【精品解析】教科版初中物理八年级下学期期末模拟测试卷A卷

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【精品解析】教科版初中物理八年级下学期期末模拟测试卷A卷

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教科版初中物理八年级下学期期末模拟测试卷A卷
一、单项选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列关于力的说法正确的是(  )
A.力是物体对物体的作用
B.力只能改变物体运动的方向和快慢
C.力的大小、方向和单位称为力的三要素
D.施力物体同时也是受力物体,所以一个物体也能产生力
2.如图,弹簧测力计的两侧沿水平方向各用力F拉弹簧测力计并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数如图所示,则拉力F 的大小为(  )
A.8N B.4N C.2N D.0N
3.下列关于重力的说法,正确的是(  )
A.把水结成冰,因体积变大,故所受重力也变大
B.物体的重心一定在物体上
C.把物体从楼上带到楼下,其重力将明显减小
D.把物体磨掉一部分,物体所受重力会变小
4.日常生活与物理知识紧密联系,生活中有很多工具运用了物理知识。下列说法错误的是(  )
A.用吸管“吸”饮料是利用大气压强将饮料“压”入口中
B.汽车安全带及头枕的设计是为了防止惯性带来的危害
C.高压锅运用了气压增大、水的沸点升高的原理
D.用铅垂线来检查墙壁是否竖直,运用了重力的方向总是垂直向下的原理
5.用大小相同的水平方向的力拉着甲、乙两木箱分别在不同的水平地面上做匀速直线运动。此时,关于甲、乙两木箱受到的摩擦力f甲、f乙,以及甲、乙的质量m甲、m乙,下列说法正确的是(  )
A.f甲f乙 C.m甲=m乙 D.m甲>m乙
6.在2025年哈尔滨亚冬会短道速滑女子3000m接力赛中,中国队夺得金牌。如图,是比赛时的场景,下列说法正确的是(  )
A.运动员加速前进只受重力和支持力作用
B.运动员匀速转弯时,受力平衡
C.运动员不断蹬地滑行,说明力是维持物体运动的原因
D.运动员滑过终点后速度逐渐减小,是由于受到阻力的作用
7.如图所示,质量为50kg的小明背着书包双脚站立在每小格边长是2cm的方格纸上。他对地面的压强为2×104Pa。整个鞋印范围都与地面接触,经测算,共占据方格纸34格。根据以上数据计算书包的质量为(  )
A.1.1kg B.4.4kg C.8.6kg D.13.6kg
8.如图是大气压强的测量演示实验,如果此时在玻璃管顶部打一个小孔,下列说法正确的是(  )
A.管内液面将下降到管外液面平齐
B.水银将从小孔中喷出
C.内外液面的高度差保持不变
D.管内液面稍微上升一些
9.如图所示,圆锥体重为G,浸没在水中静止时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是(  )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F110.如图甲所示,在水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.2~4s,物体所受的合力为0N
B.2~4s,物体受到的摩擦力是3N
C.4~6s,物体受到的推力做功16J
D.4~6s,物体受到的推力做功的功率为16W
二、多项选择题(共2小题,每道题有多个选项符合答案,选对但不全对得2分,全部选对得4分,共8分)
11.如图所示,横截面积为10°dm2的直筒塑料管,在底部扎上橡皮膜后,向管内倒入10g水,塑料管竖直漂浮于酒精中,且观察到橡皮膜恰好变平(不计塑料管、橡皮膜的质量和体积,取ρ酒精=0.8X103kg/m3,ρ水=1.0X103kg/m3,g=10N/kg),下列说法中正确的是
A.水对橡皮膜的压力大小为0.1N
B.橡皮膜不受到酒精对它向上的力
C.管外液面比管内液面高2.5cm
D.若将塑料管上提少许,则橡皮膜会向上凸起
12.小莉用图甲的滑轮组将放置在水平地面上重为400N 的物体4提升到高处。他用竖 直向下的力F 拉绳,图乙是F 随时间t变化的关系图像,图丙是A 上升的高度h 随时间t 变化的关系图像,A 与地面的接触面积为5×10-2m2,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是
( )
A.动滑轮受到的重力为20N
B.在0~1s 内,重物对地面的压强为3200Pa
C.在1~2s内,拉力F 做的功为300J
D.在2~3s 内,滑轮组的机械效率约为83.3%
三、填空题(共6小题,每空1分,共18分)
13.竖直向上抛出一个重为4N的小球,设小球在升降过程中所受空气阻力的大小均为1N,则小球在上升过程中所受的合力大小为   N,在下降过程中所受的合力大小为   N,小球到达最高点时受到的合力   (选填“为零”或“不为零”)
14.如图,一质地均匀的长方体,将它放在水平桌面上,匀速推出一部分露出桌面(未翻倒),则长方体桌面的压力   (选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),压强   ,摩擦力大小   (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
15.中华文化博大精深,很多诗词、谚语中蕴含着科学道理。“磨刀不误砍柴工”,磨刀使刀刃变薄就是通过   的方法来增大压强的。关于竹蜻蜓的最早记载见于晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书中,竹蜻蜓的原理如图所示,当旋转时,流过叶片上方的气流速度较   ,叶片上下表面产生压强差,形成对叶片向   的压力差,使竹蜻蜓升起。
16.上图为一起交通事故,两辆同向行驶的汽车发生“追尾”。虽B车驾驶员紧急刹车,由于   仍撞击了A车,碰撞的一瞬间,B车对A车的撞击力   (选填“大于”“小于”或“等于”)A车对B车的撞击力;碰撞时,B车驾驶员会受到   (选填“安全带”或“汽车头枕”)的保护。
17.往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用长的斜面,把的重物提高。使用斜面的好处是   ;假设斜面绝对光滑,则需要施加的推力为   ;若斜面的机械效率是,则需要施加的推力为   。
18.如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成   。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是   Pa,水对壶底的压力是   N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
四、作图题(共2小题,请使用规范的作图工具作答,19题6分,20题3分,共9分)
19.按要求完成下列作图:
(1)如图是云南省博物馆的鸡形陶壶,请画出它所受重力和支持力的示意图(O为重心);
(2)为了把陷在泥里的汽车拉动,请在下图中画出最省力的滑轮组绕线;
(3)“节约用水,人人有责”,水龙头手柄相当一个杠杆,请在图乙中画出阻力的力臂,以及关闭水龙头时在A点施加的最小动力。
20.停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆,横杆AB受重力,要使横杆AB保持水平静止,需在A端施加一个力F,请在图中画出最小的F的示意图。
五、实验探究题(共3小题,每空1分,共17分)
21.在“探究液体压强与哪些因素相关”的实验中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等器材。
(1)实验前,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是___________(填字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)比较乙、丙两图,是为了探究液体的压强与液体   的关系。
(3)为了探究液体压强与液体密度的关系,应该比较   两图所示的实验。
(4)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水(<)中并处于同一深度,如图所示可判断出A杯中盛有   (选填“酒精”或“水”)。
22. 如图所示,小明在家里洗水果时,发现体积较小的苹果漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底。
(1)请在图乙方框内画出此时苹果的受力示意图;(“·”表示苹果)
(2)苹果的质量为150g,苹果受到的重力大小为   N;
(3)苹果受到的浮力大小为   N,依据是   ;
(4)小明想知道芒果的密度,如图所示,他用电子秤测量芒果的质量为   g,随后,他测出芒果的体积为,图甲中芒果受到的浮力大小为   N。芒果对容器底部压力大小为   N。
23.斜面是一种省力机械,斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小明做了如下猜想:
猜想1:斜面的省力情况与斜面的表面材料有关。
猜想2:斜面的省力情况与斜面的倾斜程度有关。
猜想3:斜面的省力情况与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验,物体在沿斜面拉力的作用下做匀速直线运动,实验数据记录如下表。
实验次序 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 30° 30° 30° 30° 45° 60°
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
根据实验数据,回答下列问题:
(1)通过对比实验1、2中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的   有关。
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是在其他条件相同时,   ,提升物体越省力。
(3)为验证猜想3,小明做了三次实验   (选填实验次序),分析实验数据后,他认为这几次实验省力情况相同,依据是沿斜面的拉力与物块重力比值   (选填“相等”或“不等”)。
(4)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力将重为4N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端,已知斜面长为1.2m、高为0.3m,则斜面的机械效率约是   (结果精确至1%);物体受到的摩擦力是   N。
六、计算题(共2小题,每题9分,请写出必要的文字说明,共18分)
24.如图所示,搬运工人用滑轮组提升重540N的物体,所用的拉力F为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s,(不计绳重,绳与滑轮的摩擦)求:
(1)物体上升的高度;
(2)拉力F所做的功的功率;
(3)若物重只有240N,滑轮组的机械效率。
25.质量为52kg,总体积为的小海佩戴防溺水安全手环下水。某次他启动开关如图所示,气囊充满气体使他漂浮于水面,头部露出水面以确保安全。(手环所受的重力忽略不计,,).求:
(1)小海的重力;
(2)小海浸在水中的部分占总体积的,此时小海自身所受的浮力;
(3)充满气后气囊所受的浮力。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果;力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A.根据力的定义可知,力是物体对物体的作用,故A正确;
B.根据力的作用效果可知,力不仅能改变物体运动的方向和快慢,还能使物体发生形变,故B错误;
C.力的三要素是指力的大小、方向和作用点,故C错误;
D.力是物体对物体的作用,则一个力肯定涉及两个物体,即施力物体和受力物体,故D错误。
故选A。
【分析】A..根据力的定义判断;
B.根据力的作用效果判断;
C.根据力的三要素的知识判断;
D.一个力肯定涉及两个物体。
2.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】弹簧测力计的示数与挂钩上所受的拉力大小相等;图中,弹簧测力计的分度值是0.2N,读数为4N,则拉力大小为4N,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】根据测力计的分度值,结合指针位置,测量拉力大小。
3.【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;重心
【解析】【解答】A.重力是地球对物体的吸引作用产生的,重力的大小和物体的质量成正比。水凝固成冰的过程中,物质的总量没有发生改变,质量保持不变,因此重力也不会发生变化,所以A选项错误;
B.重心是重力在物体上的等效作用点,重心的位置不一定在物体本身之上,比如空心圆环、空心球这类物体,它们的重心在几何中心,就不在物体本身,所以B选项错误;
C.重力来自地球对物体的吸引,重力大小由物体质量和当地重力加速度共同决定,重力加速度会随地理位置发生改变,但物体从楼上移到楼下,位置变化很小,重力加速度的变化几乎可以忽略,物体质量不变,因此物体重力几乎没有变化,所以C选项错误;
D.物体磨去一部分后,内部包含的物质减少,物体质量减小,由于重力和质量成正比,因此物体的重力也会变小,所以D选项正确。
故选D。
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。质量是物体基本属性,质量不变,重力不变;
2、重心:质量均匀且形状规则的几何体,重心一般在圆心,也有不在圆心的情况,如质量均匀圆环的重心在圆心上,重心越低,稳定性越好。
4.【答案】D
【知识点】重力的方向;惯性及其现象;沸点及沸点与气压的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.当我们用吸管吸饮料时,会把吸管内的空气吸走,使得吸管内部气压低于外界大气压,饮料就是在大气压的作用下被压入我们口中的,故A正确;
B.汽车急刹车时,乘客的身体会因为惯性向前倾倒,发生追尾事故时,乘客的身体会因为惯性向后仰,安全带和头枕都能起到缓冲保护作用,都是为了避免惯性给人体带来伤害,故B正确;
C.液体的沸点会随着气压的增大而升高,使用高压锅煮饭时,能够升高锅内的气压,进而抬升水的沸点,让食物更快煮熟,故C正确;
D.用铅垂线检查墙壁是否竖直,利用的物理原理就是重力的方向始终是竖直向下的,故D错误。
故选D。
【分析】1、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;
2、大气压的应用;吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同;
3、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
4、沸点和气压的关系:沸点随着气压的增加而增加,沸点随着气压的减小而减小。
5.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】甲、乙两木箱均做匀速直线运动,水平方向上拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等。已知两次拉力大小相同,因此 ,故A、B错误。
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,公式为 。
甲的接触面较光滑,即;
因,由公式可知,压力 ;
水平面上物体对地面的压力等于自身重力,即 ,因此 ,可得 。
故C错误,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题思路是:先利用二力平衡条件判断两木箱的摩擦力大小相等,再结合滑动摩擦力公式,根据接触面粗糙程度的差异反推压力大小,最终得出质量关系。关键知识点是二力平衡条件、滑动摩擦力公式 ,以及水平面上压力与重力的关系 。
易错点在于,容易忽略“拉力相等时摩擦力也相等”这一前提,误认为接触面粗糙程度不同,摩擦力大小就一定不同。
6.【答案】D
【知识点】物体运动状态的变化;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】A、运动员加速前进时,除受重力和支持力外,还受到冰面的摩擦力和蹬冰时的动力,故 A 错误;
B、运动员匀速转弯时,运动方向不断改变,运动状态发生变化,受力不平衡,故 B 错误;
C、运动员不断蹬地滑行,是利用了力的作用是相互的,且力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因,故 C 错误;
D、运动员滑过终点后速度逐渐减小,是由于受到冰面阻力的作用,阻力改变了其运动状态,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查受力分析,运动员在冰面上运动时,除重力和支持力外,还会受到摩擦力和动力的作用;
B、考查受力平衡的条件,物体运动状态不变(静止或匀速直线运动)时受力平衡,转弯时运动方向改变,受力不平衡;
C、考查力与运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因;
D、考查力的作用效果,阻力会改变物体的运动状态,使物体速度减小。
7.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】首先计算双脚与地面的接触面积:每小格边长为2cm,单只鞋印占34格,双脚共 格,单格面积为 ,故总接触面积 ;
根据压强公式 ,总压力 ;
总质量 ;
书包质量 ,
故答案为B。
【分析】本题考查压强公式的应用,解题关键是先计算总接触面积,再通过压强公式求出总压力,进而算出总质量,最后减去小明的质量得到书包质量;易错点是注意“双脚站立”,接触面积需乘以2。
8.【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】在玻璃管顶部打孔后,管上端与大气相通,此时玻璃管和槽内水银构成连通器,根据连通器原理,管内液面会下降,最终和管外槽中液面相平:
A:管内液面将下降到管外液面平齐,故A正确;
B:小孔处受大气压,水银不会从小孔喷出,B错误;
C:高度差会消失,不会保持不变,C错误;
D:液面下降而非上升,D错误。
故答案为:A。
【分析】A、考查连通器原理,开孔后装置变成连通器,液面最终相平;
B、考查大气压作用,小孔通入大气,上下气压平衡,水银无法喷出;
C、开孔消除管内真空,大气压不再支撑水银柱,高度差消失;
D、连通器液面规律决定管内水银下落,不会上升。
9.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面受到的压力差,即 。圆锥体浸没在水中静止,浮力方向向上,因此 ,可得 ,故A正确;
B、若 ,则上下压力差为零,浮力为零,与物体浸没在水中受浮力作用矛盾,故B错误;
C、若 ,则压力差为负,浮力方向向下,不符合实际情况,故C错误;
D、根据浮力产生的原因可直接判断,并非无法判断,故D错误;
故答案为:A。
【分析】利用浮力产生的原因来分析:浸在液体中的物体,其浮力等于上下表面受到的压力差。圆锥体浸没在水中,受到向上的浮力,因此向上的压力 必须大于向下的压力 。
10.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验;功的计算及应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A、2~4s,物体做加速直线运动,受力不平衡,合力不为0N,故A错误;
B、4~6S物体做匀速直线运动,推力为2N,摩擦力等于推力为2N,2~4s 物体加速运动, 压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力仍为2N,故B错误;
C、4~6s,推力 ,速度 ,时间 ,物体移动的距离:
推力做功:,故C正确;
D、4~6s,推力做功的功率:,不是16W,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、考查力与运动的关系,加速运动的物体受力不平衡,合力不为零;
B、考查摩擦力的影响因素,滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关;
C、考查功的计算,利用公式 ,先根据 求出距离,再计算功;
D、考查功率的计算,利用公式 ,代入功和时间求出功率。
11.【答案】A,C
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】 解:A、柱形管内水对底部橡皮膜的压力大小和管内水的重力大小相等,所以压力的大小为:F=G=mg=10g×10N/kg=0.01kg×10N/kg=0.1N,故A正确;
B、由于橡皮膜恰好变平,所以橡皮膜内外压强相等,即管外液体对底部橡皮膜产生的压力向上的,故B错误;
C、根据m=ρSh可知,0.01kg=1.0×103kg/m3×h×10-4m2;
解得水的深度h=0.1m;
水和酒精的压强相等,根据p=ρ液gh有:1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=0.8×103kg/m3×10N/kg×(0.1m+h');
解得内外高度差h'=0.025m=2.5cm,故C正确;
D、若将塑料管上提少许,内部水的压强不变,而外侧所处的深度减小,酒精的压强减小,小于水的压强,故橡皮膜会向下凸起,故D错误。
故选:AC。
【分析】 (1)柱形管内水对橡皮膜的压力大小等于水的重力,根据G=mg求重力大小;
(2)橡皮膜恰好变平,说明橡皮膜上下压强相等,
(3)根据m=ρSh计算水的深度;利用p=ρgh求出高度差;
(4)液体压强随着深度的增加而增大。
12.【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 A、由丙图可知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F3=2400N,
由图甲可知承担物重的绳子股数n=2,
不计摩擦和绳重,根据nF=G物+G动可得物体的重力:
G动=2F3-G物=2×240N-400N=80N,故A错误;
B、由图丁知,0~1s时物体上升高度为0,即物体静止在地面上,受力平衡,
由图乙可知,在0~1s内,拉力F1=160N,将动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及两段绳子向上的拉力作用处于静止状态,
所以:F支+2F1=G+G动,
则地面对物体的支持力:F支=G+G动-2F1=400+80N-2×160N=160N,
根据力的作用是相互的,重物对地面的压力:F压=F支=160N,
此时重物对地面的压强:,故B正确;
C、由图乙知,在1~2s内,拉力F2=280N,由图丁知,重物上升高度h2=1.25m,
拉力端移动的距离s2=2h2=2×1.25m=2.5m,
拉力做的功:W2=F2s2=280N×2.5m=700J,故C错误;
D、2s~3s内,滑轮组的机械效率:,故D正确。
故选BD。
【分析】A.由图甲知,通过动滑轮绳子的段数n=2,由丙图知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙知此时的拉力,利用nF=G物+G动计算动滑轮的重力;
B.由图丁知,0~1s时物体上升高度为0,物体静止在地面上,受力平衡,所以F支+2F1=G+G动,由图乙知拉力大小,据此求出地面的支持力,根据力的作用是相互的,求出对地面的压力,再利用压强公式求对地面的压强;
C.由图乙知,1~2s内的拉力F,由图丁知,重物上升的高度,先计算拉力端移动的距离,利用W=Fs求此时拉力做功;
D.知道拉力F和物重G大小,以及s与h的关系,利用计算2s~3s内滑轮组的机械效率。
13.【答案】5;3;不为零
【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】小球上升时,受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力大小为:
,方向竖直向下。
小球下降时,受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,合力大小为:
,方向竖直向下。
小球到达最高点时,速度为0,空气阻力为0,此时仅受重力作用,合力大小等于重力,不为零,方向竖直向下。
故答案为:5;3;不为零;
【分析】小球上升时,阻力方向与运动方向相反(竖直向下),与重力方向相同,根据同一直线上同方向二力合成公式,合力为重力与阻力之和,方向与两力一致,竖直向下。
小球下降时,阻力方向与运动方向相反(竖直向上),与重力方向相反,根据同一直线上反方向二力合成公式(),合力为重力与阻力之差,方向与较大的重力一致,竖直向下。
小球在最高点速度为0,空气阻力为0,仅受重力作用,合力大小等于重力,不为零,方向竖直向下。
14.【答案】不变;变大;不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;压力及重力与压力的区别;压强大小比较
【解析】【解答】长方体对桌面的压力等于其自身重力,在推出桌面的过程中,长方体的重力大小不变,因此它对桌面的压力保持不变。
根据压强公式 ,当压力 不变时,长方体露出桌面后,与桌面的接触面积(受力面积) 减小,因此它对桌面的压强会变大。
滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定。在推出过程中,长方体对桌面的压力和接触面的粗糙程度均未发生改变,因此它受到的滑动摩擦力大小不变。
故答案为:不变;变大;不变;
【分析】根据水平面上物体对支撑面的压力等于其重力,结合长方体重力不变的特点,直接判断压力的变化情况;关键知识点为水平面上压力与重力的关系。
利用压强公式 ,在压力 不变的前提下,通过分析受力面积 的变化,推导压强的变化趋势;关键知识点为压强公式的应用。
根据滑动摩擦力的影响因素(压力大小和接触面粗糙程度),分析推出过程中这两个因素的变化情况,进而判断摩擦力的大小变化;关键知识点为滑动摩擦力的影响因素。
15.【答案】减小受力面积;大;上
【知识点】增大压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】磨刀使刀刃变薄,减小了受力面积,从而增大压强,所以磨刀使刀刃变薄是通过减小受力面积的方式来增大压强。当竹蜻蜓旋转时,由于叶片上部的形状使其上方的空气流速更快,压强更小,小于叶片下方的气体压强,因此会产生向上的压强差从而形成对向上的压力差,进而推动竹蜻蜓的飞行。
【分析】减小受力面积增大压强;气体流速大的位置压强小。
16.【答案】惯性;等于;安全带
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象
【解析】【解答】 惯性是一切物体固有的属性,一切物体在任何运动状态下都具有惯性。当汽车B刹车后,由于惯性,它仍会保持原来的运动状态继续向前运动,因此才会撞到汽车A。
B汽车对A汽车的撞击作用力,和A汽车对B汽车的反作用力是一对相互作用力。根据相互作用力的特点可知,二者大小相等。
当两车发生碰撞时,B车突然减速,B车的驾驶员身体由于惯性,会继续向前运动前倾,此时安全带会对驾驶员产生向后的拉力,从而缓冲人向前的运动,起到保护驾驶员的作用。
【分析】1、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;
2、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
17.【答案】可以省力;400;500
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】使用斜面时,斜面比物体上升的高度大,费距离,根据功的原理,使用斜面可以省力;假设斜面绝对光滑,不需对摩擦力做额外功,根据W总=W有用,则需要施加的推力;若斜面的机械效率是80%,根据,则需要施加的推力为。
【分析】根据,可以计算利用斜面时,对物体的拉力;根据,可以计算斜面上实际拉力的大小。
18.【答案】连通器;1200;4.8
【知识点】液体压强的计算;液体压强计算公式的应用;连通器原理及其应用
【解析】【解答】 茶壶的壶嘴与壶身底部连通,且上端都开口,完全符合连通器“上端开口、底部相连通”的结构特点,因此二者构成连通器。
计算水对壶底的压强时,我们可以直接利用液体压强公式计算。代入已知条件、、,可得:
得到压强后,根据压强定义式的变形计算水对壶底的压力,代入、壶底面积,计算得:

【分析】1、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
2、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
3、液体压强的计算:公式为P=ρgh。
19.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;力臂的画法;杠杆中最小力的问题;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】(1)陶壶静止在水平面上,竖直方向受到的重力 G 和支持力 F支是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,重力竖直向下,因此支持力竖直向上,两个力的作用点都画在陶壶的重心处,作图如下:
(2) 要使滑轮组最省力,需让承担拉力的绳子段数最多,应从动滑轮挂钩开始,由内向外依次绕绳,使绳子依次绕过定滑轮和动滑轮; 作图如下:
(3)过支点O作阻力作用线的垂线段即为阻力臂;连接OA,根据杠杆平衡条件,以OA为动力臂时,动力臂最长,最省力,过点A作垂直于AO向下的力即为在A点施加的最小动力,作图如下:
【分析】(1)本题考查二力平衡的受力示意图画法,先判断物体的受力状态,确定平衡力的大小、方向和作用点,再按力的示意图要求画出两个力;
(2)本题考查滑轮组的绕线方法,根据 “承担拉力的绳子段数越多越省力” 的原则,从动滑轮挂钩开始绕绳,使有效绳子段数达到最多;
(3)本题考查杠杆力臂和最小动力的作图,先根据力臂定义画出阻力臂,再根据杠杆平衡条件,通过 “找最长动力臂” 的方法确定最小动力的方向和作用点。
(1)陶壶静止,受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,重力竖直向下,则支持力竖直向上,均作用在重心处,作图如下:
(2)以动滑轮挂钩为起点由内向外绕绳,可以使得有效绳子段数最多最省力,作图如下:
(3)过支点O作阻力作用线的垂线段即为阻力臂;连接OA,根据杠杆平衡条件,以OA为动力臂时,动力臂最长,最省力,过点A作垂直于AO向下的力即为在A点施加的最小动力,作图如下:
20.【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】要使在A端施加的力F最小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,在阻力和阻力臂不变时,需要让动力臂L1最长。
支点为O,A点是动力作用点,最长的动力臂就是OA 本身(连接支点到动力作用点的线段)。
力的方向需要与动力臂OA 垂直,才能使力臂最长。为了平衡横杆右侧的重力,A端的力应竖直向下(或垂直OA向下),这样才能让杠杆保持水平静止。作图:从A点向下画一条垂直于OA(或竖直向下)的带箭头线段,标注为F。
故答案为:。
【分析】1、杠杆平衡条件
公式:F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)。要使动力最小,就需要让动力臂最大。
2、最长动力臂的确定
动力臂是支点到动力作用线的距离。当动力作用点固定时,支点到动力作用点的距离就是最长的动力臂,此时力的方向必须与该线段垂直。
3、力的示意图画法
作用点:A点。
方向:垂直于OA向下(或竖直向下)。
标注:在线段末端画箭头,标注F。
21.【答案】(1)C
(2)深度
(3)丙、丁
(4)水
【知识点】液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验前U形管两侧液面存在高度差,说明橡皮管内气压与外界大气压不相等,与管内液体多少无关。正确的调节方法是取下橡皮管重新安装,使管内气压与大气压相等,让U形管初始液面相平,故选C。
故答案为:C;
(2)乙、丙两图中,液体均为水(密度相同),仅探头在液体中的深度不同,U形管液面高度差也不同,因此这组实验是探究液体压强与深度的关系。
故答案为:深度;
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,需控制探头深度相同,只改变液体密度。丙(水)、丁(盐水)两图中,探头深度相同,液体密度不同,符合实验要求。
故答案为:丙、丁;
(4)两个探头处于同一深度,根据液体压强公式 ,深度相同时,液体密度越大,压强越大。图中U形管液面左低右高,说明A侧探头受到的压强更大,因此A杯液体密度更大。已知,因此A杯中盛有水。
故答案为:水;
【分析】(1)考查U形管压强计的调节方法,解题关键是理解初始液面差是由管内气压与外界大气压不等导致的,需通过重新安装橡皮管来平衡内外气压。
(2)考查控制变量法的应用,解题关键是识别出实验中控制了液体密度不变,改变了探头深度,从而确定探究的变量。
(3)考查探究液体压强与密度关系的实验设计,解题关键是明确需控制探头深度不变,只改变液体密度,因此选择丙、丁两组实验。
(4)考查液体压强公式的应用,解题关键是利用同一深度下,压强越大则液体密度越大的规律,结合U形管液面差判断压强大小,进而确定液体种类。
(1)实验前U形管两边的液面存在液面差,说明橡皮管内气压和外界大气压不相等,不是液体多少的问题,正确调节方法是取下橡皮管重新安装,使管内气压等于大气压,让U形管初始液面相平,故选C。
(2)乙、丙两图中,液体都是水,密度相同,只有探头在液体中的深度不同,U形管液面高度差不同,因此是探究液体压强与深度的关系。
(3)探究液体压强和液体密度的关系,需要控制探头深度相同,只改变液体密度;丙(水)、丁(盐水)两图中探头深度相同,液体密度不同,符合实验要求。
(4)两个探头处于同一深度,根据液体压强公式 ,深度相同时,液体密度越大,压强越大;图中U形管液面左低右高,说明A侧探头受到的压强更大,因此A杯液体密度更大;已知 ,因此A杯中盛有水。
22.【答案】(1)
(2)1.5
(3)1.5;苹果漂浮时受到的浮力大小与重力大小相等;
(4)480.0;4;0.8
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力及其大小的计算;压力及重力与压力的区别;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)由图甲可知苹果漂浮在水面,由物体的漂浮条件可知,苹果受到的浮力与重力的大小相等,因此所画重力作用线的长度应与浮力作用线的长度相等,结合重力的方向竖直向下、浮力的方向竖直向上画出此时苹果的受力示意图,如图所示:

(2)苹果受到的重力:G=mg=150×10-3kg×10N/kg=1.5N;
(3)第1空,第2空,由物体的漂浮条件可知,苹果漂浮时受到的浮力大小与重力大小相等,即苹果受到的浮力:F浮=G=1.5N;
(4)由图丙读出芒果的质量为480g,则芒果受到的重力:G'=m'g=480×10-3kg×10N/kg=4.8N,图甲中芒果受到的浮力:F'浮=ρ水gV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N,
由力的平衡条件和力的作用是相互的可知,芒果对容器底部压力:
F压=F支=G'-F'浮=4.8N-4N=0.8N。
故答案为:(1)见解答图;(2)1.5;(3)1.5;苹果漂浮时受到的浮力大小与重力大小相等;(4)480;4;0.8。
【分析】(1)由图甲可知苹果漂浮在水面,根据物体的漂浮条件可知苹果受到的浮力与重力的大小关系,根据重力的方向竖直向下、浮力的方向竖直向上画出此时苹果的受力示意图;
(2)根据G=mg求出苹果受到的重力大小;
(3)根据物体的漂浮条件求出苹果受到的浮力大小;
(4)根据图丙读出芒果的质量,根据G=mg求出芒果受到的重力大小;根据阿基米德原理求出图甲中芒果受到的浮力大小,根据力的平衡条件和力的作用是相互的求出芒果对容器底部压力大小。
23.【答案】(1)材料
(2)斜面的倾斜程度越小
(3)1、3、4;相等
(4)55.6%;0.8
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;斜面的机械效率;斜面机械效率的测量实验;物理学方法
【解析】【解答】 (1)实验1、2控制了斜面倾角、物重不变,只改变斜面表面材料,拉力不同,说明使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
(2)实验1、5、6控制了表面材料、物重不变,改变斜面倾角,30°时拉力1.35N,45°时1.52N,60°时1.70N,倾角越小,拉力越小,越省力,因此结论为:在其他条件相同时,斜面倾角越小,提升物体越省力。
(3)验证猜想3,需控制斜面倾角、表面材料相同,仅改变物重,因此选择实验1、3、4;计算拉力与物重的比值,三次比值均为0.675,相等,说明省力情况相同。
(4)拉力做的有用功W有=Gh=4N×0.3m=1.2J,拉力做的总功W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J。
斜面的机械效率:。拉力做的额外功W额=W总-W有=2.16J-1.2J=0.96J,物体受到的摩擦力。
故答案为:(1)材料;(2)斜面的倾斜程度越小;(3)1、3、4;相等;(4)55.6%;0.8。
【分析】 (1)通过对比实验1,2中的数据可知二者的倾角和物重均相同,但表面材料不同,根据控制变量法的要求分析即可;
(2)对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,利用控制变量法分析;
(3)探究斜面省力的情况与重力大小有关时,需要控制倾角相同、表面材料相同,物体的重力不同;
(4)根据公式W=Gh可求拉力做的有用功;利用W=Fs求出拉力做的功,即总功;斜面的机械效率等于有用功与总功之比。拉力做的额外功W额=fs,计算物体受到的摩擦力。
(1)通过对比实验1、2中的数据可知,物体的重力和倾角相等,表面材料不同,则拉力大小不同,根据控制变量法可知,可以得到使用斜面省力的情况与斜面的材料有关。
(2)对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,故结论是:在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力。
(3)[1]探究斜面省力的情况与重力大小有关时,根据控制变量法可知,实验中需要控制倾角相同、表面材料相同,改变物体的重力,所以需要对比1、3、4的实验数据。
[2]根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力与物块重力比值相等。
(4)[1]拉力做的有用功,拉力做的总功。
斜面的机械效率。
[2]拉力做的额外功,物体受到的摩擦力。
24.【答案】解:(1)根据题意可知,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s,
则物体上升的高度为h=vt=0.2m/s×10s=2m。
答:物体上升的高度为2m。
(2)根据图片可知,滑轮组承担重力的绳子股数n=3,
则绳端移动的速度v绳=nv=3×0.2m/s=0.6m/s;
人拉绳子做功的功率。
答:拉力F所做的功的功率120W。
(3)根据得到:;
解得:G动=60N;
若物重只有240N,滑轮组的机械效率为

答:若物重只有240N,滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】 (1)根据h=vt求出物体上升的高度;
(2)根据图片确定滑轮组绳子的有效股数,根据v绳=nv物求出绳端移动的速度,根据P=Fv求出拉力F所做的功的功率;(3)根据求出动滑轮的重力,若物重只有240N时,利用
求出滑轮组的机械效率。
25.【答案】(1)小海的重力计算:
(2)小海排开水的体积:
小海自身所受的浮力:
(3)人和气囊整体漂浮,总浮力等于总重力:
气囊所受的浮力:
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1) 本题考查重力的计算,解题思路是直接利用重力公式 ,代入质量和重力加速度计算重力;
(2) 本题考查阿基米德原理的应用,解题思路是先根据题意求出排开水的体积,再利用阿基米德原理公式 计算小海自身受到的浮力;
(3) 本题考查漂浮条件的应用,解题思路是根据整体漂浮时总浮力等于总重力,先求出总浮力,再减去小海自身的浮力,得到气囊受到的浮力。
(1)小海的重力
(2)小海排开水的体积
小海自身所受的浮力
(3)因为整体漂浮,所以人和气囊的总浮力
则充满气后气囊所受的浮力
1 / 1教科版初中物理八年级下学期期末模拟测试卷A卷
一、单项选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列关于力的说法正确的是(  )
A.力是物体对物体的作用
B.力只能改变物体运动的方向和快慢
C.力的大小、方向和单位称为力的三要素
D.施力物体同时也是受力物体,所以一个物体也能产生力
【答案】A
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果;力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A.根据力的定义可知,力是物体对物体的作用,故A正确;
B.根据力的作用效果可知,力不仅能改变物体运动的方向和快慢,还能使物体发生形变,故B错误;
C.力的三要素是指力的大小、方向和作用点,故C错误;
D.力是物体对物体的作用,则一个力肯定涉及两个物体,即施力物体和受力物体,故D错误。
故选A。
【分析】A..根据力的定义判断;
B.根据力的作用效果判断;
C.根据力的三要素的知识判断;
D.一个力肯定涉及两个物体。
2.如图,弹簧测力计的两侧沿水平方向各用力F拉弹簧测力计并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数如图所示,则拉力F 的大小为(  )
A.8N B.4N C.2N D.0N
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】弹簧测力计的示数与挂钩上所受的拉力大小相等;图中,弹簧测力计的分度值是0.2N,读数为4N,则拉力大小为4N,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】根据测力计的分度值,结合指针位置,测量拉力大小。
3.下列关于重力的说法,正确的是(  )
A.把水结成冰,因体积变大,故所受重力也变大
B.物体的重心一定在物体上
C.把物体从楼上带到楼下,其重力将明显减小
D.把物体磨掉一部分,物体所受重力会变小
【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;重心
【解析】【解答】A.重力是地球对物体的吸引作用产生的,重力的大小和物体的质量成正比。水凝固成冰的过程中,物质的总量没有发生改变,质量保持不变,因此重力也不会发生变化,所以A选项错误;
B.重心是重力在物体上的等效作用点,重心的位置不一定在物体本身之上,比如空心圆环、空心球这类物体,它们的重心在几何中心,就不在物体本身,所以B选项错误;
C.重力来自地球对物体的吸引,重力大小由物体质量和当地重力加速度共同决定,重力加速度会随地理位置发生改变,但物体从楼上移到楼下,位置变化很小,重力加速度的变化几乎可以忽略,物体质量不变,因此物体重力几乎没有变化,所以C选项错误;
D.物体磨去一部分后,内部包含的物质减少,物体质量减小,由于重力和质量成正比,因此物体的重力也会变小,所以D选项正确。
故选D。
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。质量是物体基本属性,质量不变,重力不变;
2、重心:质量均匀且形状规则的几何体,重心一般在圆心,也有不在圆心的情况,如质量均匀圆环的重心在圆心上,重心越低,稳定性越好。
4.日常生活与物理知识紧密联系,生活中有很多工具运用了物理知识。下列说法错误的是(  )
A.用吸管“吸”饮料是利用大气压强将饮料“压”入口中
B.汽车安全带及头枕的设计是为了防止惯性带来的危害
C.高压锅运用了气压增大、水的沸点升高的原理
D.用铅垂线来检查墙壁是否竖直,运用了重力的方向总是垂直向下的原理
【答案】D
【知识点】重力的方向;惯性及其现象;沸点及沸点与气压的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.当我们用吸管吸饮料时,会把吸管内的空气吸走,使得吸管内部气压低于外界大气压,饮料就是在大气压的作用下被压入我们口中的,故A正确;
B.汽车急刹车时,乘客的身体会因为惯性向前倾倒,发生追尾事故时,乘客的身体会因为惯性向后仰,安全带和头枕都能起到缓冲保护作用,都是为了避免惯性给人体带来伤害,故B正确;
C.液体的沸点会随着气压的增大而升高,使用高压锅煮饭时,能够升高锅内的气压,进而抬升水的沸点,让食物更快煮熟,故C正确;
D.用铅垂线检查墙壁是否竖直,利用的物理原理就是重力的方向始终是竖直向下的,故D错误。
故选D。
【分析】1、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;
2、大气压的应用;吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同;
3、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
4、沸点和气压的关系:沸点随着气压的增加而增加,沸点随着气压的减小而减小。
5.用大小相同的水平方向的力拉着甲、乙两木箱分别在不同的水平地面上做匀速直线运动。此时,关于甲、乙两木箱受到的摩擦力f甲、f乙,以及甲、乙的质量m甲、m乙,下列说法正确的是(  )
A.f甲f乙 C.m甲=m乙 D.m甲>m乙
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】甲、乙两木箱均做匀速直线运动,水平方向上拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等。已知两次拉力大小相同,因此 ,故A、B错误。
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,公式为 。
甲的接触面较光滑,即;
因,由公式可知,压力 ;
水平面上物体对地面的压力等于自身重力,即 ,因此 ,可得 。
故C错误,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题思路是:先利用二力平衡条件判断两木箱的摩擦力大小相等,再结合滑动摩擦力公式,根据接触面粗糙程度的差异反推压力大小,最终得出质量关系。关键知识点是二力平衡条件、滑动摩擦力公式 ,以及水平面上压力与重力的关系 。
易错点在于,容易忽略“拉力相等时摩擦力也相等”这一前提,误认为接触面粗糙程度不同,摩擦力大小就一定不同。
6.在2025年哈尔滨亚冬会短道速滑女子3000m接力赛中,中国队夺得金牌。如图,是比赛时的场景,下列说法正确的是(  )
A.运动员加速前进只受重力和支持力作用
B.运动员匀速转弯时,受力平衡
C.运动员不断蹬地滑行,说明力是维持物体运动的原因
D.运动员滑过终点后速度逐渐减小,是由于受到阻力的作用
【答案】D
【知识点】物体运动状态的变化;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断
【解析】【解答】A、运动员加速前进时,除受重力和支持力外,还受到冰面的摩擦力和蹬冰时的动力,故 A 错误;
B、运动员匀速转弯时,运动方向不断改变,运动状态发生变化,受力不平衡,故 B 错误;
C、运动员不断蹬地滑行,是利用了力的作用是相互的,且力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因,故 C 错误;
D、运动员滑过终点后速度逐渐减小,是由于受到冰面阻力的作用,阻力改变了其运动状态,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查受力分析,运动员在冰面上运动时,除重力和支持力外,还会受到摩擦力和动力的作用;
B、考查受力平衡的条件,物体运动状态不变(静止或匀速直线运动)时受力平衡,转弯时运动方向改变,受力不平衡;
C、考查力与运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因;
D、考查力的作用效果,阻力会改变物体的运动状态,使物体速度减小。
7.如图所示,质量为50kg的小明背着书包双脚站立在每小格边长是2cm的方格纸上。他对地面的压强为2×104Pa。整个鞋印范围都与地面接触,经测算,共占据方格纸34格。根据以上数据计算书包的质量为(  )
A.1.1kg B.4.4kg C.8.6kg D.13.6kg
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】首先计算双脚与地面的接触面积:每小格边长为2cm,单只鞋印占34格,双脚共 格,单格面积为 ,故总接触面积 ;
根据压强公式 ,总压力 ;
总质量 ;
书包质量 ,
故答案为B。
【分析】本题考查压强公式的应用,解题关键是先计算总接触面积,再通过压强公式求出总压力,进而算出总质量,最后减去小明的质量得到书包质量;易错点是注意“双脚站立”,接触面积需乘以2。
8.如图是大气压强的测量演示实验,如果此时在玻璃管顶部打一个小孔,下列说法正确的是(  )
A.管内液面将下降到管外液面平齐
B.水银将从小孔中喷出
C.内外液面的高度差保持不变
D.管内液面稍微上升一些
【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】在玻璃管顶部打孔后,管上端与大气相通,此时玻璃管和槽内水银构成连通器,根据连通器原理,管内液面会下降,最终和管外槽中液面相平:
A:管内液面将下降到管外液面平齐,故A正确;
B:小孔处受大气压,水银不会从小孔喷出,B错误;
C:高度差会消失,不会保持不变,C错误;
D:液面下降而非上升,D错误。
故答案为:A。
【分析】A、考查连通器原理,开孔后装置变成连通器,液面最终相平;
B、考查大气压作用,小孔通入大气,上下气压平衡,水银无法喷出;
C、开孔消除管内真空,大气压不再支撑水银柱,高度差消失;
D、连通器液面规律决定管内水银下落,不会上升。
9.如图所示,圆锥体重为G,浸没在水中静止时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是(  )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面受到的压力差,即 。圆锥体浸没在水中静止,浮力方向向上,因此 ,可得 ,故A正确;
B、若 ,则上下压力差为零,浮力为零,与物体浸没在水中受浮力作用矛盾,故B错误;
C、若 ,则压力差为负,浮力方向向下,不符合实际情况,故C错误;
D、根据浮力产生的原因可直接判断,并非无法判断,故D错误;
故答案为:A。
【分析】利用浮力产生的原因来分析:浸在液体中的物体,其浮力等于上下表面受到的压力差。圆锥体浸没在水中,受到向上的浮力,因此向上的压力 必须大于向下的压力 。
10.如图甲所示,在水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.2~4s,物体所受的合力为0N
B.2~4s,物体受到的摩擦力是3N
C.4~6s,物体受到的推力做功16J
D.4~6s,物体受到的推力做功的功率为16W
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验;功的计算及应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A、2~4s,物体做加速直线运动,受力不平衡,合力不为0N,故A错误;
B、4~6S物体做匀速直线运动,推力为2N,摩擦力等于推力为2N,2~4s 物体加速运动, 压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力仍为2N,故B错误;
C、4~6s,推力 ,速度 ,时间 ,物体移动的距离:
推力做功:,故C正确;
D、4~6s,推力做功的功率:,不是16W,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、考查力与运动的关系,加速运动的物体受力不平衡,合力不为零;
B、考查摩擦力的影响因素,滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关;
C、考查功的计算,利用公式 ,先根据 求出距离,再计算功;
D、考查功率的计算,利用公式 ,代入功和时间求出功率。
二、多项选择题(共2小题,每道题有多个选项符合答案,选对但不全对得2分,全部选对得4分,共8分)
11.如图所示,横截面积为10°dm2的直筒塑料管,在底部扎上橡皮膜后,向管内倒入10g水,塑料管竖直漂浮于酒精中,且观察到橡皮膜恰好变平(不计塑料管、橡皮膜的质量和体积,取ρ酒精=0.8X103kg/m3,ρ水=1.0X103kg/m3,g=10N/kg),下列说法中正确的是
A.水对橡皮膜的压力大小为0.1N
B.橡皮膜不受到酒精对它向上的力
C.管外液面比管内液面高2.5cm
D.若将塑料管上提少许,则橡皮膜会向上凸起
【答案】A,C
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】 解:A、柱形管内水对底部橡皮膜的压力大小和管内水的重力大小相等,所以压力的大小为:F=G=mg=10g×10N/kg=0.01kg×10N/kg=0.1N,故A正确;
B、由于橡皮膜恰好变平,所以橡皮膜内外压强相等,即管外液体对底部橡皮膜产生的压力向上的,故B错误;
C、根据m=ρSh可知,0.01kg=1.0×103kg/m3×h×10-4m2;
解得水的深度h=0.1m;
水和酒精的压强相等,根据p=ρ液gh有:1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=0.8×103kg/m3×10N/kg×(0.1m+h');
解得内外高度差h'=0.025m=2.5cm,故C正确;
D、若将塑料管上提少许,内部水的压强不变,而外侧所处的深度减小,酒精的压强减小,小于水的压强,故橡皮膜会向下凸起,故D错误。
故选:AC。
【分析】 (1)柱形管内水对橡皮膜的压力大小等于水的重力,根据G=mg求重力大小;
(2)橡皮膜恰好变平,说明橡皮膜上下压强相等,
(3)根据m=ρSh计算水的深度;利用p=ρgh求出高度差;
(4)液体压强随着深度的增加而增大。
12.小莉用图甲的滑轮组将放置在水平地面上重为400N 的物体4提升到高处。他用竖 直向下的力F 拉绳,图乙是F 随时间t变化的关系图像,图丙是A 上升的高度h 随时间t 变化的关系图像,A 与地面的接触面积为5×10-2m2,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是
( )
A.动滑轮受到的重力为20N
B.在0~1s 内,重物对地面的压强为3200Pa
C.在1~2s内,拉力F 做的功为300J
D.在2~3s 内,滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 A、由丙图可知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F3=2400N,
由图甲可知承担物重的绳子股数n=2,
不计摩擦和绳重,根据nF=G物+G动可得物体的重力:
G动=2F3-G物=2×240N-400N=80N,故A错误;
B、由图丁知,0~1s时物体上升高度为0,即物体静止在地面上,受力平衡,
由图乙可知,在0~1s内,拉力F1=160N,将动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及两段绳子向上的拉力作用处于静止状态,
所以:F支+2F1=G+G动,
则地面对物体的支持力:F支=G+G动-2F1=400+80N-2×160N=160N,
根据力的作用是相互的,重物对地面的压力:F压=F支=160N,
此时重物对地面的压强:,故B正确;
C、由图乙知,在1~2s内,拉力F2=280N,由图丁知,重物上升高度h2=1.25m,
拉力端移动的距离s2=2h2=2×1.25m=2.5m,
拉力做的功:W2=F2s2=280N×2.5m=700J,故C错误;
D、2s~3s内,滑轮组的机械效率:,故D正确。
故选BD。
【分析】A.由图甲知,通过动滑轮绳子的段数n=2,由丙图知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙知此时的拉力,利用nF=G物+G动计算动滑轮的重力;
B.由图丁知,0~1s时物体上升高度为0,物体静止在地面上,受力平衡,所以F支+2F1=G+G动,由图乙知拉力大小,据此求出地面的支持力,根据力的作用是相互的,求出对地面的压力,再利用压强公式求对地面的压强;
C.由图乙知,1~2s内的拉力F,由图丁知,重物上升的高度,先计算拉力端移动的距离,利用W=Fs求此时拉力做功;
D.知道拉力F和物重G大小,以及s与h的关系,利用计算2s~3s内滑轮组的机械效率。
三、填空题(共6小题,每空1分,共18分)
13.竖直向上抛出一个重为4N的小球,设小球在升降过程中所受空气阻力的大小均为1N,则小球在上升过程中所受的合力大小为   N,在下降过程中所受的合力大小为   N,小球到达最高点时受到的合力   (选填“为零”或“不为零”)
【答案】5;3;不为零
【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】小球上升时,受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力大小为:
,方向竖直向下。
小球下降时,受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,合力大小为:
,方向竖直向下。
小球到达最高点时,速度为0,空气阻力为0,此时仅受重力作用,合力大小等于重力,不为零,方向竖直向下。
故答案为:5;3;不为零;
【分析】小球上升时,阻力方向与运动方向相反(竖直向下),与重力方向相同,根据同一直线上同方向二力合成公式,合力为重力与阻力之和,方向与两力一致,竖直向下。
小球下降时,阻力方向与运动方向相反(竖直向上),与重力方向相反,根据同一直线上反方向二力合成公式(),合力为重力与阻力之差,方向与较大的重力一致,竖直向下。
小球在最高点速度为0,空气阻力为0,仅受重力作用,合力大小等于重力,不为零,方向竖直向下。
14.如图,一质地均匀的长方体,将它放在水平桌面上,匀速推出一部分露出桌面(未翻倒),则长方体桌面的压力   (选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),压强   ,摩擦力大小   (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】不变;变大;不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;压力及重力与压力的区别;压强大小比较
【解析】【解答】长方体对桌面的压力等于其自身重力,在推出桌面的过程中,长方体的重力大小不变,因此它对桌面的压力保持不变。
根据压强公式 ,当压力 不变时,长方体露出桌面后,与桌面的接触面积(受力面积) 减小,因此它对桌面的压强会变大。
滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定。在推出过程中,长方体对桌面的压力和接触面的粗糙程度均未发生改变,因此它受到的滑动摩擦力大小不变。
故答案为:不变;变大;不变;
【分析】根据水平面上物体对支撑面的压力等于其重力,结合长方体重力不变的特点,直接判断压力的变化情况;关键知识点为水平面上压力与重力的关系。
利用压强公式 ,在压力 不变的前提下,通过分析受力面积 的变化,推导压强的变化趋势;关键知识点为压强公式的应用。
根据滑动摩擦力的影响因素(压力大小和接触面粗糙程度),分析推出过程中这两个因素的变化情况,进而判断摩擦力的大小变化;关键知识点为滑动摩擦力的影响因素。
15.中华文化博大精深,很多诗词、谚语中蕴含着科学道理。“磨刀不误砍柴工”,磨刀使刀刃变薄就是通过   的方法来增大压强的。关于竹蜻蜓的最早记载见于晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书中,竹蜻蜓的原理如图所示,当旋转时,流过叶片上方的气流速度较   ,叶片上下表面产生压强差,形成对叶片向   的压力差,使竹蜻蜓升起。
【答案】减小受力面积;大;上
【知识点】增大压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】磨刀使刀刃变薄,减小了受力面积,从而增大压强,所以磨刀使刀刃变薄是通过减小受力面积的方式来增大压强。当竹蜻蜓旋转时,由于叶片上部的形状使其上方的空气流速更快,压强更小,小于叶片下方的气体压强,因此会产生向上的压强差从而形成对向上的压力差,进而推动竹蜻蜓的飞行。
【分析】减小受力面积增大压强;气体流速大的位置压强小。
16.上图为一起交通事故,两辆同向行驶的汽车发生“追尾”。虽B车驾驶员紧急刹车,由于   仍撞击了A车,碰撞的一瞬间,B车对A车的撞击力   (选填“大于”“小于”或“等于”)A车对B车的撞击力;碰撞时,B车驾驶员会受到   (选填“安全带”或“汽车头枕”)的保护。
【答案】惯性;等于;安全带
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象
【解析】【解答】 惯性是一切物体固有的属性,一切物体在任何运动状态下都具有惯性。当汽车B刹车后,由于惯性,它仍会保持原来的运动状态继续向前运动,因此才会撞到汽车A。
B汽车对A汽车的撞击作用力,和A汽车对B汽车的反作用力是一对相互作用力。根据相互作用力的特点可知,二者大小相等。
当两车发生碰撞时,B车突然减速,B车的驾驶员身体由于惯性,会继续向前运动前倾,此时安全带会对驾驶员产生向后的拉力,从而缓冲人向前的运动,起到保护驾驶员的作用。
【分析】1、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;
2、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
17.往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用长的斜面,把的重物提高。使用斜面的好处是   ;假设斜面绝对光滑,则需要施加的推力为   ;若斜面的机械效率是,则需要施加的推力为   。
【答案】可以省力;400;500
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】使用斜面时,斜面比物体上升的高度大,费距离,根据功的原理,使用斜面可以省力;假设斜面绝对光滑,不需对摩擦力做额外功,根据W总=W有用,则需要施加的推力;若斜面的机械效率是80%,根据,则需要施加的推力为。
【分析】根据,可以计算利用斜面时,对物体的拉力;根据,可以计算斜面上实际拉力的大小。
18.如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成   。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是   Pa,水对壶底的压力是   N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】连通器;1200;4.8
【知识点】液体压强的计算;液体压强计算公式的应用;连通器原理及其应用
【解析】【解答】 茶壶的壶嘴与壶身底部连通,且上端都开口,完全符合连通器“上端开口、底部相连通”的结构特点,因此二者构成连通器。
计算水对壶底的压强时,我们可以直接利用液体压强公式计算。代入已知条件、、,可得:
得到压强后,根据压强定义式的变形计算水对壶底的压力,代入、壶底面积,计算得:

【分析】1、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
2、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
3、液体压强的计算:公式为P=ρgh。
四、作图题(共2小题,请使用规范的作图工具作答,19题6分,20题3分,共9分)
19.按要求完成下列作图:
(1)如图是云南省博物馆的鸡形陶壶,请画出它所受重力和支持力的示意图(O为重心);
(2)为了把陷在泥里的汽车拉动,请在下图中画出最省力的滑轮组绕线;
(3)“节约用水,人人有责”,水龙头手柄相当一个杠杆,请在图乙中画出阻力的力臂,以及关闭水龙头时在A点施加的最小动力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;力臂的画法;杠杆中最小力的问题;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】(1)陶壶静止在水平面上,竖直方向受到的重力 G 和支持力 F支是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,重力竖直向下,因此支持力竖直向上,两个力的作用点都画在陶壶的重心处,作图如下:
(2) 要使滑轮组最省力,需让承担拉力的绳子段数最多,应从动滑轮挂钩开始,由内向外依次绕绳,使绳子依次绕过定滑轮和动滑轮; 作图如下:
(3)过支点O作阻力作用线的垂线段即为阻力臂;连接OA,根据杠杆平衡条件,以OA为动力臂时,动力臂最长,最省力,过点A作垂直于AO向下的力即为在A点施加的最小动力,作图如下:
【分析】(1)本题考查二力平衡的受力示意图画法,先判断物体的受力状态,确定平衡力的大小、方向和作用点,再按力的示意图要求画出两个力;
(2)本题考查滑轮组的绕线方法,根据 “承担拉力的绳子段数越多越省力” 的原则,从动滑轮挂钩开始绕绳,使有效绳子段数达到最多;
(3)本题考查杠杆力臂和最小动力的作图,先根据力臂定义画出阻力臂,再根据杠杆平衡条件,通过 “找最长动力臂” 的方法确定最小动力的方向和作用点。
(1)陶壶静止,受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,重力竖直向下,则支持力竖直向上,均作用在重心处,作图如下:
(2)以动滑轮挂钩为起点由内向外绕绳,可以使得有效绳子段数最多最省力,作图如下:
(3)过支点O作阻力作用线的垂线段即为阻力臂;连接OA,根据杠杆平衡条件,以OA为动力臂时,动力臂最长,最省力,过点A作垂直于AO向下的力即为在A点施加的最小动力,作图如下:
20.停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆,横杆AB受重力,要使横杆AB保持水平静止,需在A端施加一个力F,请在图中画出最小的F的示意图。
【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】要使在A端施加的力F最小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,在阻力和阻力臂不变时,需要让动力臂L1最长。
支点为O,A点是动力作用点,最长的动力臂就是OA 本身(连接支点到动力作用点的线段)。
力的方向需要与动力臂OA 垂直,才能使力臂最长。为了平衡横杆右侧的重力,A端的力应竖直向下(或垂直OA向下),这样才能让杠杆保持水平静止。作图:从A点向下画一条垂直于OA(或竖直向下)的带箭头线段,标注为F。
故答案为:。
【分析】1、杠杆平衡条件
公式:F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)。要使动力最小,就需要让动力臂最大。
2、最长动力臂的确定
动力臂是支点到动力作用线的距离。当动力作用点固定时,支点到动力作用点的距离就是最长的动力臂,此时力的方向必须与该线段垂直。
3、力的示意图画法
作用点:A点。
方向:垂直于OA向下(或竖直向下)。
标注:在线段末端画箭头,标注F。
五、实验探究题(共3小题,每空1分,共17分)
21.在“探究液体压强与哪些因素相关”的实验中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等器材。
(1)实验前,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是___________(填字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)比较乙、丙两图,是为了探究液体的压强与液体   的关系。
(3)为了探究液体压强与液体密度的关系,应该比较   两图所示的实验。
(4)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水(<)中并处于同一深度,如图所示可判断出A杯中盛有   (选填“酒精”或“水”)。
【答案】(1)C
(2)深度
(3)丙、丁
(4)水
【知识点】液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验前U形管两侧液面存在高度差,说明橡皮管内气压与外界大气压不相等,与管内液体多少无关。正确的调节方法是取下橡皮管重新安装,使管内气压与大气压相等,让U形管初始液面相平,故选C。
故答案为:C;
(2)乙、丙两图中,液体均为水(密度相同),仅探头在液体中的深度不同,U形管液面高度差也不同,因此这组实验是探究液体压强与深度的关系。
故答案为:深度;
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,需控制探头深度相同,只改变液体密度。丙(水)、丁(盐水)两图中,探头深度相同,液体密度不同,符合实验要求。
故答案为:丙、丁;
(4)两个探头处于同一深度,根据液体压强公式 ,深度相同时,液体密度越大,压强越大。图中U形管液面左低右高,说明A侧探头受到的压强更大,因此A杯液体密度更大。已知,因此A杯中盛有水。
故答案为:水;
【分析】(1)考查U形管压强计的调节方法,解题关键是理解初始液面差是由管内气压与外界大气压不等导致的,需通过重新安装橡皮管来平衡内外气压。
(2)考查控制变量法的应用,解题关键是识别出实验中控制了液体密度不变,改变了探头深度,从而确定探究的变量。
(3)考查探究液体压强与密度关系的实验设计,解题关键是明确需控制探头深度不变,只改变液体密度,因此选择丙、丁两组实验。
(4)考查液体压强公式的应用,解题关键是利用同一深度下,压强越大则液体密度越大的规律,结合U形管液面差判断压强大小,进而确定液体种类。
(1)实验前U形管两边的液面存在液面差,说明橡皮管内气压和外界大气压不相等,不是液体多少的问题,正确调节方法是取下橡皮管重新安装,使管内气压等于大气压,让U形管初始液面相平,故选C。
(2)乙、丙两图中,液体都是水,密度相同,只有探头在液体中的深度不同,U形管液面高度差不同,因此是探究液体压强与深度的关系。
(3)探究液体压强和液体密度的关系,需要控制探头深度相同,只改变液体密度;丙(水)、丁(盐水)两图中探头深度相同,液体密度不同,符合实验要求。
(4)两个探头处于同一深度,根据液体压强公式 ,深度相同时,液体密度越大,压强越大;图中U形管液面左低右高,说明A侧探头受到的压强更大,因此A杯液体密度更大;已知 ,因此A杯中盛有水。
22. 如图所示,小明在家里洗水果时,发现体积较小的苹果漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底。
(1)请在图乙方框内画出此时苹果的受力示意图;(“·”表示苹果)
(2)苹果的质量为150g,苹果受到的重力大小为   N;
(3)苹果受到的浮力大小为   N,依据是   ;
(4)小明想知道芒果的密度,如图所示,他用电子秤测量芒果的质量为   g,随后,他测出芒果的体积为,图甲中芒果受到的浮力大小为   N。芒果对容器底部压力大小为   N。
【答案】(1)
(2)1.5
(3)1.5;苹果漂浮时受到的浮力大小与重力大小相等;
(4)480.0;4;0.8
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力及其大小的计算;压力及重力与压力的区别;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)由图甲可知苹果漂浮在水面,由物体的漂浮条件可知,苹果受到的浮力与重力的大小相等,因此所画重力作用线的长度应与浮力作用线的长度相等,结合重力的方向竖直向下、浮力的方向竖直向上画出此时苹果的受力示意图,如图所示:

(2)苹果受到的重力:G=mg=150×10-3kg×10N/kg=1.5N;
(3)第1空,第2空,由物体的漂浮条件可知,苹果漂浮时受到的浮力大小与重力大小相等,即苹果受到的浮力:F浮=G=1.5N;
(4)由图丙读出芒果的质量为480g,则芒果受到的重力:G'=m'g=480×10-3kg×10N/kg=4.8N,图甲中芒果受到的浮力:F'浮=ρ水gV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N,
由力的平衡条件和力的作用是相互的可知,芒果对容器底部压力:
F压=F支=G'-F'浮=4.8N-4N=0.8N。
故答案为:(1)见解答图;(2)1.5;(3)1.5;苹果漂浮时受到的浮力大小与重力大小相等;(4)480;4;0.8。
【分析】(1)由图甲可知苹果漂浮在水面,根据物体的漂浮条件可知苹果受到的浮力与重力的大小关系,根据重力的方向竖直向下、浮力的方向竖直向上画出此时苹果的受力示意图;
(2)根据G=mg求出苹果受到的重力大小;
(3)根据物体的漂浮条件求出苹果受到的浮力大小;
(4)根据图丙读出芒果的质量,根据G=mg求出芒果受到的重力大小;根据阿基米德原理求出图甲中芒果受到的浮力大小,根据力的平衡条件和力的作用是相互的求出芒果对容器底部压力大小。
23.斜面是一种省力机械,斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小明做了如下猜想:
猜想1:斜面的省力情况与斜面的表面材料有关。
猜想2:斜面的省力情况与斜面的倾斜程度有关。
猜想3:斜面的省力情况与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验,物体在沿斜面拉力的作用下做匀速直线运动,实验数据记录如下表。
实验次序 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 30° 30° 30° 30° 45° 60°
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
根据实验数据,回答下列问题:
(1)通过对比实验1、2中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的   有关。
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是在其他条件相同时,   ,提升物体越省力。
(3)为验证猜想3,小明做了三次实验   (选填实验次序),分析实验数据后,他认为这几次实验省力情况相同,依据是沿斜面的拉力与物块重力比值   (选填“相等”或“不等”)。
(4)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力将重为4N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端,已知斜面长为1.2m、高为0.3m,则斜面的机械效率约是   (结果精确至1%);物体受到的摩擦力是   N。
【答案】(1)材料
(2)斜面的倾斜程度越小
(3)1、3、4;相等
(4)55.6%;0.8
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;斜面的机械效率;斜面机械效率的测量实验;物理学方法
【解析】【解答】 (1)实验1、2控制了斜面倾角、物重不变,只改变斜面表面材料,拉力不同,说明使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
(2)实验1、5、6控制了表面材料、物重不变,改变斜面倾角,30°时拉力1.35N,45°时1.52N,60°时1.70N,倾角越小,拉力越小,越省力,因此结论为:在其他条件相同时,斜面倾角越小,提升物体越省力。
(3)验证猜想3,需控制斜面倾角、表面材料相同,仅改变物重,因此选择实验1、3、4;计算拉力与物重的比值,三次比值均为0.675,相等,说明省力情况相同。
(4)拉力做的有用功W有=Gh=4N×0.3m=1.2J,拉力做的总功W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J。
斜面的机械效率:。拉力做的额外功W额=W总-W有=2.16J-1.2J=0.96J,物体受到的摩擦力。
故答案为:(1)材料;(2)斜面的倾斜程度越小;(3)1、3、4;相等;(4)55.6%;0.8。
【分析】 (1)通过对比实验1,2中的数据可知二者的倾角和物重均相同,但表面材料不同,根据控制变量法的要求分析即可;
(2)对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,利用控制变量法分析;
(3)探究斜面省力的情况与重力大小有关时,需要控制倾角相同、表面材料相同,物体的重力不同;
(4)根据公式W=Gh可求拉力做的有用功;利用W=Fs求出拉力做的功,即总功;斜面的机械效率等于有用功与总功之比。拉力做的额外功W额=fs,计算物体受到的摩擦力。
(1)通过对比实验1、2中的数据可知,物体的重力和倾角相等,表面材料不同,则拉力大小不同,根据控制变量法可知,可以得到使用斜面省力的情况与斜面的材料有关。
(2)对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,故结论是:在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力。
(3)[1]探究斜面省力的情况与重力大小有关时,根据控制变量法可知,实验中需要控制倾角相同、表面材料相同,改变物体的重力,所以需要对比1、3、4的实验数据。
[2]根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力与物块重力比值相等。
(4)[1]拉力做的有用功,拉力做的总功。
斜面的机械效率。
[2]拉力做的额外功,物体受到的摩擦力。
六、计算题(共2小题,每题9分,请写出必要的文字说明,共18分)
24.如图所示,搬运工人用滑轮组提升重540N的物体,所用的拉力F为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s,(不计绳重,绳与滑轮的摩擦)求:
(1)物体上升的高度;
(2)拉力F所做的功的功率;
(3)若物重只有240N,滑轮组的机械效率。
【答案】解:(1)根据题意可知,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s,
则物体上升的高度为h=vt=0.2m/s×10s=2m。
答:物体上升的高度为2m。
(2)根据图片可知,滑轮组承担重力的绳子股数n=3,
则绳端移动的速度v绳=nv=3×0.2m/s=0.6m/s;
人拉绳子做功的功率。
答:拉力F所做的功的功率120W。
(3)根据得到:;
解得:G动=60N;
若物重只有240N,滑轮组的机械效率为

答:若物重只有240N,滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】 (1)根据h=vt求出物体上升的高度;
(2)根据图片确定滑轮组绳子的有效股数,根据v绳=nv物求出绳端移动的速度,根据P=Fv求出拉力F所做的功的功率;(3)根据求出动滑轮的重力,若物重只有240N时,利用
求出滑轮组的机械效率。
25.质量为52kg,总体积为的小海佩戴防溺水安全手环下水。某次他启动开关如图所示,气囊充满气体使他漂浮于水面,头部露出水面以确保安全。(手环所受的重力忽略不计,,).求:
(1)小海的重力;
(2)小海浸在水中的部分占总体积的,此时小海自身所受的浮力;
(3)充满气后气囊所受的浮力。
【答案】(1)小海的重力计算:
(2)小海排开水的体积:
小海自身所受的浮力:
(3)人和气囊整体漂浮,总浮力等于总重力:
气囊所受的浮力:
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1) 本题考查重力的计算,解题思路是直接利用重力公式 ,代入质量和重力加速度计算重力;
(2) 本题考查阿基米德原理的应用,解题思路是先根据题意求出排开水的体积,再利用阿基米德原理公式 计算小海自身受到的浮力;
(3) 本题考查漂浮条件的应用,解题思路是根据整体漂浮时总浮力等于总重力,先求出总浮力,再减去小海自身的浮力,得到气囊受到的浮力。
(1)小海的重力
(2)小海排开水的体积
小海自身所受的浮力
(3)因为整体漂浮,所以人和气囊的总浮力
则充满气后气囊所受的浮力
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