【精品解析】广西玉林市福绵区2025-2026学年八年级下学期物理期末试题

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广西玉林市福绵区2025-2026学年八年级下学期物理期末试题
1.下列关于力的大小的估计,不可能的是(  )
A.一名中学生的体重约450N
B.拿起两只鸡蛋所用的力约1N
C.物理课本重约3N
D.一只普通的苹果受的重力约0.1N
【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】A.一位中学生的质量约为45kg,因此重力为
A不符合题意;
B.两只鸡蛋的质量在0.1kg左右,受到的重力为
B不符合题意;
C.一本物理课本的质量在300g左右,受到的重力为
C不符合题意;
D.一只苹果的质量在150g左右,受到的重力为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据常见物体的质量计算重力,结合数据解答。
2.如图所示的器具,属于省力杠杆的是( )
A.镊子 B.独轮车
C.托盘天平 D.筷子
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】按照动力臂和阻力臂的大小关系,将杠杆分为省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆三类:动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆。对题目中的杠杆逐一分析后可知,只有独轮车的动力臂大于阻力臂,故B正确,ACD错误。
【分析】 1. 知识点:杠杆分类依据为动力臂与阻力臂大小关系;动力臂大于阻力臂,省力杠杆;动力臂等于阻力臂,等臂杠杆;动力臂小于阻力臂,费力杠杆。
2. 知识点:省力杠杆省力,但是费距离;费力杠杆费力,但是省距离;等臂杠杆不省力也不费力,不省距离也不费距离。
3. 常见实例:省力杠杆:独轮车、撬棍、瓶盖起子;费力杠杆:镊子、钓鱼竿、筷子;等臂杠杆:天平。
3.下列实例中,目的是为了减小摩擦的是(  )
A.足球守门员戴有防滑手套
B.骑自行车的人刹车时用力捏闸
C.给自行车轴承中加润滑油
D.运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹
【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】解:A、足球守门员戴有防滑手套,是采用增大接触面粗糙程度的方法增大了摩擦,不符合题意;
B、骑自行车的人刹车时用力捏闸,是采用增大压力的方法增大了摩擦,不符合题意;
C、给自行车轴承中加润滑油,是采用减小接触面粗糙程度的方法减小了摩擦,符合题意;
D、运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹,是采用增大接触面粗糙程度的方法增大了摩擦,不符合题意.
故选C.
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度;(1)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度;(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.
4.如图所示的四种情景中,为了预防惯性造成危害的是(  )
A. 跳远前的助跑
B. 溜冰时脚向后蹬地
C. 锤头松了撞击锤柄
D. 司机系安全带
【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】A、跳远运动时,运动员起跳后利用惯性保持原来的运动状态向前运动,属于对惯性的利用,因此A不符合题意;
B、溜冰运动中,运动员滑行时依靠惯性保持原来的运动状态向前运动,属于对惯性的利用,因此B不符合题意;
C、将锤子套牢在手柄上时,撞击手柄过程中,锤头利用惯性保持原来的运动状态向下运动,从而套紧在手柄上,属于对惯性的利用,因此C不符合题意;
D、汽车行驶时系安全带,是为了避免车辆遇到突发情况紧急刹车时,人由于惯性保持原来的运动状态向前冲,从而避免惯性对人体造成伤害,属于惯性危害的防止,因此D符合题意;
故选D。
【分析】物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。判断是利用惯性还是防止惯性带来危害:如果是借助惯性达到目的,属于惯性的利用;如果是为了避免惯性带来伤害,属于防止惯性带来危害。A、B、C 三项都是利用物体的惯性完成相应动作,属于惯性的利用;D 选项系安全带,是防止刹车时人由于惯性向前冲造成伤害,属于防止惯性带来危害。
5.关于压力、压强,下列说法正确的是( )
A.竖直作用在物体表面上的力叫作压力
B.压力是由物体重力产生,大小总是等于重力
C.液体对容器的侧壁有压强,是由于液体受到重力的作用并具有流动性
D.液体压强计算公式中的指待求点在液体中所处的高度
【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的特点
【解析】【解答】A.根据压力的定义,压力是垂直作用在物体表面上的力,方向要求是垂直于接触面,并非一定是“竖直”方向。比如斜面上的物体对斜面的压力,方向是垂直斜面向下,并不是竖直向下,因此A错误;
B.压力并不一定由重力产生,例如用手按压墙面时,手对墙的压力就和重力无关;只有当物体单独放置在水平面上、没有其他额外的外力作用时,压力的大小才等于重力,其他情况压力大小都不等于重力,因此B错误;
C.液体受到重力作用,因此会对容器底部产生压强;同时液体具有流动性,会对阻碍它流动的容器侧壁产生挤压,所以容器的侧壁也会受到液体的压强,因此C正确;
D.在液体压强公式中,代表深度,它的定义是该研究点到液体自由液面的垂直距离,并不是到容器底部的高度,因此D错误。
故选C。
【分析】 1. 压力定义,压力垂直于接触面指向被压物体,不一定竖直向下;压力和重力没有必然等同关系,只有水平放置不受其他外力时,压力大小等于物体重力。
2. 液体压强产生原因,液体受重力,对容器底有压强;液体具有流动性,对容器侧壁也存在压强。
3. 液体压强公式 p=ρgh,h 是深度,指从自由液面往下到该点的垂直距离,不是该点到容器底的距离。
6.关于大气压强,下列说法正确的是(  )
A.大气压强的数值是固定不变的
B.用吸管喝饮料是利用了大气压强
C.医生用注射器把药水推进病人的身体是利用了大气压强
D.做托里拆利实验时,玻璃管的粗细会影响水银柱的高度
【答案】B
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.即使是同一地区,大气压也会受天气、温度等因素影响,并不是固定不变的,因此A错误;
B.使用吸管喝饮料时,我们先将吸管内的空气吸走,此时管内气压小于外界大气压,饮料就在外界大气压的作用下被压入吸管,进而进入口中,这个过程利用了大气压强,因此B正确;
C.医生用注射器将药水推入病人肌肉,依靠的是外力对注射器活塞的推力,和大气压没有关系,因此C错误;
D.托里拆利实验的原理是大气压强的大小等于玻璃管内水银柱产生的压强,因此可以用水银柱的高度来表示大气压的大小;根据液体压强的规律可知,水银柱产生的压强只和水银柱的高度有关,和玻璃管的粗细没有关系,因此D错误。
故选B。
【分析】(1)大气压不是恒定不变的,同一地点大气压会随天气、温度变化;海拔越高,大气压越低。
(2)吸管喝饮料是利用大气压把饮料压入嘴里;注射器吸取药液利用大气压,推药液入肌肉依靠人手推力,不利用大气压。
(3)托里拆利实验中,大气压等于管内水银柱产生压强,水银柱高度只由外界大气压决定,与玻璃管粗细、倾斜程度、上提下压玻璃管均无关。
7.如图所示,一辆汽车在平直的公路上高速行驶,下列关于汽车的说法正确的是( )
A.车对路面的压力就是车受到的重力
B.车受到的支持力是由轮胎发生形变而产生的
C.座椅用软质材料是通过减小压力来减小压强
D.安全带可在汽车紧急刹车时保护乘客的安全
【答案】D
【知识点】弹力;惯性及其现象;压力及重力与压力的区别;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、压力和重力是两种性质完全不同的力:重力是地球对汽车的吸引力,受力物体是汽车,施力物体是地球;压力是汽车对路面的弹力,受力物体是路面,施力物体是汽车,二者的施力物体和受力物体都不相同,因此A错误;
B、支持力是路面对汽车的弹力,弹力是由施力物体发生形变产生的,因此支持力是路面发生形变产生的,并非轮胎形变产生,轮胎形变产生的力是汽车对路面的压力,因此B错误;
C、汽车的软质座椅是在压力大小不变的前提下,通过增大人体与座椅的接触面积来减小压强,并没有减小人体对座椅的压力,因此C错误;
D、当汽车紧急刹车时,乘客由于惯性会保持原来的运动状态继续向前运动,安全带可以限制乘客向前位移,避免乘客向前冲撞,起到保护乘车安全的作用,因此D正确。
故选D。
【分析】 1. 重力、压力属于不同性质的力;重力施力物体是地球,作用在物体自身;压力属于弹力,施力物体是接触的物体,作用在被压物体上,二者不能等同。
2. 弹力产生条件,发生弹性形变的物体,对与其接触的物体产生弹力;哪个物体发生形变,哪个物体就是弹力的施力物体。
3. 减小压强的两种方法,压力一定,增大受力面积;受力面积一定,减小压力;软座椅增大接触面积减小压强,压力大小不变。
4. 惯性,物体保持原来运动状态不变的性质;刹车时人身体向前倾,安全带用来防止惯性带来的伤害。
8.2023年2月25日,由我国航空工业自主研制的第四架大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600M在广东珠海首次飞行成功。如图所示,飞行中AG600逐步降低高度,减小速度,平稳入水。飞机在此过程中(  )
A.动能减小,动能转化为重力势能
B.动能增大,重力势能转化为动能
C.动能增大,机械能变大
D.动能减小,机械能减小
【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】G600逐步降低高度,减小速度时,质量不变,速度变小,动能变小,高度变小,重力势能变小,动能和重力势能之间没有相互转化;机械能是动能和势能的总和,动能和重力势能都减小,机械能减小,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】质量一定时,速度减小,动能减小,高度减小,重力势能减小,总机械能减小。
9.潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大。关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是(  )
A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小
C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】液体内部压强随深度增加而增大,随深度减小而减小,所以潜水员呼出的气泡在水面下上升的过程中,深度变小,压强变小。气泡所受浮力等于气泡排开水的重力,在上升过程中气泡体积不断变大,浮力变大。故选项A、B、D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】根据p=ρgh可知所受压强的变化,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知受到浮力的变化.
10.下列关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.拦河大坝上窄下宽,是由于液体压强随深度的增加而减小
B.利用船闸,轮船可以从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
【答案】A
【知识点】液体压强的特点;连通器原理及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A. 根据液体压强的规律,液体的压强会随着深度的增加而增大。拦河大坝设计成上窄下宽的形状,正是因为深度越大水的压强越大,大坝底部需要更宽的结构来承受更大的水压,因此该设计应用了液体压强规律,故A符合题意;
B. 船闸主要由闸室以及上游、下游水道组成,闸室可以分别和上下游形成连通器结构,利用连通器中液体静止时液面相平的原理工作,实现轮船在上下游之间通行,因此应用的是连通器原理,故B不符合题意;
C. 飞机机翼设计成上凸下平的形状,空气流经机翼上方时经过的路程更长,流速更大、压强更小;流经机翼下方时流速更小、压强更大,上下的压强差就形成了向上的升力,应用的是流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D. 堵住茶壶盖的小孔后,壶内的水流出一部分后,壶内部的气压会小于外界大气压,在大气压的作用下水就难以倒出,这体现了大气压强的作用,故D不符合题意。
故选A。
【分析】 1. 液体压强特点,同种液体,深度越深,液体压强越大;拦河大坝上窄下宽就是该规律的实际应用。
2. 连通器原理,上端开口、底部相连通的容器,内部装同种液体,液体静止时各容器液面保持相平;船闸是连通器的典型应用。
3. 流体压强与流速关系,流体流速大的位置压强小;飞机机翼依靠上下流速不同产生压强差,获得升力。
4. 大气压强,茶壶盖上小孔,作用是让壶内与外界大气相通,依靠大气压使水顺利流出。
11.如图所示,水平桌面上有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,内部分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力
B.容器对桌面的压强
C.液体对容器底部的压力
D.液体对容器底部的压强
【答案】A,D
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】A.水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器与液体的总重力;已知容器质量相等、液体质量相等,根据可得总重力相等,因此容器对桌面的压力,故A正确;
B.容器对桌面的压力相等,容器底面积相同,根据压强公式可得,容器对桌面的压强,故B错误;
C.由图可知,深度相同时乙容器中液体体积,液体质量相等,根据得;液体深度相同,由得,再根据,相同,因此液体对容器底部的压力,故C错误;
D.由上述推导,,液体深度相同,根据液体压强公式,可得,故D正确。
故选AD。
【分析】 1. 水平放置容器,容器对桌面的压力等于容器和内部液体总重力;固体压强计算使用 p=F/S。
2. 密度公式 ρ=m/V,质量相同时,体积越小,物质密度越大。
3. 液体压强公式 p=ρgh,液体压强只和液体密度、深度有关;液体对底部压力可以用 F=pS 进行计算。
12.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图,下列说法中正确的是( )
A.刀刃很薄可以增大压力
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.手沿方向用力比沿方向更省力
D.甘蔗放在点比点更易被切断
【答案】C,D
【知识点】杠杆的分类;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】A.刀刃做得很薄,是通过减小受力面积的方式增大压强,这个过程并没有增大刀刃对甘蔗的压力,因此A错误;
B.使用铡刀时,动力臂的长度大于阻力臂,根据杠杆的分类规则,动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆,所以铡刀是省力杠杆,因此B错误;
C.动力臂的定义是支点到动力作用线的垂直距离,沿方向用力时,对应的动力臂比沿方向用力时的动力臂更大;根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂都固定不变时,动力臂越大,所需要的动力就越小,因此沿方向用力比沿方向更省力,因此C正确;
D.将甘蔗放在点时的阻力臂,比放在点时的阻力臂更小,当阻力和动力臂都不变时,根据杠杆平衡条件可以推出,放在点所需要的动力更小,所以甘蔗放在a点更易被切断,因此D正确。
故选CD。
【分析】 1. 增大压强方法,压力一定,减小受力面积可以增大压强;刀刃变薄属于减小受力面积,压力大小不变。
2. 杠杆分类,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;铡刀属于典型省力杠杆。
3. 力臂概念,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点的距离。
4. 杠杆平衡条件;阻力、阻力臂不变,动力臂越大,动力越小;阻力、动力臂不变,阻力臂越小,动力越小。
13.熟透了的杏子离开树枝后,总是落向地面,这是由于杏子受   作用的原因。建筑工人通常用线拴着一个小石子,来检验砌的墙是否竖直,这是根据重力的方向是   的原理制成的。
【答案】重力;竖直向下
【知识点】重力及其大小的计算;重力的方向
【解析】【解答】熟透的杏子落向地面是受到重力的作用;铅垂线检验墙体竖直,利用了重力方向总是竖直向下的特点。
故答案:重力;竖直向下
【分析】(1) 本题考查重力的存在,地球附近所有物体都受重力,重力使下落物体落向地面;
(2) 本题考查重力方向的实际应用,重力方向竖直向下,据此制成铅垂线。
14.小明用20N的水平推力,使重60N的木箱在水平面上匀速移动了5m,此过程木箱受到的阻力为   N,木箱重力做的功为   J。
【答案】20;0
【知识点】平衡力的辨别;是否做功的判断
【解析】【解答】木箱在水平面上匀速移动,处于平衡状态,在水平方向上受推力和阻力f,阻力f与推力是一对平衡力,故f=20 N。做功的两个必要因素是:作用在物体上的力和在力的方向上移动的距离。在重力方向上没有移动距离,所以重力没有做功。
【分析】水平匀速运动的物体受到平衡力的作用,根据二力平衡,阻力等于拉力;物体受力但没有移动距离,力对物体无功。
15.一根弹簧受4 N的拉力时,长度为14 cm,受8 N的拉力时,长度为16 cm,如果在弹性限度内受12 N拉力时,弹簧的长度是   cm。故此弹簧测力计的原理是:在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸得就越   。
【答案】18;长
【知识点】弹力;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】 设弹簧的原长为,劲度系数为。根据胡克定律,在弹性限度内弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,结合题目给出的两种受力情况,可以得到方程组:,
用②减①消去,可以解得弹簧的劲度系数,再将k代回①式,可得弹簧原长。 当弹簧受到拉力大小为时,设此时弹簧的总长度为,再次根据胡克定律可得:
整理计算后解得此时弹簧的总长度为。
弹簧测力计的工作原理为:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大,即弹簧伸长的长度越长。
【分析】 1. 胡克定律,弹性限度内,弹簧弹力 , 代表弹簧伸长量, 等于弹簧现长减去弹簧原长,不是弹簧总长度。
2. 弹簧测力计原理,在弹性限度内,弹簧的伸长量跟所受拉力成正比,注意是伸长量,不是弹簧总长度和拉力成正比。
16.一个机器人质量为2.4 kg,每只脚与地面接触面积约为,该机器人静止在水平地面上时,所受重力与地面给它的支持力   (填“是”或“不是”)一对平衡力,当它双脚站立时对水平地面压强为   Pa。(取10 N/kg)
【答案】是;800
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【解答】机器人在水平地面保持静止,竖直方向上受到向下的重力和地面对它向上的支持力,二者大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上,是一对平衡力。
首先计算机器人的重力:
机器人静止放置在水平地面上时,它对地面的压力等于自身的重力,因此可得
机器人双脚站立时,与地面的总接触面积为:
最后根据压强公式计算双脚站立时机器人对水平地面的压强:。
【分析】 1. 二力平衡条件,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. 重力计算公式 G=mg;水平面上物体对地面压力大小等于物体自身重力。
3. 压强计算公式 p=F/S;计算时接触面积单位必须换算为平方米,1cm2=10-4m2。
4. 先求重力,得到压力,换算接触面积,代入压强公式求出压强。
17.如图所示,将体积相同的物体、分别挂在杠杆的两端,杠杆处于平衡状态。由图可知   (填“>”“=”或“<”),若将两个物体、同时浸没在水中,则   (填“”或“”)端下沉。
【答案】<;B
【知识点】阿基米德原理;杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】从题图可以看出,杠杆平衡时,左侧悬挂物体处的力臂大于右侧,也就是。此时杠杆平衡,根据杠杆平衡条件,力臂越长,对应的物体重力越小,因此可以得到。如果将两个物体同时浸没到水中,对于杠杆左端,力和力臂的乘积为:
对于杠杆右端,力和力臂的乘积为:
因为两个物体的体积相等,都浸没在水中,所以排开水的体积相同。根据阿基米德原理,可知两个物体受到的浮力大小相等,即。
浸没后,左端力与力臂乘积的减少量为,右端的减少量为。由于,因此左端力与力臂乘积的减少量比右端更大。
结合原来杠杆平衡时,可以得到浸没后:,因此杠杆会向右侧倾斜,也就是端下沉。
【分析】1. 杠杆平衡条件,杠杆平衡时,力臂越大,对应挂钩物体重力越小。
2. 阿基米德原理,物体完全浸没,V排=V物;体积相同物体浸没同种液体,受到浮力相等。
3. 物体浸入水中后,杠杆挂钩处实际拉力等于物体重力减去浮力;分别计算左右两侧 “拉力 × 力臂”,对比大小,乘积大的一侧下沉。
18.将体积相等的松木(ρ木=0.5g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静上后,松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为F1   F2(选填“>”“=”“< ”),此时它们露出水面的体积比V木露∶V蜡露=   。
【答案】<;5∶1
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 将体积相等的松木和石蜡分别放入装满水的杯中,松木、石蜡密度均小于水的密度,两物体在水中均处于漂浮状态。依据物体漂浮条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力, 即,两者体积相等,松木密度更小,所以松木重力更小,受到浮力也更小 即
物体漂浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理可得
松木浸入水中时有,
所以松木露出水面的体积为
石蜡浸入水中时,所以石蜡露出水面的体积为
, 两者露出水面的体积之比:;
【分析】1. 物体浮沉条件,物体密度小于液体密度,物体漂浮;漂浮状态下
2. 阿基米德原理公式;联立漂浮条件可以推导出。
3. 先判断浮沉,比较浮力大小;再分别求出排开水的体积,再求露出体积,最后计算体积比值。
4. 推论:同种液体中漂浮,物体密度越小,物体浸入液体的体积占比越小,露出体积占比越大。
19.
(1)如图甲所示,木块A与小车一起向左运动,请在图中画出木块A所受小车的支持力的示意图。
(2)如图乙所示,用滑轮组提升重物,请在图中画出最省力的绕线方法。
(3)图丙中的杠杆保持平衡,画出重物A所受重力的示意图和拉力的力臂。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】弹力;重力示意图;力臂的画法;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】(1)木块A与小车一起向左运动,竖直方向受力平衡。木块A受到小车的支持力F是弹力,方向垂直于小车的水平接触面,也就是竖直向上,我们把作用点画在木块A的重心上标注即可。
(2)这个滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,要达到最省力的效果,需要让承担物重的绳子段数最多,对应的绕线方法为:把绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上,接下来依次绕过定滑轮、再绕过动滑轮完成绕线,这种绕法一共有3段绳子承担物重,是这个滑轮组最省力的绕线方式。
(3)重物A的重力方向竖直向下,作用点在重物A的重心处。要画出拉力F1的力臂,只需要从支点O向拉力F1的作用线作垂线段,这段垂线段就是拉力F1对应的力臂L1。
【分析】 1. 支持力属于弹力,方向垂直于接触面指向被支持物体;物体一起匀速运动,水平方向无相对运动也无相对运动趋势,不受摩擦力。
2. 滑轮组绕线,“奇动偶定”;n 最大最省力,一动一定滑轮,最多 n=3,绳子起始端固定在动滑轮挂钩。
3. 重力作图,方向总是竖直向下,作用点画在物体重心。
4.力臂画法,从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足之间垂线段就是力臂;力臂不是支点到力的作用点的线段。
(1)木块A与小车一起向左运动竖直方向受力平衡。所受小车的支持力F为弹力,方向垂直于接触面(水平面),竖直向上,作用点取在重心A点。
(2)对于由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕绳方法是绳子先系在动滑轮的挂钩上,然后依次绕过定滑轮、动滑轮。这样绕线,承担物重的绳子段数最多,为3段,最省力。
(3)重物A所受重力竖直向下,作用点在A的重心处。过支点O向拉力F1的作用线作垂线段即为拉力的力臂L1。
20.小明想利用实验来探究压力的作用效果与什么因素有关:
(1)首先他用一支铅笔探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图甲、乙两种方案,你认为   (填“甲”或“乙”)方案更合理一些;
(2)接着他又设计了如图丙a、b、c、d所示的实验来继续探究:
①a、b、c实验中,根据   来比较压力的作用效果;
②分析比较a、b两图所示现象分析得出:压力的作用效果与   有关;
③下列实例应用以上②中结论的是   (填字母);
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带 C.汽车限重
(3)图c中小桌对海绵的压强和图d中小桌对木板的压强的大小关系为   (填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)甲
(2)海绵的凹陷程度;压力大小;C
(3)=
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)甲方案里铅笔保持静止,两只手指受到的压力大小相等;乙方案会受到铅笔自身重力的影响,下方手指受到的压力会比上方手指更大,没有做到控制压力大小相同,因此甲方案更合理。
(2)在a、b、c三次实验中,我们是通过海绵的凹陷程度来体现压力的作用效果的,这种方法是转换法。
对比分析a、b两次实验,两次实验的受力面积相同,b图的压力更大,海绵的凹陷程度也更明显,由此可以得出结论:压力的作用效果和压力大小有关。
菜刀经常磨一磨,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,探究的是压强和受力面积的关系,因此A不符合题意;
书包使用宽的背带,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,同样探究的是压强和受力面积的关系,因此B不符合题意;
汽车限重,是在受力面积一定的情况下,通过减小压力来减小对路面的压强,探究的是压强和压力大小的关系,因此C符合题意。
(3)图c和图d中,小桌对支撑面的压力都等于小桌和砝码的总重力,二者受力面积也都等于小桌桌面的面积,根据压强公式可以判断,小桌对海绵的压强和小桌对木板的压强大小相等,即。
【分析】1. 探究压力作用效果实验,用到转换法与控制变量法;用海绵形变凹陷程度反映压力作用效果。
2. 压力作用效果影响因素:压力大小、受力面积;受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
3. 压强公式F=pS,压强大小只由压力 F、受力面积 S 决定,和被压物体的软硬材料无关。
4. 对比实验时,分清控制不变量与改变量;分析实例时分辨是改变压力还是改变受力面积。
(1)甲方案中铅笔处于静止状态,两手指受到的压力大小相等,而乙方案中由于铅笔自身重力的影响,下方手指受到的压力大于上方手指受到的压力,没有控制压力大小相同,故甲方案更合理;
(2) 在a、b、c实验中,压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来反映的,这利用了转换法;
分析比较a、b两图,受力面积相同,b图中压力较大,海绵的凹陷程度更明显,说明压力的作用效果与压力大小有关;
菜刀要经常磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,属于压强与受力面积的关系,故A错误;
书包要用宽的背带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,属于压强与受力面积的关系,故B错误;
汽车限重,是在受力面积一定时,通过减小压力来减小对路面的压强,属于压强与压力大小的关系,故C正确。
(3) 图c和图d中,小桌对支持面的压力都等于小桌和砝码的总重力,受力面积都等于小桌面的面积,根据压强公式可知,小桌对海绵的压强与对木板的压强相等,即。
21.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图所示的探究实验,将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为、、的位置由静止滚下(,),推动木块运动一段距离后停止。
(1)该实验通过木块被小球撞击后移动的距离来判断安全隐患大小,该实验方法是   ;
(2)研究汽车超速问题,应选择   两个实验,得到结论:质量相同,速度越大的物体动能越   ;
(3)   两次实验是用来研究超载安全隐患的,得到的结论是:速度相同时,车辆质量越大,安全隐患越大;
(4)若水平面足够光滑(完全没有阻力),则   (填“能”或“不能”)得出结论,原因是   。
【答案】(1)转换法
(2)甲、乙;大
(3)甲、丙
(4)不能;水平面绝对光滑,木块在水平方向上不受摩擦阻力,根据牛顿第一定律,木块被撞击后将一直做匀速直线运动,无法停下来,无法通过移动的距离来比较动能的大小。
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;阻力对物体运动影响的探究实验;物理学方法
【解析】【解答】(1)本实验里,我们是通过观察木块被小球撞击后移动距离的长短,来判断小球动能的大小,这种把不容易直接测量的物理量,转化为方便观察、测量的物理量的研究方法叫做转换法;
(2)研究超速隐患时,本质是探究动能大小和速度的关系,实验中需要控制小球的质量保持一致,让小球的速度不同,也就是让小球从斜面上不同高度由静止释放。已知,且,符合控制质量相同、速度不同的要求,因此应该选甲、乙两次实验进行比较;
从实验结果可以看到,甲实验中木块被撞击后移动的距离更远,这说明:当物体质量相同时,速度越大,物体具有的动能就越大;
(3)研究超载隐患时,本质是探究动能大小和质量的关系,实验中需要控制小球到达水平面时的速度相同,改变小球的质量,也就是让小球从斜面上同一高度由静止释放。已知,且,符合控制速度相同、质量不同的要求,因此应该选甲、丙两次实验进行比较;
(4)如果水平面绝对光滑,木块被撞击后在水平方向不受任何阻力作用,根据牛顿第一定律可知,木块会一直保持匀速直线运动,不会停止,因此我们无法通过木块移动的距离来比较小球动能的大小,也就不能得出相应的实验结论。
【分析】 1. 动能大小的影响因素,质量、速度;质量越大,速度越大,物体动能越大。
2. 实验方法,转换法,用木块移动距离反映小球动能大小;控制变量法,探究动能与速度关系控制质量不变;探究动能与质量关系控制到达水平面速度不变。
3. 小球从斜面同一高度静止释放,目的是使小球到达水平面的初速度相等;改变释放高度,改变小球到达水平面的速度。
4. 牛顿第一定律,物体不受外力时,总保持静止或者匀速直线运动状态。
(1)实验中通过木块被小球撞击后移动的距离来反映小球动能的大小,这种将不易直接测量的物理量转换为易于观察和测量的物理量的方法是转换法;
(2)研究超速问题,即探究动能与速度的关系,需要控制小球的质量相同,速度不同,即从不同高度释放。已知 且,故应选择甲、乙两个实验;
由图可知,甲中木块移动的距离较远,说明质量相同时,速度越大的物体动能越大;
(3)研究超载问题,即探究动能与质量的关系,需要控制小球到达水平面的速度相同,质量不同,即从同一高度释放。已知 且,故应选择甲、丙两次实验;
(4)若水平面绝对光滑,木块在水平方向上不受摩擦阻力,根据牛顿第一定律,木块被撞击后将一直做匀速直线运动,无法停下来,因此不能得出结论;因为木块将做匀速直线运动,无法通过移动的距离来比较动能的大小。
22.物理学习小组的同学利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图1所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是   ;
(2)由以上实验数据得出   (填“>”“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性;另一小组的同学在实验中,只将石头的一部分体积浸在水中,其他步骤操作正确,则   (填“能”或“不能”)得到以上相同的结论;
(3)图丁步骤中,小石块完全浸没后,在逐渐往液体深处浸入的过程中(未接触溢水杯),液体对溢水杯底部的压强   (填“逐渐变大”“一直不变"或"逐渐变小”);
(4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图   步骤中可不使用弹簧测力计;
(5)根据图中弹簧测力计示数可求出石块密度为   。(取10 N/kg,);
(6)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B,薄塑料袋(质量忽略不计)饮料瓶和吸管组成的溢水杯对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A和B的示数都在变化,且A、B示数的变化量   (填"相等"或"不相等")。
【答案】(1)丙、甲、丁、乙
(2)=;能
(3)一直不变
(4)丁
(5)
(6)相等
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)为 减小物体沾水带来的实验误差,合理操作顺序:先测出空桶重力,再测出物体重力,接着将物体浸没在溢水杯,读取弹簧测力计示数,最后测出桶与排开水的总重力。故最合理实验顺序为丙、甲、丁、乙。
(2)石块在空气中的重力为,浸没在水中时弹簧测力计的示数为, 根据称重法求浮力:
空桶的重力为,桶和排开水的总重力为,则排开水的重力为,由此可得
阿基米德原理对部分浸入同样成立,石块只有一部分浸入水中时,浮力依旧等于物体排开水的重力,仍可以得到相同实验结论。
(3) 溢水杯已经装满水,石块继续向深处浸没,有水不断溢出,杯内水面高度保持不变。由液体压强公式 可知,在液体密度 和深度 均不变的情况下,液体对溢水杯底部的压强保持不变。
(4)换用密度小于液体密度的物体,物体在液体中漂浮,漂浮条件F浮=G,将物体放入液体中时,不需要用弹簧测力计吊着它,直接让其漂浮在水面上即可,所以图丁步骤中可不使用弹簧测力计。
(5)
由图1可知,石块的重力为,则石块的质量为
石块受到的浮力
石块浸没在水中,石块体积与排出水的体积相等,则由阿基米德原理可知石块的体积
石块的密度
(6)向下移动横杆, 重物缓慢浸入盛满水的溢水杯,重物浮力变大,弹簧测力计 A 示数减小,示数减小量等于重物所受浮力,即
溢出的水流入塑料袋,弹簧测力计 B 示数增大,示数增加量等于排开水的重力 ,即
根据阿基米德原理可知,,所以A、B示数的变化量相等,即。
【分析】1. 阿基米德原理实验操作顺序,要先测空桶、物体重力,避免沾水造成测量误差;称重法测浮力
2. 阿基米德原理,物体不管是完全浸没还是部分浸入液体,该原理均成立。
3. 液体压强公式p=ρgh,液体压强只和液体密度、深度有关,和浸入物体体积无关。
4. 物体漂浮条件,漂浮实验无需弹簧测力计悬挂物体。
5. 利用阿基米德原理求物体体积,浸没时V物=V排;再结密度公式计算固体密度。
6. 创新实验装置,弹簧测力计 A 减小量等于浮力,弹簧测力计 B 增大量等于排开液体重力,二者变化量相等。
(1)为了减小由于物体带出水而产生的实验误差,最科学合理的实验顺序是先测量空桶的重力,再测出物体的重力,接着将物体浸没在溢水杯中并读出弹簧测力计的示数,最后测出桶和排开水的总重力,因此最合理的实验顺序是丙、甲、丁、乙。
(2)由图1可知,石块在空气中的重力为,浸没在水中时弹簧测力计的示数为,则石块受到的浮力为
空桶的重力为,桶和排开水的总重力为,则排开水的重力为
由此可得
阿基米德原理不仅适用于物体完全浸没的情况,也适用于物体部分浸入的情况,当石头只有一部分体积浸在水中时,它受到的浮力依然等于它排开水的重力,因此仍能得到相同的结论。
(3)在图丁步骤中,小石块完全浸没后,在逐渐往液体深处浸入的过程中,由于溢水杯中装满了水,溢出的水已经流走,杯中水面高度保持不变,即水的深度 h不变,根据液体压强公式 可知,在液体密度 和深度 均不变的情况下,液体对溢水杯底部的压强保持不变。
(4)若换用密度小于液体密度的物体进行实验,该物体在液体中会处于漂浮状态,此时物体受到的浮力等于其自身的重力,即,在将物体放入液体中时,不需要用弹簧测力计吊着它,直接让其漂浮在水面上即可,所以图丁步骤中可不使用弹簧测力计。
(5)由图1可知,石块的重力为,则石块的质量为
石块受到的浮力
石块浸没在水中,石块体积与排出水的体积相等,则由阿基米德原理可知石块的体积
石块的密度
(6)向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物受到的浮力增大,弹簧测力计A的示数减小,其示数的变化量等于重物受到的浮力,即
同时,溢出的水流入薄塑料袋中,弹簧测力计B的示数增大,其示数的变化量等于流入塑料袋中水的重力,即
根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力,即,所以A、B示数的变化量相等,即。
23.杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的称量工具,是根据杠杆原理制造出来的,以方便人们买卖,映射出我国古代汉族劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史。在物理实践活动中,小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。
(1)将杠杆的中点悬挂,杠杆在图甲所示的位置静止,这时的杠杆处于   (填“平衡”或“不平衡”)状态,为了将杠杆调至水平位置平衡,他将左端平衡螺母向   (填“左”或“右”)端调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,在杠杆两侧悬挂不同数量的钩码并移动钩码的位置,使杠杆重新水平平衡,测得的实验数据如表格所示;
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
①分析数据可得出杠杆的平衡条件是   (用字母表示);
②小明多次实验的目的是   ;
(3)如图乙,小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码,每个钩码重0.5 N,将弹簧测力计沿D竖直向下拉,为使杠杆保持水平平衡,弹簧测力计的示数为   N;然后由D位置改为沿C斜向下拉,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数   (填“变大”“变小”或“不变”);
(4)实验结束后,小明制作了如图丙所示的杆秤,经测试发现能测的物体的最大质量太小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是___________(填字母)。
A.将点向左移 B.将点向左移
C.将、点都向右移动等长距离 D.换一个质量较小的秤砣
【答案】(1)平衡;右
(2);排除偶然性,得出普遍规律
(3)0.75;变大
(4)B
【知识点】杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)题图甲中杠杆已经保持静止,因此此时杠杆处于平衡状态;观察甲图可以发现,杠杆左低右高,要让杠杆调整到水平位置平衡,需要将平衡螺母向右端调节。
(2)对表格中的三组实验数据分别验证:
第一次实验满足
第二次实验满足
第三次实验满足
由此可以总结出杠杆的平衡条件为:,也就是动力×动力臂=阻力×阻力臂。
仅依靠一次实验得到的结论会存在偶然性,因此本实验多次测量的目的是避免偶然因素干扰,得到具有普遍性的规律。
(3)设杠杆每一格长度为L,当弹簧测力计在C点竖直向下拉时,拉力的力臂即动力臂为\(4L\);阻力是A点悬挂的钩码总重,即,阻力臂为3L。
代入杠杆平衡条件可得,解得弹簧测力计的示数。
如果弹簧测力计从竖直向下改为斜向下拉,拉力的力臂会比竖直拉时更小;由于阻力和阻力臂都没有变化,也就是阻力和阻力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件,动力臂减小后,动力会相应增大,因此弹簧测力计的示数会变大。
(4)我们结合杠杆平衡条件分析各个选项,设物体重力为阻力,秤砣重力为动力:
A. 将a点向左移动,物体对应的阻力臂会变大;在秤砣重力(动力)和最大动力臂都不变的情况下,杆秤能测量的最大物体重力会变小,因此A错误。
B. 将b点向左移动,物体对应的阻力臂变小,同时秤砣能达到的最大动力臂变大;根据杠杆平衡条件,这种情况下杆秤能测量的最大物体重力会变大,因此B正确。
C. 将a、b点都向右移动相同长度,物体的阻力臂大小不变,但秤砣的最大动力臂会变小,根据杠杆平衡条件,能测量的最大物体重力会变小,因此C错误。
D. 换用质量更小的秤砣,也就是动力变小;在阻力臂和最大动力臂不变的情况下,能测量的最大物体重力会变小,因此D错误。
故选B。
【分析】1. 杠杆平衡定义,杠杆静止或者匀速转动都属于杠杆平衡;调平规则,平衡螺母向杠杆偏高一侧调节。
2. 杠杆平衡条件;多次实验目的,避免实验偶然性,寻找普遍规律。
3. 弹簧测力计斜拉杠杆,力臂小于支点到作用点的距离;阻力、阻力臂乘积不变,动力臂变短,动力变大。
4. 杆秤属于杠杆的实际应用,分清动力、阻力、动力臂、阻力臂,代入杠杆平衡条件做定性分析。
(1)杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于静止状态,因此处于平衡状态;
由图甲可知,杠杆左端低右端高,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节;
(2)分析表格中的数据可知,第一次实验中
第二次实验中
第三次实验中
由此可得杠杆的平衡条件是
在实验中,如果只根据一次实验数据得出结论,具有偶然性,因此多次实验的目的是为了排除偶然性,得出普遍规律;
(3)设杠杆上每小格的长度为L ,则动力臂为 4L ,阻力为
阻力臂为3L ,根据杠杆平衡条件可得
则弹簧测力计的示数
当弹簧测力计由竖直向下改为斜向下拉时,拉力的力臂变小,而在右侧的阻力和阻力臂不变的情况下,阻力与阻力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件,动力臂变小,动力将变大,即弹簧测力计的示数将变大;
(4)将a点向左移,则物体的力臂(阻力臂)变大,在秤砣重力和最大长度(动力臂)不变的情况下,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变小,故A不符合题意;
将b点向左移,则物体的力臂(阻力臂)变小,同时秤砣的最大力臂(动力臂)变大,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变大,故B符合题意;
将a、b点都向右移动等长距离,物体的力臂(阻力臂)不变,但秤砣的最大力臂(动力臂)变小,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变小,故C不符合题意;
换一个质量较小的秤砣,即动力变小,在阻力臂和最大动力臂不变的情况下,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变小,故D不符合题意。
故选B。
24.如图所示,放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水,把质量为的木块浸入水中,木块静止时有的体积露出水面,此时容器中水的深度为。g取,求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)木块的密度。
【答案】解:(1)水对容器底部的压强为
(2)木块漂浮,则浮力等于重力,所以木块受到的浮力为
(3)木块排开水的体积为
则木块的体积为
则木块的密度为
答:(1)水对容器底部的压强为;
(2)木块受到的浮力为;
(3)木块的密度为。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)结合p=ρgh计算可知水对容器底部的压强;
(2)木块漂浮,则浮力等于重力,即;
(3)木块排开水的体积为,木块的体积为,结合密度公式计算可知木块的密度。
25.某工程队用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心石块从深水中吊起。石块的密度为3×103kg/m3,体积是2m3,所用的拉力F是2.5×104 N,石块在20s内匀速上升了2m(未露出水面),不计水的阻力。求:
(1)石块受到的重力;
(2)石块受到的浮力;
(3)拉力F做功的功率;
(4)滑轮组的机械效率。
【答案】解:(1)石块受到的重力
(2)石块浸没在水中受到的浮力为
(3)滑轮组上承担重量的绳子股数n=2,所以自由端绳子移动的距离为
拉力F做功的功率为
(4)滑轮组的机械效率为
答:(1)石块受到的重力为;
(2)石块受到的浮力为;
(3)拉力F做功的功率为;
(4)滑轮组的机械效率为。
【知识点】功率计算公式的应用;阿基米德原理;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合重力公式计算石块受到的重力;
(2)结合计算石块浸没在水中受到的浮力;
(3)滑轮组上承担重量的绳子股数n=2,所以自由端绳子移动的距离为,结合P=Fv计算拉力F做功的功率;
(4)滑轮组的机械效率为。
1 / 1广西玉林市福绵区2025-2026学年八年级下学期物理期末试题
1.下列关于力的大小的估计,不可能的是(  )
A.一名中学生的体重约450N
B.拿起两只鸡蛋所用的力约1N
C.物理课本重约3N
D.一只普通的苹果受的重力约0.1N
2.如图所示的器具,属于省力杠杆的是( )
A.镊子 B.独轮车
C.托盘天平 D.筷子
3.下列实例中,目的是为了减小摩擦的是(  )
A.足球守门员戴有防滑手套
B.骑自行车的人刹车时用力捏闸
C.给自行车轴承中加润滑油
D.运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹
4.如图所示的四种情景中,为了预防惯性造成危害的是(  )
A. 跳远前的助跑
B. 溜冰时脚向后蹬地
C. 锤头松了撞击锤柄
D. 司机系安全带
5.关于压力、压强,下列说法正确的是( )
A.竖直作用在物体表面上的力叫作压力
B.压力是由物体重力产生,大小总是等于重力
C.液体对容器的侧壁有压强,是由于液体受到重力的作用并具有流动性
D.液体压强计算公式中的指待求点在液体中所处的高度
6.关于大气压强,下列说法正确的是(  )
A.大气压强的数值是固定不变的
B.用吸管喝饮料是利用了大气压强
C.医生用注射器把药水推进病人的身体是利用了大气压强
D.做托里拆利实验时,玻璃管的粗细会影响水银柱的高度
7.如图所示,一辆汽车在平直的公路上高速行驶,下列关于汽车的说法正确的是( )
A.车对路面的压力就是车受到的重力
B.车受到的支持力是由轮胎发生形变而产生的
C.座椅用软质材料是通过减小压力来减小压强
D.安全带可在汽车紧急刹车时保护乘客的安全
8.2023年2月25日,由我国航空工业自主研制的第四架大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600M在广东珠海首次飞行成功。如图所示,飞行中AG600逐步降低高度,减小速度,平稳入水。飞机在此过程中(  )
A.动能减小,动能转化为重力势能
B.动能增大,重力势能转化为动能
C.动能增大,机械能变大
D.动能减小,机械能减小
9.潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大。关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是(  )
A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小
C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小
10.下列关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.拦河大坝上窄下宽,是由于液体压强随深度的增加而减小
B.利用船闸,轮船可以从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
11.如图所示,水平桌面上有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,内部分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力
B.容器对桌面的压强
C.液体对容器底部的压力
D.液体对容器底部的压强
12.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图,下列说法中正确的是( )
A.刀刃很薄可以增大压力
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.手沿方向用力比沿方向更省力
D.甘蔗放在点比点更易被切断
13.熟透了的杏子离开树枝后,总是落向地面,这是由于杏子受   作用的原因。建筑工人通常用线拴着一个小石子,来检验砌的墙是否竖直,这是根据重力的方向是   的原理制成的。
14.小明用20N的水平推力,使重60N的木箱在水平面上匀速移动了5m,此过程木箱受到的阻力为   N,木箱重力做的功为   J。
15.一根弹簧受4 N的拉力时,长度为14 cm,受8 N的拉力时,长度为16 cm,如果在弹性限度内受12 N拉力时,弹簧的长度是   cm。故此弹簧测力计的原理是:在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸得就越   。
16.一个机器人质量为2.4 kg,每只脚与地面接触面积约为,该机器人静止在水平地面上时,所受重力与地面给它的支持力   (填“是”或“不是”)一对平衡力,当它双脚站立时对水平地面压强为   Pa。(取10 N/kg)
17.如图所示,将体积相同的物体、分别挂在杠杆的两端,杠杆处于平衡状态。由图可知   (填“>”“=”或“<”),若将两个物体、同时浸没在水中,则   (填“”或“”)端下沉。
18.将体积相等的松木(ρ木=0.5g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静上后,松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为F1   F2(选填“>”“=”“< ”),此时它们露出水面的体积比V木露∶V蜡露=   。
19.
(1)如图甲所示,木块A与小车一起向左运动,请在图中画出木块A所受小车的支持力的示意图。
(2)如图乙所示,用滑轮组提升重物,请在图中画出最省力的绕线方法。
(3)图丙中的杠杆保持平衡,画出重物A所受重力的示意图和拉力的力臂。
20.小明想利用实验来探究压力的作用效果与什么因素有关:
(1)首先他用一支铅笔探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图甲、乙两种方案,你认为   (填“甲”或“乙”)方案更合理一些;
(2)接着他又设计了如图丙a、b、c、d所示的实验来继续探究:
①a、b、c实验中,根据   来比较压力的作用效果;
②分析比较a、b两图所示现象分析得出:压力的作用效果与   有关;
③下列实例应用以上②中结论的是   (填字母);
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带 C.汽车限重
(3)图c中小桌对海绵的压强和图d中小桌对木板的压强的大小关系为   (填“>”“<”或“=”)。
21.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图所示的探究实验,将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为、、的位置由静止滚下(,),推动木块运动一段距离后停止。
(1)该实验通过木块被小球撞击后移动的距离来判断安全隐患大小,该实验方法是   ;
(2)研究汽车超速问题,应选择   两个实验,得到结论:质量相同,速度越大的物体动能越   ;
(3)   两次实验是用来研究超载安全隐患的,得到的结论是:速度相同时,车辆质量越大,安全隐患越大;
(4)若水平面足够光滑(完全没有阻力),则   (填“能”或“不能”)得出结论,原因是   。
22.物理学习小组的同学利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图1所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是   ;
(2)由以上实验数据得出   (填“>”“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性;另一小组的同学在实验中,只将石头的一部分体积浸在水中,其他步骤操作正确,则   (填“能”或“不能”)得到以上相同的结论;
(3)图丁步骤中,小石块完全浸没后,在逐渐往液体深处浸入的过程中(未接触溢水杯),液体对溢水杯底部的压强   (填“逐渐变大”“一直不变"或"逐渐变小”);
(4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图   步骤中可不使用弹簧测力计;
(5)根据图中弹簧测力计示数可求出石块密度为   。(取10 N/kg,);
(6)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B,薄塑料袋(质量忽略不计)饮料瓶和吸管组成的溢水杯对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A和B的示数都在变化,且A、B示数的变化量   (填"相等"或"不相等")。
23.杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的称量工具,是根据杠杆原理制造出来的,以方便人们买卖,映射出我国古代汉族劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史。在物理实践活动中,小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。
(1)将杠杆的中点悬挂,杠杆在图甲所示的位置静止,这时的杠杆处于   (填“平衡”或“不平衡”)状态,为了将杠杆调至水平位置平衡,他将左端平衡螺母向   (填“左”或“右”)端调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,在杠杆两侧悬挂不同数量的钩码并移动钩码的位置,使杠杆重新水平平衡,测得的实验数据如表格所示;
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
①分析数据可得出杠杆的平衡条件是   (用字母表示);
②小明多次实验的目的是   ;
(3)如图乙,小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码,每个钩码重0.5 N,将弹簧测力计沿D竖直向下拉,为使杠杆保持水平平衡,弹簧测力计的示数为   N;然后由D位置改为沿C斜向下拉,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数   (填“变大”“变小”或“不变”);
(4)实验结束后,小明制作了如图丙所示的杆秤,经测试发现能测的物体的最大质量太小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是___________(填字母)。
A.将点向左移 B.将点向左移
C.将、点都向右移动等长距离 D.换一个质量较小的秤砣
24.如图所示,放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水,把质量为的木块浸入水中,木块静止时有的体积露出水面,此时容器中水的深度为。g取,求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)木块的密度。
25.某工程队用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心石块从深水中吊起。石块的密度为3×103kg/m3,体积是2m3,所用的拉力F是2.5×104 N,石块在20s内匀速上升了2m(未露出水面),不计水的阻力。求:
(1)石块受到的重力;
(2)石块受到的浮力;
(3)拉力F做功的功率;
(4)滑轮组的机械效率。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】A.一位中学生的质量约为45kg,因此重力为
A不符合题意;
B.两只鸡蛋的质量在0.1kg左右,受到的重力为
B不符合题意;
C.一本物理课本的质量在300g左右,受到的重力为
C不符合题意;
D.一只苹果的质量在150g左右,受到的重力为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据常见物体的质量计算重力,结合数据解答。
2.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】按照动力臂和阻力臂的大小关系,将杠杆分为省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆三类:动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆。对题目中的杠杆逐一分析后可知,只有独轮车的动力臂大于阻力臂,故B正确,ACD错误。
【分析】 1. 知识点:杠杆分类依据为动力臂与阻力臂大小关系;动力臂大于阻力臂,省力杠杆;动力臂等于阻力臂,等臂杠杆;动力臂小于阻力臂,费力杠杆。
2. 知识点:省力杠杆省力,但是费距离;费力杠杆费力,但是省距离;等臂杠杆不省力也不费力,不省距离也不费距离。
3. 常见实例:省力杠杆:独轮车、撬棍、瓶盖起子;费力杠杆:镊子、钓鱼竿、筷子;等臂杠杆:天平。
3.【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】解:A、足球守门员戴有防滑手套,是采用增大接触面粗糙程度的方法增大了摩擦,不符合题意;
B、骑自行车的人刹车时用力捏闸,是采用增大压力的方法增大了摩擦,不符合题意;
C、给自行车轴承中加润滑油,是采用减小接触面粗糙程度的方法减小了摩擦,符合题意;
D、运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹,是采用增大接触面粗糙程度的方法增大了摩擦,不符合题意.
故选C.
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度;(1)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度;(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.
4.【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】A、跳远运动时,运动员起跳后利用惯性保持原来的运动状态向前运动,属于对惯性的利用,因此A不符合题意;
B、溜冰运动中,运动员滑行时依靠惯性保持原来的运动状态向前运动,属于对惯性的利用,因此B不符合题意;
C、将锤子套牢在手柄上时,撞击手柄过程中,锤头利用惯性保持原来的运动状态向下运动,从而套紧在手柄上,属于对惯性的利用,因此C不符合题意;
D、汽车行驶时系安全带,是为了避免车辆遇到突发情况紧急刹车时,人由于惯性保持原来的运动状态向前冲,从而避免惯性对人体造成伤害,属于惯性危害的防止,因此D符合题意;
故选D。
【分析】物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。判断是利用惯性还是防止惯性带来危害:如果是借助惯性达到目的,属于惯性的利用;如果是为了避免惯性带来伤害,属于防止惯性带来危害。A、B、C 三项都是利用物体的惯性完成相应动作,属于惯性的利用;D 选项系安全带,是防止刹车时人由于惯性向前冲造成伤害,属于防止惯性带来危害。
5.【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的特点
【解析】【解答】A.根据压力的定义,压力是垂直作用在物体表面上的力,方向要求是垂直于接触面,并非一定是“竖直”方向。比如斜面上的物体对斜面的压力,方向是垂直斜面向下,并不是竖直向下,因此A错误;
B.压力并不一定由重力产生,例如用手按压墙面时,手对墙的压力就和重力无关;只有当物体单独放置在水平面上、没有其他额外的外力作用时,压力的大小才等于重力,其他情况压力大小都不等于重力,因此B错误;
C.液体受到重力作用,因此会对容器底部产生压强;同时液体具有流动性,会对阻碍它流动的容器侧壁产生挤压,所以容器的侧壁也会受到液体的压强,因此C正确;
D.在液体压强公式中,代表深度,它的定义是该研究点到液体自由液面的垂直距离,并不是到容器底部的高度,因此D错误。
故选C。
【分析】 1. 压力定义,压力垂直于接触面指向被压物体,不一定竖直向下;压力和重力没有必然等同关系,只有水平放置不受其他外力时,压力大小等于物体重力。
2. 液体压强产生原因,液体受重力,对容器底有压强;液体具有流动性,对容器侧壁也存在压强。
3. 液体压强公式 p=ρgh,h 是深度,指从自由液面往下到该点的垂直距离,不是该点到容器底的距离。
6.【答案】B
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.即使是同一地区,大气压也会受天气、温度等因素影响,并不是固定不变的,因此A错误;
B.使用吸管喝饮料时,我们先将吸管内的空气吸走,此时管内气压小于外界大气压,饮料就在外界大气压的作用下被压入吸管,进而进入口中,这个过程利用了大气压强,因此B正确;
C.医生用注射器将药水推入病人肌肉,依靠的是外力对注射器活塞的推力,和大气压没有关系,因此C错误;
D.托里拆利实验的原理是大气压强的大小等于玻璃管内水银柱产生的压强,因此可以用水银柱的高度来表示大气压的大小;根据液体压强的规律可知,水银柱产生的压强只和水银柱的高度有关,和玻璃管的粗细没有关系,因此D错误。
故选B。
【分析】(1)大气压不是恒定不变的,同一地点大气压会随天气、温度变化;海拔越高,大气压越低。
(2)吸管喝饮料是利用大气压把饮料压入嘴里;注射器吸取药液利用大气压,推药液入肌肉依靠人手推力,不利用大气压。
(3)托里拆利实验中,大气压等于管内水银柱产生压强,水银柱高度只由外界大气压决定,与玻璃管粗细、倾斜程度、上提下压玻璃管均无关。
7.【答案】D
【知识点】弹力;惯性及其现象;压力及重力与压力的区别;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、压力和重力是两种性质完全不同的力:重力是地球对汽车的吸引力,受力物体是汽车,施力物体是地球;压力是汽车对路面的弹力,受力物体是路面,施力物体是汽车,二者的施力物体和受力物体都不相同,因此A错误;
B、支持力是路面对汽车的弹力,弹力是由施力物体发生形变产生的,因此支持力是路面发生形变产生的,并非轮胎形变产生,轮胎形变产生的力是汽车对路面的压力,因此B错误;
C、汽车的软质座椅是在压力大小不变的前提下,通过增大人体与座椅的接触面积来减小压强,并没有减小人体对座椅的压力,因此C错误;
D、当汽车紧急刹车时,乘客由于惯性会保持原来的运动状态继续向前运动,安全带可以限制乘客向前位移,避免乘客向前冲撞,起到保护乘车安全的作用,因此D正确。
故选D。
【分析】 1. 重力、压力属于不同性质的力;重力施力物体是地球,作用在物体自身;压力属于弹力,施力物体是接触的物体,作用在被压物体上,二者不能等同。
2. 弹力产生条件,发生弹性形变的物体,对与其接触的物体产生弹力;哪个物体发生形变,哪个物体就是弹力的施力物体。
3. 减小压强的两种方法,压力一定,增大受力面积;受力面积一定,减小压力;软座椅增大接触面积减小压强,压力大小不变。
4. 惯性,物体保持原来运动状态不变的性质;刹车时人身体向前倾,安全带用来防止惯性带来的伤害。
8.【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】G600逐步降低高度,减小速度时,质量不变,速度变小,动能变小,高度变小,重力势能变小,动能和重力势能之间没有相互转化;机械能是动能和势能的总和,动能和重力势能都减小,机械能减小,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】质量一定时,速度减小,动能减小,高度减小,重力势能减小,总机械能减小。
9.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】液体内部压强随深度增加而增大,随深度减小而减小,所以潜水员呼出的气泡在水面下上升的过程中,深度变小,压强变小。气泡所受浮力等于气泡排开水的重力,在上升过程中气泡体积不断变大,浮力变大。故选项A、B、D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】根据p=ρgh可知所受压强的变化,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知受到浮力的变化.
10.【答案】A
【知识点】液体压强的特点;连通器原理及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A. 根据液体压强的规律,液体的压强会随着深度的增加而增大。拦河大坝设计成上窄下宽的形状,正是因为深度越大水的压强越大,大坝底部需要更宽的结构来承受更大的水压,因此该设计应用了液体压强规律,故A符合题意;
B. 船闸主要由闸室以及上游、下游水道组成,闸室可以分别和上下游形成连通器结构,利用连通器中液体静止时液面相平的原理工作,实现轮船在上下游之间通行,因此应用的是连通器原理,故B不符合题意;
C. 飞机机翼设计成上凸下平的形状,空气流经机翼上方时经过的路程更长,流速更大、压强更小;流经机翼下方时流速更小、压强更大,上下的压强差就形成了向上的升力,应用的是流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D. 堵住茶壶盖的小孔后,壶内的水流出一部分后,壶内部的气压会小于外界大气压,在大气压的作用下水就难以倒出,这体现了大气压强的作用,故D不符合题意。
故选A。
【分析】 1. 液体压强特点,同种液体,深度越深,液体压强越大;拦河大坝上窄下宽就是该规律的实际应用。
2. 连通器原理,上端开口、底部相连通的容器,内部装同种液体,液体静止时各容器液面保持相平;船闸是连通器的典型应用。
3. 流体压强与流速关系,流体流速大的位置压强小;飞机机翼依靠上下流速不同产生压强差,获得升力。
4. 大气压强,茶壶盖上小孔,作用是让壶内与外界大气相通,依靠大气压使水顺利流出。
11.【答案】A,D
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】A.水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器与液体的总重力;已知容器质量相等、液体质量相等,根据可得总重力相等,因此容器对桌面的压力,故A正确;
B.容器对桌面的压力相等,容器底面积相同,根据压强公式可得,容器对桌面的压强,故B错误;
C.由图可知,深度相同时乙容器中液体体积,液体质量相等,根据得;液体深度相同,由得,再根据,相同,因此液体对容器底部的压力,故C错误;
D.由上述推导,,液体深度相同,根据液体压强公式,可得,故D正确。
故选AD。
【分析】 1. 水平放置容器,容器对桌面的压力等于容器和内部液体总重力;固体压强计算使用 p=F/S。
2. 密度公式 ρ=m/V,质量相同时,体积越小,物质密度越大。
3. 液体压强公式 p=ρgh,液体压强只和液体密度、深度有关;液体对底部压力可以用 F=pS 进行计算。
12.【答案】C,D
【知识点】杠杆的分类;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】A.刀刃做得很薄,是通过减小受力面积的方式增大压强,这个过程并没有增大刀刃对甘蔗的压力,因此A错误;
B.使用铡刀时,动力臂的长度大于阻力臂,根据杠杆的分类规则,动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆,所以铡刀是省力杠杆,因此B错误;
C.动力臂的定义是支点到动力作用线的垂直距离,沿方向用力时,对应的动力臂比沿方向用力时的动力臂更大;根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂都固定不变时,动力臂越大,所需要的动力就越小,因此沿方向用力比沿方向更省力,因此C正确;
D.将甘蔗放在点时的阻力臂,比放在点时的阻力臂更小,当阻力和动力臂都不变时,根据杠杆平衡条件可以推出,放在点所需要的动力更小,所以甘蔗放在a点更易被切断,因此D正确。
故选CD。
【分析】 1. 增大压强方法,压力一定,减小受力面积可以增大压强;刀刃变薄属于减小受力面积,压力大小不变。
2. 杠杆分类,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;铡刀属于典型省力杠杆。
3. 力臂概念,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点的距离。
4. 杠杆平衡条件;阻力、阻力臂不变,动力臂越大,动力越小;阻力、动力臂不变,阻力臂越小,动力越小。
13.【答案】重力;竖直向下
【知识点】重力及其大小的计算;重力的方向
【解析】【解答】熟透的杏子落向地面是受到重力的作用;铅垂线检验墙体竖直,利用了重力方向总是竖直向下的特点。
故答案:重力;竖直向下
【分析】(1) 本题考查重力的存在,地球附近所有物体都受重力,重力使下落物体落向地面;
(2) 本题考查重力方向的实际应用,重力方向竖直向下,据此制成铅垂线。
14.【答案】20;0
【知识点】平衡力的辨别;是否做功的判断
【解析】【解答】木箱在水平面上匀速移动,处于平衡状态,在水平方向上受推力和阻力f,阻力f与推力是一对平衡力,故f=20 N。做功的两个必要因素是:作用在物体上的力和在力的方向上移动的距离。在重力方向上没有移动距离,所以重力没有做功。
【分析】水平匀速运动的物体受到平衡力的作用,根据二力平衡,阻力等于拉力;物体受力但没有移动距离,力对物体无功。
15.【答案】18;长
【知识点】弹力;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】 设弹簧的原长为,劲度系数为。根据胡克定律,在弹性限度内弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,结合题目给出的两种受力情况,可以得到方程组:,
用②减①消去,可以解得弹簧的劲度系数,再将k代回①式,可得弹簧原长。 当弹簧受到拉力大小为时,设此时弹簧的总长度为,再次根据胡克定律可得:
整理计算后解得此时弹簧的总长度为。
弹簧测力计的工作原理为:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大,即弹簧伸长的长度越长。
【分析】 1. 胡克定律,弹性限度内,弹簧弹力 , 代表弹簧伸长量, 等于弹簧现长减去弹簧原长,不是弹簧总长度。
2. 弹簧测力计原理,在弹性限度内,弹簧的伸长量跟所受拉力成正比,注意是伸长量,不是弹簧总长度和拉力成正比。
16.【答案】是;800
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【解答】机器人在水平地面保持静止,竖直方向上受到向下的重力和地面对它向上的支持力,二者大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上,是一对平衡力。
首先计算机器人的重力:
机器人静止放置在水平地面上时,它对地面的压力等于自身的重力,因此可得
机器人双脚站立时,与地面的总接触面积为:
最后根据压强公式计算双脚站立时机器人对水平地面的压强:。
【分析】 1. 二力平衡条件,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. 重力计算公式 G=mg;水平面上物体对地面压力大小等于物体自身重力。
3. 压强计算公式 p=F/S;计算时接触面积单位必须换算为平方米,1cm2=10-4m2。
4. 先求重力,得到压力,换算接触面积,代入压强公式求出压强。
17.【答案】<;B
【知识点】阿基米德原理;杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】从题图可以看出,杠杆平衡时,左侧悬挂物体处的力臂大于右侧,也就是。此时杠杆平衡,根据杠杆平衡条件,力臂越长,对应的物体重力越小,因此可以得到。如果将两个物体同时浸没到水中,对于杠杆左端,力和力臂的乘积为:
对于杠杆右端,力和力臂的乘积为:
因为两个物体的体积相等,都浸没在水中,所以排开水的体积相同。根据阿基米德原理,可知两个物体受到的浮力大小相等,即。
浸没后,左端力与力臂乘积的减少量为,右端的减少量为。由于,因此左端力与力臂乘积的减少量比右端更大。
结合原来杠杆平衡时,可以得到浸没后:,因此杠杆会向右侧倾斜,也就是端下沉。
【分析】1. 杠杆平衡条件,杠杆平衡时,力臂越大,对应挂钩物体重力越小。
2. 阿基米德原理,物体完全浸没,V排=V物;体积相同物体浸没同种液体,受到浮力相等。
3. 物体浸入水中后,杠杆挂钩处实际拉力等于物体重力减去浮力;分别计算左右两侧 “拉力 × 力臂”,对比大小,乘积大的一侧下沉。
18.【答案】<;5∶1
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 将体积相等的松木和石蜡分别放入装满水的杯中,松木、石蜡密度均小于水的密度,两物体在水中均处于漂浮状态。依据物体漂浮条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力, 即,两者体积相等,松木密度更小,所以松木重力更小,受到浮力也更小 即
物体漂浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理可得
松木浸入水中时有,
所以松木露出水面的体积为
石蜡浸入水中时,所以石蜡露出水面的体积为
, 两者露出水面的体积之比:;
【分析】1. 物体浮沉条件,物体密度小于液体密度,物体漂浮;漂浮状态下
2. 阿基米德原理公式;联立漂浮条件可以推导出。
3. 先判断浮沉,比较浮力大小;再分别求出排开水的体积,再求露出体积,最后计算体积比值。
4. 推论:同种液体中漂浮,物体密度越小,物体浸入液体的体积占比越小,露出体积占比越大。
19.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】弹力;重力示意图;力臂的画法;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】(1)木块A与小车一起向左运动,竖直方向受力平衡。木块A受到小车的支持力F是弹力,方向垂直于小车的水平接触面,也就是竖直向上,我们把作用点画在木块A的重心上标注即可。
(2)这个滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,要达到最省力的效果,需要让承担物重的绳子段数最多,对应的绕线方法为:把绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上,接下来依次绕过定滑轮、再绕过动滑轮完成绕线,这种绕法一共有3段绳子承担物重,是这个滑轮组最省力的绕线方式。
(3)重物A的重力方向竖直向下,作用点在重物A的重心处。要画出拉力F1的力臂,只需要从支点O向拉力F1的作用线作垂线段,这段垂线段就是拉力F1对应的力臂L1。
【分析】 1. 支持力属于弹力,方向垂直于接触面指向被支持物体;物体一起匀速运动,水平方向无相对运动也无相对运动趋势,不受摩擦力。
2. 滑轮组绕线,“奇动偶定”;n 最大最省力,一动一定滑轮,最多 n=3,绳子起始端固定在动滑轮挂钩。
3. 重力作图,方向总是竖直向下,作用点画在物体重心。
4.力臂画法,从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足之间垂线段就是力臂;力臂不是支点到力的作用点的线段。
(1)木块A与小车一起向左运动竖直方向受力平衡。所受小车的支持力F为弹力,方向垂直于接触面(水平面),竖直向上,作用点取在重心A点。
(2)对于由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕绳方法是绳子先系在动滑轮的挂钩上,然后依次绕过定滑轮、动滑轮。这样绕线,承担物重的绳子段数最多,为3段,最省力。
(3)重物A所受重力竖直向下,作用点在A的重心处。过支点O向拉力F1的作用线作垂线段即为拉力的力臂L1。
20.【答案】(1)甲
(2)海绵的凹陷程度;压力大小;C
(3)=
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)甲方案里铅笔保持静止,两只手指受到的压力大小相等;乙方案会受到铅笔自身重力的影响,下方手指受到的压力会比上方手指更大,没有做到控制压力大小相同,因此甲方案更合理。
(2)在a、b、c三次实验中,我们是通过海绵的凹陷程度来体现压力的作用效果的,这种方法是转换法。
对比分析a、b两次实验,两次实验的受力面积相同,b图的压力更大,海绵的凹陷程度也更明显,由此可以得出结论:压力的作用效果和压力大小有关。
菜刀经常磨一磨,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,探究的是压强和受力面积的关系,因此A不符合题意;
书包使用宽的背带,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,同样探究的是压强和受力面积的关系,因此B不符合题意;
汽车限重,是在受力面积一定的情况下,通过减小压力来减小对路面的压强,探究的是压强和压力大小的关系,因此C符合题意。
(3)图c和图d中,小桌对支撑面的压力都等于小桌和砝码的总重力,二者受力面积也都等于小桌桌面的面积,根据压强公式可以判断,小桌对海绵的压强和小桌对木板的压强大小相等,即。
【分析】1. 探究压力作用效果实验,用到转换法与控制变量法;用海绵形变凹陷程度反映压力作用效果。
2. 压力作用效果影响因素:压力大小、受力面积;受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
3. 压强公式F=pS,压强大小只由压力 F、受力面积 S 决定,和被压物体的软硬材料无关。
4. 对比实验时,分清控制不变量与改变量;分析实例时分辨是改变压力还是改变受力面积。
(1)甲方案中铅笔处于静止状态,两手指受到的压力大小相等,而乙方案中由于铅笔自身重力的影响,下方手指受到的压力大于上方手指受到的压力,没有控制压力大小相同,故甲方案更合理;
(2) 在a、b、c实验中,压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来反映的,这利用了转换法;
分析比较a、b两图,受力面积相同,b图中压力较大,海绵的凹陷程度更明显,说明压力的作用效果与压力大小有关;
菜刀要经常磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,属于压强与受力面积的关系,故A错误;
书包要用宽的背带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,属于压强与受力面积的关系,故B错误;
汽车限重,是在受力面积一定时,通过减小压力来减小对路面的压强,属于压强与压力大小的关系,故C正确。
(3) 图c和图d中,小桌对支持面的压力都等于小桌和砝码的总重力,受力面积都等于小桌面的面积,根据压强公式可知,小桌对海绵的压强与对木板的压强相等,即。
21.【答案】(1)转换法
(2)甲、乙;大
(3)甲、丙
(4)不能;水平面绝对光滑,木块在水平方向上不受摩擦阻力,根据牛顿第一定律,木块被撞击后将一直做匀速直线运动,无法停下来,无法通过移动的距离来比较动能的大小。
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;阻力对物体运动影响的探究实验;物理学方法
【解析】【解答】(1)本实验里,我们是通过观察木块被小球撞击后移动距离的长短,来判断小球动能的大小,这种把不容易直接测量的物理量,转化为方便观察、测量的物理量的研究方法叫做转换法;
(2)研究超速隐患时,本质是探究动能大小和速度的关系,实验中需要控制小球的质量保持一致,让小球的速度不同,也就是让小球从斜面上不同高度由静止释放。已知,且,符合控制质量相同、速度不同的要求,因此应该选甲、乙两次实验进行比较;
从实验结果可以看到,甲实验中木块被撞击后移动的距离更远,这说明:当物体质量相同时,速度越大,物体具有的动能就越大;
(3)研究超载隐患时,本质是探究动能大小和质量的关系,实验中需要控制小球到达水平面时的速度相同,改变小球的质量,也就是让小球从斜面上同一高度由静止释放。已知,且,符合控制速度相同、质量不同的要求,因此应该选甲、丙两次实验进行比较;
(4)如果水平面绝对光滑,木块被撞击后在水平方向不受任何阻力作用,根据牛顿第一定律可知,木块会一直保持匀速直线运动,不会停止,因此我们无法通过木块移动的距离来比较小球动能的大小,也就不能得出相应的实验结论。
【分析】 1. 动能大小的影响因素,质量、速度;质量越大,速度越大,物体动能越大。
2. 实验方法,转换法,用木块移动距离反映小球动能大小;控制变量法,探究动能与速度关系控制质量不变;探究动能与质量关系控制到达水平面速度不变。
3. 小球从斜面同一高度静止释放,目的是使小球到达水平面的初速度相等;改变释放高度,改变小球到达水平面的速度。
4. 牛顿第一定律,物体不受外力时,总保持静止或者匀速直线运动状态。
(1)实验中通过木块被小球撞击后移动的距离来反映小球动能的大小,这种将不易直接测量的物理量转换为易于观察和测量的物理量的方法是转换法;
(2)研究超速问题,即探究动能与速度的关系,需要控制小球的质量相同,速度不同,即从不同高度释放。已知 且,故应选择甲、乙两个实验;
由图可知,甲中木块移动的距离较远,说明质量相同时,速度越大的物体动能越大;
(3)研究超载问题,即探究动能与质量的关系,需要控制小球到达水平面的速度相同,质量不同,即从同一高度释放。已知 且,故应选择甲、丙两次实验;
(4)若水平面绝对光滑,木块在水平方向上不受摩擦阻力,根据牛顿第一定律,木块被撞击后将一直做匀速直线运动,无法停下来,因此不能得出结论;因为木块将做匀速直线运动,无法通过移动的距离来比较动能的大小。
22.【答案】(1)丙、甲、丁、乙
(2)=;能
(3)一直不变
(4)丁
(5)
(6)相等
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)为 减小物体沾水带来的实验误差,合理操作顺序:先测出空桶重力,再测出物体重力,接着将物体浸没在溢水杯,读取弹簧测力计示数,最后测出桶与排开水的总重力。故最合理实验顺序为丙、甲、丁、乙。
(2)石块在空气中的重力为,浸没在水中时弹簧测力计的示数为, 根据称重法求浮力:
空桶的重力为,桶和排开水的总重力为,则排开水的重力为,由此可得
阿基米德原理对部分浸入同样成立,石块只有一部分浸入水中时,浮力依旧等于物体排开水的重力,仍可以得到相同实验结论。
(3) 溢水杯已经装满水,石块继续向深处浸没,有水不断溢出,杯内水面高度保持不变。由液体压强公式 可知,在液体密度 和深度 均不变的情况下,液体对溢水杯底部的压强保持不变。
(4)换用密度小于液体密度的物体,物体在液体中漂浮,漂浮条件F浮=G,将物体放入液体中时,不需要用弹簧测力计吊着它,直接让其漂浮在水面上即可,所以图丁步骤中可不使用弹簧测力计。
(5)
由图1可知,石块的重力为,则石块的质量为
石块受到的浮力
石块浸没在水中,石块体积与排出水的体积相等,则由阿基米德原理可知石块的体积
石块的密度
(6)向下移动横杆, 重物缓慢浸入盛满水的溢水杯,重物浮力变大,弹簧测力计 A 示数减小,示数减小量等于重物所受浮力,即
溢出的水流入塑料袋,弹簧测力计 B 示数增大,示数增加量等于排开水的重力 ,即
根据阿基米德原理可知,,所以A、B示数的变化量相等,即。
【分析】1. 阿基米德原理实验操作顺序,要先测空桶、物体重力,避免沾水造成测量误差;称重法测浮力
2. 阿基米德原理,物体不管是完全浸没还是部分浸入液体,该原理均成立。
3. 液体压强公式p=ρgh,液体压强只和液体密度、深度有关,和浸入物体体积无关。
4. 物体漂浮条件,漂浮实验无需弹簧测力计悬挂物体。
5. 利用阿基米德原理求物体体积,浸没时V物=V排;再结密度公式计算固体密度。
6. 创新实验装置,弹簧测力计 A 减小量等于浮力,弹簧测力计 B 增大量等于排开液体重力,二者变化量相等。
(1)为了减小由于物体带出水而产生的实验误差,最科学合理的实验顺序是先测量空桶的重力,再测出物体的重力,接着将物体浸没在溢水杯中并读出弹簧测力计的示数,最后测出桶和排开水的总重力,因此最合理的实验顺序是丙、甲、丁、乙。
(2)由图1可知,石块在空气中的重力为,浸没在水中时弹簧测力计的示数为,则石块受到的浮力为
空桶的重力为,桶和排开水的总重力为,则排开水的重力为
由此可得
阿基米德原理不仅适用于物体完全浸没的情况,也适用于物体部分浸入的情况,当石头只有一部分体积浸在水中时,它受到的浮力依然等于它排开水的重力,因此仍能得到相同的结论。
(3)在图丁步骤中,小石块完全浸没后,在逐渐往液体深处浸入的过程中,由于溢水杯中装满了水,溢出的水已经流走,杯中水面高度保持不变,即水的深度 h不变,根据液体压强公式 可知,在液体密度 和深度 均不变的情况下,液体对溢水杯底部的压强保持不变。
(4)若换用密度小于液体密度的物体进行实验,该物体在液体中会处于漂浮状态,此时物体受到的浮力等于其自身的重力,即,在将物体放入液体中时,不需要用弹簧测力计吊着它,直接让其漂浮在水面上即可,所以图丁步骤中可不使用弹簧测力计。
(5)由图1可知,石块的重力为,则石块的质量为
石块受到的浮力
石块浸没在水中,石块体积与排出水的体积相等,则由阿基米德原理可知石块的体积
石块的密度
(6)向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物受到的浮力增大,弹簧测力计A的示数减小,其示数的变化量等于重物受到的浮力,即
同时,溢出的水流入薄塑料袋中,弹簧测力计B的示数增大,其示数的变化量等于流入塑料袋中水的重力,即
根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力,即,所以A、B示数的变化量相等,即。
23.【答案】(1)平衡;右
(2);排除偶然性,得出普遍规律
(3)0.75;变大
(4)B
【知识点】杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)题图甲中杠杆已经保持静止,因此此时杠杆处于平衡状态;观察甲图可以发现,杠杆左低右高,要让杠杆调整到水平位置平衡,需要将平衡螺母向右端调节。
(2)对表格中的三组实验数据分别验证:
第一次实验满足
第二次实验满足
第三次实验满足
由此可以总结出杠杆的平衡条件为:,也就是动力×动力臂=阻力×阻力臂。
仅依靠一次实验得到的结论会存在偶然性,因此本实验多次测量的目的是避免偶然因素干扰,得到具有普遍性的规律。
(3)设杠杆每一格长度为L,当弹簧测力计在C点竖直向下拉时,拉力的力臂即动力臂为\(4L\);阻力是A点悬挂的钩码总重,即,阻力臂为3L。
代入杠杆平衡条件可得,解得弹簧测力计的示数。
如果弹簧测力计从竖直向下改为斜向下拉,拉力的力臂会比竖直拉时更小;由于阻力和阻力臂都没有变化,也就是阻力和阻力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件,动力臂减小后,动力会相应增大,因此弹簧测力计的示数会变大。
(4)我们结合杠杆平衡条件分析各个选项,设物体重力为阻力,秤砣重力为动力:
A. 将a点向左移动,物体对应的阻力臂会变大;在秤砣重力(动力)和最大动力臂都不变的情况下,杆秤能测量的最大物体重力会变小,因此A错误。
B. 将b点向左移动,物体对应的阻力臂变小,同时秤砣能达到的最大动力臂变大;根据杠杆平衡条件,这种情况下杆秤能测量的最大物体重力会变大,因此B正确。
C. 将a、b点都向右移动相同长度,物体的阻力臂大小不变,但秤砣的最大动力臂会变小,根据杠杆平衡条件,能测量的最大物体重力会变小,因此C错误。
D. 换用质量更小的秤砣,也就是动力变小;在阻力臂和最大动力臂不变的情况下,能测量的最大物体重力会变小,因此D错误。
故选B。
【分析】1. 杠杆平衡定义,杠杆静止或者匀速转动都属于杠杆平衡;调平规则,平衡螺母向杠杆偏高一侧调节。
2. 杠杆平衡条件;多次实验目的,避免实验偶然性,寻找普遍规律。
3. 弹簧测力计斜拉杠杆,力臂小于支点到作用点的距离;阻力、阻力臂乘积不变,动力臂变短,动力变大。
4. 杆秤属于杠杆的实际应用,分清动力、阻力、动力臂、阻力臂,代入杠杆平衡条件做定性分析。
(1)杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于静止状态,因此处于平衡状态;
由图甲可知,杠杆左端低右端高,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节;
(2)分析表格中的数据可知,第一次实验中
第二次实验中
第三次实验中
由此可得杠杆的平衡条件是
在实验中,如果只根据一次实验数据得出结论,具有偶然性,因此多次实验的目的是为了排除偶然性,得出普遍规律;
(3)设杠杆上每小格的长度为L ,则动力臂为 4L ,阻力为
阻力臂为3L ,根据杠杆平衡条件可得
则弹簧测力计的示数
当弹簧测力计由竖直向下改为斜向下拉时,拉力的力臂变小,而在右侧的阻力和阻力臂不变的情况下,阻力与阻力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件,动力臂变小,动力将变大,即弹簧测力计的示数将变大;
(4)将a点向左移,则物体的力臂(阻力臂)变大,在秤砣重力和最大长度(动力臂)不变的情况下,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变小,故A不符合题意;
将b点向左移,则物体的力臂(阻力臂)变小,同时秤砣的最大力臂(动力臂)变大,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变大,故B符合题意;
将a、b点都向右移动等长距离,物体的力臂(阻力臂)不变,但秤砣的最大力臂(动力臂)变小,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变小,故C不符合题意;
换一个质量较小的秤砣,即动力变小,在阻力臂和最大动力臂不变的情况下,根据杠杆平衡条件,能测量的最大重力将变小,故D不符合题意。
故选B。
24.【答案】解:(1)水对容器底部的压强为
(2)木块漂浮,则浮力等于重力,所以木块受到的浮力为
(3)木块排开水的体积为
则木块的体积为
则木块的密度为
答:(1)水对容器底部的压强为;
(2)木块受到的浮力为;
(3)木块的密度为。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)结合p=ρgh计算可知水对容器底部的压强;
(2)木块漂浮,则浮力等于重力,即;
(3)木块排开水的体积为,木块的体积为,结合密度公式计算可知木块的密度。
25.【答案】解:(1)石块受到的重力
(2)石块浸没在水中受到的浮力为
(3)滑轮组上承担重量的绳子股数n=2,所以自由端绳子移动的距离为
拉力F做功的功率为
(4)滑轮组的机械效率为
答:(1)石块受到的重力为;
(2)石块受到的浮力为;
(3)拉力F做功的功率为;
(4)滑轮组的机械效率为。
【知识点】功率计算公式的应用;阿基米德原理;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合重力公式计算石块受到的重力;
(2)结合计算石块浸没在水中受到的浮力;
(3)滑轮组上承担重量的绳子股数n=2,所以自由端绳子移动的距离为,结合P=Fv计算拉力F做功的功率;
(4)滑轮组的机械效率为。
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