2022-2023学年陕西省商洛市商南县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个正确的选项。)
1.(3分)下列数据中,与实际情况偏差最大的是( )
A.一个标准大气压相当于760cm水银柱产生的压强
B.将测温枪举高0.5m所做的功约为0.25J
C.普通成年人双脚站立时对地面的压强约为1.5×104Pa
D.人托起两个鸡蛋所用的力大约是1N
2.(3分)如图所示,小明分别在A、B、C处用同样大小的力向外推门,感受到推门的难易程度有所不同,这说明力的作用效果与( )
A.力的大小有关
B.力的方向有关
C.力的作用点有关
D.力的大小、方向和作用点有关
3.(3分)2021年2月26日,“相约北京”冬季体育系列测试赛圆满收官。如图是参赛选手手持雪杖、脚瞪滑雪板在U形池内来回滑动、翻飞的情景。下列有关分析正确的是( )
A.选手脚蹬滑雪板可以减小对地面的压力
B.选手飞离U形池后向上运动是由于受到了向上的力
C.选手飞离U形池后向上运动到最高点受力平衡
D.选手飞离U形池后向上运动时动能转化成重力势能
4.(3分)将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组成如图所示的装置。装置内加入适量的液体,可完成如下四个实验:①验证力使物体发生形变;②观察大气压随高度的变化;③观察液体的热胀冷缩;④模拟潜水艇的浮沉。在这些实验的设计中,把微小变化放大以利于观察的是( )
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
5.(3分)电动平衡车是一种时尚代步工具,当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.平衡车匀速行驶时,相对于平衡车,车上的人是运动的
B.平衡车受到的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
C.平衡车对地面的压力与地面对平衡车的支持力是一对相互作用力
D.关闭电机,平衡车仍继续前进是因为平衡车具有惯性,且速度越大惯性越大
6.(3分)我国研制的“海燕﹣X”号水下滑翔机最大下潜深度达10619米,刷新了水下滑翔机下潜深度的世界纪录。如图为水下滑翔机的模型,机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀。当油囊收缩时滑翔机下潜,当油囊膨胀时滑翔机上浮。下列说法正确的是( )
A.滑翔机通过改变自身重力来实现浮沉
B.油囊收缩时滑翔机受到的水的压强逐渐减小
C.油囊膨胀时滑翔机所受的浮力小于滑翔机的重力
D.上浮时滑翔机排开水的重力大于下潜时排开水的重力
7.(3分)“孝”是中华民族的传统美德。如图是小梦给父母曲臂端茶时的示意图,其中肱二头肌对前臂的拉力为动力,端着的托盘对手臂向下的作用力为阻力。下列与其属于同类的杠杆是( )
A.筷子 B.羊角锤 C.核桃夹 D.瓶盖起子
8.(3分)在日常生产和生活中,有时需要增大压强,有时需要减小压强,如图所示的事例中,属于增大压强的是( )
A.书包带较宽 B.菜刀刀刃很薄
C.铁轨上铺枕木 D.穿滑雪板滑雪
9.(3分)如图甲所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重2N,底面积为100cm2,在容器底部放一圆柱形物块的高为8cm,然后缓慢向容器中倒水(水始终未溢出).通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图乙所示的图象,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.物块的重力为2N
B.物块的底面积是60cm2
C.物块的密度为0.85×103kg/m3
D.水的深度为12cm时,容器对桌面的压强是1400Pa
10.(3分)如图所示,卡车的车厢高1.5m,工人师傅将一块5m长的木板搭在地面与车厢之间构成斜面,然后站在车上用400N的拉力将重为1000N的木箱匀速拉上车厢。下列说法正确的是( )
A.工人所做的总功为5000J
B.木箱与斜面之间的摩擦力为400N
C.斜面的机械效率为75%
D.工人将木箱加速拉上车厢所做的总功不变
二、填空题(本大题共11小题,计27分)
11.(2分)日常生活中,用吸管“吸“饮料是在 的作用下把饮料“吸“入嘴中。如图所示,对吸管B吹气.吸管A中的水会上升,这是因为流体在流速大的地方压强 。
12.(3分)2021年5月15日7时18分,天问一号探测器成功着陆火星。探测器高速进入火星大气层时多次向下喷气减速,这是利用了力的作用是 的,同时说明力可以改变物体的 。在下降过程中,探测器的机械能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
13.(3分)如图所示,小明同学用200N的拉力F将重为320N的物体匀速提升20cm,不计绳重和摩擦,则动滑轮的重为 N,拉力F做的功为 J,该滑轮组的机械效率为 。
14.(3分)小明自制了一个简易实用的“救生圈”,用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定,如图所示。已知每个空塑料瓶的体积是2L,则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为 N(忽略三通管和绳子的体积,g取10N/kg),扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)总重力。若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶,使用时可 (选填“增大”或“减小”)浮力。
15.(2分)如图甲所示,用水平拉力F向右拉放在粗糙程度相同的水平地面上的A物体,拉力F的大小与时间t的关系和A物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图象可知,物体0~6s受到的摩擦力是 N,第3s物体受到的合力是 N,6s~9s物体做 运动。
16.(3分)在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (填“加速”、“匀速”或“减速”)运动。此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力,小车受到的摩擦力 牵引力(填“大于、等于”或“小于”)。
17.(2分)把质量是24g、体积是30cm3的物体浸没在水中,松手后物体将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”);当它静止时,所受的浮力是 N。(g=10N/kg)
18.(3分)汽车无论是不慎驶入水中还是遇雨被淹,乘客都应立刻开门逃生,水越深车门越难推开。如图所示,在车门下都距水面0.3米深的O处,水的压强为 Pa.若车门在水下部分的面积为0.8m2,受到水的平均压强为5×103Pa,此时车门所受水的压力为 N;建议汽车不慎驶入水中时,应立即设法从车内逃离,紧急情况下,应挥动逃生锤的 (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,砸窗逃离。
19.(2分)粗略测量大气压的值。把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的 面积为 4×10﹣4m2.轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为 3.2kg.则大气对吸盘的压力为 N,大气压的测量值为 Pa。
20.(2分)如图所示是小明钓鱼时的情景,他从水里拉出一条大鱼静止在空中。请以O为支点在图中大致位置画出动力F1和阻力F2及其力臂L2的示意图。
21.(2分)请在图中画出正在上浮时潜水艇的受力示意图。
三、实验题(本大题共小题,计27分)
22.(7分)在“探究影响液体内部压强大小因素”的实验中。某中学的小奉同学进行了如图1所示的操作:
(1)实验前,应调整压强计(如图1甲),使U形管左右两边的液面 ;当金属盒进入水中时U形管左右两边的液面仍相平,原因是 。
(2)图1丙、丁两图是探究液体压强与液体的 关系。
(3)比较图1乙、丙两图可以得出的结论是: 。
(4)小李完成上述实验后,用一“T”形玻璃管对着U形管左边管口吹气,如图2所示,可以看到 (选填“左”或“右”)管中的液面较高,该实验说明了在流体中流速越大,压强 。
(5)压强计右侧的U形管 连通器(选填“是”或“不是”)。
23.(7分)某同学按照如图所示的操作,探究“浮力的大小影响因素”的实验。
(1)比较A、B、C三个图可得出的结论是:物体受到的浮力大小与物体 有关;
(2)比较 三个图可得出的结论是:物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(3)物体的体积 m3;
(4)该物体的密度为 kg/m3,液体的密度 kg/m3(g取10N/kg)。
24.(7分)在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示实验前杠杆左端下沉,则应将左端平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡,目的是 。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆 (选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转动到b位置时,其示数大小将 ,请你简述其原因 。
25.(6分)如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。
序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 8 0.1 3.1 0.3 86%
3 8 0.1 2.5 0.4
(1)实验时应 、缓慢拉动弹簧测力计,并用刻度尺测出物体上升的高度及绳端移动的距离,测量结果记录在表格中,分析表中数据可知,实验2是用图 做的实验;
(2)实验3中的机械效率= ;通过比较 (填实验序号)两次实验数据得出结论:滑轮组的机械效率与提升的物重有关;
(3)通过比较2、3两次实验数据可得出结论: ;
(4)小明在实验中匀速拉动弹簧测力计时读取数据,小东在实验中保持弹簧测力计静止时读取数据,则小明测出的拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)小东测出的拉力。
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
26.(8分)如图所示,这是我国第二艘075型两栖攻击舰,该舰舰长为250m,宽为30m,具有4个直升机起降点,满载排水量为40000t,吃水深度7m。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)问:
(1)075型两栖攻击舰满载时舰底受到的海水压强是多少?
(2)当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上时,其所受的浮力是多少?
(3)当一架质量为13t的舰载直升机从075型两栖攻击舰的甲板上起飞后,两栖攻击舰将 (选填“上浮一些”“位置不变”或“下降一些”),两栖攻击舰排开海水的体积变化了多少?
27.(8分)为创建良好的生活环境,我市环保部门使用如图所示的雾炮车对街道进行除尘消毒,雾炮车的部分参数如表所示。某次作业时,雾炮车在大小恒定为6.0×103N的牵引力作用下,沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km。(g取10N/kg)问:
空载质量m1/kg 6×103
最大载重量m2/kg 4×103
轮胎着地总面积S/m2 0.4
(1)作业过程中,雾炮车的动能 ,雾炮车的机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)雾炮车满载药液时对水平路面的压强是多少?
(3)雾炮车作业过程中受到的阻力是多少?
(4)雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是多少?
2022-2023学年陕西省商洛市商南县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个正确的选项。)
1.【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、一个标准大气压相当于760mm水银柱产生的压强,故A错误;
B、测温枪的质量大约为50g,将测温枪举高0.5m所做的功为W=mgh=0.05kg×10N/kg×0.5m=0.25J,故B正确;
C、成年人的体重大约是600N,双脚的面积大约是S=400cm2=4×10﹣2m2,则成年人双脚站立时对地面的压强大约是:p===1.5×104Pa,故C正确;
D、两个鸡蛋的质量约0.1kg,人托起两个鸡蛋所用的力F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,故D正确。
故选A。
2.【分析】力的三要素是力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
【解答】解:在A、B、C处用同样大小的力推门,保证了力的大小和方向相同,力的作用点不同,感受到手推门的难易程度不同即力的作用效果不同,这说明力产生的作用效果与力的作用点有关。
故选:C。
3.【分析】(1)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(3)根据选手的运动状态判定其受力情况;
(4)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。
【解答】解:A、选手脚蹬滑雪板是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B、选手飞离U形池后能向上运动是由于具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故B错误;
C、选手飞离U形池后向上运动到最高点时,运动状态不断改变,受力不平衡,故C错误;
D、选手飞离U形池后向上运动时,速度减小,高度增加,动能减小,势能增大,是动能转化为重力势能。故D正确。
故选:D。
4.【分析】力可以使物体发生形变。当细玻璃管内液柱高度发生变化时,可以反应大气压的变化;物体具有热胀冷缩的性质,温度发生变化时,物体体积会发生变化。
【解答】解:①用力挤压瓶子,瓶子可以发生形变,利用该装置可以验证:力可以使固体发生微小形变;
②当大气压变化时,细管中液柱的高度会发生变化,利用该装置可以验证大气压随高度的变化;
③物体具有热胀冷缩的性质,当液体温度变化时体积会发生变化,利用该装置可以观察液体的热胀冷缩;
④将瓶子放在水中,通过玻璃管向瓶内吹气,可以看到瓶子上浮;通过玻璃管向外抽气,可以看到瓶子下沉。通过此实验可以直接模拟潜水艇的沉浮,不需要把微小变化放大。
综上所述,在这些实验的设计中,把微小变化放大以利于观察的是①②③。
故选:A。
5.【分析】(1)判断物体的运动和静止,首先确定被研究的物体,被研究的物体和参照物之间发生了位置是改变,被研究的物体是运动的,否则是静止的:
(2)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力。二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(3)物体间力的作用是相互的。一对相互作用力的条件: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;
(4)影响惯性大小的因素只有质量,其他因素都不影响惯性。
【解答】解:A、平衡车匀速行驶时,人与平衡车的位置没有发生改变,因此人相对于平衡车是静止的,故A错误:
B、平衡车受到的重力小于地面对平衡车的支持力,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、平衡车对地面的压力与地面对平衡车的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,所以是一对相互作用力,故C正确;
D、关闭电机,平衡车仍继续前进是因为平衡车具有惯性,但惯性大小不变,故D错误。
故选:C。
6.【分析】(1)根据油囊的作用分析滑翔机实现浮沉的原理;
(2)根据阿基米德原理分析浮力的变化,根据p=ρgh分析压强的变化;
(3)物体上浮时,浮力要大于自身的重力;
(4)根据物体的浮沉条件分析。
【解答】解:
A、机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀,则油馕排开的水的体积不同,受到的浮力不同,所以能实现浮沉,故A错误;
B、油囊收缩时,排开的水的体积变小,水的密度不变,根据阿基米德原理可知,滑翔机受到的浮力减小,浮力小于重力,则滑翔机会下沉,下沉过程中,海水的密度不变,深度变大,根据p=ρgh可知,滑翔机受到的水的压强逐渐变大,故B错误;
C、油囊膨胀时,滑翔机会上浮,根据物体的浮沉条件可知,滑翔机所受的浮力大于滑翔机的重力,故C错误;
D、滑翔机本身的重力不变,上浮时滑翔机排开水的重力大于滑翔机的重力,下潜时排开水的重力小于滑翔机的重力,所以上浮时滑翔机排开水的重力大于下潜时排开水的重力,故D正确。
故选:D。
7.【分析】根据题意和图片,先判断曲臂端茶时,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断前臂属于哪种类型的杠杆;分别判断选项中的杠杆在使用过程中属于哪种类型的杠杆,找出符合题意的选项即可。
【解答】解:
曲臂端茶时,肘关节处为支点,肱二头肌对前臂的拉力为动力,端着的托盘对手臂向下的作用力为阻力,则可知动力臂小于阻力臂,所以前臂属于费力杠杆。
A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
B、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
C、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
D、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
可见,与前臂属于同一类型杠杆的是A。
故选:A。
8.【分析】减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时,减小压力来减小压强;
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强。在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
【解答】解:A、书包带子做的宽一些,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
B、切菜刀磨得锋利,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
C、轨道铺在枕木上,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
D、滑雪时穿上滑雪板,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意。
故选:B。
9.【分析】(1)根据物体漂浮时浮力与重力相等的特点得出物体的重力;
(2)利用V排=计算排开水的体积,然后利用物块的体积与排开水的体积之比计算物块体积;再利用V=Sh计算底面积;
(3)求出物体体积,利用重力公式和密度公式ρ=算出物体的密度;
(4)容器对桌面的压力等于容器和水、物块的总重力,根据p=求出容器对桌面的压强。
【解答】解:A、水的深度增大到6cm后,物块受到的浮力不再发生变化,物块没有全浸入,所以物块处于漂浮状态;
则由图象可知,物块处于漂浮状态时G=F浮=3N;故A错误;
B、由F浮=ρ水gV排可得,物块的体积:
V=V排===3×10﹣4m3,
物块的体积与排开水的体积之比:
====,
则物块的体积:
V==×3×10﹣4m3=4×10﹣4m3.故B错误;
C、物块的体积:V=Sh=50×8×10﹣6m3=4×10﹣4m3;
物体的质量m===0.3kg;
则ρ===0.75×103kg/m3;故C错误;
D、由于木块漂浮,所以G排=G木;
则容器内水和木块的总重力G=ρ水gV=103kg/m3×10N/kg×100×12×10﹣6m3=12N;
容器对桌面的压强p====1400Pa.故D正确。
故选:D。
10.【分析】(1)根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功,即总功;
(2)再根据W=Gh求出有用功;根据总功与有用功的差得出额外功,再根据W额=fs变形后可求物体受到的摩擦力f。
(3)然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率η。
(4)将木箱加速拉上车厢,拉力大于之前的400N,而木箱移动的距离不变,由W总=Fs分析所做的总功。
【解答】解:A.工人所做的总功为:W总=Fs=400N×5m=2000J,故A错误;
B.工人所做的有用功为:W有=Gh=1000N×1.5m=1500J,
工人所做额外功为:W额=W总﹣W有=2000J﹣1500J=500J,
由W额=fs可得物体受到的摩擦力为:f===100N,故B错误。
C.斜面的机械效率为:η==×100%=75%,故C正确。
D.若工人将木箱加速拉上车厢,由于木箱处于加速状态,受到非平衡力作用,故拉力大于之前的400N,而木箱移动的距离不变,由W总=Fs可知拉力做的总功将变大,故D错误。
故选:C。
二、填空题(本大题共11小题,计27分)
11.【分析】(1)用吸管吸饮料,是利用大气压的作用。
(2)流体在流速大的地方,压强小;流体在流速小的地方,压强大。
【解答】解:用吸管“吸”饮料,吸气时吸管内的气压减小,饮料在大气压的作用下被压入嘴里。
对吸管B吹气,管A上方空气流速大,压强小,则管A中的水在大气压的作用下上升。
故答案为:大气压;小。
12.【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)力的作用效果有两个:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态。
(3)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能等于动能与势能之和。
【解答】解:
(1)探测器高速进入火星大气层时多次向下喷气减速,由于力的作用是相互的,所以喷出的气体对探测器有向上的反作用力,从而使探测器减速;
(2)探测器受到气体的反作用力,使探测器的速度减小,说明力可以改变物体的运动状态;
(3)在下降过程中,“天问一号”探测器速度减小,则动能减小;同时高度减小,则重力势能减小;因机械能等于动能与势能之和,所以其机械能减小。
故答案为:相互;运动状态;减小。
13.【分析】(1)根据图示滑轮组可知绳子的有效股数,不计绳重和摩擦,根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力;
(2)知道物体匀速提升的高度,利用s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出拉力F做的功,根据W=Gh求出拉力做的有用功,再根据η=×100%求出该滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,
不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:
G动=nF﹣G=2×200N﹣320N=80N;
(2)物体匀速提升的高度:
h=20cm=0.2m,
绳子自由端移动的距离:
s=nh=2×20cm=40cm=0.4m,
拉力F做的功:
W总=Fs=200N×0.4m=80J,
拉力做的有用功:
W有=Gh=320N×0.2m=64J,
该滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=80%。
故答案为:80;80;80%。
14.【分析】已知每个空塑料瓶的体积是2L,可求3个大号空塑料瓶的体积,物体浸没在水中时,排开水的体积和本身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=G排分析扔到水中救人时漂浮在水面上所受的总浮力变化;根据F浮=ρ水gV排分析最后一空。
【解答】解:3个大号空塑料瓶的体积V=3×2L=6L=6dm3=6×10﹣3m3;
此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3=60N;
根据阿基米德原理F浮=G排可得:扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力等于总重力。
若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶,V排增大,由F浮=ρ水gV排可知,使用时浮力增大。
故答案为:60;等于;增大。
15.【分析】(1)物体静止或做匀速直线运动时,受到平衡力的作用;
(2)两个力的方向相反时,合力大小等于两分力之差,合力方向同较大的力的方向相同。
【解答】解:由图乙的v﹣t图象可知,物体在6s~9s内做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,
由F﹣t图象知这段时间的拉力为6N,所以物体受到的摩擦力是6N;
由图乙的v﹣t图象可知,0~6s内物体做加速运动,在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,由F﹣t图象知这段时间的拉力F拉=9N,
因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以此时的摩擦力不变,为f=6N,
则第3s物体受到的合力为:F合=F拉﹣f=9N﹣6N=3N。
故答案为:6;3;匀速直线。
16.【分析】汽车匀速运动时绳子在竖直方向上;汽车做变速运动时,绳子倾斜;加速小球向后摆,减速小球向前摆。
根据平衡力及平衡的条件分析解答此题,二力平衡条件: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,这四个条件缺一不可。
一切物体都有保持原来运动状态的性质。
【解答】解:(1)当汽车加速时,由于惯性,小球要保持原来的运动状态,所以小球就向后偏;根据球向后偏可知汽车做加速运动。
(2)忽略空气阻力,小球受竖直向下的重力,沿绳子斜向上的拉力,这两个力不在同一条直线上,根据二力平衡条件可知,这两个力不是一对平衡力。
(3)因为小车加速运动,因此小车受到的摩擦力小于牵引力。
故答案为:加速;不是;小于。
17.【分析】物体完全浸没时受到的浮力可通过浮力的公式求出,再根据浮沉条件可判断松手后物体的浮沉状态,最后根据静止后的状态再判断浮力的大小。
【解答】解:体积是30cm3的物体浸没在水中,其排开水的体积:V排=30cm3=3×10﹣5m3,
物体完全浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣5m3=0.3N,
物体的重力:G=mg=0.024kg×10N/kg=0.24N,
因为F浮>G,所以松手后物体将上浮,直至漂浮,此时浮力等于重力,即F浮′=0.24N;
故答案为:上浮;0.24。
18.【分析】(1)根据液体压强公式p=ρgh即可求出水的压强;
(2)由压强公式的变形公式F=pS可以求出压力;
(3)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。掌握液体内部压强的特点,根据液体压强随深度的增加而增大进行分析。
【解答】解:(1)在车门下都距水面0.3米深的O处,水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2.94×103Pa;
(2)由p=可得,车门受到的压力:
F=p′S=5×103Pa×0.8m2=4×103N;
(3)根据公式p=,压力相同,受力面积越小,压强越大,力的作用效果越明显。
由图知,B处比A处的面积小,所以用B端砸向玻璃窗的边角,在用力相同的情况下,产生的压强越大,玻璃更容易破碎。
故答案为:2.94×103;4×103;B。
19.【分析】使吸盘脱落的总重力恰好等于大气对吸盘的压力,这一点比较好理解。用这一压力除以吸盘与玻璃的接触面积,就可以求出此时的大气压强值了。
【解答】解:大气对吸盘的压力:F=G=mg=3.2kg×10N/kg=32N;
大气压的测量值:p===8×104Pa;
故答案为:32;8×104。
20.【分析】画力臂的方法:首先确定支点;然后找到动力和阻力,并用虚线延长动力和阻力的作用线;用虚线做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线;杠杆上的动力和阻力是相对的,本题中的阻力是鱼对绳子的拉力。
【解答】解:由图可知,支点是O,动力F1水平向左,先作出动力F1的作用线;鱼对绳子的拉力是阻力F2,方向竖直向下,由支点向阻力的作用线引垂线,支点到垂足的距离就是阻力臂L2,如图所示:
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21.【分析】正在上浮时潜水艇受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,且浮力大于重力的大小,两个力的作用点都在潜水艇的重心上,据此画出正在上浮时潜水艇的受力示意图。
【解答】解:正在上浮时潜水艇受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,且浮力大于重力的大小,两个力的作用点都在潜水艇的重心上,据此画出正在上浮时潜水艇的受力示意图,如图所示:
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三、实验题(本大题共小题,计27分)
22.【分析】(1)压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,实验前,应调整压强计,使U形管左右两边玻璃管中的液面相平,若液体压强计气密性差,U形管两边液柱的高度差变化都很小;
(2)比较丙、丁两图中金属盒深度相同,液体密度不同,据此判断研究的变量是哪一个;
(3)根据控制变量法分析;
(4)流体中流速越快的地方压强越小;流速越小的地方压强越大;
(5)上端开口,下端连通的容器叫连通器。
【解答】解:(1)调节好压强计后,U形管两边液面保持相平;当金属盒进入水中时U形管左右两边的液面仍相平,则说明该压强计的气密性差;
(2)选用丙、丁两图进行比较,控制探头所处的深度相同,而液体的密度不同,是探究液体压强与液体密度的关系;
(3)比较乙、丙两图可知,液体的密度相同,探头所处的深度不同,且探头的深度越深,U形管两边液面的高度差越大,可以得出的结论是在液体密度相同时,液体内部的深度越深,产生的压强越大(或同种液体内部压强随深度的增加而增大);
(4)小李完成上述实验后,用一“T“形玻璃管对着形管左边管口吹气,如图2所示,可以看到左管中的液面较高,该实验说明气体流速越大的位置,压强越小;
(5)压强计的左端是密闭的,所以不是连通器。
故答案为:(1)相平;压强计的气密性差;(2)密度; (3)在液体密度相同时,液体内部的深度越大,产生的压强越大;(4)左;越小;(5)不是。
23.【分析】(1)根据图A、B、C中的相同点和不同点,根据控制变量分析;
(2)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度的关系时,要控制物体排开液体的体积相同;
(3)从图A可知物体的重力,从图C可知物体完全浸没在水中测力计的示数,根据称重法得出物体完全浸没在水中所受的浮力;根据V=V排水=得出物体的体积;
(4)根据G=mg得出物体的质量,根据密度公式得出物体的密度;
从图D可知物体完全浸没在液体中测力计的示数,根据称重法得出物体完全浸没在液体中所受的浮力F浮′;根据V排液=V得出物体完全浸没在液体中排开液体的体积,根据ρ液=得出液体的密度。
【解答】解:(1)根据图A、B、C可以看出,在液体的密度相同时,物体排开液体的体积不相同,测力计的的读数也不相同,说明物体受到的浮力不同,则物体受到的浮力大小排开液体的体积有关;
(2)探究物体受到的浮力大小与液体密度的关系时,应控制排开液体的体积相同,密度不同,故选A、C、D三图进行比较;
(3)从图A可知物体的重力为4N,从图C可知物体完全浸没在水中测力计的示数为3.0N,故物体完全浸没在水中所受的浮力
F浮=G﹣F示=4N﹣3.0N=1N;
根据阿基米德原理可知物体的体积V=V排水===1×10﹣4m3;
(4)物体的质量m===0.4kg,
物体的密度ρ===4×103kg/m3;
从图D可知物体完全浸没在液体中测力计的示数为3.2N,故物体完全浸没在液体中所受的浮力F浮′=G﹣F示′=4N﹣3.2N=0.8N;
物体完全浸没在液体中排开液体的体积V排液=V=1×10﹣4m3,
根据阿基米德原理可知液体的密度ρ液===0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)排开液体的体积;(2)ACD;(3)1×10﹣4;(4)4×103;0.8×103。
24.【分析】(1)调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动,目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;挂钩码后,使杠杆在水平位置平衡,是为了方便测量力臂;
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格长为L,根据杠杆平衡条件判断在B点挂钩码的数量;根据杠杆平衡条件判断是否平衡;
(3)当测力计对杠杆的拉力F向右倾斜时,保持B点不动,F的力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件分析测力计示数变化。
【解答】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,应将左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;
(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB可得:4G×3L=FB×2L,解得:FB=6G,则需挂6个钩码;
若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧4G×4L=16GL,右侧6G×3L=18GL,因为16GL<18GL,所以杠杆不能平衡,杠杆右端下沉;
(3)保持B点不变,测力计从a位置转动b位置时,此时测力计对杠杆的拉力的力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件,动力变大,即测力计示数变大。
故答案为:(1)右;消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;(2)6;右端下沉;(3)变大;拉力力臂变小了。
25.【分析】(1)根据n=求出绳子的有效段数结合物体的重力回答;
(2)根据η==求出机械效率;
探究滑轮组的机械效率与提升的物重有关时,需要控制其它量相同,改变物体的重力;
(3)根据n=知实验3中的绳子的有效段数,比较2、3两次实验相同量和不同量,分析得出与变化量的关系;
(4)实验中若静止时读数,滑轮与绳之间没有摩擦力,据此分析。
【解答】解:(1)实验时应匀速缓慢拉动弹簧测力计;
分析表中数据,实验2中绳子的有效段数:n===3,物体的重力为8N,共两个钩码,故实验2是用图乙做的实验;
(2)实验序号3中的机械效率η===×100%=80%;
根据n=知,实验1中的绳子的有效段数为3,故1、2实验是使用同一滑轮组,故通过比较1、2两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(3)实验3中的绳子的有效段数为4,实验中,提升物体的重力相同,但3实验中动滑轮重力较2大,机械效率低,滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关,故通过比较2、3两次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越重滑轮组的机械效率越低;
(4)实验中若静止时读数,由于没有摩擦力,则小明测出的拉力大于小东测出的拉力。
故答案为:(1)乙;(2)80%;1、2;(3)使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越重滑轮组的机械效率越低;(4)大于。
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
26.【分析】(1)根据液体压强公式计算舰满载时舰底受到的海水压强。
(2)根据二力平衡知识,计算舰满载行驶在海面上时,其所受的浮力。
(3)根据阿基米德原理计算排开海水的体积变化量。
【解答】解:(1)075型两栖攻击舰满载时舰底受到的海水压强:
p=ρ海gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7m=7×104Pa;
(2)当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上时,其所受的浮力:
F浮=G排=m排g=40000×103kg×10N/kg=4×108N;
(3)直升机从075两栖攻击舰的甲板上起飞后,两栖攻击舰的总重力变小,因为漂浮,所以浮力等于重力,故两栖攻击舰所受的浮力变小,由F浮=ρ海gV排可知,攻击舰排开水的体积变小,将上浮一些;
两栖攻击舰减小的浮力:
ΔF浮=ΔG=Δmg=13×103kg×10N/kg=1.3×105N,
两栖攻击舰排开海水的体积变化量:ΔV排===13m3。
答:(1)075型两栖攻击舰满载时舰底受到的海水压强是7×104Pa。
(2)当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上时,其所受的浮力是4×108N。
(3)上浮一些;两栖攻击舰排开海水的体积减小了13m3。
27.【分析】(1)影响动能大小的因素:物体的质量和速度,物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大;
影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度,物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大;
(2)装满水时,雾炮车对地面的压力等于车和水的重力之和,根据F=G=mg求出其大小,再根据p=求出车对地面的压强;
(3)沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km,处于平衡状态,根据f=F牵得出所受阻力;
(4)根据W=F牵s得出雾炮车作业过程中牵引力做的功,根据P=得出牵引力做功的功率。
【解答】解:(1)从图中可知,作业过程中,雾炮车向外喷水,雾炮车的速度不变,质量变小,故动能变小;
雾炮车的高度不变,质量变小,故重力势能变小;
(2)装满水时,雾炮车对地面的压力:
F=G=(m1+m2)g=(6×103kg+4×103kg)×10N/kg=1×105N,
车对地面的压强:
p===2.5×105Pa;
(3)沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km,处于平衡状态,所受阻力f=F牵=6.0×103N;
(4)雾炮车作业过程中牵引力做的功W=F牵s=6.0×103N×1.2×103m=7.2×106J,
牵引力做功的功率P===2.4×104W。
故答案为:(1)变小;变小;
(2)雾炮车满载药液时对水平路面的压强是2.5×105Pa;
(3)雾炮车作业过程中受到的阻力是6.0×103N;
(4)雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是2.4×104W。
