期末检测卷
(时间:90分钟 满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(每小题3分,共45分)
1.下列实例中,有关力的说法正确的是( )
A.在空中飞行的足球受到踢力、重力和阻力的作用
B.人推桌子没推动是因为人对桌子的推力小于地面对桌子的摩擦力
C.静止在水平桌面上的文具盒所受的弹力就是重力
D.骑自行车刹车时用力捏车闸是通过增大压力来增大摩擦的
2.丽水市各县(市)在努力创建全国文明城市,市容市貌越来越好.如图所示是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景.下列说法不正确的是( )
A.洒水时,洒水车一直具有惯性
B.洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C.洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D.洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
3.下列四幅图描述正确的是( )
A.机器安装滚动轴承 B.注射器是利用
是为了减小接触面积 大气压强工作的
C.锤柄撞击木凳套紧锤头, D.小球从E处沿光滑轨道下滑,
是利用锤柄的惯性 从F处飞出,到达最高点时具有动能
4.我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的,物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度,则滑动摩擦力的大小f=μFN.如图所示,一个重为G=40 N的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F=10 N作用下,沿水平地面向右做匀速直线运动,则下列判断正确的是( )
A.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
B.滑动摩擦力f的大小为10 N
C.物体与地面间的动摩擦因数μ为0.3
D.若增大水平向右的拉力F,其他条件不变,则滑动摩擦力变大
5.在足球课上,小明用脚将足球踢出,足球在草地上滚动,下列分析正确的是( )
A.以滚动的足球为参照物,球门是静止的
B.踢出后的足球继续滚动,是由于惯性的原因
C.脚踢球时感到疼,说明力可以改变物体的运动状态
D.足球鞋底凹凸不平,是为了减小对地面的压强
6.如图所示是蹦极运动的简化示意图.弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直.B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是( )
A.从O点到A点运动员的机械能不变
B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D.从O点到C点运动员速度一直减小
7.将打足气的篮球和套扎在气针上的未充气的气球,一起悬挂在杠杆右端,左端挂适量钩码使杠杆水平平衡.将气针插入篮球气孔中,篮球中的部分空气充入气球后,杠杆左端下降,如图所示.这个现象说明( )
A.大气压的存在
B.钩码重大于篮球与气球总重
C.空气充入气球后,钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积变大
D.空气充入气球后,篮球和气球受到总的空气浮力变大
8.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是( )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力
9.如图所示为某饲养场牲畜自动饮水器.以下分析错误的是( )
A.储水箱与饮水杯A,B,C组成连通器
B.控制进水的自动装置应用了杠杆平衡条件
C.静止时浮子受到平衡力的作用
D.静止时水对三个饮水杯底部压强的关系是pA
A.拉力F做功为5×103 J
B.滑轮组的机械效率为75%
C.动滑轮重为300 N
D.其他条件不变,仅将滑轮组中的动滑轮重力变大,其机械效率变大
11.在初中物理的学习中,我们常会用到一些科学研究方法,如在“探究液体压强与哪些因素有关”实验时,我们通过观察压强计U形管左右两侧液面高度差来判断液体内部压强大小的变化.以下研究中所采用方法与此相同的是( )
A.探究杠杆的平衡条件时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
B.探究动能大小与哪些因素有关时,通过小车推出物体的远近,判断小车动能大小
C.探究阻力对物体运动的影响时,推理出物体不受阻力时的运动状态
D.探究压力对滑动摩擦力大小的影响时,保持接触面粗糙程度不变,改变压力大小
12.如图所示,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号,在马里亚纳海沟区域进行下潜试验,成功突破7000米深度,创造了我国深潜新纪录.关于潜水器“蛟龙”号的下潜过程,下列说法正确的是( )
A.“蛟龙”号下潜越深,所受海水压强越大
B.“蛟龙”号下潜过程中,所受海水压强不变
C.“蛟龙”号下潜过程中,某一侧面所受海水压力不变
D.“蛟龙”号下潜过程中,所受海水压力差减小
13.如图所示是安丘市某水上乐园正在进行的飞行表演的场景.表演者双脚站在向下喷水的踏板上,水柱将人向上顶起,人在空中时而加速上升,时而急速翻滚,时而加速下降,还能在空中竖直悬停.下列说法不正确的是( )
A.踏板向下喷水,表演者向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理
B.加速上升过程中,表演者的重力势能增大,机械能不变
C.表演者急速翻滚,说明力可以改变物体的运动状态
D.表演者在空中竖直悬停时,他受到的重力和踏板对他的支持力是一对平衡力(不考虑空气的影响)
14.关于下列物理现象的解释中( )
①硬币越过“栏杆”是因为空气流速越快压强越大 ②铁锁下降时重力势能转化为动能 ③箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力 ④物体被小球撞击得越远则原来滚动的小球具有的能量越大
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确
15.如图所示,水平桌面上有(甲)、(乙)两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中完全不正确的有( )
①F1>F2 ②ρ1>ρ2 ③甲容器底部受到液体的压强大于(乙)容器底部受到液体的压强 ④(甲)容器对桌面的压力小于(乙)容器对桌面的压力
A.①④ B.①②
C.③④ D.②③
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、填空题(每空1分,共11分)
16.牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程中,说明力可以改变物体的 ;战斗机机翼下平上凸,目的是使战机飞行时机翼下方空气的流速小于机翼上方空气的流速,从而使机翼下方空气的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)机翼上方空气的压强;战斗机在进入战斗前抛掉副油箱的目的是 (选填“增大”或“减小”)战斗机的惯性,从而增强战斗机机动性.
17.某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度,已知木块的重力为 2.4 N,体积为400 cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2.0 N,g取10 N/kg,盐水密度是 kg/m3;若剪断细绳,木块最终静止时所受浮力是 N.(一切摩擦与阻力均忽略不计)
第17题图
18.如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的棱长之比l甲∶l乙=2∶3,质量之比m甲∶m乙=2∶1,则它们对地面的压力之比F甲∶F乙= ,对地面的压强之比p甲∶p乙= .
第18题图
19.在斜面上将一个重600 N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400 N,拉动的距离s=4.5 m,提升高度h=1.8 m,所用时间t=30 s.则拉力F做功的功率为 W,此过程中物体受到的摩擦力为
N.
第19题图
20.如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,甲物体是棱长为20 cm的正方体、重为90 N,用绳连接在A点且绳拉直;乙物体重为20 N,对杠杆压力的力臂OB=20 cm,OA=40 cm;杠杆水平,甲物体对地面的压强为 Pa.现用一水平拉力使乙物体以0.8 m/s的速度从B点向右做匀速直线运动,经过 s,可使甲物体对地面的压力恰好为0.
第20题图
三、作图与简答题(21题6分,22题3分,共9分)
21.按要求画出力的示意图:
(1)在(甲)图中,O为支点,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F(保留作图痕迹).
(2)在(乙)图中,画出A物体对水平面的压力F压.
(3)在(丙)图中,画出静止在斜面上的物体B所受到的摩擦力f.
22.举世瞩目的三峡大坝是我国自行设计建造的跨世纪的宏伟工程.
水库蓄水发电,永久船闸可保证航运的畅通,请你用学过的物理知识回答下列问题:
(1)三峡大坝设计成上窄下宽形状的原因是什么.
(2)船闸是利用什么原理工作的.
(3)水从上游流下时,能量是怎样转化的.
四、实验探究题(23题8分,24题9分,共17分)
23.如图所示,是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置(每个钩码的重力均为G,杠杆上每格长度均为a).
(1)实验前,小鹰和小华同学发现实验装置如图(甲)所示,为了使杠杆在水平位置平衡,他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向
调.
(2)实验中,两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码,如图(乙)所示,如果两人决定只改变左侧钩码的位置,则向 移动,才能使杠杆在水平位置重新平衡.改变钩码的个数及位置,并进行多次实验.
(3)如果小华同学面对(甲)图状况,没有调水平平衡就匆忙进行(丙)图实验(弹簧测力计的挂钩钩在4格处),杠杆虽然此时水平平衡,但可以判断:2G·3a (选填“大于”“小于”或“等于”,F是弹簧测力计的示数)F·4a;
(4)实验后,两位同学将所得的数据分析处理,最终得到杠杆的平衡条件为 .
24.弹簧测力计是我们在许多力学实验中常用的测量工具,让我们利用它来探究力学中蕴含的奥秘吧.
(1)小聪用弹簧测力计探究浮力大小与哪些因素有关,实验过程如图一所示.
①在图一(甲)中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和 ,观察指针是否指在零刻度线的位置.
②分析图一中实验数据可知,物体浸没在水中时受到的浮力为 N.
③比较图一中(甲)、(乙)、(丙)三次的实验数据,可知浮力的大小与
有关.
④小聪通过数据还计算出了物体的体积为 m3,物体的密度为 kg/m3.
(2)小明用弹簧测力计探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,实验装置如图二所示.
①实验中为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其做 运动.
②比较A,B两图中弹簧测力计的示数,可得出结论: ,滑动摩擦力越大.利用此结论,如果要在拔河比赛中获胜应选用图三中 (填字母)类型的鞋.
③小明利用图C继续进行探究时,突然拉动下面长木板,观察到上面的小木块向后倾倒,则上面小木块受到摩擦力的方向是向 (选填“前”或“后”)的.
五、计算题(25题10分,26题8分,共18分)
25.我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通信设备、武器、导航等系统和隐蔽性强、噪声低、安全可靠等优异性能,主要技术参数如下表.(海水的密度近似为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
排水量 水上2 250 t,水下3 000 t 最大潜水深度 300 m
最大航速 水上30 km/h,水下36 km/h 最大输出功率(水下) 3 000 kW
(1)潜艇在水上航行时受到的浮力是多少
(2)潜艇在最大潜水深度处受到的压强是多少 试求此时潜艇上一个面积是400 cm2的观察口受到海水的压力.
(3)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶2 h,此时航速为水下最大航速,求发动机输出的能量是多少
(4)潜艇在水下以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力f是2.4×105 N,试求发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器的效率.
26.用如图(甲)所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体,已知物体的高度为1 m,底面积为0.12 m2,质量为200 kg,物体始终以0.5 m/s的速度匀速上升,物体浸没在水中匀速上升时,作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系
如图(乙)所示.(不计绳重、摩擦及水的阻力,ρ水=1.0×103 kg/m3,g=
10 N/kg)求:
(1)当物体的上表面刚好与水面相平时,其底部受到水的压强;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力F;
(4)物体浸没在水中匀速上升时,滑轮组的机械效率.(精确到0.1%)
参考答案
一、选择题(每小题3分,共45分)
1.下列实例中,有关力的说法正确的是( D )
A.在空中飞行的足球受到踢力、重力和阻力的作用
B.人推桌子没推动是因为人对桌子的推力小于地面对桌子的摩擦力
C.静止在水平桌面上的文具盒所受的弹力就是重力
D.骑自行车刹车时用力捏车闸是通过增大压力来增大摩擦的
2.丽水市各县(市)在努力创建全国文明城市,市容市貌越来越好.如图所示是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景.下列说法不正确的是( C )
A.洒水时,洒水车一直具有惯性
B.洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C.洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D.洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
3.下列四幅图描述正确的是( D )
A.机器安装滚动轴承 B.注射器是利用
是为了减小接触面积 大气压强工作的
C.锤柄撞击木凳套紧锤头, D.小球从E处沿光滑轨道下滑,
是利用锤柄的惯性 从F处飞出,到达最高点时具有动能
4.我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的,物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度,则滑动摩擦力的大小f=μFN.如图所示,一个重为G=40 N的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F=10 N作用下,沿水平地面向右做匀速直线运动,则下列判断正确的是( B )
A.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
B.滑动摩擦力f的大小为10 N
C.物体与地面间的动摩擦因数μ为0.3
D.若增大水平向右的拉力F,其他条件不变,则滑动摩擦力变大
5.在足球课上,小明用脚将足球踢出,足球在草地上滚动,下列分析正确的是( B )
A.以滚动的足球为参照物,球门是静止的
B.踢出后的足球继续滚动,是由于惯性的原因
C.脚踢球时感到疼,说明力可以改变物体的运动状态
D.足球鞋底凹凸不平,是为了减小对地面的压强
6.如图所示是蹦极运动的简化示意图.弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直.B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是( A )
A.从O点到A点运动员的机械能不变
B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D.从O点到C点运动员速度一直减小
7.将打足气的篮球和套扎在气针上的未充气的气球,一起悬挂在杠杆右端,左端挂适量钩码使杠杆水平平衡.将气针插入篮球气孔中,篮球中的部分空气充入气球后,杠杆左端下降,如图所示.这个现象说明( D )
A.大气压的存在
B.钩码重大于篮球与气球总重
C.空气充入气球后,钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积变大
D.空气充入气球后,篮球和气球受到总的空气浮力变大
8.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是( C )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力
9.如图所示为某饲养场牲畜自动饮水器.以下分析错误的是( D )
A.储水箱与饮水杯A,B,C组成连通器
B.控制进水的自动装置应用了杠杆平衡条件
C.静止时浮子受到平衡力的作用
D.静止时水对三个饮水杯底部压强的关系是pA
A.拉力F做功为5×103 J
B.滑轮组的机械效率为75%
C.动滑轮重为300 N
D.其他条件不变,仅将滑轮组中的动滑轮重力变大,其机械效率变大
11.在初中物理的学习中,我们常会用到一些科学研究方法,如在“探究液体压强与哪些因素有关”实验时,我们通过观察压强计U形管左右两侧液面高度差来判断液体内部压强大小的变化.以下研究中所采用方法与此相同的是( B )
A.探究杠杆的平衡条件时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
B.探究动能大小与哪些因素有关时,通过小车推出物体的远近,判断小车动能大小
C.探究阻力对物体运动的影响时,推理出物体不受阻力时的运动状态
D.探究压力对滑动摩擦力大小的影响时,保持接触面粗糙程度不变,改变压力大小
12.如图所示,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号,在马里亚纳海沟区域进行下潜试验,成功突破7000米深度,创造了我国深潜新纪录.关于潜水器“蛟龙”号的下潜过程,下列说法正确的是( A )
A.“蛟龙”号下潜越深,所受海水压强越大
B.“蛟龙”号下潜过程中,所受海水压强不变
C.“蛟龙”号下潜过程中,某一侧面所受海水压力不变
D.“蛟龙”号下潜过程中,所受海水压力差减小
13.如图所示是安丘市某水上乐园正在进行的飞行表演的场景.表演者双脚站在向下喷水的踏板上,水柱将人向上顶起,人在空中时而加速上升,时而急速翻滚,时而加速下降,还能在空中竖直悬停.下列说法不正确的是( B )
A.踏板向下喷水,表演者向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理
B.加速上升过程中,表演者的重力势能增大,机械能不变
C.表演者急速翻滚,说明力可以改变物体的运动状态
D.表演者在空中竖直悬停时,他受到的重力和踏板对他的支持力是一对平衡力(不考虑空气的影响)
14.关于下列物理现象的解释中( D )
①硬币越过“栏杆”是因为空气流速越快压强越大 ②铁锁下降时重力势能转化为动能 ③箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力 ④物体被小球撞击得越远则原来滚动的小球具有的能量越大
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确
15.如图所示,水平桌面上有(甲)、(乙)两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中完全不正确的有( A )
①F1>F2 ②ρ1>ρ2 ③甲容器底部受到液体的压强大于(乙)容器底部受到液体的压强 ④(甲)容器对桌面的压力小于(乙)容器对桌面的压力
A.①④ B.①②
C.③④ D.②③
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、填空题(每空1分,共11分)
16.牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程中,说明力可以改变物体的 运动状态 ;战斗机机翼下平上凸,目的是使战机飞行时机翼下方空气的流速小于机翼上方空气的流速,从而使机翼下方空气的压强 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)机翼上方空气的压强;战斗机在进入战斗前抛掉副油箱的目的是 减小 (选填“增大”或“减小”)战斗机的惯性,从而增强战斗机机动性.
17.某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度,已知木块的重力为 2.4 N,体积为400 cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2.0 N,g取10 N/kg,盐水密度是 1.1×103 kg/m3;若剪断细绳,木块最终静止时所受浮力是 2.4 N.(一切摩擦与阻力均忽略不计)
第17题图
18.如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的棱长之比l甲∶l乙=2∶3,质量之比m甲∶m乙=2∶1,则它们对地面的压力之比F甲∶F乙= 2∶1 ,对地面的压强之比p甲∶p乙= 9∶2 .
第18题图
19.在斜面上将一个重600 N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400 N,拉动的距离s=4.5 m,提升高度h=1.8 m,所用时间t=30 s.则拉力F做功的功率为 60 W,此过程中物体受到的摩擦力为
160 N.
第19题图
20.如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,甲物体是棱长为20 cm的正方体、重为90 N,用绳连接在A点且绳拉直;乙物体重为20 N,对杠杆压力的力臂OB=20 cm,OA=40 cm;杠杆水平,甲物体对地面的压强为 2 000 Pa.现用一水平拉力使乙物体以0.8 m/s的速度从B点向右做匀速直线运动,经过 2 s,可使甲物体对地面的压力恰好为0.
第20题图
三、作图与简答题(21题6分,22题3分,共9分)
21.按要求画出力的示意图:
(1)在(甲)图中,O为支点,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F(保留作图痕迹).
(2)在(乙)图中,画出A物体对水平面的压力F压.
(3)在(丙)图中,画出静止在斜面上的物体B所受到的摩擦力f.
答案:(1)如图所示 (2)如图所示 (3)如图所示
22.举世瞩目的三峡大坝是我国自行设计建造的跨世纪的宏伟工程.
2003年水库蓄水发电,永久船闸可保证航运的畅通,请你用学过的物理知识回答下列问题:
(1)三峡大坝设计成上窄下宽形状的原因是什么.
(2)船闸是利用什么原理工作的.
(3)水从上游流下时,能量是怎样转化的.
答案:(1)液体内部的压强随深度的增加而增大.
(2)船闸是利用连通器原理工作的.
(3)重力势能转化为动能.
四、实验探究题(23题8分,24题9分,共17分)
23.如图所示,是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置(每个钩码的重力均为G,杠杆上每格长度均为a).
(1)实验前,小鹰和小华同学发现实验装置如图(甲)所示,为了使杠杆在水平位置平衡,他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向
左 调.
(2)实验中,两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码,如图(乙)所示,如果两人决定只改变左侧钩码的位置,则向 右 移动,才能使杠杆在水平位置重新平衡.改变钩码的个数及位置,并进行多次实验.
(3)如果小华同学面对(甲)图状况,没有调水平平衡就匆忙进行(丙)图实验(弹簧测力计的挂钩钩在4格处),杠杆虽然此时水平平衡,但可以判断:2G·3a 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”,F是弹簧测力计的示数)F·4a;
(4)实验后,两位同学将所得的数据分析处理,最终得到杠杆的平衡条件为 动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2) .
24.弹簧测力计是我们在许多力学实验中常用的测量工具,让我们利用它来探究力学中蕴含的奥秘吧.
(1)小聪用弹簧测力计探究浮力大小与哪些因素有关,实验过程如图一所示.
①在图一(甲)中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和 分度值 ,观察指针是否指在零刻度线的位置.
②分析图一中实验数据可知,物体浸没在水中时受到的浮力为 1 N.
③比较图一中(甲)、(乙)、(丙)三次的实验数据,可知浮力的大小与 液体的密度 有关.
④小聪通过数据还计算出了物体的体积为 1×10-4 m3,物体的密度为 4×103 kg/m3.
(2)小明用弹簧测力计探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,实验装置如图二所示.
①实验中为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其做 匀速直线 运动.
②比较A,B两图中弹簧测力计的示数,可得出结论: 在压力一定时,接触面越粗糙 ,滑动摩擦力越大.利用此结论,如果要在拔河比赛中获胜应选用图三中 a (填字母)类型的鞋.
③小明利用图C继续进行探究时,突然拉动下面长木板,观察到上面的小木块向后倾倒,则上面小木块受到摩擦力的方向是向 前 (选填“前”或“后”)的.
五、计算题(25题10分,26题8分,共18分)
25.我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通信设备、武器、导航等系统和隐蔽性强、噪声低、安全可靠等优异性能,主要技术参数如下表.(海水的密度近似为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
排水量 水上2 250 t,水下3 000 t 最大潜水深度 300 m
最大航速 水上30 km/h,水下36 km/h 最大输出功率(水下) 3 000 kW
(1)潜艇在水上航行时受到的浮力是多少
(2)潜艇在最大潜水深度处受到的压强是多少 试求此时潜艇上一个面积是400 cm2的观察口受到海水的压力.
(3)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶2 h,此时航速为水下最大航速,求发动机输出的能量是多少
(4)潜艇在水下以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力f是2.4×105 N,试求发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器的效率.
解析:(1)潜艇在水上航行时受到的浮力:F浮=G排=m排上g=2 250×
103 kg×10 N/kg=2.25×107 N;
(2)潜艇在最大潜水深度处受到的压强:p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×300 m=3×106 Pa,由p=可得,此时潜艇上一个面积是
400 cm2的观察口受到海水的压力:F=pS=3×106 Pa×400×10-4 m2=
1.2×105 N;
(3)由P=可得,潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶2 h发动机输出的能量:W=Pt=3 000×103 W×2×3 600 s=2.16×1010 J;
(4)由v=可得,潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶2 h通过的距离:s=vt=36 km/h×2 h=72 km=7.2×104m,因潜艇匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,潜艇的牵引力F′=f=2.4×105 N,牵引力做的功:W′=F′s=2.4×105 N×7.2×104 m=
1.728×1010 J,发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器的效率:η=×100%=×100%=80%.
答案:(1)2.25×107 N (2)3×106 Pa 1.2×105 N (3)2.16×1010 J (4)80%
26.用如图(甲)所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体,已知物体的高度为1 m,底面积为0.12 m2,质量为200 kg,物体始终以0.5 m/s的速度匀速上升,物体浸没在水中匀速上升时,作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系
如图(乙)所示.(不计绳重、摩擦及水的阻力,ρ水=1.0×103 kg/m3,g=
10 N/kg)求:
(1)当物体的上表面刚好与水面相平时,其底部受到水的压强;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力F;
(4)物体浸没在水中匀速上升时,滑轮组的机械效率.(精确到0.1%)
解析:(1)底部受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
1 m=10 000 Pa;
(2)物体浸没在水中时:V排=V物=0.12 m2×1 m=0.12 m3;受到的浮力:F浮=ρ水V排g=ρ水V物g=1.0×103 kg/m3×0.12 m3×10 N/kg=1 200 N;
(3)物体在10 s内F所做的功W=6 000 J,绳端所移动的距离:s=4s′=4vt=4×0.5 m/s×10 s=20 m,根据W=Fs可得:拉力F拉===
300 N;
(4)物体浸没在水中匀速上升时,滑轮组对物体的拉力:G′=G-F浮=mg-
F浮=200 kg×10 N/kg-1 200 N=800 N,根据η====可得:η=×100%=×100%≈66.7%.
答案:(1)10 000 Pa (2)1 200 N (3)300 N (4)66.7%
