2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市双城区八年级(下)期末物理试卷
一、单项选择题:(每小题只有一个正确答案,每小题2分,共34分)
1.(2分)以下为人类做出突出贡献的科学家中,精确地测出大气压强数值的物理学家是( )
A. 牛顿 B. 托里拆利
C. 伯努利 D. 阿基米德
2.(2分)只要用心观察和体会,身边皆是物理。下列常见物体中,重力最接近0.5N的是( )
A.一支铅笔 B.一个鸡蛋 C.一瓶矿泉水 D.一名中学生
3.(2分)如图所示的场景中,力的作用效果与其它不同的是( )
A.拉弯的弓 B. 踢飞的足球
C.弯曲的跳板 D.变形的竹子
4.(2分)如图所示的实例中,其目的是为了减小摩擦力的是( )
A. 门轴上加润滑油
B. 轮胎上制有花纹
C. 脚蹬面凹凸不平
D. 防滑垫表面有很多凸起
5.(2分)秋千荡到最高点时,如果受到的力全部消失,下列现象可能会发生的是( )
A.保持静止状态 B.做匀速直线运动
C.继续来回摆动 D.做匀速圆周运动
6.(2分)如图所示,下列说法正确的是( )
A.小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力
B.小鸟对树枝的压力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力
C.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力
D.小鸟受到的重力与树枝受到的重力是一对平衡力
7.(2分)在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验。下列有关叙述正确的是( )
A.每次实验时,小车从同一斜面的相同高度,由静止开始下滑是为了保证它到达水平面时具有相同的速度
B.小车在水平面上越来越慢,它的惯性逐渐变小
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越远,速度减小得越快
D.通过甲、乙、丙的实验现象直接得出牛顿第一定律
8.(2分)如图所示的事例中,目的是减小压强的是( )
A.切鸡蛋的钢丝很细 B.书包带做得比较宽
C.刀刃磨得很锋利 D.图钉头做得很尖锐
9.(2分)如图所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa=pb=pc B.pa<pb<pc C.pa>pb>pc D.pa>pb=pc
10.(2分)中国武术有着悠久的历史,是中华优秀文化遗产之一。上武得道,平天下;中武入喆,安身心;下武精技,防侵害。图中的这位武术表演者展示两个武术动作时对地面的压力及压强分别为F甲、F乙、p甲、p乙,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲>p乙 D.F甲<F乙,p甲>p乙
11.(2分)如图所示的事例中,不是大气压的是( )
A.覆杯实验
B.人能漂浮在死海上
C.用吸盘挂钩挂物品
D.用吸管喝水
12.(2分)列车进站时,为避免候车乘客被“吸”向火车的事故发生,乘客要站在安全线以外。这是因为列车进站时车体附近( )
A.气流速度更大、压强更小
B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大
D.气流速度更小、压强更小
13.(2分)如图所示,下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A. 撬石头 B. 筷子
C. 小推车 D. 瓶起子
14.(2分)在如图所示的四个情景中,人对物体没有做功的是( )
A. 运动员举起杠铃
B. 提着滑板水平匀速前行
C. 推着小车前进
D. 把物体拉起来
15.(2分)如图所示的单摆,摆球在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.a处动能最大
B.a到b过程中,重力势能先变小后变大
C.o处的重力势能最大
D.b到a过程中,动能先变小后变大
16.(2分)下列关于机械效率的说法中正确的是( )
A.越省力的机械,机械效率越高
B.做有用功越多的机械,机械效率越高
C.做功越快的机械,机械效率越高
D.做相同的功,额外功的值越小,机械效率越高
17.(2分)如图所示,在400N的拉力作用下,经过5s将960N的重物提升了1m。在此过程中( )
A.该滑轮组做的有用功是400J
B.该滑轮组做的总功是960J
C.拉力的功率是192W
D.该滑轮组的机械效率是80%
二、填空题:(每空1.5分,共30分)
18.(6分)如图所示,冰壶运动员蹬冰鞋和滑行鞋的材质不同,蹬冰鞋的鞋底是用橡胶制成的,这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。运动员向后蹬冰面时人向前滑行,此过程中体现了力的作用是 ;脱手后的冰壶能继续前行,是因为冰壶具有 ,前进的冰壶最后慢慢停下来,表明力可以改变物体的 。
19.(4.5分)如图所示,水平面上的木箱重300N,晓红沿水平方向用80N的力没有拉动,此时木箱所受摩擦力为 N;当拉力增大为180N时,木箱水平向左做匀速直线运动,此时木箱所受摩擦力方向是 ;当拉力增大到200N时,木箱所受摩擦力为 N。
20.(4.5分)2023年哈尔滨市中小学生足球比赛中,我区第五小学足球队以7:0的比分战胜对手,如图是小队员传球时的一段运动轨迹,其中足球在A点的重力势能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在B点的重力势能。若不计空气阻力,足球在下落的过程中,重力势能转化为 能,此过程足球的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
21.(4.5分)三峡大坝是长江上防洪发电的国之重器。大坝水库水面下100m处水的压强是 Pa,大坝边上修筑的船闸是利用 原理工作的;坝体上窄下宽是因为 。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
22.(4.5分)如图是我国人民解放军海军建造的第三艘航空母舰福建号,满载排水量约8万吨,是我国首艘电磁弹射型超级航母。满载时,航母受到的浮力是 N。若甲板上战斗机从航母上弹射起飞后,航母受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),舰身浸入海中的体积 。(g取10N/kg)
23.(6分)用如图所示滑轮组在10s内将重为200N的货物匀速提升1m。已知动滑轮重40N,不计摩擦及绳重,则绳子端的拉力F为 N,对货物做的有用功是 J,拉力做功的功率是 W。若用该滑轮组提升300N的货物,滑轮组的机械效率将 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
三、作图题:(每小题3分,共6分)
24.(3分)如图所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出物体在向上滑动过程中所受的摩擦力和支持力,以及物体对斜面的压力的示意图。
25.(3分)请在图中画出杠杆平衡时的阻力臂l2,最小的动力F1及对应的力臂l1。
四、探究题:(每空1分,共22分)
26.(6分)同学们用如图所示的装置“探究杠杆的平衡条件”,其中每个钩码质量都相等。
(1)如图甲所示,杠杆在此位置静止,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”);为使杠杆在水平位置平衡,需将两端的平衡螺母向 调节;挂钩码前,使杠杆在水平位置平衡,是为了挂钩码后便于测量 ,且便于寻找杠杆平衡时杠杆应处的位置。
(2)下表中是同学们在实验过程中收集的数据,通过分析实验数据,可得出杠杆平衡的条件是: ;
次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 动力F2/N 动力臂L2/cm
1 2 3.0 3 2.0
2 1 6.0 2 3.0
3 4 2.0 1 8.0
(3)如图乙所示,若在A位置挂两个钩码,现有三个钩码,根据所得的实验结论可知,需将这三个钩码挂在杠杆O点右侧第 格的位置,使杠杆再次在水平位置平衡。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡。弹簧测力计由图中a位置转至b位置时,其示数 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
27.(9分)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,晓双设计了如图所示的实验。
(1)利用图甲装置测量滑动摩擦力大小时,需用测力计沿水平方向拉着物块做 运动,根据二力平衡知识可知,此时滑动摩擦力的大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)测力计的示数。
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系;比较甲、丙两次实验可得到的初步结论是 。据此结论,写出一种当汽车在冰雪路面上行驶时,减小轮胎打滑现象的具体做法 。
(3)晓双想利用图甲装置探究“滑动摩擦力大小跟物体运动速度”的关系,他需要收集的证据是:用测力计水平拉着物体A,在棉布表面上以不同速度匀速直线运动时,收集 及对应的 。
(4)晓城对实验进行了如图丁所示的改进,利用该方法测量滑动摩擦力时,晓城 (选填“必须”或“不必”)匀速拉动长木板;改进后实验的另一个优点是 。
28.(7分)“悟理”实验小组利用实心金属块、水和如图甲所示装置,探究“浮力大小跟排开液体的关系”。
(1)实验过程中同学们发现,图甲的装置图有误,应改正为 ,否则将导致所测 (选填“浮力”或“排开液体的重力”)值偏小;改正后,金属块逐渐浸入溢水杯的过程中,溢水杯的杯底受到水的压强 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)为方便操作和减小测量误差,图中A~E最合理的实验步骤顺序是 ;
(3)实验过程中,若等式 (FA、FB、FC、FD、FE表示)成立,则可得出阿基米德原理;
(4)若改用密度比水小的木块来完成此实验时,图中实验步骤中可不用测力计的是 ;
(5)已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,结合图中FD=4.2N、FC=3N的相关信息,可计算出金属块的密度为 kg/m3。
五、计算题:
29.(8分)新能源汽车因环保、节能、高效等优势,成为人们日常使用的重要交通工具。如图所示是国内某型号的新能源汽车,满载时的总质量为1.5×103kg,每个车轮与地面接触面积为30cm2,汽车用时50s在平直公路上匀速行驶1000m,此过程中汽车的功率为30kW。求满载时:(g取10N/kg)
(1)汽车的总重力;
(2)汽车对地面的压强;
(3)汽车匀速行驶1000m所做的功;
(4)汽车匀速行驶时所受的牵引力。
2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市双城区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题:(每小题只有一个正确答案,每小题2分,共34分)
1.【分析】根据对初中物理中几位重大贡献的科学家的认识写出答案。
【解答】解:A、在物理学中牛顿是力的单位,以创立经典力学的物理学家牛顿命名,故A不符合题意;
B、意大利科学家托里拆利,精确测出大气压强值,故B符合题意;
C、伯努利发现了流体压强与流速的关系:流体流速大的地方、压强小,流速小的地方、压强大,故C不符合题意;
D、阿基米德通过大量的实验研究发现了“杠杆原理”、“阿基米德原理”,故D不符合题意。
故选:B。
2.【分析】根据生活常识对各选项进行判断。
【解答】解:A、一支铅笔2g,重力约为0.02N,故A错误;
B、一个鸡蛋质量大约为50g,重力大约为0.5N,故B正确;
C、一瓶550mL的矿泉水的质量为550g,重力为5.5N,故C错误;
D、一名中学生质量为50kg,重力为500N,故D错误。
故选:B。
3.【分析】力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。
【解答】解:A、拉弯的弓,改变了物体的形状;
B、踢飞的足球,改变了球的运动状态;
C、弯曲的跳板,改变了物体的形状;
D、变形的竹子,改变了竹子的形状。
故选:B。
4.【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解:A、门轴上加润滑油,可以在接触面形成一层油膜,使接触面分离,可减小摩擦,故A正确;
B、轮胎上的花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦,故B错误;
C、脚蹬面凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦,故C错误;
D、防滑垫表面有很多凸起,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦,故D错误。
故选:A。
5.【分析】根据对牛顿第一定律的理解来判断,即然不受力了,要么静止,要么匀速直线运动,不可能做其他运动,根据秋千在最高点时的运动状态,当物体不受外力时,将保持外力消失一瞬间时的状态。
【解答】解:不受任何外力的物体,在刚刚不受力时如果静止,则表现为静止状态,在刚刚不受力时如果运动,不论是怎样的运动,其结果都是匀速直线运动。秋千荡到最高点时刻是静止的,所以此时不受任何力了,要继续保持静止状态。
故选:A。
6.【分析】根据二力平衡力的条件: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,进行分析解答。
【解答】解:A、小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力,这两个力的方向相同且作用在两个物体上,不符合二力平衡条件,故A不正确;
B、小鸟对树枝的压力与树枝对小鸟的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故B不正确;
C、小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,符合二力平衡条件,是一对平衡力,故C正确;
D、小鸟受到的重力与树枝受到的重力,两个力大小不一定相等,且方向相同、作用在两个物体上,不符合二力平衡条件,故D不正确。
故选:C。
7.【分析】实验中要求从同一点滑下,是为了保证小车到达水平面时有相同的速度,从而得出在不同材料上的滑行的距离。而这三种材料我们非常熟悉,从而比较出受阻力的不同,然后我们可以猜想如果没有任何阻力的话,物体的速度将不会改变。
【解答】解:
A、实验中,我们让小车从同一斜面的同一高度由静止开始自由下滑,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于比较,故A正确;
B、小车在水平面上越来越慢,是因为受到阻力的作用,而它的惯性大小不会改变,故B错误;
C、实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越远,速度减小得越慢,而不是越快,故C错误;
D、通过甲、乙、丙的实验现象不能直接得出牛顿第一定律,牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的,故D错误。
故选:A。
8.【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
(2)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。
【解答】解:A、用很细的钢丝切鸡蛋,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A不合题意;
B、书包带做的很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。故B符合题意;
C、刀刃磨得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不合题意;
D、图钉头做得很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D不合题意。
故选:B。
9.【分析】a、b、c三点处于同一液体内,根据p=ρ液gh 可知在液体密度一定时,h深度越大,压强越大。
【解答】解:如图,a、b、c三点所处的深度,ha>hb>hc,
∵p=ρ液gh,在同一种液体中、密度相同,
∴pa>pb>pc。
故选:C。
10.【分析】(1)物体在在平面上时,对水平面的压力等于其自身重力。
(2)通过比较对地面的压力和受力面积的大小,利用p=分析解答。
【解答】解:因为物体在平面上时,对水平面的压力等于其自身重力,所以甲图和乙图中这位表演者对地面的压力相等,即F甲=F乙;
由图可知,甲图中表演者单脚着地,受力面积较小,乙图中受力面积较大,根据p=可知,甲图中对地面的压强较大,乙图中对地面的压强较小,即p甲>p乙。
故选:B。
11.【分析】大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】解:A、一标准大气压能支持大约10m高的水柱,覆杯实验利用了大气压的存在,故A不符合题意;
B、人能漂浮在死海上,利用了水的浮力,故B符合题意;
C、吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,利用了大气压,故C不符合题意;
D、用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,水在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故D不符合题意。
故选:B。
12.【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较人和列车之间的压强以及人外侧的压强的大小。
【解答】解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
故选:A。
13.【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。
【解答】解:A、撬棍在使用过程中动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C、小推车在使用过程中动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:B。
14.【分析】做功的两个必要因素:
1.作用在物体上的力,
2.物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致),
二者缺一不可。
【解答】解:A、运动员举起杠铃时,力的方向和距离均向上,杠铃在力的方向上通过了距离,运动员做功,故A不符合题意;
B、提着滑板在水平路面前行,力的方向竖直向上,距离的方向水平向前,所以力没有做功,故B符合题意;
C、推着小车前进,力的方向和距离方向均向前,小车在力的方向上通过了距离,力做了功,故C不符合题意;
D、物体在绳子拉力作用下升高,力的方向和距离均向上,物体在力的方向上通过了距离,拉力做功,故D不符合题意。
故选:B。
15.【分析】(1)物体的动能和物体的质量、速度有关;重力势能和物体的质量、高度有关;
(2)判断出题目选项中每个情境的速度、高度的变化,即可判断正误。
【解答】解:A、据题意可知,单摆从a点静止后会向O点运动,所以在a点时所处的高度最大,速度最小,故重力势能最大,动能最小,故A错误;
B、据题意可知,单摆从a点静止后会向O点运动,速度变大,从O点向b点运动,速度变小,高度增加,所以该过程中,动能先变大,后变小,重力势能先变小后变大,故B正确;
C、据上面的分析可知,单摆在O点是位置最低,故重力势能最小,故C错误;
D、同理,单摆b到a过程中,质量不变,速度先变大,后变小,高度先变小,后变大,所以动能先变大后变小,重力势能先变小,后变大,故D错误;
故选:B。
16.【分析】机械效率指有用功占总功的比例,而做功的快慢指功率,二者之间没有什么关系。
【解答】解:A、机械效率与省力情况无关,定滑轮不省力,但它的机械效率比动滑轮要高,故A不正确;
B、有用功越多的机械效率不一定高,机械效率是有用功在总功中所占的比例,故B不正确;
C、机械做功越快,表示功率越大,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故C不正确;
D、做相同的功,额外功的值越小,额外功占的比值越小,效率越高,故D正确。
故选:D。
17.【分析】(1)知道重物的重力、提升的高度,利用W=Gh求滑轮组做的有用功;
(2)由图知,n=3,拉力端移动距离s=nh,利用W=Fs求滑轮组做的总功;
(3)利用P=求拉力的功率;
(4)滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:A、滑轮组做的有用功W有用=Gh=960N×1m=960J,故A错误;
B、由图知,n=3,绳子自由端移动距离s=nh=3×1m=3m,
滑轮组做的总功:
W总=Fs=400N×3m=1200J,故B错误;
C、拉力的功率P===240W,故C错误;
D、滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=80%,故D正确。
故选:D。
二、填空题:(每空1.5分,共30分)
18.【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;
力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
物体保持原来运动状态的性质叫惯性,一切物体都具有惯性;
(2)力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:(1)蹬冰鞋的鞋底为橡胶制成,蹬冰鞋的作用是防滑,所以需要增大摩擦力;
(2)用力蹬冰,脚给冰一个向后的力,人会向前运动,冰对人有一个向前的力,说明物体间力的作用是相互的;
(3)运动员将冰壶推出之后,冰壶由于惯性,会继续保持原来的运动状态向前运动;
(4)冰壶在冰面上滑行时,水平方向上受到摩擦力作用,摩擦力改变了它的运动状态,所以冰壶运动速度逐渐变慢,最后停止运动。
故答案为:增大;相互的;惯性;运动状态。
19.【分析】(1)静止或匀速直线运动的物体受力平衡,一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
【解答】解:木箱受到80N的水平拉力,木箱未动,说明木箱处于静止状态,则在水平方向上所受的拉力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于拉力等于80N;
当水平拉力增大到180N时,木箱恰好向右做匀速运动,所以此时摩擦力与拉力是一对平衡力,大小等于180N,方向与拉力相反,即水平向右;
当水平拉力增大到200N时,木箱对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为180N,仍向右。
故答案为:80;水平向右;180。
20.【分析】(1)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。
(2)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。
(3)不计空气阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒。
【解答】解:足球在A点和B点,质量不变,在A点的高度小于在B点的高度,所以在A点的重力势能小于在B点的重力势能。
若不计空气阻力,足球在下落的过程中,此过程足球的机械能不变;同时因质量不变,高度变小,重力势能减少,所以动能增大,将重力势能转化为动能。
故答案为:小于;动;不变。
21.【分析】(1)根据p=ρgh计算水的压强,分析坝体上窄下宽的原因。
(2)上端开口、底部互相连通的容器叫连通器。
【解答】解:大坝水库水面下100m处水的压强是=1×106Pa;
大坝边上修筑的船闸是利用连通器原理工作的;坝体上窄下宽是因为水的压强随深度的增加而增大。
故答案为:1×106;连通器;水的压强随深度的增加而增大。
22.【分析】(1)排水量是指满载时排开水的质量,根据F浮=G排=m排g求出福建舰满载时所受的浮力;
(2)福建舰漂浮时,受到的浮力等于总重力,对航空母舰进行受力分析,可得到浮力的变化情况。
【解答】解:福建舰满载时的排水量m排=80000t=8×107kg,
福建舰满载时所受浮力为F浮=G排=m排g=8×107kg×10N/kg=8×108N;
战斗机从航母上弹射起飞后,福建舰的总重力减小,仍然处于漂浮状态,由于物体漂浮时浮力等于自身的重力,所以受到的浮力变小。由F浮=ρ液gV排得,舰身浸入海中的体积变小。
故答案为:8×108;变小;变小。
23.【分析】(1)由图可知动滑轮上绳子的有效段数n=2,不计绳重及摩擦,由F=(G+G动)求出绳子上的拉力F;
(2)根据W有用=Gh求出提升货物做的有用功;根据s=nh可知绳端移动的距离,根据W总=Fs求出拉力做的总功,根据P=求出拉力做功的功率。
(3)根据η===分析若用该滑轮组提升300N的货物时机械效率的变化情况。
【解答】解:如图,不计摩擦及绳重,货物和动滑轮受到向上的力由两条绳共同承担,因为动滑轮不省力,只能改变力的方向,所以每条绳承担的力都等于绳子自由端上的拉力F===120N
滑轮组对货物做的有用功为W有=G物h=200N×1m=200J
如图,因为n=2,则绳子拉力做功为W=Fs=120N×2×1m=240J,拉力做功的功率为P===24W。
根据η====可知,若用该滑轮组提升300N的货物时机械效率将变大。
故答案为:120;200;24;变大。
三、作图题:(每小题3分,共6分)
24.【分析】物体在上滑过程中受到的支持力垂直于斜面向上、摩擦力平行于斜面向下,作用点在重心上;物体对斜面压力作用在物体与斜面的接触处,方向垂直斜面向下。由此作出各力示意图即可。
【解答】解:物体在上滑过程中受到的支持力垂直于斜面向上、摩擦力平行于斜面向下,作用点在重心上;物体对斜面压力作用在物体与斜面的接触处,方向垂直斜面向下。从各力的的作用点开始,沿各力的方向画一条带箭头的线段,并分别在线段末尾标上相关字母。如图所示:
25.【分析】力臂是支点到力的作用线的距离;
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,据此分析解答。
【解答】解:重物G对杠杆的拉力为阻力,作用在杠杆上,方向竖直向下,据此作出阻力F2的示意图,然后从O点作F2作用线的垂线,垂线段长为阻力臂L2;
根据杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,要使动力最小,动力臂需最长,动力作用在A点,以OA为动力臂为最长的动力臂,过A点作OA的垂线,方向斜向上,作出最小动力F1,如图所示:
四、探究题:(每空1分,共22分)
26.【分析】(1)杠杆静或匀速转动时杠杆就处于平衡状态,调节杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,目的是便于测量力臂,同时消除杠杆自重对实验的影响。
(2)杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(3)根据杠杆的平衡条件得出挂钩码的位置;
(4)当拉力F向右倾斜时,保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,这时杠杆右侧的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将变大。
【解答】解:(1)杠杆静或匀速转动时杠杆就处于平衡状态,调节杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,如图杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动,在水平位置平衡是便于测量力臂,同时消除杠杆自重对实验的影响。
(2)从实验表格中可知,几次实验数据都满足:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2;
(3)设杠杆的一个小格是L,一个钩码重为G,根据杠杆平衡条件得,2G×3L=3G×nL,所以n=2,所以挂在杠杆O点右侧第2格的位置挂3个钩码;
(4)保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,左边力与力臂的乘积不变,根据杠杆的平衡条件,力变大。
故答案为:(1)平衡;右;力臂的长度;(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2;(3)2;(4)变大。
27.【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
在接触面粗糙不变的条件下,可增大压力,增大摩擦力;
(3)探究“滑动摩擦力大小跟物体运动速度”的关系,变化的量是运动速度,据此分析;
(4)如图丁所示,A相对地面处于静止状态,由二力平衡分析。
【解答】解:(1)利用图甲装置测量滑动摩擦力大小时,需用测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,物块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识可知,此时滑动摩擦力的大小等于测力计的示数;
(2)比较甲、乙两次实验压力不同,是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;
比较甲、丙两次实验可知,乙中压力大,测力计示数也大,可得到的初步结论是接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;轮胎打滑,说明滑动摩擦力小,为增大摩擦,在接触面粗糙程度不变的条件下,可增大压力,故增加汽车上货物的重力;
(3)晓双想利用图甲装置探究“滑动摩擦力大小跟物体运动速度”的关系,他需要收集的证据是:用测力计水平拉着物体A,在棉布表面上以不同速度匀速直线运动时,收集不同的速度大小及对应的测力计示数大小;
(4)如图丁所示,A相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,利用该方法测量滑动摩擦力时,晓城不必匀速拉动长木板;改进后实验的另一个优点是测力计静止,便于读数。
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)压力大小;接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;增加汽车上货物的重力;(3)不同的速度大小;测力计示数大小;(4)不必;测力计静止,便于读数。
28.【分析】(1)溢水杯中的水,在放入物体前,应使水面达到溢水杯口;图甲会使溢出的水少于排开的水;根据p=ρgh分析金属块逐渐浸入溢水杯的过程中,溢水杯的杯底受到水的压强;
(2)对于实验的合理顺序,我们应把握住两点,一是小桶是用来接排出的水的,在接水之前必须先测出空桶的重;二是物块要先测重力,再直接浸入水中才不会重复。依据这些分析可得出更加合理的顺序;
(3)利用称重法可得出浮力的大小,通过测量排出的水重也能得出浮力的大小,而这正是阿基米德原理的内容,即浸入液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力;
(4)该实验的原理是称重法,据此即可判断;
(5)由图D可知物体的重力,由图C可知金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数,求出金属块受到的浮力,根据阿基米德原理计算金属块排开液体的体积即金属块的体积,根据G=mg计算金属块的质量,由ρ=计算金属块的密度。
【解答】解:(1)由图可知,甲图中水面没有达到溢水杯口,当物体排开水时,水不会马上溢到溢水杯中,测得排开液体的重力变小,故甲错误,改正的办法就是把溢水杯中的水添至溢水杯口;
改正后,溢水杯中的水是满的,金属块逐渐浸入溢水杯的过程中,溢水杯中水的深度h不变,由p=ρgh可知,溢水杯的杯底受到水的压强保持不变;
(2)为了使小桶在接水之后可直接计算溢出水的重力,应先测量空桶的重力;然后再测出金属块的重力;并将金属块浸没在水中观察测力计的示数,这样可以减小误差;最后测排出的水和小桶的总重,求排出水的重力,因此,合理的顺序应为:BDCE;
(3)D、C两次的结果之差符合称重法求浮力,E、B两次的结果之差则可求出物体排出的水受到的重力,若二者的结果是相等的,则可验证阿基米德原理,故得:FD﹣FC=FE﹣FB,进一步得出结论:F浮=G排;
(4)如换用密度小于水的木块,则图中的FC=0,所以图中实验步骤中可不用测力计的是C;
(5)由图D可知物体的重力:G=FD=4.2N,
由图C可知金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数:FC=3N,
则金属块浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣FC=4.2N﹣3N=1.2N,
根据阿基米德原理可得,金属块排开水的体积即金属块的体积:
V=V排===1.2×10﹣4m3,
根据G=mg可得,金属块的质量:m===0.42kg,
由ρ=得,金属块的密度:
ρ===3.5×103kg/m3。
故答案为:(1)把溢水杯中的水添至溢水杯口;排开液体的重力;不变;(2)BDCE;(3)FD﹣FC=FE﹣FB;(4)C;(5)3.5×103。
五、计算题:
29.【分析】(1)根据G=mg求出汽车的总重力;
(2)利用p==得出汽车对地面的压强;
(3)利用W=Pt得出汽车匀速行驶1000m所做的功;
(4)根据W=Fs得出汽车匀速行驶时所受的牵引力。
【解答】解:(1)汽车的总重力G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N;
(2)汽车四个车轮与地面的接触面积:S=30cm2×4=120cm2=1.2×10﹣2m2,
汽车对地面的压强:;
(3)汽车匀速行驶1000m所做的功:W=Pt=3×104W×50s=1.5×106J;
(4)根据W=Fs得,汽车匀速行驶时所受的牵引力:F===1500N。
答:(1)汽车的总重力为1.5×104N;
(2)汽车对地面的压强为1.25×106Pa;
(3)汽车匀速行驶1000m所做的功为1.5×106J;
(4)汽车匀速行驶时所受的牵引力为1500N。
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