2022-2023学年山西省长治市沁县部分学校八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的,请将正确选项的字母标号在答题卡相应位置涂黑。)
1.(3分)如图是我省大同市阳高县盛产的水蜜大金杏,其果实呈金黄色,且皮薄多汁、香甜可口,深受广大消费者的青睐。已知一颗大金杏的质量相当于一个鸡蛋的质量。下列说法正确的是( )
A.一颗大金杏的质量约为0.5 kg
B.一颗大金杏受到的重力约为0.05N
C.一颗大金杏对水平桌面的压力约为5N
D.将一颗大金杏从地面拿到餐桌上需做功约为0.5J
2.(3分)小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段,最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是( )
A.小金加速跑时的惯性比减速跑时大
B.小金冲过终点线,停下来时没有惯性
C.小金整个跑步过程惯性大小不变
D.小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
3.(3分)生活中处处有物理。下列生活情境中,没有对物体做功的是( )
A.起重机吊起大象
B.马拉着马车前进
C.跳水运动员从跳台跳下
D.杠铃纹丝不动
4.(3分)“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。它是以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内空气后,再将罐扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。下列事例与“拔火罐”的原理相同的是( )
A.坦克装有宽大的履带
B.汽车轮胎刻有花纹
C.医生推动注射器的活塞给病人注射药液
D.用吸管吸入汽水瓶中的饮料
5.(3分)春节期间,太原古县城的高跷表演作为山西省非物质文化遗产,被央视《新闻联播》报道。当图中的表演者单脚站立时,下列属于平衡力的是( )
A.地面对高跷的支持力和高跷受到的重力
B.地面对高跷的支持力和高跷对地面的压力
C.人受到的重力和高跷对人的支持力
D.人受到的重力和人对高跷的压力
6.(3分)如图所示,一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃完好。下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变
B.两核桃相接触部位受到的压强相等
C.甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
D.甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力
7.(3分)学校的消防工作关系着学生的生命安全。在消防知识进课堂的活动中,消防员为同学们介绍了干粉灭火器的使用方法:如图所示,使用时站在距离燃烧物安全位置处,先拔出保险销,再对准火焰根部用力按下压把。下列工具在正常使用时和压把属于同类杠杆的是( )
A.开瓶器 B.钓鱼竿 C.托盘天平 D.筷子
8.(3分)为了更好地推进习总书记提出的“一带一路”发展战略,我国计划发射十八颗通信卫星,为沿线国家提供信息服务。人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点(如图所示),卫星在大气层外运行,不受空气阻力。当卫星从远地点向近地点运行的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力势能增大 B.动能减小
C.动能转化为重力势能 D.机械能守恒
9.(3分)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员的分析正确的是( )
A.向海底下潜的过程中,受到海水的压强变大
B.在海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
10.(3分)现存史籍中最早讨论滑轮的是我国的《墨经》,书中将滑轮称为“绳制”。如图所示,现分别用甲、乙两种滑轮提升同一重物,不计绳重及摩擦,若将重物提升相同的高度,下列说法正确的是( )
A.使用甲滑轮更加省力
B.使用乙滑轮更加省距离
C.甲滑轮的机械效率更高
D.拉力F1和F2做的功一样多
二、实验探究(本大题共5个小题,11小题4分,12小题12分,13小题12分,14小题8分,15小题4分,共40分)
11.(4分)“圆梦”小组的同学用如图所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验时,应该用弹簧测力计拉着木块在水平面上做 运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)图甲实验中,木块在木板面上受到的滑动摩擦力为 N。
(3)分析图乙、丙中两次实验的数据,可初步得出结论: 。
(4)小琴在探究“滑动摩擦力的大小与接触面积的关系”时,将木块沿竖直方向切去一部分后,把剩余木块按图甲所示重复实验,并将测得数据与图甲中的数据进行对比,得出滑动摩擦力的大小与接触面积有关的结论。小玲认为小琴的做法是错误的,请你说明理由: 。
12.(12分)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,将一个物块挂在弹簧测力计下,依次进行如图所示实验。获得相关实验数据如表所示。观察并分别比较有关数据可知:
数据记录
F1/N 4.2
F2/N 3.8
F3/N 3.2
F4/N 3.4
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N。
(2)分析图甲、乙、丙可得结论: 。
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底)。图戊中,能表示出此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的是图线 。
(4)分析图丙和图 ,可知某液体的密度 水的密度(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)在实验评估时,小青发现使用弹簧测力计前没有调零,未悬挂物体时指针始终在零刻度线下方,所测得的浮力结果 (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
13.(12分)小亮同学在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)如图乙所示,小亮在杠杆A点处悬挂3个重力均为0.5N的钩码,在C点处用竖直向上的拉力F拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,则拉力的大小为 N。
(3)小亮又用图丙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1L1≠F2L2,其原因是 。
(4)实验结束后,小亮联想到生活中的杆秤,如图丁所示,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成。
①不称货物时,提住提纽B,将秤砣移至E处,杆秤恰能在水平方向平衡,E称为“定盘心”,是杆秤的 刻度线。
②在称量货物时,使用提纽 (选填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大。
14.(8分)小雨在报纸上看到一则新闻:一户高层住户在开窗时,窗户把手脱落坠向地面,险些砸到楼下正在散步的邻居。于是小雨想要研究从高处坠落的物体造成的破坏和哪些因素有关,小雨猜想:从高处坠落的物体造成的破坏,可能与物体的质量和物体坠落的高度有关。如图所示,她找来一些泥土摊平,并让体积相同的实心钢球和实心玻璃球从高处自由下落到泥土上。(ρ钢球>ρ玻璃球)
(1)该实验中通过 来反映物体造成的破坏。
(2)小雨想要探究从高处坠落的物体造成的破坏与物体的质量是否有关,应选用 两组实验进行比较。比较甲、丙两组实验可以得到的结论是 。
(3)请你根据生活经验猜想:从高处坠落的物体造成的破坏还可能与 有关。(写出一种即可)
15.(4分)大气虽然看不见,摸不着,但它对于我们的生活必不可少,请你用生活用品验证大气压的存在。完成下列内容:
(1)写出你选用的物品: 。
(2)简述实验过程和现象: 。
(3)得到的结论: 。
三、综合应用(本大题共8个小题,16、17、18小题各2分,19小题4分,20小题4分,21小题2分,22小题6分,23小题8分,共30分。温馨提示:第22、23小题的解答过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤,只写最后结果不得分。 )
16.(2分)他是英国皇家学会会长,他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他就是英国著名的物理学家 (填人名),以他的名字命名了 (填物理量)的单位。
17.(2分)如图所示是轿车车顶的外掀式天窗,若将天窗的前面关闭,后面微微向上打开,轿车行驶时,就能使车内污浊的空气被“抽出”,其原理是:天窗外空气流速 车内空气流速,使天窗外空气压强 车内空气压强。(均选填“大于”或“小于”)
18.(2分)太原市天龙山景区有一个怪坡,名曰天龙山怪坡。怪坡长约百米,过往汽车在坡底熄火后,仍能自动爬上“坡顶”,且速度也越来越大。站在科学的角度,你认为如果该路段是上坡,熄火的汽车 (选填“会”或“不会”)出现此现象,原因是 。
19.(4分)阅读短文,回答问题。
高速铁路
高速铁路是指通过改造原有线路,使营运速率达到不小于200km/h,或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到至少250km/h的铁路系统。高铁列车具有速度快、安全性好、正点率高、舒适方便、能耗较低等特点,是我国重点发展的交通工具。
高铁列车比普通列车快,主要进行了两方面的改进。第一,改进路轨,提高平整程度。普通铁路的钢轨,几十米就有个接口,列车的车轮滚过钢轨连接处时,车轮和车厢上下震动,列车行驶很不平稳,速度不能提高,否则震动加剧会造成翻车事故。而高铁在修路时,采取多种措施减少了钢轨上很多接口,车轮滚动平稳,列车行驶告别了“哐当哐当”的震动,列车平稳前进,大大提高了速度。第二,改进列车。普通列车开动,首先是车头开动,拉动第一节车厢运动后,才能带动第二节及后面车厢运动,整个列车开动是一节一节车厢带动起来的,需要较长时间,也无法实现列车的高速运行。而高铁动车组不只是车头装有牵引电动机,每个车厢都有牵引电动机,使每节列车的车轮都有动力。这样动车组前进,就像赛龙舟每个人都奋力划桨,车轮一致运转,列车就很快提速,并可保持高速运行。
(1)高铁列车与普通列车相比,具有 的优点。
(2)高铁列车在高速前进过程中还能保持平稳,这是由于 。
(3)高铁列车以时速250公里的速度匀速直线运行时, (选填“受”或“不受”)到牵引力的作用,列车对钢轨的压力和 是一对相互作用力。
20.(4分)小明观看火箭发射的电视直播时,观察到捆绑在箭体上的助推火箭的燃料耗尽后,它立即与箭体分离,之后又上升了一段距离才下坠而远离箭体。请你用所学过的物理知识解释为什么助推火箭离开箭体后上升了一段距离才下坠。
21.(2分)“节约用水,人人有责”,如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,请你在图乙所示的示意图中画出阻力F2的力臂L2以及施加在A点的最小动力F。
22.(6分)冰壶被喻为冰上“国际象棋”,它是2022年北京冬奥会的比赛项目之一。如图所示,质量为22kg、底面积为200cm2的冰壶被选手掷出后,在15s内沿直线滑行了30m。已知冰壶滑行过程中受到的摩擦力是其重力的0.008倍。问:(g取10N/kg)
(1)冰壶静止时对水平冰面的压强是多少?
(2)冰壶滑行15s克服摩擦力做的功和功率是多少?
23.(8分)科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置,小明观察后画出简图(如图)进行研究。若爷爷质量m人=60kg,奶奶用F=240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端,该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s=6m。不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)奶奶所做的功;
(2)动滑轮(含座椅)的质量;
(3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)。
2022-2023学年山西省长治市沁县部分学校八年级(下)期末物理试卷
(参考答案)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的,请将正确选项的字母标号在答题卡相应位置涂黑。)
1.(3分)如图是我省大同市阳高县盛产的水蜜大金杏,其果实呈金黄色,且皮薄多汁、香甜可口,深受广大消费者的青睐。已知一颗大金杏的质量相当于一个鸡蛋的质量。下列说法正确的是( )
A.一颗大金杏的质量约为0.5 kg
B.一颗大金杏受到的重力约为0.05N
C.一颗大金杏对水平桌面的压力约为5N
D.将一颗大金杏从地面拿到餐桌上需做功约为0.5J
【解答】解:已知一颗大金杏的质量相当于一个鸡蛋的质量,
则一颗大金杏的质量约为50g=0.05kg,
一颗大金杏受到的重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,
一颗大金杏对水平桌面的压力大小等于自身重力,则压力F=G=0.5N,
将一颗大金杏从地面拿到餐桌上,升高的高度约为h=0.8m,需要做功W=Gh=0.5N×0.8m=0.4J,故D最接近实际。
故选:D。
2.(3分)小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段,最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是( )
A.小金加速跑时的惯性比减速跑时大
B.小金冲过终点线,停下来时没有惯性
C.小金整个跑步过程惯性大小不变
D.小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
【解答】解:A、物体惯性的大小只与质量有关,质量越大,惯性越大;与物体运动快慢无关,故A错误;
BD、惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体在任何情况下都具有惯性,故B、D错误;
C、物体惯性的大小只与质量有关,质量越大,惯性越大。小金在整个跑步过程中,质量不变,其惯性大小不变,故C正确;
故选:C。
3.(3分)生活中处处有物理。下列生活情境中,没有对物体做功的是( )
A.起重机吊起大象
B.马拉着马车前进
C.跳水运动员从跳台跳下
D.杠铃纹丝不动
【解答】解:A.起重机吊起大象,起重机给大象一个力,大象在这个力的作用下通过了一段距离,同时具备了做功的两个必要因素,故做了功,故A不符合题意;
B.车在拉力的作用下通过了一段距离,同时具备了做功的两个必要因素,故拉力对车做了功,故B不符合题意;
C.跳水运动员从跳台跳下,在重力的作用下,人通过了一定的距离,同时具备了做功的两个必要因素,故做了功,故C不符合题意;
D.杠铃纹丝不动,虽然此时杠杆受到重力、支持力的作用,但杠铃在重力、支持力的方向上没有移动距离,重力和支持力对杠铃都不做功,故D符合题意。
故选:D。
4.(3分)“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。它是以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内空气后,再将罐扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。下列事例与“拔火罐”的原理相同的是( )
A.坦克装有宽大的履带
B.汽车轮胎刻有花纹
C.医生推动注射器的活塞给病人注射药液
D.用吸管吸入汽水瓶中的饮料
【解答】解:拔火罐时,先把罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后气压降低,罐内气压小于外面的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压原理。
A、坦克装有宽大的履带是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,与大气压无关,故A不符合题意;
B、汽车轮胎刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,与大气压无关,故B不符合题意;
C、医生推动活塞给病人注射药液,利用的是人的推力,不是利用大气压,故C不符合题意;
D、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故D符合题意。
故选:D。
5.(3分)春节期间,太原古县城的高跷表演作为山西省非物质文化遗产,被央视《新闻联播》报道。当图中的表演者单脚站立时,下列属于平衡力的是( )
A.地面对高跷的支持力和高跷受到的重力
B.地面对高跷的支持力和高跷对地面的压力
C.人受到的重力和高跷对人的支持力
D.人受到的重力和人对高跷的压力
【解答】解:
A、地面对高跷的支持力大小等于高跷和表演者的重力之和,大于高跷受到的重力,所以两力不是一对平衡力,故A错误;
B、地面对高跷的支持力和高跷对地面的压力,大小相等,方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在高跷和地面上,是一对相互作用力,故B错误;
C、人受到的重力和高跷对人的支持力,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,两个力是一对平衡力,故C正确;
D、人受到的重力和人对高跷的压力,两个力分别作用在人和高跷上,即不在同一个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
6.(3分)如图所示,一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃完好。下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变
B.两核桃相接触部位受到的压强相等
C.甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
D.甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力
【解答】解:A、甲对乙的力与乙对甲的力,都属于弹力,两核桃都会发生形变,只不过乙核桃发生的形变没有甲明显(即甲核桃碎裂时乙核桃完好),故A错误。
BCD、两核桃相互挤压时,甲对乙作用力和乙对甲作用力是一对相互作用力,相互作用力大小相等,故CD错误;
甲对乙的力与乙对甲的力大小相等,受力面积相等,根据p=可知,两核桃相接触部位受到的压强相等,故B正确。
故选:B。
7.(3分)学校的消防工作关系着学生的生命安全。在消防知识进课堂的活动中,消防员为同学们介绍了干粉灭火器的使用方法:如图所示,使用时站在距离燃烧物安全位置处,先拔出保险销,再对准火焰根部用力按下压把。下列工具在正常使用时和压把属于同类杠杆的是( )
A.开瓶器 B.钓鱼竿 C.托盘天平 D.筷子
【解答】解:压把在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,分析以下选项:
A、开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A正确;
B、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B错误;
C、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故C错误;
D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D错误。
故选:A。
8.(3分)为了更好地推进习总书记提出的“一带一路”发展战略,我国计划发射十八颗通信卫星,为沿线国家提供信息服务。人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点(如图所示),卫星在大气层外运行,不受空气阻力。当卫星从远地点向近地点运行的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力势能增大 B.动能减小
C.动能转化为重力势能 D.机械能守恒
【解答】解:卫星在运行过程中质量不变,卫星在近地点和地球的相对距离最小,速度最大,近地点势能最小,动能最大;卫星在远地点和地球的相对距离最大,速度最小,远地点的势能最大,动能最小。所以,卫星从远地点向近地点运行过程中,重力势能变小,动能变大,重力势能转化为动能;不受空气阻力,机械能守恒,故D正确。
故选:D。
9.(3分)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员的分析正确的是( )
A.向海底下潜的过程中,受到海水的压强变大
B.在海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
【解答】解:AB、向海底下潜过程中,潜水员所处的深度逐渐变大,根据p=ρ液gh可知受到海水的压强变大;
在海水中水平游动时,潜水员所处的深度不变,根据p=ρ液gh可知受到海水的压强不变,故A正确、B错误;
C、对背心进行放气后,背心的体积变小,排开水的体积变小,由F浮=ρ液gV排可知,受到海水的浮力变小,故C错误;
D、对背心进行充气后,背心的体积变大,排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知,受到海水的浮力变大,故D错误。
故选:A。
10.(3分)现存史籍中最早讨论滑轮的是我国的《墨经》,书中将滑轮称为“绳制”。如图所示,现分别用甲、乙两种滑轮提升同一重物,不计绳重及摩擦,若将重物提升相同的高度,下列说法正确的是( )
A.使用甲滑轮更加省力
B.使用乙滑轮更加省距离
C.甲滑轮的机械效率更高
D.拉力F1和F2做的功一样多
【解答】解:A、由于不计绳重及摩擦,甲滑轮为定滑轮,绳子自由端的拉力等于物体的重力,乙为动滑轮,绳子自由端的拉力等于物体和动滑轮总重力的一半,若动滑轮的重力小于物体的重力,使用乙滑轮更省力,故A错误;
B、使用甲滑轮时,绳子自由端移动的距离跟物体移动的距离相等,使用乙滑轮时,绳子自由端移动的距离是物体移动距离的两倍,因此使用甲滑轮更加省距离,故B错误;
CD、由于提升的重物的重力和高度相同,由W=Gh可知,有用功相同,不计绳重和摩擦时使用定滑轮拉力做的功全部用来克服物体的重力做功,使用动滑轮时除了克服物体重力做功还需要克服动滑轮的重力做额外功,因此拉力F2比F1做的功多,由利用η=×100%求滑轮组的机械效率可知,甲滑轮的机械效率更高,故C正确、D错误。
故选:C。
二、实验探究(本大题共5个小题,11小题4分,12小题12分,13小题12分,14小题8分,15小题4分,共40分)
11.(4分)“圆梦”小组的同学用如图所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验时,应该用弹簧测力计拉着木块在水平面上做 匀速直线 运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)图甲实验中,木块在木板面上受到的滑动摩擦力为 3.6 N。
(3)分析图乙、丙中两次实验的数据,可初步得出结论: 当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 。
(4)小琴在探究“滑动摩擦力的大小与接触面积的关系”时,将木块沿竖直方向切去一部分后,把剩余木块按图甲所示重复实验,并将测得数据与图甲中的数据进行对比,得出滑动摩擦力的大小与接触面积有关的结论。小玲认为小琴的做法是错误的,请你说明理由: 没有控制压力大小一定 。
【解答】解:(1)实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡,可知此时滑动摩擦力与拉力大小相等;
(2)由甲图知,测力计的分度值为0.2N,其示数为3.6N;
(3)乙、丙两图接触面粗糙程度相同,乙压力大,摩擦力较大,可得结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大;
(4)小伟将木块沿竖直方向切去一部分后,用剩下部分继续进行实验,由此得出滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关,在他的探究过程中没有控制压力大小一定,不符合控制变量法的要求,因此结论不可靠。
故答案为:(1)匀速直线;(2)3.6;(3)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(4)没有控制压力大小一定。
12.(12分)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,将一个物块挂在弹簧测力计下,依次进行如图所示实验。获得相关实验数据如表所示。观察并分别比较有关数据可知:
数据记录
F1/N 4.2
F2/N 3.8
F3/N 3.2
F4/N 3.4
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 1 N。
(2)分析图甲、乙、丙可得结论: 物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关 。
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底)。图戊中,能表示出此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的是图线 b 。
(4)分析图丙和图 丁 ,可知某液体的密度 小于 水的密度(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)在实验评估时,小青发现使用弹簧测力计前没有调零,未悬挂物体时指针始终在零刻度线下方,所测得的浮力结果 没有影响 (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
【解答】解:(1)由甲、丙结合表格数据可知,物体的重力G=4.2N,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=3.2N,
则物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F′=4.2N﹣3.2N=1N;
(2)分析图甲、乙、丙可知,液体的密度相同,物体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,
故可得结论:物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,物体排开液体的体积变大,受到的浮力变大,
当物体浸没在水中时,物体排开水的体积不变,受到的浮力不变,由图戊可知,图线b符合;
(4)由(1)可知,物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=1N,
由表格数据可知,物体浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″=3.4N,
则物体浸没在某液体中时受到的浮力F浮'=G﹣F″=4.2N﹣3.4N=0.8N,即F浮>F浮′,
因物体浸没在水中和浸没在某液体中时排开液体的体积等于自身的体积,
所以,由F浮=ρ液gV排的变形式ρ液=可知,某液体的密度小于水的密度。
(5)使用弹簧测力计前没有调零,则每次读数时均包含差值在内,
由称重法测浮力时,用物体的重力减去弹簧测力计的示数时,消除了弹簧测力计的未调零产生的差值,故所测得的浮力结果没有影响。
故答案为:(1)1;(2)物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;(3)b;(4)丁;小于;(5)没有影响。
13.(12分)小亮同学在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应向 左 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)如图乙所示,小亮在杠杆A点处悬挂3个重力均为0.5N的钩码,在C点处用竖直向上的拉力F拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,则拉力的大小为 2.5 N。
(3)小亮又用图丙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1L1≠F2L2,其原因是 L1不是F1的力臂 。
(4)实验结束后,小亮联想到生活中的杆秤,如图丁所示,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成。
①不称货物时,提住提纽B,将秤砣移至E处,杆秤恰能在水平方向平衡,E称为“定盘心”,是杆秤的 零 刻度线。
②在称量货物时,使用提纽 C (选填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大。
【解答】解:(1)杠杆静止在如图甲所示的位置处于平衡状态,杠杆左端上翘,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的左端移动;
(2)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,杠杆水平位置平衡时,由杠杆的平衡条件可得:3G×5L=F×3L,解得:F=5G=5×0.5N=2.5N,即拉力的大小为2.5N;
(3)图丙中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小亮误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小亮会得出错误的结论;
(4)①不称货物时,提住提纽B,将秤砣移至E处,杆秤恰能在水平方向平衡,E称为“定盘心”,是杆秤的零刻度线;
②由图示可知,使用提纽C时,秤砣重力的力臂变大,物体重力的力臂变小,由m秤砣gL秤砣=m物gL物可知,杆秤的最大称量较大。
故答案为:(1)平衡;左;(2)2.5;(3)L1不是F1的力臂;(4)①零;②C。
14.(8分)小雨在报纸上看到一则新闻:一户高层住户在开窗时,窗户把手脱落坠向地面,险些砸到楼下正在散步的邻居。于是小雨想要研究从高处坠落的物体造成的破坏和哪些因素有关,小雨猜想:从高处坠落的物体造成的破坏,可能与物体的质量和物体坠落的高度有关。如图所示,她找来一些泥土摊平,并让体积相同的实心钢球和实心玻璃球从高处自由下落到泥土上。(ρ钢球>ρ玻璃球)
(1)该实验中通过 泥土的凹陷程度 来反映物体造成的破坏。
(2)小雨想要探究从高处坠落的物体造成的破坏与物体的质量是否有关,应选用 甲、乙 两组实验进行比较。比较甲、丙两组实验可以得到的结论是 当质量一定时,物体坠落的高度越高,物体造成的破坏越大 。
(3)请你根据生活经验猜想:从高处坠落的物体造成的破坏还可能与 物体的形状 有关。(写出一种即可)
【解答】解:(1)物体造成的破坏是通过小球撞击地面,泥土的凹陷程度来反映的,泥土凹陷程度越大说明物体造成的破坏越大,这里采用了转换法;
(2)根据控制变量法,要探究从高处坠落的物体造成的破坏与物体的质量是否有关,需保持小球坠落的高度相同,质量不同,故应选用甲、乙两组实验进行比较;
比较甲、丙两组实验,钢球的质量相同,坠落的高度不同,泥土凹陷程度不同,钢球坠落的高度越高,泥土的凹陷程度越大,故可以得到的结论是:当质量一定时,物体坠落的高度越高,物体造成的破坏越大;
(3)不同形状的物体从高处坠落,其下落的速度还受空气阻力的影响,受到空气阻力越小,下落速度越快,物体造成的破坏越大,故从高处坠落的物体造成的破坏还可能与物体的形状有关。
故答案为:(1)泥土的凹陷程度;(2)甲、乙;当质量一定时,物体坠落的高度越高,物体造成的破坏越大;(3)物体的形状。
15.(4分)大气虽然看不见,摸不着,但它对于我们的生活必不可少,请你用生活用品验证大气压的存在。完成下列内容:
(1)写出你选用的物品: 塑料吸盘两个、水 。
(2)简述实验过程和现象: 将两个吸盘轻放在一起,向两边拉它们将它们容易被拉开;将两个吸盘沾一下水,再将它们正对在一起并挤压,然后用力拉它们,用很大的力也很难把它们拉开 。
(3)得到的结论: 吸盘受到大气压的作用 。
【解答】解:(1)选用的物品:塑料吸盘两个、水;
(2)实验过程及现象:将两个吸盘轻放在一起,向两边拉它们将它们容易被拉开。将两个吸盘沾一下水,再将它们正对在一起并挤压,然后用力拉它们,用很大的力也很难把它们拉开;
(3)得到的结论:吸盘受到大气压的作用。
故答案为:(1)塑料吸盘两个、水;
(2)将两个吸盘轻放在一起,向两边拉它们将它们容易被拉开。将两个吸盘沾一下水,再将它们正对在一起并挤压,然后用力拉它们,用很大的力也很难把它们拉开;
(3)吸盘受到大气压的作用。
三、综合应用(本大题共8个小题,16、17、18小题各2分,19小题4分,20小题4分,21小题2分,22小题6分,23小题8分,共30分。温馨提示:第22、23小题的解答过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤,只写最后结果不得分。 )
16.(2分)他是英国皇家学会会长,他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他就是英国著名的物理学家 牛顿 (填人名),以他的名字命名了 力 (填物理量)的单位。
【解答】解:
牛顿在前人的基础上,总结出力的三大定律,为了纪念他的贡献,以他的名字命名了力的单位。
故答案为:牛顿;力。
17.(2分)如图所示是轿车车顶的外掀式天窗,若将天窗的前面关闭,后面微微向上打开,轿车行驶时,就能使车内污浊的空气被“抽出”,其原理是:天窗外空气流速 大于 车内空气流速,使天窗外空气压强 小于 车内空气压强。(均选填“大于”或“小于”)
【解答】解:汽车开动后,车外的空气相对汽车要比车内的空气流动快,即天窗外空气流速大于车内空气流速,流速快的地方压强小,天窗外空气的压强小于车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外。
故答案为:大于;小于。
18.(2分)太原市天龙山景区有一个怪坡,名曰天龙山怪坡。怪坡长约百米,过往汽车在坡底熄火后,仍能自动爬上“坡顶”,且速度也越来越大。站在科学的角度,你认为如果该路段是上坡,熄火的汽车 不会 (选填“会”或“不会”)出现此现象,原因是 汽车的动能转化为重力势能 。
【解答】解:如果该路段是上坡,熄火的汽车的质量不变,高度变大,重力势能变大,此过程中应该是动能转化为重力势能,动能会减小,速度会变小,所以不能出现该现象。
故答案为:不会;汽车的动能转化为重力势能。
19.(4分)阅读短文,回答问题。
高速铁路
高速铁路是指通过改造原有线路,使营运速率达到不小于200km/h,或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到至少250km/h的铁路系统。高铁列车具有速度快、安全性好、正点率高、舒适方便、能耗较低等特点,是我国重点发展的交通工具。
高铁列车比普通列车快,主要进行了两方面的改进。第一,改进路轨,提高平整程度。普通铁路的钢轨,几十米就有个接口,列车的车轮滚过钢轨连接处时,车轮和车厢上下震动,列车行驶很不平稳,速度不能提高,否则震动加剧会造成翻车事故。而高铁在修路时,采取多种措施减少了钢轨上很多接口,车轮滚动平稳,列车行驶告别了“哐当哐当”的震动,列车平稳前进,大大提高了速度。第二,改进列车。普通列车开动,首先是车头开动,拉动第一节车厢运动后,才能带动第二节及后面车厢运动,整个列车开动是一节一节车厢带动起来的,需要较长时间,也无法实现列车的高速运行。而高铁动车组不只是车头装有牵引电动机,每个车厢都有牵引电动机,使每节列车的车轮都有动力。这样动车组前进,就像赛龙舟每个人都奋力划桨,车轮一致运转,列车就很快提速,并可保持高速运行。
(1)高铁列车与普通列车相比,具有 速度快、安全性好 的优点。
(2)高铁列车在高速前进过程中还能保持平稳,这是由于 减少了钢轨上很多接口 。
(3)高铁列车以时速250公里的速度匀速直线运行时, 受 (选填“受”或“不受”)到牵引力的作用,列车对钢轨的压力和 钢轨对列车的支持力 是一对相互作用力。
【解答】解:(1)通过分析材料可知,高铁列车与普通列车相比,具有速度快、安全性好、正点率高、舒适方便、能耗较低等优点;
(2)高铁列车改进路轨,提高平整程度,采取多种措施减少了钢轨上很多接口,车轮滚动平稳;
(3)高铁列车以时速250公里的速度匀速直线运行时,受平衡力作用,故受牵引力作用;
轨道对列车的支持力与列车对轨道的压力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,所以是一对相互作用力。
故答案为:(1)速度快、安全性好;(2)减少了钢轨上很多接口;(3)受;钢轨对列车的支持力。
20.(4分)小明观看火箭发射的电视直播时,观察到捆绑在箭体上的助推火箭的燃料耗尽后,它立即与箭体分离,之后又上升了一段距离才下坠而远离箭体。请你用所学过的物理知识解释为什么助推火箭离开箭体后上升了一段距离才下坠。
【解答】答:助推火箭和火箭箭体原来一起上升,助推火箭和火箭箭体分离后,由于助推火箭具有惯性,仍要保持原来的运功状态,所以继续向上运动一段距离;同时,由于助推火箭受到重力的作用,在重力的作用下改变了运动状态,所以上升一段距离后才下坠。
21.(2分)“节约用水,人人有责”,如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,请你在图乙所示的示意图中画出阻力F2的力臂L2以及施加在A点的最小动力F。
【解答】解:过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂L2;
根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。由图可知,OA为最长动力臂时,动力最小,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,连接支点O与A点,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,如下图所示:
22.(6分)冰壶被喻为冰上“国际象棋”,它是2022年北京冬奥会的比赛项目之一。如图所示,质量为22kg、底面积为200cm2的冰壶被选手掷出后,在15s内沿直线滑行了30m。已知冰壶滑行过程中受到的摩擦力是其重力的0.008倍。问:(g取10N/kg)
(1)冰壶静止时对水平冰面的压强是多少?
(2)冰壶滑行15s克服摩擦力做的功和功率是多少?
【解答】解:(1)冰壶的重力G=mg=22kg×10N/kg=220N;
冰壶静止时对水平冰面的压力F=G=220N;
冰壶静止时对水平冰面的压强p===1.1×104Pa;
(2)冰壶滑行过程中受到的摩擦力f=0.008G=0.008×220N=1.76N,
冰壶滑行15s克服摩擦力做的功W=fs=1.76N×30m=52.8J,
冰壶滑行15s克服摩擦力做的功的功率P===3.52W。
答:(1)冰壶静止时对水平冰面的压强是1.1×104Pa;
(2)冰壶滑行15s克服摩擦力做的功和功率分别是52.8J、3.52W。
23.(8分)科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置,小明观察后画出简图(如图)进行研究。若爷爷质量m人=60kg,奶奶用F=240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端,该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s=6m。不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)奶奶所做的功;
(2)动滑轮(含座椅)的质量;
(3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)。
【解答】解:(1)奶奶所做的功:
W=Fs=240N×6m=1440J;
(2)爷爷的质量m人=60kg,则爷爷的重力:
G=mg=60kg×10N/kg=600N,
由图可知,n=3,不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得动滑轮(含座椅)的重力:
G动=nF﹣G=3×240N﹣600N=120N,
动滑轮(含座椅)的质量:
m动===12kg;
(3)不计绳重和摩擦,该升降座椅装置的机械效率:
η=====×100%≈83.3%。
答:(1)奶奶所做的功是1440J;
(2)动滑轮(含座椅)的质量是12kg;
(3)该升降座椅装置的机械效率是83.3%。
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