【精品解析】四川省成都市成都第七中学初中学校2024-2025学年八年级下学期期末模拟物理试题

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四川省成都市成都第七中学初中学校2024-2025学年八年级下学期期末模拟物理试题
一、单项选择题(每小题2分,共30分)
1.下列有关力的说法中正确的是(  )
A.一个物体也能产生力的作用
B.力的作用一定会改变物体的运动状态
C.只有相互接触的物体之间才能产生力的作用
D.用力拍桌子,手也会感到痛,说明了力的作用是相互的
2.如图为杰克逊的经典舞蹈动作,在杰克逊倾斜过程中他所受重力(  )
A.大小不变,方向改变 B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变 D.大小改变,方向不变
3.沾上灰尘的衣服,用手轻轻拍打一下,就干净多了。小刚用下面的四句话解释了这一过程
①灰尘与衣服分离落向地面,衣服变干净了。
②一手拿着沾有灰尘的衣服,用另一只手轻轻拍打。
③灰尘由于惯性,继续保持原来的静止状态。
④衣服受力后运动状态发生改变,由静止变为运动。
这四句话最合理的排列顺序是(  )
A.②③④① B.③①④② C.④①②③ D.②④③①
4.定期体检是保证中小学学生健康的最有效手段之一,如图是体检时测量身高体重的情景,下列说法正确的是(  )
A.人对台秤的压力就是人的重力
B.人所受的重力和台秤对人的支持力是一对平衡力
C.台秤受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.地面对台秤的支持力和人对台秤的压力是一对相互作用力
5.下列实例中,为了减小压强的是(  )
A.菜刀的刀刃磨得锋利 B.注射器针头做得尖细
C.逃生锤头做成针形 D.大型卡车有许多轮子
6. 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
7.下列事例中与“流体压强与流速的关系”这个知识无关的现象是(  )
A.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
B.客车行驶时,窗帘被“吸出”窗外
C.并列行驶的军舰不能靠得太近
D.地铁站等候地铁时,乘客必须站在安全线外
8.如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法正确的是(  )
A.玻璃管倾斜后会影响实验测量结果
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强
D.因为大气压大于玻璃管内这段水银柱产生的压强,所以水银柱不会落下
9. 小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为(  )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
10.如图是物理学科实践活动“造船比赛”的情景。用三块相同的橡皮泥做成小船,放入不同质量的物体后,在水槽中均能实现漂浮。下列分析正确的是(  )
A.三只小船受到的浮力相等
B.三只小船底面受到液体的压力相等
C.小船所装物体越重,排开水受到的重力越大
D.漂浮的小船受到的浮力大于船和物体的总重力
11.很多同学都在用“思维导图”梳理章节知识,如图是小明同学用“思维导图”总结的第十一章知识要点,其中第二点内容空缺,请在下列选项中选出合理一项,把图补充完整(  )
A.杠杆的平衡条件
B.惯性
C.滑轮
D.探究动滑轮的机械效率与哪些因素有关
12.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是(  )
A. B.
C. D.
13.甲、乙两位物理课代表将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,所用时间分别为30s和40s。关于两同学对作业做功的情况,下列说法正确的是(  )
A.甲同学做功多,甲、乙的功率相同
B.两同学做功相同,甲的功率更大
C.乙同学做功多,乙的功率更大
D.两同学做功相同,功率也一样
14.2023年7月28日,第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量,下列结论正确的是(  )
A.助跑过程中,动能保持不变
B.助跑过程中,机械能总量保持不变
C.起跳后的上升过程中,重力势能增大
D.越过横杆后的下降过程中,动能保持不变
15.如图所示是力学的四个实验情景,关于每个实验的结果预测正确的是(  )
A.甲图中:木块与小车一起向右匀速运动,小车受阻力停止时,木块一定停止
B.乙图中:橡皮膜探头竖直向下移动,U形管的液面高度差会下降
C.丙图中:当向玻璃管中吹风时,U形管A管中的水面下降,B管中水面上升
D.丁图中:将容器侧壁的塞子同时拔出,水从a孔喷射最近,从c孔喷射最远
二、填空题(每空2分,共32分)
16. 2024年巴黎奥运会,中国艺术体操队获得了奥运金牌。体操运动员用力向上跳起时,力改变了运动员的   。运动员竖直向上做减速运动时,所受合力的方向是向   的。
17.成都正在积极创建全国文明典范城市,我们每一个人都应该为我们的城市贡献自己的力量。同学们发现违章小广告严重影响了市容市貌,于是来到街头巷尾用砂纸清除墙面上的小广告。砂纸表面有很多研磨砂粒,是为了在使用过程中通过增大    来增大摩擦;当按压砂纸向左滑动时,受到墙面的摩擦力方向    (选填“向左”或“向右”)。
18.小宇用30N的力水平推质量为50kg的箱子,箱子仍静止在水平地面上,此时箱子所受到的重力与    是一对平衡力;改用40N的力水平推这个箱子,刚好使其做匀速直线运动;再改用60N的力水平推这个箱子时,箱子受到的合力大小为    N。
19.小明在做“探究影响液体内部压强的因素”的实验,如图甲所示,他用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管两侧的液面是否发生变化,其目的是   ;如图乙所示,金属盒进水中的深度越深,U形管两侧的液面高度差越大,说明   。
20.小明受到沈阳“名师在线”课堂的启发,模仿老师在厨房里做起了物理小实验。他将鸡蛋分别浸没在盛有水和浓盐水的玻璃杯中,如图甲,鸡蛋沉在水底,如图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,此时两烧杯中液面恰好相平。两种液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是p甲、p乙,鸡蛋受到的浮力分别是F甲、F乙,则p甲    p乙;F甲    F乙。(以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
21.如图甲所示,用扳手拧螺帽时,图   (选填“a”或“b”)的握法更有利于拧紧或松开螺帽;如图乙所示,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个滑轮,它的作用是   。
22.在“使用动滑轮”的实验中,竖直向上拉弹簧测力计,如图。弹簧测力计静止时的示数是、,则、的大小关系是   ;若钩码匀速上升0.1m,则绳子自由端移动的距离是   m。
23.如图所示是一幅简单的过山车漫画,在关闭动力系统的情况下,过山车在轨道上滑行。过山车在轨道上从A点向右运动,如果B、D两处高度相同,则过山车在这两处的重力势能大小关系是    (选填“B处大”、“D处大”或“一样大”),动能大小关系是    (选填“B处大”、“D处大”或“一样大”)。
三、作图与计算题(共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写最后答案的不能得分)
24.图甲是小周和小方模拟马德堡半球实验的示意图。他们对半球施加力的方向相反且作用在同一水平直线上,此时他们相对地面静止。图乙中,O点是小方的重心,A点为小方前脚所受地面摩擦力的作用点。请在图乙中画出:①小方所受重力G的示意图;②小方前脚所受摩擦力f的示意图。
25.如图甲所示的钢丝钳,图乙为单侧钢丝钳及相连部分示意图,请在图乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力。
26.如图,一个质量是2kg的鱼缸放在水平桌面中央,鱼缸的底面积是2×10-2m2。 内盛有0.3m深的水,水的质量是10kg。(水的密度为;g取10N/kg;鱼缸厚度和鱼的重忽略不计)求:
(1)水对鱼缸底部的压力;
(2)鱼缸对桌面的压强。
27.某工人用如图所示的滑轮组提升重为400N物体,使物体在20s内被匀速提升了3m,工人用的拉力F为250N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,求:
(1)工人做的有用功;
(2)该滑轮组的机械效率。
四、实验与探究题(每空2分,共22分)
28.在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中:
(1)根据力的作用效果可以对力的大小进行测量,弹簧测力计能够测量力的大小,利用的是   ;
A.力可以改变弹簧的形状
B.力可以改变弹簧的运动方向
C.力可以改变弹簧的运动快慢
(2)如图所示,在水平桌面上,用弹簧测力计拉着木块运动。实验前的准备步骤是:①将弹簧测力计沿水平方向放置;②对弹簧测力计进行调零;以上两步正确的顺序是   (填序号)。实验时为使弹簧测力计示数稳定,应使弹簧测力计拉着木块做   运动。
29.如图甲为探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)小亮在调试实验装置时,将小车从斜面顶端由静止滑下,小车一直滑出水平木板右端而掉落下去。为使小车不滑出木板,下列做法不可行的是    ;
A.减小斜面的倾角,小车仍从斜面顶端由静止滑下
B.增大斜面的倾角,小车仍从斜面顶端由静止滑下
C.小车仍从斜面顶端由静止滑下,换一个更长的木板
D.斜面倾角不变,小车从斜面顶端以下位置由静止滑下
(2)实验时应在    (选填“斜面”、“水平木板”)上先后铺毛巾、纸板和玻璃板;
(3)图乙中A、B、C三点分别是小车滑行到水平面后静止的位置,其中    点为小车在玻璃板表面上运动后静止的位置。说明接触面越光滑,小车受阻力越小,滑行的距离越    。
30.在探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系实验中,某实验小组用图甲所示的装置进行实验。
(1)多次实验后,若物体所受浮力F浮=   (用图中物理量符号表示)与物体排开液体重力G排均相等,则可以得到结论:浸在液体中的物体所受浮力大小等于被物体排开液体所受重力的大小;
(2)若选用木块进行该实验,即木块会漂浮在水面上,则    步骤可以不再利用弹簧测力计测量,根据二力平衡可以分析得到结论;
(3)以下情况对得出实验结论没有影响的一项是    。
A.溢水杯中的水没有装满
B.C步骤中石块触碰到了容器底部
C.将溢水杯中的水换成酒精进行实验
D.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上
(4)另一实验小组设计了方案二,如图乙所示,将装满水的溢水杯放在升降台G上,缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中体积越来越大,弹簧测力计E示数变化量    (选填大于、小于或等于)F示数的变化量,从而证明F浮=G排。
五、不定项选择题(每题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符 合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错或者不答的得0分)
31.妈妈做饭时,小天在旁边仔细观察。联想到许多物理知识,其中不正确的是(  )
A.菜刀手柄上有凹凸不平花纹是为了增大摩擦
B.手提水桶感觉很累,是因为水桶的重力作用在手上
C.把鸡蛋向碗沿一撞,鸡蛋就破了,利用了力的作用是相互的
D.静止在水平桌面上的电饭锅对桌面的压力和它所受支持力是一对相互作用力
32.中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是(  )
A.金属球转动速度增大,惯性保持不变
B.金属球转动过程中,运动状态保持不变
C.网袋由静止开始向上运动时,所受到的拉力等于它的重力
D.网袋静止时,它对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对平衡力
33.如图所示,质量为m的小球从某一高度处静止下落,竖直落到直立于地面的轻弹簧上,在A点小球开始与弹簧接触,到B点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等,C点是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是(  )
A.到达A点时,小球的动能最大
B.到达C点时,小球的动能为零,受到的重力等于弹簧的弹力
C.下落过程中,小球重力势能减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
D.下落过程中,小球重力势能减小、动能一直增大、小球与弹簧机械能不守恒
34.如图甲所示,放在水平桌面上的实心均匀圆柱体A、B由同种材料制成,高度均为h0,质量分别为m甲、m乙,且m甲∶m乙=1:3,A、B对桌面的压强分别为p甲、p乙。若在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,如图乙所示,此时甲'、乙'对桌面的压强分别为p'甲、p'乙。则下列比例关系正确的是(  )
A.p甲∶p乙=1∶1
B.p甲∶p乙=1∶3
C.p'甲∶p'乙=3(4h﹣h0)∶(4h﹣3h0)
D.p'甲∶p'乙=3(2h+h0)∶(3h0﹣2h)
35.如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,A放在水平;该系统有两次不同的工作情况,第一次,物体B在匀速下降时,通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做以1m/s匀速直线运动,此时物体A受到绳子水平向左的拉力为100N;第二次,用一个水平向右的拉力拉动物体A时,物体B恰能以1m/s向上做匀速直线运动;已知每个滑轮重均为30N,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法中正确的是(  )
A.第一次和第二次物体A受到的摩擦力都为100N
B.物体A 向右运动时,滑轮组的机械效率为90%
C.第一次支架对滑轮组的拉力小于第二次支架对滑轮组的拉力
D.物体A向右运动时,对物体A向右的水平拉力的功率为200W
六、综合题(共10分。第37题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
36.小明制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g,小筒底面积50cm2,高12cm,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在大筒上与水面相平的位置对应刻度为“0”,将小筒竖直压入水中,水面距小筒底10cm时,在大筒上与水面相平位置标为最大测量值。把被测物体放入托盘中,读出大筒上与水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体质量。
(1)当大筒上与水面相平的位置对应刻度为“0”时,水面距小筒底的距离为   cm。
(2)当水面距小筒底10cm时,小筒所受浮力为    N;
(3)他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下,如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为m1;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为m2,则丙图比乙图中水面高度会   (填“升高”“降低”或“不变”),该石块密度为ρ石=   (用m1、m2、ρ水表示)。
37.科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮船进行测试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,如图甲所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm2,总高度为16cm,如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安全),每个隔舱的内部底面积均为100cm2,高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的质量。
(2)设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3)测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量mx克(0答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】A.力是物体对物体的作用,至少两个物体才能产生力的作用,故A错误;
B.力的作用效果:力可以改变物体的形状,力也可以改变物体的运动状态,故B错误;
C.物体间不相互接触也能产生力的作用,如重力、磁力,故C错误;
D. 用力拍桌子,手也会感到痛,说明施力物体同时也是受力物体,物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选D。
【分析】1.力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
2.力的作用效果:力可以改变物体的形状,力也可以改变物体的运动状态。
2.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;重力的方向
【解析】【解答】根据题意可知, 在杰克逊倾斜过程中, 他的质量没变,根据G=mg可知,因此他的重力不变。重力的方向始终竖直向下,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】地面附近的物体,受到重力的方向始终是竖直向下,根据G=mg分析重力的大小变化。
3.【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】一手拿着沾有灰尘的衣服,用另一只手轻轻拍打,衣服由于受到手的作用力由静止变为运动,而衣服上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,灰尘和衣服就会分离,由于重力的作用就会落下来。故这四句话最合理的排列顺序是②④③①。
故答案为:D。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系。
4.【答案】B
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.压力是人对台秤施加的作用力,重力是地球对人施加的作用力,所以两个力不是同一个力,只是压力大小等于人的重力大小,故A错误;
B. 人所受的重力和台秤对人的支持力,两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故B正确;
C. 地面对台秤的支持力大小等于台秤和人的重力之和,台秤受到的重力和地面对它的支持力,两个力的大小不相等,故C错误;
D. 地面对台秤的支持力大小等于台秤和人的重力之和,人对台秤的压力大小等于人的重力,两个力的大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
【分析】1.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
2.相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
5.【答案】D
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】 A. 菜刀的刀刃磨得锋利 ,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,更容易把物体切开。故A不符合题意;
B.注射器针头做得尖细,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.逃生锤头部制成锥形,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,更容易把玻璃砸碎。故C不符合题意;
D. 大型卡车有许多轮子 ,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强的,故D符合题意。
故选:D。
【分析】 减小压强的方法有:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减少压力;减小压力并增大受力面积。
6.【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。
7.【答案】A
【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】A.拔火罐时,火罐内酒精燃烧,罐内空气受热排出,火罐扣在皮肤上,瓶内气压小于外面的大气压,在大气压强的作用下将罐子“吸”在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压强,故A符合题意;
B. 客车行驶时,车外的空气流速快、压强小,车内的空气流速小、压强大,向外的压强差把窗帘被“吸”出窗外,故B不符合题意;
C.并列行驶的军舰靠得太近, 两船之间的水流流速会变大,压强变小,小于两船外侧的压强,向内的压强差会使两船像中间靠拢,容易发生撞船事故,所以并列行驶的军舰不能靠得太近,故C不符合题意;
D.地铁站等候地铁时,若乘客离高速行驶的地铁列车太近时,人和地铁列车之间的空气流动速度快,压强变小,小于人后方的压强,人会受到向前的压强差,人会被压向列车而造成危险,所以乘客必须站在安全线外候车,故D不符合题意。
故选A。
【分析】流体压强与流速有关,流速越快压强越小,流速越大压强越大。
8.【答案】C
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.当玻璃管内液柱高度不变时,罐内水银柱产生的压强等于此时的大气压强。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,大气压强与水银柱的高度和水银的密度有关,与玻璃管倾斜、玻璃管的粗细无关,故A错误;
B.在实验开始前,已经在玻璃管中装满水银,则水银面上方没有空气,故B错误;
C.根据图片可知,玻璃管内外水银面的高度差为760mm,则玻璃管外大气压等于760mm水银柱产生的压强,故C正确;
D.玻璃管内水银柱不会落下,是因为大气压的数值等于这段水银柱产生的压强,故D错误。
故选C。
【分析】A.根据液体压强公式p=ρ液gh分析判断;
B.根据玻璃管内灌满水银判断;
CD.根据大气压强的测量方法判断。
9.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】中学生的质量约为50kg,则中学生的体积
由阿基米德原理可得,中学生在空气中受到的浮力
故B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据密度公式求解体积,根据阿基米德原理求解浮力大小。
10.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】漂浮物体的浮力等于自身总重力。小船放入物体后整体漂浮,放入物体的质量越大,小船整体的总重力越大,受到的浮力就越大。根据阿基米德原理,浮力越大,排开水的重力越大。
A、三只小船放置的物体质量不同,总重力不同,漂浮时浮力等于总重力,因此小船所受浮力不相等,故A错误。
B、浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差,漂浮的小船上表面不受水的压力,因此小船底面受到的水的压力等于浮力。由于三只小船浮力不同,底面受到水的压力也不相等,故B错误。
C、小船始终漂浮,浮力等于船和物体的总重力,放入物体质量越大,总重力越大,浮力越大,排开水的重力越大,故C正确。
D、根据漂浮条件,小船受到的浮力等于自身与物体的总重力,故D错误。
故选:C。
【分析】 (1)放入物体后,小船仍然漂浮,但放入的物体质量不同、重力不同,三只小船所受浮力也就不同,因为物体漂浮时浮力等于自身的重力,放入的物体越重,所受浮力越大。
(2)根据浮力的产生原因判断底面受到的压力。
11.【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组及其工作特点;机械效率
【解析】【解答】简单机械和功包含杠杆、滑轮、功、功率、机械效率,所以“二”应该是滑轮,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】简单机械主要包括杠杆、滑轮;功包含了功、功率、机械效率。
12.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;斜面的机械效率
【解析】【解答】使用定滑轮不省力,所以;利用斜面提升物体时,不计机械自重和摩擦,即额外功不计,有用功等于总功,即 Gh=FL,则;使用动滑轮时,拉滑轮费力,;根据杠杆平衡条件可知,,可得,所以,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】1.由图示滑轮组,确定滑轮组的种类,根据滑轮组公式求出拉力F1、F3;
2.使用斜面时,不计机械自重和摩擦,分居FL=Gh求出拉力F2大小;
3.由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系,然后由杠杆平衡条件求出拉力F4,最后比较各力大小。
13.【答案】B
【知识点】功率大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】甲、乙两位物理课代表将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,作业本的重力和上升的高度都相同,根据 W=Gh 可知,两同学做的功相同;根据可知,甲同学用的时间少,功率更大,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,作业本的重力和上升的高度都相同,根据 W=Gh 比较两同学做的功多少,根据比较两位同学做功的功率大小。
14.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】 解:AB、助跑过程中,运动员的速度增大,质量不变,由可知运动员的动能增大;高度不变,由EP=mgh可知运动员的重力势能不变,由机械能E=Ek+EP可知运动员的机械能增大,故AB错误;C、起跳后的上升过程中,运动员的质量不变,高度增大,由EP=mgh可知运动员的重力势能增大,故C正确;
D、越过横杆后下降过程中,运动员的质量不变,速度增大,由可知运动员的动能增大,故D错误。
故选:C。
【分析】 (1)(2)根据助跑过程,运动员速度增大,高度不变,利用
和EP=mgh分析动能和重力势能变化特点,根据机械能的定义分析机械能的变化特点;
(3)利用EP=mgh分析运动员重力势能变化特点;
(4)利用分析运动员动能变化特点。
15.【答案】D
【知识点】惯性及其现象;液体压强的特点;探究液体压强的特点实验;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、木块和小车原本共同向右匀速直线运动,小车因受力骤然停下后,木块具有惯性,会维持原本向右的运动状态继续向前滑动,故A错误;
B、在液体密度保持不变的条件下,液体内部压强会随着深度增大而变大,探头所处深度越深,U形压强计两侧液面的高度差值就越大,故B错误;
C、流体流速越大的位置压强越小,气流经过细管A上方时空气流速更快,该处气体压强小于B管上方气压,在气压差作用下容器内的水被压入 A 管,最终出现 A 管液面升高、B管液面降低的现象,故C错误;
D、同种液体内部,压强随深度增加而增大;图中a孔所处深度最小,液体压强最小,水流喷射距离最近;c孔深度最大,液体压强最大,水流喷射距离最远,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)惯性是物体保持自身原有运动状态不变的固有属性,结合小车骤停的场景,分析木块的运动变化规律;
(2)液体压强规律:同种液体,深度越深,液体内部压强越大,结合U形管压强计的液面高度差特点进行判断;
(3)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,依据两处管口上方空气流速差异分析液面升降情况;
(4)利用同种液体压强随深度增大而增大的规律,对比三个小孔的深度,判断出水压大小与水流喷射距离的对应关系。
16.【答案】运动状态;下
【知识点】力的作用效果;同一直线上的力的合成
【解析】【解答】 (1)体操运动员用力向上跳起时,由静止变为运动,力改变了运动员的运动状态;
(2)力是改变物体运动状态的原因,运动员竖直向上做减速运动时,所受合力的方向是向下的。
【分析】 (1)力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;
(2)力是改变物体运动状态的原因。
17.【答案】接触面的粗糙程度;向右
【知识点】摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】砂纸表面有很多研磨砂粒,是为了在使用过程中通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
当按压砂纸向左滑动时,受到墙面的摩擦力方向向右。
【分析】1.增大摩擦力的方法:在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;变滚动摩擦为滑动摩擦。
2.摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
18.【答案】支持力;20
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】小宇先施加30N的水平推力去推质量50kg的箱子,箱子没有被推动,依旧静止在水平地面,处于受力平衡状态。在竖直方向上,箱子自身的重力和地面对箱子的支持力互为一对平衡力。之后小宇把推力提升至40N,箱子恰好能够沿着水平地面做匀速直线运动,水平方向受力平衡,推力与滑动摩擦力大小相等,可确定此时摩擦力大小为40N。
当推力增大到60N再次推动箱子时,因为箱子对地面的压力、接触面粗糙程度都没有发生改变,滑动摩擦力大小保持40N不变,摩擦力的方向与推力方向相反,据此可以算出箱子受到的合力:F=60N 40N=20N。
故答案为:支持力;20。
【分析】 (1)物体处于静止或匀速直线运动状态时受到平衡力;
(2)滑动摩擦力大小和压力、接触面积大小有关,同一直线上二力合成的规则是同向相加、反向相减。
19.【答案】检查装置的气密性;同一种液体,深度越大,液体压强越大
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】用手按压金属盒上的橡皮膜,如果U形管两侧的液面没有发生变化,说明装置漏气,如果U形管两侧的液面发生变化,说明装置没有漏气,所以观察U形管两侧的液面是否发生变化,其目的是检查装置的气密性。
如图乙所示,金属盒进入水中的深度越深,U形管两侧的液面高度差越大,说明同一种液体,深度越大,液体压强越大。
【分析】1.实验前先检验装置的气密性;
2.转换法:通过U形管液面高度差来反映液体压强的大小。
3.液体压强与液体密度和深度有关,根据控制变量法分析得出结论。
20.【答案】小于;小于
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 水的密度小于浓盐水的密度,且此时两烧杯中液面恰好相平,根据p=ρ液gh可知两种液体对甲、乙两烧杯底部的压强p甲<p乙;
如图甲,鸡蛋沉在水底,所受浮力小于自身的重力,如图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,所受浮力等于自身的重力,鸡蛋的重力不变,F甲<F乙。
故答案为:小于;小于。
【分析】 水的密度小于浓盐水的密度,且此时两烧杯中液面恰好相平,根据p=ρ液gh可知两种液体对甲、乙两烧杯底部的压强的大小关系;
如图甲,鸡蛋沉在水底,所受浮力小于自身的重力,如图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,所受浮力等于自身的重力,鸡蛋的重力不变,据此得出鸡蛋受到的浮力的大小关系。
21.【答案】b;改变力的方向
【知识点】杠杆中最小力的问题;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)用扳手拧动螺母时,其实就是一个杠杆。通过对比图a和b可知,阻力和阻力臂是一定的,而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,b图所用动力更小。
(2)根据题意可知,旗杆顶部的滑轮固定不动,为定滑轮,它的使用特点是能改变力的方向,不能省力。
【分析】(1)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,其它条件不变时,动力臂越大则越省力;
(2)根据定滑轮的特点解答。
22.【答案】;0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,两个弹簧测力计应同一根绳子连接,拉力相等,所以。
图中的滑轮为动滑轮,可以省一半力,但费两倍距离,所以若钩码匀速上升0.1m,则绳子自由端移动的距离为4m。
【分析】1. 同一根绳子上的拉力相;
2.使用动滑轮可以省一半力,但费两倍距离。
23.【答案】一样大;B处大
【知识点】势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】重力势能与物体的质量和高度有关,如果B、D两处高度相同,过山车的质量不变,则过山车在这两处的重力势能一样大。
由于存在摩擦力,过山车在运行过程中机械能逐渐减小,B、D两处重力势能相同,则B处的动能大。
【分析】1.重力势能与物体的质量和高度有关;
2.物体的动能和势能之和为机械能,且机械能不守恒进行分析。
24.【答案】
【知识点】重力示意图;摩擦力的方向;摩擦力的示意图
【解析】【解答】①过重心O,沿竖直向下的方向做一条带箭头的线段,边上符号G,即为重力G的示意图;
由题图可知,小方有向左运动趋势,所以前脚所受摩擦力向右,故过A点,沿水平向左的方向画一条带箭头的线段,标上符号f,即为 摩擦力f的示意图,如图所示:
【分析】①根据重力的方向是竖直向下的,从物体重心做竖直向下的力即可。
②物体受到摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反,由此画出小方前脚所受摩擦力f的示意图。
25.【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】 阻力即阻碍杠杆转动的力,由题意知,方向竖直向下,作出支点到动力作用线的距离即为动力臂L1,如图所示:
【分析】阻力即阻碍杠杆转动的力,作出阻力F2,根据力臂的概念做出动力臂L1。
26.【答案】(1)解:水对鱼缸底部的压强为:
由可知,水对鱼缸底部的压力为:
答:水对鱼缸底部的压力为60N;
(2)解:鱼缸对桌面的压力为:
此时鱼缸对桌面的压强:
答:鱼缸对桌面的压强为6000Pa。
【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】【分析】(1)已知浴缸内水的深度和鱼缸底的底面积,根据求出水对鱼缸底部的压强,根据求出水对鱼缸底部的压力;
(2)已知鱼缸的质量和浴缸内水的质量,根据求出鱼缸对桌面的压力,根据求出此时鱼缸对桌面的压强。
(1)水对鱼缸底部的压强为
由可知,水对鱼缸底部的压力为
(2)鱼缸对桌面的压力为
此时鱼缸对桌面的压强
27.【答案】解:(1)克服物体重力做的有用功为:
W有=Gh=400N×3m=1200J
(2)由图知,承担重物绳子的段数n=2,由s=nh和W总=Fs可得,总功为:
W总=Fnh=250N×2×3m=1500J
所以滑轮组的机械效率为:
 
答:(1)工人做的有用功为1200J;
(2)该滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)已知提升物体的重力和物体上升的高度,根据W有=Gh求出克服物体重力做的有用功;
(2)已知工人施加的拉力,由图知,承担重物绳子的段数n=2,根据s=nh和W总=Fs求出总功,根据求出滑轮组的机械效率。
28.【答案】A;①②;匀速直线
【知识点】力的作用效果;弹簧测力计及其使用;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)力可以使物体发生形变,弹簧在拉力的作用下形状发生了变化,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)测量滑动摩擦力应领着物体沿水平方向做匀速直线运动,所以实验前,应将弹簧测力计沿水平方向放置,在水平方向进行调零,故正确顺序是①②。
实验时为使弹簧测力计示数稳定,应使弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动。
【分析】1.力的作用效果:改变物体的形状,改变物体的运动状态。
1.弹簧测力计使用时,测力计拉力的方向要与弹簧的伸长在一条直线上,弹簧测力计竖直使用时要在竖直方向调零,水平使用时在水平方向上调零。
3.测量滑动摩擦力大小的原理是二力平衡条件,弹簧测力计拉动木块在水平方向上匀速直线运动时,木块受到的拉力和滑动摩擦力才是平衡力,大小相等,通过间接测量得到滑动摩擦力大小。
29.【答案】B;水平木板;C;远
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)调试实验时小车一直滑出水平木板右端而掉落下去,说明小车到达水平面时速度太大,或者水平面的木板较短,所以为使小车不滑出木板,可减小斜面的倾角,或将小车从高度较低处滑下,减小小车到达水平面时的速度,或换一个更长的木板,故AC可行,不符合题意,B不可行,符合题意。
故选B。
(2)实验是通过改变水平面的粗糙程度来改变小车受到的阻力,故在水平木板上先后铺毛巾、纸板和玻璃板;
(3)玻璃板表面最光滑,小车在玻璃表面运动时受到的阻力最小,运动的距离最远,所以图乙中C点为小车在玻璃板表面上运动后静止的位置,说明接触面越光滑,小车受阻力越小,滑行的距离越远。
【分析】1.为让小车不滑出木板,可以增加木板的长度或减小小车的速度,据此分析;
2.探究“阻力对物体运动的影响”,实验时应改变小车在水平方向上受到的阻力大小;
3.玻璃板最光滑,小车运动时受到的阻力最小,通过的距离最长,根据实验现象分析。
30.【答案】F1﹣F3;C;C;等于
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)甲图中F1测的是物体的重力,F2测的是空桶的重力, F3测的是物体浸在水中弹簧测力计的拉力,F4测的是桶和排开水的总重力,则物体浸没液体中受到的浮力:F浮=F1﹣F3,物体排开液体的重力:G排=F4-F2。
(2)若选用木块进行该实验,即木块会漂浮在水面上,木块所受的浮力与重力是一对平衡力,大小相等,所以C步骤可以不再利用弹簧测力计测量,根据二力平衡可以分析得到结论。
(3)A.若溢水杯中的水没有装满,则石块排开水的重力G排会减小,故A不符合题意;
B.C步骤中石块触碰到了容器底部,容器对石块有支持力,弹簧测力计的示数会偏小,根据称重法可知,石块所受的浮力偏大,故B不符合题意;
C.将溢水杯中的水换成酒精进行实验,仍会得出相同的实验结论,使得结论更具有普遍性,故C符合题意;
D.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,会使测排开水的重力偏小,故D不符合题意;
故选B。
(4)方案二中,随着重物排开水体积增大,重物受到的浮力变大,根据 F浮=G﹣F示 可知,弹簧测力计E的示数变小,示数的变化量即为重物所受浮力;重物进入水中,会将水排出,弹簧测力计F的示数变大,示数的变化量即为排开水的重力,根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小等于排开液体的重力,所以弹簧测力计E示数的变化量等于弹簧测力计F的示数变化量。
【分析】(1)物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力;要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力和物体排开液体所受重力,两者进行比较即可验证;
(2)根据二力平衡知识进行分析;
(3)A、若最初溢水杯中的水未装至溢水口会使溢出的水偏少;
B、 石块触碰到了容器底部,容器对石块有支持力,据此进行分析;
C、换用不同的液体多次实验,可以得出普遍结论;
D.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,会使测排开水的重力偏小。
(4)根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计E示数的变化;此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计F示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤E的示数变化量和弹簧秤F的示数变化量之间的关系。
31.【答案】B
【知识点】力作用的相互性;重力及其大小的计算;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.菜刀手柄上的凹凸花纹,是在压力一定时,增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故A正确;
B.手提水桶感觉很累,是因为水桶对手的拉力,故B错误;
C.把鸡蛋向碗沿一撞,鸡蛋受到碗的作用力而破裂了,利用了力的作用是相互的,故C正确;
D.电饭锅对桌面的压力(和桌面对电饭锅的支持力,两个力作用在不同物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故D正确。
故选B。
【分析】1.增大摩擦力的方法: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;
2.物体间力的作用是相互的;
3.相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
32.【答案】A
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.惯性的大小只与物体的质量的有关,所以金属球转动过程中质量不变,速度增大,惯性保持不变,故A正确;
B.金属球转动过程中,运动方向不断改变,运动状态不断发生改变,故B错误;
C.网袋由静止开始向上运动时,所受的合力向上,可知所受拉力大于重力,故C错误;
D.网袋静止时,它对绳子的拉力,受力物体是绳子;绳子对它的拉力,受力物体是网袋,两个力作用在不同物体上不是一对平衡力, 故D错误。
故选A。
【分析】1.惯性是指一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与物体的质量有关;
2.物体运动状态的改变包括速度的改变和运动方向的改变;
3.加速运动的方向与合力的方向的相同;
4.二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
33.【答案】C
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较;机械能及其转化;机械能守恒条件;力的合成与应用
【解析】【解答】A.小球在A点时,刚与弹簧接触,只受重力,小球向下做加速运动,到B点时小球所受的重力与弹簧的弹力大小相等时,速度最大,所以到达C点时,小球的动能最大,故A错误;
B.由B点到C点,弹簧继续被压缩,弹力增大,大于小球的重力,小球做减速运动,到达C点时,小球的动能为零,弹簧的压缩量最大,弹力大于重力,故B错误;
CD.下落过程中,小球的质量不变,小球先加速后减速运动,动能先增大后减小; 高度减小,重力势能减小;不计空气阻力,小球与弹簧组成的系统,只有重力和弹力做功,机械能守恒,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】1.重力势能的大小与物体的质量和高度有关;质量相同时,高度越高,重力势能越大;高度相同时,质量越大,重力势能越大;
2.动能与物体的质量和速度有关;质量相同时,物体的速度越大,动能越大;速度相同时,物体质量越大,动能越大;
3.只有在重力(或弹簧的弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。
34.【答案】A,D
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【解答】AB.实心均匀圆柱体A、B由同种材料制成(密度相同),高度均为h0 ,对水平桌面的压强:
所以A、B对桌面的压强相等,即 p甲∶p乙=1∶1,故A正确;B错误;
CD.由 m=ρV=ρSh 可知,实心均匀圆柱体A、B的密度和高度相同,则实心均匀圆柱体A、B的底面积与质量成正比,即
在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,此时甲'、乙'对桌面的压强分别为
所以
故C错误,D正确。
故选AD。
【分析】1.圆柱体A、B由同种材料制成其密度相同,高度均为h0,实心均匀圆柱体对水平桌面的压强 ,据此求出A、B对桌面的压强关系;
2.根据m=ρV=ρSh求出实心均匀圆柱体A、B的底面积之比,在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,根据 表示出甲'、乙'对桌面的压强,然后得出答案。
35.【答案】A,B
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】 A.物体B在匀速下降时,A匀速向左运动,A处于平衡态,水平方向上受到了拉力和摩擦力,拉力的大小等于摩擦力的大小,故A第一次受到的摩擦力的大小为100N,由于摩擦力大小只与压力大小及接触面粗糙程度有关,A在第二次运动时为向右匀速直线运动,压力大小及接触面粗糙程度均未发生变化,故摩擦力依然为100N,即第一次和第二次物体A受到的摩擦力都为100N,故A正确。
B.由图可知,图中n=3,不计滑轮组的绳重和摩擦,,则物体B所受重力为:GB=3F-G动=3×100N-30N=270N,
当体A 向右运动时,不计滑轮组的绳重和摩擦,根据可得,
此时滑轮组自由端拉力: ,
当物体B上升h时,滑轮组自由端移动了3h,滑轮组的机械效率:,故B正确。
C.由图可知,支架受到滑轮组的拉力为2F+G定,由B选项可知第一次运动时的拉力F1=100N,第一次运动时的拉力F2=100N,则2F1+G定=2F2+G定,即支架所受拉力前、后大小相等,故C错误。
D.由B可知,当体A向右运动时,滑轮组自由端拉力F=100N,A在第二次运动时为向右匀速直线运动,故A为平衡状态,由于B的速度为1m/s,故A的速度为3×1m/s=3m/s,此时A向右的拉力F拉=F+f=100N+100N=200N,拉力功率:,故D错误。
故答案为:AB。
【分析】 (1)根据物体A在水平面上做匀速直线运动,利用二力平衡条件得出其所受滑动摩擦力大小,由于摩擦力大小只与压力大小及接触面粗糙程度有关,A在第一次和第二次运动时压力大小及接触面粗糙程度均未发生变化,故A左右运动时摩擦力均不变。
(2)首先确定滑轮组绳子的有效股数,不计滑轮组的绳重和摩擦,利用计算物体B所受重力,向右运动时根据计算效率。
(3)由图可知,支架受到滑轮组的拉力为2F+G定,分别计算两种运动情况F的大小进行比较。
(4)计算向右运动时的拉力,根据计算即可。
36.【答案】(1)4
(2)5
(3)降低;
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)当托盘上不放物体时,小筒处于漂浮状态,小筒和托盘的总质量 m0=200g,根据 F浮=m排g=m0g 可知,小筒排开水是质量等于小筒和托盘的总质量,即m排=m0=200g;小筒排开水的体积为:
小筒底面积 S小=50cm2,小筒底所处的深度为:
(2)当水面距小筒底 h=10cm 时,小筒排开水的体积为:
小筒所受浮力为:
(3) 如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为m1,可知石块质量为m1;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为m2,可知石块排开的水的质量m2, 则石块的体积为为:
则石块的密度为:
【分析】(1)当托盘上不放物体时,小筒处于漂浮状态,已知小筒和托盘的总质量,根据 F浮=m排g=m0g 可知,m排=m0 ,根据求出小筒排开水的体积;已知小筒底面积 ,根据求出小筒底所处的深度;
(2)当水面距小筒底 h=10cm 时,由小筒的底面积和进入水中的深度求出小筒排开水的体积,根据求出小筒所受浮力;
(3)根据该装置可知石块质量为m1;将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2,所以据此即可求出石块的体积,然后利用密度公式即可求出石块密度。
(1)当托盘上不放物体时,小筒和托盘的总质量为200g,小筒处于漂浮状态,小筒受到的浮力
由F浮=ρ水gV排得,小筒排开水的体积
由V排=Sh得,小筒底所处的深度
所以浮力秤零刻度标在小筒上距离筒底4cm的位置。
(2)当水面距小筒底10cm时,则
则小筒所受浮力
(3)[1]由图乙可知,石块和小筒漂浮,浮力等于石块的重力与小筒的重力之和, 将图乙中的石块放入液体中,待石块和小筒稳定后,小筒漂浮,浮力等于其重力,石块沉底,浮力小于其重力,故将图乙中的石块放入液体中后石块与小筒受到的总浮力减小, 根据F浮=ρ水V排g可知,排开液体的体积减小,所以,石块和小筒稳定后,则乙容器中的液面会降低。
[2]根据该装置可知石块质量为m1;将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2, 根据可得石块的体积为
则石块的密度
37.【答案】解:(1)已知容器底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,即容器底面积为0.18m2,装有深度为0.09m的水,所以容器中水的质量为
(2)将整个轮船(包括漏入隔舱内的水)看成整体,轮船底面积为800cm2,即0.08m2,总高度为16cm,即0.16m,浸入水中的深度为14cm,此时浮力为
每个隔舱的内部底面积均为100cm2,即0.01m2,高度为10cm,即0.1m,漏入隔舱内的水的重力为
货物质量(满载)为
(3)假设轮船可以触底,当轮船刚好触底时,轮船、货物及漏入隔舱内水的总重力等于轮船所受浮力,可得下列关系式
解得
4个隔舱漏满水的质量
假设成立,此时轮船浸入水中的深度
所以轮船上端不会进水。
①当0轮船漂浮,轮船、货物及漏入水的总重力等于轮船所受浮力,轮船底部所受液体压强为
②当3200轮船触底,轮船底部所受液体压强为
综上,当0当3200答:(1)容器中水的质量为16.2kg。
(2)在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,满载时货物的质量为7000g。
(3)将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,此时水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量mx克(0【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据密度公式计算容器中水的质量为;
(2)根据阿基米德定律计算轮船受到浮力为,结合重力公式计算漏入隔舱内的水的重力为
,根据受力分析以及重力的公式计算货物质量(满载)为
(3)假设轮船可以触底,当轮船刚好触底时,轮船、货物及漏入隔舱内水的总重力等于轮船所受浮力,可得下列关系式
,据此求解,4个隔舱漏满水的质量,分析轮船浸入水中的深度

①当0轮船触底,轮船底部所受液体压强为,据此计算水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量mx的关系式。
1 / 1四川省成都市成都第七中学初中学校2024-2025学年八年级下学期期末模拟物理试题
一、单项选择题(每小题2分,共30分)
1.下列有关力的说法中正确的是(  )
A.一个物体也能产生力的作用
B.力的作用一定会改变物体的运动状态
C.只有相互接触的物体之间才能产生力的作用
D.用力拍桌子,手也会感到痛,说明了力的作用是相互的
【答案】D
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】A.力是物体对物体的作用,至少两个物体才能产生力的作用,故A错误;
B.力的作用效果:力可以改变物体的形状,力也可以改变物体的运动状态,故B错误;
C.物体间不相互接触也能产生力的作用,如重力、磁力,故C错误;
D. 用力拍桌子,手也会感到痛,说明施力物体同时也是受力物体,物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选D。
【分析】1.力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
2.力的作用效果:力可以改变物体的形状,力也可以改变物体的运动状态。
2.如图为杰克逊的经典舞蹈动作,在杰克逊倾斜过程中他所受重力(  )
A.大小不变,方向改变 B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变 D.大小改变,方向不变
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;重力的方向
【解析】【解答】根据题意可知, 在杰克逊倾斜过程中, 他的质量没变,根据G=mg可知,因此他的重力不变。重力的方向始终竖直向下,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】地面附近的物体,受到重力的方向始终是竖直向下,根据G=mg分析重力的大小变化。
3.沾上灰尘的衣服,用手轻轻拍打一下,就干净多了。小刚用下面的四句话解释了这一过程
①灰尘与衣服分离落向地面,衣服变干净了。
②一手拿着沾有灰尘的衣服,用另一只手轻轻拍打。
③灰尘由于惯性,继续保持原来的静止状态。
④衣服受力后运动状态发生改变,由静止变为运动。
这四句话最合理的排列顺序是(  )
A.②③④① B.③①④② C.④①②③ D.②④③①
【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】一手拿着沾有灰尘的衣服,用另一只手轻轻拍打,衣服由于受到手的作用力由静止变为运动,而衣服上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,灰尘和衣服就会分离,由于重力的作用就会落下来。故这四句话最合理的排列顺序是②④③①。
故答案为:D。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系。
4.定期体检是保证中小学学生健康的最有效手段之一,如图是体检时测量身高体重的情景,下列说法正确的是(  )
A.人对台秤的压力就是人的重力
B.人所受的重力和台秤对人的支持力是一对平衡力
C.台秤受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.地面对台秤的支持力和人对台秤的压力是一对相互作用力
【答案】B
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.压力是人对台秤施加的作用力,重力是地球对人施加的作用力,所以两个力不是同一个力,只是压力大小等于人的重力大小,故A错误;
B. 人所受的重力和台秤对人的支持力,两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故B正确;
C. 地面对台秤的支持力大小等于台秤和人的重力之和,台秤受到的重力和地面对它的支持力,两个力的大小不相等,故C错误;
D. 地面对台秤的支持力大小等于台秤和人的重力之和,人对台秤的压力大小等于人的重力,两个力的大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
【分析】1.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
2.相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
5.下列实例中,为了减小压强的是(  )
A.菜刀的刀刃磨得锋利 B.注射器针头做得尖细
C.逃生锤头做成针形 D.大型卡车有许多轮子
【答案】D
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】 A. 菜刀的刀刃磨得锋利 ,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,更容易把物体切开。故A不符合题意;
B.注射器针头做得尖细,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.逃生锤头部制成锥形,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,更容易把玻璃砸碎。故C不符合题意;
D. 大型卡车有许多轮子 ,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强的,故D符合题意。
故选:D。
【分析】 减小压强的方法有:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减少压力;减小压力并增大受力面积。
6. 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。
7.下列事例中与“流体压强与流速的关系”这个知识无关的现象是(  )
A.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
B.客车行驶时,窗帘被“吸出”窗外
C.并列行驶的军舰不能靠得太近
D.地铁站等候地铁时,乘客必须站在安全线外
【答案】A
【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】A.拔火罐时,火罐内酒精燃烧,罐内空气受热排出,火罐扣在皮肤上,瓶内气压小于外面的大气压,在大气压强的作用下将罐子“吸”在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压强,故A符合题意;
B. 客车行驶时,车外的空气流速快、压强小,车内的空气流速小、压强大,向外的压强差把窗帘被“吸”出窗外,故B不符合题意;
C.并列行驶的军舰靠得太近, 两船之间的水流流速会变大,压强变小,小于两船外侧的压强,向内的压强差会使两船像中间靠拢,容易发生撞船事故,所以并列行驶的军舰不能靠得太近,故C不符合题意;
D.地铁站等候地铁时,若乘客离高速行驶的地铁列车太近时,人和地铁列车之间的空气流动速度快,压强变小,小于人后方的压强,人会受到向前的压强差,人会被压向列车而造成危险,所以乘客必须站在安全线外候车,故D不符合题意。
故选A。
【分析】流体压强与流速有关,流速越快压强越小,流速越大压强越大。
8.如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法正确的是(  )
A.玻璃管倾斜后会影响实验测量结果
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强
D.因为大气压大于玻璃管内这段水银柱产生的压强,所以水银柱不会落下
【答案】C
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.当玻璃管内液柱高度不变时,罐内水银柱产生的压强等于此时的大气压强。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,大气压强与水银柱的高度和水银的密度有关,与玻璃管倾斜、玻璃管的粗细无关,故A错误;
B.在实验开始前,已经在玻璃管中装满水银,则水银面上方没有空气,故B错误;
C.根据图片可知,玻璃管内外水银面的高度差为760mm,则玻璃管外大气压等于760mm水银柱产生的压强,故C正确;
D.玻璃管内水银柱不会落下,是因为大气压的数值等于这段水银柱产生的压强,故D错误。
故选C。
【分析】A.根据液体压强公式p=ρ液gh分析判断;
B.根据玻璃管内灌满水银判断;
CD.根据大气压强的测量方法判断。
9. 小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为(  )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】中学生的质量约为50kg,则中学生的体积
由阿基米德原理可得,中学生在空气中受到的浮力
故B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据密度公式求解体积,根据阿基米德原理求解浮力大小。
10.如图是物理学科实践活动“造船比赛”的情景。用三块相同的橡皮泥做成小船,放入不同质量的物体后,在水槽中均能实现漂浮。下列分析正确的是(  )
A.三只小船受到的浮力相等
B.三只小船底面受到液体的压力相等
C.小船所装物体越重,排开水受到的重力越大
D.漂浮的小船受到的浮力大于船和物体的总重力
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】漂浮物体的浮力等于自身总重力。小船放入物体后整体漂浮,放入物体的质量越大,小船整体的总重力越大,受到的浮力就越大。根据阿基米德原理,浮力越大,排开水的重力越大。
A、三只小船放置的物体质量不同,总重力不同,漂浮时浮力等于总重力,因此小船所受浮力不相等,故A错误。
B、浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差,漂浮的小船上表面不受水的压力,因此小船底面受到的水的压力等于浮力。由于三只小船浮力不同,底面受到水的压力也不相等,故B错误。
C、小船始终漂浮,浮力等于船和物体的总重力,放入物体质量越大,总重力越大,浮力越大,排开水的重力越大,故C正确。
D、根据漂浮条件,小船受到的浮力等于自身与物体的总重力,故D错误。
故选:C。
【分析】 (1)放入物体后,小船仍然漂浮,但放入的物体质量不同、重力不同,三只小船所受浮力也就不同,因为物体漂浮时浮力等于自身的重力,放入的物体越重,所受浮力越大。
(2)根据浮力的产生原因判断底面受到的压力。
11.很多同学都在用“思维导图”梳理章节知识,如图是小明同学用“思维导图”总结的第十一章知识要点,其中第二点内容空缺,请在下列选项中选出合理一项,把图补充完整(  )
A.杠杆的平衡条件
B.惯性
C.滑轮
D.探究动滑轮的机械效率与哪些因素有关
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组及其工作特点;机械效率
【解析】【解答】简单机械和功包含杠杆、滑轮、功、功率、机械效率,所以“二”应该是滑轮,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】简单机械主要包括杠杆、滑轮;功包含了功、功率、机械效率。
12.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;斜面的机械效率
【解析】【解答】使用定滑轮不省力,所以;利用斜面提升物体时,不计机械自重和摩擦,即额外功不计,有用功等于总功,即 Gh=FL,则;使用动滑轮时,拉滑轮费力,;根据杠杆平衡条件可知,,可得,所以,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】1.由图示滑轮组,确定滑轮组的种类,根据滑轮组公式求出拉力F1、F3;
2.使用斜面时,不计机械自重和摩擦,分居FL=Gh求出拉力F2大小;
3.由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系,然后由杠杆平衡条件求出拉力F4,最后比较各力大小。
13.甲、乙两位物理课代表将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,所用时间分别为30s和40s。关于两同学对作业做功的情况,下列说法正确的是(  )
A.甲同学做功多,甲、乙的功率相同
B.两同学做功相同,甲的功率更大
C.乙同学做功多,乙的功率更大
D.两同学做功相同,功率也一样
【答案】B
【知识点】功率大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】甲、乙两位物理课代表将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,作业本的重力和上升的高度都相同,根据 W=Gh 可知,两同学做的功相同;根据可知,甲同学用的时间少,功率更大,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,作业本的重力和上升的高度都相同,根据 W=Gh 比较两同学做的功多少,根据比较两位同学做功的功率大小。
14.2023年7月28日,第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量,下列结论正确的是(  )
A.助跑过程中,动能保持不变
B.助跑过程中,机械能总量保持不变
C.起跳后的上升过程中,重力势能增大
D.越过横杆后的下降过程中,动能保持不变
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】 解:AB、助跑过程中,运动员的速度增大,质量不变,由可知运动员的动能增大;高度不变,由EP=mgh可知运动员的重力势能不变,由机械能E=Ek+EP可知运动员的机械能增大,故AB错误;C、起跳后的上升过程中,运动员的质量不变,高度增大,由EP=mgh可知运动员的重力势能增大,故C正确;
D、越过横杆后下降过程中,运动员的质量不变,速度增大,由可知运动员的动能增大,故D错误。
故选:C。
【分析】 (1)(2)根据助跑过程,运动员速度增大,高度不变,利用
和EP=mgh分析动能和重力势能变化特点,根据机械能的定义分析机械能的变化特点;
(3)利用EP=mgh分析运动员重力势能变化特点;
(4)利用分析运动员动能变化特点。
15.如图所示是力学的四个实验情景,关于每个实验的结果预测正确的是(  )
A.甲图中:木块与小车一起向右匀速运动,小车受阻力停止时,木块一定停止
B.乙图中:橡皮膜探头竖直向下移动,U形管的液面高度差会下降
C.丙图中:当向玻璃管中吹风时,U形管A管中的水面下降,B管中水面上升
D.丁图中:将容器侧壁的塞子同时拔出,水从a孔喷射最近,从c孔喷射最远
【答案】D
【知识点】惯性及其现象;液体压强的特点;探究液体压强的特点实验;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、木块和小车原本共同向右匀速直线运动,小车因受力骤然停下后,木块具有惯性,会维持原本向右的运动状态继续向前滑动,故A错误;
B、在液体密度保持不变的条件下,液体内部压强会随着深度增大而变大,探头所处深度越深,U形压强计两侧液面的高度差值就越大,故B错误;
C、流体流速越大的位置压强越小,气流经过细管A上方时空气流速更快,该处气体压强小于B管上方气压,在气压差作用下容器内的水被压入 A 管,最终出现 A 管液面升高、B管液面降低的现象,故C错误;
D、同种液体内部,压强随深度增加而增大;图中a孔所处深度最小,液体压强最小,水流喷射距离最近;c孔深度最大,液体压强最大,水流喷射距离最远,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)惯性是物体保持自身原有运动状态不变的固有属性,结合小车骤停的场景,分析木块的运动变化规律;
(2)液体压强规律:同种液体,深度越深,液体内部压强越大,结合U形管压强计的液面高度差特点进行判断;
(3)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,依据两处管口上方空气流速差异分析液面升降情况;
(4)利用同种液体压强随深度增大而增大的规律,对比三个小孔的深度,判断出水压大小与水流喷射距离的对应关系。
二、填空题(每空2分,共32分)
16. 2024年巴黎奥运会,中国艺术体操队获得了奥运金牌。体操运动员用力向上跳起时,力改变了运动员的   。运动员竖直向上做减速运动时,所受合力的方向是向   的。
【答案】运动状态;下
【知识点】力的作用效果;同一直线上的力的合成
【解析】【解答】 (1)体操运动员用力向上跳起时,由静止变为运动,力改变了运动员的运动状态;
(2)力是改变物体运动状态的原因,运动员竖直向上做减速运动时,所受合力的方向是向下的。
【分析】 (1)力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;
(2)力是改变物体运动状态的原因。
17.成都正在积极创建全国文明典范城市,我们每一个人都应该为我们的城市贡献自己的力量。同学们发现违章小广告严重影响了市容市貌,于是来到街头巷尾用砂纸清除墙面上的小广告。砂纸表面有很多研磨砂粒,是为了在使用过程中通过增大    来增大摩擦;当按压砂纸向左滑动时,受到墙面的摩擦力方向    (选填“向左”或“向右”)。
【答案】接触面的粗糙程度;向右
【知识点】摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】砂纸表面有很多研磨砂粒,是为了在使用过程中通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
当按压砂纸向左滑动时,受到墙面的摩擦力方向向右。
【分析】1.增大摩擦力的方法:在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;变滚动摩擦为滑动摩擦。
2.摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
18.小宇用30N的力水平推质量为50kg的箱子,箱子仍静止在水平地面上,此时箱子所受到的重力与    是一对平衡力;改用40N的力水平推这个箱子,刚好使其做匀速直线运动;再改用60N的力水平推这个箱子时,箱子受到的合力大小为    N。
【答案】支持力;20
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】小宇先施加30N的水平推力去推质量50kg的箱子,箱子没有被推动,依旧静止在水平地面,处于受力平衡状态。在竖直方向上,箱子自身的重力和地面对箱子的支持力互为一对平衡力。之后小宇把推力提升至40N,箱子恰好能够沿着水平地面做匀速直线运动,水平方向受力平衡,推力与滑动摩擦力大小相等,可确定此时摩擦力大小为40N。
当推力增大到60N再次推动箱子时,因为箱子对地面的压力、接触面粗糙程度都没有发生改变,滑动摩擦力大小保持40N不变,摩擦力的方向与推力方向相反,据此可以算出箱子受到的合力:F=60N 40N=20N。
故答案为:支持力;20。
【分析】 (1)物体处于静止或匀速直线运动状态时受到平衡力;
(2)滑动摩擦力大小和压力、接触面积大小有关,同一直线上二力合成的规则是同向相加、反向相减。
19.小明在做“探究影响液体内部压强的因素”的实验,如图甲所示,他用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管两侧的液面是否发生变化,其目的是   ;如图乙所示,金属盒进水中的深度越深,U形管两侧的液面高度差越大,说明   。
【答案】检查装置的气密性;同一种液体,深度越大,液体压强越大
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】用手按压金属盒上的橡皮膜,如果U形管两侧的液面没有发生变化,说明装置漏气,如果U形管两侧的液面发生变化,说明装置没有漏气,所以观察U形管两侧的液面是否发生变化,其目的是检查装置的气密性。
如图乙所示,金属盒进入水中的深度越深,U形管两侧的液面高度差越大,说明同一种液体,深度越大,液体压强越大。
【分析】1.实验前先检验装置的气密性;
2.转换法:通过U形管液面高度差来反映液体压强的大小。
3.液体压强与液体密度和深度有关,根据控制变量法分析得出结论。
20.小明受到沈阳“名师在线”课堂的启发,模仿老师在厨房里做起了物理小实验。他将鸡蛋分别浸没在盛有水和浓盐水的玻璃杯中,如图甲,鸡蛋沉在水底,如图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,此时两烧杯中液面恰好相平。两种液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是p甲、p乙,鸡蛋受到的浮力分别是F甲、F乙,则p甲    p乙;F甲    F乙。(以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】小于;小于
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 水的密度小于浓盐水的密度,且此时两烧杯中液面恰好相平,根据p=ρ液gh可知两种液体对甲、乙两烧杯底部的压强p甲<p乙;
如图甲,鸡蛋沉在水底,所受浮力小于自身的重力,如图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,所受浮力等于自身的重力,鸡蛋的重力不变,F甲<F乙。
故答案为:小于;小于。
【分析】 水的密度小于浓盐水的密度,且此时两烧杯中液面恰好相平,根据p=ρ液gh可知两种液体对甲、乙两烧杯底部的压强的大小关系;
如图甲,鸡蛋沉在水底,所受浮力小于自身的重力,如图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,所受浮力等于自身的重力,鸡蛋的重力不变,据此得出鸡蛋受到的浮力的大小关系。
21.如图甲所示,用扳手拧螺帽时,图   (选填“a”或“b”)的握法更有利于拧紧或松开螺帽;如图乙所示,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个滑轮,它的作用是   。
【答案】b;改变力的方向
【知识点】杠杆中最小力的问题;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)用扳手拧动螺母时,其实就是一个杠杆。通过对比图a和b可知,阻力和阻力臂是一定的,而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,b图所用动力更小。
(2)根据题意可知,旗杆顶部的滑轮固定不动,为定滑轮,它的使用特点是能改变力的方向,不能省力。
【分析】(1)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,其它条件不变时,动力臂越大则越省力;
(2)根据定滑轮的特点解答。
22.在“使用动滑轮”的实验中,竖直向上拉弹簧测力计,如图。弹簧测力计静止时的示数是、,则、的大小关系是   ;若钩码匀速上升0.1m,则绳子自由端移动的距离是   m。
【答案】;0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,两个弹簧测力计应同一根绳子连接,拉力相等,所以。
图中的滑轮为动滑轮,可以省一半力,但费两倍距离,所以若钩码匀速上升0.1m,则绳子自由端移动的距离为4m。
【分析】1. 同一根绳子上的拉力相;
2.使用动滑轮可以省一半力,但费两倍距离。
23.如图所示是一幅简单的过山车漫画,在关闭动力系统的情况下,过山车在轨道上滑行。过山车在轨道上从A点向右运动,如果B、D两处高度相同,则过山车在这两处的重力势能大小关系是    (选填“B处大”、“D处大”或“一样大”),动能大小关系是    (选填“B处大”、“D处大”或“一样大”)。
【答案】一样大;B处大
【知识点】势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】重力势能与物体的质量和高度有关,如果B、D两处高度相同,过山车的质量不变,则过山车在这两处的重力势能一样大。
由于存在摩擦力,过山车在运行过程中机械能逐渐减小,B、D两处重力势能相同,则B处的动能大。
【分析】1.重力势能与物体的质量和高度有关;
2.物体的动能和势能之和为机械能,且机械能不守恒进行分析。
三、作图与计算题(共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写最后答案的不能得分)
24.图甲是小周和小方模拟马德堡半球实验的示意图。他们对半球施加力的方向相反且作用在同一水平直线上,此时他们相对地面静止。图乙中,O点是小方的重心,A点为小方前脚所受地面摩擦力的作用点。请在图乙中画出:①小方所受重力G的示意图;②小方前脚所受摩擦力f的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图;摩擦力的方向;摩擦力的示意图
【解析】【解答】①过重心O,沿竖直向下的方向做一条带箭头的线段,边上符号G,即为重力G的示意图;
由题图可知,小方有向左运动趋势,所以前脚所受摩擦力向右,故过A点,沿水平向左的方向画一条带箭头的线段,标上符号f,即为 摩擦力f的示意图,如图所示:
【分析】①根据重力的方向是竖直向下的,从物体重心做竖直向下的力即可。
②物体受到摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反,由此画出小方前脚所受摩擦力f的示意图。
25.如图甲所示的钢丝钳,图乙为单侧钢丝钳及相连部分示意图,请在图乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力。
【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】 阻力即阻碍杠杆转动的力,由题意知,方向竖直向下,作出支点到动力作用线的距离即为动力臂L1,如图所示:
【分析】阻力即阻碍杠杆转动的力,作出阻力F2,根据力臂的概念做出动力臂L1。
26.如图,一个质量是2kg的鱼缸放在水平桌面中央,鱼缸的底面积是2×10-2m2。 内盛有0.3m深的水,水的质量是10kg。(水的密度为;g取10N/kg;鱼缸厚度和鱼的重忽略不计)求:
(1)水对鱼缸底部的压力;
(2)鱼缸对桌面的压强。
【答案】(1)解:水对鱼缸底部的压强为:
由可知,水对鱼缸底部的压力为:
答:水对鱼缸底部的压力为60N;
(2)解:鱼缸对桌面的压力为:
此时鱼缸对桌面的压强:
答:鱼缸对桌面的压强为6000Pa。
【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】【分析】(1)已知浴缸内水的深度和鱼缸底的底面积,根据求出水对鱼缸底部的压强,根据求出水对鱼缸底部的压力;
(2)已知鱼缸的质量和浴缸内水的质量,根据求出鱼缸对桌面的压力,根据求出此时鱼缸对桌面的压强。
(1)水对鱼缸底部的压强为
由可知,水对鱼缸底部的压力为
(2)鱼缸对桌面的压力为
此时鱼缸对桌面的压强
27.某工人用如图所示的滑轮组提升重为400N物体,使物体在20s内被匀速提升了3m,工人用的拉力F为250N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,求:
(1)工人做的有用功;
(2)该滑轮组的机械效率。
【答案】解:(1)克服物体重力做的有用功为:
W有=Gh=400N×3m=1200J
(2)由图知,承担重物绳子的段数n=2,由s=nh和W总=Fs可得,总功为:
W总=Fnh=250N×2×3m=1500J
所以滑轮组的机械效率为:
 
答:(1)工人做的有用功为1200J;
(2)该滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】滑轮(组)的机械效率;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)已知提升物体的重力和物体上升的高度,根据W有=Gh求出克服物体重力做的有用功;
(2)已知工人施加的拉力,由图知,承担重物绳子的段数n=2,根据s=nh和W总=Fs求出总功,根据求出滑轮组的机械效率。
四、实验与探究题(每空2分,共22分)
28.在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中:
(1)根据力的作用效果可以对力的大小进行测量,弹簧测力计能够测量力的大小,利用的是   ;
A.力可以改变弹簧的形状
B.力可以改变弹簧的运动方向
C.力可以改变弹簧的运动快慢
(2)如图所示,在水平桌面上,用弹簧测力计拉着木块运动。实验前的准备步骤是:①将弹簧测力计沿水平方向放置;②对弹簧测力计进行调零;以上两步正确的顺序是   (填序号)。实验时为使弹簧测力计示数稳定,应使弹簧测力计拉着木块做   运动。
【答案】A;①②;匀速直线
【知识点】力的作用效果;弹簧测力计及其使用;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)力可以使物体发生形变,弹簧在拉力的作用下形状发生了变化,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)测量滑动摩擦力应领着物体沿水平方向做匀速直线运动,所以实验前,应将弹簧测力计沿水平方向放置,在水平方向进行调零,故正确顺序是①②。
实验时为使弹簧测力计示数稳定,应使弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动。
【分析】1.力的作用效果:改变物体的形状,改变物体的运动状态。
1.弹簧测力计使用时,测力计拉力的方向要与弹簧的伸长在一条直线上,弹簧测力计竖直使用时要在竖直方向调零,水平使用时在水平方向上调零。
3.测量滑动摩擦力大小的原理是二力平衡条件,弹簧测力计拉动木块在水平方向上匀速直线运动时,木块受到的拉力和滑动摩擦力才是平衡力,大小相等,通过间接测量得到滑动摩擦力大小。
29.如图甲为探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)小亮在调试实验装置时,将小车从斜面顶端由静止滑下,小车一直滑出水平木板右端而掉落下去。为使小车不滑出木板,下列做法不可行的是    ;
A.减小斜面的倾角,小车仍从斜面顶端由静止滑下
B.增大斜面的倾角,小车仍从斜面顶端由静止滑下
C.小车仍从斜面顶端由静止滑下,换一个更长的木板
D.斜面倾角不变,小车从斜面顶端以下位置由静止滑下
(2)实验时应在    (选填“斜面”、“水平木板”)上先后铺毛巾、纸板和玻璃板;
(3)图乙中A、B、C三点分别是小车滑行到水平面后静止的位置,其中    点为小车在玻璃板表面上运动后静止的位置。说明接触面越光滑,小车受阻力越小,滑行的距离越    。
【答案】B;水平木板;C;远
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)调试实验时小车一直滑出水平木板右端而掉落下去,说明小车到达水平面时速度太大,或者水平面的木板较短,所以为使小车不滑出木板,可减小斜面的倾角,或将小车从高度较低处滑下,减小小车到达水平面时的速度,或换一个更长的木板,故AC可行,不符合题意,B不可行,符合题意。
故选B。
(2)实验是通过改变水平面的粗糙程度来改变小车受到的阻力,故在水平木板上先后铺毛巾、纸板和玻璃板;
(3)玻璃板表面最光滑,小车在玻璃表面运动时受到的阻力最小,运动的距离最远,所以图乙中C点为小车在玻璃板表面上运动后静止的位置,说明接触面越光滑,小车受阻力越小,滑行的距离越远。
【分析】1.为让小车不滑出木板,可以增加木板的长度或减小小车的速度,据此分析;
2.探究“阻力对物体运动的影响”,实验时应改变小车在水平方向上受到的阻力大小;
3.玻璃板最光滑,小车运动时受到的阻力最小,通过的距离最长,根据实验现象分析。
30.在探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系实验中,某实验小组用图甲所示的装置进行实验。
(1)多次实验后,若物体所受浮力F浮=   (用图中物理量符号表示)与物体排开液体重力G排均相等,则可以得到结论:浸在液体中的物体所受浮力大小等于被物体排开液体所受重力的大小;
(2)若选用木块进行该实验,即木块会漂浮在水面上,则    步骤可以不再利用弹簧测力计测量,根据二力平衡可以分析得到结论;
(3)以下情况对得出实验结论没有影响的一项是    。
A.溢水杯中的水没有装满
B.C步骤中石块触碰到了容器底部
C.将溢水杯中的水换成酒精进行实验
D.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上
(4)另一实验小组设计了方案二,如图乙所示,将装满水的溢水杯放在升降台G上,缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中体积越来越大,弹簧测力计E示数变化量    (选填大于、小于或等于)F示数的变化量,从而证明F浮=G排。
【答案】F1﹣F3;C;C;等于
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)甲图中F1测的是物体的重力,F2测的是空桶的重力, F3测的是物体浸在水中弹簧测力计的拉力,F4测的是桶和排开水的总重力,则物体浸没液体中受到的浮力:F浮=F1﹣F3,物体排开液体的重力:G排=F4-F2。
(2)若选用木块进行该实验,即木块会漂浮在水面上,木块所受的浮力与重力是一对平衡力,大小相等,所以C步骤可以不再利用弹簧测力计测量,根据二力平衡可以分析得到结论。
(3)A.若溢水杯中的水没有装满,则石块排开水的重力G排会减小,故A不符合题意;
B.C步骤中石块触碰到了容器底部,容器对石块有支持力,弹簧测力计的示数会偏小,根据称重法可知,石块所受的浮力偏大,故B不符合题意;
C.将溢水杯中的水换成酒精进行实验,仍会得出相同的实验结论,使得结论更具有普遍性,故C符合题意;
D.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,会使测排开水的重力偏小,故D不符合题意;
故选B。
(4)方案二中,随着重物排开水体积增大,重物受到的浮力变大,根据 F浮=G﹣F示 可知,弹簧测力计E的示数变小,示数的变化量即为重物所受浮力;重物进入水中,会将水排出,弹簧测力计F的示数变大,示数的变化量即为排开水的重力,根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小等于排开液体的重力,所以弹簧测力计E示数的变化量等于弹簧测力计F的示数变化量。
【分析】(1)物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力;要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力和物体排开液体所受重力,两者进行比较即可验证;
(2)根据二力平衡知识进行分析;
(3)A、若最初溢水杯中的水未装至溢水口会使溢出的水偏少;
B、 石块触碰到了容器底部,容器对石块有支持力,据此进行分析;
C、换用不同的液体多次实验,可以得出普遍结论;
D.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,会使测排开水的重力偏小。
(4)根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计E示数的变化;此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计F示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤E的示数变化量和弹簧秤F的示数变化量之间的关系。
五、不定项选择题(每题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符 合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错或者不答的得0分)
31.妈妈做饭时,小天在旁边仔细观察。联想到许多物理知识,其中不正确的是(  )
A.菜刀手柄上有凹凸不平花纹是为了增大摩擦
B.手提水桶感觉很累,是因为水桶的重力作用在手上
C.把鸡蛋向碗沿一撞,鸡蛋就破了,利用了力的作用是相互的
D.静止在水平桌面上的电饭锅对桌面的压力和它所受支持力是一对相互作用力
【答案】B
【知识点】力作用的相互性;重力及其大小的计算;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.菜刀手柄上的凹凸花纹,是在压力一定时,增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故A正确;
B.手提水桶感觉很累,是因为水桶对手的拉力,故B错误;
C.把鸡蛋向碗沿一撞,鸡蛋受到碗的作用力而破裂了,利用了力的作用是相互的,故C正确;
D.电饭锅对桌面的压力(和桌面对电饭锅的支持力,两个力作用在不同物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故D正确。
故选B。
【分析】1.增大摩擦力的方法: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;
2.物体间力的作用是相互的;
3.相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
32.中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是(  )
A.金属球转动速度增大,惯性保持不变
B.金属球转动过程中,运动状态保持不变
C.网袋由静止开始向上运动时,所受到的拉力等于它的重力
D.网袋静止时,它对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对平衡力
【答案】A
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.惯性的大小只与物体的质量的有关,所以金属球转动过程中质量不变,速度增大,惯性保持不变,故A正确;
B.金属球转动过程中,运动方向不断改变,运动状态不断发生改变,故B错误;
C.网袋由静止开始向上运动时,所受的合力向上,可知所受拉力大于重力,故C错误;
D.网袋静止时,它对绳子的拉力,受力物体是绳子;绳子对它的拉力,受力物体是网袋,两个力作用在不同物体上不是一对平衡力, 故D错误。
故选A。
【分析】1.惯性是指一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与物体的质量有关;
2.物体运动状态的改变包括速度的改变和运动方向的改变;
3.加速运动的方向与合力的方向的相同;
4.二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
33.如图所示,质量为m的小球从某一高度处静止下落,竖直落到直立于地面的轻弹簧上,在A点小球开始与弹簧接触,到B点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等,C点是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是(  )
A.到达A点时,小球的动能最大
B.到达C点时,小球的动能为零,受到的重力等于弹簧的弹力
C.下落过程中,小球重力势能减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
D.下落过程中,小球重力势能减小、动能一直增大、小球与弹簧机械能不守恒
【答案】C
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较;机械能及其转化;机械能守恒条件;力的合成与应用
【解析】【解答】A.小球在A点时,刚与弹簧接触,只受重力,小球向下做加速运动,到B点时小球所受的重力与弹簧的弹力大小相等时,速度最大,所以到达C点时,小球的动能最大,故A错误;
B.由B点到C点,弹簧继续被压缩,弹力增大,大于小球的重力,小球做减速运动,到达C点时,小球的动能为零,弹簧的压缩量最大,弹力大于重力,故B错误;
CD.下落过程中,小球的质量不变,小球先加速后减速运动,动能先增大后减小; 高度减小,重力势能减小;不计空气阻力,小球与弹簧组成的系统,只有重力和弹力做功,机械能守恒,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】1.重力势能的大小与物体的质量和高度有关;质量相同时,高度越高,重力势能越大;高度相同时,质量越大,重力势能越大;
2.动能与物体的质量和速度有关;质量相同时,物体的速度越大,动能越大;速度相同时,物体质量越大,动能越大;
3.只有在重力(或弹簧的弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。
34.如图甲所示,放在水平桌面上的实心均匀圆柱体A、B由同种材料制成,高度均为h0,质量分别为m甲、m乙,且m甲∶m乙=1:3,A、B对桌面的压强分别为p甲、p乙。若在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,如图乙所示,此时甲'、乙'对桌面的压强分别为p'甲、p'乙。则下列比例关系正确的是(  )
A.p甲∶p乙=1∶1
B.p甲∶p乙=1∶3
C.p'甲∶p'乙=3(4h﹣h0)∶(4h﹣3h0)
D.p'甲∶p'乙=3(2h+h0)∶(3h0﹣2h)
【答案】A,D
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【解答】AB.实心均匀圆柱体A、B由同种材料制成(密度相同),高度均为h0 ,对水平桌面的压强:
所以A、B对桌面的压强相等,即 p甲∶p乙=1∶1,故A正确;B错误;
CD.由 m=ρV=ρSh 可知,实心均匀圆柱体A、B的密度和高度相同,则实心均匀圆柱体A、B的底面积与质量成正比,即
在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,此时甲'、乙'对桌面的压强分别为
所以
故C错误,D正确。
故选AD。
【分析】1.圆柱体A、B由同种材料制成其密度相同,高度均为h0,实心均匀圆柱体对水平桌面的压强 ,据此求出A、B对桌面的压强关系;
2.根据m=ρV=ρSh求出实心均匀圆柱体A、B的底面积之比,在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,根据 表示出甲'、乙'对桌面的压强,然后得出答案。
35.如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,A放在水平;该系统有两次不同的工作情况,第一次,物体B在匀速下降时,通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做以1m/s匀速直线运动,此时物体A受到绳子水平向左的拉力为100N;第二次,用一个水平向右的拉力拉动物体A时,物体B恰能以1m/s向上做匀速直线运动;已知每个滑轮重均为30N,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法中正确的是(  )
A.第一次和第二次物体A受到的摩擦力都为100N
B.物体A 向右运动时,滑轮组的机械效率为90%
C.第一次支架对滑轮组的拉力小于第二次支架对滑轮组的拉力
D.物体A向右运动时,对物体A向右的水平拉力的功率为200W
【答案】A,B
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】 A.物体B在匀速下降时,A匀速向左运动,A处于平衡态,水平方向上受到了拉力和摩擦力,拉力的大小等于摩擦力的大小,故A第一次受到的摩擦力的大小为100N,由于摩擦力大小只与压力大小及接触面粗糙程度有关,A在第二次运动时为向右匀速直线运动,压力大小及接触面粗糙程度均未发生变化,故摩擦力依然为100N,即第一次和第二次物体A受到的摩擦力都为100N,故A正确。
B.由图可知,图中n=3,不计滑轮组的绳重和摩擦,,则物体B所受重力为:GB=3F-G动=3×100N-30N=270N,
当体A 向右运动时,不计滑轮组的绳重和摩擦,根据可得,
此时滑轮组自由端拉力: ,
当物体B上升h时,滑轮组自由端移动了3h,滑轮组的机械效率:,故B正确。
C.由图可知,支架受到滑轮组的拉力为2F+G定,由B选项可知第一次运动时的拉力F1=100N,第一次运动时的拉力F2=100N,则2F1+G定=2F2+G定,即支架所受拉力前、后大小相等,故C错误。
D.由B可知,当体A向右运动时,滑轮组自由端拉力F=100N,A在第二次运动时为向右匀速直线运动,故A为平衡状态,由于B的速度为1m/s,故A的速度为3×1m/s=3m/s,此时A向右的拉力F拉=F+f=100N+100N=200N,拉力功率:,故D错误。
故答案为:AB。
【分析】 (1)根据物体A在水平面上做匀速直线运动,利用二力平衡条件得出其所受滑动摩擦力大小,由于摩擦力大小只与压力大小及接触面粗糙程度有关,A在第一次和第二次运动时压力大小及接触面粗糙程度均未发生变化,故A左右运动时摩擦力均不变。
(2)首先确定滑轮组绳子的有效股数,不计滑轮组的绳重和摩擦,利用计算物体B所受重力,向右运动时根据计算效率。
(3)由图可知,支架受到滑轮组的拉力为2F+G定,分别计算两种运动情况F的大小进行比较。
(4)计算向右运动时的拉力,根据计算即可。
六、综合题(共10分。第37题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
36.小明制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g,小筒底面积50cm2,高12cm,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在大筒上与水面相平的位置对应刻度为“0”,将小筒竖直压入水中,水面距小筒底10cm时,在大筒上与水面相平位置标为最大测量值。把被测物体放入托盘中,读出大筒上与水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体质量。
(1)当大筒上与水面相平的位置对应刻度为“0”时,水面距小筒底的距离为   cm。
(2)当水面距小筒底10cm时,小筒所受浮力为    N;
(3)他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下,如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为m1;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为m2,则丙图比乙图中水面高度会   (填“升高”“降低”或“不变”),该石块密度为ρ石=   (用m1、m2、ρ水表示)。
【答案】(1)4
(2)5
(3)降低;
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)当托盘上不放物体时,小筒处于漂浮状态,小筒和托盘的总质量 m0=200g,根据 F浮=m排g=m0g 可知,小筒排开水是质量等于小筒和托盘的总质量,即m排=m0=200g;小筒排开水的体积为:
小筒底面积 S小=50cm2,小筒底所处的深度为:
(2)当水面距小筒底 h=10cm 时,小筒排开水的体积为:
小筒所受浮力为:
(3) 如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为m1,可知石块质量为m1;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为m2,可知石块排开的水的质量m2, 则石块的体积为为:
则石块的密度为:
【分析】(1)当托盘上不放物体时,小筒处于漂浮状态,已知小筒和托盘的总质量,根据 F浮=m排g=m0g 可知,m排=m0 ,根据求出小筒排开水的体积;已知小筒底面积 ,根据求出小筒底所处的深度;
(2)当水面距小筒底 h=10cm 时,由小筒的底面积和进入水中的深度求出小筒排开水的体积,根据求出小筒所受浮力;
(3)根据该装置可知石块质量为m1;将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2,所以据此即可求出石块的体积,然后利用密度公式即可求出石块密度。
(1)当托盘上不放物体时,小筒和托盘的总质量为200g,小筒处于漂浮状态,小筒受到的浮力
由F浮=ρ水gV排得,小筒排开水的体积
由V排=Sh得,小筒底所处的深度
所以浮力秤零刻度标在小筒上距离筒底4cm的位置。
(2)当水面距小筒底10cm时,则
则小筒所受浮力
(3)[1]由图乙可知,石块和小筒漂浮,浮力等于石块的重力与小筒的重力之和, 将图乙中的石块放入液体中,待石块和小筒稳定后,小筒漂浮,浮力等于其重力,石块沉底,浮力小于其重力,故将图乙中的石块放入液体中后石块与小筒受到的总浮力减小, 根据F浮=ρ水V排g可知,排开液体的体积减小,所以,石块和小筒稳定后,则乙容器中的液面会降低。
[2]根据该装置可知石块质量为m1;将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2, 根据可得石块的体积为
则石块的密度
37.科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮船进行测试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,如图甲所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm2,总高度为16cm,如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安全),每个隔舱的内部底面积均为100cm2,高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的质量。
(2)设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3)测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量mx克(0【答案】解:(1)已知容器底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,即容器底面积为0.18m2,装有深度为0.09m的水,所以容器中水的质量为
(2)将整个轮船(包括漏入隔舱内的水)看成整体,轮船底面积为800cm2,即0.08m2,总高度为16cm,即0.16m,浸入水中的深度为14cm,此时浮力为
每个隔舱的内部底面积均为100cm2,即0.01m2,高度为10cm,即0.1m,漏入隔舱内的水的重力为
货物质量(满载)为
(3)假设轮船可以触底,当轮船刚好触底时,轮船、货物及漏入隔舱内水的总重力等于轮船所受浮力,可得下列关系式
解得
4个隔舱漏满水的质量
假设成立,此时轮船浸入水中的深度
所以轮船上端不会进水。
①当0轮船漂浮,轮船、货物及漏入水的总重力等于轮船所受浮力,轮船底部所受液体压强为
②当3200轮船触底,轮船底部所受液体压强为
综上,当0当3200答:(1)容器中水的质量为16.2kg。
(2)在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,满载时货物的质量为7000g。
(3)将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,此时水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量mx克(0【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据密度公式计算容器中水的质量为;
(2)根据阿基米德定律计算轮船受到浮力为,结合重力公式计算漏入隔舱内的水的重力为
,根据受力分析以及重力的公式计算货物质量(满载)为
(3)假设轮船可以触底,当轮船刚好触底时,轮船、货物及漏入隔舱内水的总重力等于轮船所受浮力,可得下列关系式
,据此求解,4个隔舱漏满水的质量,分析轮船浸入水中的深度

①当0轮船触底,轮船底部所受液体压强为,据此计算水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量mx的关系式。
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