置平衡时,拉力方向与杠杆自身垂直,此时钩码悬挂点到支点O的距离即为力臂长度。因此,将杠杆调节至水平位置平衡的主要目的是便于直接测量力臂的大小。(2)若将A、B两点下方挂的钩码同时向靠近支点O方向移动一小格,杠杆左边力与力臂的乘积为,右边力与力臂的乘积为,因为,所以杠杆右端下沉。
(3)当测力计从a位置转动到b位置时,根据杠杆平衡条件可知,在测力计从a位置转动到b位置这个过程中,测力计拉力的力臂在变小,而阻力与阻力臂均不变,即不变;由可知,分子不变,分母变小,结果变大,即测力计的拉力会变大。
【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、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置,记录多组试验数据,分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系;其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆,反之属于在省力杠杆;
3、最后,使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析,改变拉力的方向,实质为改变动力臂的大小,动力臂变小,则动力变大。
(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止状态和匀速转动状态,如图甲所示杠杆在该位置静止,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]钩码对杠杆的拉力始终竖直向下,当杠杆在水平位置平衡时,拉力的方向与杠杆自身垂直,此时钩码悬挂点至支点O点的距离即为力臂,所以使杠杆在水平位置平衡,以便于测量力臂。
(2)若将A、B两点下方挂的钩码同时向靠近支点O方向移动一小格,此时杠杆左边受到的拉力为,左边拉力的力臂为;杠杆右边受到的拉力为,右边拉力的力臂为;左边力与力臂的乘积为
右边力与力臂的乘积为
因为,所以杠杆右端下沉。
(3)当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可知,在测力计从a位置转动到b位置这个过程中,测力计拉力的力臂在变小,而阻力与阻力臂均不变,即不变;由可知,分子不变,分母变小,结果变大,即测力计的拉力会变大。
21.小军组装了如图甲所示的滑轮组进行探究实验。记录部分实验数据如表所示。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15
2 1.5 5 0.8 15 62.5%
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
(1)第1次实验时,弹簧测力计示数如图甲所示,为   N,可计算出此时滑轮组的机械效率为   。
(2)分析表格中的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,机械效率与提升物体的高度   (填“有关”或“无关”)。
(3)小军多次换用质量不同的动滑轮提升同一物体,重复上述实验过程,并绘制出η-G动图像,如图乙所示,若忽略绳重及摩擦,则提升的物体重力为   N。
【答案】(1)0.06;55.6%
(2)无关
(3)12
【知识点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】(1)测力计分度值为,示数如图为。根据做功公式计算可知第1次实验时所做的有用功、总功分别为,,结合效率公式可知滑轮组的机械效率是;
(2)分析3、4次实验的数据,使用同一滑轮组,钩码上升高度不同,但机械效率不变,所以可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(3)结合效率公式计算可知,当动滑轮重为时,机械效率为75%,则可列,解得被提升物体所受的重力。
【分析】1、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,机械效率:;
2、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
3、拉力的计算,,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍,
3、功的相关计算:W=Fs,距离为拉力的方向。总结:考虑滑轮重力的情况,定滑轮的机械效率要大于动滑轮,重物重力越大,机械效率越大。
(1)[1]测力计分度值为,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为。
[2]第1次实验时所做的有用功为
第1次做的总功
滑轮组的机械效率是
(2)分析3、4次实验的数据,使用同一滑轮组,物重相同,钩码上升高度不同,但机械效率不变,得出结论滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(3)由
由图乙知,当动滑轮重为时,机械效率为75%,则
解得被提升物体所受的重力
22.如图所示,重800N的物体,在100N水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%。求:
(1)拉力F做的功;
(2)拉力F的功率;
(3)物体与地面间的滑动摩擦力。
【答案】(1)解;物体移动的距离为s物=vt=0.1m/s×20s=2m
由图知,n=3,则绳子自由端移动的距
拉力F做功
(2)解:拉力F的功率
(3)解:由知道,克服物体与地面间的摩擦力做的功
由W有用=fs知道,物体与地面间的滑动摩擦力
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)解速度公式计算物体移动的距离,缠绕在动滑轮的绳子数为3,则绳子自由端移动的距离,结合做功公式计算可知拉力F做功;
(2)根据W=Pt计算拉力F的功率;
(3)根据计算克服物体与地面间的摩擦力做的功,结合W有用=fs计算物体与地面间的滑动摩擦力。
(1)物体移动的距离为
s物=vt=0.1m/s×20s=2m
由图知,n=3,则绳子自由端移动的距
拉力F做功
(2)拉力F的功率
(3)由知道,克服物体与地面间的摩擦力做的功
由W有用=fs知道,物体与地面间的滑动摩擦力
23.春节期间,小红一家在码头乘坐“翠浪二号”游览赣江风光。如图所示,“翠浪二号”与乘客的总质量约为,吃水深度约为1.2m。(江水的密度取)
(1)“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,这段时间的平均速度为多少?
(2)“翠浪二号”漂浮在江面上所受浮力约为多少?
(3)“翠浪二号”漂浮于江面上,求此时它排开江水的体积是多少?
(4)“翠浪二号”船底受到江水的压强为多少?
【答案】(1)解:“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,这段时间的平均速度。
(2)解:由物体浮沉条件可知,“翠浪二号”漂浮在江面上,受到的浮力等于“翠浪二号”与乘客的总重力,即。
(3)解:由可知“翠浪二号”漂浮于江面上,它排开江水的体积是。
(4)解:由题意可知“翠浪二号”的吃水深度,则“翠浪二号”船底受到江水的压强为。
【知识点】速度公式及其应用;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】【分析】(1)“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,根据速度公式计算可知这段时间的平均速度;
(2)由物体浮沉条件可知,“翠浪二号”漂浮在江面上,所以受到的浮力等于“翠浪二号”与乘客的总重力;
(3)由可知“翠浪二号”排开江水的体积;
(4)由题意可知“翠浪二号”的吃水深度,则“翠浪二号”船底受到江水的压强。
(1)“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,这段时间的平均速度
(2)由物体浮沉条件可知,“翠浪二号”漂浮在江面上,受到的浮力等于“翠浪二号”与乘客的总重力,即
(3)由可知“翠浪二号”漂浮于江面上,它排开江水的体积是
(4)由题意可知“翠浪二号”的吃水深度,则“翠浪二号”船底受到江水的压强为
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