【精品解析】甘肃省兰州市城关区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题

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甘肃省兰州市城关区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1.如图所示,这是小乐在大扫除时用扫帚扫地的场景。扫地的过程中,扫帚相当于一个杠杆,下列工具在使用时与扫帚属于同一类型杠杆的是(  )
A.称物体质量的天平
B.夹起食物的筷子
C.剪铁丝的钢丝钳
D.起瓶盖的开瓶器
2.如图所示的实例中,利用了大气压强的是(  )
A.瀑布的形成 B.U形“反水弯”
C.吸盘挂钩 D.注射药液
3.3月23日,在韩国进行的2025世界女子冰壶锦标赛中,中国队获得铜牌。冰壶运动员的比赛用鞋如图所示,蹬冰鞋底用橡胶制成,而滑行鞋底用塑料制成,运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是(  )
A.蹬冰鞋底是为了增大摩擦力
B.滑行鞋底是为了减小压力
C.运动员在冰面上滑行需要力来维持
D.若运动员滑行时所受的摩擦力突然消失,则运动员立即停止运动
4.2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空,关于火箭在地面附近加速升空的过程,下列说法正确的是(  )
A.火箭升空利用了物体间力的作用是相互的
B.火箭加速升空的过程中不再受到重力的作用
C.火箭加速升空的过程中受到平衡力的作用
D.火箭加速升空的过程中,飞船的机械能不变
5.在跨学科实践活动中,小明用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等器材制作了如图所示的潜水艇模型,将模型放入水中时,模型刚好悬浮,忽略进、排气管的体积。下列说法正确的是(  )
A.潜水艇模型悬浮时受到的浮力大于重力
B.对潜水艇模型适当抽气后,潜水艇模型将上浮
C.对潜水艇模型适当抽气后,潜水艇模型所受的浮力变小
D.对潜水艇模型适当充气后,当其再次静止时,容器底受到水的压强变小
6.对下列四幅图片及情境解释正确的是(  )
A.甲图:汽车刹车时,乘客身体向前倾是因为受到惯性
B.乙图:人造卫星进入预定轨道绕地球运行时,其运动状态不变
C.丙图:C919客机升空时,机翼上方空气的流速小,压强小
D.丁图:福建号航母从低密度海域驶入高密度海域后,航母将上浮一些
7.如图所示,运动员踢、顶、接球的过程,均说明力可以改变物体的   。在足球离开运动员并在空中继续飞行的过程中,运动员对足球   (选填“做了”或“不做”)功。
8.如图所示,一购物车静止在水平地面上,当水平向前推它时,购物车向前运动,当水平向后拉它时,购物车向后运动,这说明力的作用效果与力的   有关;购物车静止在水平地面上时,受到的   力和地面对购物车的支持力是一对平衡力。
9.跳水是我国竞技体育的优势项目。如图所示,这是运动员站在跳板上准备跳水时的场景。站在跳板上的运动员用力向下压跳板时跳板向下弯曲,使跳板向下弯曲的力的施力物体是   ;运动员离开跳板后上升的过程中动能主要转化为   。
10.一个重1200N的箱子放在水平地面上,小荣用300N的水平力向右推箱子,箱子不动,这时地面对箱子的摩擦力为   N;当推力增大到400N时,箱子恰好做匀速直线运动,则当推力增大到500N时,箱子在水平方向上受到的合力为   N。
11.周末,小明和小华一起去爬山。小明的质量为60kg,小华的质量为50kg,两人同时从山脚出发,沿相同的线路同时爬到山顶。小明所做的功   小华所做的功,小明做功的功率   小华做功的功率。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
12.小明用弹簧测力计吊着球形物体缓慢浸入装满水的溢水杯中,如图所示,则该物体浸没后所受的浮力为   N,物体排开水所受的重力为   N。
13.我国古代的许多设计都体现了劳动人民的智慧。图甲中,古代士兵常用定滑轮将护城河上的吊桥拉起,使用定滑轮的目的是   。图乙是一种铡刀的示意图,用该铡刀铡草料时,手沿   (选填“F1”或“F2”)方向用力可以更省力。
14.小乐跟随父母在江边带弟弟玩泥沙时,弟弟想挖一个小泥坑,但没有趁手的工具,于是小乐提议找一些木棒来挖泥坑,你建议小乐找到的木棒前端应尽量   (选填“钝一些”或“尖一些”),请写出你的判断依据:   。
15.在测量物体所受重力的大小前,弹簧测力计应沿   (选填“竖直”或“水平”)方向调零;如图所示,弹簧测力计的示数为   N。
16.如图所示,老师在做托里拆利实验时,当时大气压相当于   mm高的水银柱产生的压强;如果将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱高度会   。
17.如图甲所示,用杆和绳将一盏电灯吊起,O点是支点,请画出绳上拉力F的力臂l。
18.某同学在跨学科实践活动中自制了一支微型密度计,将该微型密度计置于酒精中,静止时如图甲所示。请以图乙中的O点作为密度计的等效作用点,画出密度计的受力示意图。
19.实验小组用如图甲所示的装置探究“液体内部压强与哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等器材组装成压强计。压强计上的U形管   (选填“属于”或“不属于”)连通器,小明在实验中通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强的大小,这种研究物理问题的方法是   ;
A.控制变量法 B.转换法 C.模型法
(2)在图乙中,固定探头在水中的深度,多次改变探头的朝向,观察到U形管左右两侧液面的高度差始终不变。可以得出结论:同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强   ;
(3)用比较图   两个实验得出的结论可以解释拦河大坝为什么设计为上窄下宽;
(4)小明根据图乙、丁两个实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题:   。
20.某同学用图甲所示的装置探究“杠杆的平衡条件”,实验中所用钩码的规格相同。
(1)图甲中,安装好杠杆,将平衡螺母向左适当调节后,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆的   (选填“左”或“右”)端下沉。
(2)如图乙所示,在杠杆两侧悬挂数量不同的钩码,并移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,此时让杠杆在水平位置平衡的好处是方便测量   。
(3)该同学进行了多次实验,将测量数据填入表中,分析实验数据,初步归纳出杠杆的平衡条件是   (用表格中的物理量符号表示)。
实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 10 5
2 10 10
3 15 20
4 20 10
5 25 20
21.为了探究影响动能大小的因素,某同学利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
(1)实验中通过观察   来判断钢球动能的大小。
(2)由图甲、乙可知,当物体的   相同时,   越大,动能越大。这个结论可用于解释汽车   (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
(3)如图甲、丙所示,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的   。
(4)若水平面绝对光滑,本实验   (选填“能”或“不能”)达到探究目的,理由是钢球和木块将   。
22.我劳动,我快乐!如图,这是小华在家洗盘子时的场景。为了去除油污,小华洗盘子时在水中加入洗洁精,却发现沾有洗洁精的盘子很容易滑落,这可能使盘子掉碎。洗完盘子,小华洗手后为了使手上的水快点干,会双手朝着洗碗池用力甩。请你解释:
(1)沾有洗洁精的盘子容易滑落的原因。
(2)双手用力甩,可把手上的水甩掉的原因。
23.如图所示,工人用300N的拉力F将重为48kg的货物通过滑轮组从水平地面匀速提升到6m高的三楼,用时30s,不计摩擦和绳重。(g取10N/kg)求:
(1)货物受到的重力。
(2)拉力做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
24.如图所示,这是我国自主研发的055型驱逐舰。该驱逐舰满载排水量约13000t,吃水深度约8m,当该舰以54km/h的速度匀速直线航行时,所受海水的阻力为2×106 N,(海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该驱逐舰在演习过程中发射若干枚导弹后,其受到的浮力   (选填“变大”“变小”或“不变”),舰体将   (选填“上浮一些”“下沉一些”或“保持原吃水深度不变”);
(2)该驱逐舰满载时受到的浮力及排开水的体积是多少?
(3)该驱逐舰以54km/h的速度匀速直线航行9km时,牵引力做的功是多少?
(4)一名重为700N的工作人员,其每只脚与水平甲板的接触面积是250cm2,则他双脚站立时对水平甲板的压强是多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】扫地时,扫帚可视为杠杆,支点在手握的上方位置,动力作用在下方的手上,阻力作用在扫把头。此时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
A、天平:使用时动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,与扫帚类型不同;
B、筷子:使用时支点在手指捏住的位置,动力臂短、阻力臂长,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,与扫帚类型相同;
C、钢丝钳:剪铁丝时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,与扫帚类型不同;
D、开瓶器:起瓶盖时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,与扫帚类型不同。
故选 B。
【分析】杠杆的分类依据是动力臂与阻力臂的大小关系:动力臂小于阻力臂为费力杠杆,动力臂大于阻力臂为省力杠杆,两者相等为等臂杠杆。扫帚和筷子的共同特点是动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,虽然费力,但可以省距离,让操作更灵活。
2.【答案】C
【知识点】力的作用效果;重力的方向;连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】A、瀑布的形成是水在重力作用下从高处流向低处,属于重力势能转化为动能,和大气压强无关,故A不符合题意;
B、U形“反水弯” 是连通器原理的应用,当水静止时,两边液面保持相平,这与大气压强无关,故B不符合题意;
C、吸盘挂钩使用时,需要先将吸盘内的空气挤出,使吸盘内部气压远小于外界大气压,吸盘在大气压的作用下被紧紧压在墙面上,这正是利用了大气压强,故C符合题意;
D、注射药液是依靠注射器活塞的推力将药液推入体内,与大气压强无关,故D不符合题意。
故选:C。
【分析】(1)重力作用会使水往低处流,形成瀑布,与大气压无关。
(2)连通器的特点是 “上端开口、底部相连”,反水弯利用此原理防臭,与大气压无关。
(3)吸盘挂钩的关键是 “排出内部空气,利用内外气压差工作”,这是典型的大气压应用。
(4)注射药液是靠人力推动活塞,并非利用大气压。
3.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;物体运动状态的变化;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、蹬冰鞋底采用橡胶材质,在压力不变的情况下,增大了接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力,便于运动员蹬冰和制动,故A正确;
B、滑行鞋底采用塑料材质,目的是减小接触面粗糙程度来减小摩擦力,让滑行更顺畅,并非为了减小压力,故B错误;
C、根据牛顿第一定律,物体的运动不需要力来维持,运动员在冰面滑行依靠的是惯性,故C错误;
D、若滑行时摩擦力突然消失,运动员不受水平方向的力,会保持原来的运动状态做匀速直线运动,而非立即停止,故D错误。
故选:A。
【分析】 (1)增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;在接触面粗糙程度一定时,增大压力。
(2)减小摩擦力的方法:在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;在接触面粗糙程度一定时,减小压力;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
(3)力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因。
(4)牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
4.【答案】A
【知识点】机械能及其转化;力作用的相互性;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、火箭升空时向下喷出高温高压燃气,对燃气施加向下的力,根据物体间力的作用是相互的,燃气会对火箭施加一个向上的反作用力,使火箭获得向上的推力,故A正确;
B、火箭升空过程中,仍然受到地球的吸引,因此始终受到重力作用,故B错误;
C、火箭加速升空时,速度不断增大,运动状态发生改变,说明它受到的是非平衡力作用,故C错误;
D、火箭加速升空过程中,飞船的质量不变,速度增大则动能增大,高度升高则重力势能增大,机械能等于动能与势能之和,因此飞船的机械能增大,故D错误。
故选:A。
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,也会受到对方的反作用力;
(2)地球附近的物体都受到重力的作用,重力的施力物体是地球;
(3)物体运动状态改变时,一定受到非平衡力的作用;
(4)机械能包括动能和势能,动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关。
5.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;探究潜艇的浮沉原理
【解析】【解答】A、根据物体浮沉条件,悬浮时物体所受浮力等于自身重力,因此潜水艇模型悬浮时浮力等于重力,故A错误;
B、对模型抽气,瓶内气压减小,水会进入模型内部,使模型总重力增大,重力大于浮力,模型会下沉,故B错误;
C、抽气过程中,模型排开水的体积不变,水的密度也不变,根据阿基米德原理可知,模型所受浮力大小不变,故C错误;
D、对模型充气,瓶内气压增大,会将内部的水压出,模型总重力减小,重力小于浮力,模型上浮,最终漂浮在水面上。此时模型排开水的体积变小,容器内水面高度降低,根据液体压强公式可知,容器底受到水的压强变小,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)潜水艇的工作原理:物体的浮沉条件,通过改变自身的重力来实现上浮和下潜;
(2)根据F浮=ρ液gV排来判断浮力的大小变化;
(3)由p=ρgh判断出容器底受到水的压强变小。
6.【答案】D
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、汽车刹车时,乘客身体前倾是因为乘客具有惯性,要保持原来的运动状态,不能说 “受到惯性”,惯性是物体的固有属性,不是力,故A错误;
B、人造卫星绕地球运行时,运动方向不断变化,运动状态发生改变,故B错误;
C、C919、客机升空时,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的升力,选项中 “机翼上方空气的流速小” 表述错误,故C错误;
D、福建号航母始终漂浮,浮力等于自身重力,大小不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,从低密度海域驶入高密度海域时,海水密度增大,排开海水的体积会减小,航母将上浮一些,故D正确。
故选:D。
【分析】1)惯性是物体保持运动状态不变的性质,不能说 “受到惯性”,只能说 “具有惯性”;
(2)运动状态的改变包括速度大小或运动方向的改变,卫星绕地球转动时方向不断变化,运动状态改变;
(3)流速越大的位置,压强越小,机翼上方流速大、压强小,产生向上的升力;
(4)漂浮物体所受浮力等于自身重力,浮力不变时,液体密度增大,排开液体的体积减小。
7.【答案】运动状态;不做
【知识点】力的作用效果;是否做功的判断
【解析】【解答】 运动员踢、顶、接球的过程,足球的运动状态发生改变,均说明力可以改变物体的运动状态;
足球离开脚后由于惯性继续在空中飞行的过程中,足球不再受运动员的踢力,只有距离,所以运动员对足球没有做功。
故答案为:运动状态;不做。
【分析】 力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状;
力学里所说的功包括两个必要因素: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。
8.【答案】方向;重
【知识点】力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 一购物车静止在水平地面上,当水平向前推它时,购物车向前运动,当水平向后拉它时,购物车向后运动,这说明力的作用效果与力的方向有关;
购物车静止在水平地面上时,受到的重力和地面对购物车的支持力,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,是一对平衡力。
故答案为:方向;重。
【分析】 力的三要素:力的大小、方向和作用点;
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。
9.【答案】运动员;重力势能
【知识点】机械能及其转化;力的概念及单位
【解析】【解答】 (1)当运动员站在跳板上用力下压时,跳板向下弯曲,这个使跳板发生形变的力是由运动员施加的,因此施力物体是运动员。
(2)运动员离开跳板后向上运动的过程中,质量不变,速度逐渐减小,动能随之减小;高度不断增加,重力势能随之增大,所以动能主要转化为重力势能。
故答案为:运动员;重力势能。
【分析】 (1)力是物体间的相互作用,一个力必然对应施力物体和受力物体。这里运动员对跳板施加了压力,因此运动员是施力物体,跳板是受力物体。
(2)动能的大小与物体的质量和速度有关,重力势能的大小与物体的质量和高度有关。在上升过程中,动能减小、重力势能增大,发生了能量的转化。
10.【答案】300;100
【知识点】力的合成与应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】当用300N的水平推力推箱子,箱子保持静止时,水平方向上推力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此地面对箱子的摩擦力为300N;当推力增大到400N 时,箱子做匀速直线运动,此时水平方向上推力与滑动摩擦力平衡,滑动摩擦力大小为400N。当推力增大到500N 时,由于箱子对地面的压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小仍为400N,此时水平方向上的合力为推力与摩擦力的差值,即F合=F-f=500N-400N=100N 。
故答案为:300;100。
【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,推力与摩擦力大小相等、方向相反。
(2)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与推力大小无关,因此推力增大时滑动摩擦力保持不变。
(3)同一直线上方向相反的两个力的合力,大小等于两力之差,方向与较大的力相同。
11.【答案】大于;大于
【知识点】功率大小的比较;功的概念;功的计算及应用
【解析】【解答】根据,爬山的高度h相同,小明的质量大,则小明的重力大于小华的重力,则小明做的功大于小华做的功。
爬山时间相同,根据功的大小,根据,小明做功的功率大于小华做功的功率。
【分析】根据,判断做功多少;根据,计算功率的大小。
12.【答案】2;2
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】物体的重力为6N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为4N。根据称重法,物体受到的浮力为:F浮=G-F示=6N-4N=2N,根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,因此物体排开水所受的重力为2N。
故答案为:2;2。
【分析】 (1)称重法测浮力:浮力的大小等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数。
(2)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力,其大小等于物体排开的液体所受到的重力。
13.【答案】改变动力的方向;F2
【知识点】杠杆中最小力的问题;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】 (1)图甲中,定滑轮的实质是等臂杠杆,它不省力也不费力,但可以改变力的方向,方便士兵在地面上就能把吊桥拉起。
(2)图乙中,铡刀的支点在左端的O点,根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力。F2方向与铡刀垂直,此时动力臂最长,因此手沿F2方向用力可以更省力。
故答案为:改变力的方向;F2。
【分析】(1)定滑轮是等臂杠杆,不省力也不省距离,但可以改变力的方向,这一特性在古代吊桥设计中得到了巧妙应用。
(2)杠杆省力的关键在于动力臂的长度,动力臂越长越省力。当力的方向与杠杆垂直时,力臂达到最大值,因此沿F2方向用力时动力臂最长,最省力。
14.【答案】尖一些;在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】 找一些木棒来挖泥坑,木棒前端应尽量尖一些,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
故答案为:尖一些;在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。【分析】增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
15.【答案】竖直;2.8
【知识点】弹簧测力计及其使用;重力的方向
【解析】【解答】 测量物体重力时,由于重力的方向是竖直向下的,弹簧测力计应沿竖直方向调零;弹簧测力计的分度值为0.2N,指针位于2N 下方第4个小格,示数为:2N+4×0.2N =2.8N。
故答案为:竖直;2.8。
【分析】(1)弹簧测力计使用前,必须在被测力的方向上调零,测量重力时,重力方向竖直向下,因此需沿竖直方向调零,消除弹簧自重对测量结果的影响。
(2)读数时,先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读取示数,视线需与刻度线相平。
16.【答案】750;不变
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】 在做托里拆利实验时,大气压托起水银柱的高度是指从玻璃管内的水银面到水银槽内水银面的竖直高度,不是玻璃管内的水银面到玻璃管口的距离,故当时的大气压相当于750mm高的水银柱产生的压强;
若将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱的长度变长,但高度不变。
故答案是:750;不变。
【分析】 在做托里拆利实验时,大气压托起水银柱的高度是指从玻璃管内的水银面到水银槽内水银面的竖直高度,不是玻璃管内的水银面到玻璃管口的距离;
若将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱的长度变长,但高度不变。
17.【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】图中,支点为O点,过支点向拉力F的作用线作垂线,即为拉力的力臂,故作图如下:
【分析】从支点向力的作用线作垂线,为力臂大小。
18.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的利用;浮力的示意图;制作微型密度计
【解析】【解答】密度计漂浮在液体中静止时,处于平衡状态,受到一对平衡力的作用:竖直向下的重力G和竖直向上的浮力。
重力G:作用点为密度计的重心(图中O点),方向竖直向下,线段末端标注箭头并标上符号G。
浮力:作用点同样为重心O点,方向竖直向上,线段末端标注箭头并标上符号。
由于二力平衡,浮力与重力大小相等,因此表示两个力的线段长度应保持一致。
示意图如下:
【分析】 密度计重力G的作用点在O点,方向是竖直向下;浮力的作用点也在O点,方向竖直向上;据此按照力的示意图的画法作图即可。
19.【答案】(1)不属于;B
(2)相等
(3)乙、丙
(4)没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)因压强计一端封闭,故U形管不属于连通器,小明在实验中通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强的大小,这种研究物理问题的方法是转换法,故选:B;
(2)在图乙中,固定探头在水中的深度,多次改变探头的朝向,观察到U形管左右两侧液面的高度差始终不变,可知产生的压强相同,可以得出结论:同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强 相等。
(3)图 乙、丙中,液体的密度相同,丙中液体的深度大,产生的压强也大,得出:同种液体产生的压强随深度的增大而变大,比较图 乙、丙两个实验得出的结论可以解释拦河大坝为什么设计为上窄下宽。
(4)研究液体压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,小明根据图乙、丁两个实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,实验中存在的问题:没有控制深度相同。
故答案为:(1)不属于;B;(2)相等;(3)乙、丙;(4)没有控制深度相同。【分析】 (1)上端开口、下端连通的容器叫连通器;液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(2)同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强 相等;
(3)(4)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
(1)[1]上端开口,下端连通的容器叫连通器,因压强计的U形管一端封闭,故U形管不属于连通器。
[2]验中通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强的大小,这种研究方法是转换法,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)图乙中,保持探头在液体的深度不变,改变探头的朝向,U形管左右两侧液面的高度差始终不变,说明液体的压强不变,则可得出结论同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
(3)由图乙、丙两个实验可知,液体的密度相同,丙中液体的深度较大,U形管左右两侧液面的高度差较大,则压强较大,说明液体的压强随液体深度增大而增大,河水越深,河水底部的压强越大,所以拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)研究液体压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,图乙、丁两个实验探头的深度不同,则实验中存在的问题为没有控制深度相同。
20.【答案】(1)右
(2)力臂
(3)
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 (1)将平衡螺母向左适当调节后杠杆在水平位置平衡,这说明一开始杠杆的右端下沉。因为只有右端下沉,才需要将平衡螺母向左调以达到平衡。
(2)当杠杆在水平位置平衡时,力臂的长度可以直接从杠杆上的刻度读出。因为此时力臂与杠杆重合,所以便于测量力臂。
(3)根据表格数据可得出:动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积,故可得杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2。
故答案为:(1)右;(2)力臂;(3)F1l1=F2l2。【分析】 (1)杠杆平衡螺母的调节原则是“左偏右调,右偏左调”。
(2)当杠杆在水平位置平衡时,便于测量力臂。
(3)杠杆的平衡条件是:动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积,即:F1l1=F2l2。
(1)平衡螺母的调节方向与下沉一端相反,即左沉右调或右沉左调,由题意可知,向左调节平衡螺母,杠杆在水平位置平衡,说明一开始右边沉。
(2)当杠杆在水平位置平衡时,杠杆的力臂与杠杆本身重合,可以直接通过杠杆上的刻度读取力臂的长度,无需额外测量力臂与杠杆的夹角,简化了实验操作。
(3)通过计算表格数据可得出:动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积,故可得杠杆的平衡条件是
21.【答案】(1)木块被推动的距离
(2)质量;速度;超速
(3)速度
(4)不能;做匀速直线运动
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;物理学方法
【解析】【解答】 (1)在探究影响动能大小的因素实验中,我们采用转换法,通过观察木块被推动的距离来间接判断钢球动能的大小。木块被推得越远,说明钢球对木块做功越多,钢球的动能也就越大。
(2)对比甲、乙两图可知,钢球的质量相同,但释放高度不同,导致到达水平面时的速度不同。甲图中钢球释放高度更高,速度更大,推动木块移动的距离更远,说明动能更大。由此可得结论:当物体质量相同时,速度越大,动能越大。这一结论可以解释超速行驶的危害:汽车质量不变时,速度越快,动能越大,制动距离越长,遇到紧急情况时更难停下,易引发交通事故。
(3)实验中让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使钢球到达水平面时具有相同的速度。因为钢球在斜面上的释放高度决定了其重力势能的大小,同一高度释放时,重力势能转化为动能,到达水平面时的速度大小相同,从而控制速度变量,只改变钢球质量,探究动能与质量的关系。
(4)若水平面绝对光滑,木块被撞击后将不受摩擦力,会保持匀速直线运动状态,无法停下,也就无法通过木块被推动的距离来比较钢球动能的大小,因此本实验不能达到探究目的。
故答案为:(1)木块被推动的距离;(2)质量相同;速度;超速;(3)速度;(4)不能;做匀速直线运动。【分析】 (1)探究影响动能大小的因素实验中,通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。
(2)当物体的质量相同时,速度越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车超速的危害。
(3)让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的速度。
(4)若水平面绝对光滑,木块被撞击后将做匀速直线运动,无法通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。
(1)探究影响动能大小的因素实验中,通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。木块被推动得越远,说明钢球对木块做的功越多,钢球的动能就越大。
(2)[1][2][3]由图甲、乙可知,小球的质量相同,甲中小球下滑的高度更高,到达水平面时的速度更大,推动木块移动的距离更远,动能更大。这表明当物体的质量相同时,速度越大,动能越大。汽车超速行驶时,速度很大,动能就很大,遇到紧急情况时不容易停下来,所以这个结论可用于解释汽车超速的危害。
(3)由图甲、丙可知,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的速度。因为钢球在斜面上滚下时,高度决定其到达水平面的速度,同一高度滚下,初始的重力势能转化为动能,到达水平面时速度相同。
(4)[1][2]若水平面绝对光滑,本实验不能达到探究目的。因为当水平面绝对光滑时,木块被撞击后将做匀速直线运动,无法通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。
22.【答案】(1)盘子上沾有洗洁精时,盘子与手之间的接触面变得更光滑,在压力一定时,摩擦力变小,所以容易滑落
(2)当双手用力甩时,手停止运动,而水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,所以可把手上的水甩掉
【知识点】惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】 (1)结合摩擦力的影响因素分析,摩擦力大小取决于压力大小与接触面粗糙程度。盘子表面涂抹洗洁精后,会形成一层润滑薄膜,大幅降低接触面的粗糙程度。在手握盘子的压力保持不变时,接触面越光滑,滑动摩擦力就越小,因此盘子容易从手中滑落。
(2)惯性是一切物体自带的固有属性,物体会维持原本的运动状态。用力甩手的过程中,手部和水珠一同运动,手部骤然停下时,水珠因自身惯性,无法立刻静止,会继续保持向前的运动状态,从而脱离手掌,达到甩干水分的效果。
故答案为:(1)盘子上沾有洗洁精时,盘子与手之间的接触面变得更光滑,在压力一定时,摩擦力变小,所以容易滑落;(2)当双手用力甩时,手停止运动,而水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,所以可把手上的水甩掉。【分析】(1)盘子上沾有洗洁精时,盘子与手之间的接触面变得更光滑,在压力一定时,摩擦力变小,所以容易滑落;
(2)当双手用力甩时,手停止运动,而水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,所以可把手上的水甩掉。
(1)根据摩擦力的相关知识,摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。当盘子上沾有洗洁精时,洗洁精会在盘子表面形成一层润滑的液体层,使得盘子与手之间的接触面变得更光滑。由影响摩擦力大小的因素可知,在压力一定的情况下,接触面越光滑,摩擦力越小。所以沾有洗洁精的盘子与手之间的摩擦力变小了,就容易滑落。
(2)依据惯性的概念,物体具有保持原来运动状态不变的性质。当双手用力甩时,手和手上的水一起开始运动,当手突然停止运动时,因为水具有惯性,要保持原来的运动状态继续运动,所以水就会与手脱离后被甩掉。
23.【答案】(1)由重力公式可得,货物受到的重力为。
答:货物受到的重力为480N。
(2)由图可知,n=2,拉力做功的功率为:。
答:拉力做功的功率为120W。
(3)该滑轮组的机械效率为:。
答:滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;滑轮(组)的机械效率
【解析】【分析】 (1)根据G=mg求出货物受到的重力;(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用求出拉力做功的功率;
(3)根据求出该滑轮组的机械效率。
(1)由重力公式可得,货物受到的重力为
(2)由图可知,动滑轮上绳子的段数,由公式可得,拉力做功的功率为
(3)由滑轮组机械效率公式可得,该滑轮组的机械效率为
24.【答案】(1)变小;上浮一些
(2)驱逐舰满载排水量m排水=13000t=1.3×107kg,则F浮=G排水=m排水g=1.3×107×10N/kg=1.3×108N;
排开水的体积。
答:该驱逐舰满载时受到的浮力为1.3×108N;排开水的体积是1.3×104m3。
(3)驱逐舰匀速行驶,则牵引力等于阻力,即F=f=2×106N,行驶的距离s=9km=9×103m,牵引力做功W=Fs=2×106N×9×103m=1.8×1010J。
答:牵引力做的功是1.8×1010J。
(4)工作人员的重量G=700N,对甲班的压力F=G=700N;其每只脚与水平甲板的接触面积是250cm2,则受力面积S=2×250cm2=5×10-2m2;则双脚站立对甲板的压强。
答:双脚站立时对水平甲板的压强是1.4×104Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)驱逐舰漂浮在水面,此时F浮=G,演习过程中发射若干枚导弹后,则重力减小,故浮力减小,则排开液体的体积减小,故舰体会上浮一些;
故答案为:(1)变小;上浮一些。
【分析】 (1)根据漂浮,F浮=G,当驱逐舰重力减小时,则浮力也减小;根据阿基米德原理原理可知,在液体密度不变时,浮力减小,则排开液体的体积也随之减小;
(2)根据阿基米德有F浮=G排水=m排水g可得浮力大小;再根据可得排开水的体积;(3)驱逐舰匀速行驶,则牵引力等于阻力,再根据W =Fs求牵引力做功;
(4)已知水平面上,压力等于重力,则根据求压强。
(1)[1][2]驱逐舰漂浮在水面,根据物体的浮沉条件可知,此时驱逐舰受到的浮力等于重力,即,演习过程中发射若干枚导弹后,则重力减小,故浮力减小,根据可知,排开液体的体积减小,故舰体会上浮一些。
(2)驱逐舰满载排水量
根据阿基米德原理可得,该驱逐舰满载时受到的浮力为
排开水的体积是
(3)驱逐舰匀速行驶,处于平衡状态,受到平衡力作用,水平方向上驱逐舰受到的牵引力等于阻力,则受到的牵引力为
牵引力做的功是
(4)他双脚站立时对水平甲板的压力为
每只脚与水平甲板的接触面积是250cm2,则他双脚站立时受力面积为
根据可得,他双脚站立时对水平甲板的压强是
1 / 1甘肃省兰州市城关区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1.如图所示,这是小乐在大扫除时用扫帚扫地的场景。扫地的过程中,扫帚相当于一个杠杆,下列工具在使用时与扫帚属于同一类型杠杆的是(  )
A.称物体质量的天平
B.夹起食物的筷子
C.剪铁丝的钢丝钳
D.起瓶盖的开瓶器
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】扫地时,扫帚可视为杠杆,支点在手握的上方位置,动力作用在下方的手上,阻力作用在扫把头。此时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
A、天平:使用时动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,与扫帚类型不同;
B、筷子:使用时支点在手指捏住的位置,动力臂短、阻力臂长,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,与扫帚类型相同;
C、钢丝钳:剪铁丝时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,与扫帚类型不同;
D、开瓶器:起瓶盖时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,与扫帚类型不同。
故选 B。
【分析】杠杆的分类依据是动力臂与阻力臂的大小关系:动力臂小于阻力臂为费力杠杆,动力臂大于阻力臂为省力杠杆,两者相等为等臂杠杆。扫帚和筷子的共同特点是动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,虽然费力,但可以省距离,让操作更灵活。
2.如图所示的实例中,利用了大气压强的是(  )
A.瀑布的形成 B.U形“反水弯”
C.吸盘挂钩 D.注射药液
【答案】C
【知识点】力的作用效果;重力的方向;连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】A、瀑布的形成是水在重力作用下从高处流向低处,属于重力势能转化为动能,和大气压强无关,故A不符合题意;
B、U形“反水弯” 是连通器原理的应用,当水静止时,两边液面保持相平,这与大气压强无关,故B不符合题意;
C、吸盘挂钩使用时,需要先将吸盘内的空气挤出,使吸盘内部气压远小于外界大气压,吸盘在大气压的作用下被紧紧压在墙面上,这正是利用了大气压强,故C符合题意;
D、注射药液是依靠注射器活塞的推力将药液推入体内,与大气压强无关,故D不符合题意。
故选:C。
【分析】(1)重力作用会使水往低处流,形成瀑布,与大气压无关。
(2)连通器的特点是 “上端开口、底部相连”,反水弯利用此原理防臭,与大气压无关。
(3)吸盘挂钩的关键是 “排出内部空气,利用内外气压差工作”,这是典型的大气压应用。
(4)注射药液是靠人力推动活塞,并非利用大气压。
3.3月23日,在韩国进行的2025世界女子冰壶锦标赛中,中国队获得铜牌。冰壶运动员的比赛用鞋如图所示,蹬冰鞋底用橡胶制成,而滑行鞋底用塑料制成,运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是(  )
A.蹬冰鞋底是为了增大摩擦力
B.滑行鞋底是为了减小压力
C.运动员在冰面上滑行需要力来维持
D.若运动员滑行时所受的摩擦力突然消失,则运动员立即停止运动
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;物体运动状态的变化;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、蹬冰鞋底采用橡胶材质,在压力不变的情况下,增大了接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力,便于运动员蹬冰和制动,故A正确;
B、滑行鞋底采用塑料材质,目的是减小接触面粗糙程度来减小摩擦力,让滑行更顺畅,并非为了减小压力,故B错误;
C、根据牛顿第一定律,物体的运动不需要力来维持,运动员在冰面滑行依靠的是惯性,故C错误;
D、若滑行时摩擦力突然消失,运动员不受水平方向的力,会保持原来的运动状态做匀速直线运动,而非立即停止,故D错误。
故选:A。
【分析】 (1)增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;在接触面粗糙程度一定时,增大压力。
(2)减小摩擦力的方法:在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;在接触面粗糙程度一定时,减小压力;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
(3)力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因。
(4)牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
4.2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空,关于火箭在地面附近加速升空的过程,下列说法正确的是(  )
A.火箭升空利用了物体间力的作用是相互的
B.火箭加速升空的过程中不再受到重力的作用
C.火箭加速升空的过程中受到平衡力的作用
D.火箭加速升空的过程中,飞船的机械能不变
【答案】A
【知识点】机械能及其转化;力作用的相互性;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、火箭升空时向下喷出高温高压燃气,对燃气施加向下的力,根据物体间力的作用是相互的,燃气会对火箭施加一个向上的反作用力,使火箭获得向上的推力,故A正确;
B、火箭升空过程中,仍然受到地球的吸引,因此始终受到重力作用,故B错误;
C、火箭加速升空时,速度不断增大,运动状态发生改变,说明它受到的是非平衡力作用,故C错误;
D、火箭加速升空过程中,飞船的质量不变,速度增大则动能增大,高度升高则重力势能增大,机械能等于动能与势能之和,因此飞船的机械能增大,故D错误。
故选:A。
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,也会受到对方的反作用力;
(2)地球附近的物体都受到重力的作用,重力的施力物体是地球;
(3)物体运动状态改变时,一定受到非平衡力的作用;
(4)机械能包括动能和势能,动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关。
5.在跨学科实践活动中,小明用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等器材制作了如图所示的潜水艇模型,将模型放入水中时,模型刚好悬浮,忽略进、排气管的体积。下列说法正确的是(  )
A.潜水艇模型悬浮时受到的浮力大于重力
B.对潜水艇模型适当抽气后,潜水艇模型将上浮
C.对潜水艇模型适当抽气后,潜水艇模型所受的浮力变小
D.对潜水艇模型适当充气后,当其再次静止时,容器底受到水的压强变小
【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;探究潜艇的浮沉原理
【解析】【解答】A、根据物体浮沉条件,悬浮时物体所受浮力等于自身重力,因此潜水艇模型悬浮时浮力等于重力,故A错误;
B、对模型抽气,瓶内气压减小,水会进入模型内部,使模型总重力增大,重力大于浮力,模型会下沉,故B错误;
C、抽气过程中,模型排开水的体积不变,水的密度也不变,根据阿基米德原理可知,模型所受浮力大小不变,故C错误;
D、对模型充气,瓶内气压增大,会将内部的水压出,模型总重力减小,重力小于浮力,模型上浮,最终漂浮在水面上。此时模型排开水的体积变小,容器内水面高度降低,根据液体压强公式可知,容器底受到水的压强变小,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)潜水艇的工作原理:物体的浮沉条件,通过改变自身的重力来实现上浮和下潜;
(2)根据F浮=ρ液gV排来判断浮力的大小变化;
(3)由p=ρgh判断出容器底受到水的压强变小。
6.对下列四幅图片及情境解释正确的是(  )
A.甲图:汽车刹车时,乘客身体向前倾是因为受到惯性
B.乙图:人造卫星进入预定轨道绕地球运行时,其运动状态不变
C.丙图:C919客机升空时,机翼上方空气的流速小,压强小
D.丁图:福建号航母从低密度海域驶入高密度海域后,航母将上浮一些
【答案】D
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、汽车刹车时,乘客身体前倾是因为乘客具有惯性,要保持原来的运动状态,不能说 “受到惯性”,惯性是物体的固有属性,不是力,故A错误;
B、人造卫星绕地球运行时,运动方向不断变化,运动状态发生改变,故B错误;
C、C919、客机升空时,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的升力,选项中 “机翼上方空气的流速小” 表述错误,故C错误;
D、福建号航母始终漂浮,浮力等于自身重力,大小不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,从低密度海域驶入高密度海域时,海水密度增大,排开海水的体积会减小,航母将上浮一些,故D正确。
故选:D。
【分析】1)惯性是物体保持运动状态不变的性质,不能说 “受到惯性”,只能说 “具有惯性”;
(2)运动状态的改变包括速度大小或运动方向的改变,卫星绕地球转动时方向不断变化,运动状态改变;
(3)流速越大的位置,压强越小,机翼上方流速大、压强小,产生向上的升力;
(4)漂浮物体所受浮力等于自身重力,浮力不变时,液体密度增大,排开液体的体积减小。
7.如图所示,运动员踢、顶、接球的过程,均说明力可以改变物体的   。在足球离开运动员并在空中继续飞行的过程中,运动员对足球   (选填“做了”或“不做”)功。
【答案】运动状态;不做
【知识点】力的作用效果;是否做功的判断
【解析】【解答】 运动员踢、顶、接球的过程,足球的运动状态发生改变,均说明力可以改变物体的运动状态;
足球离开脚后由于惯性继续在空中飞行的过程中,足球不再受运动员的踢力,只有距离,所以运动员对足球没有做功。
故答案为:运动状态;不做。
【分析】 力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状;
力学里所说的功包括两个必要因素: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。
8.如图所示,一购物车静止在水平地面上,当水平向前推它时,购物车向前运动,当水平向后拉它时,购物车向后运动,这说明力的作用效果与力的   有关;购物车静止在水平地面上时,受到的   力和地面对购物车的支持力是一对平衡力。
【答案】方向;重
【知识点】力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 一购物车静止在水平地面上,当水平向前推它时,购物车向前运动,当水平向后拉它时,购物车向后运动,这说明力的作用效果与力的方向有关;
购物车静止在水平地面上时,受到的重力和地面对购物车的支持力,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,是一对平衡力。
故答案为:方向;重。
【分析】 力的三要素:力的大小、方向和作用点;
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。
9.跳水是我国竞技体育的优势项目。如图所示,这是运动员站在跳板上准备跳水时的场景。站在跳板上的运动员用力向下压跳板时跳板向下弯曲,使跳板向下弯曲的力的施力物体是   ;运动员离开跳板后上升的过程中动能主要转化为   。
【答案】运动员;重力势能
【知识点】机械能及其转化;力的概念及单位
【解析】【解答】 (1)当运动员站在跳板上用力下压时,跳板向下弯曲,这个使跳板发生形变的力是由运动员施加的,因此施力物体是运动员。
(2)运动员离开跳板后向上运动的过程中,质量不变,速度逐渐减小,动能随之减小;高度不断增加,重力势能随之增大,所以动能主要转化为重力势能。
故答案为:运动员;重力势能。
【分析】 (1)力是物体间的相互作用,一个力必然对应施力物体和受力物体。这里运动员对跳板施加了压力,因此运动员是施力物体,跳板是受力物体。
(2)动能的大小与物体的质量和速度有关,重力势能的大小与物体的质量和高度有关。在上升过程中,动能减小、重力势能增大,发生了能量的转化。
10.一个重1200N的箱子放在水平地面上,小荣用300N的水平力向右推箱子,箱子不动,这时地面对箱子的摩擦力为   N;当推力增大到400N时,箱子恰好做匀速直线运动,则当推力增大到500N时,箱子在水平方向上受到的合力为   N。
【答案】300;100
【知识点】力的合成与应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】当用300N的水平推力推箱子,箱子保持静止时,水平方向上推力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此地面对箱子的摩擦力为300N;当推力增大到400N 时,箱子做匀速直线运动,此时水平方向上推力与滑动摩擦力平衡,滑动摩擦力大小为400N。当推力增大到500N 时,由于箱子对地面的压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小仍为400N,此时水平方向上的合力为推力与摩擦力的差值,即F合=F-f=500N-400N=100N 。
故答案为:300;100。
【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,推力与摩擦力大小相等、方向相反。
(2)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与推力大小无关,因此推力增大时滑动摩擦力保持不变。
(3)同一直线上方向相反的两个力的合力,大小等于两力之差,方向与较大的力相同。
11.周末,小明和小华一起去爬山。小明的质量为60kg,小华的质量为50kg,两人同时从山脚出发,沿相同的线路同时爬到山顶。小明所做的功   小华所做的功,小明做功的功率   小华做功的功率。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】大于;大于
【知识点】功率大小的比较;功的概念;功的计算及应用
【解析】【解答】根据,爬山的高度h相同,小明的质量大,则小明的重力大于小华的重力,则小明做的功大于小华做的功。
爬山时间相同,根据功的大小,根据,小明做功的功率大于小华做功的功率。
【分析】根据,判断做功多少;根据,计算功率的大小。
12.小明用弹簧测力计吊着球形物体缓慢浸入装满水的溢水杯中,如图所示,则该物体浸没后所受的浮力为   N,物体排开水所受的重力为   N。
【答案】2;2
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】物体的重力为6N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为4N。根据称重法,物体受到的浮力为:F浮=G-F示=6N-4N=2N,根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,因此物体排开水所受的重力为2N。
故答案为:2;2。
【分析】 (1)称重法测浮力:浮力的大小等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数。
(2)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力,其大小等于物体排开的液体所受到的重力。
13.我国古代的许多设计都体现了劳动人民的智慧。图甲中,古代士兵常用定滑轮将护城河上的吊桥拉起,使用定滑轮的目的是   。图乙是一种铡刀的示意图,用该铡刀铡草料时,手沿   (选填“F1”或“F2”)方向用力可以更省力。
【答案】改变动力的方向;F2
【知识点】杠杆中最小力的问题;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】 (1)图甲中,定滑轮的实质是等臂杠杆,它不省力也不费力,但可以改变力的方向,方便士兵在地面上就能把吊桥拉起。
(2)图乙中,铡刀的支点在左端的O点,根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力。F2方向与铡刀垂直,此时动力臂最长,因此手沿F2方向用力可以更省力。
故答案为:改变力的方向;F2。
【分析】(1)定滑轮是等臂杠杆,不省力也不省距离,但可以改变力的方向,这一特性在古代吊桥设计中得到了巧妙应用。
(2)杠杆省力的关键在于动力臂的长度,动力臂越长越省力。当力的方向与杠杆垂直时,力臂达到最大值,因此沿F2方向用力时动力臂最长,最省力。
14.小乐跟随父母在江边带弟弟玩泥沙时,弟弟想挖一个小泥坑,但没有趁手的工具,于是小乐提议找一些木棒来挖泥坑,你建议小乐找到的木棒前端应尽量   (选填“钝一些”或“尖一些”),请写出你的判断依据:   。
【答案】尖一些;在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】 找一些木棒来挖泥坑,木棒前端应尽量尖一些,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
故答案为:尖一些;在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。【分析】增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
15.在测量物体所受重力的大小前,弹簧测力计应沿   (选填“竖直”或“水平”)方向调零;如图所示,弹簧测力计的示数为   N。
【答案】竖直;2.8
【知识点】弹簧测力计及其使用;重力的方向
【解析】【解答】 测量物体重力时,由于重力的方向是竖直向下的,弹簧测力计应沿竖直方向调零;弹簧测力计的分度值为0.2N,指针位于2N 下方第4个小格,示数为:2N+4×0.2N =2.8N。
故答案为:竖直;2.8。
【分析】(1)弹簧测力计使用前,必须在被测力的方向上调零,测量重力时,重力方向竖直向下,因此需沿竖直方向调零,消除弹簧自重对测量结果的影响。
(2)读数时,先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读取示数,视线需与刻度线相平。
16.如图所示,老师在做托里拆利实验时,当时大气压相当于   mm高的水银柱产生的压强;如果将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱高度会   。
【答案】750;不变
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】 在做托里拆利实验时,大气压托起水银柱的高度是指从玻璃管内的水银面到水银槽内水银面的竖直高度,不是玻璃管内的水银面到玻璃管口的距离,故当时的大气压相当于750mm高的水银柱产生的压强;
若将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱的长度变长,但高度不变。
故答案是:750;不变。
【分析】 在做托里拆利实验时,大气压托起水银柱的高度是指从玻璃管内的水银面到水银槽内水银面的竖直高度,不是玻璃管内的水银面到玻璃管口的距离;
若将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱的长度变长,但高度不变。
17.如图甲所示,用杆和绳将一盏电灯吊起,O点是支点,请画出绳上拉力F的力臂l。
【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】图中,支点为O点,过支点向拉力F的作用线作垂线,即为拉力的力臂,故作图如下:
【分析】从支点向力的作用线作垂线,为力臂大小。
18.某同学在跨学科实践活动中自制了一支微型密度计,将该微型密度计置于酒精中,静止时如图甲所示。请以图乙中的O点作为密度计的等效作用点,画出密度计的受力示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的利用;浮力的示意图;制作微型密度计
【解析】【解答】密度计漂浮在液体中静止时,处于平衡状态,受到一对平衡力的作用:竖直向下的重力G和竖直向上的浮力。
重力G:作用点为密度计的重心(图中O点),方向竖直向下,线段末端标注箭头并标上符号G。
浮力:作用点同样为重心O点,方向竖直向上,线段末端标注箭头并标上符号。
由于二力平衡,浮力与重力大小相等,因此表示两个力的线段长度应保持一致。
示意图如下:
【分析】 密度计重力G的作用点在O点,方向是竖直向下;浮力的作用点也在O点,方向竖直向上;据此按照力的示意图的画法作图即可。
19.实验小组用如图甲所示的装置探究“液体内部压强与哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等器材组装成压强计。压强计上的U形管   (选填“属于”或“不属于”)连通器,小明在实验中通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强的大小,这种研究物理问题的方法是   ;
A.控制变量法 B.转换法 C.模型法
(2)在图乙中,固定探头在水中的深度,多次改变探头的朝向,观察到U形管左右两侧液面的高度差始终不变。可以得出结论:同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强   ;
(3)用比较图   两个实验得出的结论可以解释拦河大坝为什么设计为上窄下宽;
(4)小明根据图乙、丁两个实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题:   。
【答案】(1)不属于;B
(2)相等
(3)乙、丙
(4)没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)因压强计一端封闭,故U形管不属于连通器,小明在实验中通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强的大小,这种研究物理问题的方法是转换法,故选:B;
(2)在图乙中,固定探头在水中的深度,多次改变探头的朝向,观察到U形管左右两侧液面的高度差始终不变,可知产生的压强相同,可以得出结论:同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强 相等。
(3)图 乙、丙中,液体的密度相同,丙中液体的深度大,产生的压强也大,得出:同种液体产生的压强随深度的增大而变大,比较图 乙、丙两个实验得出的结论可以解释拦河大坝为什么设计为上窄下宽。
(4)研究液体压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,小明根据图乙、丁两个实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,实验中存在的问题:没有控制深度相同。
故答案为:(1)不属于;B;(2)相等;(3)乙、丙;(4)没有控制深度相同。【分析】 (1)上端开口、下端连通的容器叫连通器;液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(2)同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强 相等;
(3)(4)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
(1)[1]上端开口,下端连通的容器叫连通器,因压强计的U形管一端封闭,故U形管不属于连通器。
[2]验中通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强的大小,这种研究方法是转换法,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)图乙中,保持探头在液体的深度不变,改变探头的朝向,U形管左右两侧液面的高度差始终不变,说明液体的压强不变,则可得出结论同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
(3)由图乙、丙两个实验可知,液体的密度相同,丙中液体的深度较大,U形管左右两侧液面的高度差较大,则压强较大,说明液体的压强随液体深度增大而增大,河水越深,河水底部的压强越大,所以拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)研究液体压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,图乙、丁两个实验探头的深度不同,则实验中存在的问题为没有控制深度相同。
20.某同学用图甲所示的装置探究“杠杆的平衡条件”,实验中所用钩码的规格相同。
(1)图甲中,安装好杠杆,将平衡螺母向左适当调节后,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆的   (选填“左”或“右”)端下沉。
(2)如图乙所示,在杠杆两侧悬挂数量不同的钩码,并移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,此时让杠杆在水平位置平衡的好处是方便测量   。
(3)该同学进行了多次实验,将测量数据填入表中,分析实验数据,初步归纳出杠杆的平衡条件是   (用表格中的物理量符号表示)。
实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 10 5
2 10 10
3 15 20
4 20 10
5 25 20
【答案】(1)右
(2)力臂
(3)
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 (1)将平衡螺母向左适当调节后杠杆在水平位置平衡,这说明一开始杠杆的右端下沉。因为只有右端下沉,才需要将平衡螺母向左调以达到平衡。
(2)当杠杆在水平位置平衡时,力臂的长度可以直接从杠杆上的刻度读出。因为此时力臂与杠杆重合,所以便于测量力臂。
(3)根据表格数据可得出:动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积,故可得杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2。
故答案为:(1)右;(2)力臂;(3)F1l1=F2l2。【分析】 (1)杠杆平衡螺母的调节原则是“左偏右调,右偏左调”。
(2)当杠杆在水平位置平衡时,便于测量力臂。
(3)杠杆的平衡条件是:动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积,即:F1l1=F2l2。
(1)平衡螺母的调节方向与下沉一端相反,即左沉右调或右沉左调,由题意可知,向左调节平衡螺母,杠杆在水平位置平衡,说明一开始右边沉。
(2)当杠杆在水平位置平衡时,杠杆的力臂与杠杆本身重合,可以直接通过杠杆上的刻度读取力臂的长度,无需额外测量力臂与杠杆的夹角,简化了实验操作。
(3)通过计算表格数据可得出:动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积,故可得杠杆的平衡条件是
21.为了探究影响动能大小的因素,某同学利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
(1)实验中通过观察   来判断钢球动能的大小。
(2)由图甲、乙可知,当物体的   相同时,   越大,动能越大。这个结论可用于解释汽车   (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
(3)如图甲、丙所示,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的   。
(4)若水平面绝对光滑,本实验   (选填“能”或“不能”)达到探究目的,理由是钢球和木块将   。
【答案】(1)木块被推动的距离
(2)质量;速度;超速
(3)速度
(4)不能;做匀速直线运动
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;物理学方法
【解析】【解答】 (1)在探究影响动能大小的因素实验中,我们采用转换法,通过观察木块被推动的距离来间接判断钢球动能的大小。木块被推得越远,说明钢球对木块做功越多,钢球的动能也就越大。
(2)对比甲、乙两图可知,钢球的质量相同,但释放高度不同,导致到达水平面时的速度不同。甲图中钢球释放高度更高,速度更大,推动木块移动的距离更远,说明动能更大。由此可得结论:当物体质量相同时,速度越大,动能越大。这一结论可以解释超速行驶的危害:汽车质量不变时,速度越快,动能越大,制动距离越长,遇到紧急情况时更难停下,易引发交通事故。
(3)实验中让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使钢球到达水平面时具有相同的速度。因为钢球在斜面上的释放高度决定了其重力势能的大小,同一高度释放时,重力势能转化为动能,到达水平面时的速度大小相同,从而控制速度变量,只改变钢球质量,探究动能与质量的关系。
(4)若水平面绝对光滑,木块被撞击后将不受摩擦力,会保持匀速直线运动状态,无法停下,也就无法通过木块被推动的距离来比较钢球动能的大小,因此本实验不能达到探究目的。
故答案为:(1)木块被推动的距离;(2)质量相同;速度;超速;(3)速度;(4)不能;做匀速直线运动。【分析】 (1)探究影响动能大小的因素实验中,通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。
(2)当物体的质量相同时,速度越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车超速的危害。
(3)让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的速度。
(4)若水平面绝对光滑,木块被撞击后将做匀速直线运动,无法通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。
(1)探究影响动能大小的因素实验中,通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。木块被推动得越远,说明钢球对木块做的功越多,钢球的动能就越大。
(2)[1][2][3]由图甲、乙可知,小球的质量相同,甲中小球下滑的高度更高,到达水平面时的速度更大,推动木块移动的距离更远,动能更大。这表明当物体的质量相同时,速度越大,动能越大。汽车超速行驶时,速度很大,动能就很大,遇到紧急情况时不容易停下来,所以这个结论可用于解释汽车超速的危害。
(3)由图甲、丙可知,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的速度。因为钢球在斜面上滚下时,高度决定其到达水平面的速度,同一高度滚下,初始的重力势能转化为动能,到达水平面时速度相同。
(4)[1][2]若水平面绝对光滑,本实验不能达到探究目的。因为当水平面绝对光滑时,木块被撞击后将做匀速直线运动,无法通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小。
22.我劳动,我快乐!如图,这是小华在家洗盘子时的场景。为了去除油污,小华洗盘子时在水中加入洗洁精,却发现沾有洗洁精的盘子很容易滑落,这可能使盘子掉碎。洗完盘子,小华洗手后为了使手上的水快点干,会双手朝着洗碗池用力甩。请你解释:
(1)沾有洗洁精的盘子容易滑落的原因。
(2)双手用力甩,可把手上的水甩掉的原因。
【答案】(1)盘子上沾有洗洁精时,盘子与手之间的接触面变得更光滑,在压力一定时,摩擦力变小,所以容易滑落
(2)当双手用力甩时,手停止运动,而水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,所以可把手上的水甩掉
【知识点】惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】 (1)结合摩擦力的影响因素分析,摩擦力大小取决于压力大小与接触面粗糙程度。盘子表面涂抹洗洁精后,会形成一层润滑薄膜,大幅降低接触面的粗糙程度。在手握盘子的压力保持不变时,接触面越光滑,滑动摩擦力就越小,因此盘子容易从手中滑落。
(2)惯性是一切物体自带的固有属性,物体会维持原本的运动状态。用力甩手的过程中,手部和水珠一同运动,手部骤然停下时,水珠因自身惯性,无法立刻静止,会继续保持向前的运动状态,从而脱离手掌,达到甩干水分的效果。
故答案为:(1)盘子上沾有洗洁精时,盘子与手之间的接触面变得更光滑,在压力一定时,摩擦力变小,所以容易滑落;(2)当双手用力甩时,手停止运动,而水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,所以可把手上的水甩掉。【分析】(1)盘子上沾有洗洁精时,盘子与手之间的接触面变得更光滑,在压力一定时,摩擦力变小,所以容易滑落;
(2)当双手用力甩时,手停止运动,而水由于惯性要保持原来的运动状态继续运动,所以可把手上的水甩掉。
(1)根据摩擦力的相关知识,摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。当盘子上沾有洗洁精时,洗洁精会在盘子表面形成一层润滑的液体层,使得盘子与手之间的接触面变得更光滑。由影响摩擦力大小的因素可知,在压力一定的情况下,接触面越光滑,摩擦力越小。所以沾有洗洁精的盘子与手之间的摩擦力变小了,就容易滑落。
(2)依据惯性的概念,物体具有保持原来运动状态不变的性质。当双手用力甩时,手和手上的水一起开始运动,当手突然停止运动时,因为水具有惯性,要保持原来的运动状态继续运动,所以水就会与手脱离后被甩掉。
23.如图所示,工人用300N的拉力F将重为48kg的货物通过滑轮组从水平地面匀速提升到6m高的三楼,用时30s,不计摩擦和绳重。(g取10N/kg)求:
(1)货物受到的重力。
(2)拉力做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)由重力公式可得,货物受到的重力为。
答:货物受到的重力为480N。
(2)由图可知,n=2,拉力做功的功率为:。
答:拉力做功的功率为120W。
(3)该滑轮组的机械效率为:。
答:滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;滑轮(组)的机械效率
【解析】【分析】 (1)根据G=mg求出货物受到的重力;(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用求出拉力做功的功率;
(3)根据求出该滑轮组的机械效率。
(1)由重力公式可得,货物受到的重力为
(2)由图可知,动滑轮上绳子的段数,由公式可得,拉力做功的功率为
(3)由滑轮组机械效率公式可得,该滑轮组的机械效率为
24.如图所示,这是我国自主研发的055型驱逐舰。该驱逐舰满载排水量约13000t,吃水深度约8m,当该舰以54km/h的速度匀速直线航行时,所受海水的阻力为2×106 N,(海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该驱逐舰在演习过程中发射若干枚导弹后,其受到的浮力   (选填“变大”“变小”或“不变”),舰体将   (选填“上浮一些”“下沉一些”或“保持原吃水深度不变”);
(2)该驱逐舰满载时受到的浮力及排开水的体积是多少?
(3)该驱逐舰以54km/h的速度匀速直线航行9km时,牵引力做的功是多少?
(4)一名重为700N的工作人员,其每只脚与水平甲板的接触面积是250cm2,则他双脚站立时对水平甲板的压强是多少?
【答案】(1)变小;上浮一些
(2)驱逐舰满载排水量m排水=13000t=1.3×107kg,则F浮=G排水=m排水g=1.3×107×10N/kg=1.3×108N;
排开水的体积。
答:该驱逐舰满载时受到的浮力为1.3×108N;排开水的体积是1.3×104m3。
(3)驱逐舰匀速行驶,则牵引力等于阻力,即F=f=2×106N,行驶的距离s=9km=9×103m,牵引力做功W=Fs=2×106N×9×103m=1.8×1010J。
答:牵引力做的功是1.8×1010J。
(4)工作人员的重量G=700N,对甲班的压力F=G=700N;其每只脚与水平甲板的接触面积是250cm2,则受力面积S=2×250cm2=5×10-2m2;则双脚站立对甲板的压强。
答:双脚站立时对水平甲板的压强是1.4×104Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)驱逐舰漂浮在水面,此时F浮=G,演习过程中发射若干枚导弹后,则重力减小,故浮力减小,则排开液体的体积减小,故舰体会上浮一些;
故答案为:(1)变小;上浮一些。
【分析】 (1)根据漂浮,F浮=G,当驱逐舰重力减小时,则浮力也减小;根据阿基米德原理原理可知,在液体密度不变时,浮力减小,则排开液体的体积也随之减小;
(2)根据阿基米德有F浮=G排水=m排水g可得浮力大小;再根据可得排开水的体积;(3)驱逐舰匀速行驶,则牵引力等于阻力,再根据W =Fs求牵引力做功;
(4)已知水平面上,压力等于重力,则根据求压强。
(1)[1][2]驱逐舰漂浮在水面,根据物体的浮沉条件可知,此时驱逐舰受到的浮力等于重力,即,演习过程中发射若干枚导弹后,则重力减小,故浮力减小,根据可知,排开液体的体积减小,故舰体会上浮一些。
(2)驱逐舰满载排水量
根据阿基米德原理可得,该驱逐舰满载时受到的浮力为
排开水的体积是
(3)驱逐舰匀速行驶,处于平衡状态,受到平衡力作用,水平方向上驱逐舰受到的牵引力等于阻力,则受到的牵引力为
牵引力做的功是
(4)他双脚站立时对水平甲板的压力为
每只脚与水平甲板的接触面积是250cm2,则他双脚站立时受力面积为
根据可得,他双脚站立时对水平甲板的压强是
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