【精品解析】山东省临沂市临沭县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题

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【精品解析】山东省临沂市临沭县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题

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山东省临沂市临沭县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1.分子很小,看不见摸不着,但我们可以通过一些直接感知的现象,经过合理的推测来认识分子。下列推测既合理又符合事实的是(  )
A.现象:用手将面包捏瘪;推测:分子之间有空隙
B.现象:花香扑鼻;推测:分子在做无规则运动
C.现象:破镜难以重圆;推测:分子之间没有引力
D.现象:空气中沙尘飞舞;推测:分子在做无规则运动
【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力;分子动理论基本观点
【解析】【解答】A、面包被捏瘪是面包内部气孔被压缩,属于宏观空隙变化,不能说明分子间存在间隙,故 A 错误;
B、花香扑鼻是花香分子扩散到空气中,说明分子永不停息做无规则运动,故 B 正确;
C、破镜难重圆是破碎后分子间距过大,分子引力微弱无法聚拢,并非分子间没有引力,故 C 错误;
D、沙尘是宏观固体小颗粒,沙尘飞舞是机械运动,不能代表分子无规则运动,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查分子间存在间隙;构成物质的分子之间存在微观空隙,肉眼无法直接观察,宏观物体的孔洞不等于分子间隙;
B、考查分子热运动;一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,扩散现象是分子无规则运动的宏观体现;
C、考查分子间的作用力;分子间同时存在引力和斥力,作用力只在分子间距很小时显著,距离过大时分子力几乎消失;
D、考查机械运动与分子运动区别;分子尺度极小无法肉眼看见,看得见的固体颗粒运动属于受外力影响的机械运动。
2.2025 年5月,多哈世乒赛男单决赛中我国选手王楚钦以4:1战胜巴西选手雨果·卡尔德拉诺,夺得世乒赛男单冠军。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,以下正确的是(  )
A.乒乓球的质量小,所以受到的惯性力小
B.球拍击球时,改变了乒乓球的运动状态
C.乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力
D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即停止运动
【答案】B
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】A、乒乓球的质量小,惯性小,但不能说 “受到惯性力”,惯性不是力,故A错误;
B、球拍击球时,乒乓球的运动速度大小和方向发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C、乒乓球在空中飞行时,只受重力和空气阻力,没有受到向前的推力,故C错误;
D、空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,根据牛顿第一定律,它将以原来的速度和方向做匀速直线运动,不会立即停止,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A:考查惯性的概念,惯性是物体的固有属性,不是力,不能说 “受到惯性力”;
B:考查力的作用效果,力可以改变物体的运动状态(速度大小或方向);
C:考查受力分析,空中飞行的乒乓球仅受重力和空气阻力,不存在向前的推力;
D:考查牛顿第一定律,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变。
3. 三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是(  )
A.茶壶 B.密度计 C.高压锅 D.液体温度计
【答案】A
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】 船闸应用了连通器原理。
A.茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,故A符合题意;
B.密度计是利用物体的漂浮条件来工作的,故B不符合题意;
C.高压锅是利用液体的沸点与气压的关系,故C不符合题意;
D.液体温度计是利用物体的热胀冷缩的原理来工作的,故D不符合题意。
故选A。
【分析】 上端开口、底部互相连通的容器叫连通器;船闸、茶壶、锅炉水位计、过路涵洞、反水弯都属于连通器。
4.2025年3月23日,武汉马拉松鸣枪开跑,有近40000名来自世界各地的跑者欢聚武汉,正值樱花季,共同越江湖。关于比赛过程中所涉及的物理知识,下列说法错误的是(  )
A.地面对运动员的支持力和运动员的重力是一对相互作用的力
B.运动员鞋底的花纹,有助于提升运动员的成绩
C.运动员到达终点线不能立即停止下来,是由于具有惯性
D.运动员双脚站立时对水平地面的压强比走动时小
【答案】A
【知识点】惯性及其现象;平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A选项分析:地面对运动员的支持力与运动员的重力大小相等、方向相反,作用于同一物体且在同一直线上,因此构成一对平衡力。题目要求选择错误选项,故A符合题意。
B选项说明:运动员鞋底设计的凹凸花纹通过增加接触面粗糙程度来增大摩擦力,防止滑倒。若减小摩擦力反而会影响运动表现,因此该选项表述正确。
C选项解释:运动员到达终点后继续运动的现象是由惯性导致的,惯性是物体保持运动状态不变的固有属性,该选项描述准确。
D选项论证:根据压强公式,当压力(F)恒定时,接触面积(S)增大将减小压强(p)。站立时接触面积大于行走时,因此站立时对地面的压强更小,该选项正确。
故选A。
【分析】1、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。
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上,
3、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述;
4、压强的影响因素:公式为P=F/S,所以压强的大小和压力大小成正比,和受力面积成反比;压强大小于接触面材料无关,所以在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
5.汽车在高速行驶时,只需略微打开天窗,就可以实现高效的“换气”功能,净化车内空气,如图所示,下列选项与此原理相同的是(  )
A.热气球能够升空
B.飞机的机翼做成流线型
C.注射器吸取药液
D.摩擦过的尺子吸引碎纸屑
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】汽车高速行驶时,天窗处空气流速大、压强小,车内空气在压强差作用下被 “压” 出,实现换气,原理是流体压强与流速的关系(流速越大,压强越小):
A:热气球升空利用空气浮力,与流体压强和流速无关,故A错误;
B:飞机机翼上凸下平,飞行时上方空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生向上的升力,利用了流体压强与流速的关系,与汽车天窗换气原理相同,故B正确;
C:注射器吸取药液利用大气压,与流体压强和流速无关,故C错误;
D:摩擦过的尺子吸引碎纸屑是静电现象,与流体压强和流速无关,故D错误;
故答案为:B。
【分析】本题考查流体压强与流速的关系,关键是理解:流速越大的位置,压强越小。汽车天窗换气、飞机机翼升力都利用了这一原理,而热气球、注射器、静电现象分别利用浮力、大气压、静电效应,与流体压强无关。
6.2025年3月30日,我国第三艘航空母舰“福建舰”进行第七次海试——全舰冲击试验。如图所示,“福建舰”满载排水量约8万吨,长约320m,飞行甲板宽约78m,是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。海水密度为,下列说法错误的是(  )
A.满载时“福建舰”所受浮力约为8×104N
B.航行的舰船不能近距离并排行驶,是因为液体流速大的地方压强小
C.“福建舰”静止在海面时,水面下15m处海水的压强为1.5×105Pa
D.舰载机飞离后,将会上浮一些
【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;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:满载排水量约,根据阿基米德原理,浮力,而非,故A错误;
B:航行的舰船近距离并排行驶时,舰船之间水流速大、压强小,外侧水流速小、压强大,会在水压作用下相互靠近,易发生碰撞,故B正确;
C:水面下15m处海水的压强,故C正确;
D:航母漂浮时,舰载机飞离后,总重力减小,浮力也减小。根据,会减小,航母会上浮一些,故D正确;
故答案为:A。
【分析】A:考查阿基米德原理,需明确排水量与浮力的关系,计算时注意单位换算;
B:考查流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小;
C:考查液体压强的计算,应用公式求解;
D:考查漂浮条件的应用,结合浮力变化分析排开液体体积的变化。
7.一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下,竖直向上运动(不考虑空气的阻力和钢索重力),货物运动的路程(s)—时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断错误的是(  )
A.4s时钢索的拉力大小等于10s时钢索的拉力大小
B.货物竖直向上运动时,2s时的速度大于8s时的速度
C.0至6s内钢索拉力做的功大于6s至12s内钢索拉力做的功
D.货物在0至12s内的竖直向上运动过程中,钢索拉力的功率保持不变
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A:由图像可知,0-6s和6-12s内货物均做匀速直线运动,拉力与重力平衡,因此4s和10s时拉力大小相等,均等于重力,故A正确;
B:0-6s内速度,6-12s内速度,因此2s时速度大于8s时速度,故B正确;
C:拉力大小不变,0-6s内路程3m,6-12s内路程1m,由可知,0-6s内拉力做功更多,故C正确;
D:拉力的功率,0-6s和6-12s内速度不同,因此功率不同,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A:考查二力平衡,匀速直线运动时拉力等于重力,全程匀速,拉力大小不变;
B:考查s-t图像的速度计算,斜率代表速度,0-6s斜率更大,速度更快;
C:考查功的计算,,拉力不变,路程越长做功越多;
D:考查功率的计算,,拉力不变但速度变化,功率也会变化。
8.公元前388年《墨经》记载的杠杆原理中,将阻力臂叫“本”,动力臂叫“标”。下列图中的杠杆属于“本短标长”的是(  )
A.筷子 B.核桃钳
C.托盘天平 D.雨刮器
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】根据题意可知,阻力臂叫“本”,动力臂叫“标”,则“本短标长”是指动力臂长,阻力臂短,属于省力杠杆;
A.筷子在使用过程中,大拇指所在的位置为支点,阻力作用在尖端,食指施加动力。此时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃钳在使用过程中,转轴为支点,核桃施加阻力,手施加动力。此时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.托盘天平在使用过程中,转轴为支点,两个托盘到转轴的距离相等,即动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.雨刮器在使用过程中,转轴为支点,电机施加动力,作用作用在雨刷尖端。此时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类即可。
9.我国古代科技著作《天工开物》中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.脚踏碓在应用中属于省力杠杆 B.人脚越靠近O点越省力
C.碓的头部较细是为了增大压力 D.碓头加速下落时动能增加
【答案】D
【知识点】机械能及其转化;增大压强的方法及其应用;杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A、脚踏端动力臂短,阻力臂更长,属于费力杠杆,故 A 错误;
B、脚靠近支点 O 时动力臂变小,在阻力、阻力臂不变时需要更大动力,更费力,故 B 错误;
C、碲头较细是压力不变减小受力面积,用来增大压强,并非增大压力,故 C 错误;
D、碲头加速下落,质量不变速度变大,动能增大,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查杠杆分类;对比动力臂、阻力臂长短区分省力、费力杠杆;
B、考查杠杆平衡条件;阻力与阻力臂一定,动力臂越小所需动力越大;
C、考查压强影响因素;压力不变,减小受力面积可以增大压强;
D、考查动能影响因素;动能与质量、速度有关,质量不变速度增大则动能变大。
10.关于功、功率和机械效率,下列说法中正确的是(  )
A.功率大的机械,做功多
B.机械做的有用功越多,机械效率越高
C.机械效率高的机械,功率大
D.机械效率越高,有用功与总功的比值越大
【答案】D
【知识点】功率的概念;机械效率
【解析】【解答】A、功率大的机械,做功不一定多,因为做功的多少由功率和时间共同决定,故A错误;
B、机械效率是有用功与总功的比值,机械做的有用功多,若总功也多,则有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故B错误;
C、机械效率高表示有用功占总功的比例大,功率大表示做功快,二者没有直接关系,故C错误;
D、机械效率的定义就是有用功与总功的比值,因此机械效率越高,有用功与总功的比值越大,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查功与功率的关系,明确做功多少由功率和时间共同决定;
B、考查机械效率的定义,机械效率是有用功与总功的比值,不是单纯由有用功决定;
C、考查机械效率与功率的区别,二者是独立的物理量,没有直接关联;
D、考查机械效率的本质,机械效率越高,有用功在总功中所占的比例就越大。
11.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1= G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦)。则下列选项正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的大小比较;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】甲装置为动滑轮,绳子段数 ,拉力 ;乙装置为滑轮组,绳子段数 ,拉力 。已知 ,滑轮质量相等即 相同,因此
有用功 ,、提升高度 相同,故有用功相等;额外功 ,动滑轮重和提升高度均相同,故额外功也相等,总功 ,因此总功相等,机械效率 ,故 ,拉力做功的功率 ,总功 相等、时间 相同,故 。
综上,,,。
故答案为:B
【分析】拉力大小:根据滑轮/滑轮组拉力公式,结合绳子段数 分析,甲的绳子段数更少,拉力更大。
机械效率:有用功和额外功均相等,故总功相等,机械效率也相等。
功率:总功和时间均相等,故拉力做功的功率相等。
12.如图所示,水平地面上AB段和BC段长度相等,AB段比BC段粗糙一些。用水平恒力F拉动物块经过AB和BC段,物块在AB段刚好做匀速直线运动。以下说法正确的是(  )
A.物块经过AB段和BC段所用时间相等
B.拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功
C.水平方向上物块在AB段所受合力大小小于在BC段所受的合力大小
D.拉力F在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;力的合成与应用;功的计算及应用
【解析】【解答】A:物块在AB段做匀速直线运动,速度不变;BC段更光滑,摩擦力更小,拉力F大于摩擦力,物块做加速运动,速度越来越大,AB和BC段长度相等,BC段的平均速度大于AB段,因此经过BC段所用时间更短,故A错误;
B:拉力F恒定,AB段和BC段长度相等,根据,拉力在两段做的功相等,故B错误;
C:物块在AB段匀速运动,合力为0;在BC段拉力F大于摩擦力,合力不为0,因此AB段所受合力大小小于BC段所受合力大小,故C正确;
D:拉力做功的功率,两段做功相等,但BC段用时更短,因此BC段的功率更大,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A:考查运动状态与速度变化,AB段匀速,BC段加速,通过相同路程,速度越大用时越短;
B:考查功的计算,功的大小由拉力和距离决定,拉力和距离均相等时,功相等;
C:考查合力的判断,匀速运动时合力为0,加速运动时合力不为0;
D:考查功率的计算,功率等于功与时间的比值,功相等时,用时越短功率越大。
13.采摘的新鲜草莓,用盐水浸泡可清洗表面的农药残留物。小明将同一个草莓(不考虑吸水)分别放入体积相等、密度不同的盐水中进行清洗,静止时的情景如图所示(两容器 完全相同)。草莓所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部受到的液体压强分别为p甲和p乙,容器对水平面的压强分别为p'甲和p'乙,则下列说法正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【知识点】压强大小比较;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、草莓在甲中悬浮,浮力等于重力;在乙中漂浮,浮力也等于重力。同一个草莓重力不变,故 ,A错误;
B、由漂浮条件可知,草莓在乙中漂浮,说明乙中盐水密度大于甲中盐水密度()。两容器中液面高度相同,根据 ,密度越大,容器底部受到的液体压强越大,故 ;
C、容器对水平面的压力等于容器、盐水和草莓的总重力。初始盐水体积相等,因 ,故乙中盐水质量更大,重力更大。加上草莓和容器重力相同,所以乙容器对水平面的总压力更大。根据 ,受力面积 相同,压力越大,压强越大,故 ;
综上,,,,故D正确。
故答案为:D。
【分析】A、考查浮力的判断,根据物体悬浮和漂浮时浮力都等于重力的特点,直接判断两次浮力大小相等;
B、考查液体压强的判断,根据漂浮条件判断出两种盐水的密度关系,再结合液面高度相同,利用 比较容器底部的压强;
C、考查固体压强的判断,先分析总压力(总重力)的大小,再结合受力面积相同,利用 比较容器对水平面的压强。
14.小明沿水平方向向右推箱子前行,推力为F,如图甲所示。推箱子过程中,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断不正确的是(  )
A.0~3s,人对箱子不做功
B.第5s时,箱子受到的摩擦力大小为9N
C.3~9s,箱子所受摩擦力的方向水平向左
D.9~12s,箱子受到合力为0
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;力的合成与应用;摩擦力的大小;是否做功的判断
【解析】【解答】A、0~3s,由丙图可知箱子速度为0、保持静止,有力无移动距离,根据做功条件,人对箱子不做功,故A正确;
B、9~12s箱子匀速直线运动,推力,滑动摩擦力与推力平衡即;第5s箱子滑动,压力和接触面不变,滑动摩擦力仍为6N,故B错误;
C、箱子向右运动,滑动摩擦力阻碍相对运动,摩擦力方向水平向左,故C正确;
D、9~12s箱子匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向推力与摩擦力平衡,箱子受到合力为0,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、考查做功的两个必要因素;做功需要作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离,缺一不可;
B、考查滑动摩擦力影响因素;滑动摩擦力只与压力大小、接触面粗糙程度有关,和运动快慢无关;
C、考查摩擦力方向判断;滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反;
D、考查平衡状态与合力;匀速直线运动属于平衡状态,平衡物体所受合力大小为0。
15.如图,将轻质弹簧上端固定,下端位于A点时弹簧恰好不发生形变。若将一小球挂在弹簧下端,静止时小球于O点,现将小球从A点由静止释放,能下落至最低点B,不计空气阻力,则小球(  )
A.从A点到O点运动过程中,速度先增大后减小
B.从A点到O点运动过程中,速度一直增大
C.从O点到B点运动过程中,速度先增大后减小
D.运动至最低点B时,速度为0,受平衡力作用
【答案】B
【知识点】弹力;二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系
【解析】【解答】A、从 A 到 O,弹簧逐渐拉长、弹力慢慢变大,但全程重力大于弹力,合力向下和运动方向一致,小球一直加速,故 A 错误;
B、从 A 到 O 下落时,重力始终大于弹簧弹力,合力向下,速度持续增大,故 B 正确;
C、O 点重力与弹力平衡,O 到 B 时弹簧弹力大于重力,合力向上,小球全程减速,速度不断减小,故 C 错误;
D、B 处瞬时速度为零,弹簧伸长量最大,弹力大于重力,二力大小不等,不受平衡力,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查力与运动的关系;合力和运动方向同向,物体加速运动,反向则减速;
B、考查受力分析、弹簧弹力规律;弹簧弹力随形变量增大而变大,O 点重力、弹力大小相等;
C、考查弹簧弹力、力与运动的关系;弹簧伸长越长弹力越大,合力与运动反向时物体减速;
D、考查二力平衡条件;平衡力需要同体、等大、反向、共线,两力大小不等无法平衡。
16.小丽同学在超市购物时,用15N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动。突然,小丽发现前面有一小孩,她马上用25N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车在水平方向上所受的合力为   N,合力的方向是   。
【答案】40;水平向后
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)小车在水平地面上做匀速直线运动时,水平方向上推力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此滑动摩擦力 ,方向水平向后。当用25N的水平力向后拉小车时,小车仍向前运动,滑动摩擦力大小不变,方向仍水平向后。此时水平方向上的合力为拉力与摩擦力之和:。
(2)合力的方向与拉力、摩擦力的方向一致,为水平向后。
故答案为:40;水平向后。
【分析】本题考查二力平衡条件的应用、滑动摩擦力的影响因素及同一直线上二力的合成。
1. 匀速直线运动时,水平方向推力与滑动摩擦力平衡,据此求出摩擦力大小与方向。
2. 滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关,因此减速时摩擦力大小不变、方向仍与运动方向相反。
3. 减速时,拉力与摩擦力方向相同,合力为两力之和,方向与两力方向一致。
17.如图所示是老师上课演示的“苹果向上爬”的趣味实验:将筷子插在苹果中央,手握住筷子中上部,用锤子轻敲筷子上部,苹果就慢慢向上“爬”了,这是因为   (选填“筷子”或“苹果”)具有惯性的结果。
【答案】苹果
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】敲击前苹果与筷子整体保持静止状态,锤击筷子上端时,外力改变筷子的运动状态,筷子迅速向下移动;苹果因为自身具有惯性,要维持原本的静止状态、空间位置基本不变,以向下滑动的筷子作为参照物,苹果相对筷子向上移动,视觉效果如同苹果沿着筷子向上爬升。
故答案为:苹果;
【分析】依托惯性相关知识点,区分受力物体与不受力物体的运动变化,受力的筷子运动状态发生改变,不受瞬时敲击力的苹果凭借惯性保持原有静止,借助相对运动的知识解释苹果向上 “爬升” 的现象。
18.如图甲所示,将半瓶矿泉水放在水平面上,水深10cm,则水对杯底的压强为    Pa,将瓶子翻过来瓶口向下倒立在桌面上,则水对瓶口的压强   ,瓶对桌面的压强   。(后两空均选填“变大” “不变”或“变小”)(g取10N/kg)
【答案】1×103;变大;变大
【知识点】压强大小比较;液体压强的计算
【解析】【解答】(1)水对杯底的压强:根据液体压强公式 ,代入数据 ,,,可得 ;
(2)瓶子倒过来后,瓶口横截面积更小,水的体积不变,水深变大,根据 ,水的密度和不变,深度增大,因此水对瓶口的压强变大;
(3)瓶子对桌面的压力等于总重力,重力不变则压力不变;倒过来后受力面积(瓶口面积)变小,根据 ,压力不变、受力面积减小,瓶对桌面的压强变大。
故答案为:;变大;变大;
【分析】(1)本题考查液体压强的计算,利用液体压强公式 ,结合已知的水深计算水对杯底的压强;
(2)本题考查液体压强的变化分析,关键在于明确瓶子倒置后水深的变化,再根据 判断水对瓶口压强的变化;
(3)本题考查固体压强的变化分析,瓶子对桌面的压力等于自身总重力,压力不变,受力面积由瓶底变为瓶口,受力面积减小,根据 可判断瓶对桌面压强的变化。
19.如图所示,将A管插入装有水的杯中,用嘴衔住A管的上端能将水吸上来是利用了   ;把另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,使A与B垂直,往B管中吹气,可看到A管内的水面会   (选填“上升”、“下降”或“不变”),这是因为空气流速越大的位置,压强越   。
【答案】大气压;上升;小
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】用嘴从 A 管上端吸气时,管内空气被抽出,内部气压随之降低,低于外界大气压强,杯中的水在外界大气压的挤压作用下顺着吸管向上进入口中,该现象利用了大气压。
向 B 管持续吹气,A 管口上方空气流动速度加快,该处气体压强变小,杯面上方大气压大于 A 管上端气压,水压将液体推入 A 管,使 A 管液面向上抬升。
吹气后 A 管液面上升的实验现象,印证流体压强规律:流体在流速越快的区域,对应的压强数值越小。
故答案为:大气压;上升;小;
【分析】 对比吸管内外气压大小,依靠内外气压差解释液体被压入吸管的物理过程。
吹气改变 A 管口空气流速,流速变化带来压强变化,压强差促使液面上升。
依托液面上升的实验现象,归纳流速与流体压强的变化规律。
20.在一部“讲科学的神话故事”电影中,敖丙在深海水中真情流露热泪盈眶,但他的眼泪是往上方流的,说明深海海水密度    敖丙眼泪的密度。
【答案】大于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)敖丙的眼泪在海水中向上方流动,说明眼泪在海水中上浮。根据物体的浮沉条件,当物体的密度小于液体的密度时,物体在液体中会上浮,因此深海海水密度大于敖丙眼泪的密度。
故答案为:大于;
【分析】本题考查物体浮沉条件的应用。当物体密度小于液体密度时,物体在液体中会上浮;当物体密度大于液体密度时,物体在液体中会下沉;当物体密度等于液体密度时,物体在液体中悬浮。眼泪在海水中向上流动,说明眼泪的密度小于海水的密度,即海水密度大于眼泪的密度。
21.在溢水杯中盛满水,将体积为300cm3的小球放入溢水杯中,用天平称出溢出水的质量为200g,当小球静止时,受到的浮力等于   N。(g=10N/kg)
【答案】2
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知小球受到的浮力F浮=G排=m排g=0.2kg×10N/kg=2N
【分析】根据物体排开液体的质量,计算浮力。
22.如图甲所示,一辆轿车在水平路面上以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)轿车在高速行驶时对地面的压力   (填“大于”、“等于”或“小于”) 该车静止时对地面的压力;
(2)经过10s轿车发动机所做的功是   J;
(3)当牵引力为   N时轿车能保持匀速直线运动;
【答案】(1)小于
(2)9×105
(3)3×103
【知识点】功率计算公式的应用;流体压强与流速的关系;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)轿车的形状上凸下平,轿车在高速行驶时,其上表面的空气流速大,压强小,下表面的空气流速小,压强大,则车会受到空气对它的一个向上压力差,则轿车在高速行驶时对地面的压力会小于车的总重力,所以轿车在高速行驶时对地面的压力小于该车静止时对地面的压力。
故答案为:小于
(2)经过10s轿车发动机所做的功
故答案为:9×105
(3)由图乙可知,轿车匀速直线运动时的速度v=30m/s,根据
得到此时轿车受到的牵引力
故答案为:3×103
【分析】(1)本题考查流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小。轿车高速行驶时,上下方空气流速不同,产生向上的压力差,减小了对地面的压力;
(2)本题考查功率公式 的应用,已知恒定功率和时间,可直接计算发动机做功;
(3)本题考查功率推导公式 的应用,匀速运动时速度不变,由图像读出匀速速度,结合恒定功率即可求出牵引力,此时牵引力与阻力大小相等。
(1)轿车的形状上凸下平,轿车在高速行驶时,其上表面的空气流速大,压强小,下表面的空气流速小,压强大,则车会受到空气对它的一个向上压力差,则轿车在高速行驶时对地面的压力会小于车的总重力,所以轿车在高速行驶时对地面的压力小于该车静止时对地面的压力。
(2)经过10s轿车发动机所做的功
(3)由图乙可知,轿车匀速直线运动时的速度v=30m/s,根据
得到此时轿车受到的牵引力
23.杆秤是运用不等臂杠杆的特点制作的。如图所示,若秤砣质量为0.75kg,20AO=BO,该称最多能称量   kg的物体(不计秤杆、秤钩的质量),若杆秤的秤砣磨掉一些,则称得物体的质量比物体真实质量   (选填“偏大”、“偏小”或“偏小”)。
【答案】15;偏大
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】(1)根据杠杆平衡条件 ,物体的重力 ,秤砣的重力 ,则 。已知 ,即 ,代入得:,
约去 后,;
(2)若秤砣磨掉一些,其实际质量变小,重力变小。根据杠杆平衡条件,在物体重力和阻力臂 不变时,秤砣重力减小,需要增大动力臂(秤砣到支点的距离)才能使杠杆平衡,因此称得物体的质量比真实质量偏大。
故答案为:15;偏大;
【分析】(1)本题考查杠杆平衡条件的应用,利用 ,结合已知的力臂关系 ,即可计算出杆秤的最大称量质量;
(2)本题考查杠杆平衡条件的动态分析,秤砣磨损后质量减小,为保持杠杆平衡,秤砣需向远离支点的方向移动,对应的刻度值偏大,因此称得的质量会大于物体的真实质量。
24.如图,O为杠杆OA的支点,下方吊着小球,请画出使杠杆平衡的最小力F和力臂L示意图。
【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】要画出使杠杆平衡的最小力 和对应的力臂 ,步骤如下:
1. 确定最长力臂:根据杠杆平衡条件 ,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。支点为 ,杠杆上离支点最远的点是 ,因此最长动力臂为线段 ,即 ;
2. 确定最小力的方向:为使力臂为 ,动力 需与 垂直;为使杠杆平衡,动力的方向应向上(阻碍杠杆顺时针转动),因此在 点画出垂直于 向上的力 ,并标注箭头。
示意图如下:
【分析】本题考查杠杆最小力的画法,核心原理是杠杆平衡条件 ,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。因此,最小力对应的动力臂为支点到杠杆上最远点的距离(即 ),且动力需与该力臂垂直,方向根据杠杆转动趋势确定,以阻碍杠杆转动为原则。
25.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,如图甲所示,接下来的操作是_____(选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体   的增加而增大。
(3)小阳保持丙图中探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出“液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是没有控制   相同,正确操作是应将探头适当   (选填“上移”或“下移”)。
(4)小光用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有   (填序号)。
①右侧待测液体到容器底的深度;
②右侧待测液体到橡皮膜中心的深度;
③左侧水到容器底的深度;
④左侧水到橡皮膜中心的深度。
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为   (用题中的字母和表示)。
【答案】(1)B
(2)深度
(3)深度;上移
(4)②④;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)在使用压强计前,U形管两侧液面已有高度差,说明软管内气压与外界大气压不相等,应拆除胶管重新安装,使U形管两侧液面上方气压相等,液面相平。
故答案为:B;
(2)乙、丙两图中,液体种类相同(均为水),探头深度不同,丙图中探头更深,U形管液面高度差更大,说明同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大;
故答案为:深度
(3)向容器内加入浓盐水时,探头位置不变,液体密度增大的同时,探头到液面的深度也增大了,没有控制深度相同,因此操作不可靠。为控制深度不变,应将探头适当上移,使探头到液面的距离保持不变;
故答案为:深度;上移
(4)当橡皮膜相平时,左右两侧液体对橡皮膜的压强相等,即 ,根据 ,可得 ,因此需要测量的物理量为②右侧待测液体到橡皮膜中心的深度 、④左侧水到橡皮膜中心的深度 ,即序号②④;待测液体密度表达式为 。
故答案为:②④;
【分析】(1)本题考查压强计的调试,使用前若U形管液面已有高度差,说明软管内气压异常,需拆除胶管重新安装,使两侧液面上方均为大气压,液面相平;
(2)本题考查液体压强与深度的关系,控制液体密度不变,改变探头深度,通过U形管液面高度差反映压强大小,得出同种液体中压强随深度增大而增大的结论;
(3)本题考查控制变量法的应用,探究液体压强与密度的关系时,需控制深度不变,加入浓盐水后深度会增大,因此应将探头上移以保持深度不变;
(4)本题考查利用压强平衡测量液体密度,橡皮膜相平时两侧压强相等,因此需测量两侧液体到橡皮膜中心的深度,结合液体压强公式推导密度表达式。
(1)调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平;在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,如图甲所示,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
故选B。
(2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,探头在丙中深度较大,U形管两侧液面的高度差较大,即液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
(3)[1][2]研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移。
(4)[1][2]在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左、右液体对橡皮膜的压强相同,即
故需要测量的物理量有:右侧待测液体表面到橡皮膜中心的深度h2,左侧水表面到橡皮膜中心的深度h4,故选②④;此时待测液体密度的表达式为
26.小明利用如图甲所示的实验装置探究“浮力大小与哪些因素有关”。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为    N;
(2)由图   三图可知,浮力与物体排开液体的体积有关;在同种液体中,物体排开液体的体积   ,浮力越大;
(3)由图A、C、D三图可知,浮力与物体“浸没”液体的深度   ;
(4)由图A、D、E三图可知,浮力与   有关;
(5)由实验数据可知,物体的密度为   kg/m3;
(6)若小组成员测得图C中溢出水的重力为   N时,就可以得到物体所受浮力与排开液体重力的关系,它们的关系是:   。
【答案】(1)1
(2)ABC;越大
(3)无关
(4)液体密度
(5)4×103
(6)1;物体所受浮力大小等于排开液体的重力
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)物体完全浸没在水中时所受浮力:根据称重法 ,物体重力 ,完全浸没时拉力 ,因此 ;
故答案为:1
(2)探究浮力与物体排开液体体积的关系时,需控制液体密度不变、改变排开液体体积,故选图A、B、C;由实验现象可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大;
故答案为:ABC;越大
(3)由图A、C、D可知,物体浸没在水中的深度不同,但弹簧测力计示数不变,浮力不变,说明浮力与物体“浸没”液体的深度无关;
故答案为:无关
(4)由图A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体密度不同(水和酒精),弹簧测力计示数不同,浮力不同,说明浮力与液体密度有关;
故答案为:液体密度
(5)物体的体积:由 ,物体完全浸没时 ;
物体的质量 ,
因此物体的密度 ;
故答案为:4×103
(6)物体在C图中所受浮力为 ,根据阿基米德原理,当溢出水的重力为1N时,可得出物体所受浮力大小等于排开液体的重力。
故答案为:1;物体所受浮力大小等于排开液体的重力
【分析】(1)本题考查称重法测浮力,利用 计算完全浸没时的浮力;
(2)本题考查控制变量法的应用,探究浮力与排开液体体积的关系时,控制液体密度不变,改变排开体积;
(3)本题考查浮力与浸没深度的关系,物体完全浸没后,深度变化不影响浮力大小;
(4)本题考查浮力与液体密度的关系,控制排开体积不变,改变液体密度;
(5)本题考查物体密度的计算,结合称重法浮力公式求出物体体积,再利用密度公式计算;
(6)本题考查阿基米德原理的验证,物体所受浮力等于排开液体的重力,因此溢出水的重力应等于浮力大小。
(1)由图A可知物体重力G=4N,图C或D中物体完全浸没时弹簧测力计示数F示=3N,则浮力
(2)[1][2]要探究浮力与物体排开液体体积的关系,需要控制液体密度相同,改变排开液体体积,图A、B、C符合要求。由图可知,在同种液体中,物体排开液体的体积变大,弹簧测力计的示数越小,即物体所受浮力越大,故可得结论:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)由图A、C、D可知,浸没在水中的物体,深度变化,弹簧测力计的示数不变,即浮力大小不变,故浮力与物体浸入液体的深度无关。
(4)由图A、D、E可知,浸没在不同的液体中,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,即浮力大小不同,故浮力与液体的密度有关。
(5)由F浮=ρ水gV排得物体的体积
根据G=mg得物体的质量为
物体的密度为
(6)[1][2]物体完全浸没水中时浮力为1N,若小组成员测得图C中溢出水的重力为1N,与物体所受浮力大小相等,就可以得到物体所受浮力与排开液体重力的关系,故可得结论:物体所受浮力大小等于排开液体的重力。
27.如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置,A是小球,B是木块。
(1)实验中小球动能大小是通过    来反映的;
(2)小球从斜面某一高度静止滚下的过程中,小球的   能转化为动能。高架路面严禁车辆超速、超载。若探究车辆“超载”带来的危害,可以用质量   的小球,让它们从斜面的   高度由   滚下来探究,目的是   ;
(3)若利用如图的器材做“阻力对物体运动的影响”实验,必须增加的器材是___________(填写字母序号)。
A.倾斜程度不同的斜面
B.粗糙程度不同的水平面
C.质量不同的小球
【答案】(1)木块B滑行距离的大小
(2)重力势;不同;相同;静止;控制小球到达水平面的速度相同
(3)B
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1) 实验中小球动能大小是通过木块B滑行距离的大小来反映的,木块滑行越远,说明小球的动能越大;
故答案为:木块B滑行距离的大小
(2) 小球从斜面某一高度静止滚下的过程中,小球的重力势能转化为动能;探究车辆 “超载” 带来的危害时,需用质量不同的小球,让它们从斜面的相同高度由静止滚下,目的是控制小球到达水平面的速度相同;
故答案为:重力势;不同;相同;静止;控制小球到达水平面的速度相同
(3) 做 “阻力对物体运动的影响” 实验时,需要改变水平面的粗糙程度来改变阻力大小,因此必须增加的器材是B(粗糙程度不同的水平面)。
故答案为:B
【分析】(1) 本题考查转换法的应用,动能的大小无法直接观察,通过木块被推动的距离来间接反映小球动能的大小;
(2) 本题考查能量转化与控制变量法的应用:小球下滑时重力势能转化为动能;探究动能与质量的关系时,需控制速度不变,因此让不同质量的小球从同一斜面的同一高度由静止滑下,使它们到达水平面时的速度相同;
(3) 本题考查 “阻力对物体运动的影响” 实验的器材选择,实验中需通过改变水平面的粗糙程度来改变阻力大小,因此需要粗糙程度不同的水平面。
(1)实验中,通过小球推动木块B运动距离的大小来反映小球动能的大小,这是转换法的应用。
(2)[1]小球沿斜面滚下过程中,因为质量不变,高度减小,所以重力势能减小,又因为速度增大,所以动能增大,是重力势能转化为动能。
[2][3][4][5]若探究车辆 “超载” 带来的危害,即质量对动能的影响 ,要控制速度相同,让小球从同一高度滚下,改变质量。所以可以用质量不同的小球,让它们从斜面的同一高度由静止滚下来探究,目的是控制小球到达水平面时的速度相同,研究动能与质量的关系。
(3)若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验,实验中需要让物体运动时所受阻力不同,阻力大小受压力和接触面粗糙程度的影响,所以必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面。
故选B。
28.如图,小安在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为 50g 的钩码若干个。
(1)如图甲实验时,调节杠杆在水平位置原因是   。
(2)在图甲中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆   (选填“左”或“右”)端下沉;
(3)如图乙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为   N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是___________。
A.测量铅笔长度
B.探究重力与质量关系
C.探究反射角与入射角关系
【答案】(1)便于测量力臂
(2)右
(3)2;变大
(4)A
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1) 调节杠杆在水平位置,此时力臂与杠杆重合,便于直接测量力臂的大小。
故答案为:便于测量力臂;
(2) 设每个钩码重力为,每格长度为。原平衡状态:左边,右边。
两边各增加一个钩码后:左边,右边。右边力矩更大,因此右端下沉。
故答案为:右;
(3) 每个钩码的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,在A点悬挂3个钩码时,由杠杆平衡条件知,代入数据得,在B点的拉力为
当弹簧测力计由竖直方向转动到倾斜方向时,动力臂变短,阻力和阻力臂不变,因此拉力示数将变大。
故答案为:2;变大
(4) 本实验多次测量的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
A. 测量铅笔长度,多次测量是为了减小误差;
B. 探究重力与质量关系,多次测量是为了寻找普遍规律;
C. 探究反射角与入射角关系,多次测量是为了寻找普遍规律。
因此与本次探究目的不同的是A。
故答案为:A。
【分析】(1) 杠杆在水平位置平衡,是因为此时力臂与杠杆重合,便于直接读取力臂的长度;
(2) 利用杠杆平衡条件,分别计算增加钩码后左右两边的力矩,比较大小判断下沉端;
(3) 先计算钩码重力,再根据杠杆平衡条件计算拉力;测力计倾斜时,动力臂减小,阻力和阻力臂不变,故拉力增大;
(4) 区分多次测量的目的:探究类实验多次测量是为了寻找普遍规律,测量类实验多次测量是为了减小误差。
(1)如图甲实验时,为了便于测量力臂,要调节杠杆在水平位置,同时也可以忽略杠杆自身重力的影响。
(2)设一个钩码重为G,杠杆上一格距离为L,由图甲可知,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,两侧力与力臂的乘积分别为:左侧F1l1=4G×2L=8GL
右侧F2l2=3G×3L=9GL
可知F2l2>F1l1,故右端下沉。
(3)[1]每个钩码的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
在A点悬挂3个钩码时,由杠杆平衡条件知FB×3L=3G×4L
代入数据得,在B点的拉力为
所以拉力大小为2N。
[2]若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,但阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡原理知,动力变大,故弹簧测力计的示数变大。
(4)本实验多次实验的目的是为了寻找普遍规律,在探究重力与质量关系和探究反射角与入射角关系的实验中多次实验的目的也是为了寻找普遍规律,而测量铅笔长度的实验中多次实验的目的是为了减小误差,获得准确数据,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
29.如图所示为安装有超声波雾化器自动喷枪的5G智能机器人,工作时将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。表为智能机器人的部分参数。求:(g取10N/kg)
自身重力 履带总触地面积
500N 200cm2
(1)未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强;
(2)未装消毒液时,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,牵引力做功的功率;
(3)在机器人自身重力不变的情况下,改进机器人的性能,使其能漂浮在水面并运动到消毒地点。当机器人装有重20N的消毒液漂浮在水面时,此时机器人排开水的体积。
【答案】(1)解:机器人未装消毒液时,自身的重力G=500N
机器人静止时,机器人对水平路面的压力大小等于其重力大小F=G=500N
受力面积S=200cm2=0.02m2
对水平地面的压强
答:未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强为2.5×104Pa
(2)解:机器人受到的阻力为f=0.1G=0.1×500N=50N
因为机器人在水平方向做匀速直线运动,所以牵引力等于阻力,即F=f=50N
牵引力做功的功率为
答:牵引力做功的功率为25W
(3)解:当机器人装有重20N的消毒液漂浮在水面时受到的浮力为F浮=G+G'=500N+20N=520N
根据F浮=ρ液gV排可得此时机器人排开水的体积为
答:此时机器人排开水的体积为0.052m3
【知识点】功率计算公式的应用;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)本题考查固体压强的计算,利用水平地面上压力等于重力,结合 求解压强;
(2)本题考查二力平衡与功率的计算,匀速运动时牵引力等于阻力,利用功率推导式 计算功率;
(3)本题考查阿基米德原理的应用,漂浮时浮力等于总重力,再由 反推排开水的体积。
30.如图所示,体重为60kg的工人利用滑轮组提升重为800N的物体A,所用拉力为F,物体A以0.2m/s的速度匀速上升了10s,动滑轮的重力为200N(不计绳重与摩擦,g=10N/kg),求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力F的功率;
(3)工人用此滑轮组所能提升的最大物重。
【答案】(1)解:物体A以0.2m/s的速度匀速上升了10s,物体上升的高度为
由图可知,承担物重绳子的股数是n=3,绳子自由端移动的距离
不计绳重与摩擦,拉力
滑轮组提升物体所做的有用功
拉力F做的总功
滑轮组的机械效率
(2)解:拉力做功的功率
(3)解:工人通过滑轮组向下拉绳子时,绳子自由端的最大拉力
因为不计绳重和摩擦时
则该工人使用该滑轮组时所能提升的最大物重
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1) 本题考查滑轮组机械效率的计算,先根据速度公式求出物体上升高度,再结合绳子股数求拉力、有用功与总功,最后利用 计算机械效率;
(2) 本题考查功率的计算,利用 直接求出拉力做功的功率;
(3) 本题考查滑轮组的最大提升物重问题,工人能施加的最大拉力等于自身重力,结合不计绳重摩擦时的拉力公式 ,反推最大物重。
(1)物体A以0.2m/s的速度匀速上升了10s,物体上升的高度为
由图可知,承担物重绳子的股数是n=3,绳子自由端移动的距离
不计绳重与摩擦,拉力
滑轮组提升物体所做的有用功
拉力F做的总功
滑轮组的机械效率
(2)拉力做功的功率
(3)工人通过滑轮组向下拉绳子时,绳子自由端的最大拉力
因为不计绳重和摩擦时
则该工人使用该滑轮组时所能提升的最大物重
31.请阅读《龙骨水车》并回答问题。
龙骨水车
陆游在《春晚即景》中写道:“龙骨车鸣水入塘,雨来犹可望丰穰,”诗中的龙骨车即为龙骨水车,因其结构形如长龙骨架而得此名,是一种用于排水和灌溉的机械。龙骨水车约始于我国东汉时期,三国时期的机械大师马钧予以改进,之后一直在农业上发挥着巨大的作用。
如图甲所示,龙骨水车的主体由两部分组成,一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成,并大部分采用榫接和链接结构,简单的材料、成熟的技艺,使龙骨水车很容易制作。
龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踏动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮传至高处的农田中,实现灌溉。
如图甲、乙所示的龙骨水车是用脚踩驱动的,称为脚力水车。根据龙骨水车驱动力的不同,还有手摇驱动的手摇水车、流水驱动的水转水车、风力驱动的风力水车等。相比之下,脚力翻车较为轻便、易于搬运、对环境要求低、取水效率高,在农业灌溉中使用最广。
龙骨水车在我国已使用了近两千年,目前仍然有地区在用其灌溉,劳动人民的智慧历经千年洗练,仍然闪耀着光芒!
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)龙骨水车在工作时主要是利用了   原理;
(2)刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越   ,当工人踩动脚踏的速度加快时,提升水的功率会变   ;
(3)若工人某次使用龙骨水车灌溉面积为的稻田,使稻田的平均水深达到,灌溉过程中水被龙骨水车提升的高度为,所用时间为20分钟,工人做功的平均功率为,则该过程中工人做的总功为   J,机械效率为   %(保留整数,不计水渗透和蒸发等损耗,水的密度为,g取)。
【答案】(1)链轮传动
(2)多;大
(3)48000;42
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;有用功和额外功
【解析】【解答】(1)根据材料,龙骨水车在工作时,利用链轮传动原理,当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。
(2)图中,刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水越多,克服水重力做功越多;当工人踩动脚踏的速度加快时,由,提升水的功率会变大。
(3)水被龙骨水车提升的高度为2m,用时为20min,工人做功的平均功率为40W,工人做的总功:W=Pt=40W×20×60s=48000J;
若灌溉面积为10m2的稻田,使稻田的平均水深达到0.1m,水被龙骨水车提升的高度为2m,克服水的重力做有用功:W有=Gh=mgh=ρVgh=1.0×103kg/m3×10m2×0.1m×10N/kg×2m=2×104J
机械效率为:。
【分析】(1)根据材料,当轮和轴通过链条连接,一起转动时,利用了链轮传动;
(2)高度相同时,提升物体越多,做功越多;做功越快,功率变大;
(3)根据W=Pt,计算做功的多少;利用W=Gh,计算有用功;根据,计算机械效率。
(1)由材料可知,龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。
(2)[1][2]刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,克服水重力做功就越多;当工人踩动脚踏的速度加快时,由
可知,提升水的功率会变大。
(3)[1]溉过程中水被龙骨水车提升的高度为2m,所用时间为20分钟,工人做功的平均功率为40W,则该过程中工人做的总功
W=Pt=40W×20×60s=48000J
[2]工人某次使用龙骨水车灌溉面积为10m2的稻田,使稻田的平均水深达到0.1m,灌溉过程中水被龙骨水车提升的高度为2m,克服水的重力做的有用功
W有=Gh=mgh=ρVgh=1.0×103kg/m3×10m2×0.1m×10N/kg×2m=2×104J
机械效率为
1 / 1山东省临沂市临沭县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1.分子很小,看不见摸不着,但我们可以通过一些直接感知的现象,经过合理的推测来认识分子。下列推测既合理又符合事实的是(  )
A.现象:用手将面包捏瘪;推测:分子之间有空隙
B.现象:花香扑鼻;推测:分子在做无规则运动
C.现象:破镜难以重圆;推测:分子之间没有引力
D.现象:空气中沙尘飞舞;推测:分子在做无规则运动
2.2025 年5月,多哈世乒赛男单决赛中我国选手王楚钦以4:1战胜巴西选手雨果·卡尔德拉诺,夺得世乒赛男单冠军。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,以下正确的是(  )
A.乒乓球的质量小,所以受到的惯性力小
B.球拍击球时,改变了乒乓球的运动状态
C.乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力
D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即停止运动
3. 三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是(  )
A.茶壶 B.密度计 C.高压锅 D.液体温度计
4.2025年3月23日,武汉马拉松鸣枪开跑,有近40000名来自世界各地的跑者欢聚武汉,正值樱花季,共同越江湖。关于比赛过程中所涉及的物理知识,下列说法错误的是(  )
A.地面对运动员的支持力和运动员的重力是一对相互作用的力
B.运动员鞋底的花纹,有助于提升运动员的成绩
C.运动员到达终点线不能立即停止下来,是由于具有惯性
D.运动员双脚站立时对水平地面的压强比走动时小
5.汽车在高速行驶时,只需略微打开天窗,就可以实现高效的“换气”功能,净化车内空气,如图所示,下列选项与此原理相同的是(  )
A.热气球能够升空
B.飞机的机翼做成流线型
C.注射器吸取药液
D.摩擦过的尺子吸引碎纸屑
6.2025年3月30日,我国第三艘航空母舰“福建舰”进行第七次海试——全舰冲击试验。如图所示,“福建舰”满载排水量约8万吨,长约320m,飞行甲板宽约78m,是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。海水密度为,下列说法错误的是(  )
A.满载时“福建舰”所受浮力约为8×104N
B.航行的舰船不能近距离并排行驶,是因为液体流速大的地方压强小
C.“福建舰”静止在海面时,水面下15m处海水的压强为1.5×105Pa
D.舰载机飞离后,将会上浮一些
7.一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下,竖直向上运动(不考虑空气的阻力和钢索重力),货物运动的路程(s)—时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断错误的是(  )
A.4s时钢索的拉力大小等于10s时钢索的拉力大小
B.货物竖直向上运动时,2s时的速度大于8s时的速度
C.0至6s内钢索拉力做的功大于6s至12s内钢索拉力做的功
D.货物在0至12s内的竖直向上运动过程中,钢索拉力的功率保持不变
8.公元前388年《墨经》记载的杠杆原理中,将阻力臂叫“本”,动力臂叫“标”。下列图中的杠杆属于“本短标长”的是(  )
A.筷子 B.核桃钳
C.托盘天平 D.雨刮器
9.我国古代科技著作《天工开物》中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.脚踏碓在应用中属于省力杠杆 B.人脚越靠近O点越省力
C.碓的头部较细是为了增大压力 D.碓头加速下落时动能增加
10.关于功、功率和机械效率,下列说法中正确的是(  )
A.功率大的机械,做功多
B.机械做的有用功越多,机械效率越高
C.机械效率高的机械,功率大
D.机械效率越高,有用功与总功的比值越大
11.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1= G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦)。则下列选项正确的是(  )
A. B.
C. D.
12.如图所示,水平地面上AB段和BC段长度相等,AB段比BC段粗糙一些。用水平恒力F拉动物块经过AB和BC段,物块在AB段刚好做匀速直线运动。以下说法正确的是(  )
A.物块经过AB段和BC段所用时间相等
B.拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功
C.水平方向上物块在AB段所受合力大小小于在BC段所受的合力大小
D.拉力F在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率
13.采摘的新鲜草莓,用盐水浸泡可清洗表面的农药残留物。小明将同一个草莓(不考虑吸水)分别放入体积相等、密度不同的盐水中进行清洗,静止时的情景如图所示(两容器 完全相同)。草莓所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部受到的液体压强分别为p甲和p乙,容器对水平面的压强分别为p'甲和p'乙,则下列说法正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
14.小明沿水平方向向右推箱子前行,推力为F,如图甲所示。推箱子过程中,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断不正确的是(  )
A.0~3s,人对箱子不做功
B.第5s时,箱子受到的摩擦力大小为9N
C.3~9s,箱子所受摩擦力的方向水平向左
D.9~12s,箱子受到合力为0
15.如图,将轻质弹簧上端固定,下端位于A点时弹簧恰好不发生形变。若将一小球挂在弹簧下端,静止时小球于O点,现将小球从A点由静止释放,能下落至最低点B,不计空气阻力,则小球(  )
A.从A点到O点运动过程中,速度先增大后减小
B.从A点到O点运动过程中,速度一直增大
C.从O点到B点运动过程中,速度先增大后减小
D.运动至最低点B时,速度为0,受平衡力作用
16.小丽同学在超市购物时,用15N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动。突然,小丽发现前面有一小孩,她马上用25N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车在水平方向上所受的合力为   N,合力的方向是   。
17.如图所示是老师上课演示的“苹果向上爬”的趣味实验:将筷子插在苹果中央,手握住筷子中上部,用锤子轻敲筷子上部,苹果就慢慢向上“爬”了,这是因为   (选填“筷子”或“苹果”)具有惯性的结果。
18.如图甲所示,将半瓶矿泉水放在水平面上,水深10cm,则水对杯底的压强为    Pa,将瓶子翻过来瓶口向下倒立在桌面上,则水对瓶口的压强   ,瓶对桌面的压强   。(后两空均选填“变大” “不变”或“变小”)(g取10N/kg)
19.如图所示,将A管插入装有水的杯中,用嘴衔住A管的上端能将水吸上来是利用了   ;把另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,使A与B垂直,往B管中吹气,可看到A管内的水面会   (选填“上升”、“下降”或“不变”),这是因为空气流速越大的位置,压强越   。
20.在一部“讲科学的神话故事”电影中,敖丙在深海水中真情流露热泪盈眶,但他的眼泪是往上方流的,说明深海海水密度    敖丙眼泪的密度。
21.在溢水杯中盛满水,将体积为300cm3的小球放入溢水杯中,用天平称出溢出水的质量为200g,当小球静止时,受到的浮力等于   N。(g=10N/kg)
22.如图甲所示,一辆轿车在水平路面上以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)轿车在高速行驶时对地面的压力   (填“大于”、“等于”或“小于”) 该车静止时对地面的压力;
(2)经过10s轿车发动机所做的功是   J;
(3)当牵引力为   N时轿车能保持匀速直线运动;
23.杆秤是运用不等臂杠杆的特点制作的。如图所示,若秤砣质量为0.75kg,20AO=BO,该称最多能称量   kg的物体(不计秤杆、秤钩的质量),若杆秤的秤砣磨掉一些,则称得物体的质量比物体真实质量   (选填“偏大”、“偏小”或“偏小”)。
24.如图,O为杠杆OA的支点,下方吊着小球,请画出使杠杆平衡的最小力F和力臂L示意图。
25.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,如图甲所示,接下来的操作是_____(选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体   的增加而增大。
(3)小阳保持丙图中探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出“液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是没有控制   相同,正确操作是应将探头适当   (选填“上移”或“下移”)。
(4)小光用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有   (填序号)。
①右侧待测液体到容器底的深度;
②右侧待测液体到橡皮膜中心的深度;
③左侧水到容器底的深度;
④左侧水到橡皮膜中心的深度。
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为   (用题中的字母和表示)。
26.小明利用如图甲所示的实验装置探究“浮力大小与哪些因素有关”。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为    N;
(2)由图   三图可知,浮力与物体排开液体的体积有关;在同种液体中,物体排开液体的体积   ,浮力越大;
(3)由图A、C、D三图可知,浮力与物体“浸没”液体的深度   ;
(4)由图A、D、E三图可知,浮力与   有关;
(5)由实验数据可知,物体的密度为   kg/m3;
(6)若小组成员测得图C中溢出水的重力为   N时,就可以得到物体所受浮力与排开液体重力的关系,它们的关系是:   。
27.如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置,A是小球,B是木块。
(1)实验中小球动能大小是通过    来反映的;
(2)小球从斜面某一高度静止滚下的过程中,小球的   能转化为动能。高架路面严禁车辆超速、超载。若探究车辆“超载”带来的危害,可以用质量   的小球,让它们从斜面的   高度由   滚下来探究,目的是   ;
(3)若利用如图的器材做“阻力对物体运动的影响”实验,必须增加的器材是___________(填写字母序号)。
A.倾斜程度不同的斜面
B.粗糙程度不同的水平面
C.质量不同的小球
28.如图,小安在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为 50g 的钩码若干个。
(1)如图甲实验时,调节杠杆在水平位置原因是   。
(2)在图甲中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆   (选填“左”或“右”)端下沉;
(3)如图乙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为   N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是___________。
A.测量铅笔长度
B.探究重力与质量关系
C.探究反射角与入射角关系
29.如图所示为安装有超声波雾化器自动喷枪的5G智能机器人,工作时将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。表为智能机器人的部分参数。求:(g取10N/kg)
自身重力 履带总触地面积
500N 200cm2
(1)未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强;
(2)未装消毒液时,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,牵引力做功的功率;
(3)在机器人自身重力不变的情况下,改进机器人的性能,使其能漂浮在水面并运动到消毒地点。当机器人装有重20N的消毒液漂浮在水面时,此时机器人排开水的体积。
30.如图所示,体重为60kg的工人利用滑轮组提升重为800N的物体A,所用拉力为F,物体A以0.2m/s的速度匀速上升了10s,动滑轮的重力为200N(不计绳重与摩擦,g=10N/kg),求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力F的功率;
(3)工人用此滑轮组所能提升的最大物重。
31.请阅读《龙骨水车》并回答问题。
龙骨水车
陆游在《春晚即景》中写道:“龙骨车鸣水入塘,雨来犹可望丰穰,”诗中的龙骨车即为龙骨水车,因其结构形如长龙骨架而得此名,是一种用于排水和灌溉的机械。龙骨水车约始于我国东汉时期,三国时期的机械大师马钧予以改进,之后一直在农业上发挥着巨大的作用。
如图甲所示,龙骨水车的主体由两部分组成,一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成,并大部分采用榫接和链接结构,简单的材料、成熟的技艺,使龙骨水车很容易制作。
龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踏动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮传至高处的农田中,实现灌溉。
如图甲、乙所示的龙骨水车是用脚踩驱动的,称为脚力水车。根据龙骨水车驱动力的不同,还有手摇驱动的手摇水车、流水驱动的水转水车、风力驱动的风力水车等。相比之下,脚力翻车较为轻便、易于搬运、对环境要求低、取水效率高,在农业灌溉中使用最广。
龙骨水车在我国已使用了近两千年,目前仍然有地区在用其灌溉,劳动人民的智慧历经千年洗练,仍然闪耀着光芒!
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)龙骨水车在工作时主要是利用了   原理;
(2)刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越   ,当工人踩动脚踏的速度加快时,提升水的功率会变   ;
(3)若工人某次使用龙骨水车灌溉面积为的稻田,使稻田的平均水深达到,灌溉过程中水被龙骨水车提升的高度为,所用时间为20分钟,工人做功的平均功率为,则该过程中工人做的总功为   J,机械效率为   %(保留整数,不计水渗透和蒸发等损耗,水的密度为,g取)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力;分子动理论基本观点
【解析】【解答】A、面包被捏瘪是面包内部气孔被压缩,属于宏观空隙变化,不能说明分子间存在间隙,故 A 错误;
B、花香扑鼻是花香分子扩散到空气中,说明分子永不停息做无规则运动,故 B 正确;
C、破镜难重圆是破碎后分子间距过大,分子引力微弱无法聚拢,并非分子间没有引力,故 C 错误;
D、沙尘是宏观固体小颗粒,沙尘飞舞是机械运动,不能代表分子无规则运动,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查分子间存在间隙;构成物质的分子之间存在微观空隙,肉眼无法直接观察,宏观物体的孔洞不等于分子间隙;
B、考查分子热运动;一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,扩散现象是分子无规则运动的宏观体现;
C、考查分子间的作用力;分子间同时存在引力和斥力,作用力只在分子间距很小时显著,距离过大时分子力几乎消失;
D、考查机械运动与分子运动区别;分子尺度极小无法肉眼看见,看得见的固体颗粒运动属于受外力影响的机械运动。
2.【答案】B
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】A、乒乓球的质量小,惯性小,但不能说 “受到惯性力”,惯性不是力,故A错误;
B、球拍击球时,乒乓球的运动速度大小和方向发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C、乒乓球在空中飞行时,只受重力和空气阻力,没有受到向前的推力,故C错误;
D、空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,根据牛顿第一定律,它将以原来的速度和方向做匀速直线运动,不会立即停止,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A:考查惯性的概念,惯性是物体的固有属性,不是力,不能说 “受到惯性力”;
B:考查力的作用效果,力可以改变物体的运动状态(速度大小或方向);
C:考查受力分析,空中飞行的乒乓球仅受重力和空气阻力,不存在向前的推力;
D:考查牛顿第一定律,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变。
3.【答案】A
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】 船闸应用了连通器原理。
A.茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,故A符合题意;
B.密度计是利用物体的漂浮条件来工作的,故B不符合题意;
C.高压锅是利用液体的沸点与气压的关系,故C不符合题意;
D.液体温度计是利用物体的热胀冷缩的原理来工作的,故D不符合题意。
故选A。
【分析】 上端开口、底部互相连通的容器叫连通器;船闸、茶壶、锅炉水位计、过路涵洞、反水弯都属于连通器。
4.【答案】A
【知识点】惯性及其现象;平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A选项分析:地面对运动员的支持力与运动员的重力大小相等、方向相反,作用于同一物体且在同一直线上,因此构成一对平衡力。题目要求选择错误选项,故A符合题意。
B选项说明:运动员鞋底设计的凹凸花纹通过增加接触面粗糙程度来增大摩擦力,防止滑倒。若减小摩擦力反而会影响运动表现,因此该选项表述正确。
C选项解释:运动员到达终点后继续运动的现象是由惯性导致的,惯性是物体保持运动状态不变的固有属性,该选项描述准确。
D选项论证:根据压强公式,当压力(F)恒定时,接触面积(S)增大将减小压强(p)。站立时接触面积大于行走时,因此站立时对地面的压强更小,该选项正确。
故选A。
【分析】1、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。
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上,
3、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述;
4、压强的影响因素:公式为P=F/S,所以压强的大小和压力大小成正比,和受力面积成反比;压强大小于接触面材料无关,所以在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
5.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】汽车高速行驶时,天窗处空气流速大、压强小,车内空气在压强差作用下被 “压” 出,实现换气,原理是流体压强与流速的关系(流速越大,压强越小):
A:热气球升空利用空气浮力,与流体压强和流速无关,故A错误;
B:飞机机翼上凸下平,飞行时上方空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生向上的升力,利用了流体压强与流速的关系,与汽车天窗换气原理相同,故B正确;
C:注射器吸取药液利用大气压,与流体压强和流速无关,故C错误;
D:摩擦过的尺子吸引碎纸屑是静电现象,与流体压强和流速无关,故D错误;
故答案为:B。
【分析】本题考查流体压强与流速的关系,关键是理解:流速越大的位置,压强越小。汽车天窗换气、飞机机翼升力都利用了这一原理,而热气球、注射器、静电现象分别利用浮力、大气压、静电效应,与流体压强无关。
6.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;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:满载排水量约,根据阿基米德原理,浮力,而非,故A错误;
B:航行的舰船近距离并排行驶时,舰船之间水流速大、压强小,外侧水流速小、压强大,会在水压作用下相互靠近,易发生碰撞,故B正确;
C:水面下15m处海水的压强,故C正确;
D:航母漂浮时,舰载机飞离后,总重力减小,浮力也减小。根据,会减小,航母会上浮一些,故D正确;
故答案为:A。
【分析】A:考查阿基米德原理,需明确排水量与浮力的关系,计算时注意单位换算;
B:考查流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小;
C:考查液体压强的计算,应用公式求解;
D:考查漂浮条件的应用,结合浮力变化分析排开液体体积的变化。
7.【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;功的计算及应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A:由图像可知,0-6s和6-12s内货物均做匀速直线运动,拉力与重力平衡,因此4s和10s时拉力大小相等,均等于重力,故A正确;
B:0-6s内速度,6-12s内速度,因此2s时速度大于8s时速度,故B正确;
C:拉力大小不变,0-6s内路程3m,6-12s内路程1m,由可知,0-6s内拉力做功更多,故C正确;
D:拉力的功率,0-6s和6-12s内速度不同,因此功率不同,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A:考查二力平衡,匀速直线运动时拉力等于重力,全程匀速,拉力大小不变;
B:考查s-t图像的速度计算,斜率代表速度,0-6s斜率更大,速度更快;
C:考查功的计算,,拉力不变,路程越长做功越多;
D:考查功率的计算,,拉力不变但速度变化,功率也会变化。
8.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】根据题意可知,阻力臂叫“本”,动力臂叫“标”,则“本短标长”是指动力臂长,阻力臂短,属于省力杠杆;
A.筷子在使用过程中,大拇指所在的位置为支点,阻力作用在尖端,食指施加动力。此时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃钳在使用过程中,转轴为支点,核桃施加阻力,手施加动力。此时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.托盘天平在使用过程中,转轴为支点,两个托盘到转轴的距离相等,即动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.雨刮器在使用过程中,转轴为支点,电机施加动力,作用作用在雨刷尖端。此时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类即可。
9.【答案】D
【知识点】机械能及其转化;增大压强的方法及其应用;杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A、脚踏端动力臂短,阻力臂更长,属于费力杠杆,故 A 错误;
B、脚靠近支点 O 时动力臂变小,在阻力、阻力臂不变时需要更大动力,更费力,故 B 错误;
C、碲头较细是压力不变减小受力面积,用来增大压强,并非增大压力,故 C 错误;
D、碲头加速下落,质量不变速度变大,动能增大,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查杠杆分类;对比动力臂、阻力臂长短区分省力、费力杠杆;
B、考查杠杆平衡条件;阻力与阻力臂一定,动力臂越小所需动力越大;
C、考查压强影响因素;压力不变,减小受力面积可以增大压强;
D、考查动能影响因素;动能与质量、速度有关,质量不变速度增大则动能变大。
10.【答案】D
【知识点】功率的概念;机械效率
【解析】【解答】A、功率大的机械,做功不一定多,因为做功的多少由功率和时间共同决定,故A错误;
B、机械效率是有用功与总功的比值,机械做的有用功多,若总功也多,则有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故B错误;
C、机械效率高表示有用功占总功的比例大,功率大表示做功快,二者没有直接关系,故C错误;
D、机械效率的定义就是有用功与总功的比值,因此机械效率越高,有用功与总功的比值越大,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查功与功率的关系,明确做功多少由功率和时间共同决定;
B、考查机械效率的定义,机械效率是有用功与总功的比值,不是单纯由有用功决定;
C、考查机械效率与功率的区别,二者是独立的物理量,没有直接关联;
D、考查机械效率的本质,机械效率越高,有用功在总功中所占的比例就越大。
11.【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的大小比较;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】甲装置为动滑轮,绳子段数 ,拉力 ;乙装置为滑轮组,绳子段数 ,拉力 。已知 ,滑轮质量相等即 相同,因此
有用功 ,、提升高度 相同,故有用功相等;额外功 ,动滑轮重和提升高度均相同,故额外功也相等,总功 ,因此总功相等,机械效率 ,故 ,拉力做功的功率 ,总功 相等、时间 相同,故 。
综上,,,。
故答案为:B
【分析】拉力大小:根据滑轮/滑轮组拉力公式,结合绳子段数 分析,甲的绳子段数更少,拉力更大。
机械效率:有用功和额外功均相等,故总功相等,机械效率也相等。
功率:总功和时间均相等,故拉力做功的功率相等。
12.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;力的合成与应用;功的计算及应用
【解析】【解答】A:物块在AB段做匀速直线运动,速度不变;BC段更光滑,摩擦力更小,拉力F大于摩擦力,物块做加速运动,速度越来越大,AB和BC段长度相等,BC段的平均速度大于AB段,因此经过BC段所用时间更短,故A错误;
B:拉力F恒定,AB段和BC段长度相等,根据,拉力在两段做的功相等,故B错误;
C:物块在AB段匀速运动,合力为0;在BC段拉力F大于摩擦力,合力不为0,因此AB段所受合力大小小于BC段所受合力大小,故C正确;
D:拉力做功的功率,两段做功相等,但BC段用时更短,因此BC段的功率更大,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A:考查运动状态与速度变化,AB段匀速,BC段加速,通过相同路程,速度越大用时越短;
B:考查功的计算,功的大小由拉力和距离决定,拉力和距离均相等时,功相等;
C:考查合力的判断,匀速运动时合力为0,加速运动时合力不为0;
D:考查功率的计算,功率等于功与时间的比值,功相等时,用时越短功率越大。
13.【答案】D
【知识点】压强大小比较;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、草莓在甲中悬浮,浮力等于重力;在乙中漂浮,浮力也等于重力。同一个草莓重力不变,故 ,A错误;
B、由漂浮条件可知,草莓在乙中漂浮,说明乙中盐水密度大于甲中盐水密度()。两容器中液面高度相同,根据 ,密度越大,容器底部受到的液体压强越大,故 ;
C、容器对水平面的压力等于容器、盐水和草莓的总重力。初始盐水体积相等,因 ,故乙中盐水质量更大,重力更大。加上草莓和容器重力相同,所以乙容器对水平面的总压力更大。根据 ,受力面积 相同,压力越大,压强越大,故 ;
综上,,,,故D正确。
故答案为:D。
【分析】A、考查浮力的判断,根据物体悬浮和漂浮时浮力都等于重力的特点,直接判断两次浮力大小相等;
B、考查液体压强的判断,根据漂浮条件判断出两种盐水的密度关系,再结合液面高度相同,利用 比较容器底部的压强;
C、考查固体压强的判断,先分析总压力(总重力)的大小,再结合受力面积相同,利用 比较容器对水平面的压强。
14.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;力的合成与应用;摩擦力的大小;是否做功的判断
【解析】【解答】A、0~3s,由丙图可知箱子速度为0、保持静止,有力无移动距离,根据做功条件,人对箱子不做功,故A正确;
B、9~12s箱子匀速直线运动,推力,滑动摩擦力与推力平衡即;第5s箱子滑动,压力和接触面不变,滑动摩擦力仍为6N,故B错误;
C、箱子向右运动,滑动摩擦力阻碍相对运动,摩擦力方向水平向左,故C正确;
D、9~12s箱子匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向推力与摩擦力平衡,箱子受到合力为0,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、考查做功的两个必要因素;做功需要作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离,缺一不可;
B、考查滑动摩擦力影响因素;滑动摩擦力只与压力大小、接触面粗糙程度有关,和运动快慢无关;
C、考查摩擦力方向判断;滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反;
D、考查平衡状态与合力;匀速直线运动属于平衡状态,平衡物体所受合力大小为0。
15.【答案】B
【知识点】弹力;二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系
【解析】【解答】A、从 A 到 O,弹簧逐渐拉长、弹力慢慢变大,但全程重力大于弹力,合力向下和运动方向一致,小球一直加速,故 A 错误;
B、从 A 到 O 下落时,重力始终大于弹簧弹力,合力向下,速度持续增大,故 B 正确;
C、O 点重力与弹力平衡,O 到 B 时弹簧弹力大于重力,合力向上,小球全程减速,速度不断减小,故 C 错误;
D、B 处瞬时速度为零,弹簧伸长量最大,弹力大于重力,二力大小不等,不受平衡力,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查力与运动的关系;合力和运动方向同向,物体加速运动,反向则减速;
B、考查受力分析、弹簧弹力规律;弹簧弹力随形变量增大而变大,O 点重力、弹力大小相等;
C、考查弹簧弹力、力与运动的关系;弹簧伸长越长弹力越大,合力与运动反向时物体减速;
D、考查二力平衡条件;平衡力需要同体、等大、反向、共线,两力大小不等无法平衡。
16.【答案】40;水平向后
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)小车在水平地面上做匀速直线运动时,水平方向上推力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此滑动摩擦力 ,方向水平向后。当用25N的水平力向后拉小车时,小车仍向前运动,滑动摩擦力大小不变,方向仍水平向后。此时水平方向上的合力为拉力与摩擦力之和:。
(2)合力的方向与拉力、摩擦力的方向一致,为水平向后。
故答案为:40;水平向后。
【分析】本题考查二力平衡条件的应用、滑动摩擦力的影响因素及同一直线上二力的合成。
1. 匀速直线运动时,水平方向推力与滑动摩擦力平衡,据此求出摩擦力大小与方向。
2. 滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关,因此减速时摩擦力大小不变、方向仍与运动方向相反。
3. 减速时,拉力与摩擦力方向相同,合力为两力之和,方向与两力方向一致。
17.【答案】苹果
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】敲击前苹果与筷子整体保持静止状态,锤击筷子上端时,外力改变筷子的运动状态,筷子迅速向下移动;苹果因为自身具有惯性,要维持原本的静止状态、空间位置基本不变,以向下滑动的筷子作为参照物,苹果相对筷子向上移动,视觉效果如同苹果沿着筷子向上爬升。
故答案为:苹果;
【分析】依托惯性相关知识点,区分受力物体与不受力物体的运动变化,受力的筷子运动状态发生改变,不受瞬时敲击力的苹果凭借惯性保持原有静止,借助相对运动的知识解释苹果向上 “爬升” 的现象。
18.【答案】1×103;变大;变大
【知识点】压强大小比较;液体压强的计算
【解析】【解答】(1)水对杯底的压强:根据液体压强公式 ,代入数据 ,,,可得 ;
(2)瓶子倒过来后,瓶口横截面积更小,水的体积不变,水深变大,根据 ,水的密度和不变,深度增大,因此水对瓶口的压强变大;
(3)瓶子对桌面的压力等于总重力,重力不变则压力不变;倒过来后受力面积(瓶口面积)变小,根据 ,压力不变、受力面积减小,瓶对桌面的压强变大。
故答案为:;变大;变大;
【分析】(1)本题考查液体压强的计算,利用液体压强公式 ,结合已知的水深计算水对杯底的压强;
(2)本题考查液体压强的变化分析,关键在于明确瓶子倒置后水深的变化,再根据 判断水对瓶口压强的变化;
(3)本题考查固体压强的变化分析,瓶子对桌面的压力等于自身总重力,压力不变,受力面积由瓶底变为瓶口,受力面积减小,根据 可判断瓶对桌面压强的变化。
19.【答案】大气压;上升;小
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】用嘴从 A 管上端吸气时,管内空气被抽出,内部气压随之降低,低于外界大气压强,杯中的水在外界大气压的挤压作用下顺着吸管向上进入口中,该现象利用了大气压。
向 B 管持续吹气,A 管口上方空气流动速度加快,该处气体压强变小,杯面上方大气压大于 A 管上端气压,水压将液体推入 A 管,使 A 管液面向上抬升。
吹气后 A 管液面上升的实验现象,印证流体压强规律:流体在流速越快的区域,对应的压强数值越小。
故答案为:大气压;上升;小;
【分析】 对比吸管内外气压大小,依靠内外气压差解释液体被压入吸管的物理过程。
吹气改变 A 管口空气流速,流速变化带来压强变化,压强差促使液面上升。
依托液面上升的实验现象,归纳流速与流体压强的变化规律。
20.【答案】大于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)敖丙的眼泪在海水中向上方流动,说明眼泪在海水中上浮。根据物体的浮沉条件,当物体的密度小于液体的密度时,物体在液体中会上浮,因此深海海水密度大于敖丙眼泪的密度。
故答案为:大于;
【分析】本题考查物体浮沉条件的应用。当物体密度小于液体密度时,物体在液体中会上浮;当物体密度大于液体密度时,物体在液体中会下沉;当物体密度等于液体密度时,物体在液体中悬浮。眼泪在海水中向上流动,说明眼泪的密度小于海水的密度,即海水密度大于眼泪的密度。
21.【答案】2
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由阿基米德原理可知小球受到的浮力F浮=G排=m排g=0.2kg×10N/kg=2N
【分析】根据物体排开液体的质量,计算浮力。
22.【答案】(1)小于
(2)9×105
(3)3×103
【知识点】功率计算公式的应用;流体压强与流速的关系;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)轿车的形状上凸下平,轿车在高速行驶时,其上表面的空气流速大,压强小,下表面的空气流速小,压强大,则车会受到空气对它的一个向上压力差,则轿车在高速行驶时对地面的压力会小于车的总重力,所以轿车在高速行驶时对地面的压力小于该车静止时对地面的压力。
故答案为:小于
(2)经过10s轿车发动机所做的功
故答案为:9×105
(3)由图乙可知,轿车匀速直线运动时的速度v=30m/s,根据
得到此时轿车受到的牵引力
故答案为:3×103
【分析】(1)本题考查流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小。轿车高速行驶时,上下方空气流速不同,产生向上的压力差,减小了对地面的压力;
(2)本题考查功率公式 的应用,已知恒定功率和时间,可直接计算发动机做功;
(3)本题考查功率推导公式 的应用,匀速运动时速度不变,由图像读出匀速速度,结合恒定功率即可求出牵引力,此时牵引力与阻力大小相等。
(1)轿车的形状上凸下平,轿车在高速行驶时,其上表面的空气流速大,压强小,下表面的空气流速小,压强大,则车会受到空气对它的一个向上压力差,则轿车在高速行驶时对地面的压力会小于车的总重力,所以轿车在高速行驶时对地面的压力小于该车静止时对地面的压力。
(2)经过10s轿车发动机所做的功
(3)由图乙可知,轿车匀速直线运动时的速度v=30m/s,根据
得到此时轿车受到的牵引力
23.【答案】15;偏大
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】(1)根据杠杆平衡条件 ,物体的重力 ,秤砣的重力 ,则 。已知 ,即 ,代入得:,
约去 后,;
(2)若秤砣磨掉一些,其实际质量变小,重力变小。根据杠杆平衡条件,在物体重力和阻力臂 不变时,秤砣重力减小,需要增大动力臂(秤砣到支点的距离)才能使杠杆平衡,因此称得物体的质量比真实质量偏大。
故答案为:15;偏大;
【分析】(1)本题考查杠杆平衡条件的应用,利用 ,结合已知的力臂关系 ,即可计算出杆秤的最大称量质量;
(2)本题考查杠杆平衡条件的动态分析,秤砣磨损后质量减小,为保持杠杆平衡,秤砣需向远离支点的方向移动,对应的刻度值偏大,因此称得的质量会大于物体的真实质量。
24.【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】要画出使杠杆平衡的最小力 和对应的力臂 ,步骤如下:
1. 确定最长力臂:根据杠杆平衡条件 ,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。支点为 ,杠杆上离支点最远的点是 ,因此最长动力臂为线段 ,即 ;
2. 确定最小力的方向:为使力臂为 ,动力 需与 垂直;为使杠杆平衡,动力的方向应向上(阻碍杠杆顺时针转动),因此在 点画出垂直于 向上的力 ,并标注箭头。
示意图如下:
【分析】本题考查杠杆最小力的画法,核心原理是杠杆平衡条件 ,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。因此,最小力对应的动力臂为支点到杠杆上最远点的距离(即 ),且动力需与该力臂垂直,方向根据杠杆转动趋势确定,以阻碍杠杆转动为原则。
25.【答案】(1)B
(2)深度
(3)深度;上移
(4)②④;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)在使用压强计前,U形管两侧液面已有高度差,说明软管内气压与外界大气压不相等,应拆除胶管重新安装,使U形管两侧液面上方气压相等,液面相平。
故答案为:B;
(2)乙、丙两图中,液体种类相同(均为水),探头深度不同,丙图中探头更深,U形管液面高度差更大,说明同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大;
故答案为:深度
(3)向容器内加入浓盐水时,探头位置不变,液体密度增大的同时,探头到液面的深度也增大了,没有控制深度相同,因此操作不可靠。为控制深度不变,应将探头适当上移,使探头到液面的距离保持不变;
故答案为:深度;上移
(4)当橡皮膜相平时,左右两侧液体对橡皮膜的压强相等,即 ,根据 ,可得 ,因此需要测量的物理量为②右侧待测液体到橡皮膜中心的深度 、④左侧水到橡皮膜中心的深度 ,即序号②④;待测液体密度表达式为 。
故答案为:②④;
【分析】(1)本题考查压强计的调试,使用前若U形管液面已有高度差,说明软管内气压异常,需拆除胶管重新安装,使两侧液面上方均为大气压,液面相平;
(2)本题考查液体压强与深度的关系,控制液体密度不变,改变探头深度,通过U形管液面高度差反映压强大小,得出同种液体中压强随深度增大而增大的结论;
(3)本题考查控制变量法的应用,探究液体压强与密度的关系时,需控制深度不变,加入浓盐水后深度会增大,因此应将探头上移以保持深度不变;
(4)本题考查利用压强平衡测量液体密度,橡皮膜相平时两侧压强相等,因此需测量两侧液体到橡皮膜中心的深度,结合液体压强公式推导密度表达式。
(1)调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平;在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,如图甲所示,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
故选B。
(2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,探头在丙中深度较大,U形管两侧液面的高度差较大,即液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
(3)[1][2]研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移。
(4)[1][2]在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左、右液体对橡皮膜的压强相同,即
故需要测量的物理量有:右侧待测液体表面到橡皮膜中心的深度h2,左侧水表面到橡皮膜中心的深度h4,故选②④;此时待测液体密度的表达式为
26.【答案】(1)1
(2)ABC;越大
(3)无关
(4)液体密度
(5)4×103
(6)1;物体所受浮力大小等于排开液体的重力
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)物体完全浸没在水中时所受浮力:根据称重法 ,物体重力 ,完全浸没时拉力 ,因此 ;
故答案为:1
(2)探究浮力与物体排开液体体积的关系时,需控制液体密度不变、改变排开液体体积,故选图A、B、C;由实验现象可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大;
故答案为:ABC;越大
(3)由图A、C、D可知,物体浸没在水中的深度不同,但弹簧测力计示数不变,浮力不变,说明浮力与物体“浸没”液体的深度无关;
故答案为:无关
(4)由图A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体密度不同(水和酒精),弹簧测力计示数不同,浮力不同,说明浮力与液体密度有关;
故答案为:液体密度
(5)物体的体积:由 ,物体完全浸没时 ;
物体的质量 ,
因此物体的密度 ;
故答案为:4×103
(6)物体在C图中所受浮力为 ,根据阿基米德原理,当溢出水的重力为1N时,可得出物体所受浮力大小等于排开液体的重力。
故答案为:1;物体所受浮力大小等于排开液体的重力
【分析】(1)本题考查称重法测浮力,利用 计算完全浸没时的浮力;
(2)本题考查控制变量法的应用,探究浮力与排开液体体积的关系时,控制液体密度不变,改变排开体积;
(3)本题考查浮力与浸没深度的关系,物体完全浸没后,深度变化不影响浮力大小;
(4)本题考查浮力与液体密度的关系,控制排开体积不变,改变液体密度;
(5)本题考查物体密度的计算,结合称重法浮力公式求出物体体积,再利用密度公式计算;
(6)本题考查阿基米德原理的验证,物体所受浮力等于排开液体的重力,因此溢出水的重力应等于浮力大小。
(1)由图A可知物体重力G=4N,图C或D中物体完全浸没时弹簧测力计示数F示=3N,则浮力
(2)[1][2]要探究浮力与物体排开液体体积的关系,需要控制液体密度相同,改变排开液体体积,图A、B、C符合要求。由图可知,在同种液体中,物体排开液体的体积变大,弹簧测力计的示数越小,即物体所受浮力越大,故可得结论:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)由图A、C、D可知,浸没在水中的物体,深度变化,弹簧测力计的示数不变,即浮力大小不变,故浮力与物体浸入液体的深度无关。
(4)由图A、D、E可知,浸没在不同的液体中,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,即浮力大小不同,故浮力与液体的密度有关。
(5)由F浮=ρ水gV排得物体的体积
根据G=mg得物体的质量为
物体的密度为
(6)[1][2]物体完全浸没水中时浮力为1N,若小组成员测得图C中溢出水的重力为1N,与物体所受浮力大小相等,就可以得到物体所受浮力与排开液体重力的关系,故可得结论:物体所受浮力大小等于排开液体的重力。
27.【答案】(1)木块B滑行距离的大小
(2)重力势;不同;相同;静止;控制小球到达水平面的速度相同
(3)B
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1) 实验中小球动能大小是通过木块B滑行距离的大小来反映的,木块滑行越远,说明小球的动能越大;
故答案为:木块B滑行距离的大小
(2) 小球从斜面某一高度静止滚下的过程中,小球的重力势能转化为动能;探究车辆 “超载” 带来的危害时,需用质量不同的小球,让它们从斜面的相同高度由静止滚下,目的是控制小球到达水平面的速度相同;
故答案为:重力势;不同;相同;静止;控制小球到达水平面的速度相同
(3) 做 “阻力对物体运动的影响” 实验时,需要改变水平面的粗糙程度来改变阻力大小,因此必须增加的器材是B(粗糙程度不同的水平面)。
故答案为:B
【分析】(1) 本题考查转换法的应用,动能的大小无法直接观察,通过木块被推动的距离来间接反映小球动能的大小;
(2) 本题考查能量转化与控制变量法的应用:小球下滑时重力势能转化为动能;探究动能与质量的关系时,需控制速度不变,因此让不同质量的小球从同一斜面的同一高度由静止滑下,使它们到达水平面时的速度相同;
(3) 本题考查 “阻力对物体运动的影响” 实验的器材选择,实验中需通过改变水平面的粗糙程度来改变阻力大小,因此需要粗糙程度不同的水平面。
(1)实验中,通过小球推动木块B运动距离的大小来反映小球动能的大小,这是转换法的应用。
(2)[1]小球沿斜面滚下过程中,因为质量不变,高度减小,所以重力势能减小,又因为速度增大,所以动能增大,是重力势能转化为动能。
[2][3][4][5]若探究车辆 “超载” 带来的危害,即质量对动能的影响 ,要控制速度相同,让小球从同一高度滚下,改变质量。所以可以用质量不同的小球,让它们从斜面的同一高度由静止滚下来探究,目的是控制小球到达水平面时的速度相同,研究动能与质量的关系。
(3)若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验,实验中需要让物体运动时所受阻力不同,阻力大小受压力和接触面粗糙程度的影响,所以必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面。
故选B。
28.【答案】(1)便于测量力臂
(2)右
(3)2;变大
(4)A
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1) 调节杠杆在水平位置,此时力臂与杠杆重合,便于直接测量力臂的大小。
故答案为:便于测量力臂;
(2) 设每个钩码重力为,每格长度为。原平衡状态:左边,右边。
两边各增加一个钩码后:左边,右边。右边力矩更大,因此右端下沉。
故答案为:右;
(3) 每个钩码的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,在A点悬挂3个钩码时,由杠杆平衡条件知,代入数据得,在B点的拉力为
当弹簧测力计由竖直方向转动到倾斜方向时,动力臂变短,阻力和阻力臂不变,因此拉力示数将变大。
故答案为:2;变大
(4) 本实验多次测量的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
A. 测量铅笔长度,多次测量是为了减小误差;
B. 探究重力与质量关系,多次测量是为了寻找普遍规律;
C. 探究反射角与入射角关系,多次测量是为了寻找普遍规律。
因此与本次探究目的不同的是A。
故答案为:A。
【分析】(1) 杠杆在水平位置平衡,是因为此时力臂与杠杆重合,便于直接读取力臂的长度;
(2) 利用杠杆平衡条件,分别计算增加钩码后左右两边的力矩,比较大小判断下沉端;
(3) 先计算钩码重力,再根据杠杆平衡条件计算拉力;测力计倾斜时,动力臂减小,阻力和阻力臂不变,故拉力增大;
(4) 区分多次测量的目的:探究类实验多次测量是为了寻找普遍规律,测量类实验多次测量是为了减小误差。
(1)如图甲实验时,为了便于测量力臂,要调节杠杆在水平位置,同时也可以忽略杠杆自身重力的影响。
(2)设一个钩码重为G,杠杆上一格距离为L,由图甲可知,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,两侧力与力臂的乘积分别为:左侧F1l1=4G×2L=8GL
右侧F2l2=3G×3L=9GL
可知F2l2>F1l1,故右端下沉。
(3)[1]每个钩码的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
在A点悬挂3个钩码时,由杠杆平衡条件知FB×3L=3G×4L
代入数据得,在B点的拉力为
所以拉力大小为2N。
[2]若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,但阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡原理知,动力变大,故弹簧测力计的示数变大。
(4)本实验多次实验的目的是为了寻找普遍规律,在探究重力与质量关系和探究反射角与入射角关系的实验中多次实验的目的也是为了寻找普遍规律,而测量铅笔长度的实验中多次实验的目的是为了减小误差,获得准确数据,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
29.【答案】(1)解:机器人未装消毒液时,自身的重力G=500N
机器人静止时,机器人对水平路面的压力大小等于其重力大小F=G=500N
受力面积S=200cm2=0.02m2
对水平地面的压强
答:未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强为2.5×104Pa
(2)解:机器人受到的阻力为f=0.1G=0.1×500N=50N
因为机器人在水平方向做匀速直线运动,所以牵引力等于阻力,即F=f=50N
牵引力做功的功率为
答:牵引力做功的功率为25W
(3)解:当机器人装有重20N的消毒液漂浮在水面时受到的浮力为F浮=G+G'=500N+20N=520N
根据F浮=ρ液gV排可得此时机器人排开水的体积为
答:此时机器人排开水的体积为0.052m3
【知识点】功率计算公式的应用;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)本题考查固体压强的计算,利用水平地面上压力等于重力,结合 求解压强;
(2)本题考查二力平衡与功率的计算,匀速运动时牵引力等于阻力,利用功率推导式 计算功率;
(3)本题考查阿基米德原理的应用,漂浮时浮力等于总重力,再由 反推排开水的体积。
30.【答案】(1)解:物体A以0.2m/s的速度匀速上升了10s,物体上升的高度为
由图可知,承担物重绳子的股数是n=3,绳子自由端移动的距离
不计绳重与摩擦,拉力
滑轮组提升物体所做的有用功
拉力F做的总功
滑轮组的机械效率
(2)解:拉力做功的功率
(3)解:工人通过滑轮组向下拉绳子时,绳子自由端的最大拉力
因为不计绳重和摩擦时
则该工人使用该滑轮组时所能提升的最大物重
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1) 本题考查滑轮组机械效率的计算,先根据速度公式求出物体上升高度,再结合绳子股数求拉力、有用功与总功,最后利用 计算机械效率;
(2) 本题考查功率的计算,利用 直接求出拉力做功的功率;
(3) 本题考查滑轮组的最大提升物重问题,工人能施加的最大拉力等于自身重力,结合不计绳重摩擦时的拉力公式 ,反推最大物重。
(1)物体A以0.2m/s的速度匀速上升了10s,物体上升的高度为
由图可知,承担物重绳子的股数是n=3,绳子自由端移动的距离
不计绳重与摩擦,拉力
滑轮组提升物体所做的有用功
拉力F做的总功
滑轮组的机械效率
(2)拉力做功的功率
(3)工人通过滑轮组向下拉绳子时,绳子自由端的最大拉力
因为不计绳重和摩擦时
则该工人使用该滑轮组时所能提升的最大物重
31.【答案】(1)链轮传动
(2)多;大
(3)48000;42
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;有用功和额外功
【解析】【解答】(1)根据材料,龙骨水车在工作时,利用链轮传动原理,当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。
(2)图中,刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水越多,克服水重力做功越多;当工人踩动脚踏的速度加快时,由,提升水的功率会变大。
(3)水被龙骨水车提升的高度为2m,用时为20min,工人做功的平均功率为40W,工人做的总功:W=Pt=40W×20×60s=48000J;
若灌溉面积为10m2的稻田,使稻田的平均水深达到0.1m,水被龙骨水车提升的高度为2m,克服水的重力做有用功:W有=Gh=mgh=ρVgh=1.0×103kg/m3×10m2×0.1m×10N/kg×2m=2×104J
机械效率为:。
【分析】(1)根据材料,当轮和轴通过链条连接,一起转动时,利用了链轮传动;
(2)高度相同时,提升物体越多,做功越多;做功越快,功率变大;
(3)根据W=Pt,计算做功的多少;利用W=Gh,计算有用功;根据,计算机械效率。
(1)由材料可知,龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。
(2)[1][2]刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,克服水重力做功就越多;当工人踩动脚踏的速度加快时,由
可知,提升水的功率会变大。
(3)[1]溉过程中水被龙骨水车提升的高度为2m,所用时间为20分钟,工人做功的平均功率为40W,则该过程中工人做的总功
W=Pt=40W×20×60s=48000J
[2]工人某次使用龙骨水车灌溉面积为10m2的稻田,使稻田的平均水深达到0.1m,灌溉过程中水被龙骨水车提升的高度为2m,克服水的重力做的有用功
W有=Gh=mgh=ρVgh=1.0×103kg/m3×10m2×0.1m×10N/kg×2m=2×104J
机械效率为
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