【精品解析】四川省达州市渠县2024-2025学年八年级下学期期末教学质量监测物理试题

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四川省达州市渠县2024-2025学年八年级下学期期末教学质量监测物理试题
1.下列说法中与实际情况相符的是(  )
A.托着两个鸡蛋的力为10N
B.一名中学生的重约为500N
C.此刻教室里的大气压约为100Pa
D.新能源汽车的机械效率可以达到100%
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;大气压强的存在;机械效率
【解析】【解答】A.一个鸡蛋的质量约50g,则托起两个鸡蛋的力约为:
G=mg=2×50×10-3kg×10N/kg=1N,
故A不符合题意;
B.中学生的质量约为50kg,重力约为:
故B符合题意;
C.此刻教室里的大气压约为,故C不符合题意;
D.由于摩擦力的存在,新能源汽车的机械效率小于100%,故D不符合题意。
故选B。
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
2.如图所示,四个选项中,其中一个力与其它三个力作用效果不同的是(  )
A.顶飞足球的力
B.拉满弓的力
C.压弯撑杆的力
D.压弯跳板的力
【答案】A
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】A选项中,运动员用头将飞来的足球顶飞改变了足球的运动状态;B选项中,用力将弓拉满改变了弓的形状;C选项中,压弯撑杆的力改变了撑杆的形状;D选项中,跳水运动员向下的力改变了跳板的形状;由此可知,A中力的作用效果与其它三个力所产生的作用效果不同。G故符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】力的作用效果:一是力可以改变物体的形状,二是力可以改变物体的运动状态,据此分析各选项,找出答案。
3.“春分”是二十四节气之一,在每年农历二月十五日前后(公历大约为3月20-21日期间),《春秋繁露·阴阳出入上下篇》说:“春分者,阴阳相半也,故昼夜均而寒暑平。”春分是玩竖蛋游戏的最佳时光,故有“春分到,蛋儿俏”的说法。如图所示当鸡蛋在水平桌面上竖起静止时,下列说法中正确的是(  )
A.鸡蛋的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力
B.鸡蛋的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
C.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
D.桌子受到的压力和桌子受到的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.鸡蛋的重力方向竖直向下,鸡蛋对桌面的压力方向也是竖直向下的,则二力方向相同,不符合相互作用力,故A错误;
B.鸡蛋的重力和桌面对鸡蛋的支持力都作用在鸡蛋上,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.鸡蛋对桌面的压力作用在桌面上,桌面对鸡蛋的支持力作用在鸡蛋上,两个力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.桌子受到鸡蛋的压力和桌子受到的压力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
【分析】AD.相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和两个物体上;
BC.平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上。
4.下列实例中为了增大摩擦的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.轴承里面加装滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故A不符合题意;
B.瓶盖上有很多条纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B符合题意;
C.门轴处加润滑油,是通过使接触面分离的方法减小摩擦力,故C不符合题意;
D.气垫船,是通过使接触面分离的方法减小摩擦力,故D不符合题意。
故选B。
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面分离;用滚动代替滑动。
5.体育课上,抛向空中的篮球最后又落回地面是因为受到重力作用,关于重力的说法正确的是( )
A.重心总是在物体上
B.物体的质量跟重力的大小成正比
C.重力就是地球对物体的吸引力
D.在同一地点,物体的质量越大,其重力也越大
【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;重心
【解析】【解答】A、重心是物体各部分受到的重力等效集中的作用点。重心位置由物体的形状、质量分布共同决定,重心不一定落在物体实体上,比如空心圆环、篮球等物体,它们的重心位于几何中心,处在物体外部,故A错误。
B、物体的重力与质量存在定量关系,在同一地点,重力大小随质量增大而增大,二者成正比。但质量是物体本身固有的物理属性,不会随重力、位置等外界因素改变,所以不能表述为质量随重力变化而变化,故B错误。
C、重力的产生原因是地球对物体的吸引,但二者并非完全等同。地球对物体的万有引力会分解为重力和物体随地球自转所需的向心力,可见重力只是万有引力的其中一个分力,故C错误。
D、由重力公式G=mg可知,同一地理位置处重力常量g保持不变,此时物体的重力与质量成正比,物体质量越大,受到的重力也就越大,故D正确。
故选:D。
【分析】重力在物体上的作用点叫做重心,物体重心的位置和物体的形状、材料以及是否均匀有关。质量均匀、规则物体的重心在它的几何中心上。物体的重心可能不在物体上,如一个密度均匀的金属环的重心在环所形成圆的圆心上。
由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
重力与质量成正比,这意味着物体的质量越大,它所受到的重力也越大。
6.下列生活事例中,为了减小压强的是(  )
A.逃生锤的锤头很尖 B.盲道上有凸起
C.铁轨下面铺有宽大的轨枕 D.吸管的一端剪成斜口
【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.逃生锤的锤头很尖是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故A不符合题意;
B.盲道上有凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故B不符合题意;
C.铁轨下面铺有宽大的轨枕,是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故C符合题意;
D.吸管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故D不符合题意。
故选C。
【分析】减小压强的方法:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
7.如图,骑自行车出行郊游是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时,以下说法正确的是( )
A.自行车后轮受到的摩擦力方向向前
B.当我们骑车向左匀速转弯时,运动状态不变
C.停止蹬车时自行车会慢慢停下来,说明力是维持物体运动的原因
D.快速行驶中自行车刹车时不能立即停下来是因为速度越大自行车的惯性越大
【答案】A
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.在平直路面上匀速向前骑行时,自行车后轮相对于地面有向后的运动趋势,因而受到的摩擦力向前,故A正确;
B.当我们骑车向左匀速转弯时,速度虽然不变,但方向不断改变,运动状态改变,故B错误;
C.停止蹬车时,自行车会慢慢停下来,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D.惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关,自行车的速度增大,但是自行车的质量不变,惯性大小不变,故D错误。
故选A。
【分析】(1)物体受到摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动的趋势的方向相反。
(2)物体运动状态的变化包括:①速度大小的改变;②运动方向的改变。只要其中的一个发生了变化,我们就说物体的运动状态发生了改变。
(3)物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
(4)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。
8.有关大气压强下列说法正确的是(  )
A.在同一地点大气压强的值是固定不变的
B.茶壶利用了连通器原理,茶壶盖上小孔的巧妙设计与大气压无关
C.历史上是用马德堡半球实验首先测出了大气压强的值
D.大气压强随海拔高度的增加而减小,水的沸点也随着降低
【答案】D
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】A.同一地区大气压与天气、温度等因素有关,所以同一地区大气压也是变化的,A不符合题意;
B.壶身和壶嘴下部是相通的,是连通器;壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,在大气压的作用下水可以更容易的倒出,B不符合题意;
C.历史上首先测出大气压的数值的实验是托里拆利实验,C不符合题意;
D.随着海拔高度的增加,气压降低,此时水的沸点会降低,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】同一地区大气压与天气、温度等因素有关;壶身和壶嘴下部是相通的,是连通器;壶内气体和外界大气相通,在大气压的作用下水可以更容易的倒出;首先测出大气压的数值的实验是托里拆利实验;随着海拔高度的增加,气压降低,此时水的沸点会降低。
9.2025年4月30日,神舟十九号返回舱安全着陆,当返回舱距离地面10km左右时,先打开降落伞,使返回舱从200m/s减速到10m/s。为了最大限度保障航天员的安全,在返回舱快接近地面1~2m时,舱体反推发动机再启动,使返回舱着陆更安全,如图所示。返回舱在着陆过程中( )
A.动能一直增大 B.重力势能先减小后增大
C.受到的合力始终向下 D.机械能逐渐减小
【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化;力的合成与应用
【解析】【解答】A.先打开降落伞,使返回舱从200m/s减速到10m/s,返回舱的质量不变,速度变小,动能变小,当舱体反推发动机再启动,使返回舱着陆更安全,返回舱的质量不变,速度减小,动能变小,故A错误;
B.返回舱着陆过程,质量不变,高度一直变小,重力势能减小,故B错误;
C.返回舱从200m/s减速到10m/s,合力的方向是向上的,舱体反推发动机再启动,合力的方向仍然向上,故C错误;
D.当返回舱距离地面10km左右时,始终做减速运动,质量不变,速度减小,动能减小,重力势能减小,机械能减小,故返回舱着陆过程,机械能逐渐减小,故D正确。
故选D。
【分析】(1)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。
(2)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。
(3)当合力方向与物体运动方向相同时,物体做加速直线运动;当合力方向与物体运动方向相反时,物体做减速直线运动;当合力为零时,物体处于匀速直线运动或静止。
10.如图所示的简单机械在使用时,可以省距离的是(  )
A.钓鱼竿 B.切纸刀
C.核桃夹 D.钢丝钳
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.钓鱼竿在使用过程中,靠近胸口的手为支点,另一支手施加动力,阻力在鱼竿尖端。此时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离,故A符合题意。
BCD.切纸刀、核桃夹、钢丝钳在使用过程中,转轴为支点,手施加动力。此时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故BCD不符合题意。
故选A。
【分析】省力杠杆费距离,费力杠杆省距离。比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
11.如图所示,用漏斗向点燃的蜡烛的火焰吹气,烛焰将(  )
A.向左飘动 B.向右飘动
C.静止在原位置不动 D.无法确定
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】根据图片可知,漏斗在蜡烛的左侧。当用力吹漏斗时,气流从漏斗快速流出,则蜡烛的左侧气流流速大,压强比较小,在右侧大气压强的作用下,蜡烛的火焰会向左飘动。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系解答。
12.物理实践课中小赵制作了一个微型密度计用来判断消毒酒精的密度是否合格,如图所示,该密度计由标度杆、浮子和配重构成,合格消毒酒精的密度为0.86-0.88g/cm3之间,测量时液面位于A、B位置之间的酒精都是合格的。下列选项正确的是(  )
A.液面位于A位置时酒精密度为0.88g/cm3
B.配重增加后标度杆上A、B间距离将变大
C.标度杆加粗(总质量不变)A、B间距离不变
D.酒精密度越大标度杆底端受到的液体压强越大
【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;制作微型密度计
【解析】【解答】A.根据题意可知,微型密度计始终漂浮在液面上,那么它受到的浮力等于重力,即受到的浮力不变。由阿基米德原理可知,A位置在上,则密度计排开液体的体积大,因此对应液体的密度小,所以液面位于A位置时酒精密度为0.86g/cm3,故A错误;
B.综上所述,配重增加后,密度计的重力增大,而浮力等于重力,则受到的浮力变大。由 阿基米德原理可知,密度计排开液体的体积增大,所以标度杆上A、B间距离将变大,故B正确;
C.根据V=Sh可知,当密度计排开液体的体积一定时,标度杆加粗,标度杆的高度变化减小,所以A、B间距离变小,故C错误;
D.综上所述,微型密度计受到的浮力不变,由浮力的产生原因F浮力=F下-F上可知,密度计底端受到的压力大小不变。根据公式可知,标度杆底端受到的液体压强不变,故D错误。
故选B。
【分析】A.根据漂浮条件和阿基米德原理分析液体密度和排开液体体积的对应关系即可;
B.配重增大,则浮力增大,根据阿基米德原理分析排开液体体积的变化即可;
C.根据V=Sh分析判断;
D.首先根据浮力产生的原因F浮力=F下-F上分析下端受到压力的变化,再根据公式分析下端受到压强的变化。
13.如图所示,一块密度分布均匀的木块放在水平地面上,现在沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,B的上、下底面面积之比为,则A、B对地面的压强之比为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;固体竖切问题
【解析】【解答】沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,再将B部分分割成C、D两部分,如下图所示:
因A、C两部分均为质量均匀的长方体木块,密度和高度均相同,由
可知AC对地面的压强相等,均为为:
pA=pC=ρgh
C对地面的压强:
已知B的上底面和下底面的面积之比为1∶3,即C的上底面和D的下底面的面积之比为1∶2,且右边的D部分为三棱柱,则根据几何知识可知D部分的体积和C部分的体积的相等,根据G=mg=ρVg可知D的重力和C的重力相等,水平面上物体对地面的压力等于自身的重力,则B对地面的压强:
A、B对地面的压强之比为:
故选B。
【分析】 沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,再将B部分分割成C、D两部分,如下图所示:
由压强公式推导出均匀实心长方体对地面压强的表达式p=ρhg,然后据此表达式分析A、C对地面的压强;根据数学知识分析C、D的重力大小,根据公式表示A对地面的压强和B对地面的压强,进一步计算A、B对地面的压强之比。
14.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制成实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示,则下列说法不正确的是(  )
A.A的重力大于B的重力
B.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
C.甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力
D.两容器底部所受液体压强相等
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;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.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将同种材料制成实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,由图可知,A漂浮,所以V排AmB,根据G=mg可知,GA>GB,即A的重力大于B的重力,故A正确;
B.由图可知,A漂浮,ρA<ρ甲;B悬浮,ρB=ρ乙,因ρA=ρB,所以,ρ甲>ρ乙,即甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,故B正确;
C.由A选项分析可知,A的重力大于B的重力;甲、乙两容器相同的,则重力相等;甲、乙两容器中的两种液体体积相等,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,根据可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,根据可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的总重力,则甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,故C正确;
D.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,静止时液面等高,根据液体压强公式可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强,故D错误。
故选D。
【分析】(1)首先根据题目中给出的条件判断,判断实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系;
(2)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系;
(3)根据液体密度与体积比较液体重力关系,结合AB重力关系分析压力大小;
(4)已知两种液体的密度关系,又知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。
15.小亮同学利用图甲所示的装置将水平地面上重力为50N的重物G提升到高处。当他用竖直向上拉力F拉绳时,拉力F、重物的上升速度v随时间t变化的关系图像分别如图乙、丙。不计摩擦和绳重,下列说法正确的是(  )
A.动滑轮的重力等于50N
B.在0.5秒时,物体对地面的压力等于10N
C.匀速提升90N的重物时,该装置的机械效率为75%
D.在2-3s的过程中拉力F做的功等于100J
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;动滑轮及其工作特点;滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.由图甲可知,动滑轮上有2条绳承重,由图丙知,2~3s,重物做匀速直线运动。由图乙知,此时间段绳子自由端拉力为F=40N,不计摩擦和绳重,由可知:
故A错误;
B.由图丙知,在0.5s时,重物处于静止状态,尚未离开地面。由图乙知,此时绳子端拉力=为F1=30N,则重物受到向上的拉力:
此时重物在竖直向下的重力、地面竖直向上的支持力及竖直向上的拉力的作用下处于平衡状态,而地面对重物的支持力与重物对地面的压力是相互作用力,它们的大小相等,所以物体对地面的压力:
F压=F支=G物-F拉=50N-30N=20N
故B错误;
CD.由图丙可知,2~3s的过程中,重物的速度为v=2.5m/s,重物上升的高度:
绳子自由端移动的距离:
拉力做的总功为:
该装置的机械效率为:
故C正确,D错误。
故选C。
【分析】(1)由图甲可知,承担物重的绳子股数为2,由丙图可知,在2~3s内物体匀速上升,由图乙可知,此时拉力为40N,根据可得动滑轮的重力;
(2)在0.5s时,拉力F1=30N,把动滑轮和重物看做整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及两根绳子向上的拉力,处于静止状态,得出地面对物体的支持力,根据力的作用是相互的可知物体对地面的压力;
(3)在2~3s内物体匀速上升,由图丙确定重物的上升速度,根据h=vt求出重物上升的高度,利用s=nh求出绳子自由端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的总功;
(4)不计摩擦和绳重,根据求出该装置的机械效率。
16.2025年央视春晚《秧BOT》震撼来袭,一群穿花棉袄的机器人在舞台扭起了秧歌。“机器人扭秧歌”的过程中将手绢向上抛出,说明力可以改变物体的   。抛出去的手绢在上升的过程中,其动能转化为   。机器人静止站在舞台上时   (选填“有”或“没有”)惯性。
【答案】运动状态;重力势能;有
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;惯性及其现象
【解析】【解答】“机器人扭秧歌”的过程中将手绢向上抛出,手绢从静止到运动,说明力可以改变物体的运动状态。
抛出去的手绢在上升的过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增加,重力势能增大,其动能逐渐转化为重力势能。
一切物体都有惯性,机器人静止站在舞台上时具有惯性。
故答案为:运动状态;重力势能;有。
【分析】(1)力可以改变物体的运动状态。
(2)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。
(3)一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
17.桥梁根据其形状和结构主要分为梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥,其设计的总体原则都是为了防止   ,桥面受力时上表面承受的是压力,下表面承受的是   。
【答案】桥面弯曲变形;拉力
【知识点】力的概念及单位;弹力;桥梁调查与模型制作
【解析】【解答】 桥梁在承受车辆、行人等荷载时,若结构设计不合理,就容易发生弯曲,影响桥梁的使用寿命和安全性,故桥梁设计的总体原则都是为了防止桥面弯曲变形;
当桥梁承受荷载发生弯曲时,上部分材料被压缩,受到压力,下部分材料被拉伸,受到拉力,故桥面受力时上表面承受的是压力,下表面承受的是拉力。
故答案为:桥面弯曲变形;拉力。
【分析】(1)桥梁设计的总体原则都是为了防止桥面弯曲形变;
(2)桥面受力时上表面承受的是压力,下表面承受的是拉力。
18.如图所示,跳伞运动员和伞的总重为780N,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为60N,则这两个力的合力的大小为   N,合力的方向是   。
【答案】720;竖直向下
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】 跳伞运动员从飞机上跳下, 运动员向下运动,受到的重力竖直向下,受到阻力的方向竖直向上,即二者方向相反用减法,即两个力的合力F合力=G-f=780N-60N=720N。方向与较大的重力方向相同,即合力方向竖直向下。
【分析】同一直线上二力的合成,方向相同用加法,方向相反用减法,合力的方向与较大力的方向一致。
19.如图所示,小明用弹簧测力计拉着物体先在木板上以2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图,物体此时受到的摩擦力为    N;若拉着物体继续往前在毛巾上以相同速度匀速运动,则弹簧测力计的示数将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】2;变大
【知识点】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
【解析】【解答】当物体在木板上做匀速直线运动时,在水平方向上,弹簧测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2N,即物体受到的拉力为2N,所以物体此时受到的摩擦力f=F=2N;
若拉着物体继续往前在毛巾上以相同速度匀速运动,压力大小不变,由于毛巾表面比木板表面粗糙,物体受到的摩擦力变大,所以弹簧测力计的示数将变大。
故答案为:2;变大。
【分析】 (1)根据弹簧测力计的分度值读数,利用二力平衡条件可知物体受到的摩擦力大小;
(2)影响摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,据此结合二力平衡条件分析解答。
20.如图是三峡船闸的工作示意图:如果此时关闭阀门A打开图中阀门B,闸室与下游水道构成一个   。水会从闸室流向下游,当水不再流动时闸室中水面会与下游的水面   。
【答案】连通器;相平
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】 由图可知,在A、C、D都关闭的情况下,打开阀门B,此时闸室与下游水道上端开口、下端连通,组成连通器。根据连通器特点可知,闸室中的水面与下游水道中的水面最后将相平。
故答案为:连通器;相平。
【分析】上端开口、下端连通的容器叫连通器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
21.如图甲所示,某工件由质地均匀的圆柱体A、B组成。现沿水平方向切割该工件,并将切去部分按原方式平放在水平地面上,剩余部分对地面的压强p随切去高度h变化的关系如图乙所示。已知A、B的底面积分别为100cm2和400cm2,A的质量为8kg,则B的密度是   kg/m3;未切割时A对B的压强与B对地面压强之比等于   ,当切割高度为0.15m时,切去部分对地面的压强与剩余部分对地面的压强之比等于   。
【答案】5×103;2:3;3:5
【知识点】压强的大小及其计算;固体横切问题
【解析】【解答】 柱体对水平面的压强为:
由图乙可知A的高为0.1m,B的高为0.2m,当水平切只剩B时,对地面的压强为1×104Pa。则B的密度为:
未切割时A对B的压强:
未切割时B对地面压力:
未切割时B对地面压强:
未切割时A对B的压强与B对地面压强之比等于:
当切割高度为0.15m时,切去部分对地面的压力:
切去部分对地面的压强:
剩余部分对地面的压强:
切去部分对地面的压强与剩余部分对地面的压强之比等于:
故答案为:5×103;2:3;3:5。
【分析】(1)根据切去高为0.1m,只剩下了B,结合计算B的密度;
(2)根据压强公式计算A对BD压强,结合AB总压力计算没有切割时的压强,得出比值关系;
(3)当切割高度为0.15m时,根据密度公式与重力公式计算压力,结合压强公式计算切去的部分对地面的压强,根据柱体压强公式计算剩余部分的压强,得出比值大小。
22.如图所示,玻璃杯水面到容器底的距离为12cm,杯的底面积为100cm2;杯中的A点到容器底部的距离为3cm,则A点受到水的压强为   Pa,水对杯底的压力为   N;杯中水对杯底的压力   杯中水的重力(选填“大于”“小于”或“等于”)。(g取10N/kg)
【答案】900;12;小于
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A点的深度为:
hA=12cm-3cm=9cm=0.09m
A点受到水的压强为:
玻璃杯水面到容器底的距离为h'=12cm=0.12m, 水对杯底的压强为:
水对杯底的压力为:
容器上宽下窄,水的压力一部分作用在侧壁上,所以杯中水对杯底的压力小于杯中水的重力。
故答案为:900;12;小于。
【分析】(1)已知液体密度和深度,由公式为p=ρ水gh求出水的压强;
(2)利用公式p'=ρ水gh'求出水的压强,再由公式F=p'S求出压力;
(3)容器上宽下窄,容器的侧壁承担了一部分水的压力,杯中水对杯底的压力小于杯中水的重力。
23.用40N的拉力将重为300N的物体匀速向左拉动0.2m,此时滑轮组的机械效率为75%,此过程中绳子自由端移动的距离为    m,物体与地面的摩擦力为    N;若加速拉动物体,物体所受的摩擦力大小   (选填“变大”“变小”或“不变”)。若在物体上放置一重为50N的金属块,并在绳子端施加另一拉力F',使物体和金属块一起匀速移动时,假设滑轮处的摩擦力不变,则该滑轮组的机械效率将   (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】0.6;90;不变;变大
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知,动滑轮上有3段绳子承重,n=3,此过程中绳子自由端移动的距离:
s绳=ns物=3×0.2m=0.6m
此过程中拉力做的总功:
W总=Fs绳=40N×0.6m=24J
此过程中克服摩擦力所做的功为有用功:
W有=ηW总=75%×24J=18J
物体与地面的摩擦力为:
若加速拉动物体,物体对接触面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以物体所受的摩擦力不变。
物体上放置一重为50N的金属块,物体对接触面的压力变大,地面对物体的摩擦力变大,在绳子端施加另一拉力F',使物体和金属块一起匀速移动时,若物体还是匀速向左拉动0.2m,拉力变大,运动距离不变,则克服摩擦力做的有用功变大。由于滑轮处的摩擦力不变,当物体移动相同距离时,额外功不变,则总功变大。但有用功占总功的比值变大,所以该滑轮组的机械效率将变大。
故答案为:0.6;90;不变;变大。
【分析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用s绳=ns物求出绳子自由端移动的距离;
(2)根据W=Fs求出拉力做的总功,利用求出此过程中克服摩擦力所做的有用功,根据求出物体与地面的摩擦力;
(3)滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力、接触面的粗糙程度有关,据此分析;
(4)物体上放置一重为50N的金属块,在绳子端施加另一拉力F',使物体和金属块一起匀速移动时,若物体还是匀速向左拉动0.2m,拉力变大,运动距离不变,则有用功变大;由于摩擦不变,当物体移动相同距离时,额外功不变,根据机械效率定义分析回答。
24.如图底面积S=120cm2、高H=14cm的轻质薄壁长方体容器静置于水平桌面上,内装有质量m=600g的水。将一边长10cm的实心立方体甲缓慢放入水中,平衡后水对容器底部的压强为1×103Pa,则甲的密度ρ甲=   kg/m3:将另一相同体积的重为8N的正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,平衡时乙与甲的接触面水平,此刻容器对桌面压强p=   Pa。
【答案】6×102;1.4×103
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;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】根据液体压强公式可知,容器中水的深度为:
由得,容器中水的体积为:
水与物体排开水的总体积为:
实心立方体甲的体积为:
物体排开水的体积为:
故甲漂浮,甲受到的浮力等于甲的重力,则有
由阿基米德原理=m甲g可得:
=0.6kg
甲的密度为:
正方体乙的密度为:
甲的重力为:
G甲=m甲g=0.6kg×10N/kg=6N
将另一相同体积的重为8N的正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,平衡时乙与甲的接触面水平,此时两个物体一起处于漂浮状态,它们受到的浮力等于甲乙的总重力:
则甲乙总共排开液体的体积为:
容器的体积为:
水与甲乙总共排开液体的体积为:
所以当将正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,会有水溢出,平衡时乙与甲的接触面水平,根据阿基米德原理和相互作用力可知,物体受到的浮力和物体对水的压力,是一对相互作用力,大小相等,方向相反,同时也等于排开的水的重力大小。所以在将正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,水对容器底部的压力为:
水对容器底部的压力等于容器装满水的重力,则:
轻质薄壁长方体容器静置于水平桌面上,对桌面的压力等于容器中液体对容器底的压力,则有
容器对桌面压强:
故答案为:6×102;1.4×103。
【分析】可根据液体压强公式求出放入甲后水的深度,进而求出甲排开水的体积,再根据漂浮条件求出甲的密度;
根据受力分析求出容器对桌面的压力,最后根据固体压强公式求出容器对桌面的压强。
25.如图所示是乒乓球在水中上浮过程中的某一位置,作出此时乒乓球受到的浮力和重力的示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体受重力竖直向下,受到的浮力竖直向上;由于乒乓球在上浮过程中,浮力大于重力,所以表示浮力的线段长度应大于表示重的线段长度,如下图
【分析】物体受到的浮力竖直向下,物体受到的重力竖直向下;上浮的物体浮力大于重力。
26.如图,O为轻质杠杆的支点,右端挂一重物,请作出最小拉力F,的示意图和阻力的力臂L2,使杠杆在图示位置平衡。
【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】依据杠杆平衡关系式,当阻力大小和阻力臂长度保持不变时,想要施加的动力最小,就必须使动力臂达到最大数值。动力臂指支点到动力作用线的垂直距离,在杠杆上选取距离支点最远的位置施力,且让作用力方向与杠杆互相垂直,此时动力臂长度最大,所需动力也就最小。
本题里杠杆右端离支点距离最远,在此处作垂直杠杆向上的拉力,便是最小拉力。重物拉动杠杆产生的阻力竖直向下,确定阻力作用线后,从支点向阻力作用线作垂线段,这条垂线段就是阻力臂,最后做好符号标注即可,如下图所示:
【分析】利用杠杆平衡原理能够判断最小作用力,阻力与阻力臂恒定不变时,动力臂越长,对应动力就越小。杠杆上最长的动力臂为支点至杠杆端点的连线,只有力的方向与杠杆垂直,才能充分利用这段最大力臂。绘制各类力臂都遵循统一方法,由支点向力的作用线作垂线,所得垂线段即为该力对应的力臂。
27.小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于   (选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向   (选填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次水平平衡,应该在B位置挂   个同样的钩码。
(3)如图丙所示,小红在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转,杠杆始终保持水平平衡,弹簧测力计的示数将   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验后小红制作了如图丁所示的杆秤,用一轻质木棒制作了一秤杆,用细线系一个0.2kg的钩码作为秤砣,把空托盘挂A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽位置,调节秤砣的位置到C点,此时秤杆恰好平衡,则C点对应的刻度线数值应为   (选填“0”或“1”);若秤砣最远可移至D点,则此杆秤最大可称量    kg的物体;若要为了增大该杆秤的最大测量值,你的方法是:   (写出一种即可)。
【答案】(1)平衡;左
(2)4
(3)变大
(4)0;5;增加秤砣的质量
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)实验前杠杆在图甲位置静止,满足平衡状态的条件,因此此时杠杆处于平衡状态。
由图甲可知,杠杆左端下沉、右端上翘,说明左端较重,因此应将平衡螺母向左调节,直至杠杆在水平位置静止。
(2)探究杠杆平衡条件的实验中,核心规律是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,即F1L1=F2L2。设每个钩码的重力为G,杠杆上每一格的长度为L,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,
2G ×4L = F2×2L
解得:F2=4G,因此B位置应挂4个同样的钩码。
(3)由图丙可知,弹簧测力计竖直向下拉时,拉力的方向与杠杆垂直,此时拉力的力臂就是弹簧测力计挂钩到支点的杠杆长度,即最大力臂。当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转时,力臂会变小。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,阻力和阻力臂不变,即 F2L2的乘积不变;当拉力的力臂L1 变小时,拉力F1变大,则弹簧测力计示数将变大。
(4)由题可知,调节秤砣到C点时,秤盘为空,即无待称物体,秤杆恰好平衡,说明此时称量的质量为0,因此C点对应的刻度线数值应为0。
设待称物体的质量为m物,其重力G物=m物g等于动力,物体到提纽B点的距离为动力臂,设为L物;秤砣质量m砣,其重力G砣=m砣g等于阻力,秤砣到提纽B点的距离为阻力臂,设为L砣。杆秤平衡时满足杠杆平衡条件m物gL物= m砣gL砣,化简得:
m物L物= m砣L砣
由图丁可知,空秤时秤砣在C点,即0刻度位置,此时物体质量为0,符合杠杆平衡;当秤砣移至最远的D点时,阻力臂为0.5m最大,动力臂为0.02m,代入数据m物L物= m砣L砣,可得:
m物×0.02m=0.2kg×0.5m
解得m物=5kg,因此此杆秤最大可称量5kg的物体。
根据推导公式:
m物L物= m砣L砣
变形式:
分析,若增大m物最大测量值,可以增加秤砣的质量,增大秤砣的最大阻力臂,即延长秤杆,使秤砣能移到更远的位置,减小物体的动力臂,即把提纽B点向远离秤盘A点的方向移动。
【分析】(1)根据杠杆平衡的定义,当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆就处于平衡状态;平衡螺母的调节原则是“哪端高就向哪端调”。
(2)根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2)分析;
(3)阻力和阻力臂不变时,根据杠杆的平衡条件可知,动力臂减小,动力变大;
(4)秤盘中未放物体时,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,即零刻度的位置;利用杠杆的平衡条件分析计算。
(1)[1]根据杠杆平衡的定义,当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆就处于平衡状态。实验前杠杆在图甲位置静止,满足平衡状态的条件,因此此时杠杆处于平衡状态。
[2]探究杠杆平衡条件时,杠杆在水平位置平衡时,力臂可直接从杠杆标尺上读取,所以为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡。由图甲可知,杠杆左端下沉、右端上翘,说明左端较重。平衡螺母的调节原则是“哪端高就向哪端调”,因此应将平衡螺母向左调节,直至杠杆在水平位置静止。
(2)探究杠杆平衡条件的实验中,核心规律是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,即F1L1=F2L2。实验中,每个钩码的重力大小相同,可设为G,杠杆上每一格的长度相同,可设为L,由图乙及F1L1=F2L2可知,2G ×4L = F2×2L
解得F2=4G,因此B位置应挂4个同样的钩码。
(3)在杠杆平衡条件中,力臂是指“从支点到力的作用线的垂直距离”,并非力的作用点到支点的距离。由图丙可知,弹簧测力计竖直向下拉时,拉力的方向与杠杆垂直,此时拉力的力臂就是弹簧测力计挂钩到支点的杠杆长度,即最大力臂。当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转时,拉力的方向不再与杠杆垂直,拉力的作用线与杠杆形成一定夹角,此时从支点到拉力作用线的垂直距离,即力臂会变小。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,实验中阻力等于钩码重力和阻力臂,即钩码到支点的距离始终不变,即 F2L2的乘积不变;当拉力的力臂L1 变小时,为保持等式成立,拉力F1必须变大,则弹簧测力计示数将变大。
(4)[1]杆秤的工作原理基于杠杆平衡条件,其中“0刻度线”对应“秤盘为空,即称量质量为 0时秤砣的位置”。由题可知,调节秤砣到C点时,秤盘为空,即无待称物体,秤杆恰好平衡,说明此时称量的质量为0,因此C点对应的刻度线数值应为0。
[2]计算杆秤最大称量质量时,需先明确杠杆的各要素:设待称物体的质量为m物,其重力G物=m物g等于动力,物体到提纽B点的距离为动力臂,设为L物;秤砣质量m砣,其重力G砣=m砣g等于阻力,秤砣到提纽B点的距离为阻力臂,设为L砣。杆秤平衡时满足杠杆平衡条件m物gL物= m砣gL砣,化简得m物L物= m砣L砣
由图丁可知,空秤时秤砣在C点,即0刻度位置,此时物体质量为0,符合杠杆平衡;当秤砣移至最远的D点时,阻力臂为0.5m最大,动力臂为0.02m,代入数据m物L物= m砣L砣
可得m物×0.02m=0.2kg×0.5m
解得m物=5kg,因此此杆秤最大可称量5kg的物体。
[3]根据推导公式m物L物= m砣L砣
变形式
分析,若增大m物最大测量值,可以增加秤砣的质量,增大秤砣的最大阻力臂,即延长秤杆,使秤砣能移到更远的位置,减小物体的动力臂,即把提纽B点向远离秤盘A点的方向移动。
28.如图所示“探物”小组利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)操作过程如图所示,为了使操作更加简便且能减小误差,图中最合理的顺序是   ;
(2)若F1、F2、F3、F4之间满足   的关系,则可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论;(用图中物理量符号表示)
(3)小凯认为实验过程中,只将金属块的一部分浸在水中是得不出实验结论的。结合所学,你认为他的说法   (选填“正确”或“不正确”):若实验过程中,溢水杯中的水没有装满,则F浮    G排(选填“>”、“<”或“=”);
(4)金属块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F随金属块浸入深度h变化的关系图象如图戊所示。分析图象可得:h=4cm时,金属块受到的浮力为    N;金属块刚浸没时,水对金属块底部的压强是    Pa;
(5)组长小明同学在学习过浮力相关知识后,利用圆柱形玻璃杯、适量的水和细针,又找了一把刻度尺,测出了木块的密度,请你将下列测量步骤补充完整。
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0;
②将木块轻轻放入玻璃杯中,待它漂浮时,用刻度尺测出杯中水的深度为h1;
③用针缓慢地把木块压入水中,使之浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为h2;
④写出木块密度的表达式ρ木=   (用h0、h1、h2和ρ水表示)。
【答案】(1)丁、甲、乙、丙
(2)F1﹣F2=F3﹣F4
(3)不正确;>
(4)1;800
(5)
【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】(1)为减小误差,应先测小桶重力(丁),接着测物块重力(甲),然后将金属块慢慢浸入液体,用小桶接溢出的水(乙),最后测量小桶和溢出水的总重(丙)。所以合理顺序是丁甲乙丙。
(2)根据称重法,金属块受到的浮力:
F浮=F1 -F2 ;
排开液体的重力:
G排=F3 -F4;
当F1 F2 =F3 F4 时,就可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。
(3)小凯认为只将金属块一部分浸在水中得不出实验结论的说法不正确,原因是阿基米德原理在任何情况下都适用,即使物体没有完全浸入水中,物体受到的浮力依然等于排开液体的重力;
若实验过程中溢水杯中的水没有装满,会导致排开水的重力就偏小,从而使得 。
(4)由图戊可知,金属块的重力G=4N,深度为4cm时,拉力F拉=3N,由称重法可知,此时金属块受到的浮力:
由图戊可知,当金属块刚好浸没时,金属块下表面到水面的深度为h=8cm=0.08m,此后弹簧测力计示数不变。故此时水对金属块底部的压强是:
(5)木块漂浮时,处于平衡状态,重力等于浮力,即:
木块体积,木块密度:
故答案为:(1)丁、甲、乙、丙;(2)F1-F2=F3-F4;(3)不正确;>;(4)1;800;
(5)。
【分析】(1)从减小误差和操作的方便考虑;
(2)根据称重法得出金属块受到的浮力,排开液体的重力等于桶和水的总重F3减去小桶的重F4,根据阿基米德原理回答;
(3)阿基米德原理在金属块一部分浸在水中时也适用;
若实验过程中溢水杯中的水没有装满,会导致排开水的质量减小,那么排开水的重力就偏小;
(4)由图戊可知,浸入深度为0时,拉力即重力,深度为4cm时,拉力为3N,据此得出此时金属块受到的浮力F浮;
当金属块刚好浸没时h=8cm=0.08m,此后弹簧测力计示数不变,根据p=ρgh得出此时水对金属块底部的压强;
(5)木块漂浮时,重力等于浮力,结合阿基米德原理得出木块的重力,由密度公式得出木块密度。
(1)为减小误差,应先测小桶重力(丁),这样可以保证小桶重力测量的准确性。接着测物块重力(甲),然后将金属块慢慢浸入液体,用小桶接溢出的水(乙),最后测量小桶和溢出水的总重(丙)。所以合理顺序是丁甲乙丙。
(2)根据称重法,金属块受到的浮力等于金属块在空气中的重力F1 减去金属块浸没在液体中时弹簧测力计的示数F2 ,即F浮。排开液体的重力等于桶和水的总重F3 减去小桶的重F4 ,即G排。根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以当F1 F2 =F3 F4 时,就可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。
(3)[1]阿基米德原理在任何情况下都适用,即使物体没有完全浸入水中,物体受到的浮力依然等于排开液体的重力,所以小凯认为只将金属块一部分浸在水中得不出实验结论的说法不正确。
[2]若实验过程中溢水杯中的水没有装满,会导致排开水的质量减小,那么排开水的重力就偏小,从而使得 。
(4)[1]由图戊可知,浸入深度为0时,拉力即重力为4N,深度为4cm时,拉力为3N,故此时金属块受到的浮力
[2]由图戊可知,随着金属块浸入深度增加,浮力增大,弹簧测力计示数减小,当金属块刚好浸没时h=8cm=0.08m,此后弹簧测力计示数不变。故此时水对金属块底部的压强是
(5)木块漂浮时,重力等于浮力,即
木块体积,木块密度
29.如图所示是我国自主研发的四足机器狗,2025年在南极中山站顺利完成了一系列科考测试。在南极-30℃的低温环境下机器狗能持续工作4~6个小时,在冰雪地面能负重自由行走,不摔跤、不打滑;机器狗还能承担开路任务,利用身上的冰裂缝探测仪,实时监测冰面的安全情况,(g=10N/kg)若某款四足机器狗的整机质量12kg,单足与地面的接触面积50cm2,请计算:
(1)该机器狗空载四足站立在水平冰面上时对冰面的压力为多少牛?
(2)该机器狗空载在水平冰面上三足行走时对冰面的压强为多少帕?
(3)某处冰面能承受的压强为6.0×104Pa,若机器狗背着装备安全走过该冰面(行走时三足着地),为使冰面不破裂,则机器狗所载装备的质量不能超过多少kg?
【答案】(1)解:机器狗的重力:
G=mg=12kg×10N/kg=120N
因为机器狗空载四足站立在水平冰面上时,对冰面的压力等于其自身重力,所以:
F=G=120N
答:该机器狗空载四足站立在水平冰面上时对冰面的压力为120N;
(2)机器狗空载在水平冰面上三足行走时,受力面积:
S=3×50cm2=3×50×10 4m2 =0.015m2
对冰面的压强为:
答:该机器狗空载在水平冰面上三足行走时对冰面的压强为8×103Pa;
(3)可得冰面能承受的最大压力:
Fmax=pmaxS=6.0×104Pa×0.015m2=900N
机器狗所载装备的最大重力:
机器狗所载装备的最大质量:
答:为使冰面不破裂,则机器狗所载装备的质量不能超过78kg。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)该机器狗空载站立在水平冰面时,对冰面的压力等于自身重力,根据G=mg计算其重力;
(2)根据压强公式计算其对冰面的压强;
(3)根据F=pS求出冰面能承受的最大压力,利用力的平衡关系求出机器狗所背装备的最大重力,根据重力公式G=mg计算机器狗所背装备的最大质量。
(1)机器狗的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N
因为机器狗空载四足站立在水平冰面上时,对冰面的压力等于其自身重力,所以F=G=120N
(2)机器狗空载在水平冰面上三足行走时,受力面积S=3×50cm2=3×50×10 4m2 =0.015m2
对冰面的压强为
(3)可得冰面能承受的最大压力Fmax=pmaxS=6.0×104Pa×0.015m2=900N
机器狗所载装备的最大重力
机器狗所载装备的最大质量
30.5月27日至29日,“宕”舟资都里“粽”享福美地——2025“龙腾渠江”川渝龙舟精英邀请赛将在达州市渠县举办,24支来自川渝两地的龙舟队同台竞技,共同感受龙舟文化的魅力,共同领略达州市渠县的城市之美、生态之美、和谐之美。渠县财贸系统龙舟代表队在500m直道竞速赛项目中荣获本地组冠军,其所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量约为1470kg,比赛用时 1min58s。假设比赛中,龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
【答案】(1)解:龙舟所受的重力:
答:龙舟所受的重力3000N
(2)因为龙舟漂浮在水面,浮力等于总重力,所以运动员坐上龙舟后,龙舟受到的浮力:
运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积:
答:运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积1.77m3;
(3)因为龙舟做匀速直线运动,所以动力等于阻力。阻力:
f=0.1G=0.1×17700N=1770N
则动力F=f=1770N
龙舟行驶的距离s=500m,比赛用时t=1min58s=118s动力做的功:
W=Fs=1770N×500m=885000J
动力做功的功率:
答:比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为7500W。
【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;阿基米德原理;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据求出龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后,龙舟漂浮在水面,龙舟受到的浮力等于龙舟和运动员的总重力,
根据阿基米德原理求出运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)因为龙舟做匀速直线运动,所以动力等于阻力,根据W=Fs求出动力做的功,利用求出动力做功的功率。
(1)龙舟所受的重力
(2)因为龙舟漂浮在水面,浮力等于总重力,所以运动员坐上龙舟后,龙舟受到的浮力
运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积
(3)因为龙舟做匀速直线运动,所以动力等于阻力。阻力f=0.1G=0.1×17700N=1770N
则动力F=f=1770N
龙舟行驶的距离s=500m,比赛用时t=1min58s=118s
动力做的功W=Fs=1770N×500m=885000J
动力做功的功率
1 / 1四川省达州市渠县2024-2025学年八年级下学期期末教学质量监测物理试题
1.下列说法中与实际情况相符的是(  )
A.托着两个鸡蛋的力为10N
B.一名中学生的重约为500N
C.此刻教室里的大气压约为100Pa
D.新能源汽车的机械效率可以达到100%
2.如图所示,四个选项中,其中一个力与其它三个力作用效果不同的是(  )
A.顶飞足球的力
B.拉满弓的力
C.压弯撑杆的力
D.压弯跳板的力
3.“春分”是二十四节气之一,在每年农历二月十五日前后(公历大约为3月20-21日期间),《春秋繁露·阴阳出入上下篇》说:“春分者,阴阳相半也,故昼夜均而寒暑平。”春分是玩竖蛋游戏的最佳时光,故有“春分到,蛋儿俏”的说法。如图所示当鸡蛋在水平桌面上竖起静止时,下列说法中正确的是(  )
A.鸡蛋的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力
B.鸡蛋的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
C.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
D.桌子受到的压力和桌子受到的支持力是一对相互作用力
4.下列实例中为了增大摩擦的是( )
A. B.
C. D.
5.体育课上,抛向空中的篮球最后又落回地面是因为受到重力作用,关于重力的说法正确的是( )
A.重心总是在物体上
B.物体的质量跟重力的大小成正比
C.重力就是地球对物体的吸引力
D.在同一地点,物体的质量越大,其重力也越大
6.下列生活事例中,为了减小压强的是(  )
A.逃生锤的锤头很尖 B.盲道上有凸起
C.铁轨下面铺有宽大的轨枕 D.吸管的一端剪成斜口
7.如图,骑自行车出行郊游是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时,以下说法正确的是( )
A.自行车后轮受到的摩擦力方向向前
B.当我们骑车向左匀速转弯时,运动状态不变
C.停止蹬车时自行车会慢慢停下来,说明力是维持物体运动的原因
D.快速行驶中自行车刹车时不能立即停下来是因为速度越大自行车的惯性越大
8.有关大气压强下列说法正确的是(  )
A.在同一地点大气压强的值是固定不变的
B.茶壶利用了连通器原理,茶壶盖上小孔的巧妙设计与大气压无关
C.历史上是用马德堡半球实验首先测出了大气压强的值
D.大气压强随海拔高度的增加而减小,水的沸点也随着降低
9.2025年4月30日,神舟十九号返回舱安全着陆,当返回舱距离地面10km左右时,先打开降落伞,使返回舱从200m/s减速到10m/s。为了最大限度保障航天员的安全,在返回舱快接近地面1~2m时,舱体反推发动机再启动,使返回舱着陆更安全,如图所示。返回舱在着陆过程中( )
A.动能一直增大 B.重力势能先减小后增大
C.受到的合力始终向下 D.机械能逐渐减小
10.如图所示的简单机械在使用时,可以省距离的是(  )
A.钓鱼竿 B.切纸刀
C.核桃夹 D.钢丝钳
11.如图所示,用漏斗向点燃的蜡烛的火焰吹气,烛焰将(  )
A.向左飘动 B.向右飘动
C.静止在原位置不动 D.无法确定
12.物理实践课中小赵制作了一个微型密度计用来判断消毒酒精的密度是否合格,如图所示,该密度计由标度杆、浮子和配重构成,合格消毒酒精的密度为0.86-0.88g/cm3之间,测量时液面位于A、B位置之间的酒精都是合格的。下列选项正确的是(  )
A.液面位于A位置时酒精密度为0.88g/cm3
B.配重增加后标度杆上A、B间距离将变大
C.标度杆加粗(总质量不变)A、B间距离不变
D.酒精密度越大标度杆底端受到的液体压强越大
13.如图所示,一块密度分布均匀的木块放在水平地面上,现在沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,B的上、下底面面积之比为,则A、B对地面的压强之比为(  )
A. B. C. D.
14.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制成实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示,则下列说法不正确的是(  )
A.A的重力大于B的重力
B.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
C.甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力
D.两容器底部所受液体压强相等
15.小亮同学利用图甲所示的装置将水平地面上重力为50N的重物G提升到高处。当他用竖直向上拉力F拉绳时,拉力F、重物的上升速度v随时间t变化的关系图像分别如图乙、丙。不计摩擦和绳重,下列说法正确的是(  )
A.动滑轮的重力等于50N
B.在0.5秒时,物体对地面的压力等于10N
C.匀速提升90N的重物时,该装置的机械效率为75%
D.在2-3s的过程中拉力F做的功等于100J
16.2025年央视春晚《秧BOT》震撼来袭,一群穿花棉袄的机器人在舞台扭起了秧歌。“机器人扭秧歌”的过程中将手绢向上抛出,说明力可以改变物体的   。抛出去的手绢在上升的过程中,其动能转化为   。机器人静止站在舞台上时   (选填“有”或“没有”)惯性。
17.桥梁根据其形状和结构主要分为梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥,其设计的总体原则都是为了防止   ,桥面受力时上表面承受的是压力,下表面承受的是   。
18.如图所示,跳伞运动员和伞的总重为780N,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为60N,则这两个力的合力的大小为   N,合力的方向是   。
19.如图所示,小明用弹簧测力计拉着物体先在木板上以2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图,物体此时受到的摩擦力为    N;若拉着物体继续往前在毛巾上以相同速度匀速运动,则弹簧测力计的示数将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.如图是三峡船闸的工作示意图:如果此时关闭阀门A打开图中阀门B,闸室与下游水道构成一个   。水会从闸室流向下游,当水不再流动时闸室中水面会与下游的水面   。
21.如图甲所示,某工件由质地均匀的圆柱体A、B组成。现沿水平方向切割该工件,并将切去部分按原方式平放在水平地面上,剩余部分对地面的压强p随切去高度h变化的关系如图乙所示。已知A、B的底面积分别为100cm2和400cm2,A的质量为8kg,则B的密度是   kg/m3;未切割时A对B的压强与B对地面压强之比等于   ,当切割高度为0.15m时,切去部分对地面的压强与剩余部分对地面的压强之比等于   。
22.如图所示,玻璃杯水面到容器底的距离为12cm,杯的底面积为100cm2;杯中的A点到容器底部的距离为3cm,则A点受到水的压强为   Pa,水对杯底的压力为   N;杯中水对杯底的压力   杯中水的重力(选填“大于”“小于”或“等于”)。(g取10N/kg)
23.用40N的拉力将重为300N的物体匀速向左拉动0.2m,此时滑轮组的机械效率为75%,此过程中绳子自由端移动的距离为    m,物体与地面的摩擦力为    N;若加速拉动物体,物体所受的摩擦力大小   (选填“变大”“变小”或“不变”)。若在物体上放置一重为50N的金属块,并在绳子端施加另一拉力F',使物体和金属块一起匀速移动时,假设滑轮处的摩擦力不变,则该滑轮组的机械效率将   (选填“变大”“变小”或“不变”)
24.如图底面积S=120cm2、高H=14cm的轻质薄壁长方体容器静置于水平桌面上,内装有质量m=600g的水。将一边长10cm的实心立方体甲缓慢放入水中,平衡后水对容器底部的压强为1×103Pa,则甲的密度ρ甲=   kg/m3:将另一相同体积的重为8N的正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,平衡时乙与甲的接触面水平,此刻容器对桌面压强p=   Pa。
25.如图所示是乒乓球在水中上浮过程中的某一位置,作出此时乒乓球受到的浮力和重力的示意图。
26.如图,O为轻质杠杆的支点,右端挂一重物,请作出最小拉力F,的示意图和阻力的力臂L2,使杠杆在图示位置平衡。
27.小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于   (选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向   (选填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次水平平衡,应该在B位置挂   个同样的钩码。
(3)如图丙所示,小红在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转,杠杆始终保持水平平衡,弹簧测力计的示数将   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验后小红制作了如图丁所示的杆秤,用一轻质木棒制作了一秤杆,用细线系一个0.2kg的钩码作为秤砣,把空托盘挂A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽位置,调节秤砣的位置到C点,此时秤杆恰好平衡,则C点对应的刻度线数值应为   (选填“0”或“1”);若秤砣最远可移至D点,则此杆秤最大可称量    kg的物体;若要为了增大该杆秤的最大测量值,你的方法是:   (写出一种即可)。
28.如图所示“探物”小组利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)操作过程如图所示,为了使操作更加简便且能减小误差,图中最合理的顺序是   ;
(2)若F1、F2、F3、F4之间满足   的关系,则可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论;(用图中物理量符号表示)
(3)小凯认为实验过程中,只将金属块的一部分浸在水中是得不出实验结论的。结合所学,你认为他的说法   (选填“正确”或“不正确”):若实验过程中,溢水杯中的水没有装满,则F浮    G排(选填“>”、“<”或“=”);
(4)金属块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F随金属块浸入深度h变化的关系图象如图戊所示。分析图象可得:h=4cm时,金属块受到的浮力为    N;金属块刚浸没时,水对金属块底部的压强是    Pa;
(5)组长小明同学在学习过浮力相关知识后,利用圆柱形玻璃杯、适量的水和细针,又找了一把刻度尺,测出了木块的密度,请你将下列测量步骤补充完整。
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0;
②将木块轻轻放入玻璃杯中,待它漂浮时,用刻度尺测出杯中水的深度为h1;
③用针缓慢地把木块压入水中,使之浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为h2;
④写出木块密度的表达式ρ木=   (用h0、h1、h2和ρ水表示)。
29.如图所示是我国自主研发的四足机器狗,2025年在南极中山站顺利完成了一系列科考测试。在南极-30℃的低温环境下机器狗能持续工作4~6个小时,在冰雪地面能负重自由行走,不摔跤、不打滑;机器狗还能承担开路任务,利用身上的冰裂缝探测仪,实时监测冰面的安全情况,(g=10N/kg)若某款四足机器狗的整机质量12kg,单足与地面的接触面积50cm2,请计算:
(1)该机器狗空载四足站立在水平冰面上时对冰面的压力为多少牛?
(2)该机器狗空载在水平冰面上三足行走时对冰面的压强为多少帕?
(3)某处冰面能承受的压强为6.0×104Pa,若机器狗背着装备安全走过该冰面(行走时三足着地),为使冰面不破裂,则机器狗所载装备的质量不能超过多少kg?
30.5月27日至29日,“宕”舟资都里“粽”享福美地——2025“龙腾渠江”川渝龙舟精英邀请赛将在达州市渠县举办,24支来自川渝两地的龙舟队同台竞技,共同感受龙舟文化的魅力,共同领略达州市渠县的城市之美、生态之美、和谐之美。渠县财贸系统龙舟代表队在500m直道竞速赛项目中荣获本地组冠军,其所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量约为1470kg,比赛用时 1min58s。假设比赛中,龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;大气压强的存在;机械效率
【解析】【解答】A.一个鸡蛋的质量约50g,则托起两个鸡蛋的力约为:
G=mg=2×50×10-3kg×10N/kg=1N,
故A不符合题意;
B.中学生的质量约为50kg,重力约为:
故B符合题意;
C.此刻教室里的大气压约为,故C不符合题意;
D.由于摩擦力的存在,新能源汽车的机械效率小于100%,故D不符合题意。
故选B。
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
2.【答案】A
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】A选项中,运动员用头将飞来的足球顶飞改变了足球的运动状态;B选项中,用力将弓拉满改变了弓的形状;C选项中,压弯撑杆的力改变了撑杆的形状;D选项中,跳水运动员向下的力改变了跳板的形状;由此可知,A中力的作用效果与其它三个力所产生的作用效果不同。G故符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】力的作用效果:一是力可以改变物体的形状,二是力可以改变物体的运动状态,据此分析各选项,找出答案。
3.【答案】B
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.鸡蛋的重力方向竖直向下,鸡蛋对桌面的压力方向也是竖直向下的,则二力方向相同,不符合相互作用力,故A错误;
B.鸡蛋的重力和桌面对鸡蛋的支持力都作用在鸡蛋上,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.鸡蛋对桌面的压力作用在桌面上,桌面对鸡蛋的支持力作用在鸡蛋上,两个力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.桌子受到鸡蛋的压力和桌子受到的压力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
【分析】AD.相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和两个物体上;
BC.平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上。
4.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.轴承里面加装滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故A不符合题意;
B.瓶盖上有很多条纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B符合题意;
C.门轴处加润滑油,是通过使接触面分离的方法减小摩擦力,故C不符合题意;
D.气垫船,是通过使接触面分离的方法减小摩擦力,故D不符合题意。
故选B。
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面分离;用滚动代替滑动。
5.【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;重心
【解析】【解答】A、重心是物体各部分受到的重力等效集中的作用点。重心位置由物体的形状、质量分布共同决定,重心不一定落在物体实体上,比如空心圆环、篮球等物体,它们的重心位于几何中心,处在物体外部,故A错误。
B、物体的重力与质量存在定量关系,在同一地点,重力大小随质量增大而增大,二者成正比。但质量是物体本身固有的物理属性,不会随重力、位置等外界因素改变,所以不能表述为质量随重力变化而变化,故B错误。
C、重力的产生原因是地球对物体的吸引,但二者并非完全等同。地球对物体的万有引力会分解为重力和物体随地球自转所需的向心力,可见重力只是万有引力的其中一个分力,故C错误。
D、由重力公式G=mg可知,同一地理位置处重力常量g保持不变,此时物体的重力与质量成正比,物体质量越大,受到的重力也就越大,故D正确。
故选:D。
【分析】重力在物体上的作用点叫做重心,物体重心的位置和物体的形状、材料以及是否均匀有关。质量均匀、规则物体的重心在它的几何中心上。物体的重心可能不在物体上,如一个密度均匀的金属环的重心在环所形成圆的圆心上。
由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
重力与质量成正比,这意味着物体的质量越大,它所受到的重力也越大。
6.【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.逃生锤的锤头很尖是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故A不符合题意;
B.盲道上有凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故B不符合题意;
C.铁轨下面铺有宽大的轨枕,是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故C符合题意;
D.吸管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故D不符合题意。
故选C。
【分析】减小压强的方法:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
7.【答案】A
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.在平直路面上匀速向前骑行时,自行车后轮相对于地面有向后的运动趋势,因而受到的摩擦力向前,故A正确;
B.当我们骑车向左匀速转弯时,速度虽然不变,但方向不断改变,运动状态改变,故B错误;
C.停止蹬车时,自行车会慢慢停下来,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D.惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关,自行车的速度增大,但是自行车的质量不变,惯性大小不变,故D错误。
故选A。
【分析】(1)物体受到摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动的趋势的方向相反。
(2)物体运动状态的变化包括:①速度大小的改变;②运动方向的改变。只要其中的一个发生了变化,我们就说物体的运动状态发生了改变。
(3)物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
(4)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。
8.【答案】D
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】A.同一地区大气压与天气、温度等因素有关,所以同一地区大气压也是变化的,A不符合题意;
B.壶身和壶嘴下部是相通的,是连通器;壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,在大气压的作用下水可以更容易的倒出,B不符合题意;
C.历史上首先测出大气压的数值的实验是托里拆利实验,C不符合题意;
D.随着海拔高度的增加,气压降低,此时水的沸点会降低,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】同一地区大气压与天气、温度等因素有关;壶身和壶嘴下部是相通的,是连通器;壶内气体和外界大气相通,在大气压的作用下水可以更容易的倒出;首先测出大气压的数值的实验是托里拆利实验;随着海拔高度的增加,气压降低,此时水的沸点会降低。
9.【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化;力的合成与应用
【解析】【解答】A.先打开降落伞,使返回舱从200m/s减速到10m/s,返回舱的质量不变,速度变小,动能变小,当舱体反推发动机再启动,使返回舱着陆更安全,返回舱的质量不变,速度减小,动能变小,故A错误;
B.返回舱着陆过程,质量不变,高度一直变小,重力势能减小,故B错误;
C.返回舱从200m/s减速到10m/s,合力的方向是向上的,舱体反推发动机再启动,合力的方向仍然向上,故C错误;
D.当返回舱距离地面10km左右时,始终做减速运动,质量不变,速度减小,动能减小,重力势能减小,机械能减小,故返回舱着陆过程,机械能逐渐减小,故D正确。
故选D。
【分析】(1)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。
(2)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。
(3)当合力方向与物体运动方向相同时,物体做加速直线运动;当合力方向与物体运动方向相反时,物体做减速直线运动;当合力为零时,物体处于匀速直线运动或静止。
10.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.钓鱼竿在使用过程中,靠近胸口的手为支点,另一支手施加动力,阻力在鱼竿尖端。此时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离,故A符合题意。
BCD.切纸刀、核桃夹、钢丝钳在使用过程中,转轴为支点,手施加动力。此时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故BCD不符合题意。
故选A。
【分析】省力杠杆费距离,费力杠杆省距离。比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
11.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】根据图片可知,漏斗在蜡烛的左侧。当用力吹漏斗时,气流从漏斗快速流出,则蜡烛的左侧气流流速大,压强比较小,在右侧大气压强的作用下,蜡烛的火焰会向左飘动。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系解答。
12.【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;制作微型密度计
【解析】【解答】A.根据题意可知,微型密度计始终漂浮在液面上,那么它受到的浮力等于重力,即受到的浮力不变。由阿基米德原理可知,A位置在上,则密度计排开液体的体积大,因此对应液体的密度小,所以液面位于A位置时酒精密度为0.86g/cm3,故A错误;
B.综上所述,配重增加后,密度计的重力增大,而浮力等于重力,则受到的浮力变大。由 阿基米德原理可知,密度计排开液体的体积增大,所以标度杆上A、B间距离将变大,故B正确;
C.根据V=Sh可知,当密度计排开液体的体积一定时,标度杆加粗,标度杆的高度变化减小,所以A、B间距离变小,故C错误;
D.综上所述,微型密度计受到的浮力不变,由浮力的产生原因F浮力=F下-F上可知,密度计底端受到的压力大小不变。根据公式可知,标度杆底端受到的液体压强不变,故D错误。
故选B。
【分析】A.根据漂浮条件和阿基米德原理分析液体密度和排开液体体积的对应关系即可;
B.配重增大,则浮力增大,根据阿基米德原理分析排开液体体积的变化即可;
C.根据V=Sh分析判断;
D.首先根据浮力产生的原因F浮力=F下-F上分析下端受到压力的变化,再根据公式分析下端受到压强的变化。
13.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;固体竖切问题
【解析】【解答】沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,再将B部分分割成C、D两部分,如下图所示:
因A、C两部分均为质量均匀的长方体木块,密度和高度均相同,由
可知AC对地面的压强相等,均为为:
pA=pC=ρgh
C对地面的压强:
已知B的上底面和下底面的面积之比为1∶3,即C的上底面和D的下底面的面积之比为1∶2,且右边的D部分为三棱柱,则根据几何知识可知D部分的体积和C部分的体积的相等,根据G=mg=ρVg可知D的重力和C的重力相等,水平面上物体对地面的压力等于自身的重力,则B对地面的压强:
A、B对地面的压强之比为:
故选B。
【分析】 沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,再将B部分分割成C、D两部分,如下图所示:
由压强公式推导出均匀实心长方体对地面压强的表达式p=ρhg,然后据此表达式分析A、C对地面的压强;根据数学知识分析C、D的重力大小,根据公式表示A对地面的压强和B对地面的压强,进一步计算A、B对地面的压强之比。
14.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;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.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将同种材料制成实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,由图可知,A漂浮,所以V排AmB,根据G=mg可知,GA>GB,即A的重力大于B的重力,故A正确;
B.由图可知,A漂浮,ρA<ρ甲;B悬浮,ρB=ρ乙,因ρA=ρB,所以,ρ甲>ρ乙,即甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,故B正确;
C.由A选项分析可知,A的重力大于B的重力;甲、乙两容器相同的,则重力相等;甲、乙两容器中的两种液体体积相等,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,根据可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,根据可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的总重力,则甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,故C正确;
D.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,静止时液面等高,根据液体压强公式可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强,故D错误。
故选D。
【分析】(1)首先根据题目中给出的条件判断,判断实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系;
(2)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系;
(3)根据液体密度与体积比较液体重力关系,结合AB重力关系分析压力大小;
(4)已知两种液体的密度关系,又知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。
15.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;动滑轮及其工作特点;滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.由图甲可知,动滑轮上有2条绳承重,由图丙知,2~3s,重物做匀速直线运动。由图乙知,此时间段绳子自由端拉力为F=40N,不计摩擦和绳重,由可知:
故A错误;
B.由图丙知,在0.5s时,重物处于静止状态,尚未离开地面。由图乙知,此时绳子端拉力=为F1=30N,则重物受到向上的拉力:
此时重物在竖直向下的重力、地面竖直向上的支持力及竖直向上的拉力的作用下处于平衡状态,而地面对重物的支持力与重物对地面的压力是相互作用力,它们的大小相等,所以物体对地面的压力:
F压=F支=G物-F拉=50N-30N=20N
故B错误;
CD.由图丙可知,2~3s的过程中,重物的速度为v=2.5m/s,重物上升的高度:
绳子自由端移动的距离:
拉力做的总功为:
该装置的机械效率为:
故C正确,D错误。
故选C。
【分析】(1)由图甲可知,承担物重的绳子股数为2,由丙图可知,在2~3s内物体匀速上升,由图乙可知,此时拉力为40N,根据可得动滑轮的重力;
(2)在0.5s时,拉力F1=30N,把动滑轮和重物看做整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及两根绳子向上的拉力,处于静止状态,得出地面对物体的支持力,根据力的作用是相互的可知物体对地面的压力;
(3)在2~3s内物体匀速上升,由图丙确定重物的上升速度,根据h=vt求出重物上升的高度,利用s=nh求出绳子自由端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的总功;
(4)不计摩擦和绳重,根据求出该装置的机械效率。
16.【答案】运动状态;重力势能;有
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;惯性及其现象
【解析】【解答】“机器人扭秧歌”的过程中将手绢向上抛出,手绢从静止到运动,说明力可以改变物体的运动状态。
抛出去的手绢在上升的过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增加,重力势能增大,其动能逐渐转化为重力势能。
一切物体都有惯性,机器人静止站在舞台上时具有惯性。
故答案为:运动状态;重力势能;有。
【分析】(1)力可以改变物体的运动状态。
(2)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。
(3)一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
17.【答案】桥面弯曲变形;拉力
【知识点】力的概念及单位;弹力;桥梁调查与模型制作
【解析】【解答】 桥梁在承受车辆、行人等荷载时,若结构设计不合理,就容易发生弯曲,影响桥梁的使用寿命和安全性,故桥梁设计的总体原则都是为了防止桥面弯曲变形;
当桥梁承受荷载发生弯曲时,上部分材料被压缩,受到压力,下部分材料被拉伸,受到拉力,故桥面受力时上表面承受的是压力,下表面承受的是拉力。
故答案为:桥面弯曲变形;拉力。
【分析】(1)桥梁设计的总体原则都是为了防止桥面弯曲形变;
(2)桥面受力时上表面承受的是压力,下表面承受的是拉力。
18.【答案】720;竖直向下
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】 跳伞运动员从飞机上跳下, 运动员向下运动,受到的重力竖直向下,受到阻力的方向竖直向上,即二者方向相反用减法,即两个力的合力F合力=G-f=780N-60N=720N。方向与较大的重力方向相同,即合力方向竖直向下。
【分析】同一直线上二力的合成,方向相同用加法,方向相反用减法,合力的方向与较大力的方向一致。
19.【答案】2;变大
【知识点】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
【解析】【解答】当物体在木板上做匀速直线运动时,在水平方向上,弹簧测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2N,即物体受到的拉力为2N,所以物体此时受到的摩擦力f=F=2N;
若拉着物体继续往前在毛巾上以相同速度匀速运动,压力大小不变,由于毛巾表面比木板表面粗糙,物体受到的摩擦力变大,所以弹簧测力计的示数将变大。
故答案为:2;变大。
【分析】 (1)根据弹簧测力计的分度值读数,利用二力平衡条件可知物体受到的摩擦力大小;
(2)影响摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,据此结合二力平衡条件分析解答。
20.【答案】连通器;相平
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】 由图可知,在A、C、D都关闭的情况下,打开阀门B,此时闸室与下游水道上端开口、下端连通,组成连通器。根据连通器特点可知,闸室中的水面与下游水道中的水面最后将相平。
故答案为:连通器;相平。
【分析】上端开口、下端连通的容器叫连通器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
21.【答案】5×103;2:3;3:5
【知识点】压强的大小及其计算;固体横切问题
【解析】【解答】 柱体对水平面的压强为:
由图乙可知A的高为0.1m,B的高为0.2m,当水平切只剩B时,对地面的压强为1×104Pa。则B的密度为:
未切割时A对B的压强:
未切割时B对地面压力:
未切割时B对地面压强:
未切割时A对B的压强与B对地面压强之比等于:
当切割高度为0.15m时,切去部分对地面的压力:
切去部分对地面的压强:
剩余部分对地面的压强:
切去部分对地面的压强与剩余部分对地面的压强之比等于:
故答案为:5×103;2:3;3:5。
【分析】(1)根据切去高为0.1m,只剩下了B,结合计算B的密度;
(2)根据压强公式计算A对BD压强,结合AB总压力计算没有切割时的压强,得出比值关系;
(3)当切割高度为0.15m时,根据密度公式与重力公式计算压力,结合压强公式计算切去的部分对地面的压强,根据柱体压强公式计算剩余部分的压强,得出比值大小。
22.【答案】900;12;小于
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A点的深度为:
hA=12cm-3cm=9cm=0.09m
A点受到水的压强为:
玻璃杯水面到容器底的距离为h'=12cm=0.12m, 水对杯底的压强为:
水对杯底的压力为:
容器上宽下窄,水的压力一部分作用在侧壁上,所以杯中水对杯底的压力小于杯中水的重力。
故答案为:900;12;小于。
【分析】(1)已知液体密度和深度,由公式为p=ρ水gh求出水的压强;
(2)利用公式p'=ρ水gh'求出水的压强,再由公式F=p'S求出压力;
(3)容器上宽下窄,容器的侧壁承担了一部分水的压力,杯中水对杯底的压力小于杯中水的重力。
23.【答案】0.6;90;不变;变大
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知,动滑轮上有3段绳子承重,n=3,此过程中绳子自由端移动的距离:
s绳=ns物=3×0.2m=0.6m
此过程中拉力做的总功:
W总=Fs绳=40N×0.6m=24J
此过程中克服摩擦力所做的功为有用功:
W有=ηW总=75%×24J=18J
物体与地面的摩擦力为:
若加速拉动物体,物体对接触面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以物体所受的摩擦力不变。
物体上放置一重为50N的金属块,物体对接触面的压力变大,地面对物体的摩擦力变大,在绳子端施加另一拉力F',使物体和金属块一起匀速移动时,若物体还是匀速向左拉动0.2m,拉力变大,运动距离不变,则克服摩擦力做的有用功变大。由于滑轮处的摩擦力不变,当物体移动相同距离时,额外功不变,则总功变大。但有用功占总功的比值变大,所以该滑轮组的机械效率将变大。
故答案为:0.6;90;不变;变大。
【分析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用s绳=ns物求出绳子自由端移动的距离;
(2)根据W=Fs求出拉力做的总功,利用求出此过程中克服摩擦力所做的有用功,根据求出物体与地面的摩擦力;
(3)滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力、接触面的粗糙程度有关,据此分析;
(4)物体上放置一重为50N的金属块,在绳子端施加另一拉力F',使物体和金属块一起匀速移动时,若物体还是匀速向左拉动0.2m,拉力变大,运动距离不变,则有用功变大;由于摩擦不变,当物体移动相同距离时,额外功不变,根据机械效率定义分析回答。
24.【答案】6×102;1.4×103
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;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】根据液体压强公式可知,容器中水的深度为:
由得,容器中水的体积为:
水与物体排开水的总体积为:
实心立方体甲的体积为:
物体排开水的体积为:
故甲漂浮,甲受到的浮力等于甲的重力,则有
由阿基米德原理=m甲g可得:
=0.6kg
甲的密度为:
正方体乙的密度为:
甲的重力为:
G甲=m甲g=0.6kg×10N/kg=6N
将另一相同体积的重为8N的正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,平衡时乙与甲的接触面水平,此时两个物体一起处于漂浮状态,它们受到的浮力等于甲乙的总重力:
则甲乙总共排开液体的体积为:
容器的体积为:
水与甲乙总共排开液体的体积为:
所以当将正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,会有水溢出,平衡时乙与甲的接触面水平,根据阿基米德原理和相互作用力可知,物体受到的浮力和物体对水的压力,是一对相互作用力,大小相等,方向相反,同时也等于排开的水的重力大小。所以在将正方体乙重叠于甲上,再将它们缓慢浸入容器中,水对容器底部的压力为:
水对容器底部的压力等于容器装满水的重力,则:
轻质薄壁长方体容器静置于水平桌面上,对桌面的压力等于容器中液体对容器底的压力,则有
容器对桌面压强:
故答案为:6×102;1.4×103。
【分析】可根据液体压强公式求出放入甲后水的深度,进而求出甲排开水的体积,再根据漂浮条件求出甲的密度;
根据受力分析求出容器对桌面的压力,最后根据固体压强公式求出容器对桌面的压强。
25.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体受重力竖直向下,受到的浮力竖直向上;由于乒乓球在上浮过程中,浮力大于重力,所以表示浮力的线段长度应大于表示重的线段长度,如下图
【分析】物体受到的浮力竖直向下,物体受到的重力竖直向下;上浮的物体浮力大于重力。
26.【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】依据杠杆平衡关系式,当阻力大小和阻力臂长度保持不变时,想要施加的动力最小,就必须使动力臂达到最大数值。动力臂指支点到动力作用线的垂直距离,在杠杆上选取距离支点最远的位置施力,且让作用力方向与杠杆互相垂直,此时动力臂长度最大,所需动力也就最小。
本题里杠杆右端离支点距离最远,在此处作垂直杠杆向上的拉力,便是最小拉力。重物拉动杠杆产生的阻力竖直向下,确定阻力作用线后,从支点向阻力作用线作垂线段,这条垂线段就是阻力臂,最后做好符号标注即可,如下图所示:
【分析】利用杠杆平衡原理能够判断最小作用力,阻力与阻力臂恒定不变时,动力臂越长,对应动力就越小。杠杆上最长的动力臂为支点至杠杆端点的连线,只有力的方向与杠杆垂直,才能充分利用这段最大力臂。绘制各类力臂都遵循统一方法,由支点向力的作用线作垂线,所得垂线段即为该力对应的力臂。
27.【答案】(1)平衡;左
(2)4
(3)变大
(4)0;5;增加秤砣的质量
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)实验前杠杆在图甲位置静止,满足平衡状态的条件,因此此时杠杆处于平衡状态。
由图甲可知,杠杆左端下沉、右端上翘,说明左端较重,因此应将平衡螺母向左调节,直至杠杆在水平位置静止。
(2)探究杠杆平衡条件的实验中,核心规律是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,即F1L1=F2L2。设每个钩码的重力为G,杠杆上每一格的长度为L,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,
2G ×4L = F2×2L
解得:F2=4G,因此B位置应挂4个同样的钩码。
(3)由图丙可知,弹簧测力计竖直向下拉时,拉力的方向与杠杆垂直,此时拉力的力臂就是弹簧测力计挂钩到支点的杠杆长度,即最大力臂。当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转时,力臂会变小。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,阻力和阻力臂不变,即 F2L2的乘积不变;当拉力的力臂L1 变小时,拉力F1变大,则弹簧测力计示数将变大。
(4)由题可知,调节秤砣到C点时,秤盘为空,即无待称物体,秤杆恰好平衡,说明此时称量的质量为0,因此C点对应的刻度线数值应为0。
设待称物体的质量为m物,其重力G物=m物g等于动力,物体到提纽B点的距离为动力臂,设为L物;秤砣质量m砣,其重力G砣=m砣g等于阻力,秤砣到提纽B点的距离为阻力臂,设为L砣。杆秤平衡时满足杠杆平衡条件m物gL物= m砣gL砣,化简得:
m物L物= m砣L砣
由图丁可知,空秤时秤砣在C点,即0刻度位置,此时物体质量为0,符合杠杆平衡;当秤砣移至最远的D点时,阻力臂为0.5m最大,动力臂为0.02m,代入数据m物L物= m砣L砣,可得:
m物×0.02m=0.2kg×0.5m
解得m物=5kg,因此此杆秤最大可称量5kg的物体。
根据推导公式:
m物L物= m砣L砣
变形式:
分析,若增大m物最大测量值,可以增加秤砣的质量,增大秤砣的最大阻力臂,即延长秤杆,使秤砣能移到更远的位置,减小物体的动力臂,即把提纽B点向远离秤盘A点的方向移动。
【分析】(1)根据杠杆平衡的定义,当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆就处于平衡状态;平衡螺母的调节原则是“哪端高就向哪端调”。
(2)根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2)分析;
(3)阻力和阻力臂不变时,根据杠杆的平衡条件可知,动力臂减小,动力变大;
(4)秤盘中未放物体时,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,即零刻度的位置;利用杠杆的平衡条件分析计算。
(1)[1]根据杠杆平衡的定义,当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆就处于平衡状态。实验前杠杆在图甲位置静止,满足平衡状态的条件,因此此时杠杆处于平衡状态。
[2]探究杠杆平衡条件时,杠杆在水平位置平衡时,力臂可直接从杠杆标尺上读取,所以为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡。由图甲可知,杠杆左端下沉、右端上翘,说明左端较重。平衡螺母的调节原则是“哪端高就向哪端调”,因此应将平衡螺母向左调节,直至杠杆在水平位置静止。
(2)探究杠杆平衡条件的实验中,核心规律是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,即F1L1=F2L2。实验中,每个钩码的重力大小相同,可设为G,杠杆上每一格的长度相同,可设为L,由图乙及F1L1=F2L2可知,2G ×4L = F2×2L
解得F2=4G,因此B位置应挂4个同样的钩码。
(3)在杠杆平衡条件中,力臂是指“从支点到力的作用线的垂直距离”,并非力的作用点到支点的距离。由图丙可知,弹簧测力计竖直向下拉时,拉力的方向与杠杆垂直,此时拉力的力臂就是弹簧测力计挂钩到支点的杠杆长度,即最大力臂。当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转时,拉力的方向不再与杠杆垂直,拉力的作用线与杠杆形成一定夹角,此时从支点到拉力作用线的垂直距离,即力臂会变小。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,实验中阻力等于钩码重力和阻力臂,即钩码到支点的距离始终不变,即 F2L2的乘积不变;当拉力的力臂L1 变小时,为保持等式成立,拉力F1必须变大,则弹簧测力计示数将变大。
(4)[1]杆秤的工作原理基于杠杆平衡条件,其中“0刻度线”对应“秤盘为空,即称量质量为 0时秤砣的位置”。由题可知,调节秤砣到C点时,秤盘为空,即无待称物体,秤杆恰好平衡,说明此时称量的质量为0,因此C点对应的刻度线数值应为0。
[2]计算杆秤最大称量质量时,需先明确杠杆的各要素:设待称物体的质量为m物,其重力G物=m物g等于动力,物体到提纽B点的距离为动力臂,设为L物;秤砣质量m砣,其重力G砣=m砣g等于阻力,秤砣到提纽B点的距离为阻力臂,设为L砣。杆秤平衡时满足杠杆平衡条件m物gL物= m砣gL砣,化简得m物L物= m砣L砣
由图丁可知,空秤时秤砣在C点,即0刻度位置,此时物体质量为0,符合杠杆平衡;当秤砣移至最远的D点时,阻力臂为0.5m最大,动力臂为0.02m,代入数据m物L物= m砣L砣
可得m物×0.02m=0.2kg×0.5m
解得m物=5kg,因此此杆秤最大可称量5kg的物体。
[3]根据推导公式m物L物= m砣L砣
变形式
分析,若增大m物最大测量值,可以增加秤砣的质量,增大秤砣的最大阻力臂,即延长秤杆,使秤砣能移到更远的位置,减小物体的动力臂,即把提纽B点向远离秤盘A点的方向移动。
28.【答案】(1)丁、甲、乙、丙
(2)F1﹣F2=F3﹣F4
(3)不正确;>
(4)1;800
(5)
【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】(1)为减小误差,应先测小桶重力(丁),接着测物块重力(甲),然后将金属块慢慢浸入液体,用小桶接溢出的水(乙),最后测量小桶和溢出水的总重(丙)。所以合理顺序是丁甲乙丙。
(2)根据称重法,金属块受到的浮力:
F浮=F1 -F2 ;
排开液体的重力:
G排=F3 -F4;
当F1 F2 =F3 F4 时,就可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。
(3)小凯认为只将金属块一部分浸在水中得不出实验结论的说法不正确,原因是阿基米德原理在任何情况下都适用,即使物体没有完全浸入水中,物体受到的浮力依然等于排开液体的重力;
若实验过程中溢水杯中的水没有装满,会导致排开水的重力就偏小,从而使得 。
(4)由图戊可知,金属块的重力G=4N,深度为4cm时,拉力F拉=3N,由称重法可知,此时金属块受到的浮力:
由图戊可知,当金属块刚好浸没时,金属块下表面到水面的深度为h=8cm=0.08m,此后弹簧测力计示数不变。故此时水对金属块底部的压强是:
(5)木块漂浮时,处于平衡状态,重力等于浮力,即:
木块体积,木块密度:
故答案为:(1)丁、甲、乙、丙;(2)F1-F2=F3-F4;(3)不正确;>;(4)1;800;
(5)。
【分析】(1)从减小误差和操作的方便考虑;
(2)根据称重法得出金属块受到的浮力,排开液体的重力等于桶和水的总重F3减去小桶的重F4,根据阿基米德原理回答;
(3)阿基米德原理在金属块一部分浸在水中时也适用;
若实验过程中溢水杯中的水没有装满,会导致排开水的质量减小,那么排开水的重力就偏小;
(4)由图戊可知,浸入深度为0时,拉力即重力,深度为4cm时,拉力为3N,据此得出此时金属块受到的浮力F浮;
当金属块刚好浸没时h=8cm=0.08m,此后弹簧测力计示数不变,根据p=ρgh得出此时水对金属块底部的压强;
(5)木块漂浮时,重力等于浮力,结合阿基米德原理得出木块的重力,由密度公式得出木块密度。
(1)为减小误差,应先测小桶重力(丁),这样可以保证小桶重力测量的准确性。接着测物块重力(甲),然后将金属块慢慢浸入液体,用小桶接溢出的水(乙),最后测量小桶和溢出水的总重(丙)。所以合理顺序是丁甲乙丙。
(2)根据称重法,金属块受到的浮力等于金属块在空气中的重力F1 减去金属块浸没在液体中时弹簧测力计的示数F2 ,即F浮。排开液体的重力等于桶和水的总重F3 减去小桶的重F4 ,即G排。根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以当F1 F2 =F3 F4 时,就可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。
(3)[1]阿基米德原理在任何情况下都适用,即使物体没有完全浸入水中,物体受到的浮力依然等于排开液体的重力,所以小凯认为只将金属块一部分浸在水中得不出实验结论的说法不正确。
[2]若实验过程中溢水杯中的水没有装满,会导致排开水的质量减小,那么排开水的重力就偏小,从而使得 。
(4)[1]由图戊可知,浸入深度为0时,拉力即重力为4N,深度为4cm时,拉力为3N,故此时金属块受到的浮力
[2]由图戊可知,随着金属块浸入深度增加,浮力增大,弹簧测力计示数减小,当金属块刚好浸没时h=8cm=0.08m,此后弹簧测力计示数不变。故此时水对金属块底部的压强是
(5)木块漂浮时,重力等于浮力,即
木块体积,木块密度
29.【答案】(1)解:机器狗的重力:
G=mg=12kg×10N/kg=120N
因为机器狗空载四足站立在水平冰面上时,对冰面的压力等于其自身重力,所以:
F=G=120N
答:该机器狗空载四足站立在水平冰面上时对冰面的压力为120N;
(2)机器狗空载在水平冰面上三足行走时,受力面积:
S=3×50cm2=3×50×10 4m2 =0.015m2
对冰面的压强为:
答:该机器狗空载在水平冰面上三足行走时对冰面的压强为8×103Pa;
(3)可得冰面能承受的最大压力:
Fmax=pmaxS=6.0×104Pa×0.015m2=900N
机器狗所载装备的最大重力:
机器狗所载装备的最大质量:
答:为使冰面不破裂,则机器狗所载装备的质量不能超过78kg。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)该机器狗空载站立在水平冰面时,对冰面的压力等于自身重力,根据G=mg计算其重力;
(2)根据压强公式计算其对冰面的压强;
(3)根据F=pS求出冰面能承受的最大压力,利用力的平衡关系求出机器狗所背装备的最大重力,根据重力公式G=mg计算机器狗所背装备的最大质量。
(1)机器狗的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N
因为机器狗空载四足站立在水平冰面上时,对冰面的压力等于其自身重力,所以F=G=120N
(2)机器狗空载在水平冰面上三足行走时,受力面积S=3×50cm2=3×50×10 4m2 =0.015m2
对冰面的压强为
(3)可得冰面能承受的最大压力Fmax=pmaxS=6.0×104Pa×0.015m2=900N
机器狗所载装备的最大重力
机器狗所载装备的最大质量
30.【答案】(1)解:龙舟所受的重力:
答:龙舟所受的重力3000N
(2)因为龙舟漂浮在水面,浮力等于总重力,所以运动员坐上龙舟后,龙舟受到的浮力:
运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积:
答:运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积1.77m3;
(3)因为龙舟做匀速直线运动,所以动力等于阻力。阻力:
f=0.1G=0.1×17700N=1770N
则动力F=f=1770N
龙舟行驶的距离s=500m,比赛用时t=1min58s=118s动力做的功:
W=Fs=1770N×500m=885000J
动力做功的功率:
答:比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为7500W。
【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;阿基米德原理;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据求出龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后,龙舟漂浮在水面,龙舟受到的浮力等于龙舟和运动员的总重力,
根据阿基米德原理求出运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)因为龙舟做匀速直线运动,所以动力等于阻力,根据W=Fs求出动力做的功,利用求出动力做功的功率。
(1)龙舟所受的重力
(2)因为龙舟漂浮在水面,浮力等于总重力,所以运动员坐上龙舟后,龙舟受到的浮力
运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积
(3)因为龙舟做匀速直线运动,所以动力等于阻力。阻力f=0.1G=0.1×17700N=1770N
则动力F=f=1770N
龙舟行驶的距离s=500m,比赛用时t=1min58s=118s
动力做的功W=Fs=1770N×500m=885000J
动力做功的功率
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