2022-2023学年河南省平顶山市八年级(下)期末物理试卷
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)如图所示,在2023年平顶山市“市长杯”青少年校园足球联赛上,队员用脚将足球踢出,表明力可以改变物体的 ;同时脚也会觉得疼,说明物体间力的作用是 的。
2.(2分)如图是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是为了 摩擦。
3.(2分)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强 ,浮力 。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”,潜水器的体积不变)
4.(3分)如图所示,用水平方向F=8N的拉力,拉着重为100N的物F体,向左匀速运动了2m,用时10s,运动过程中重力做功为 J,拉力做功为 J,拉力做功的功率为 W。
5.(3分)频频发生高空抛物、坠物致人伤亡事件,严重危害人民群众生命财产安全,原因是物体所处的高度越高,重力势能越 (选填“大”或“小”),当高处的物体坠落时,因重力势能转化为 能,从而带来安全隐患。物体坠落过程中,机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
6.(2分)2023年5月30日,小明在收看神舟十六号载人飞船发射升空的电视直播。如图所示,当飞船与火箭分离,进入预定轨道时,小明不解的问道:“飞船与火箭分离后,没有了推力,飞船怎么还能继续运动?”由此可推断小明持有的观点是: ,可以纠正其错误观点的依据是: 。(合理即可)
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选的得0分)
7.(2分)如图所示,2023年5月28日,国产C919大飞机首次商业载客飞行圆满完成,开启了属于中国人自己的大飞机时代。下列有关飞机的说法正确的是( )
A.飞机减速下降,受平衡力的作用
B.飞机加速上升,重力势能转化为动能
C.飞机上升过程中,它的惯性增大
D.飞机升空利用了空气流速大的位置压强小
8.(2分)如图所示,小明用水平推力推静止在水平地面上的箱子,但箱子却没有运动,下列说法正确的是( )
A.箱子没有运动,此时箱子所受水平推力小于地面对箱子的摩擦力
B.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D.箱子受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
9.(2分)如图所示,将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种不同液体的相同烧杯中,木块静止时两容器中液面相平。以下说法正确的是( )
A.木块在乙液体中排开液体的质量较大
B.木块在甲、乙两种液体中所受浮力不相同
C.两木块下表面所受液体的压强不相同
D.两烧杯底部所受液体的压强不相同
10.(2分)如图所示,一根弹簧一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”描述正确的是( )
A.手对弹簧的拉力 B.弹簧对手的拉力
C.墙对弹簧的拉力 D.以上说法都正确
11.(2分)如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于该实验,下面说法正确的有( )
A.玻璃管倾斜后,实验测量结果变大
B.管内的水银柱高度不随外界大气压的变化而变化
C.实验时大气压的数值等于高760mm的水银柱产生的压强
D.玻璃管内水银面的上方有少量空气不影响实验结果
12.(2分)在如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( )
A.抽水机手柄
B.镊子
C.天平
D.起瓶器
(多选)13.(2分)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.石块浸没在盐水中,受到的重力变小
B.石块浸没在水中,受到的浮力大小为1N
C.石块浸没在水中,排开水的体积为1.2×10﹣4m3
D.石块浸没在盐水中,盐水的密度为1.2×103kg/m3
(多选)14.(2分)如图所示,两个滑轮组采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),拉力大小分别为F1、F2,拉力移动距离分别为s1、s2,额外功分别为W额1、W额2,机械效率分别为η1、η2,下列说法中正确的是( )
A.F1>F2 B.s1>s2 C.W额1>W额2 D.η1=η2
三、作图题(每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,利用羊角锤撬钉子,其中O为支点,请在锤柄A点作出最小动力F和其力臂l。
16.(2分)如图所示,请画出漂浮在水面上的玩具鸭受力示意图。
四、实验探究题(第17题6分,第18题6分,第19题6分,共18分)
17.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小美选择如下器材:长木板、棉布、长方形木块(各表面粗糙程度相同)、砝码、弹簧测力计等,设计的操作过程如图所示。
(1)实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动放置在长木板上的木块,使其做 运动,利用 原理可知,此时弹簧测力计示数F等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)得到的实验数据记录如下表:
实验情景 甲 乙 丙 丁
测力计示数F/N 1.5 1.5 2.1 2.5
比较甲、乙两次实验可知,滑动摩擦力大小与接触面积的大小 (选填“有关”或“无关”);比较 两次实验可知,在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,这是应用了 两次实验得出的结论。
(4)小美对实验装置进行改进,如图戊所示。请你说出改进后的优点: (写出一条即可)。
18.(6分)物理课上,小王利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。小王没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图1所示),接下来的操作是 (选填字母符号)。
A.从U形管向外倒出适量水
B.向U形管内添加适量水
C.拆除软管重新安装
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时探头受到水的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)分析图2、图3的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 。
(4)分析图3、图4的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大。
(5)小王用图5所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,他测量了以下物理量:
A.左侧水面到橡皮膜中心的深度h1
B.右侧液面到橡皮膜中心的深度h2
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ液= (用测得量的字母符号和ρ水表示)。
19.(6分)小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”:
(1)轻质杠杆静止时如图甲所示,可将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使其在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量 。
(2)小明多次实验并记录数据如表,总结数据得出杠杆的平衡条件: 。
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 0.1 2 0.05
2 2 0.15 1.5 0.2
3 3 0.05 1.5 0.1
(3)第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 (选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”)。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计在A处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
五、综合应用题(第20题9分,第21题9分,共18分)
20.(9分)我国从远古时代就开始利用浮力了。据考古工作者发现,在距今7500年前的新石器时期,我国古代劳动人民就制造出了独木舟,如图所示。该独木舟外形可看成一个长方体,它长2m、宽50cm、高15cm,质量为50kg,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3。求:
(1)当独木舟底部距离水面10cm时,底部受到的压强;
(2)独木舟空载时受到的浮力;
(3)独木舟能承载的最大货物的重量。
21.(9分)如图,一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重5.0×104N,轮胎与地面的总接触面积1000cm2,发动机的功率50kW保持不变,山坡AB长2000m,高度h为300m,牵引力保持2.5×104N不变,不计空气阻力。求:
(1)货车静止在山底时对水平地面的压强。
(2)从A行驶到B过程中,斜面的机械效率。
(3)货车在山坡上行驶时受到的摩擦力。
2022-2023学年河南省平顶山市八年级(下)期末物理试卷
(参考答案)
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)如图所示,在2023年平顶山市“市长杯”青少年校园足球联赛上,队员用脚将足球踢出,表明力可以改变物体的 运动状态 ;同时脚也会觉得疼,说明物体间力的作用是 相互 的。
【解答】解:队员用脚将足球踢出,表明力可以改变物体的运动状态;同时脚也会觉得疼,说明物体间力的作用是相互的。
故答案为:运动状态;相互。
2.(2分)如图是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向 右 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是为了 增大 摩擦。
【解答】解:当小明向左擦拭桌面时,抹布相对与桌面向左移动,则抹布受到桌面的摩擦力方向是向右的;
为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力的。
故答案为:右;增大。
3.(2分)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强 变大 ,浮力 不变 。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”,潜水器的体积不变)
【解答】解:因为液体压强随深度的增加而增大,所以当潜水器完全入水后,随着潜水深度的增大,潜水器底部受到海水的压强将变大。
当潜水器完全入水后,随着潜水深度的增大,排开液体的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
故答案为:变大;不变。
4.(3分)如图所示,用水平方向F=8N的拉力,拉着重为100N的物F体,向左匀速运动了2m,用时10s,运动过程中重力做功为 0 J,拉力做功为 16 J,拉力做功的功率为 1.6 W。
【解答】解:物体在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0J;
拉力做的功:W=Fs=8N×2m=16J;
拉力做功的功率P===1.6W。
故答案为:0;16;1.6。
5.(3分)频频发生高空抛物、坠物致人伤亡事件,严重危害人民群众生命财产安全,原因是物体所处的高度越高,重力势能越 大 (选填“大”或“小”),当高处的物体坠落时,因重力势能转化为 动 能,从而带来安全隐患。物体坠落过程中,机械能 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:在质量一定时,物体所处的高度越高,重力势能越大;物体从高空落下的过程中,质量不变,高度越来越小,所以重力势能越来越小,速度越来越快,所以动能越来越大,故物体落下的过程中重力势能转化为动能,从而带来安全隐患。物体坠落过程中,物体克服空气阻力做功,机械能变小。
故答案为:大;动;变小。
6.(2分)2023年5月30日,小明在收看神舟十六号载人飞船发射升空的电视直播。如图所示,当飞船与火箭分离,进入预定轨道时,小明不解的问道:“飞船与火箭分离后,没有了推力,飞船怎么还能继续运动?”由此可推断小明持有的观点是: 力是维持物体运动状态的原因 ,可以纠正其错误观点的依据是: 飞船具有惯性 。(合理即可)
【解答】解:小明认为运动要靠力来维持,若飞船与火箭分离,没有了推力,飞船就不能继续运动。
运动的飞船进入目标轨道后,与火箭分离,由于飞船具有惯性,仍然继续向前运动。
故答案为:力是维持物体运动状态的原因;飞船具有惯性。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选的得0分)
7.(2分)如图所示,2023年5月28日,国产C919大飞机首次商业载客飞行圆满完成,开启了属于中国人自己的大飞机时代。下列有关飞机的说法正确的是( )
A.飞机减速下降,受平衡力的作用
B.飞机加速上升,重力势能转化为动能
C.飞机上升过程中,它的惯性增大
D.飞机升空利用了空气流速大的位置压强小
【解答】解:A、飞机减速下降,未处于平衡状态,不受平衡力的作用,故A错误;
B、飞机加速上升,质量不变、速度变大,动能变大,高度变高,重力势能变大,重力势能未转化为动能,故B错误;
C、惯性大小只与物体质量有关,与高度和速度无关,故C错误;
D、飞机机翼上凸下平,机翼上方气流速度较大,下方气流速度较小,在机翼的上下表面产生了压强差,这就是向上的升力,所以,飞机升空利用了空气流速大的位置压强小,故D正确。
故选:D。
8.(2分)如图所示,小明用水平推力推静止在水平地面上的箱子,但箱子却没有运动,下列说法正确的是( )
A.箱子没有运动,此时箱子所受水平推力小于地面对箱子的摩擦力
B.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D.箱子受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
【解答】解:A、箱子没有运动,说明箱子处于静止状态,受到平衡力的作用,即在水平方向上,推力与静摩擦力是一对平衡力;故摩擦力等于推力的大小,故A错误;
B、箱子受到的重力和地面的支持力都作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C、地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力作用在两个物体上,是一对相互作用力,故C错误;
D、箱子受到的重力和地面受到的压力方向相同,不符合相互作用力条件,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:B。
9.(2分)如图所示,将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种不同液体的相同烧杯中,木块静止时两容器中液面相平。以下说法正确的是( )
A.木块在乙液体中排开液体的质量较大
B.木块在甲、乙两种液体中所受浮力不相同
C.两木块下表面所受液体的压强不相同
D.两烧杯底部所受液体的压强不相同
【解答】解:AB、两个木块均漂浮,所以浮力大小等于木块自身重力大小,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同;
木块受到的浮力相同,根据阿基米德原理,所以排开液体重力相等,根据m=可知,木块排开液体质量也相等,故AB错误;
C、两木块上表面均未浸没,根据浮力产生的原因可知,两木块下表面受到的压力等于液体对木块的浮力,则两容器中木块下表面受到的液体压力相等,两木块下表面的面积又相等,根据p=可知,两木块下表面所受液体的压强相同,故C错误;
D、两木块浮力相等,但甲液体中木块浸入的体积小于乙液体,根据F浮=ρ液gV排可知,甲液体密度大于乙液体,当液面高度相同时,根据p=ρ液gh可知,甲容器底部受到的液体压强大,故D正确。
故选:D。
10.(2分)如图所示,一根弹簧一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”描述正确的是( )
A.手对弹簧的拉力 B.弹簧对手的拉力
C.墙对弹簧的拉力 D.以上说法都正确
【解答】解:弹簧形变产生的力,即弹簧的弹力,施力物体为弹簧,因为是手拉弹簧,所以弹簧发生形变,产生的是对手的拉力。故ACD错误、B正确。
故选:B。
11.(2分)如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于该实验,下面说法正确的有( )
A.玻璃管倾斜后,实验测量结果变大
B.管内的水银柱高度不随外界大气压的变化而变化
C.实验时大气压的数值等于高760mm的水银柱产生的压强
D.玻璃管内水银面的上方有少量空气不影响实验结果
【解答】解:
A.实验时,玻璃管如果倾斜会使水银柱的长度增加,但水银柱的竖直高度不变,不会影响实验测量结果,故A错误;
B.在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的。故B错误;
C.读图可知,玻璃管内外水银面高度差为760mm,因此,当时的大气压强等于760mm高水银柱产生的压强,故C正确;
D.当有少量空气混入玻璃管内,少量空气会产生一定的压强,从而抵消一部分外界大气压,使水银柱高度变小,就会使得大气压的测量值比真实值偏小。故D 错误。
故选:C。
12.(2分)在如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( )
A.抽水机手柄
B.镊子
C.天平
D.起瓶器
【解答】解:A、抽水机手柄在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:B。
(多选)13.(2分)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.石块浸没在盐水中,受到的重力变小
B.石块浸没在水中,受到的浮力大小为1N
C.石块浸没在水中,排开水的体积为1.2×10﹣4m3
D.石块浸没在盐水中,盐水的密度为1.2×103kg/m3
【解答】解:
A、因为重力大小与物体质量有关,与受到浮力无关,所以石块浸没在盐水中,受到的重力不变,故A错误;
B、由图可知,石块浸没在水中,受到的浮力F浮1=G﹣F1=2N﹣1N=1N,故B正确;
C、石块浸没在水中,排开水的体积V排1===1×10﹣4m3,故C错误;
D、由题意得,石块浸没在盐水中排开盐水的体积V排2=V排1=1×10﹣4m3,
由阿基米德原理得,盐水的密度ρ盐水====1.2×103kg/m3,故D正确。
故答案为:BD。
(多选)14.(2分)如图所示,两个滑轮组采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),拉力大小分别为F1、F2,拉力移动距离分别为s1、s2,额外功分别为W额1、W额2,机械效率分别为η1、η2,下列说法中正确的是( )
A.F1>F2 B.s1>s2 C.W额1>W额2 D.η1=η2
【解答】解:由图可知,两个滑轮组中动滑轮上的绳子段数分别为n1=2、n2=3,物体和动滑轮的重相同,不计绳重和摩擦。
A、根据F=(G+G动)可知拉力的大小关系为:F1>F2,故A正确;
B、根据s=nh可知拉力移动的距离关系为:s1<s2,故B错误;
C、根据W额=G动h可知额外功的关系为:W额1=W额2,故C错误;
D、根据η====可知两滑轮组的机械效率关系为:η1=η2,故D正确。
故选:AD。
三、作图题(每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,利用羊角锤撬钉子,其中O为支点,请在锤柄A点作出最小动力F和其力臂l。
【解答】解:由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,连接OA即为最长力臂l,过A点垂直于OA向左画出最小力的示意图,如下图所示:
16.(2分)如图所示,请画出漂浮在水面上的玩具鸭受力示意图。
【解答】解:漂浮在水面上的玩具鸭受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,且力的作用点均在重心上,二力大小相等,如图。
四、实验探究题(第17题6分,第18题6分,第19题6分,共18分)
17.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小美选择如下器材:长木板、棉布、长方形木块(各表面粗糙程度相同)、砝码、弹簧测力计等,设计的操作过程如图所示。
(1)实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动放置在长木板上的木块,使其做 匀速直线 运动,利用 二力平衡 原理可知,此时弹簧测力计示数F等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)得到的实验数据记录如下表:
实验情景 甲 乙 丙 丁
测力计示数F/N 1.5 1.5 2.1 2.5
比较甲、乙两次实验可知,滑动摩擦力大小与接触面积的大小 无关 (选填“有关”或“无关”);比较 甲、丙 两次实验可知,在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,这是应用了 甲、丁 两次实验得出的结论。
(4)小美对实验装置进行改进,如图戊所示。请你说出改进后的优点: 便于操作,不需要控制木板做匀速直线运动 (写出一条即可)。
【解答】解:(1)根据二力平衡的原理,只有物体做匀速直线运动时,拉力才与滑动摩擦力大小相等;
(2)比较甲、乙两次实验可知,压力和接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关;
要得出“在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越小,滑动摩擦力越小”,需要控制接触面的粗糙程度相同,改变压力,比较甲、丙两次实验即可;
(3)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,是通过增大接触面的粗糙程度来增加摩擦力的,是应用了甲、丁两次实验得到的结论的。
(4)实验改进后,物体B相对于地面是静止的,物体B受到测力计的拉力和木板对物体B的滑动摩擦力是一对平衡力,其大小始终相等,与木板运动的速度无关,所以实验时不必控制木板做匀速直线运动,便于操作,且实验时测力计的示数稳定,便于读数。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)无关;甲、丙;(3)甲、丁;(4)便于操作,不需要控制木板做匀速直线运动。
18.(6分)物理课上,小王利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”)。小王没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图1所示),接下来的操作是 C (选填字母符号)。
A.从U形管向外倒出适量水
B.向U形管内添加适量水
C.拆除软管重新安装
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时探头受到水的压强为 800 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)分析图2、图3的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 增加 。
(4)分析图3、图4的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 密度 越大,压强越大。
(5)小王用图5所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,他测量了以下物理量:
A.左侧水面到橡皮膜中心的深度h1
B.右侧液面到橡皮膜中心的深度h2
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ液= (用测得量的字母符号和ρ水表示)。
【解答】解:(1)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故C正确;
故选C;
(2)U形管左右两侧水面的高度差h=8cm=0.08m,
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)分析图②、图③的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加;
(4)分析图③、图④的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(5)实验时,橡皮膜两侧受到的压强容易观察,所以需要利用水和液体在橡皮膜处的压强相等来计算液体压强,因此需要测量待测液体和水到橡皮膜中心的深度,如图⑤,橡皮膜相平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,即p左=p右,根据液体压强公式得ρ水gh1=ρgh2,解得待测液体密度的表达式为ρ=。
故答案为:(1)不漏气;C;(2)800;(3)增加;(4)密度;(5)。
19.(6分)小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”:
(1)轻质杠杆静止时如图甲所示,可将左端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使其在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量 力臂 。
(2)小明多次实验并记录数据如表,总结数据得出杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2) 。
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 0.1 2 0.05
2 2 0.15 1.5 0.2
3 3 0.05 1.5 0.1
(3)第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 右侧下降 (选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”)。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计在A处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)杠杆如图甲所示,左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应向右调节左端或右端的平衡螺母,使杠杆处于水平位置平衡时,便于我们直接读数力臂大小;
(2)根据表格中的实验数据得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2);
(3)若一个钩码重G,每一个小格长L,如图乙所示,将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,则左侧4G×2L=8GL,右侧3G×3L=9GL,因为8GL<9GL,所以杠杆不能平衡,右侧下降;
(4)弹簧测力计逐渐向左倾斜拉杠杆,拉力的力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
答案为:(1)右、力臂;(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2);(3)右侧下降;(4)变大。
五、综合应用题(第20题9分,第21题9分,共18分)
20.(9分)我国从远古时代就开始利用浮力了。据考古工作者发现,在距今7500年前的新石器时期,我国古代劳动人民就制造出了独木舟,如图所示。该独木舟外形可看成一个长方体,它长2m、宽50cm、高15cm,质量为50kg,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3。求:
(1)当独木舟底部距离水面10cm时,底部受到的压强;
(2)独木舟空载时受到的浮力;
(3)独木舟能承载的最大货物的重量。
【解答】解:(1)独木舟底部受到的压强为:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa;
(2)独木舟空载漂浮时受到的浮力等于独木舟的自重,即:
F浮=G舟=m舟g=50kg×10N/kg=500N;
(3)独木舟的体积为:V=abc=2m×50×10﹣2m×15×10﹣2m=0.15m3,
当独木舟刚好浸没时,受到的浮力最大,此时独木舟排开水的体积等于独木舟的体积,
则独木舟受到的最大浮力为:F浮大=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m3=1500N,
独木舟的最大总重力等于最大浮力,即:G总=F浮大=1500N,
独木舟能承载的最大货物的重量为:G货=G总﹣G舟=1500N﹣500N=1000N。
答:(1)当独木舟底部距离水面10cm时,底部受到的压强为1000Pa;
(2)独木舟空载时受到的浮力为500N;
(3)独木舟能承载的最大货物的重量为1000N。
21.(9分)如图,一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重5.0×104N,轮胎与地面的总接触面积1000cm2,发动机的功率50kW保持不变,山坡AB长2000m,高度h为300m,牵引力保持2.5×104N不变,不计空气阻力。求:
(1)货车静止在山底时对水平地面的压强。
(2)从A行驶到B过程中,斜面的机械效率。
(3)货车在山坡上行驶时受到的摩擦力。
【解答】解:(1)水泥车到山顶时对水平地面的压力F压=G总=5×104N,受力面积S=1000cm2=0.1m2,
对水平地面的压强:
p===5×105Pa;
(2)牵引力做的有用功:
W有用=Gh=5×104N×300m=1.5×107J;
汽车从山底开到山顶所做的总功:
W总=Fs=2.5×104N×2000m=5×107J;
整个爬坡过程的机械效率:
η==×100%=30%。
(3)额外功为:
W额=W总﹣W有用=5×107J﹣1.5×107J=3.5×107J,
由W额=fs可得汽车在山坡上行驶时的摩擦力:
f===1.75×104N。
答:(1)货车静止在山底时对水平地面的压强为5×105Pa;
(2)从A行驶到B过程中,斜面的机械效率为30%;
(3)货车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。