【精品解析】广东省汕头市潮南区司马浦公校2024-2025学年八年级下学期6月期末物理试题

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广东省汕头市潮南区司马浦公校2024-2025学年八年级下学期6月期末物理试题
一、选择题(每题只有一个正确选项)
1.若不计空气阻力,下列场景中机械能守恒的是(  )
A.跳伞运动员在空中匀速下落 B.汽车在水平公路上加速行驶
C.苹果从树上自由落下 D.被吊车匀速吊起的货物
2.如图所示的生产生活实例,利用连通器原理的是(  )
A.吹气时球不掉落 B.茶壶
C.吸盘 D.自制喷雾器
3.小明从地上将一本物理书拿到课桌上,此过程小明对物理书做的功大约是(  )
A.0.5J B.2J C.10J D.30J
4.下列做法可以减小摩擦力的是(  )
A.自行车刹车时用力捏闸 B.磁悬浮列车悬浮行驶
C.垫毛巾拧开罐头盖 D.汽车轮胎刻凹凸花纹
5.下列事例中,利用惯性的是(  )
A.汽车在转弯时减速慢行 B.运动员跳远时助跑
C.乘车时系好安全带 D.汽车在行驶时保持车距
6.下列事例中的“压”,与大气压相关的是(  )
A.将药液“压”入病人肌肉内 B.潜水员需穿抗“压”潜水服
C.压路机把路面“压”得平整 D.紧“压”在墙上的吸盘挂钩
7.如图甲所示,喜欢动手动脑的小高同学在弹簧测力计下端用轻质细线系着底面积为40cm2的实心圆柱体,圆柱体浸没在水中,不与容器壁、容器底接触。现将其以1cm/s的速度匀速拉出水面,弹簧测力计示数F随圆柱体上升时间t的变化关系如图乙所示。不计圆柱体表面所沾水和细线体积,下列说法正确的是(  )
A.圆柱体的重力大小为15N
B.圆柱体的密度为3×103kg/m3
C.容器底面积为100cm2
D.圆柱体上表面刚要露出水面时,下表面受到水的压强为1250Pa
二、填空题
8.如图所示,使用压强计前,轻压探头的橡皮膜几次,若U形管内液面没有明显变化,说明装置气密性   (选填“好”或“差”);实验过程中通过观察两边液面的   来研究液体内部压强规律,这种研究方法是   法(选填“转换”或“控制变量”)。
9.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车每次从斜面相同位置由静止下滑,这样做的目的是:使小车到达水平面时的速度大小   。通过实验可知,水平面对小车的阻力越小,小车的速度减小得越   ,进一步推理可知:如果水平面绝对光滑,小车将做   运动。
10.如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力F随时间t变化的规律如图乙所示,速度v随时间t变化的规律如图丙所示,则在0~2s的过程中物体所受摩擦力为   N;在2~4s的过程中,物体克服摩擦力做功的功率为   W;在4~6s的过程中拉力F所做的功为   J。
11.筷子是生活中的常见物品,下面是与筷子有关的一些小实验:图中用筷子夹取物品时,筷子相当于一个   杠杆,手握在   点(选填A或B)更省力;用筷子可以竖直向上提起一杯米,筷子受到了米对它的力,方向是   。
12.如图所示,将一个长方体物块放在水平桌面上。若沿虚线 aa'将它切成两块,拿去上面的部分,则剩余物块对桌面的压力将   。若沿虚线 bb'将它切成两块,拿去右边的部分,则剩余物块对桌面的压力将   、压强将   。(均填“变大”“不变”或“变小”)
13.跑车尾部一般都安装有气流偏导器(如图所示),它的上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,气流偏导器下方的空气流速   ,压强   (前两空均填“大”或“小”),从而使偏导器受到向   (填“上”或“下”)的压力差,使车的后轮能更好地抓紧地面,提高跑车的稳定性。
14.如图所示的滑轮组中,能够省力的是滑轮   (选填“A”或“B”);已知物重,动滑轮重60N,滑轮组能保持平衡,则物重G1=   N;取下,用手拉动绳子将匀速提升,滑轮组的机械效率为   (不计摩擦及绳重)。
三、作图题
15.(1)如图所示,物体静止在斜面上,画出物体所受摩擦力和物体对斜面压力的示意图。
(2)如图所示,木块漂浮在水面,请画出木块受浮力的示意图(O为重心)。
(3)如图所示,是小明用扳手拧螺丝的情境,扳手在动力F的作用下,绕支点O(螺丝杆)转动,请画出动力F的力臂L。
四、实验题
16.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验过程中,弹簧测力计水平向右拉着物块A 做匀速直线运动,此时,物块A 受到的滑动摩擦力的大小   (大于/等于/小于)测力计的示数,方向水平向   ;
(2)小明在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并根据测量数据作出了如图乙所示的图线①,实验过程中需要控制的变量是   ;
(3)在同一次实验中,如果小明用更大的速度匀速拉物块A,则根据测量数据作出的图线会是   ;在长木板上铺上毛巾再次实验,则根据测量数据作出的图线会是   ;(①/②/③)
(4)对该实验进行改进,如图丙所示,用测力计C水平拉动木板,物块A 相对地面静止,物块A 受到的滑动摩擦力大小等于测力计   (B/C)的示数。
17.小莎游泳时发现,当她从浅水区走向深水区行时,脚底的压痛感逐渐减小。小莎思考,浮力大小与哪些因素有关呢 于是她提出了如下猜想:
【猜想】(1)浮力大小可能与物体排开液体的体积有关;
(2)浮力大小可能与物体浸在液体中的深度有关;
【证据】小莎进行了如图1所示的实验:
【解释】
(1)物块浸没在水中时,所受的浮力是   N;
(2)分析步骤A、B、C可得出,物体排开液体体积越大,物体所受的浮力   ;
(3)分析步骤   三步可得出,浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
【交流】
(4)有些同学分析A、B、C实验步骤,觉得物体浸在液体中的深度和排开液体体积都发生了变化,提出质疑,物体浸没前,浮力大小是否与物体浸在液体中深度有关
于是同学们利用生活中的物品进行如下实验。如图2所示,将适量的碎石块装入矿泉水瓶中,往瓶中加水,直至水面浸没石块,拧紧瓶盖,在瓶身上与水面齐平处绑细线并固定。
①如图甲所示,将瓶子挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1。
②如图乙所示,将瓶缓慢浸入水中,直至水面到绑线处,读出测力计示数F2。
③将瓶倒置悬挂在测力计下,瓶口朝下,将瓶缓慢浸入水中,直至   ,读出测力计示数F3。
④实验数据满足关系式   ,同学们得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。②③两次实验,矿泉水瓶浸入水中的深度分别为h1、h2,h1   (填“大于”或“小于”)h2。
18.利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆左端的平衡螺母向   调节,使杠杆在水平位置平衡,这样可以避免   对实验的影响,同时便于测量   。
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂   个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平平衡,若弹簧测力计逐渐向右倾斜,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂和动力的数据,绘制了的关系图象,如图丙所示。请根据图象推算,当为0.6m时,为   N。
(5)如图丁,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,此过程中肱二头肌收缩的距离   (填“大于”、“等于”或“小于”)手移动的距离。
五、计算题
19.2025年2月27日,如图所示,小米汽车SU7 Ultra正式上市,汽车的总重力为,最长续航超过800km,这两个数值均是如今的顶尖水准。行驶时轮胎与地面总接触面积为1000cm2,某次运行中匀速通过一座1.2km的大桥(车长忽略不计)用时1min,小米汽车行驶时所受摩擦力为车重的0.2倍。求:
(1)静止停放时汽车对水平地面的压强;
(2)汽车在该次运行中牵引力做功的功率。
20.在《哪吒:魔童闹海》电影中,哪吒与申正道的打斗场面惊心动魄。只见哪吒身姿矫健,立于一根高竹竿之巅,突然双脚一蹬,在空中翻腾旋转,最后稳稳地落在水面的一根细长竹竿上,此过程可近似看成竖直下落,如图所示。已知哪吒的质量为30kg,哪吒下落的竖直距离为21m,细长竹竿的质量是40kg。求:
(1)哪吒下落过程中重力做的功;
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积。
六、综合能力题
21.九年级的同学即将面临体育中考。下面是体重50kg的小徐在备考中的场景。
(1)如图甲所示,小徐跳绳跳起过程中,动能   ,总机械能   。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)如图乙示,小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为   ,使运动员前进的力的施力物是   ,小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,他会   。
(3)练习实心球时,小徐投出的实心球在空中画了一条优美弧线,如图丙,小徐对实心球有做功的是 。
A.用力将实心球抛出(球未离开手)
B.实心球在空中飞行
C.实心球掉到地上
D.实心球在地上滚动
22.我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器的示意图如图所示。“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板,其主要技术参数如表所示。“蛟龙号”挂有适当数量的压载铁,可通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮。“蛟龙号”采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术,即声呐通信。
体积 50 最大速度/节 25
质量/kg 最大载荷(不包括乘员质量) 220
最大下潜深度/m 7000 乘员人数(每人质量不超过) 3
(1)钛合金具有硬度大、耐腐蚀性好和耐热性高等特点。航空发动机用钛合金制造低压压气机盘和叶片,主要是利用钛合金   的特点;“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板,使其能更好地在海水中工作,主要是利用钛合金   的特点;
(2)“蛟龙号”在下潜的过程中受到海水的浮力   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)加速下沉的“蛟龙号”,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受的浮力等于重力,不计水的阻力,则其将_____;
A.继续加速下沉 B.减速下沉
C.匀速下沉 D.立即静止
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它通过改变压载铁的数量,实质上就是通过改变它所受的   来实现浮沉,当它处于深的工作区时,它所受海水的压强为   。(,取)
23.阅读短文,回答问题。
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:在弹簧测力计下,竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止状态,匀速下降和加速下降[加速下降就是向下的速度越来越大……]。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的大小的现象,如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力就小于人受到的重力。”小明在老师的指导下,到电梯内做失重实验:他将一个体重秤放在电梯的水平底面上,然后站上秤台,如图甲所示,在电梯向下运动的过程中,他记录了体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象,如图乙所示,已知小明的实际质量为60kg。课后小明和同学们通过查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,我们称这种现象为完全失重。(g取10N/kg)
请回答以下问题:
(1)电梯静止时,小明对秤台的压力为   N。此时小明受到的重力与   是一对平衡力,小明所受合力为   ;
(2)在乙图中,当台秤显示质量为74kg时,小明所坐的电梯,可能处于下列哪种情形(  );
A.加速下降 B.减速上升 C.匀速下降 D.加速上升
(3)由图乙可知,小明在   (选填“”或“”或“”)时间段内,处于失重状态;
(4)物体处于完全失重状态,是指物体(  );
A.质量为零 B.重力为零
C.受到的支持力或拉力为零 D.以上都为零
(5)航天器在太空中飞行,航天员处于失重状态,在完全失重的空间实验室里,下列实验不能完成的是(  )。
A.用秒表测时间 B.用水球做透镜成像实验
C.用弹簧测力计测重力 D.用刻度尺测书本长度
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】机械能及其转化;机械能守恒条件
【解析】【解答】A.跳伞运动员在空中匀速下落,其质量不变,速度不变,动能不变;高度减小,重力势能减小,所以机械能减小,机械能不守恒,故A不符合题意;
B.汽车在水平公路加速行驶,质量不变,高度不变,重力势能不变,速度变大,动能变大,机械能总量变大,机械能不守恒,故B不符合题意;
C.苹果从树上自由落下,若不计空气阻力,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增加,重力势能转化为动能,机械能守恒,故C符合题意;
D.被吊车匀速吊起的货物,质量不变,速度不变,动能不变;高度增加,重力势能增大,机械能总量变大,机械能不守恒,故D不符合题意。
故选C。
【分析】 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;
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
机械能=动能+势能。动能和势能可以相互转化,在转化过程中,如果没有其他能量损失,机械能是守恒的。
2.【答案】B
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 A.向漏斗口吹气时,乒乓球上面的空气流速大、压强小;下方大气压不变,乒乓球在向上压强差的作用下不会掉下来,其原理是流体压强与流速的关系,故A不符合题意;
B.茶壶上端开口,下端连通属于连通器,故B符合题意;
C.吸盘利用大气压吸在墙上,故C不符合题意;
D.自制喷雾器利用的是流体压强与流速的关系,故D不符合题意。
故选B。
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的。
3.【答案】B
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】一本物理书的质量约为250g,课桌高度约为0.8m,将书捡起来放在课桌上,人对物理书做的功约为:
W=Gh=mgh=250×10-3kg×10N/kg×0.8m=2J
故ACD不符合题意,B不符合题意。
故选B。
【分析】先估出书的质量,由G=mg得到重力,再估出课桌的高度,由W=Gh得到克服重力做的功。
4.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.自行车刹车时用力捏车闸,是受力面积相同时,通过增大压力从而增大摩擦力,故A不符合题意;
B.磁悬浮列车悬浮行驶,是通过使接触面分离来减小摩擦力,故B符合题意;
C.垫毛巾拧开罐头盖,是在压力相同时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D.汽车轮胎刻凹凸花纹,是在压力相同时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D不符合题意。
故选B。
【分析】减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力、减小摩擦力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度、减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
5.【答案】B
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】ACD.汽车在转弯时减速慢行,开车坐车时要系好安全带和车行驶要保持一定车距,都属于防止惯性带来的危害,故ACD不符合题意;
B.跳远运动员跳远时助跑,是利用惯性保持运动状态从而取得更好的成绩,故B符合题意;
故选B。
【分析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性,对各个选项分析判断即可。
6.【答案】D
【知识点】增大压强的方法及其应用;液体压强的特点;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.利用人对注射器活塞的压力将药液“压”入病人肌肉内,与大气压强无关,故A不符合题意;
B.水的压强随深度增加而增大,潜水服可以承受更大压强,所以潜水员需穿抗“压”潜水服,故B不符合题意;
C.压路机对路面的压力改变路面的形状,则压路机把路面“压”得平整,故C不符合题意;
D.紧“压”在墙上的吸盘挂钩,是利用大气压将吸盘压在墙上,故D符合题意。
故选 D。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理,然后与大气压强对照即可。
7.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图乙可知,当上升时间大于20s时,圆柱体离开水面,弹簧测力计示数为20N,即为圆柱体的重力G=20N,故A错误;
B.由图乙可知,圆柱体在0~10s内,圆柱体浸没再水中,排开水的体积等于物体的体积,保持不变,根据阿基米德原理可知圆柱体所受浮力不变,根据称重法可得,圆柱体受到的最大浮力为:
圆柱体的体积等于圆柱体排开水的体积:
圆柱体的质量为:
圆柱体的密度为:
故B错误;
C.圆柱体的高度为:
圆柱体从第10s开始上表面露出水面,第20s完全离开水面,则在此过程中圆柱体上升的高度为:
水面下降高度为:
容器底面积为:
故C错误。
D.圆柱体上表面刚露出水面时,下表面距离水面的距离为0.125m,则下表面受到水的压强为:
故D正确;
故选D。
【分析】(1)当物体完全露出水面时,弹簧测力计的示数即为物体重力大小,物体完全浸没在水中时所受浮力大小等于其重力大小减去浸没在水中时测力计示数;
(2)圆柱体在0~10s内,圆柱体一直浸没水中,排开水的体积不变,根据F浮=ρ水V排g知圆柱体所受浮力的变化情况;根据称重法可得圆柱体受到的最大浮力,由阿基米德原理得到圆柱体排开水的最大体积即圆柱体的体积,用G=mg计算圆柱体的质量,由密度公式得到圆柱体的密度;
(3)由V=Sh可得圆柱体的高度,圆柱体从第10s开始上表面露出水面,第20s完全离开水面,由速度公式得到圆柱体本阶段上升的高度,由圆柱体的高度减去圆柱体本阶段上升的高度得到水面下降的高度,由体积公式得到容器的底面积;
(4)根据p=ρgh可知圆柱体上表面刚露出水面时,下表面受到水的压强。
8.【答案】差;高度差;转换
【知识点】探究液体压强的特点实验;物理学方法
【解析】【解答】 当用手轻压探头的橡皮膜 ,如果U形管液面有明显变化,则该装置不漏气;如果U形管液面变化不明显,则装置漏气,说明装置气密性差。
实验过程中通过观察两边液面的高度差来研究液体内部压强规律,液面高度差越大,说明液体内部压强越大,这种研究方法是转换法。
故答案为:差;高度差;转换。
【分析】用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计不漏气;
用U形管两边液面高度差来显示液体内部压强大小,这种研究方法是转换法。
9.【答案】相同;慢;匀速直线
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 在“探究阻力对物体运动的影响”这一实验里,小车从斜面下滑后,到达水平面时的初速度大小,是由小车开始下滑时在斜面上的高度决定的。只要让小车每次都从斜面的同一位置由静止开始下滑,小车到达水平面时的初速度就会相等。
在实验过程中,小车在水平面上运动时,会受到阻力(也就是摩擦力)的作用,这个阻力会使小车的运动速度不断减小。水平面越光滑,小车受到的阻力就越小,小车的速度下降得也就越慢。
结合实验中观察到的现象,再通过科学推理可以得到结论:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力就为零,小车的速度不会再减小,它会在水平面上一直保持匀速直线运动的状态运动下去。
【分析】1、探究阻力对物体运动的影响:试验仪器由小车、斜面,不同粗糙程度的水平面;试验方法:控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如阻力对物体运动的影响因素有:不同材料的水平面,速度,在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 不同材料的水平面对物体的速度影响时,需要小车速度相同,故 每次均让小车从斜面顶端(相同位置)由静止下滑 。
2、试验步骤:将小车放置在斜面相同位置静止下滑,观察小车在不同材料水平桌面的移动长度;据此可知,阻力越大,小车速度减小的越快,阻力越小,小车速度减小的越慢,据此可以推断阻力为0时,小车将做匀速直线运动。
10.【答案】3;15;5
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;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】 从图丙可以看出,2~4s内物体做匀速直线运动,结合图乙可得这段时间内拉力F=3N。此时物体处于平衡状态,滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,因此滑动摩擦力f=F=3N。
0~2s内物体处于加速运动阶段,滑动摩擦力的大小只和接触面粗糙程度、压力大小有关,这两个条件都没有发生变化,因此0~2s过程中物体受到的摩擦力依然为3N。
根据图丙,2~4s内物体的运动速度v=5m/s,这段时间时长为2s,利用速度公式可以得到物体运动的距离:s=vt=5.0m/s×2s=10m;物体克服摩擦力做的功为:W=fs=3N×10m=30J;物体克服摩擦力做功的功率为; 结合图乙可知,4~6s内拉力大小F'=1N;再根据图丙,4~6s物体做匀减速直线运动,因此这段时间内物体的运动路程为
因此4~6s内拉力做的功为:W'= F's'=1N×5m=5J;
【分析】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,所以推力等于摩擦力
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。
功的相关计算:W=Fs,功率的计算:
11.【答案】费力;A;竖直向下
【知识点】力作用的相互性;杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】用筷子夹取物品时,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,筷子相当于一个费力杠杆。
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,故手握在点时更省力。
筷子竖直向上提起米,筷子对米有竖直向上的力,由于力的作用是相互的,米对筷子的力与筷子对米的力大小相等,方向相反,所以米对筷子的力方向是竖直向下 。
故答案为:费力;A;竖直向下。
【分析】(1)动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂比阻力臂越长越省力;
(2)米相对筷子有向下的运动趋势,米施加给筷子的静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。
12.【答案】变小;变小;不变
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】图中物体是长方体,水平面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,当沿aa'线将它切成两块,拿去上面的部分后,物体的重力减小,则剩余物块对桌面的压力将减小。
水平面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,沿bb'线切开,拿去右半部分后,物体的重力减小, 则剩余物块对桌面的压力将减小。物体的密度大小不变,高度不变,长方体属于柱体,根据柱体压强公式可知,物体对桌面的压强不变。
故答案为:变小;变小;不变。
【分析】 将物体放在水平桌面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,沿aa'线切和沿bb'线切,对桌面压力肯定减小,再根据柱体压强公式p=ρgh分析解答。
13.【答案】大;小;下
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】气流偏导器的上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,气流偏导器下方的空气流速大,压强小,上方的空气流速小,压强大,从而使偏导器受到向下的压力差,使车的后轮能更好地抓紧地面,提高跑车的稳定性。
故答案为:大;小;下。
【分析】流体流速越快,压强越小。
14.【答案】B;200;85
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图可知,滑轮B随物体一起移动,所以B是动滑轮,能省力。由图可知,缠绕在动滑轮的绳子数,根据动滑轮拉力的计算可知;根据效率公式计算滑轮组的机械效率为【分析】1、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
2、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。
15.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;摩擦力的示意图;浮力的示意图;力臂的画法
【解析】【解答】(1)物体静止在斜面上,有向下运动的趋势,所以摩擦力的方向沿斜面向上,作用点在物体的重心,用符号f表示,物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处,过此点作垂直于斜面向下的力,即为压力F,如下图所示:
(2)木块受到的浮力方向竖直向上,作用点在它的重心O上,用F浮表示,如图所示:
(3)过支点O作动力F的作用线的垂线,即为动力F1的力臂L,如下图所示:
【分析】(1) 物体对斜面的压力,作用在斜面上,作用点就画在斜面上,方向是垂直斜面并且指向斜面内部;
摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,物体在斜面上有沿斜面下滑的趋势,因此摩擦力的方向沿斜面向上。
(2)当木块漂浮在水中时,木块受到的浮力方向竖直向上,大小等于重力的大小,作用点在木块重心上。
(3)力臂是支点到力的作用线的距离,据此画出动力F的力臂。
(1)物体静止于某一斜面上,摩擦力阻碍了物体下滑,所以摩擦力的方向沿斜面向上,过物体的重心作沿斜面向上的力,即摩擦力f,物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处,过此点作垂直于斜面向下的力,即为压力F,如下图所示:
(2)木块受到的浮力方向竖直向上,作用点在它的重心O上,如下图所示:
(3)过支点O画动力F的作用线的垂线,垂线段即为它的力臂L,如下图所示:
16.【答案】(1)等于;左
(2)接触面的粗糙程度
(3)①;③
(4)B
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验过程中,弹簧测力计水平向右拉着物块A做匀速直线运动,物块在弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力的作用下处于平衡状态,据二力平衡条件可知,两个力大小相等,方向相反,A受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。拉力水平向右,则滑动摩擦力水平向左。
(2)滑动摩擦力的大小与压力及接触面的粗糙程度有关,要探究滑动摩擦力与压力的关系,需要控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小。所以实验过程中需要控制的变量是接触面的粗糙程度。
(3)同一次实验中,接触面所受的压力和粗糙程度相同,用更大的速度匀速拉动物块A,物块所受的滑动摩擦力不变,则根据测量数据作出的图线会是①。
在长木板上铺上毛巾再次实验,接触面的粗糙程度变大,由于压力大小不变,则滑动摩擦力变大,所以作出的图线是③。
(4)图丙中,物块A在水平方向上受到测力计B的拉力及长木板对物块A的滑动摩擦力,相对地面静止,两个力一一对平衡力,大小相等,方向相反,所以A受到的滑动摩擦力等于测力计B的示数。
故答案为:(1)等于;左;(2)接触面的粗糙程度;(3)①;③;(4)B。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析,物体受到滑动摩擦力与物体相对运动的方向相反;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)根据影响滑动摩擦力大小的两个因素:接触面的粗糙程度和压力大小分析;
(4)A相对地面处于静止状态,根据二力平衡的条件分析。
(1)[1][2]物块A做匀速直线运动,水平方向所受的两个力:弹簧测力计的拉力和所受的滑动摩擦力是一对平衡力,据二力平衡可知,A受到的滑动摩擦力的大小等于测力计的示数。拉力水平向右,则滑动摩擦力水平向左。
(2)滑动摩擦力的大小与压力及接触面的粗糙程度有关,测量不同压力下滑动摩擦力的大小,即要探究滑动摩擦力与压力的关系,需要控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小。所以需要控制的变量是接触面的粗糙程度不变。
(3)[1]同一次实验中,压力及接触面的粗糙程度相同,用更大的速度匀速拉动物块A,则其所受的滑动摩擦力不变,得出的图线是图乙中的①。
[2]在长木板上铺上毛巾再次实验,则接触面的粗糙程度变大,在压力不变时,滑动摩擦力变大,所以作出的图线是③。
(4)图丙中,物块A在水平方向上受到测力计B的拉力及滑动摩擦力的作用相对地面静止,A所受的两个力是平衡力,所以A受到的滑动摩擦力等于测力计B的示数。
17.【答案】(1)4
(2)越大
(3)A、C、D
(4)矿泉水瓶内的液面与外面液面相平;F1-F3;小于
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力F浮=G-F示可知,由图A可知物体重力G=5N,由图C或D知物体浸没在水中时弹簧测力计示数F示=1N,所以物体浸没在水中时所受浮力:

(2) 分析步骤A、B、C,液体密度相同,从A到B再到C,物体排开液体的体积逐渐增大,弹簧测力计示数逐渐减小,根据F浮=G-F示,G不变,F示减小,则浮力增大,所以得出物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大。
(3)要探究浮力大小与物体浸在液体中深度的关系,需控制液体密度和排开液体体积相同,改变深度。分析步骤A、C、D, 液体都是水,密度相同,物体都浸没,排开液体体积相同,C、D中物体浸没深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,所以分析A、C、D三步可得出浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)③要控制排开液体体积相同,所以将瓶倒置浸在水中直至瓶内外水面相同,保证与②中排开液体体积一样。
④根据称重法,F1-F2是②中瓶子受到的浮力,F1-F3是③中瓶子受到的浮力,要得出物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关,需
F1-F2=F1-F3。由图可知,瓶身为圆柱体,瓶口处比瓶身细,当瓶子倒放入水中相同体积时,由于瓶口处细,则倒放时的深度深,即②中瓶子浸入水中深度h1小于③中瓶子浸入水中深度h2。
故答案为:(1)4;(2)越大;(3)A、C、D;③矿泉水瓶内的液面与外面液面相平;④F1-F3;小于。
【分析】(1)由称重法得到物体浸没在水中时所受浮力。
(2)运用控制变量法进行分析,步骤A、B、C,液体密度相同,从A到B再到C,物体排开液体的体积增大,由称重法知浮力增大,得出物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大。
(3)要探究浮力大小与物体浸在液体中深度的关系,需控制液体密度和排开液体体积相同,改变深度。C、D中物体浸没深度不同,浮力相同,可得出浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)③运用控制变量法进行分析,要控制排开液体体积相同。
④当物体浸入液体的深度不同,但浮力相同时,可得出物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关,由称重法得到物体所受浮力。由图可知,瓶身为圆柱体,瓶口处比瓶身细,当瓶子倒放入水中相同体积时,由于瓶口处细,则倒放时的深度深。
(1)由图C可知,物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,所以物块浸没在水中时,所受的浮力是。
(2)步骤A、C中,物块受到的浮力为4N,由B图可得此时物块受到的浮力为,所以分析步骤A、B、C可得出,物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大。
(3)分析步骤A、C、D可得,物块浸没在液体中所受浮力相等,所以浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)[1][2]将瓶倒置悬挂在测力计下,瓶口朝下,将瓶缓慢浸入水中,直到内外液面相平,这样可以保证排开水的体积相同,待弹簧测力计示数稳定后,就可以读出测力计示数F3,则浮力为F1-F3,当F1-F2=F1-F3,说明物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。
[3]②③两次实验,矿泉水瓶浸入水中的深度分别为h1、h2,由于矿泉水瓶瓶口较小,倒立后会浸在水中深度更大,所以h1<h2。
18.【答案】(1)右;杠杆自重;力臂的长
(2)4
(3)变大
(4)0.5
(5)小于
【知识点】杠杆及其五要素;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)实验前,如图甲杠杆静止时左端低,右端高,可将杠杆左端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。由于杠杆自身重力的力臂为0,可以避免杠杆自重对实验的影响。
杠杆水平时,力臂与杠杆重合,可直接从杠杆刻度读取力臂长度,故目的是便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件可得,如图乙在杠杆B点挂3个相同的钩码可知动力,动力臂;D点阻力臂 ,则阻力为:

解得:F2=4G,即在D点挂4个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)弹簧测力计在 C 点竖直向上拉时,拉力的力臂为OC;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂变小, 由杠杆平衡条件可得,在阻力和阻力臂不变的情况下,力臂变小,则拉力变大,故弹簧测力计示数变大。
(4)B点钩码数量和力臂不变,则为定值,当动力臂时,动力,根据杠杆平衡条件可知 :

当=0.6m时,则:

(5)手提起物体时,桡骨绕肘关节一起转动,构成杠杆模型,肱二头肌的收缩力为动力,物体对手的力为阻力,支点到肱二头肌拉力方向的距离为动力臂,支点到手拉力方向的距离为阻力臂,由图可知,该杠杆为费力杠杆,根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
故答案为:(1)右;杠杆自重;力臂的长;(2)4;(3)变大;(4)0.5;(5)小于。
【分析】(1)实验前,如图甲杠杆静止时右端较高,接下来应向右调节杠杆左端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
杠杆水平平衡时,自身重力的力臂为0,避免杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析解答;
(3)由杠杆平衡F1L1=F2L2分析,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂变小,则拉力变大,可得弹簧测力计示数变化;
(4)此题中阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,当L1=0.6m时,则可求F1大小;
(5)根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
(1)[1]实验前,如图甲杠杆静止时右端较高,这时杠杆也是处于平衡状态;接下来应向右调节杠杆左端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
[2]杠杆水平平衡时,自身重力的力臂为 0,避免 杠杆自重对实验的影响。
[3]杠杆水平时,力的方向竖直向下,力臂(支点到力的作用线的距离) 与杠杆重合,可直接从杠杆刻度读取力臂长度,故目的是便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件分析,如图乙在杠杆B点挂3个相同的钩码,,;D点力臂 ,则,得F2=4G,即在D点挂4个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)弹簧测力计在 C 点竖直向上拉时,拉力的力臂为 OC ;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂变小(拉力方向不与杠杆垂直,力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,倾斜后力臂变短 ); 由杠杆平衡得,在 (阻力)和(阻力臂)不变 的情况下,力臂变小,则拉力变大 ,故弹簧测力计示数变大。
(4)B点钩码数量和力臂不变,即此题中阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件 ,为定值,从图象中取一点,比如 时,,则;当=0.6m时,则。
(5)手提起物体时,桡骨绕肘关节一起转动,构成杠杆模型,肱二头肌的收缩力(作用点靠近肘关节)为动力,物体对手的力(作用点远离肘关节,即手的位置)为阻力,支点到肱二头肌拉力方向的距离(短,因作用点近支点)为动力臂,支点到手拉力方向的距离(长,因作用点远支点)为阻力臂,故,该杠杆为费力杠杆,根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
19.【答案】(1)解:静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,对水平地面的压强:
答:静止停放时汽车对水平地面的压强为;
(2)汽车匀速行驶,速度大小为:
行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,牵引力做功的功率:
答:汽车在该次运行中牵引力做功的功率为。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,根据求出汽车对水平地面的压强;
(2)根据求出汽车匀速行驶的速度大小,行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,根据求出牵引力做功的功率。
(1)静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,对水平地面的压强
(2)汽车匀速行驶,速度大小为
行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,牵引力做功的功率
20.【答案】(1)解:哪吒的重力为:
哪吒下落过程中重力做的功为:
答:哪吒下落过程中重力做的功为6.3×103J;
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿受到的浮力为:
由得,哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积为:
答:哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积为0.07m3。
【知识点】重力及其大小的计算;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】【分析】(1)根据求出哪吒的重力,根据求出哪吒下落过程中重力做的功;
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,受力平衡,根据求出细长竹竿受到的浮力,由阿基米德原理求出哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积。
(1)哪吒的重力为
哪吒下落过程中重力做的功为
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿受到的浮力为
由得,哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积为
21.【答案】(1)减小;减小
(2)力的作用是相互的;地面;做匀速直线运动
(3)A
【知识点】机械能及其转化;力作用的相互性;物体运动状态的变化;是否做功的判断
【解析】【解答】(1)根据题意可知,小徐跳绳跳起过程中,质量不变,速度减小,故动能减小。小徐上升过程中,受到空气的阻力作用,会有部分机械能转化为内能,所以总机械能减小。
(2)①小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为物体间力的作用是相互的,使运动员前进的力的施力物体是地面。
②小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,根据牛顿第一定律可知,由于他此时是运动的,所以他会保持原来的速度做匀速直线运动。
(3)A.小徐用力将实心球抛出(球未离开手),并且球在推力的方向上移动了距离,人对球做了功,故A符合题意;
BCD.实心球在空中飞行、实心球掉到地上、实心球在地上滚动,这三个过程手对球没有力的作用,因此都没有做功。故BCD不符合题意。
故选A。
【分析】 (1)物体由于运动所具有的能量叫动能;动能与质量和速度有关。重力势能与质量和高度有关。动能和势能统称为机械能;
(2)①物体间力的作用是相互的;
②根据牛顿第一定律可知,物体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;
(3)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致)。
(1)[1]动能跟物体的质量和速度有关。小徐跳绳跳起过程中,质量不变,速度减小,故动能减小。
[2]小徐上升过程中,受到空气的阻力作用,会消耗掉一部分机械能,所以总机械能减小。
(2)[1][2]小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为物体间力的作用是相互的,小徐给地面一个向后的力,同时地面会给小徐一个向前的力,使运动员前进的力的施力物体是地面。
[3]根据牛顿第一定律,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。小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,由于他此时是运动的,所以他会保持原来的速度做匀速直线运动。
(3)做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
A.小徐用力将实心球抛出(球未离开手),并且球在推力的方向上移动了距离,人对球做了功。故A符合题意;
BCD.实心球在空中飞行、实心球掉到地上、实心球在地上滚动,这三个过程手对球没有力的作用,因此都没有做功。故BCD不符合题意。
故选A。
22.【答案】(1)耐热性高;耐腐蚀性好、硬度大
(2)不变
(3)C
(4)自身重力;1.03×107
【知识点】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】(1)钛合金具有硬度大、耐腐蚀性好和耐热性高等特点。航空发动机用钛合金制造低压压气机盘和叶片,主要是利用钛合金耐热性高的特点;“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板,使其能更好地在海水中工作,主要是利用钛合金耐腐蚀性好、硬度大的特点;
(2)“蛟龙号”下潜的过程中,排开水的体积始终等于自身体积,则排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,它受到的浮力不变。
(3)抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,则此时受的是平衡力,它将保持原状态做匀速下沉运动,
故选C。
(4)①“蛟龙号”通过改变压载铁的数量,改变自身重力,即它是靠改变自身重力来实现浮沉。
②它所受海水的压强为p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1000m=1.03×107Pa。
【分析】(1)物质的性质决定用途,也能根据用途推测物质的性质;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析潜艇受到浮力的变化;
(3)根据平衡力的知识分析;
(4)①根据潜艇的浮沉方法解答;
②根据液体压强公式p=ρ海水gh计算即可。
(1)[1][2]航空发动机工作时产生大量的热量,温度非常高,钛合金耐热性高能够满足要求;液体压强随深度的增加而增大,要克服深海海水产生的巨大压强,所选的材料必须有很强的硬度,而钛合金板就属于硬度大、耐腐蚀性好的材料。
(2)“蛟龙号”下潜的过程中,海水密度不变,排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知受到的浮力不变。
(3)抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,受的是平衡力,它将保持原状态做匀速下沉运动,故选C。
(4)[1]“蛟龙号”通过改变压载铁的数量,改变自身重力,浮力的大小不变,重力大于浮力,下沉,重力小于浮力,上浮,它是靠改变自身重力来实现浮沉。
[2]当它处于深的工作区时,它所受海水的压强为p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1000m=1.03×107Pa
23.【答案】(1)600;支持力;零
(2)D
(3)0-t1
(4)C
(5)C
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】(1)电梯静止时,小明对秤台的压力等于自身重力,则压力为;小明处于平衡状态,受到的重力与支持力是一对平衡力,合力为零。
(2)当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力小于人的重力,即台秤测量的质量小于人的质量;则当台秤显示质量为74kg时,台秤的数据大于人的质量,则电梯加速上升或减速下降,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)根据失重状态时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体所受重力的大小,可知,台秤测量的质量小于人的质量,在0-t1时间段内,处于失重状态。
(4)根据文意,当完全失重时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为0,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)ABD.用秒表测时间、用水球做透镜成像实验、用刻度尺测长度,与重力无关,故ABD不符合题意;
C.用弹簧测力计测量重力,与重力有关,故C符合题意。
故选C。
【分析】(1)水平面受到的压力等于物体的重力,根据F=G=mg,计算压力;
(2)人对支撑面的压力小于重力时,在加速下降;
(3)当人受到的支持力小于重力,处于失重状态;
(4)完全失重时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为0;
(5)在失重状态下,可以测量时间、长度、进行透镜成像实验,但不能测量重力。
(1)[1]电梯静止时,小明对秤台的压力大小与自身重力相等,则压力为
[2][3]此时小明处于平衡状态,受到的重力与支持力是一对平衡力,大小相等,合力为零。
(2)根据文意,当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力就小于人受到的重力,即台秤测量的质量小于人的质量;则当台秤显示质量为74kg时,即台秤显示的数据大于人的质量,说明此时电梯加速上升或减速下降,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)根据文意失重状态时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的大小的现象,根据可知,台秤测量的质量小于人的质量,因此0-t1时间段内,处于失重状态。
(4)根据文意,当完全失重时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为0,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)A.用秒表测量时间,与重力无关,故A不符合题意;
B.用水球做透镜成像实 验,与重力无关,故B不符合题意;
C.用弹簧测力计测量重力,与重力有关,故C符合题意;
D.用刻度尺测量书本长度,与重力无关,故D不符合题意。
故选C。
1 / 1广东省汕头市潮南区司马浦公校2024-2025学年八年级下学期6月期末物理试题
一、选择题(每题只有一个正确选项)
1.若不计空气阻力,下列场景中机械能守恒的是(  )
A.跳伞运动员在空中匀速下落 B.汽车在水平公路上加速行驶
C.苹果从树上自由落下 D.被吊车匀速吊起的货物
【答案】C
【知识点】机械能及其转化;机械能守恒条件
【解析】【解答】A.跳伞运动员在空中匀速下落,其质量不变,速度不变,动能不变;高度减小,重力势能减小,所以机械能减小,机械能不守恒,故A不符合题意;
B.汽车在水平公路加速行驶,质量不变,高度不变,重力势能不变,速度变大,动能变大,机械能总量变大,机械能不守恒,故B不符合题意;
C.苹果从树上自由落下,若不计空气阻力,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增加,重力势能转化为动能,机械能守恒,故C符合题意;
D.被吊车匀速吊起的货物,质量不变,速度不变,动能不变;高度增加,重力势能增大,机械能总量变大,机械能不守恒,故D不符合题意。
故选C。
【分析】 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;
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
机械能=动能+势能。动能和势能可以相互转化,在转化过程中,如果没有其他能量损失,机械能是守恒的。
2.如图所示的生产生活实例,利用连通器原理的是(  )
A.吹气时球不掉落 B.茶壶
C.吸盘 D.自制喷雾器
【答案】B
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 A.向漏斗口吹气时,乒乓球上面的空气流速大、压强小;下方大气压不变,乒乓球在向上压强差的作用下不会掉下来,其原理是流体压强与流速的关系,故A不符合题意;
B.茶壶上端开口,下端连通属于连通器,故B符合题意;
C.吸盘利用大气压吸在墙上,故C不符合题意;
D.自制喷雾器利用的是流体压强与流速的关系,故D不符合题意。
故选B。
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的。
3.小明从地上将一本物理书拿到课桌上,此过程小明对物理书做的功大约是(  )
A.0.5J B.2J C.10J D.30J
【答案】B
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】一本物理书的质量约为250g,课桌高度约为0.8m,将书捡起来放在课桌上,人对物理书做的功约为:
W=Gh=mgh=250×10-3kg×10N/kg×0.8m=2J
故ACD不符合题意,B不符合题意。
故选B。
【分析】先估出书的质量,由G=mg得到重力,再估出课桌的高度,由W=Gh得到克服重力做的功。
4.下列做法可以减小摩擦力的是(  )
A.自行车刹车时用力捏闸 B.磁悬浮列车悬浮行驶
C.垫毛巾拧开罐头盖 D.汽车轮胎刻凹凸花纹
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.自行车刹车时用力捏车闸,是受力面积相同时,通过增大压力从而增大摩擦力,故A不符合题意;
B.磁悬浮列车悬浮行驶,是通过使接触面分离来减小摩擦力,故B符合题意;
C.垫毛巾拧开罐头盖,是在压力相同时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D.汽车轮胎刻凹凸花纹,是在压力相同时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D不符合题意。
故选B。
【分析】减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力、减小摩擦力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度、减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
5.下列事例中,利用惯性的是(  )
A.汽车在转弯时减速慢行 B.运动员跳远时助跑
C.乘车时系好安全带 D.汽车在行驶时保持车距
【答案】B
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】ACD.汽车在转弯时减速慢行,开车坐车时要系好安全带和车行驶要保持一定车距,都属于防止惯性带来的危害,故ACD不符合题意;
B.跳远运动员跳远时助跑,是利用惯性保持运动状态从而取得更好的成绩,故B符合题意;
故选B。
【分析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性,对各个选项分析判断即可。
6.下列事例中的“压”,与大气压相关的是(  )
A.将药液“压”入病人肌肉内 B.潜水员需穿抗“压”潜水服
C.压路机把路面“压”得平整 D.紧“压”在墙上的吸盘挂钩
【答案】D
【知识点】增大压强的方法及其应用;液体压强的特点;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.利用人对注射器活塞的压力将药液“压”入病人肌肉内,与大气压强无关,故A不符合题意;
B.水的压强随深度增加而增大,潜水服可以承受更大压强,所以潜水员需穿抗“压”潜水服,故B不符合题意;
C.压路机对路面的压力改变路面的形状,则压路机把路面“压”得平整,故C不符合题意;
D.紧“压”在墙上的吸盘挂钩,是利用大气压将吸盘压在墙上,故D符合题意。
故选 D。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理,然后与大气压强对照即可。
7.如图甲所示,喜欢动手动脑的小高同学在弹簧测力计下端用轻质细线系着底面积为40cm2的实心圆柱体,圆柱体浸没在水中,不与容器壁、容器底接触。现将其以1cm/s的速度匀速拉出水面,弹簧测力计示数F随圆柱体上升时间t的变化关系如图乙所示。不计圆柱体表面所沾水和细线体积,下列说法正确的是(  )
A.圆柱体的重力大小为15N
B.圆柱体的密度为3×103kg/m3
C.容器底面积为100cm2
D.圆柱体上表面刚要露出水面时,下表面受到水的压强为1250Pa
【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图乙可知,当上升时间大于20s时,圆柱体离开水面,弹簧测力计示数为20N,即为圆柱体的重力G=20N,故A错误;
B.由图乙可知,圆柱体在0~10s内,圆柱体浸没再水中,排开水的体积等于物体的体积,保持不变,根据阿基米德原理可知圆柱体所受浮力不变,根据称重法可得,圆柱体受到的最大浮力为:
圆柱体的体积等于圆柱体排开水的体积:
圆柱体的质量为:
圆柱体的密度为:
故B错误;
C.圆柱体的高度为:
圆柱体从第10s开始上表面露出水面,第20s完全离开水面,则在此过程中圆柱体上升的高度为:
水面下降高度为:
容器底面积为:
故C错误。
D.圆柱体上表面刚露出水面时,下表面距离水面的距离为0.125m,则下表面受到水的压强为:
故D正确;
故选D。
【分析】(1)当物体完全露出水面时,弹簧测力计的示数即为物体重力大小,物体完全浸没在水中时所受浮力大小等于其重力大小减去浸没在水中时测力计示数;
(2)圆柱体在0~10s内,圆柱体一直浸没水中,排开水的体积不变,根据F浮=ρ水V排g知圆柱体所受浮力的变化情况;根据称重法可得圆柱体受到的最大浮力,由阿基米德原理得到圆柱体排开水的最大体积即圆柱体的体积,用G=mg计算圆柱体的质量,由密度公式得到圆柱体的密度;
(3)由V=Sh可得圆柱体的高度,圆柱体从第10s开始上表面露出水面,第20s完全离开水面,由速度公式得到圆柱体本阶段上升的高度,由圆柱体的高度减去圆柱体本阶段上升的高度得到水面下降的高度,由体积公式得到容器的底面积;
(4)根据p=ρgh可知圆柱体上表面刚露出水面时,下表面受到水的压强。
二、填空题
8.如图所示,使用压强计前,轻压探头的橡皮膜几次,若U形管内液面没有明显变化,说明装置气密性   (选填“好”或“差”);实验过程中通过观察两边液面的   来研究液体内部压强规律,这种研究方法是   法(选填“转换”或“控制变量”)。
【答案】差;高度差;转换
【知识点】探究液体压强的特点实验;物理学方法
【解析】【解答】 当用手轻压探头的橡皮膜 ,如果U形管液面有明显变化,则该装置不漏气;如果U形管液面变化不明显,则装置漏气,说明装置气密性差。
实验过程中通过观察两边液面的高度差来研究液体内部压强规律,液面高度差越大,说明液体内部压强越大,这种研究方法是转换法。
故答案为:差;高度差;转换。
【分析】用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计不漏气;
用U形管两边液面高度差来显示液体内部压强大小,这种研究方法是转换法。
9.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车每次从斜面相同位置由静止下滑,这样做的目的是:使小车到达水平面时的速度大小   。通过实验可知,水平面对小车的阻力越小,小车的速度减小得越   ,进一步推理可知:如果水平面绝对光滑,小车将做   运动。
【答案】相同;慢;匀速直线
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 在“探究阻力对物体运动的影响”这一实验里,小车从斜面下滑后,到达水平面时的初速度大小,是由小车开始下滑时在斜面上的高度决定的。只要让小车每次都从斜面的同一位置由静止开始下滑,小车到达水平面时的初速度就会相等。
在实验过程中,小车在水平面上运动时,会受到阻力(也就是摩擦力)的作用,这个阻力会使小车的运动速度不断减小。水平面越光滑,小车受到的阻力就越小,小车的速度下降得也就越慢。
结合实验中观察到的现象,再通过科学推理可以得到结论:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力就为零,小车的速度不会再减小,它会在水平面上一直保持匀速直线运动的状态运动下去。
【分析】1、探究阻力对物体运动的影响:试验仪器由小车、斜面,不同粗糙程度的水平面;试验方法:控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如阻力对物体运动的影响因素有:不同材料的水平面,速度,在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 不同材料的水平面对物体的速度影响时,需要小车速度相同,故 每次均让小车从斜面顶端(相同位置)由静止下滑 。
2、试验步骤:将小车放置在斜面相同位置静止下滑,观察小车在不同材料水平桌面的移动长度;据此可知,阻力越大,小车速度减小的越快,阻力越小,小车速度减小的越慢,据此可以推断阻力为0时,小车将做匀速直线运动。
10.如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力F随时间t变化的规律如图乙所示,速度v随时间t变化的规律如图丙所示,则在0~2s的过程中物体所受摩擦力为   N;在2~4s的过程中,物体克服摩擦力做功的功率为   W;在4~6s的过程中拉力F所做的功为   J。
【答案】3;15;5
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;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】 从图丙可以看出,2~4s内物体做匀速直线运动,结合图乙可得这段时间内拉力F=3N。此时物体处于平衡状态,滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,因此滑动摩擦力f=F=3N。
0~2s内物体处于加速运动阶段,滑动摩擦力的大小只和接触面粗糙程度、压力大小有关,这两个条件都没有发生变化,因此0~2s过程中物体受到的摩擦力依然为3N。
根据图丙,2~4s内物体的运动速度v=5m/s,这段时间时长为2s,利用速度公式可以得到物体运动的距离:s=vt=5.0m/s×2s=10m;物体克服摩擦力做的功为:W=fs=3N×10m=30J;物体克服摩擦力做功的功率为; 结合图乙可知,4~6s内拉力大小F'=1N;再根据图丙,4~6s物体做匀减速直线运动,因此这段时间内物体的运动路程为
因此4~6s内拉力做的功为:W'= F's'=1N×5m=5J;
【分析】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,所以推力等于摩擦力
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。
功的相关计算:W=Fs,功率的计算:
11.筷子是生活中的常见物品,下面是与筷子有关的一些小实验:图中用筷子夹取物品时,筷子相当于一个   杠杆,手握在   点(选填A或B)更省力;用筷子可以竖直向上提起一杯米,筷子受到了米对它的力,方向是   。
【答案】费力;A;竖直向下
【知识点】力作用的相互性;杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】用筷子夹取物品时,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,筷子相当于一个费力杠杆。
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,故手握在点时更省力。
筷子竖直向上提起米,筷子对米有竖直向上的力,由于力的作用是相互的,米对筷子的力与筷子对米的力大小相等,方向相反,所以米对筷子的力方向是竖直向下 。
故答案为:费力;A;竖直向下。
【分析】(1)动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂比阻力臂越长越省力;
(2)米相对筷子有向下的运动趋势,米施加给筷子的静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。
12.如图所示,将一个长方体物块放在水平桌面上。若沿虚线 aa'将它切成两块,拿去上面的部分,则剩余物块对桌面的压力将   。若沿虚线 bb'将它切成两块,拿去右边的部分,则剩余物块对桌面的压力将   、压强将   。(均填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】变小;变小;不变
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】图中物体是长方体,水平面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,当沿aa'线将它切成两块,拿去上面的部分后,物体的重力减小,则剩余物块对桌面的压力将减小。
水平面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,沿bb'线切开,拿去右半部分后,物体的重力减小, 则剩余物块对桌面的压力将减小。物体的密度大小不变,高度不变,长方体属于柱体,根据柱体压强公式可知,物体对桌面的压强不变。
故答案为:变小;变小;不变。
【分析】 将物体放在水平桌面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,沿aa'线切和沿bb'线切,对桌面压力肯定减小,再根据柱体压强公式p=ρgh分析解答。
13.跑车尾部一般都安装有气流偏导器(如图所示),它的上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,气流偏导器下方的空气流速   ,压强   (前两空均填“大”或“小”),从而使偏导器受到向   (填“上”或“下”)的压力差,使车的后轮能更好地抓紧地面,提高跑车的稳定性。
【答案】大;小;下
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】气流偏导器的上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,气流偏导器下方的空气流速大,压强小,上方的空气流速小,压强大,从而使偏导器受到向下的压力差,使车的后轮能更好地抓紧地面,提高跑车的稳定性。
故答案为:大;小;下。
【分析】流体流速越快,压强越小。
14.如图所示的滑轮组中,能够省力的是滑轮   (选填“A”或“B”);已知物重,动滑轮重60N,滑轮组能保持平衡,则物重G1=   N;取下,用手拉动绳子将匀速提升,滑轮组的机械效率为   (不计摩擦及绳重)。
【答案】B;200;85
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图可知,滑轮B随物体一起移动,所以B是动滑轮,能省力。由图可知,缠绕在动滑轮的绳子数,根据动滑轮拉力的计算可知;根据效率公式计算滑轮组的机械效率为【分析】1、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
2、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。
三、作图题
15.(1)如图所示,物体静止在斜面上,画出物体所受摩擦力和物体对斜面压力的示意图。
(2)如图所示,木块漂浮在水面,请画出木块受浮力的示意图(O为重心)。
(3)如图所示,是小明用扳手拧螺丝的情境,扳手在动力F的作用下,绕支点O(螺丝杆)转动,请画出动力F的力臂L。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;摩擦力的示意图;浮力的示意图;力臂的画法
【解析】【解答】(1)物体静止在斜面上,有向下运动的趋势,所以摩擦力的方向沿斜面向上,作用点在物体的重心,用符号f表示,物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处,过此点作垂直于斜面向下的力,即为压力F,如下图所示:
(2)木块受到的浮力方向竖直向上,作用点在它的重心O上,用F浮表示,如图所示:
(3)过支点O作动力F的作用线的垂线,即为动力F1的力臂L,如下图所示:
【分析】(1) 物体对斜面的压力,作用在斜面上,作用点就画在斜面上,方向是垂直斜面并且指向斜面内部;
摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,物体在斜面上有沿斜面下滑的趋势,因此摩擦力的方向沿斜面向上。
(2)当木块漂浮在水中时,木块受到的浮力方向竖直向上,大小等于重力的大小,作用点在木块重心上。
(3)力臂是支点到力的作用线的距离,据此画出动力F的力臂。
(1)物体静止于某一斜面上,摩擦力阻碍了物体下滑,所以摩擦力的方向沿斜面向上,过物体的重心作沿斜面向上的力,即摩擦力f,物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处,过此点作垂直于斜面向下的力,即为压力F,如下图所示:
(2)木块受到的浮力方向竖直向上,作用点在它的重心O上,如下图所示:
(3)过支点O画动力F的作用线的垂线,垂线段即为它的力臂L,如下图所示:
四、实验题
16.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验过程中,弹簧测力计水平向右拉着物块A 做匀速直线运动,此时,物块A 受到的滑动摩擦力的大小   (大于/等于/小于)测力计的示数,方向水平向   ;
(2)小明在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并根据测量数据作出了如图乙所示的图线①,实验过程中需要控制的变量是   ;
(3)在同一次实验中,如果小明用更大的速度匀速拉物块A,则根据测量数据作出的图线会是   ;在长木板上铺上毛巾再次实验,则根据测量数据作出的图线会是   ;(①/②/③)
(4)对该实验进行改进,如图丙所示,用测力计C水平拉动木板,物块A 相对地面静止,物块A 受到的滑动摩擦力大小等于测力计   (B/C)的示数。
【答案】(1)等于;左
(2)接触面的粗糙程度
(3)①;③
(4)B
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验过程中,弹簧测力计水平向右拉着物块A做匀速直线运动,物块在弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力的作用下处于平衡状态,据二力平衡条件可知,两个力大小相等,方向相反,A受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。拉力水平向右,则滑动摩擦力水平向左。
(2)滑动摩擦力的大小与压力及接触面的粗糙程度有关,要探究滑动摩擦力与压力的关系,需要控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小。所以实验过程中需要控制的变量是接触面的粗糙程度。
(3)同一次实验中,接触面所受的压力和粗糙程度相同,用更大的速度匀速拉动物块A,物块所受的滑动摩擦力不变,则根据测量数据作出的图线会是①。
在长木板上铺上毛巾再次实验,接触面的粗糙程度变大,由于压力大小不变,则滑动摩擦力变大,所以作出的图线是③。
(4)图丙中,物块A在水平方向上受到测力计B的拉力及长木板对物块A的滑动摩擦力,相对地面静止,两个力一一对平衡力,大小相等,方向相反,所以A受到的滑动摩擦力等于测力计B的示数。
故答案为:(1)等于;左;(2)接触面的粗糙程度;(3)①;③;(4)B。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析,物体受到滑动摩擦力与物体相对运动的方向相反;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)根据影响滑动摩擦力大小的两个因素:接触面的粗糙程度和压力大小分析;
(4)A相对地面处于静止状态,根据二力平衡的条件分析。
(1)[1][2]物块A做匀速直线运动,水平方向所受的两个力:弹簧测力计的拉力和所受的滑动摩擦力是一对平衡力,据二力平衡可知,A受到的滑动摩擦力的大小等于测力计的示数。拉力水平向右,则滑动摩擦力水平向左。
(2)滑动摩擦力的大小与压力及接触面的粗糙程度有关,测量不同压力下滑动摩擦力的大小,即要探究滑动摩擦力与压力的关系,需要控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小。所以需要控制的变量是接触面的粗糙程度不变。
(3)[1]同一次实验中,压力及接触面的粗糙程度相同,用更大的速度匀速拉动物块A,则其所受的滑动摩擦力不变,得出的图线是图乙中的①。
[2]在长木板上铺上毛巾再次实验,则接触面的粗糙程度变大,在压力不变时,滑动摩擦力变大,所以作出的图线是③。
(4)图丙中,物块A在水平方向上受到测力计B的拉力及滑动摩擦力的作用相对地面静止,A所受的两个力是平衡力,所以A受到的滑动摩擦力等于测力计B的示数。
17.小莎游泳时发现,当她从浅水区走向深水区行时,脚底的压痛感逐渐减小。小莎思考,浮力大小与哪些因素有关呢 于是她提出了如下猜想:
【猜想】(1)浮力大小可能与物体排开液体的体积有关;
(2)浮力大小可能与物体浸在液体中的深度有关;
【证据】小莎进行了如图1所示的实验:
【解释】
(1)物块浸没在水中时,所受的浮力是   N;
(2)分析步骤A、B、C可得出,物体排开液体体积越大,物体所受的浮力   ;
(3)分析步骤   三步可得出,浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
【交流】
(4)有些同学分析A、B、C实验步骤,觉得物体浸在液体中的深度和排开液体体积都发生了变化,提出质疑,物体浸没前,浮力大小是否与物体浸在液体中深度有关
于是同学们利用生活中的物品进行如下实验。如图2所示,将适量的碎石块装入矿泉水瓶中,往瓶中加水,直至水面浸没石块,拧紧瓶盖,在瓶身上与水面齐平处绑细线并固定。
①如图甲所示,将瓶子挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1。
②如图乙所示,将瓶缓慢浸入水中,直至水面到绑线处,读出测力计示数F2。
③将瓶倒置悬挂在测力计下,瓶口朝下,将瓶缓慢浸入水中,直至   ,读出测力计示数F3。
④实验数据满足关系式   ,同学们得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。②③两次实验,矿泉水瓶浸入水中的深度分别为h1、h2,h1   (填“大于”或“小于”)h2。
【答案】(1)4
(2)越大
(3)A、C、D
(4)矿泉水瓶内的液面与外面液面相平;F1-F3;小于
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力F浮=G-F示可知,由图A可知物体重力G=5N,由图C或D知物体浸没在水中时弹簧测力计示数F示=1N,所以物体浸没在水中时所受浮力:

(2) 分析步骤A、B、C,液体密度相同,从A到B再到C,物体排开液体的体积逐渐增大,弹簧测力计示数逐渐减小,根据F浮=G-F示,G不变,F示减小,则浮力增大,所以得出物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大。
(3)要探究浮力大小与物体浸在液体中深度的关系,需控制液体密度和排开液体体积相同,改变深度。分析步骤A、C、D, 液体都是水,密度相同,物体都浸没,排开液体体积相同,C、D中物体浸没深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,所以分析A、C、D三步可得出浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)③要控制排开液体体积相同,所以将瓶倒置浸在水中直至瓶内外水面相同,保证与②中排开液体体积一样。
④根据称重法,F1-F2是②中瓶子受到的浮力,F1-F3是③中瓶子受到的浮力,要得出物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关,需
F1-F2=F1-F3。由图可知,瓶身为圆柱体,瓶口处比瓶身细,当瓶子倒放入水中相同体积时,由于瓶口处细,则倒放时的深度深,即②中瓶子浸入水中深度h1小于③中瓶子浸入水中深度h2。
故答案为:(1)4;(2)越大;(3)A、C、D;③矿泉水瓶内的液面与外面液面相平;④F1-F3;小于。
【分析】(1)由称重法得到物体浸没在水中时所受浮力。
(2)运用控制变量法进行分析,步骤A、B、C,液体密度相同,从A到B再到C,物体排开液体的体积增大,由称重法知浮力增大,得出物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大。
(3)要探究浮力大小与物体浸在液体中深度的关系,需控制液体密度和排开液体体积相同,改变深度。C、D中物体浸没深度不同,浮力相同,可得出浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)③运用控制变量法进行分析,要控制排开液体体积相同。
④当物体浸入液体的深度不同,但浮力相同时,可得出物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关,由称重法得到物体所受浮力。由图可知,瓶身为圆柱体,瓶口处比瓶身细,当瓶子倒放入水中相同体积时,由于瓶口处细,则倒放时的深度深。
(1)由图C可知,物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,所以物块浸没在水中时,所受的浮力是。
(2)步骤A、C中,物块受到的浮力为4N,由B图可得此时物块受到的浮力为,所以分析步骤A、B、C可得出,物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大。
(3)分析步骤A、C、D可得,物块浸没在液体中所受浮力相等,所以浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)[1][2]将瓶倒置悬挂在测力计下,瓶口朝下,将瓶缓慢浸入水中,直到内外液面相平,这样可以保证排开水的体积相同,待弹簧测力计示数稳定后,就可以读出测力计示数F3,则浮力为F1-F3,当F1-F2=F1-F3,说明物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。
[3]②③两次实验,矿泉水瓶浸入水中的深度分别为h1、h2,由于矿泉水瓶瓶口较小,倒立后会浸在水中深度更大,所以h1<h2。
18.利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆左端的平衡螺母向   调节,使杠杆在水平位置平衡,这样可以避免   对实验的影响,同时便于测量   。
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂   个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平平衡,若弹簧测力计逐渐向右倾斜,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂和动力的数据,绘制了的关系图象,如图丙所示。请根据图象推算,当为0.6m时,为   N。
(5)如图丁,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,此过程中肱二头肌收缩的距离   (填“大于”、“等于”或“小于”)手移动的距离。
【答案】(1)右;杠杆自重;力臂的长
(2)4
(3)变大
(4)0.5
(5)小于
【知识点】杠杆及其五要素;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)实验前,如图甲杠杆静止时左端低,右端高,可将杠杆左端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。由于杠杆自身重力的力臂为0,可以避免杠杆自重对实验的影响。
杠杆水平时,力臂与杠杆重合,可直接从杠杆刻度读取力臂长度,故目的是便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件可得,如图乙在杠杆B点挂3个相同的钩码可知动力,动力臂;D点阻力臂 ,则阻力为:

解得:F2=4G,即在D点挂4个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)弹簧测力计在 C 点竖直向上拉时,拉力的力臂为OC;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂变小, 由杠杆平衡条件可得,在阻力和阻力臂不变的情况下,力臂变小,则拉力变大,故弹簧测力计示数变大。
(4)B点钩码数量和力臂不变,则为定值,当动力臂时,动力,根据杠杆平衡条件可知 :

当=0.6m时,则:

(5)手提起物体时,桡骨绕肘关节一起转动,构成杠杆模型,肱二头肌的收缩力为动力,物体对手的力为阻力,支点到肱二头肌拉力方向的距离为动力臂,支点到手拉力方向的距离为阻力臂,由图可知,该杠杆为费力杠杆,根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
故答案为:(1)右;杠杆自重;力臂的长;(2)4;(3)变大;(4)0.5;(5)小于。
【分析】(1)实验前,如图甲杠杆静止时右端较高,接下来应向右调节杠杆左端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
杠杆水平平衡时,自身重力的力臂为0,避免杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析解答;
(3)由杠杆平衡F1L1=F2L2分析,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂变小,则拉力变大,可得弹簧测力计示数变化;
(4)此题中阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,当L1=0.6m时,则可求F1大小;
(5)根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
(1)[1]实验前,如图甲杠杆静止时右端较高,这时杠杆也是处于平衡状态;接下来应向右调节杠杆左端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
[2]杠杆水平平衡时,自身重力的力臂为 0,避免 杠杆自重对实验的影响。
[3]杠杆水平时,力的方向竖直向下,力臂(支点到力的作用线的距离) 与杠杆重合,可直接从杠杆刻度读取力臂长度,故目的是便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件分析,如图乙在杠杆B点挂3个相同的钩码,,;D点力臂 ,则,得F2=4G,即在D点挂4个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)弹簧测力计在 C 点竖直向上拉时,拉力的力臂为 OC ;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂变小(拉力方向不与杠杆垂直,力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,倾斜后力臂变短 ); 由杠杆平衡得,在 (阻力)和(阻力臂)不变 的情况下,力臂变小,则拉力变大 ,故弹簧测力计示数变大。
(4)B点钩码数量和力臂不变,即此题中阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件 ,为定值,从图象中取一点,比如 时,,则;当=0.6m时,则。
(5)手提起物体时,桡骨绕肘关节一起转动,构成杠杆模型,肱二头肌的收缩力(作用点靠近肘关节)为动力,物体对手的力(作用点远离肘关节,即手的位置)为阻力,支点到肱二头肌拉力方向的距离(短,因作用点近支点)为动力臂,支点到手拉力方向的距离(长,因作用点远支点)为阻力臂,故,该杠杆为费力杠杆,根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
五、计算题
19.2025年2月27日,如图所示,小米汽车SU7 Ultra正式上市,汽车的总重力为,最长续航超过800km,这两个数值均是如今的顶尖水准。行驶时轮胎与地面总接触面积为1000cm2,某次运行中匀速通过一座1.2km的大桥(车长忽略不计)用时1min,小米汽车行驶时所受摩擦力为车重的0.2倍。求:
(1)静止停放时汽车对水平地面的压强;
(2)汽车在该次运行中牵引力做功的功率。
【答案】(1)解:静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,对水平地面的压强:
答:静止停放时汽车对水平地面的压强为;
(2)汽车匀速行驶,速度大小为:
行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,牵引力做功的功率:
答:汽车在该次运行中牵引力做功的功率为。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,根据求出汽车对水平地面的压强;
(2)根据求出汽车匀速行驶的速度大小,行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,根据求出牵引力做功的功率。
(1)静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,对水平地面的压强
(2)汽车匀速行驶,速度大小为
行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,牵引力做功的功率
20.在《哪吒:魔童闹海》电影中,哪吒与申正道的打斗场面惊心动魄。只见哪吒身姿矫健,立于一根高竹竿之巅,突然双脚一蹬,在空中翻腾旋转,最后稳稳地落在水面的一根细长竹竿上,此过程可近似看成竖直下落,如图所示。已知哪吒的质量为30kg,哪吒下落的竖直距离为21m,细长竹竿的质量是40kg。求:
(1)哪吒下落过程中重力做的功;
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积。
【答案】(1)解:哪吒的重力为:
哪吒下落过程中重力做的功为:
答:哪吒下落过程中重力做的功为6.3×103J;
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿受到的浮力为:
由得,哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积为:
答:哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积为0.07m3。
【知识点】重力及其大小的计算;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】【分析】(1)根据求出哪吒的重力,根据求出哪吒下落过程中重力做的功;
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,受力平衡,根据求出细长竹竿受到的浮力,由阿基米德原理求出哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积。
(1)哪吒的重力为
哪吒下落过程中重力做的功为
(2)哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿受到的浮力为
由得,哪吒静止在细长竹竿上时,细长竹竿排开水的体积为
六、综合能力题
21.九年级的同学即将面临体育中考。下面是体重50kg的小徐在备考中的场景。
(1)如图甲所示,小徐跳绳跳起过程中,动能   ,总机械能   。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)如图乙示,小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为   ,使运动员前进的力的施力物是   ,小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,他会   。
(3)练习实心球时,小徐投出的实心球在空中画了一条优美弧线,如图丙,小徐对实心球有做功的是 。
A.用力将实心球抛出(球未离开手)
B.实心球在空中飞行
C.实心球掉到地上
D.实心球在地上滚动
【答案】(1)减小;减小
(2)力的作用是相互的;地面;做匀速直线运动
(3)A
【知识点】机械能及其转化;力作用的相互性;物体运动状态的变化;是否做功的判断
【解析】【解答】(1)根据题意可知,小徐跳绳跳起过程中,质量不变,速度减小,故动能减小。小徐上升过程中,受到空气的阻力作用,会有部分机械能转化为内能,所以总机械能减小。
(2)①小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为物体间力的作用是相互的,使运动员前进的力的施力物体是地面。
②小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,根据牛顿第一定律可知,由于他此时是运动的,所以他会保持原来的速度做匀速直线运动。
(3)A.小徐用力将实心球抛出(球未离开手),并且球在推力的方向上移动了距离,人对球做了功,故A符合题意;
BCD.实心球在空中飞行、实心球掉到地上、实心球在地上滚动,这三个过程手对球没有力的作用,因此都没有做功。故BCD不符合题意。
故选A。
【分析】 (1)物体由于运动所具有的能量叫动能;动能与质量和速度有关。重力势能与质量和高度有关。动能和势能统称为机械能;
(2)①物体间力的作用是相互的;
②根据牛顿第一定律可知,物体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;
(3)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致)。
(1)[1]动能跟物体的质量和速度有关。小徐跳绳跳起过程中,质量不变,速度减小,故动能减小。
[2]小徐上升过程中,受到空气的阻力作用,会消耗掉一部分机械能,所以总机械能减小。
(2)[1][2]小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为物体间力的作用是相互的,小徐给地面一个向后的力,同时地面会给小徐一个向前的力,使运动员前进的力的施力物体是地面。
[3]根据牛顿第一定律,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。小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,由于他此时是运动的,所以他会保持原来的速度做匀速直线运动。
(3)做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
A.小徐用力将实心球抛出(球未离开手),并且球在推力的方向上移动了距离,人对球做了功。故A符合题意;
BCD.实心球在空中飞行、实心球掉到地上、实心球在地上滚动,这三个过程手对球没有力的作用,因此都没有做功。故BCD不符合题意。
故选A。
22.我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器的示意图如图所示。“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板,其主要技术参数如表所示。“蛟龙号”挂有适当数量的压载铁,可通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮。“蛟龙号”采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术,即声呐通信。
体积 50 最大速度/节 25
质量/kg 最大载荷(不包括乘员质量) 220
最大下潜深度/m 7000 乘员人数(每人质量不超过) 3
(1)钛合金具有硬度大、耐腐蚀性好和耐热性高等特点。航空发动机用钛合金制造低压压气机盘和叶片,主要是利用钛合金   的特点;“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板,使其能更好地在海水中工作,主要是利用钛合金   的特点;
(2)“蛟龙号”在下潜的过程中受到海水的浮力   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)加速下沉的“蛟龙号”,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受的浮力等于重力,不计水的阻力,则其将_____;
A.继续加速下沉 B.减速下沉
C.匀速下沉 D.立即静止
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它通过改变压载铁的数量,实质上就是通过改变它所受的   来实现浮沉,当它处于深的工作区时,它所受海水的压强为   。(,取)
【答案】(1)耐热性高;耐腐蚀性好、硬度大
(2)不变
(3)C
(4)自身重力;1.03×107
【知识点】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】(1)钛合金具有硬度大、耐腐蚀性好和耐热性高等特点。航空发动机用钛合金制造低压压气机盘和叶片,主要是利用钛合金耐热性高的特点;“蛟龙号”的外壳主材选用钛合金板,使其能更好地在海水中工作,主要是利用钛合金耐腐蚀性好、硬度大的特点;
(2)“蛟龙号”下潜的过程中,排开水的体积始终等于自身体积,则排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,它受到的浮力不变。
(3)抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,则此时受的是平衡力,它将保持原状态做匀速下沉运动,
故选C。
(4)①“蛟龙号”通过改变压载铁的数量,改变自身重力,即它是靠改变自身重力来实现浮沉。
②它所受海水的压强为p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1000m=1.03×107Pa。
【分析】(1)物质的性质决定用途,也能根据用途推测物质的性质;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析潜艇受到浮力的变化;
(3)根据平衡力的知识分析;
(4)①根据潜艇的浮沉方法解答;
②根据液体压强公式p=ρ海水gh计算即可。
(1)[1][2]航空发动机工作时产生大量的热量,温度非常高,钛合金耐热性高能够满足要求;液体压强随深度的增加而增大,要克服深海海水产生的巨大压强,所选的材料必须有很强的硬度,而钛合金板就属于硬度大、耐腐蚀性好的材料。
(2)“蛟龙号”下潜的过程中,海水密度不变,排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知受到的浮力不变。
(3)抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,受的是平衡力,它将保持原状态做匀速下沉运动,故选C。
(4)[1]“蛟龙号”通过改变压载铁的数量,改变自身重力,浮力的大小不变,重力大于浮力,下沉,重力小于浮力,上浮,它是靠改变自身重力来实现浮沉。
[2]当它处于深的工作区时,它所受海水的压强为p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1000m=1.03×107Pa
23.阅读短文,回答问题。
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:在弹簧测力计下,竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止状态,匀速下降和加速下降[加速下降就是向下的速度越来越大……]。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的大小的现象,如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力就小于人受到的重力。”小明在老师的指导下,到电梯内做失重实验:他将一个体重秤放在电梯的水平底面上,然后站上秤台,如图甲所示,在电梯向下运动的过程中,他记录了体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象,如图乙所示,已知小明的实际质量为60kg。课后小明和同学们通过查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,我们称这种现象为完全失重。(g取10N/kg)
请回答以下问题:
(1)电梯静止时,小明对秤台的压力为   N。此时小明受到的重力与   是一对平衡力,小明所受合力为   ;
(2)在乙图中,当台秤显示质量为74kg时,小明所坐的电梯,可能处于下列哪种情形(  );
A.加速下降 B.减速上升 C.匀速下降 D.加速上升
(3)由图乙可知,小明在   (选填“”或“”或“”)时间段内,处于失重状态;
(4)物体处于完全失重状态,是指物体(  );
A.质量为零 B.重力为零
C.受到的支持力或拉力为零 D.以上都为零
(5)航天器在太空中飞行,航天员处于失重状态,在完全失重的空间实验室里,下列实验不能完成的是(  )。
A.用秒表测时间 B.用水球做透镜成像实验
C.用弹簧测力计测重力 D.用刻度尺测书本长度
【答案】(1)600;支持力;零
(2)D
(3)0-t1
(4)C
(5)C
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】(1)电梯静止时,小明对秤台的压力等于自身重力,则压力为;小明处于平衡状态,受到的重力与支持力是一对平衡力,合力为零。
(2)当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力小于人的重力,即台秤测量的质量小于人的质量;则当台秤显示质量为74kg时,台秤的数据大于人的质量,则电梯加速上升或减速下降,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)根据失重状态时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体所受重力的大小,可知,台秤测量的质量小于人的质量,在0-t1时间段内,处于失重状态。
(4)根据文意,当完全失重时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为0,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)ABD.用秒表测时间、用水球做透镜成像实验、用刻度尺测长度,与重力无关,故ABD不符合题意;
C.用弹簧测力计测量重力,与重力有关,故C符合题意。
故选C。
【分析】(1)水平面受到的压力等于物体的重力,根据F=G=mg,计算压力;
(2)人对支撑面的压力小于重力时,在加速下降;
(3)当人受到的支持力小于重力,处于失重状态;
(4)完全失重时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为0;
(5)在失重状态下,可以测量时间、长度、进行透镜成像实验,但不能测量重力。
(1)[1]电梯静止时,小明对秤台的压力大小与自身重力相等,则压力为
[2][3]此时小明处于平衡状态,受到的重力与支持力是一对平衡力,大小相等,合力为零。
(2)根据文意,当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力就小于人受到的重力,即台秤测量的质量小于人的质量;则当台秤显示质量为74kg时,即台秤显示的数据大于人的质量,说明此时电梯加速上升或减速下降,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)根据文意失重状态时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的大小的现象,根据可知,台秤测量的质量小于人的质量,因此0-t1时间段内,处于失重状态。
(4)根据文意,当完全失重时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为0,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)A.用秒表测量时间,与重力无关,故A不符合题意;
B.用水球做透镜成像实 验,与重力无关,故B不符合题意;
C.用弹簧测力计测量重力,与重力有关,故C符合题意;
D.用刻度尺测量书本长度,与重力无关,故D不符合题意。
故选C。
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