【精品解析】新疆巴音郭楞一中2023-2024学年八年级(下)物理期末试卷

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【精品解析】新疆巴音郭楞一中2023-2024学年八年级(下)物理期末试卷

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新疆巴音郭楞一中2023-2024学年八年级(下)物理期末试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.如图所示,车内装满沙子,小明用绳拉车将沙子运到前方,车受到拉力的作用,此拉力的施力物体是(  )
A.绳 B.车 C.小明 D.地球
2.如图所示是宇航员从月球带回的环形石头形状规则,质量均匀,则它的重心在(  )
A.点 B.点 C.点 D.点
3.小爱和同学们对八年级下册物理课本如图的重力进行了估测,下面数据最接近实际情况的是(  )
A. B. C. D.
4.首先用实验测定大气压强的科学家是(  )
A.托里拆利 B.伽利略 C.帕斯卡 D.阿基米德
5.下列实例中,是利用连通器的原理进行工作的是(  )
A.拦河大坝 B.活塞式抽水机
C.液体压强计 D.船闸
6.生活中常借助下列工具完成各种任务,其中使用时属于费力杠杆的是(  )
A.镊子 B.扳手
C.羊角锤 D.瓶起子
7.同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变(  )
A.时间 B.功 C.功率 D.机械效率
8.如图所示的实例中,目的是为了增大摩擦的是(  )
A.手推车装上车轮
B.自行车轴承有滚珠
C.车轮装有防滑链
D.磁悬浮列车与轨道分离
9.如图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,下列说法中正确的是(  )
A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃做功
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃做功
10. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是(  )
A.液体对容器底部的压强 B.容器对桌面的压强
C.液体的密度 D.容器对桌面的压力
11.如图所示,将一个重9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为3.6N,在斜面上移动的距离s=1.2m,物体升高的高度h=0.3m,则(  )
A.物体所受的摩擦力3.6N B.物体克服重力做功4.32J
C.拉力做功2.7J D.斜面的机械效率62.5%
12.用同材料制成、质量相等的空心方形盒和实心玩具鱼,把玩具鱼密封在盒内,再将盒放入水中,盒在水中如图所示位置静止,已知材料密度为,方形盒的体积为,水的密度为,则下列说法正确的是(  )
A.玩具鱼的质量为
B.方形盒与玩具鱼的体积之比为:
C.方形盒空心部分的体积为
D.水对盒下表面的压力为
二、填空题:本大题共3小题,共34分。
13.年月日时分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。
(1)火箭发射时,运载火箭将神舟十八号载人飞船平地托起,直冲云天,如图甲所示。它向下喷出的气流使自身受力加速上升,这是运用了力的作用是   的;
(2)年月日,神舟十七号、神舟十八号航天员乘组在轨举行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。空间站在轨绕地球运动,空间站受   选填“平衡力”或“非平衡力”作用。航天员乘组在太空中与在地面上相比,其惯性   选填“变大”“变小”或“不变”。在空间站内,所有物体处于失重状态,适宜给航天员进行体育锻炼的器材是   选填“哑铃”“弹簧拉力器”或“跑步机”;
(3)年月日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图乙所示是返回舱打开减速伞后减速下落的情景。在返回舱减速下落过程中,返回舱的动能   ,重力势能   。均选填“增大”“减小”或“不变”
14.兰新高铁横跨甘肃、青海、新疆三省区,全长公里,是目前世界上一次性建设里程最长的高速铁路。兰新高铁新疆段全部采用型双块式无砟轨道,这是无砟轨道工程技术在新疆铁路建设史上的首次应用。
(1)无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上如图甲所示。传统铁路的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟如图乙所示。传统的铁路轨道,枕木的作用是通过   来减小压强,防止铁轨因压强太大而下陷到泥土里。若高速铁路轨道下填充小碎石,当列车高速运行时,列车底部和轨道之间气压将会   选填“增大”或“减小”,小碎石可能飞起来落到轨道上,是非常危险的,所以高速铁路轨道下是不能填充小碎石的;
(2)动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤砸破玻璃逃生,为了更容易砸破玻璃,“逃生锤”的锤头应做得   选填“很尖”或“很平”,这样在相同条件下使用“逃生锤”时可以产生较大的   ;
(3)如图丙所示,高速列车在水平轨道上行驶,当列车加速行驶时,放在水平桌面上“静止不动”的书   选填“会”或“不会”受到摩擦力的作用。
15.中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔的科考营地顺利升空达到海拔,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。
(1)如图甲所示,“极目一号”Ⅲ型浮空艇主要靠浮力升空,体积约为,总质量约为,它受到重力的大小约为   。浮空艇有两个气囊,内部上层主气囊充满氦气,中间隔开,下边腹部还有一个小的副气囊如图乙所示,副气囊是充空气的,通过调节副气囊内的空气量就可以调节浮空艇内外气压差。浮空艇主气囊内部充入的氦气密度   选填“大于”、“小于”或“等于”艇外空气密度;随着高度升高,大气压强会   选填“增大”或“减小”,为了保持浮空艇内外气压差处在安全范围,副气囊需要   选填“排出”或“吸入”部分空气;
(2)若浮空艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从浮空艇上掉下,随后浮空艇将做   选填“匀速运动”、“减速运动”或“加速运动”;
(3)浮空艇通过与地面锚泊车连接的系留缆绳进行升空和驻空,如图丙所示,主系缆的作用就是约束浮空艇的艇体,它由很多部分组成,其中包含承力的部分。在营地系泊时,浮空艇悬停在空中处于平衡状态,受到重力、浮力和缆绳拉力三个的作用。若缆绳对浮空艇的拉力方向是竖直向下的,则拉力的大小约为   。海拔处空气密度约为
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
16.如图为某时刻不倒翁倾斜时的照片,请画出不倒翁受到的重力(点O为不倒翁的重心)。
17.如图所示是体育加试时某同学参加赛跑时的情景图,请画出该同学的右脚所受摩擦力的示意图。
18.如图所示,杠杆的端在绳子拉力的作用下将端物体悬挂起,画出端所受拉力及的力臂。
四、实验探究题:本大题共3小题,共24分。
19.小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到斜面底端时的速度相同,实验时应让小车从同一斜面的   由静止开始下滑。
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离越远,说明小车运动的速度改变得越   选填“快”或“慢”。
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上   填运动情况。
20.如图甲所示是某小组的同学测量动滑轮的机械效率的示意图。
用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,将重为的物体从位置匀速提升到位置,同时弹簧测力计从图中的位置上升到位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:
(1)绳子自由端上升的距离是   。
(2)上述过程中做的有用功是   。
(3)此动滑轮的机械效率是   。
(4)机械效率是机械性能好坏的重要标志,结合生产生活实际,下列提高动滑轮的机械效率的措施不可行的是____填字母。
A.增加所提物重; B.减轻动滑轮自重;
C.给动滑轮加润滑油; D.增加物体上升高度。
21.在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出如下猜想:
猜想:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)为了研究猜想和猜想,采用了体积相同的、、三个圆柱体,测得重力分别为、和,然后进行如图所示的实验:
在序号的实验中,物体所受的浮力大小为   ;
比较序号   三次实验可得出初步结论,浮力大小与液体密度有关;
进一步分析可知其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力   ;
比较序号、、的三次实验可得出结论,浮力的大小与物体的重力   关;
(2)为了验证猜想,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示实验,发现两弹簧测力计示数不相等,由此小明得出的结论是浮力的大小与物体的形状有关。小珍认为这种结论不可靠,主要原因是   。
五、计算题:本大题共2小题,共12分。
22.五一期间,小魏办理行李托运时,显示行李箱质量为,行李箱竖直放置时轮子与地面的总接触面积为。当他拉行李箱时,行李箱和水平地面的夹角保持,拉力的作用点在拉杆末端,点到重力作用线的距离为,如图所示。到家后,他用了把行李箱从一楼提到三楼,共提高。求:
(1)行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率;
(3)用图示方式拉行李箱时,竖直方向拉力的大小。
23.一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀,容器的高度,外底面积,内底面积,将圆柱形容器内有质量可忽略的空气倒扣于水中静止时如图所示。已知容器内外液面的高度差,容器口与容器外部液面的高度差,大气压强取,水的密度为。求:
(1)水对容器底产生的压力;
(2)容器内水面上方气体的压强;
(3)圆柱形容器所受的重力。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力的概念及单位
【解析】【解答】拉力属于弹力,必须通过相互接触才能产生。对于车受到拉力来说,此时车为受力物体,那么施力物体应该是与它接触的绳子,故A正确,而BCD错误。
故选A。
【分析】对车进行受力分析,确定这个力的施力物体和受力物体即可。
2.【答案】D
【知识点】重心
【解析】【解答】从图形上看宇航员从月球带回的环形石头(形状规则),质地均匀,则它的重心在几何中心上,圆环的几何中心为圆心,所以它的重心在A点,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【分析】形状规则质地均匀的物体,重心在它的几何中心上。
3.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】一个大苹果的质量在200g左右,八年级下册物理课本的质量与此差不多,在200g=0.2kg左右,受到的重力约为G=mg=0.2kg x 10N/kg = 2N,故ACD错误,B正确;
故选: B。
【分析】先对物理课本的质量作出估测,然后利用公式G=mg得到重力。
4.【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】A、托里拆利首先准确测量出大气压的值,他所做的实验命名为托里拆利实验。符合题意。
B、伽利略研究了单摆实验,在牛顿第一定律上有重大的贡献。不符合题意。
C、帕斯卡发现了帕斯卡定律,研究了液体压强问题。不符合题意。
D、牛顿发现了牛顿第一定律等。不符合题意。
故选:A。
【分析】准确测量大气压值的实验是托里拆利实验,托里拆利实验是由托里拆利完成的。
5.【答案】D
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】A.由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成下宽上窄的形状,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机工作时,是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.液体压强计的下部是连通的,但两端不是开口的,所以不是利用连通器原理制成的,故C不符合题意;
D.船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的,故D符合题意。故选:D。
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征。
6.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.镊子使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确;
B.扳手使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不正确;
C.羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不正确;
D.瓶起子使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不正确。
故选:A。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
7.【答案】C
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】做仰卧起坐时,每次所做的功相同,同学们可以改变仰卧起坐的快慢,则做功的功率发生了改变,所以其实质是改变功率的大小,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【分析】根据功率的定义分析,功率是单位时间内做功的多少,是表示做功快慢的物理量。
8.【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、手推车装上车轮,通过变滑动为滚动来减小摩擦。故A不合题意;
B、自行车轴承内部装有滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦。故B不合题意;
C、车轮装有防滑链,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。故C合题意;
D、磁悬浮列车行驶时不接触轨道,是通过使接触面脱离来减小摩擦力。故D不符合题意。
故选:C。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
9.【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A、从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故A错误;
B、从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故B正确;
C、从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故C错误;
D、举着杠铃稳定站立的过程中,运动员施加了力,但杠铃没移动距离,所以人对杠铃不做功,故D错误。
故选:B。
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。
10.【答案】B
【知识点】压强大小比较;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AC、 容器底面积相同S甲=S乙,液体深度相同h甲=h乙,由容器形状特点,可知甲中溶液体积小于乙中溶液体积,即V甲<V乙,又由密度公式ρ=,可知ρ甲>ρ乙,故C错误;由液体压强公式p=ρgh,可知p甲>p乙,故A错误;
BD、由于两容器质量相同,液体质量相同,所以甲乙对比,容器与液体的总质量相同,由G=mg知,总重力相同,对桌面的压力F相同,故D错误;又由于甲乙容器的底面积相同,即受力面积S相同,所以根据压强公式p=,可知容器对桌面的压强相同,故B正确。
故答案为:B。
【分析】两容器形状对比,可判断溶液体积的大小关系。根据密度公式,可判断两种溶液密度大小关系。根据液体压强公式可判断压强大小关系。根据压力的形成过程及压强的定义式,可判断压力的大小关系和压强的大小关系。
11.【答案】D
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】B.克服重力做的有用功W有=Gh=9N×0.3m=2.7J,故B错误;
C.拉力做的总功W=Fs=3.6N×1.2m=4.32J,故C错误;
A.斜面做的额外功W额=W总-W有=4.32J-2.7J=1.62J,则物体受到的摩擦力:,故A错误;
D.斜面的机械效率,故D正确。
故选D。
【分析】B.根据W有=Gh计算克服重力做的有用功;
C.根据W=Fs计算拉力做的总功;
A.根据W额=W总-W有计算额外功,根据计算摩擦力;
D.根据公式计算斜面的机械效率。
12.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、由于方形盒和实心玩具鱼整体悬浮时,总重力等于浮力,即G总= F浮= ρ水gV,则玩具鱼的重力,玩具鱼的质量,故A错误;
B、假设方形盒和实心玩具鱼分别为m,则玩具鱼的体积V=,方形盒和实心玩具鱼的总重力G总=2mg;根据阿基米德原理得盒的体积,所以盒与玩具鱼的体积之比,故B错误;
C、根据盒与玩具鱼的体积之比变形得实心玩具鱼的体积,因为同种材料制成质量相等的方形盒和实心玩具鱼,所以方形盒中材料的体积等于实心玩具鱼的体积,即V方盒 =V,则盒空心部分的体积,故C正确;
D、根据压力差法可知,水对盒的浮力等于水对盒下表面的压力减去水对盒上表面的压力,所以水对盒下表面的压力大于水对盒的浮力,即水对盒下表面的压力大于ρ水gV,故D错误。
故选: C。
【分析】根据方形盒和实心玩具鱼整体悬浮时,浮力等于总重力,据此列式求出玩具鱼的质量;假设方形盒和实心玩具鱼分别为m,利用密度公式和阿基米德原理分别表示出盒与玩具鱼的体积,据此求二者体积之比;盒空心部分的体积等于盒的体积减去盒的材料的体积,据此分析判断出答案;根据压力差法分析水对盒下表面的压力与浮力的大小关系。
13.【答案】(1)相互
(2)非平衡力;不变;弹簧拉力器
(3)减小;减小
【知识点】动能和势能的大小变化;力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)它向下喷出的气流,受到气流的反作用力,使自身受力加速上升,这是运用了力的作用是相互的。
(2)受平衡力作用时,物体保持静止状态或者匀速直线运动状态,空间站在轨绕地球运动,做的是圆周运动,则空间站受非平衡力作用。惯性的大小跟质量有关,航天员乘组在太空中与在地面上相比,质量不变,其惯性大小不变。所有物体处于失重状态,适宜给航天员进行体育锻炼的器材是弹簧拉力器,依靠的是弹簧形变产生的弹力。
(3)在返回舱减速下落过程中,速度减小,返回舱的动能减小,高度降低,重力势能减小。
故答案为:(1)相互;(2)非平衡力;不变;弹簧拉力器;(3)减小;减小。
【分析】(1)力的作用是相互的。
(2)物体处于静止状态或者匀速直线运动状态时处于平衡状态。一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
(3)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。
14.【答案】(1)增大受力面积;减小
(2)很尖;压强
(3)会
【知识点】摩擦力产生的条件;增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)枕木的作用是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。根据流体流速与压强的特点可知,高速列车在行驶过程中,会使底部和列车之间的空气流速变大,压强减小,碎石头外侧的气体压强不变,碎石头在向内压力差的作用下,可能飞起来落到轨道上,所以高速轨道是不能填充碎石头的。
(2)遇到紧急情况时,乘客可以用“逃生锤”砸破玻璃逃生,因此,“逃生锤”应具备前端尖锐的特点,这样在压力一定时,可减小受力面积,增大压强。
(3)在高速列车加速行驶时,书相对于桌面有向后运动的趋势,因此受到向前的静摩擦力。
故答案为:(1)增大受力面积;减小;(2)很尖;压强;(3)会。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强;在受力面积一定时,增大压力增大压强。
(3)摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
15.【答案】(1);小于;减小;排出
(2)减速运动
(3)
【知识点】二力平衡的条件及其应用;大气压强与高度的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)浮空艇受到重力的大小约为G=mg=2.6x10kg x10N/kg=2.6 x104N;浮空艇是利用浮力升空的,为保证浮空艇受到的浮力大于其重力,应减小浮空艇的自重,气囊内应充入密度较小的气体,所以主气囊内部充入的氦气密度小于艇外空气密度;大气压随海拔高度的增大而减小,所以随着高度升高,大气压强会减小;为了保持浮空艇内外气压差处在安全范围,副气囊内的气压也要随之减小,需要排出部分空气。
(2)浮空艇从足够高处匀速竖直下降时,所受到浮力等于总重力。一重物从浮空艇上掉下,重力变小,浮力大于重力,但由于浮空艇具有惯性,随后浮空艇将向下做减速运动。
(3)浮空艇受到的浮力为F浮=ρgV=0.8kg/m3x10N/kgx9000m3=7.2x104N,则拉力的大小约为
F=F浮-G=7.2x104N-2.6x104N=4.6x104N;
故答案为:(1)2.6x104;小于;减小;排出;(2)减速运动;(3)4.6x104。
【分析】(1)利用G=mg求得浮空艇受到重力的大小;根据浮沉条件判断主气囊内部充入的氦气密度与艇外空气密度的关系;大气压随海拔高度的增大而减小;
(2)浮空艇从足够高处匀速竖直下降时,所受到浮力等于总重力;
(3)利用阿基米德原理求得浮空艇受到的浮力,结合受力分析得到拉力的大小。
16.【答案】
【知识点】重心;重力示意图
【解析】【解答】重力方向竖直向下,作用点在重心,则过重心,画竖直向下的线段,记为G,如图所示:
【分析】重力方向竖直向下,作用点在重心。
17.【答案】
【知识点】摩擦力的示意图
【解析】【解答】赛跑时人后脚蹬地面,脚相对地面有向后运动的趋势,所以右脚鞋底受到的摩擦力向前,作用点在鞋底与地面的接触面上,用f表示,如图所示:
【分析】摩擦力是相互接触的两个物体,当它们有相对运动的趋势或已经发生相对运动时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力,由此确定摩擦力的方向和作用点,再按力的示意图的要求画出摩擦力即可。
18.【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】先画出绳子对A点的拉力F,方向是沿绳子方向斜向上的,作用点在A点。然后过支点做力F作用线的垂线,标上垂足,用双箭头表示出这段距离,记为L。
【分析】先沿着绳子方向画出A点所受的拉力F,然后根据力臂的画法(找出支点,过支点做这个力作用线的垂线,画出垂足,标上双箭头表示这段距离)做出F的力臂L。
19.【答案】(1)同一高度
(2)慢
(3)做匀速直线运动
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法,实验中每次均让小车从斜面顶端相同高度处由静止下滑,目的是使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等;
(2)毛巾接触面粗糙最大,木板接触面粗糙程度最小,比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越慢;
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车的速度不发生改变,故在水平面上做匀速直线运动。
故答案为:(1)同一高度;(2)慢;(3)做匀速直线运动。
【分析】(1)根据控制变量法,小车每次在水平面上开始滑行时的速度要相等;
(2)从毛巾、棉布、到玻璃粗糙程度变小,受到的阻力越小,结合实验现象分析;
(3)小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,据此推理得出结论。
20.【答案】(1)20.0
(2)0.3
(3)75
(4)D
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)物体从A位置匀速提升到B位置,绳端上升的高度为:h=45.0cm-25.0cm=20.0cm =0.2m;
(2)使用动滑轮时n=2,绳端上升的距离(高度)s=nh,物体上升的高度,克服物体重力做的有用功:W有用=Gh=3Nx0.1m=0.3J;
(3)由图乙可知拉力大小F=2N,拉力做的总功:W总=Fs=2N x 0.2m=0.4J,动滑轮的机械效率:;
(4)A、增加所提物重,有用功增大,额外功几乎不变,有用功与总功比值增大,机械效率增大;
B、克服动滑轮重做的功是额外功,减轻动滑轮自重就减小额外功,有用功不变,额外功减小,则有用功与总功比值增大,机械效率增大;
C、给动滑轮加润滑油是为了减小摩擦,克服摩擦力做的功是额外功,有用功不变,额外功减小,则有用功与总功比值增大,机械效率增大;
D、根据可知,增加重物上升高度,不影响滑轮组的机械效率大小;
故选:D。
故答案为:(1)20.0,(2)0.3,(3)75%,(4)D.
【分析】(1)物体从A位置匀速提升到B位置,从刻度尺读出绳端上升的高度;
(2)使用动滑轮时n=2,绳端上升的距离(高度)s=nh,据此可求物体上升的高度h,利用W=Gh求克服物体重力做的有用功;
(3)由图乙可知拉力大小F=2N,利用W=Fs求拉力做的总功,动滑轮的机械效率等于有用功与总功的比值;
(4)提高滑轮(组)机械效率的方法:增加所提物重、减小动滑轮重、减小摩擦;滑轮(组)的机械效率与提升物体的高度、速度大小无关。
21.【答案】(1);、、;越大;无
(2)没有控制排开液体的体积相同
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)①由称重法可知,在序号a的实验中,物体所受的浮力大小为:F浮=GA-Fa=4N- 3N=1N;
②探究浮力大小与液体密度关系应该控制物体排开液体体积一定,只改变液体的密度,故比较序号a、d、e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③在a、d、e的三次实验中,液体的密度关系为:ρ酒精 <ρ水くρ盐水,因F酒精>F水>F盐水,由称重法F浮=G-F可知,物体在三种液体中受到的浮力大小F浮酒精④由a、b、c的三次实验可知,重力不同但体积相同的A、B、C三个圆柱体所受浮力均为1N,故可得出结论:浮力的大小与物体的重力无关。
(2)为了研究浮力大小可能与物体形状有关,应该控制液体密度相同,物体排开液体体积相同,但小明并没有控制排开液体的体积相同,故由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关的结论不可靠。
故答案为:(1)①1;②a、d、e;③越大;④无;(2)没有控制排开液体的体积相同。
【分析】(1)①根据称重法F浮=G-F计算物体所受的浮力;
②根据控制变量法可知,探究浮力大小与液体密度有关时需控制物体排开液体体积一定,据此解答;
③④分析实验数据即可解答;
(2)根据控制变量法可知,探究浮力大小与物体的形状有关时需控制液体密度和物体排开液体体积一定,据此解答.
22.【答案】(1)解:行李箱质量为,行李箱重力为
则行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强为
答:行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强为;
(2)解:克服行李箱重力做功为
则克服行李箱重力做功的功率为
答:提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率为;
(3)解:根据数学知识可知竖直方向拉力的力臂为
根据杠杆平衡条件则有
解得拉力。
答:用图示方式拉行李箱时,竖直方向拉力的大小为
【知识点】功率的计算;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;杠杆的平衡条件;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)物体放在水平面,对地面的压力大小等于自身重力,根据 得出压强;
(2)已知行李箱的重力和被提高的高度,根据W=Gh可求克服行李箱重力做功,再根据 得出功率;
(3)由题意得出动力的力臂;根据杠杆平衡条件可得: FxL1= GxOA,得出动力。
23.【答案】(1)解:容器底所处的深度是底到水面点距离,即容器口与容器外部液面的高度差减去容器的高度,水对容器底的压强为;
由可得,水对容器底的压力为
答:水对容器底产生的压力;
(2)解:水进入容器中,容器处于静止状态,容器内水面上方气体压强大小等于气体压强和进入水中的水产生的压强之和,为
答:容器内水面上方气体的压强为;
(3)解:进入容器中水的深度为;根据;进入容器中水的重力为
将容器和进入容器中的水看成一个整体,整体受到的浮力为;
整体悬浮在水中,处于平衡状态,则;
故容器的重力为。
答:圆柱形容器所受的重力为。
【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;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据p=ρgh算出液体压强;结合F=pS计算压力;
(2)根据容器内水平处的压强相等求出容器内水面上方气体的压强;
(3)根据F浮 =ρ液V排g求出整体浮力,根据漂浮时F浮=G求出总重力,结合受力分析算出容器的重力。
1 / 1新疆巴音郭楞一中2023-2024学年八年级(下)物理期末试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.如图所示,车内装满沙子,小明用绳拉车将沙子运到前方,车受到拉力的作用,此拉力的施力物体是(  )
A.绳 B.车 C.小明 D.地球
【答案】A
【知识点】力的概念及单位
【解析】【解答】拉力属于弹力,必须通过相互接触才能产生。对于车受到拉力来说,此时车为受力物体,那么施力物体应该是与它接触的绳子,故A正确,而BCD错误。
故选A。
【分析】对车进行受力分析,确定这个力的施力物体和受力物体即可。
2.如图所示是宇航员从月球带回的环形石头形状规则,质量均匀,则它的重心在(  )
A.点 B.点 C.点 D.点
【答案】D
【知识点】重心
【解析】【解答】从图形上看宇航员从月球带回的环形石头(形状规则),质地均匀,则它的重心在几何中心上,圆环的几何中心为圆心,所以它的重心在A点,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【分析】形状规则质地均匀的物体,重心在它的几何中心上。
3.小爱和同学们对八年级下册物理课本如图的重力进行了估测,下面数据最接近实际情况的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】一个大苹果的质量在200g左右,八年级下册物理课本的质量与此差不多,在200g=0.2kg左右,受到的重力约为G=mg=0.2kg x 10N/kg = 2N,故ACD错误,B正确;
故选: B。
【分析】先对物理课本的质量作出估测,然后利用公式G=mg得到重力。
4.首先用实验测定大气压强的科学家是(  )
A.托里拆利 B.伽利略 C.帕斯卡 D.阿基米德
【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】A、托里拆利首先准确测量出大气压的值,他所做的实验命名为托里拆利实验。符合题意。
B、伽利略研究了单摆实验,在牛顿第一定律上有重大的贡献。不符合题意。
C、帕斯卡发现了帕斯卡定律,研究了液体压强问题。不符合题意。
D、牛顿发现了牛顿第一定律等。不符合题意。
故选:A。
【分析】准确测量大气压值的实验是托里拆利实验,托里拆利实验是由托里拆利完成的。
5.下列实例中,是利用连通器的原理进行工作的是(  )
A.拦河大坝 B.活塞式抽水机
C.液体压强计 D.船闸
【答案】D
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】A.由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成下宽上窄的形状,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机工作时,是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.液体压强计的下部是连通的,但两端不是开口的,所以不是利用连通器原理制成的,故C不符合题意;
D.船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的,故D符合题意。故选:D。
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征。
6.生活中常借助下列工具完成各种任务,其中使用时属于费力杠杆的是(  )
A.镊子 B.扳手
C.羊角锤 D.瓶起子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.镊子使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确;
B.扳手使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不正确;
C.羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不正确;
D.瓶起子使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不正确。
故选:A。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
7.同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变(  )
A.时间 B.功 C.功率 D.机械效率
【答案】C
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】做仰卧起坐时,每次所做的功相同,同学们可以改变仰卧起坐的快慢,则做功的功率发生了改变,所以其实质是改变功率的大小,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【分析】根据功率的定义分析,功率是单位时间内做功的多少,是表示做功快慢的物理量。
8.如图所示的实例中,目的是为了增大摩擦的是(  )
A.手推车装上车轮
B.自行车轴承有滚珠
C.车轮装有防滑链
D.磁悬浮列车与轨道分离
【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、手推车装上车轮,通过变滑动为滚动来减小摩擦。故A不合题意;
B、自行车轴承内部装有滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦。故B不合题意;
C、车轮装有防滑链,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。故C合题意;
D、磁悬浮列车行驶时不接触轨道,是通过使接触面脱离来减小摩擦力。故D不符合题意。
故选:C。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
9.如图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,下列说法中正确的是(  )
A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃做功
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃做功
【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A、从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故A错误;
B、从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故B正确;
C、从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故C错误;
D、举着杠铃稳定站立的过程中,运动员施加了力,但杠铃没移动距离,所以人对杠铃不做功,故D错误。
故选:B。
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。
10. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是(  )
A.液体对容器底部的压强 B.容器对桌面的压强
C.液体的密度 D.容器对桌面的压力
【答案】B
【知识点】压强大小比较;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AC、 容器底面积相同S甲=S乙,液体深度相同h甲=h乙,由容器形状特点,可知甲中溶液体积小于乙中溶液体积,即V甲<V乙,又由密度公式ρ=,可知ρ甲>ρ乙,故C错误;由液体压强公式p=ρgh,可知p甲>p乙,故A错误;
BD、由于两容器质量相同,液体质量相同,所以甲乙对比,容器与液体的总质量相同,由G=mg知,总重力相同,对桌面的压力F相同,故D错误;又由于甲乙容器的底面积相同,即受力面积S相同,所以根据压强公式p=,可知容器对桌面的压强相同,故B正确。
故答案为:B。
【分析】两容器形状对比,可判断溶液体积的大小关系。根据密度公式,可判断两种溶液密度大小关系。根据液体压强公式可判断压强大小关系。根据压力的形成过程及压强的定义式,可判断压力的大小关系和压强的大小关系。
11.如图所示,将一个重9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为3.6N,在斜面上移动的距离s=1.2m,物体升高的高度h=0.3m,则(  )
A.物体所受的摩擦力3.6N B.物体克服重力做功4.32J
C.拉力做功2.7J D.斜面的机械效率62.5%
【答案】D
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】B.克服重力做的有用功W有=Gh=9N×0.3m=2.7J,故B错误;
C.拉力做的总功W=Fs=3.6N×1.2m=4.32J,故C错误;
A.斜面做的额外功W额=W总-W有=4.32J-2.7J=1.62J,则物体受到的摩擦力:,故A错误;
D.斜面的机械效率,故D正确。
故选D。
【分析】B.根据W有=Gh计算克服重力做的有用功;
C.根据W=Fs计算拉力做的总功;
A.根据W额=W总-W有计算额外功,根据计算摩擦力;
D.根据公式计算斜面的机械效率。
12.用同材料制成、质量相等的空心方形盒和实心玩具鱼,把玩具鱼密封在盒内,再将盒放入水中,盒在水中如图所示位置静止,已知材料密度为,方形盒的体积为,水的密度为,则下列说法正确的是(  )
A.玩具鱼的质量为
B.方形盒与玩具鱼的体积之比为:
C.方形盒空心部分的体积为
D.水对盒下表面的压力为
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、由于方形盒和实心玩具鱼整体悬浮时,总重力等于浮力,即G总= F浮= ρ水gV,则玩具鱼的重力,玩具鱼的质量,故A错误;
B、假设方形盒和实心玩具鱼分别为m,则玩具鱼的体积V=,方形盒和实心玩具鱼的总重力G总=2mg;根据阿基米德原理得盒的体积,所以盒与玩具鱼的体积之比,故B错误;
C、根据盒与玩具鱼的体积之比变形得实心玩具鱼的体积,因为同种材料制成质量相等的方形盒和实心玩具鱼,所以方形盒中材料的体积等于实心玩具鱼的体积,即V方盒 =V,则盒空心部分的体积,故C正确;
D、根据压力差法可知,水对盒的浮力等于水对盒下表面的压力减去水对盒上表面的压力,所以水对盒下表面的压力大于水对盒的浮力,即水对盒下表面的压力大于ρ水gV,故D错误。
故选: C。
【分析】根据方形盒和实心玩具鱼整体悬浮时,浮力等于总重力,据此列式求出玩具鱼的质量;假设方形盒和实心玩具鱼分别为m,利用密度公式和阿基米德原理分别表示出盒与玩具鱼的体积,据此求二者体积之比;盒空心部分的体积等于盒的体积减去盒的材料的体积,据此分析判断出答案;根据压力差法分析水对盒下表面的压力与浮力的大小关系。
二、填空题:本大题共3小题,共34分。
13.年月日时分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。
(1)火箭发射时,运载火箭将神舟十八号载人飞船平地托起,直冲云天,如图甲所示。它向下喷出的气流使自身受力加速上升,这是运用了力的作用是   的;
(2)年月日,神舟十七号、神舟十八号航天员乘组在轨举行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。空间站在轨绕地球运动,空间站受   选填“平衡力”或“非平衡力”作用。航天员乘组在太空中与在地面上相比,其惯性   选填“变大”“变小”或“不变”。在空间站内,所有物体处于失重状态,适宜给航天员进行体育锻炼的器材是   选填“哑铃”“弹簧拉力器”或“跑步机”;
(3)年月日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图乙所示是返回舱打开减速伞后减速下落的情景。在返回舱减速下落过程中,返回舱的动能   ,重力势能   。均选填“增大”“减小”或“不变”
【答案】(1)相互
(2)非平衡力;不变;弹簧拉力器
(3)减小;减小
【知识点】动能和势能的大小变化;力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)它向下喷出的气流,受到气流的反作用力,使自身受力加速上升,这是运用了力的作用是相互的。
(2)受平衡力作用时,物体保持静止状态或者匀速直线运动状态,空间站在轨绕地球运动,做的是圆周运动,则空间站受非平衡力作用。惯性的大小跟质量有关,航天员乘组在太空中与在地面上相比,质量不变,其惯性大小不变。所有物体处于失重状态,适宜给航天员进行体育锻炼的器材是弹簧拉力器,依靠的是弹簧形变产生的弹力。
(3)在返回舱减速下落过程中,速度减小,返回舱的动能减小,高度降低,重力势能减小。
故答案为:(1)相互;(2)非平衡力;不变;弹簧拉力器;(3)减小;减小。
【分析】(1)力的作用是相互的。
(2)物体处于静止状态或者匀速直线运动状态时处于平衡状态。一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
(3)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。
14.兰新高铁横跨甘肃、青海、新疆三省区,全长公里,是目前世界上一次性建设里程最长的高速铁路。兰新高铁新疆段全部采用型双块式无砟轨道,这是无砟轨道工程技术在新疆铁路建设史上的首次应用。
(1)无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上如图甲所示。传统铁路的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟如图乙所示。传统的铁路轨道,枕木的作用是通过   来减小压强,防止铁轨因压强太大而下陷到泥土里。若高速铁路轨道下填充小碎石,当列车高速运行时,列车底部和轨道之间气压将会   选填“增大”或“减小”,小碎石可能飞起来落到轨道上,是非常危险的,所以高速铁路轨道下是不能填充小碎石的;
(2)动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤砸破玻璃逃生,为了更容易砸破玻璃,“逃生锤”的锤头应做得   选填“很尖”或“很平”,这样在相同条件下使用“逃生锤”时可以产生较大的   ;
(3)如图丙所示,高速列车在水平轨道上行驶,当列车加速行驶时,放在水平桌面上“静止不动”的书   选填“会”或“不会”受到摩擦力的作用。
【答案】(1)增大受力面积;减小
(2)很尖;压强
(3)会
【知识点】摩擦力产生的条件;增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)枕木的作用是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。根据流体流速与压强的特点可知,高速列车在行驶过程中,会使底部和列车之间的空气流速变大,压强减小,碎石头外侧的气体压强不变,碎石头在向内压力差的作用下,可能飞起来落到轨道上,所以高速轨道是不能填充碎石头的。
(2)遇到紧急情况时,乘客可以用“逃生锤”砸破玻璃逃生,因此,“逃生锤”应具备前端尖锐的特点,这样在压力一定时,可减小受力面积,增大压强。
(3)在高速列车加速行驶时,书相对于桌面有向后运动的趋势,因此受到向前的静摩擦力。
故答案为:(1)增大受力面积;减小;(2)很尖;压强;(3)会。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强;在受力面积一定时,增大压力增大压强。
(3)摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
15.中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔的科考营地顺利升空达到海拔,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。
(1)如图甲所示,“极目一号”Ⅲ型浮空艇主要靠浮力升空,体积约为,总质量约为,它受到重力的大小约为   。浮空艇有两个气囊,内部上层主气囊充满氦气,中间隔开,下边腹部还有一个小的副气囊如图乙所示,副气囊是充空气的,通过调节副气囊内的空气量就可以调节浮空艇内外气压差。浮空艇主气囊内部充入的氦气密度   选填“大于”、“小于”或“等于”艇外空气密度;随着高度升高,大气压强会   选填“增大”或“减小”,为了保持浮空艇内外气压差处在安全范围,副气囊需要   选填“排出”或“吸入”部分空气;
(2)若浮空艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从浮空艇上掉下,随后浮空艇将做   选填“匀速运动”、“减速运动”或“加速运动”;
(3)浮空艇通过与地面锚泊车连接的系留缆绳进行升空和驻空,如图丙所示,主系缆的作用就是约束浮空艇的艇体,它由很多部分组成,其中包含承力的部分。在营地系泊时,浮空艇悬停在空中处于平衡状态,受到重力、浮力和缆绳拉力三个的作用。若缆绳对浮空艇的拉力方向是竖直向下的,则拉力的大小约为   。海拔处空气密度约为
【答案】(1);小于;减小;排出
(2)减速运动
(3)
【知识点】二力平衡的条件及其应用;大气压强与高度的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)浮空艇受到重力的大小约为G=mg=2.6x10kg x10N/kg=2.6 x104N;浮空艇是利用浮力升空的,为保证浮空艇受到的浮力大于其重力,应减小浮空艇的自重,气囊内应充入密度较小的气体,所以主气囊内部充入的氦气密度小于艇外空气密度;大气压随海拔高度的增大而减小,所以随着高度升高,大气压强会减小;为了保持浮空艇内外气压差处在安全范围,副气囊内的气压也要随之减小,需要排出部分空气。
(2)浮空艇从足够高处匀速竖直下降时,所受到浮力等于总重力。一重物从浮空艇上掉下,重力变小,浮力大于重力,但由于浮空艇具有惯性,随后浮空艇将向下做减速运动。
(3)浮空艇受到的浮力为F浮=ρgV=0.8kg/m3x10N/kgx9000m3=7.2x104N,则拉力的大小约为
F=F浮-G=7.2x104N-2.6x104N=4.6x104N;
故答案为:(1)2.6x104;小于;减小;排出;(2)减速运动;(3)4.6x104。
【分析】(1)利用G=mg求得浮空艇受到重力的大小;根据浮沉条件判断主气囊内部充入的氦气密度与艇外空气密度的关系;大气压随海拔高度的增大而减小;
(2)浮空艇从足够高处匀速竖直下降时,所受到浮力等于总重力;
(3)利用阿基米德原理求得浮空艇受到的浮力,结合受力分析得到拉力的大小。
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
16.如图为某时刻不倒翁倾斜时的照片,请画出不倒翁受到的重力(点O为不倒翁的重心)。
【答案】
【知识点】重心;重力示意图
【解析】【解答】重力方向竖直向下,作用点在重心,则过重心,画竖直向下的线段,记为G,如图所示:
【分析】重力方向竖直向下,作用点在重心。
17.如图所示是体育加试时某同学参加赛跑时的情景图,请画出该同学的右脚所受摩擦力的示意图。
【答案】
【知识点】摩擦力的示意图
【解析】【解答】赛跑时人后脚蹬地面,脚相对地面有向后运动的趋势,所以右脚鞋底受到的摩擦力向前,作用点在鞋底与地面的接触面上,用f表示,如图所示:
【分析】摩擦力是相互接触的两个物体,当它们有相对运动的趋势或已经发生相对运动时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力,由此确定摩擦力的方向和作用点,再按力的示意图的要求画出摩擦力即可。
18.如图所示,杠杆的端在绳子拉力的作用下将端物体悬挂起,画出端所受拉力及的力臂。
【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】先画出绳子对A点的拉力F,方向是沿绳子方向斜向上的,作用点在A点。然后过支点做力F作用线的垂线,标上垂足,用双箭头表示出这段距离,记为L。
【分析】先沿着绳子方向画出A点所受的拉力F,然后根据力臂的画法(找出支点,过支点做这个力作用线的垂线,画出垂足,标上双箭头表示这段距离)做出F的力臂L。
四、实验探究题:本大题共3小题,共24分。
19.小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到斜面底端时的速度相同,实验时应让小车从同一斜面的   由静止开始下滑。
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离越远,说明小车运动的速度改变得越   选填“快”或“慢”。
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上   填运动情况。
【答案】(1)同一高度
(2)慢
(3)做匀速直线运动
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法,实验中每次均让小车从斜面顶端相同高度处由静止下滑,目的是使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等;
(2)毛巾接触面粗糙最大,木板接触面粗糙程度最小,比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越慢;
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车的速度不发生改变,故在水平面上做匀速直线运动。
故答案为:(1)同一高度;(2)慢;(3)做匀速直线运动。
【分析】(1)根据控制变量法,小车每次在水平面上开始滑行时的速度要相等;
(2)从毛巾、棉布、到玻璃粗糙程度变小,受到的阻力越小,结合实验现象分析;
(3)小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,据此推理得出结论。
20.如图甲所示是某小组的同学测量动滑轮的机械效率的示意图。
用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,将重为的物体从位置匀速提升到位置,同时弹簧测力计从图中的位置上升到位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:
(1)绳子自由端上升的距离是   。
(2)上述过程中做的有用功是   。
(3)此动滑轮的机械效率是   。
(4)机械效率是机械性能好坏的重要标志,结合生产生活实际,下列提高动滑轮的机械效率的措施不可行的是____填字母。
A.增加所提物重; B.减轻动滑轮自重;
C.给动滑轮加润滑油; D.增加物体上升高度。
【答案】(1)20.0
(2)0.3
(3)75
(4)D
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)物体从A位置匀速提升到B位置,绳端上升的高度为:h=45.0cm-25.0cm=20.0cm =0.2m;
(2)使用动滑轮时n=2,绳端上升的距离(高度)s=nh,物体上升的高度,克服物体重力做的有用功:W有用=Gh=3Nx0.1m=0.3J;
(3)由图乙可知拉力大小F=2N,拉力做的总功:W总=Fs=2N x 0.2m=0.4J,动滑轮的机械效率:;
(4)A、增加所提物重,有用功增大,额外功几乎不变,有用功与总功比值增大,机械效率增大;
B、克服动滑轮重做的功是额外功,减轻动滑轮自重就减小额外功,有用功不变,额外功减小,则有用功与总功比值增大,机械效率增大;
C、给动滑轮加润滑油是为了减小摩擦,克服摩擦力做的功是额外功,有用功不变,额外功减小,则有用功与总功比值增大,机械效率增大;
D、根据可知,增加重物上升高度,不影响滑轮组的机械效率大小;
故选:D。
故答案为:(1)20.0,(2)0.3,(3)75%,(4)D.
【分析】(1)物体从A位置匀速提升到B位置,从刻度尺读出绳端上升的高度;
(2)使用动滑轮时n=2,绳端上升的距离(高度)s=nh,据此可求物体上升的高度h,利用W=Gh求克服物体重力做的有用功;
(3)由图乙可知拉力大小F=2N,利用W=Fs求拉力做的总功,动滑轮的机械效率等于有用功与总功的比值;
(4)提高滑轮(组)机械效率的方法:增加所提物重、减小动滑轮重、减小摩擦;滑轮(组)的机械效率与提升物体的高度、速度大小无关。
21.在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出如下猜想:
猜想:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)为了研究猜想和猜想,采用了体积相同的、、三个圆柱体,测得重力分别为、和,然后进行如图所示的实验:
在序号的实验中,物体所受的浮力大小为   ;
比较序号   三次实验可得出初步结论,浮力大小与液体密度有关;
进一步分析可知其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力   ;
比较序号、、的三次实验可得出结论,浮力的大小与物体的重力   关;
(2)为了验证猜想,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示实验,发现两弹簧测力计示数不相等,由此小明得出的结论是浮力的大小与物体的形状有关。小珍认为这种结论不可靠,主要原因是   。
【答案】(1);、、;越大;无
(2)没有控制排开液体的体积相同
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)①由称重法可知,在序号a的实验中,物体所受的浮力大小为:F浮=GA-Fa=4N- 3N=1N;
②探究浮力大小与液体密度关系应该控制物体排开液体体积一定,只改变液体的密度,故比较序号a、d、e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③在a、d、e的三次实验中,液体的密度关系为:ρ酒精 <ρ水くρ盐水,因F酒精>F水>F盐水,由称重法F浮=G-F可知,物体在三种液体中受到的浮力大小F浮酒精④由a、b、c的三次实验可知,重力不同但体积相同的A、B、C三个圆柱体所受浮力均为1N,故可得出结论:浮力的大小与物体的重力无关。
(2)为了研究浮力大小可能与物体形状有关,应该控制液体密度相同,物体排开液体体积相同,但小明并没有控制排开液体的体积相同,故由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关的结论不可靠。
故答案为:(1)①1;②a、d、e;③越大;④无;(2)没有控制排开液体的体积相同。
【分析】(1)①根据称重法F浮=G-F计算物体所受的浮力;
②根据控制变量法可知,探究浮力大小与液体密度有关时需控制物体排开液体体积一定,据此解答;
③④分析实验数据即可解答;
(2)根据控制变量法可知,探究浮力大小与物体的形状有关时需控制液体密度和物体排开液体体积一定,据此解答.
五、计算题:本大题共2小题,共12分。
22.五一期间,小魏办理行李托运时,显示行李箱质量为,行李箱竖直放置时轮子与地面的总接触面积为。当他拉行李箱时,行李箱和水平地面的夹角保持,拉力的作用点在拉杆末端,点到重力作用线的距离为,如图所示。到家后,他用了把行李箱从一楼提到三楼,共提高。求:
(1)行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率;
(3)用图示方式拉行李箱时,竖直方向拉力的大小。
【答案】(1)解:行李箱质量为,行李箱重力为
则行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强为
答:行李箱竖直静止放置在水平地面时,对地面的压强为;
(2)解:克服行李箱重力做功为
则克服行李箱重力做功的功率为
答:提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率为;
(3)解:根据数学知识可知竖直方向拉力的力臂为
根据杠杆平衡条件则有
解得拉力。
答:用图示方式拉行李箱时,竖直方向拉力的大小为
【知识点】功率的计算;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;杠杆的平衡条件;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)物体放在水平面,对地面的压力大小等于自身重力,根据 得出压强;
(2)已知行李箱的重力和被提高的高度,根据W=Gh可求克服行李箱重力做功,再根据 得出功率;
(3)由题意得出动力的力臂;根据杠杆平衡条件可得: FxL1= GxOA,得出动力。
23.一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀,容器的高度,外底面积,内底面积,将圆柱形容器内有质量可忽略的空气倒扣于水中静止时如图所示。已知容器内外液面的高度差,容器口与容器外部液面的高度差,大气压强取,水的密度为。求:
(1)水对容器底产生的压力;
(2)容器内水面上方气体的压强;
(3)圆柱形容器所受的重力。
【答案】(1)解:容器底所处的深度是底到水面点距离,即容器口与容器外部液面的高度差减去容器的高度,水对容器底的压强为;
由可得,水对容器底的压力为
答:水对容器底产生的压力;
(2)解:水进入容器中,容器处于静止状态,容器内水面上方气体压强大小等于气体压强和进入水中的水产生的压强之和,为
答:容器内水面上方气体的压强为;
(3)解:进入容器中水的深度为;根据;进入容器中水的重力为
将容器和进入容器中的水看成一个整体,整体受到的浮力为;
整体悬浮在水中,处于平衡状态,则;
故容器的重力为。
答:圆柱形容器所受的重力为。
【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;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据p=ρgh算出液体压强;结合F=pS计算压力;
(2)根据容器内水平处的压强相等求出容器内水面上方气体的压强;
(3)根据F浮 =ρ液V排g求出整体浮力,根据漂浮时F浮=G求出总重力,结合受力分析算出容器的重力。
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