【精品解析】湖北省武汉市汉阳区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题

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湖北省武汉市汉阳区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
一、汉阳区2024-2025学年下学期期末八年级物理试题
1.如图所示,力的作用效果与其它不同的是(  )
A.双杠被压弯
B.小车被推动
C.气球被挤扁
D.弹簧被拉长
2.如图是电影中敖丙和哪吒踢毽子的场景。下列说法正确的是(  )
A.踢毽子的力是毽子发生形变产生的
B.敖丙踢毽子的力与哪吒踢毽子的力是一对相互作用力
C.毽子离开脚后仍能向前运动是由于毽子具有惯性
D.毽子飞到最高点时,若所有外力突然消失,它将保持静止
3.如图所示,某同学沿水平方向用尽全力也没有把木箱推动,是因为(  )
A.水平推力小于木箱受到的摩擦力
B.水平推力等于木箱受到的摩擦力
C.水平推力小于木箱受到的重力
D.水平推力等于木箱受到的重力
4.如图所示,物体受到两个力的作用,其中受力情况属于二力平衡的是(  )
A. B.
C. D.
5.公交车车窗旁都配有如图所示的破窗锤,在紧急情况下,乘客可以借此敲碎车窗玻璃逃生。已知锤头面积是2mm2,底部面积是2.0cm2。若乘客的敲击力是200N,则破窗锤对车窗的最大压强可达(  )
A.1×108Pa B.1×106Pa C.1×104Pa D.1×102Pa
6.关于下面四幅图的描述正确的是(  )
A.图甲,液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.图乙,两张纸自由下垂,往其中间向下吹气,两张纸间气压增大
C.图丙,高原边防哨所战士用压力锅煮面条,是由于水的沸点随着气压的降低而升高
D.图丁,对雪地压力相当的两人,一人深陷雪地,是因为压力的作用效果跟受力面积大小有关
7.用手将重6N的物体恰好浸没在装满水的杯中(不计手的排水),溢出水的重力为5.5N,放手后物体将(  )
A.下沉 B.上浮 C.漂浮 D.悬浮
8.如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力为4N,下表面受到液体的压力为12N。下列说法中正确的是(  )
A.正方体受到的浮力为12N
B.正方体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面所处的深度为4cm
D.液体对正方体下表面的压强为1×103Pa
9.如图所示,物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,在木棒的一端缠绕一些铜丝,放入盛有甲、乙两种不同液体的两个烧杯中(均未触底),静止时液面相平,下列说法正确的是(  )
A.甲液体的密度小
B.甲液体对杯底的压强大
C.密度计在乙液体中受到的浮力小
D.甲排开液体体积大
10.下列四幅图中,力对物体做功的是(  )
A.用绳子提升物体
B.推车未推动
C.提着滑板水平前行
D.搬石未搬起
11.如图所示,小红和她的爷爷一起从一楼爬到五楼,小红先于爷爷到达五楼,已知爷爷的体重大于小红的体重。下列说法中正确的是(  )
A.小红做的功可能等于爷爷做的功
B.小红做的功一定小于爷爷做的功
C.小红的功率一定等于爷爷的功率
D.小红的功率一定大于爷爷的功率
12.小球竖直向上运动并落回地面的过程中,先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示,则小球在B点的(  )
A.动能等于在A点的 B.机械能大于在A点的
C.速度比在A点的大 D.离地高度比在A点的高
13.如图所示,将小球拉到点后松手,小球从点下落到点,又从点上升到点,之后来回摆动多次静止在点。下列说法正确的是(  )
A.小球从点到点过程中,动能转化为重力势能
B.小球从点到点过程中,重力势能转化为动能
C.小球从点到点过程中,重力势能先增大后减小
D.小球上升到点时若绳子突然断了,小球会竖直下落
14.如图展示的是大家熟悉的简单机械,其中,使用时费距离的是(  )
A.筷子
B.托盘天平
C.旗杆顶端的定滑轮
D.盘山公路
15.《墨经》最早记述了杠杆原理.如图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力.以下说法符合杠杆原理的是
A.“权”小于“重”时,A端一定上扬
B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”
C.增大“重”时,应把“权”向A端移
D.增大“重”时,换用更小的“权”
16.如图所示,放在水平桌面上的木块B通过水平细线、伸出桌面的滑轮与物块A相连,GA=10N,GB=20N时,木块B恰好向右匀速直线运动,下列分析正确的是(  )
A.图中的滑轮是动滑轮 B.物块A受到的合力大小为10N
C.木块B受到的合力大小为10N D.木块B受到的摩擦力大小为10N
17.如图所示,利用滑轮组拉动水平地面上重为200N的物体。物体在拉力F的作用下向左匀速直线运动5m,拉力F的大小为60N,物体与地面之间的摩擦力大小为90N,不计动滑轮和绳子的重力,下列说法错误的是(  )
A.图中A点处的拉力FA为120N B.拉力F做的总功为600J
C.拉力F做的有用功为450J D.滑轮组的机械效率为75%
18.如图所示,水平地面上有一个底面积为200cm2的装有液体的容器A,内有边长为10cm的正方体物块B,一根细线与容器底部相连,此时细线受到的拉力是6N。已知该液体的密度是0.8×103kg/m3,下列说法正确的是(  )
①物块B受到的浮力是4N
②物块B的密度是0.6×103kg/m3
③剪断绳子,待物块B静止后受到的浮力为2N
④剪断绳子,待物块B静止后,容器底受到液体的压强减小了300Pa
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
19.某航母满载时排水量是67000t,吃水深度(海面到船底的距离)为10m,海水的密度为1.03×103kg/m3,该航母在海上满载航行时受到的浮力是   N,此时航母底部受到海水的压强为   Pa;如果航母上部分飞机起飞离开航母,航母受到的浮力将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
20.如图所示,在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶在水平冰面上向前滑动,刷冰运动员紧捏刷把,用力刷冰,这是通过增大刷把与冰面间的压力来   (填“增大”或“减小”)摩擦;冰壶向前滑动时,其运动状态   (填“改变”或“不改变”),冰面的支持力对冰壶    (填“做功”或“不做功”)。
21.搬运砖头的独轮车,车体和砖头所受的总重力,独轮车的有关尺寸如图所示。该独轮车是一个   杠杆;推车时,人手竖直向上的力F应为   N;若要更省力,人手应向   (填“前方”、“后方”)移。
22.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用物块的重力为   N。
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力    (填“偏大”或“偏小”)。
(3)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为   N。
(4)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与    有关,换用酒精再次实验的目的是    (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
23.用如图甲所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球从某一高度由静止释放,钢球滚到水平面撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)本实验研究   (填“钢球”、或“木块”)的动能大小,其动能的大小是通过观察   来判断的;
(2)实验中,他们让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下,目的是让钢球到达水平面时   (填“速度”或“动能”)相同;
次数 钢球质量 钢球高度 木块滑行距离
(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板;乙同学建议换一个较重的木块;丙同学建议降低钢球的高度。你认为采用   (填“甲”、“乙”或“丙”)同学的建议最合理;从表中数据可以看出,探究得出的结论是   ;
(4)有同学将实验装置改进成图乙所示,设计了以下二个实验方案探究动能的影响因素:
方案A:用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度,静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击后移动的距离;
方案B:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度,静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击后移动的距离;该同学的两个方案中,能完成“探究某个因素”的是方案   (填“A”或“B”),另一个方案无法完成的原因是:   。
24.如图是小明同学探究“杠杆平衡条件”的几个实验情景。(实验中每个钩码质量均为50g)
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆    (填“是”或“不是”)平衡状态。接下来可以将杠杆右端的螺母向   (填“左”或“右”)调节,使杠杆保持水平并静止;
(2)如图乙,A点挂有2个钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂    个钩码;
(3)如图丙,在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,用弹簧测力计在D点竖直向下拉杠杆使其水平平衡,则F1=   N;若将弹簧测力计绕D点从①位置缓慢转到②位置,在此过程中杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计与其力臂的乘积大小   (填“变大”、“变小”或“不变”)。
25.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 0.3
(1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和   ;
(2)分析表中数据,请用笔画线代替绳子,在图中画出绳子绕法。
(3)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为   。
(4)小明同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,他觉得应该静止时读数,你认为他的想法   (填“正确”或“不正确”),如果这样做,测得的机械效率将   (填“偏大”、“偏小”或“更准确”)。
26.某同学住在11楼,他在1楼乘电梯回家。电梯运行20s直接到达11楼。假设电梯匀速运行,每层楼高3m,该同学质量为66kg,在搭乘电梯的过程中,电梯对他做功的功率是多少?
27.如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个杠杆ABC及EDF组合而成,图乙所示是桶盖闭合时的示意图。桶盖的质量为240g,桶盖的直径30cm。脚踏杆和其他连接杆的质量及连接处的摩擦力不计,已知AC=30cm,AB=18cm,ED=5cm,桶盖DF质量分布均匀,厚度不计,F为桶盖的重心,桶盖闭合时,连接杆CD处于竖直状态。试求解下列问题:
(1)杠杆EDF是   (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(2)脚踩在A处,最少需要多大的力才能将桶盖翻开?(请写出计算过程并在图中画出这个力的示意图,翻盖时ABC仍水平)
(3)若将桶盖翻开30°,桶盖克服重力做的功是多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】 ACD.双杠被压弯,气球被挤扁,弹簧被拉长,是力改变了物体的形状,ACD不符合题意;
B.小车被推动,是力改变了物体的运动状态,故B符合题意。
故选:B。
【分析】 力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态。
2.【答案】C
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化;惯性及其现象;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.踢毽子的力是脚施加的,因此是脚面发生形变产生的,故A错误;
B.相互作用力必须作用在不同物体上,而敖丙踢毽子的力与哪吒踢毽子的力均作用在毽子上,不属于相互作用力,故B错误;
C. 毽子离开脚后仍能向前运动是由于毽子具有惯性, 故C正确;
D.毽子飞到最高点时,水平方向还具有速度,因此若所有外力突然消失,它将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
【分析】A.对毽子进行受力分析即可;
B.根据相互作用力的条件判断;
C.物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
D.根据牛顿第一定律的内容判断。
3.【答案】B
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】木箱静止处于平衡状态,合力为零,木箱在水平方向上只受到推力和摩擦力,是一对平衡力,木箱受到摩擦力等于水平推力,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】物体受到推力保持静止,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等。
4.【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.图中一个力为3N,另一个力为5N,即两个力的大小不相等,不是平衡力,故A不符合题意;
B.图中F1作用在左边物体上,F2作用在右边物体上,即两个力不是作用在同一物体上,不是平衡力,故B不符合题意;
C.图中两个力同时满足大小相等(5N)、方向相反、作用在同一物体上、在一条直线上是一对平衡力,故C符合题意;
D.图中F1和F2两个力不是作用在同一直线上,不是平衡力,故D不符合题意。
故选C。
【分析】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
5.【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】 破窗锤的锤头顶部尖,是在压力一定时,减小受力面积可增大压强,要使破窗锤对车窗的压强最大,受力面积应为:S=2mm2,
则破窗锤对车窗的最大压强为:,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A
【分析】增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积,据此判断出要使破窗锤对车窗的压强最大,其受力面积的数值,根据计算破窗锤对车窗的最大压强。
6.【答案】D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;液体压强的特点;沸点及沸点与气压的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 A、图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,不能说明液体内向各个方向都有压强,故A错误;
B.当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小,故B错误;
C.高原边防哨所战士用压力锅煮面条,是由于水的沸点随着气压的升高而增大,故C错误;
D.由题意知,穿滑雪板的人受力面积较大,没有陷入雪中,是因为压力的作用效果还跟受力面积大小有关,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)根据液体压强的特点并结合图中水流情况可以解答此题;
(2)流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大;
(3)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低;
(4)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
7.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】杯中盛满水,物体浸入后溢出的水重为5.5N,说明物体排开的水重就是5.5N。依据阿基米德原理,物体受到的浮力等于排开液体的重力,因此浮力大小为5.5N。此时浮力小于物体自身重力,根据浮沉条件,放手后物体将下沉。故A正确。
故选:A。
【分析】物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力。判断物体浮沉的核心,是比较浮力与自身重力的大小关系:浮力小于重力时,物体在液体中会下沉。
8.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】 A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=12N-4N=8N,故A错误;
B.物体浸没在某种液体中并保持静止状态受力平衡,浮力与重力平衡,重力为8N,正方体的密度,故B正确。C.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V=V排=L3=(10cm)=1000cm3=1×10-3m3
由F浮=ρ液gV排可得,液体的密度 ,
根据p=ρgh得,液体下表面的深度,
正方体上表面所处的深度h1=h2-L=0.15m-0.1m=0.05m=5cm,故C错误;
D.正方体的上、下表面积S上=S下=L2=(0.1m)2=0.01m2;液体对正方体下表面的压强;故D错误;
故选:B。
【分析】 (1)知道正方体上、下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F=F下-F上求出受到的浮力;
(2)根据在某种液体中并保持静止状态受力平衡,分析重力与浮力关系;根据求出正方体的密度。
(3)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其体积,根据阿基米德原理求出液体的密度,根据p=ρgh求出正方体下表面到液面的距离,进而求出上表面到液面的距离;
(4)根据S=L2求出正方体的上、下表面积根据求出液体对物体下表面的压强;
9.【答案】B
【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;制作微型密度计
【解析】【解答】ACD.根据图片可知,简易密度计在两种液体中都处于漂浮状态,则它受到的浮力都等于自身重力。它的重力保持不变,因此它受到的浮力相同。密度计在乙液体中排开液体的体积更大,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,乙液体的密度更小,故ACD错误;
B.综上所述,乙液体的密度小,而甲液体的密度更大,且两者液面相平,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强更大,故B正确。
故选B。
【分析】ACD.根据物体的漂浮条件比较密度计受到浮力的大小。根据密度计浸入的深度比较排开液体的体积大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较两种液体密度大小;
B.根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体对容器底部压强大小。
10.【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A. 用绳子向上提升物体时,绳子对物体施加了拉力,物体也沿拉力方向向上移动了一段距离,同时满足做功的两个条件,因此拉力对物体做了功,故A符合题意。
B. 用力推车却没有推动,虽然有力作用在车上,但车没有沿推力方向移动距离,力不做功,故B不符合题意。
C. 提着滑板在水平方向前进时,手对滑板的拉力竖直向上,与滑板水平移动的方向垂直,不满足 “在力的方向上移动距离” 的条件,拉力不做功,故C不符合题意。
D. 用力搬石头却没有搬起,石头始终静止,没有沿力的方向移动距离,力不做功,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】判断力是否做功,关键看两个条件是否同时满足:一是对物体施加了力,二是物体在力的方向上通过了距离。两个条件缺一不可,只要缺少其中一个,力就没有对物体做功。
11.【答案】B
【知识点】功率大小的比较;功的概念
【解析】【解答】 AB.爷爷的体重大于小红的体重,两人升高的高度相同,根据W=Gh可知,小红做的功一定小于爷爷做的功,故A错误,B正确;
CD.因为小红做的功较小,且小红用的时间较短,所以由可知,小红的功率可能等于,可能小于,也可能大于爷爷的功率,故CD错误。
故选:B。
【分析】
(1)爬楼时,克服重力做功,根据W=Gh比较做功的多少;
(2)根据比较功率的大小。
12.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】AC.动能大小跟物体的质量和速度有关,由图可知,小球在B点的动能大于A点的动能,小球的质量不变,所以小球在B点的速度大于A点速度,A不符合题意,C符合题意;
B.弹性势能与物体的弹性形变程度有关,球在运动过程中没有发生弹性形变,所以机械能等于动能和重力势能之和,由图知,球在A点动能和B点重力势能相等,A点的重力势能大于B点的动能,所以A点的机械能大于B点的机械能,B不符合题意;
D.重力势能跟物体的质量和高度有关,A点的重力势能大于B点的重力势能,球的质量不变,所以球在A点的高度大于B点的高度,D不符合题意。
故选C。
【分析】 动能大小跟物体的质量和速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大;在速度一定时,质量越大,动能越大;重力势能跟物体的质量和高度有关,在质量一定时,高度越大,重力势能越大;在高度一定时,质量越大,重力势能越大;机械能等于动能和势能之和,物体不发生弹性形变时,机械能等于动能和重力势能之和。
13.【答案】D
【知识点】机械能及其转化;物体运动状态的变化
【解析】【解答】A.在A点到B点的下落过程中,小球的质量保持不变,高度降低,速度增加。此过程中重力势能减少,动能增加,实现了重力势能向动能的转化。因此选项A的说法不正确。
B.在B点到C点的上升阶段,小球质量不变,高度升高,速度减小。此过程中重力势能增大,动能减小,是动能转化为重力势能的过程。故选项B的表述是错误的。
C.分析小球从A到C的完整运动轨迹:先是下落过程(重力势能减小),接着是上升过程(重力势能增大)。因此选项C的结论不正确。
D.当小球摆动到C点时,瞬时速度为零。若此时绳子突然断裂,由于小球没有水平初速度,仅受重力作用,将做自由落体运动垂直下落。因此选项D是正确的。
正确答案是D。
【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。
14.【答案】D
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;斜面的机械效率
【解析】【解答】A. 日常使用的筷子,动力臂长度短于阻力臂,归为费力杠杆,使用过程中能够节省移动距离,故A不符合题意。
B. 托盘天平两侧力臂长度完全一致,是典型的等臂杠杆,既无法省力也不能省距离,故B不符合题意。
C. 安装在旗杆顶部的定滑轮,实质为等臂杠杆,不会改变移动距离大小,故C不符合题意。
D. 盘山公路依托斜面原理修建,属于省力类简单机械,在省力的同时会增加通行路程,故D符合题意。
故选 D。
【分析】
(1)费力杠杆的结构特点决定其运作特点,牺牲力量换取行程缩短,实现省距离效果。
(2)等臂杠杆两边受力运动幅度相同,使用时距离长短不会发生改变。
(3)定滑轮仅能调整用力方向,力臂保持对等状态,不会改变物体移动距离。
(4)斜面这类省力器械有着固定规律,想要达到省力效果,就必须相应增加运动距离。
15.【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】A.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,杠杆能否平衡,取决于力和力臂的乘积是否相同。“权”小于“重”时,无法确定“权”和“标”的乘积与“重”和“本”乘积的大小的关系,故A错误;
B.“权”小于“重”时,根据杠杆平衡F1L1=F2L2条件可知,“标”一定大于“本”,故B错误.
C.“本”不变,增大“重”时,则二者乘积变大。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,此时“标”会变大,即应把“权”向A端移,故C正确.
D.使用杆秤时,同一杆秤“权”不变,通过“标”的长度确定物体的质量,故D错误。
故选C。
【分析】.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,当杆秤平衡时,“权”ד标”=“重”ד本”,据此分析判断即可。
16.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】 A.图中的滑轮的轴是固定的,是定滑轮,故A错误;
BC.物块A、B做匀速直线运动,处于平衡状态的物体受到的合力大小为0N,即AB受到的合力都是0,故BC错误;
D.物块A做匀速直线运动,受到的拉力和重力是一对平衡力,大小相等,则绳子对A的拉力为10N;同一根绳子上的拉力相等,则绳子对B的拉力也是10N;木块B做匀速直线运动,则它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,木块B受到的摩擦力大小为10N,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)根据动滑轮的定义分析;
(2)根据二力平衡条件分析解答;
(3)平衡力的合力为0。
17.【答案】A
【知识点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;有用功和额外功
【解析】【解答】A.根据题意可知,当物体在水平地面上向左匀速直线运动时,它受到平衡力,即它受到的拉力FA与摩擦力大小相等,所以FA=f=90N,
故A错误,符合题意;
B.根据图片可知,滑轮组上承担拉力的绳子段数n=2,
则绳子自由端移动的距离:s=ns物=2×5m=10m
那么拉力F做的总功为W总=Fs=60N×10m=600J,
故B正确,不符合题意;
C.滑轮组克服物体的摩擦做有用功,即W有=FAs物=90N×5m=450J,
故C正确,不符合题意;
D.综上所述,该滑轮组的机械效率为,
故D正确,不符合题意。
故选A。
【分析】 A对物体进行受力分析,根据平衡力的知识计算FA的大小;
B.根据图片确定通过动滑轮绳子段数n,根据s=ns物计算拉力移动的距离,根据W总=Fs可求总功;
C.滑轮组克服物体的摩擦做有用功,即W有=FAs物;
D.根据计算滑轮组的机械效率。
18.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 ①先求出物块B的体积,由于物块B完全浸入液体中,据此计算它所受浮力为 ,故①错误。②对物块B做受力分析,它受到重力、细线拉力与液体浮力,根据力的平衡条件F浮=GB+F拉可得物体B的重力为:GB=F浮-F拉=8N-6N=2N,
由重力公式可知,物块B的质量为:
由密度公式可知,物块B的密度:,故②错误;
③物块自身重力小于浸没时受到的浮力,剪断细线后物块会上浮,最终漂浮在液面,漂浮状态下浮力与重力大小相等,即F浮'=GB=2N,故③正确。
④对比剪断细线前后物块排开液体的体积,剪断细线前,物块B浸没,排开液体的体积,
剪断细线后,物块B漂浮,且浮力等于重力,根据F浮=ρ液gV排得此时排开液体的体积:,
排开液体的体积变化量: ,
容器底面积S=200cm2=0.02m2,则液面下降的高度: ,
容器底部受到液体的压强减小量:,故④正确。
故选:C。
【分析】①根据阿基米德原理求解物块B受到的浮力。
②对物块B进行受力分析,它受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮和绳子的拉力F拉,由力的平衡可得G。可得物块B的质量、物块B的密度计算。
③剪断绳子,待物块 B 静止后受到的浮力:剪断绳子后,物块B漂浮在水面上,此时物块B受到的浮力等于其重力,即F'浮=G。
④剪断绳子,待物块 B 静止后,容器内水面下降的高度:物块B浸没时受到的浮力8N,物块B漂浮时受到的浮力等于重力为2N,那么排开水的体积减少了,容器底面积S,根据。
19.【答案】6.7×108;1.03×105;变小
【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)根据题意可知,该航母满载时排水量是67000t,根据阿基米德原理F浮=G排可知,
该航母在海上满载航行时受到的浮力是F浮=G排=m排g=67000×103kg×10N/kg=6.7×108N。
(2)航母的吃水深度为10m,
则此时航母底部受到海水的压强为p=ρ液gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10m=1.03×105Pa。
(3)航母始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于自身重力。航母上部分飞机起飞离开航母,航母的总重变小,则航母受到的浮力将变小。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排计算航母在海上满载航行时受到的浮力;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh计算航母底部受到海水的压强;
(3)根据物体的漂浮条件判断飞机起飞后航母受到浮力的变化。
20.【答案】增大;改变;不做功
【知识点】力的作用效果;增大或减小摩擦的方法;是否做功的判断
【解析】【解答】(1)运动员用力擦拭冰面,保持接触面粗糙程度不变,依靠加大按压的力度,以此加大两者之间的摩擦力。
(2)冰壶脱手后向前滑行,滑行途中受到地面阻力作用,行进快慢与运动轨迹都会发生变化,也就是自身运动状态发生改变。
(3)冰壶在冰面平稳滑动时,冰面对它的支撑力竖直朝上,冰壶并未顺着这个力的方向产生位移,达不到做功要求,因此该支持力不产生做功效果。
故答案为:增大;改变;不做功。
【分析】(1)调整摩擦力大小可从两方面入手,固定接触面粗糙程度时,加大压力便能提升摩擦力度。
(2)外力作用既能更改物体外形,也能改变运动状态,速度快慢或是行进方位出现变动,都属于运动状态改变。
(3)想要完成做功过程,既要存在施加在物体上的作用力,还需要物体顺着力的朝向发生位置移动,二者缺一不可。
21.【答案】省力;360;后方
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】(1)在使用独轮车过程中,车轮为支点,货物的重力施加阻力,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
(2)根据图片可知,阻力为1200N,阻力臂为0.3m,动力臂为1m,
根据杠杆平衡原理得到:;
解得:。
(3)根据杠杆的平衡条件可知,若要更省力,则需要增大动力臂,所以人手应该向后方移动。
【分析】(1)比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类;
(2)根据杠杆平衡原理列式计算;
(3)根据杠杆的平衡条件分析解答。
22.【答案】(1)4
(2)偏小
(3)1
(4)液体密度;寻找普遍规律
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)甲图中物体静止悬空,弹簧测力计测出的拉力数值等同于物体自身重力,可得出物体重力为G=F1=4N。
(2)做实验时若溢水杯没有加满清水,物体排出的液体会无法全部流入承接容器,最终测出的排开液体重力数值会比真实值更小。
(3)利用称重法测算浮力,用物体自身重力减掉物体浸入液体后测力计的拉力,即可算出物体所受浮力大小为F浮=G-F示=F1-F3=4N-3N=1N。
(4)将物体浸入酒精中实验,弹簧测力计示数发生变化,代表物体受到的浮力出现改变。在排液体积保持一致的前提下,液体种类不同浮力不同,由此证明浮力大小和液体密度息息相关。更换不同液体重复实验,是为了跳出单一实验条件的局限,总结出通用的物理规律,减少实验结论的偶然性。
答案依次为:(1)4 ;(2)偏小; (3)1 ;(4)液体密度;寻找普遍规律。
【分析】(1)物体竖直静止时,拉力与重力相互平衡,直接读取测力计示数就能确定物体重力。 (2)容器内液体未加满,物体排开的液体无法完全溢出收集,会造成测量数据出现偏差。
(3)称重法测浮力是实验常用方法,依靠重力与浸液后拉力的差值,就能快速算出浮力大小。
(4)排开液体体积不变时,液体种类改变会直接改变浮力大小;更换多种实验液体开展探究,能够让得出的实验结论更具科学性与普遍性。
(1)如图甲所示,弹簧测力计竖直吊着物块,此时弹簧测力计的示数为物块的重力即
(2)若溢水杯中未装满水,排开物体的水没有全部流入小桶内,测得的溢出水的重力偏小。
(3)如图乙所示,根据称重法测浮力,则物块受到的浮力为
(4)[1]物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现此时的弹簧测力计示数变大,由称重法可知浮力变小,所以排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
[2]换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规律,避免只用一种液体实验得到结论的偶然性。
23.【答案】(1)钢球;木块被推动的距离
(2)速度
(3)甲;速度一定时,质量越大,动能越大
(4)A;弹簧的弹性势能相同,转化出的动能相同,木块最终移动的距离相同,无法比较动能的大小
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】 (1)该实验中斜面的作用是为了控制钢球从斜面上滑下时的速度的大小;比较木块移动的距离是为了比较钢球具有动能的大小;通过观察木块被撞击后移动的距离来判断动能大小,这是转换法;
(2)让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度;
(3)探究动能与质量的关系,应控制速度相同,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,故实验中使用的木块大小不能改变,第3次实验中,钢球的动能较大,因此只能改变木板的长度,故应采用甲的建议;根据表中的数据,可得出结论:速度一定时,质量越大动能越大。
(4)方案A:用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度,静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击后移动的距离,该实验中钢球的质量相同,最初弹簧的压缩量不同,其弹性势能不同,则钢球与弹簧分离时钢球的速度不同,通过比较木块被撞击后移动的距离可以反映钢球与弹簧分离时钢球的动能大小,所以可以研究钢球的动能大小与速度的关系;
方案B:若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验的。
故答案为:(1)钢球;木块被撞开的距离;(2)速度;(3)甲;速度一定时,质量越大,动能越大;(4)A;弹簧的弹性势能相同,转化出的动能相同,木块最终移动的距离相同,无法比较动能的大小。
【分析】 (1)动能的大小与物体的速度和质量有关,要探究动能和速度的关系,需保持质量相同,要探究动能和质量的关系,需保持速度相等;实验中通过木块被撞击后移动的距离来表示小球动能的大小,这是转换法。
(2)让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度;
(3)由图知控制速度相同时,研究动能与质量的关系,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的;通过数据得出结论;
(4)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
(1)[1][2]实验中探究的是钢球的动能大小,采用了转换法,其动能的大小是通过观察木块被撞开的距离来判断的。
(2)根据控制变量法,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时速度相同。
(3)[1]探究动能大小与质量的关系时,应控制速度相同(最初的高度相同),钢球动能的大小通过木块被撞开的距离来判断的,故实验中使用的木块大小不能改变,第3次实验中,木块移动的距离较远,所以,只能改变木板的长度,即应采用甲的建议。
[2]根据表中的数据,钢球下落的高度相同,到达水平面时的速度相同,钢球的质量越大,木块滑行的距离越大,即钢球的动能越大,所以得出结论是:速度一定时,物体的质量越大,动能越大。
(4)[1][2]方案A:质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,弹簧的弹性势能不同,钢球的速度不同,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较。可以研究钢球的动能大小与速度的关系。
方案B:若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验的。
24.【答案】(1)是;右
(2)3
(3)2;不变
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 (1)杠杆保持静止,此时处于平衡状态。实验中杠杆右端偏高,表明左侧偏重,需向右调节平衡螺母,直至杠杆在水平位置静止。
(2)设定单个钩码的重力与杠杆每一格的长度,结合杠杆平衡规律计算可得2G×3L=nG×2L,要让杠杆维持水平平衡,需要在B点悬挂3个相同钩码。
(3)保持C点钩码的数量与位置不变,用弹簧测力计在D点竖直向下拉动杠杆至水平平衡,此时OD的长度就是动力臂,根据杠杆平衡条件则有3×50×10-3kg×10N/kg×4L=F1×3L,通过计算得出弹簧测力计的示数为 2N。
保持 C 点的阻力大小和阻力臂长度不变,转动弹簧测力计的位置,全程保证杠杆水平平衡。由于阻力与阻力臂的乘积恒定,依据杠杆平衡规律,弹簧测力计的拉力和对应动力臂的乘积也会保持不变。
故答案为:(1)是;右;(2)3;(3)2;不变。
【分析】(1)因为杠杆在力的作用下保持静止或者匀速转动都称为杠杆平衡,据此分析。
杠杆的右端较高,应将平衡螺母向右调节,使杠杆保持水平并静止。
(2)根据杠杆平衡条件分析。
(3)根据杠杆平衡条件分析。根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力的乘积始终等于阻力与阻力臂的乘积。
(1)[1]因为杠杆在力的作用下保持静止或者匀速转动都称为杠杆平衡,由于杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆的右端较高,说明左端较重,则应将平衡螺母向右调节,使杠杆保持水平并静止。
(2)设每个钩码重力为,杠杆上每一格长度为,根据杠杆平衡条件则有
解得,即为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂3个相同的钩码。
(3)[1]如图丙,在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,用弹簧测力计在D点竖直向下拉杠杆使其水平平衡,动力臂即为OD。根据杠杆平衡条件则有
解得。
[2]如图丙,在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,将C点所挂钩码对杠杆的作用力当成阻力,将弹簧测力计绕D点从①位置缓慢转到②位置,在此过程中杠杆始终保持水平平衡,阻力和阻力臂一定,阻力和阻力臂的乘积一定,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力的乘积始终不变,即弹簧测力计与其力臂的乘积大小不变。
25.【答案】(1)刻度尺
(2)
(3)80%
(4)不正确;偏大
【知识点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】 (1)实验中需要弹簧测力计和刻度尺,用来测力的大小和距离;
(2)在第一次实验中,绳子移动距离为0.3m,物体上升的高度为0.1m,所以绳子移动距离是物体移动距离的3倍,所以动滑轮缠绕绳子数为3,据此作图:
(3)第三次实验的机械效率为
(4)静止时读数不正确,原因为静止时读数,此时摩擦力不存在,导致拉力偏小,结合做功公式计算可知,此时总功减小,有用功不变,所以机械效率偏大。
故答案为:(1)刻度尺;(2); (3)80%;(4)不正确;偏大。
【分析】(1)测量滑轮组机械效率,需要测量钩码上升的高度和绳子移动距离,据此分析;
(2)绳子移动距离是物体移动距离的3倍,所以动滑轮缠绕绳子数为3,据此作图;
(3)根据机械效率公式可求第三次实验的机械效率;
(4)静止时读数不正确,原因为静止时读数,此时摩擦力不存在,导致拉力偏小,结合做功公式可知,此时总功减小,有用功不变,所以机械效率偏大。
(1)测量滑轮组机械效率,需要测量钩码上升的高度和绳子移动距离,所以需要刻度尺进行测量。
(2)在第一次实验中,绳子移动距离为0.3m,物体上升的高度为0.1m,所以绳子移动距离是物体移动距离的3倍,所以动滑轮缠绕绳子数为3,据此作图:
(3)第三次实验的机械效率为
(4)静止时读数不正确,原因为静止时读数,此时摩擦力不存在,导致拉力偏小,结合做功公式计算可知,此时总功减小,有用功不变,所以机械效率偏大。
26.【答案】从1楼到11楼,上升的高度:h=(11-1)×3m=30m,
电梯克服人的重力所做的功:W=Gh=mgh=66kg×10N/kg×30m=19800J,
电梯对他做功的功率:。
答:电梯对他做功的功率为990W。
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】从1楼到11楼,上升的高度等于10层楼的高度,根据W=Gh=mgh求电梯对人做的功,根据求电梯对他做功的功率。
27.【答案】(1)费力
(2)脚踩在A处,最少需要6.4N的力才能将桶盖翻开;
(3)若将桶盖翻开30°,根据数学知识可知桶盖重心上升高度为
则桶盖克服重力做的功。
答: 若将桶盖翻开30°,桶盖克服重力做的功是0.24J。
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)E点是杠杆EDF的支点,D点是动力作用点,桶盖的重心F是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,所以杠杆EDF是费力杠杆。
(2)对于杠杆EDF,根据杠杆平衡条件则有,则D点作用力为
则对于杠杆ABC,C点阻力为
翻盖时ABC仍水平,如下图所示,在A点竖直向下施加动力时,动力臂最长,根据杠杆平衡条件,此时动力最小。则有
则脚踩在A处需要的力至少为
故答案为:(1)费力;(2)脚踩在A处,最少需要6.4N的力才能将桶盖翻开;;
【分析】 (1)E点是杠杆EDF的支点,D点是动力作用点,桶盖的重心F是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,所以杠杆EDF是费力杠杆。
(2)对于杠杆EDF,根据杠杆平衡条件则有FD×ED=G盖×EF得出D点作用力;则对于杠杆ABC,根据FC=FD得出C点阻力;
翻盖时ABC仍水平,如图图所示,在A点竖直向下施加动力时,动力臂最长,根据杠杆平衡条件,此时动力最小。则有FC×BC=FA×AB
据此得出脚踩在A处需要的力;
(3)若将桶盖翻开30°,根据数学知识可知桶盖重心上升高度,根据W=Gh=mgh得出桶盖克服重力做的功。
(1)E点是杠杆EDF的支点,D点是动力作用点,桶盖的重心F是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,所以杠杆EDF是费力杠杆。
(2)对于杠杆EDF,根据杠杆平衡条件则有,则D点作用力为
则对于杠杆ABC,C点阻力为
翻盖时ABC仍水平,如下图所示,在A点竖直向下施加动力时,动力臂最长,根据杠杆平衡条件,此时动力最小。则有
则脚踩在A处需要的力至少为
(3)若将桶盖翻开30°,根据数学知识可知桶盖重心上升高度为
则桶盖克服重力做的功
1 / 1湖北省武汉市汉阳区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
一、汉阳区2024-2025学年下学期期末八年级物理试题
1.如图所示,力的作用效果与其它不同的是(  )
A.双杠被压弯
B.小车被推动
C.气球被挤扁
D.弹簧被拉长
【答案】B
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】 ACD.双杠被压弯,气球被挤扁,弹簧被拉长,是力改变了物体的形状,ACD不符合题意;
B.小车被推动,是力改变了物体的运动状态,故B符合题意。
故选:B。
【分析】 力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态。
2.如图是电影中敖丙和哪吒踢毽子的场景。下列说法正确的是(  )
A.踢毽子的力是毽子发生形变产生的
B.敖丙踢毽子的力与哪吒踢毽子的力是一对相互作用力
C.毽子离开脚后仍能向前运动是由于毽子具有惯性
D.毽子飞到最高点时,若所有外力突然消失,它将保持静止
【答案】C
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化;惯性及其现象;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.踢毽子的力是脚施加的,因此是脚面发生形变产生的,故A错误;
B.相互作用力必须作用在不同物体上,而敖丙踢毽子的力与哪吒踢毽子的力均作用在毽子上,不属于相互作用力,故B错误;
C. 毽子离开脚后仍能向前运动是由于毽子具有惯性, 故C正确;
D.毽子飞到最高点时,水平方向还具有速度,因此若所有外力突然消失,它将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
【分析】A.对毽子进行受力分析即可;
B.根据相互作用力的条件判断;
C.物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
D.根据牛顿第一定律的内容判断。
3.如图所示,某同学沿水平方向用尽全力也没有把木箱推动,是因为(  )
A.水平推力小于木箱受到的摩擦力
B.水平推力等于木箱受到的摩擦力
C.水平推力小于木箱受到的重力
D.水平推力等于木箱受到的重力
【答案】B
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】木箱静止处于平衡状态,合力为零,木箱在水平方向上只受到推力和摩擦力,是一对平衡力,木箱受到摩擦力等于水平推力,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】物体受到推力保持静止,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等。
4.如图所示,物体受到两个力的作用,其中受力情况属于二力平衡的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.图中一个力为3N,另一个力为5N,即两个力的大小不相等,不是平衡力,故A不符合题意;
B.图中F1作用在左边物体上,F2作用在右边物体上,即两个力不是作用在同一物体上,不是平衡力,故B不符合题意;
C.图中两个力同时满足大小相等(5N)、方向相反、作用在同一物体上、在一条直线上是一对平衡力,故C符合题意;
D.图中F1和F2两个力不是作用在同一直线上,不是平衡力,故D不符合题意。
故选C。
【分析】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
5.公交车车窗旁都配有如图所示的破窗锤,在紧急情况下,乘客可以借此敲碎车窗玻璃逃生。已知锤头面积是2mm2,底部面积是2.0cm2。若乘客的敲击力是200N,则破窗锤对车窗的最大压强可达(  )
A.1×108Pa B.1×106Pa C.1×104Pa D.1×102Pa
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】 破窗锤的锤头顶部尖,是在压力一定时,减小受力面积可增大压强,要使破窗锤对车窗的压强最大,受力面积应为:S=2mm2,
则破窗锤对车窗的最大压强为:,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A
【分析】增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积,据此判断出要使破窗锤对车窗的压强最大,其受力面积的数值,根据计算破窗锤对车窗的最大压强。
6.关于下面四幅图的描述正确的是(  )
A.图甲,液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.图乙,两张纸自由下垂,往其中间向下吹气,两张纸间气压增大
C.图丙,高原边防哨所战士用压力锅煮面条,是由于水的沸点随着气压的降低而升高
D.图丁,对雪地压力相当的两人,一人深陷雪地,是因为压力的作用效果跟受力面积大小有关
【答案】D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;液体压强的特点;沸点及沸点与气压的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 A、图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,不能说明液体内向各个方向都有压强,故A错误;
B.当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小,故B错误;
C.高原边防哨所战士用压力锅煮面条,是由于水的沸点随着气压的升高而增大,故C错误;
D.由题意知,穿滑雪板的人受力面积较大,没有陷入雪中,是因为压力的作用效果还跟受力面积大小有关,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)根据液体压强的特点并结合图中水流情况可以解答此题;
(2)流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大;
(3)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低;
(4)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
7.用手将重6N的物体恰好浸没在装满水的杯中(不计手的排水),溢出水的重力为5.5N,放手后物体将(  )
A.下沉 B.上浮 C.漂浮 D.悬浮
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】杯中盛满水,物体浸入后溢出的水重为5.5N,说明物体排开的水重就是5.5N。依据阿基米德原理,物体受到的浮力等于排开液体的重力,因此浮力大小为5.5N。此时浮力小于物体自身重力,根据浮沉条件,放手后物体将下沉。故A正确。
故选:A。
【分析】物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力。判断物体浮沉的核心,是比较浮力与自身重力的大小关系:浮力小于重力时,物体在液体中会下沉。
8.如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力为4N,下表面受到液体的压力为12N。下列说法中正确的是(  )
A.正方体受到的浮力为12N
B.正方体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面所处的深度为4cm
D.液体对正方体下表面的压强为1×103Pa
【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】 A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=12N-4N=8N,故A错误;
B.物体浸没在某种液体中并保持静止状态受力平衡,浮力与重力平衡,重力为8N,正方体的密度,故B正确。C.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V=V排=L3=(10cm)=1000cm3=1×10-3m3
由F浮=ρ液gV排可得,液体的密度 ,
根据p=ρgh得,液体下表面的深度,
正方体上表面所处的深度h1=h2-L=0.15m-0.1m=0.05m=5cm,故C错误;
D.正方体的上、下表面积S上=S下=L2=(0.1m)2=0.01m2;液体对正方体下表面的压强;故D错误;
故选:B。
【分析】 (1)知道正方体上、下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F=F下-F上求出受到的浮力;
(2)根据在某种液体中并保持静止状态受力平衡,分析重力与浮力关系;根据求出正方体的密度。
(3)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其体积,根据阿基米德原理求出液体的密度,根据p=ρgh求出正方体下表面到液面的距离,进而求出上表面到液面的距离;
(4)根据S=L2求出正方体的上、下表面积根据求出液体对物体下表面的压强;
9.如图所示,物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,在木棒的一端缠绕一些铜丝,放入盛有甲、乙两种不同液体的两个烧杯中(均未触底),静止时液面相平,下列说法正确的是(  )
A.甲液体的密度小
B.甲液体对杯底的压强大
C.密度计在乙液体中受到的浮力小
D.甲排开液体体积大
【答案】B
【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;制作微型密度计
【解析】【解答】ACD.根据图片可知,简易密度计在两种液体中都处于漂浮状态,则它受到的浮力都等于自身重力。它的重力保持不变,因此它受到的浮力相同。密度计在乙液体中排开液体的体积更大,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,乙液体的密度更小,故ACD错误;
B.综上所述,乙液体的密度小,而甲液体的密度更大,且两者液面相平,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强更大,故B正确。
故选B。
【分析】ACD.根据物体的漂浮条件比较密度计受到浮力的大小。根据密度计浸入的深度比较排开液体的体积大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较两种液体密度大小;
B.根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体对容器底部压强大小。
10.下列四幅图中,力对物体做功的是(  )
A.用绳子提升物体
B.推车未推动
C.提着滑板水平前行
D.搬石未搬起
【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A. 用绳子向上提升物体时,绳子对物体施加了拉力,物体也沿拉力方向向上移动了一段距离,同时满足做功的两个条件,因此拉力对物体做了功,故A符合题意。
B. 用力推车却没有推动,虽然有力作用在车上,但车没有沿推力方向移动距离,力不做功,故B不符合题意。
C. 提着滑板在水平方向前进时,手对滑板的拉力竖直向上,与滑板水平移动的方向垂直,不满足 “在力的方向上移动距离” 的条件,拉力不做功,故C不符合题意。
D. 用力搬石头却没有搬起,石头始终静止,没有沿力的方向移动距离,力不做功,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】判断力是否做功,关键看两个条件是否同时满足:一是对物体施加了力,二是物体在力的方向上通过了距离。两个条件缺一不可,只要缺少其中一个,力就没有对物体做功。
11.如图所示,小红和她的爷爷一起从一楼爬到五楼,小红先于爷爷到达五楼,已知爷爷的体重大于小红的体重。下列说法中正确的是(  )
A.小红做的功可能等于爷爷做的功
B.小红做的功一定小于爷爷做的功
C.小红的功率一定等于爷爷的功率
D.小红的功率一定大于爷爷的功率
【答案】B
【知识点】功率大小的比较;功的概念
【解析】【解答】 AB.爷爷的体重大于小红的体重,两人升高的高度相同,根据W=Gh可知,小红做的功一定小于爷爷做的功,故A错误,B正确;
CD.因为小红做的功较小,且小红用的时间较短,所以由可知,小红的功率可能等于,可能小于,也可能大于爷爷的功率,故CD错误。
故选:B。
【分析】
(1)爬楼时,克服重力做功,根据W=Gh比较做功的多少;
(2)根据比较功率的大小。
12.小球竖直向上运动并落回地面的过程中,先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示,则小球在B点的(  )
A.动能等于在A点的 B.机械能大于在A点的
C.速度比在A点的大 D.离地高度比在A点的高
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】AC.动能大小跟物体的质量和速度有关,由图可知,小球在B点的动能大于A点的动能,小球的质量不变,所以小球在B点的速度大于A点速度,A不符合题意,C符合题意;
B.弹性势能与物体的弹性形变程度有关,球在运动过程中没有发生弹性形变,所以机械能等于动能和重力势能之和,由图知,球在A点动能和B点重力势能相等,A点的重力势能大于B点的动能,所以A点的机械能大于B点的机械能,B不符合题意;
D.重力势能跟物体的质量和高度有关,A点的重力势能大于B点的重力势能,球的质量不变,所以球在A点的高度大于B点的高度,D不符合题意。
故选C。
【分析】 动能大小跟物体的质量和速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大;在速度一定时,质量越大,动能越大;重力势能跟物体的质量和高度有关,在质量一定时,高度越大,重力势能越大;在高度一定时,质量越大,重力势能越大;机械能等于动能和势能之和,物体不发生弹性形变时,机械能等于动能和重力势能之和。
13.如图所示,将小球拉到点后松手,小球从点下落到点,又从点上升到点,之后来回摆动多次静止在点。下列说法正确的是(  )
A.小球从点到点过程中,动能转化为重力势能
B.小球从点到点过程中,重力势能转化为动能
C.小球从点到点过程中,重力势能先增大后减小
D.小球上升到点时若绳子突然断了,小球会竖直下落
【答案】D
【知识点】机械能及其转化;物体运动状态的变化
【解析】【解答】A.在A点到B点的下落过程中,小球的质量保持不变,高度降低,速度增加。此过程中重力势能减少,动能增加,实现了重力势能向动能的转化。因此选项A的说法不正确。
B.在B点到C点的上升阶段,小球质量不变,高度升高,速度减小。此过程中重力势能增大,动能减小,是动能转化为重力势能的过程。故选项B的表述是错误的。
C.分析小球从A到C的完整运动轨迹:先是下落过程(重力势能减小),接着是上升过程(重力势能增大)。因此选项C的结论不正确。
D.当小球摆动到C点时,瞬时速度为零。若此时绳子突然断裂,由于小球没有水平初速度,仅受重力作用,将做自由落体运动垂直下落。因此选项D是正确的。
正确答案是D。
【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。
14.如图展示的是大家熟悉的简单机械,其中,使用时费距离的是(  )
A.筷子
B.托盘天平
C.旗杆顶端的定滑轮
D.盘山公路
【答案】D
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;斜面的机械效率
【解析】【解答】A. 日常使用的筷子,动力臂长度短于阻力臂,归为费力杠杆,使用过程中能够节省移动距离,故A不符合题意。
B. 托盘天平两侧力臂长度完全一致,是典型的等臂杠杆,既无法省力也不能省距离,故B不符合题意。
C. 安装在旗杆顶部的定滑轮,实质为等臂杠杆,不会改变移动距离大小,故C不符合题意。
D. 盘山公路依托斜面原理修建,属于省力类简单机械,在省力的同时会增加通行路程,故D符合题意。
故选 D。
【分析】
(1)费力杠杆的结构特点决定其运作特点,牺牲力量换取行程缩短,实现省距离效果。
(2)等臂杠杆两边受力运动幅度相同,使用时距离长短不会发生改变。
(3)定滑轮仅能调整用力方向,力臂保持对等状态,不会改变物体移动距离。
(4)斜面这类省力器械有着固定规律,想要达到省力效果,就必须相应增加运动距离。
15.《墨经》最早记述了杠杆原理.如图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力.以下说法符合杠杆原理的是
A.“权”小于“重”时,A端一定上扬
B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”
C.增大“重”时,应把“权”向A端移
D.增大“重”时,换用更小的“权”
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】A.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,杠杆能否平衡,取决于力和力臂的乘积是否相同。“权”小于“重”时,无法确定“权”和“标”的乘积与“重”和“本”乘积的大小的关系,故A错误;
B.“权”小于“重”时,根据杠杆平衡F1L1=F2L2条件可知,“标”一定大于“本”,故B错误.
C.“本”不变,增大“重”时,则二者乘积变大。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,此时“标”会变大,即应把“权”向A端移,故C正确.
D.使用杆秤时,同一杆秤“权”不变,通过“标”的长度确定物体的质量,故D错误。
故选C。
【分析】.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,当杆秤平衡时,“权”ד标”=“重”ד本”,据此分析判断即可。
16.如图所示,放在水平桌面上的木块B通过水平细线、伸出桌面的滑轮与物块A相连,GA=10N,GB=20N时,木块B恰好向右匀速直线运动,下列分析正确的是(  )
A.图中的滑轮是动滑轮 B.物块A受到的合力大小为10N
C.木块B受到的合力大小为10N D.木块B受到的摩擦力大小为10N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】 A.图中的滑轮的轴是固定的,是定滑轮,故A错误;
BC.物块A、B做匀速直线运动,处于平衡状态的物体受到的合力大小为0N,即AB受到的合力都是0,故BC错误;
D.物块A做匀速直线运动,受到的拉力和重力是一对平衡力,大小相等,则绳子对A的拉力为10N;同一根绳子上的拉力相等,则绳子对B的拉力也是10N;木块B做匀速直线运动,则它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,木块B受到的摩擦力大小为10N,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)根据动滑轮的定义分析;
(2)根据二力平衡条件分析解答;
(3)平衡力的合力为0。
17.如图所示,利用滑轮组拉动水平地面上重为200N的物体。物体在拉力F的作用下向左匀速直线运动5m,拉力F的大小为60N,物体与地面之间的摩擦力大小为90N,不计动滑轮和绳子的重力,下列说法错误的是(  )
A.图中A点处的拉力FA为120N B.拉力F做的总功为600J
C.拉力F做的有用功为450J D.滑轮组的机械效率为75%
【答案】A
【知识点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;有用功和额外功
【解析】【解答】A.根据题意可知,当物体在水平地面上向左匀速直线运动时,它受到平衡力,即它受到的拉力FA与摩擦力大小相等,所以FA=f=90N,
故A错误,符合题意;
B.根据图片可知,滑轮组上承担拉力的绳子段数n=2,
则绳子自由端移动的距离:s=ns物=2×5m=10m
那么拉力F做的总功为W总=Fs=60N×10m=600J,
故B正确,不符合题意;
C.滑轮组克服物体的摩擦做有用功,即W有=FAs物=90N×5m=450J,
故C正确,不符合题意;
D.综上所述,该滑轮组的机械效率为,
故D正确,不符合题意。
故选A。
【分析】 A对物体进行受力分析,根据平衡力的知识计算FA的大小;
B.根据图片确定通过动滑轮绳子段数n,根据s=ns物计算拉力移动的距离,根据W总=Fs可求总功;
C.滑轮组克服物体的摩擦做有用功,即W有=FAs物;
D.根据计算滑轮组的机械效率。
18.如图所示,水平地面上有一个底面积为200cm2的装有液体的容器A,内有边长为10cm的正方体物块B,一根细线与容器底部相连,此时细线受到的拉力是6N。已知该液体的密度是0.8×103kg/m3,下列说法正确的是(  )
①物块B受到的浮力是4N
②物块B的密度是0.6×103kg/m3
③剪断绳子,待物块B静止后受到的浮力为2N
④剪断绳子,待物块B静止后,容器底受到液体的压强减小了300Pa
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 ①先求出物块B的体积,由于物块B完全浸入液体中,据此计算它所受浮力为 ,故①错误。②对物块B做受力分析,它受到重力、细线拉力与液体浮力,根据力的平衡条件F浮=GB+F拉可得物体B的重力为:GB=F浮-F拉=8N-6N=2N,
由重力公式可知,物块B的质量为:
由密度公式可知,物块B的密度:,故②错误;
③物块自身重力小于浸没时受到的浮力,剪断细线后物块会上浮,最终漂浮在液面,漂浮状态下浮力与重力大小相等,即F浮'=GB=2N,故③正确。
④对比剪断细线前后物块排开液体的体积,剪断细线前,物块B浸没,排开液体的体积,
剪断细线后,物块B漂浮,且浮力等于重力,根据F浮=ρ液gV排得此时排开液体的体积:,
排开液体的体积变化量: ,
容器底面积S=200cm2=0.02m2,则液面下降的高度: ,
容器底部受到液体的压强减小量:,故④正确。
故选:C。
【分析】①根据阿基米德原理求解物块B受到的浮力。
②对物块B进行受力分析,它受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮和绳子的拉力F拉,由力的平衡可得G。可得物块B的质量、物块B的密度计算。
③剪断绳子,待物块 B 静止后受到的浮力:剪断绳子后,物块B漂浮在水面上,此时物块B受到的浮力等于其重力,即F'浮=G。
④剪断绳子,待物块 B 静止后,容器内水面下降的高度:物块B浸没时受到的浮力8N,物块B漂浮时受到的浮力等于重力为2N,那么排开水的体积减少了,容器底面积S,根据。
19.某航母满载时排水量是67000t,吃水深度(海面到船底的距离)为10m,海水的密度为1.03×103kg/m3,该航母在海上满载航行时受到的浮力是   N,此时航母底部受到海水的压强为   Pa;如果航母上部分飞机起飞离开航母,航母受到的浮力将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】6.7×108;1.03×105;变小
【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)根据题意可知,该航母满载时排水量是67000t,根据阿基米德原理F浮=G排可知,
该航母在海上满载航行时受到的浮力是F浮=G排=m排g=67000×103kg×10N/kg=6.7×108N。
(2)航母的吃水深度为10m,
则此时航母底部受到海水的压强为p=ρ液gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10m=1.03×105Pa。
(3)航母始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于自身重力。航母上部分飞机起飞离开航母,航母的总重变小,则航母受到的浮力将变小。
【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排计算航母在海上满载航行时受到的浮力;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh计算航母底部受到海水的压强;
(3)根据物体的漂浮条件判断飞机起飞后航母受到浮力的变化。
20.如图所示,在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶在水平冰面上向前滑动,刷冰运动员紧捏刷把,用力刷冰,这是通过增大刷把与冰面间的压力来   (填“增大”或“减小”)摩擦;冰壶向前滑动时,其运动状态   (填“改变”或“不改变”),冰面的支持力对冰壶    (填“做功”或“不做功”)。
【答案】增大;改变;不做功
【知识点】力的作用效果;增大或减小摩擦的方法;是否做功的判断
【解析】【解答】(1)运动员用力擦拭冰面,保持接触面粗糙程度不变,依靠加大按压的力度,以此加大两者之间的摩擦力。
(2)冰壶脱手后向前滑行,滑行途中受到地面阻力作用,行进快慢与运动轨迹都会发生变化,也就是自身运动状态发生改变。
(3)冰壶在冰面平稳滑动时,冰面对它的支撑力竖直朝上,冰壶并未顺着这个力的方向产生位移,达不到做功要求,因此该支持力不产生做功效果。
故答案为:增大;改变;不做功。
【分析】(1)调整摩擦力大小可从两方面入手,固定接触面粗糙程度时,加大压力便能提升摩擦力度。
(2)外力作用既能更改物体外形,也能改变运动状态,速度快慢或是行进方位出现变动,都属于运动状态改变。
(3)想要完成做功过程,既要存在施加在物体上的作用力,还需要物体顺着力的朝向发生位置移动,二者缺一不可。
21.搬运砖头的独轮车,车体和砖头所受的总重力,独轮车的有关尺寸如图所示。该独轮车是一个   杠杆;推车时,人手竖直向上的力F应为   N;若要更省力,人手应向   (填“前方”、“后方”)移。
【答案】省力;360;后方
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】(1)在使用独轮车过程中,车轮为支点,货物的重力施加阻力,动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
(2)根据图片可知,阻力为1200N,阻力臂为0.3m,动力臂为1m,
根据杠杆平衡原理得到:;
解得:。
(3)根据杠杆的平衡条件可知,若要更省力,则需要增大动力臂,所以人手应该向后方移动。
【分析】(1)比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类;
(2)根据杠杆平衡原理列式计算;
(3)根据杠杆的平衡条件分析解答。
22.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用物块的重力为   N。
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力    (填“偏大”或“偏小”)。
(3)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为   N。
(4)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与    有关,换用酒精再次实验的目的是    (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【答案】(1)4
(2)偏小
(3)1
(4)液体密度;寻找普遍规律
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)甲图中物体静止悬空,弹簧测力计测出的拉力数值等同于物体自身重力,可得出物体重力为G=F1=4N。
(2)做实验时若溢水杯没有加满清水,物体排出的液体会无法全部流入承接容器,最终测出的排开液体重力数值会比真实值更小。
(3)利用称重法测算浮力,用物体自身重力减掉物体浸入液体后测力计的拉力,即可算出物体所受浮力大小为F浮=G-F示=F1-F3=4N-3N=1N。
(4)将物体浸入酒精中实验,弹簧测力计示数发生变化,代表物体受到的浮力出现改变。在排液体积保持一致的前提下,液体种类不同浮力不同,由此证明浮力大小和液体密度息息相关。更换不同液体重复实验,是为了跳出单一实验条件的局限,总结出通用的物理规律,减少实验结论的偶然性。
答案依次为:(1)4 ;(2)偏小; (3)1 ;(4)液体密度;寻找普遍规律。
【分析】(1)物体竖直静止时,拉力与重力相互平衡,直接读取测力计示数就能确定物体重力。 (2)容器内液体未加满,物体排开的液体无法完全溢出收集,会造成测量数据出现偏差。
(3)称重法测浮力是实验常用方法,依靠重力与浸液后拉力的差值,就能快速算出浮力大小。
(4)排开液体体积不变时,液体种类改变会直接改变浮力大小;更换多种实验液体开展探究,能够让得出的实验结论更具科学性与普遍性。
(1)如图甲所示,弹簧测力计竖直吊着物块,此时弹簧测力计的示数为物块的重力即
(2)若溢水杯中未装满水,排开物体的水没有全部流入小桶内,测得的溢出水的重力偏小。
(3)如图乙所示,根据称重法测浮力,则物块受到的浮力为
(4)[1]物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现此时的弹簧测力计示数变大,由称重法可知浮力变小,所以排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
[2]换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规律,避免只用一种液体实验得到结论的偶然性。
23.用如图甲所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球从某一高度由静止释放,钢球滚到水平面撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)本实验研究   (填“钢球”、或“木块”)的动能大小,其动能的大小是通过观察   来判断的;
(2)实验中,他们让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下,目的是让钢球到达水平面时   (填“速度”或“动能”)相同;
次数 钢球质量 钢球高度 木块滑行距离
(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板;乙同学建议换一个较重的木块;丙同学建议降低钢球的高度。你认为采用   (填“甲”、“乙”或“丙”)同学的建议最合理;从表中数据可以看出,探究得出的结论是   ;
(4)有同学将实验装置改进成图乙所示,设计了以下二个实验方案探究动能的影响因素:
方案A:用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度,静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击后移动的距离;
方案B:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度,静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击后移动的距离;该同学的两个方案中,能完成“探究某个因素”的是方案   (填“A”或“B”),另一个方案无法完成的原因是:   。
【答案】(1)钢球;木块被推动的距离
(2)速度
(3)甲;速度一定时,质量越大,动能越大
(4)A;弹簧的弹性势能相同,转化出的动能相同,木块最终移动的距离相同,无法比较动能的大小
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】 (1)该实验中斜面的作用是为了控制钢球从斜面上滑下时的速度的大小;比较木块移动的距离是为了比较钢球具有动能的大小;通过观察木块被撞击后移动的距离来判断动能大小,这是转换法;
(2)让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度;
(3)探究动能与质量的关系,应控制速度相同,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,故实验中使用的木块大小不能改变,第3次实验中,钢球的动能较大,因此只能改变木板的长度,故应采用甲的建议;根据表中的数据,可得出结论:速度一定时,质量越大动能越大。
(4)方案A:用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度,静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击后移动的距离,该实验中钢球的质量相同,最初弹簧的压缩量不同,其弹性势能不同,则钢球与弹簧分离时钢球的速度不同,通过比较木块被撞击后移动的距离可以反映钢球与弹簧分离时钢球的动能大小,所以可以研究钢球的动能大小与速度的关系;
方案B:若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验的。
故答案为:(1)钢球;木块被撞开的距离;(2)速度;(3)甲;速度一定时,质量越大,动能越大;(4)A;弹簧的弹性势能相同,转化出的动能相同,木块最终移动的距离相同,无法比较动能的大小。
【分析】 (1)动能的大小与物体的速度和质量有关,要探究动能和速度的关系,需保持质量相同,要探究动能和质量的关系,需保持速度相等;实验中通过木块被撞击后移动的距离来表示小球动能的大小,这是转换法。
(2)让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度;
(3)由图知控制速度相同时,研究动能与质量的关系,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的;通过数据得出结论;
(4)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
(1)[1][2]实验中探究的是钢球的动能大小,采用了转换法,其动能的大小是通过观察木块被撞开的距离来判断的。
(2)根据控制变量法,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时速度相同。
(3)[1]探究动能大小与质量的关系时,应控制速度相同(最初的高度相同),钢球动能的大小通过木块被撞开的距离来判断的,故实验中使用的木块大小不能改变,第3次实验中,木块移动的距离较远,所以,只能改变木板的长度,即应采用甲的建议。
[2]根据表中的数据,钢球下落的高度相同,到达水平面时的速度相同,钢球的质量越大,木块滑行的距离越大,即钢球的动能越大,所以得出结论是:速度一定时,物体的质量越大,动能越大。
(4)[1][2]方案A:质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,弹簧的弹性势能不同,钢球的速度不同,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较。可以研究钢球的动能大小与速度的关系。
方案B:若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验的。
24.如图是小明同学探究“杠杆平衡条件”的几个实验情景。(实验中每个钩码质量均为50g)
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆    (填“是”或“不是”)平衡状态。接下来可以将杠杆右端的螺母向   (填“左”或“右”)调节,使杠杆保持水平并静止;
(2)如图乙,A点挂有2个钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂    个钩码;
(3)如图丙,在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,用弹簧测力计在D点竖直向下拉杠杆使其水平平衡,则F1=   N;若将弹簧测力计绕D点从①位置缓慢转到②位置,在此过程中杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计与其力臂的乘积大小   (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)是;右
(2)3
(3)2;不变
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 (1)杠杆保持静止,此时处于平衡状态。实验中杠杆右端偏高,表明左侧偏重,需向右调节平衡螺母,直至杠杆在水平位置静止。
(2)设定单个钩码的重力与杠杆每一格的长度,结合杠杆平衡规律计算可得2G×3L=nG×2L,要让杠杆维持水平平衡,需要在B点悬挂3个相同钩码。
(3)保持C点钩码的数量与位置不变,用弹簧测力计在D点竖直向下拉动杠杆至水平平衡,此时OD的长度就是动力臂,根据杠杆平衡条件则有3×50×10-3kg×10N/kg×4L=F1×3L,通过计算得出弹簧测力计的示数为 2N。
保持 C 点的阻力大小和阻力臂长度不变,转动弹簧测力计的位置,全程保证杠杆水平平衡。由于阻力与阻力臂的乘积恒定,依据杠杆平衡规律,弹簧测力计的拉力和对应动力臂的乘积也会保持不变。
故答案为:(1)是;右;(2)3;(3)2;不变。
【分析】(1)因为杠杆在力的作用下保持静止或者匀速转动都称为杠杆平衡,据此分析。
杠杆的右端较高,应将平衡螺母向右调节,使杠杆保持水平并静止。
(2)根据杠杆平衡条件分析。
(3)根据杠杆平衡条件分析。根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力的乘积始终等于阻力与阻力臂的乘积。
(1)[1]因为杠杆在力的作用下保持静止或者匀速转动都称为杠杆平衡,由于杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆的右端较高,说明左端较重,则应将平衡螺母向右调节,使杠杆保持水平并静止。
(2)设每个钩码重力为,杠杆上每一格长度为,根据杠杆平衡条件则有
解得,即为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂3个相同的钩码。
(3)[1]如图丙,在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,用弹簧测力计在D点竖直向下拉杠杆使其水平平衡,动力臂即为OD。根据杠杆平衡条件则有
解得。
[2]如图丙,在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,将C点所挂钩码对杠杆的作用力当成阻力,将弹簧测力计绕D点从①位置缓慢转到②位置,在此过程中杠杆始终保持水平平衡,阻力和阻力臂一定,阻力和阻力臂的乘积一定,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力的乘积始终不变,即弹簧测力计与其力臂的乘积大小不变。
25.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 0.3
(1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和   ;
(2)分析表中数据,请用笔画线代替绳子,在图中画出绳子绕法。
(3)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为   。
(4)小明同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,他觉得应该静止时读数,你认为他的想法   (填“正确”或“不正确”),如果这样做,测得的机械效率将   (填“偏大”、“偏小”或“更准确”)。
【答案】(1)刻度尺
(2)
(3)80%
(4)不正确;偏大
【知识点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】 (1)实验中需要弹簧测力计和刻度尺,用来测力的大小和距离;
(2)在第一次实验中,绳子移动距离为0.3m,物体上升的高度为0.1m,所以绳子移动距离是物体移动距离的3倍,所以动滑轮缠绕绳子数为3,据此作图:
(3)第三次实验的机械效率为
(4)静止时读数不正确,原因为静止时读数,此时摩擦力不存在,导致拉力偏小,结合做功公式计算可知,此时总功减小,有用功不变,所以机械效率偏大。
故答案为:(1)刻度尺;(2); (3)80%;(4)不正确;偏大。
【分析】(1)测量滑轮组机械效率,需要测量钩码上升的高度和绳子移动距离,据此分析;
(2)绳子移动距离是物体移动距离的3倍,所以动滑轮缠绕绳子数为3,据此作图;
(3)根据机械效率公式可求第三次实验的机械效率;
(4)静止时读数不正确,原因为静止时读数,此时摩擦力不存在,导致拉力偏小,结合做功公式可知,此时总功减小,有用功不变,所以机械效率偏大。
(1)测量滑轮组机械效率,需要测量钩码上升的高度和绳子移动距离,所以需要刻度尺进行测量。
(2)在第一次实验中,绳子移动距离为0.3m,物体上升的高度为0.1m,所以绳子移动距离是物体移动距离的3倍,所以动滑轮缠绕绳子数为3,据此作图:
(3)第三次实验的机械效率为
(4)静止时读数不正确,原因为静止时读数,此时摩擦力不存在,导致拉力偏小,结合做功公式计算可知,此时总功减小,有用功不变,所以机械效率偏大。
26.某同学住在11楼,他在1楼乘电梯回家。电梯运行20s直接到达11楼。假设电梯匀速运行,每层楼高3m,该同学质量为66kg,在搭乘电梯的过程中,电梯对他做功的功率是多少?
【答案】从1楼到11楼,上升的高度:h=(11-1)×3m=30m,
电梯克服人的重力所做的功:W=Gh=mgh=66kg×10N/kg×30m=19800J,
电梯对他做功的功率:。
答:电梯对他做功的功率为990W。
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】从1楼到11楼,上升的高度等于10层楼的高度,根据W=Gh=mgh求电梯对人做的功,根据求电梯对他做功的功率。
27.如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个杠杆ABC及EDF组合而成,图乙所示是桶盖闭合时的示意图。桶盖的质量为240g,桶盖的直径30cm。脚踏杆和其他连接杆的质量及连接处的摩擦力不计,已知AC=30cm,AB=18cm,ED=5cm,桶盖DF质量分布均匀,厚度不计,F为桶盖的重心,桶盖闭合时,连接杆CD处于竖直状态。试求解下列问题:
(1)杠杆EDF是   (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(2)脚踩在A处,最少需要多大的力才能将桶盖翻开?(请写出计算过程并在图中画出这个力的示意图,翻盖时ABC仍水平)
(3)若将桶盖翻开30°,桶盖克服重力做的功是多少?
【答案】(1)费力
(2)脚踩在A处,最少需要6.4N的力才能将桶盖翻开;
(3)若将桶盖翻开30°,根据数学知识可知桶盖重心上升高度为
则桶盖克服重力做的功。
答: 若将桶盖翻开30°,桶盖克服重力做的功是0.24J。
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)E点是杠杆EDF的支点,D点是动力作用点,桶盖的重心F是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,所以杠杆EDF是费力杠杆。
(2)对于杠杆EDF,根据杠杆平衡条件则有,则D点作用力为
则对于杠杆ABC,C点阻力为
翻盖时ABC仍水平,如下图所示,在A点竖直向下施加动力时,动力臂最长,根据杠杆平衡条件,此时动力最小。则有
则脚踩在A处需要的力至少为
故答案为:(1)费力;(2)脚踩在A处,最少需要6.4N的力才能将桶盖翻开;;
【分析】 (1)E点是杠杆EDF的支点,D点是动力作用点,桶盖的重心F是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,所以杠杆EDF是费力杠杆。
(2)对于杠杆EDF,根据杠杆平衡条件则有FD×ED=G盖×EF得出D点作用力;则对于杠杆ABC,根据FC=FD得出C点阻力;
翻盖时ABC仍水平,如图图所示,在A点竖直向下施加动力时,动力臂最长,根据杠杆平衡条件,此时动力最小。则有FC×BC=FA×AB
据此得出脚踩在A处需要的力;
(3)若将桶盖翻开30°,根据数学知识可知桶盖重心上升高度,根据W=Gh=mgh得出桶盖克服重力做的功。
(1)E点是杠杆EDF的支点,D点是动力作用点,桶盖的重心F是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,所以杠杆EDF是费力杠杆。
(2)对于杠杆EDF,根据杠杆平衡条件则有,则D点作用力为
则对于杠杆ABC,C点阻力为
翻盖时ABC仍水平,如下图所示,在A点竖直向下施加动力时,动力臂最长,根据杠杆平衡条件,此时动力最小。则有
则脚踩在A处需要的力至少为
(3)若将桶盖翻开30°,根据数学知识可知桶盖重心上升高度为
则桶盖克服重力做的功
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