山东省枣庄市山亭区翼云中学2023-2024学年九年级上学期开学物理试卷(解析版)
一、单选题(12x3=36分)
1.(3分)估测是我们要掌握的能力之一,下列所受重力约为490N的是( )
A.一只公鸡 B.一名中学生 C.一头大象 D.一艘轮船
2.(3分)如图所示,两个弹簧测力计的自重均为0.5N,单个钩码质量均为50g,则A、B两个测力计的示数分别为(g取10N/kg)( )
A.1N 0.5N B.2N 1N C.1.5N 0.5N D.1.5N 1N
3.(3分)深圳麒麟舞被列为非物质文化遗产,关于麒麟舞的表演,下列说法错误的是( )
A.上下舞动麒麟时,力改变了麒麟的运动状态
B.麒麟对水平地面的压力等于它自身的重力
C.麒麟突然向左舞动,它的胡须由于受到惯性力而向右飘
D.麒麟竖直跃起达到最高点时,若所有外力都消失,它将停在空中
4.(3分)下列关于2022年北京冬奥会上运动项目情景的有关说法,正确的是( )
A.运动员不停地刷冰面,是为增大冰壶与冰面的摩擦力
B.掷出后的冰壶能向前滑行,是由于惯性
C.跳台滑雪运动员下落过程运动状态不变
D.跳台滑雪运动员在空中不受重力作用
5.(3分)如图(a)所示,一个质量分布均匀的长方体静止在水平面上,它对水平面的压强为p。若将它沿斜线切割为如图(b)所示的两部分,它们对水平面的压强分别pa和pb,则( )
A.p>pa>pb B.pa>p>pb C.p<pa<pb D.pa<p<pb
6.(3分)下列实例中,属于减小压强的是( )
A.篆刻刀的锋利刀口 B.骆驼的宽大脚掌
C.注射器的尖锐针头 D.压路机质量很大的碾子
7.(3分)将两个完全相同的小球分别放入甲、乙两杯盐水中,甲杯中的小球处于漂浮状态。乙杯中的小球处于悬浮状态,如图所示,此时盐水液面相平,则下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水对容器底部的压强大于乙杯中盐水对容器底的压强
B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C.甲杯中小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
D.甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
8.(3分)水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器,把两个完全相同实心小球分别缓慢放入两容器中,两小球静止时液面恰好相平,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.甲小球受到的浮力大
B.甲容器中液体的密度较小
C.甲容器对水平桌面的压力小
D.甲容器底部受到液体压强大
9.(3分)如图所示,小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,小明的( )
A.重力势能减小,机械能减小
B.动能不变,机械能不变
C.重力势能减小,动能增大
D.重力势能不变,机械能减小
10.(3分)在国际单位制中,功的单位是( )
A.瓦特 B.开尔文 C.焦耳 D.牛顿
11.(3分)体重为600N的小江用如图所示的滑轮组来提升重1050N的物体,他用400N的拉力使该物体缓慢匀速上升,5s内物体上升了1m,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.小江拉力做功的功率为80W
B.此时滑轮组的机械效率为75%
C.提重物的过程中克服动滑轮重力做功450J
D.小江用该滑轮组能提起的最大物重为1650N
(多选)12.(3分)用功率恒为160W的拉力,使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°角的斜坡匀速拉到坡顶,已知斜坡长60m,则下列说法错误的是( )
A.物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15s
B.物体上坡时的牵引力是40N
C.物体上坡时受到的摩擦力为15N
D.斜面的机械效率是50%
二、填空题(10X1=10分)
13.(3分)如图所示,工人师傅用夹砖器竖直提起两块完全一样的水泥建筑空心砖块。砖块制为空心的可以减小整个砖块的 (选填“质量”或“体积”),两块砖受到夹砖器的摩擦力方向为 ,两块砖的接触面间 (选填“存在”或“不存在”)摩擦力。
14.(2分)小王在河边玩耍时,发现水中有一块奇特的石头。在打捞过程中,小王觉得石头在水中比在水面上 (填“轻”或“重”),这是因为在水中时,石头受到一个方向向 的浮力。
15.(2分)2023年4月以来,淄博烧烤火遍全网。吃淄博烧烤要有技巧,拿两串滋滋冒油的肉串,先裹上蘸料,然后摊在小饼上,手掌握住小饼将肉串攥紧,往后一拉签子,几块肉就这样完整包裹在小饼里面了。签子尖是通过减小受力面积来 (选填“增大”或“减小”)压强,方便穿肉。用力握紧小饼是通过增大 来增大摩擦的。
16.(3分)杆秤是运用不等臂杠杆的特点制作的,是测量物体 的工具。如图所示,若秤砣质量为0.6kg,15AO=BO,该称最多能称量 kg的物体(不计秤杆、秤钩的质量),若杆秤的秤砣磨掉一些,则秤得物体的质量比物体真实质量 (选填“偏大”或“偏小”)。
三、实验题(5x2=10分)
17.(10分)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示三个实验,将小球沿着同一斜面由静止释放,并与同一水平面上的同一木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题:
(1)为了研究物体动能与速度的关系,实验中选择 两个图进行比较,得到的结论是:小球的质量一定时, 越大,则动能越大。
(2)为了研究物体动能与质量的关系,实验中应选择 两个图进行比较,得到的结论是:小球的速度一定时, 越大,则动能越大。
(3)实验中,通过比较 来判断小球动能的大小,这种实验方法是 法(选填“控制变量”或“转换”)。
四、计算题(14分)注意:15-16-17-18-29-30-31-32班只做20-21题,其余班级只做18-19题)
18.(7分)质量为2×103kg的汽车在平直公路上20s内匀速行驶了600m,已知汽车所受阻力为重力的0.02倍。求:
(1)汽车牵引力的大小;
(2)牵引力做功的功率。
19.(7分)用如图所示滑轮组,将一质量为50kg的物体,在10s内匀速向上提升2m,已知拉力F=300N。求:
(1)人做的有用功是多少?
(2)拉力F的功率是多少?
(3)该滑轮组的机械效率约为多少?
20.(7分)我国第三艘航空母舰“福建舰”于2022年6月17日正式下水。该航母满载时的排水量约8.4×104t,可搭载60架舰载机。航母的动力是由蒸汽轮机提供,最大功率可以达到1.6×105kW。取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)该航母满载时所受浮力是多少?
(2)若航母以15m/s的速度匀速直线航行54km,则航母航行的时间是多少?
(3)若航母在该航行的时间内,蒸汽轮机的功率约为1.0×105kW,则蒸汽轮机做的功是多少?
21.(7分)一位质量为60kg的工人用图甲的滑轮组运送建材上楼,每个滑轮重力相同,每次运送建材的重力不固定,滑轮组的机械效率η随建材重力G变化图像如图乙所示,工人和地面的总接触面积为0.04m2,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。求:
(1)每个动滑轮的重力。
(2)当把600N的建材以0.1m/s的速度匀速提升时,工人作用在绳子上的拉力的功率。
(3)当机械效率达到75%时,工人对地面的压强。
参考答案与试题解析
一、单选题(12x3=36分)
1.(3分)估测是我们要掌握的能力之一,下列所受重力约为490N的是( )
A.一只公鸡 B.一名中学生 C.一头大象 D.一艘轮船
【分析】先由重力公式得到重为490N的物体的质量,再分别估出各选项物体的质量,选出符合要求的选项。
【解答】解:重为490N的物体的质量m==50kg,
A.一只公鸡的质量约3kg,故A不符合实际;
B.一名中学生的质量约50kg,故B符合实际;
C.一头大象的质量约5t,故C不符合实际;
D.一艘轮船的质量通常在几百吨到万吨之间,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】本题考查重力公式的应用和质量的估算,要对生活中常见物体的质量有初步的了解。
2.(3分)如图所示,两个弹簧测力计的自重均为0.5N,单个钩码质量均为50g,则A、B两个测力计的示数分别为(g取10N/kg)( )
A.1N 0.5N B.2N 1N C.1.5N 0.5N D.1.5N 1N
【分析】根据钩码的质量可计算其重力的大小,再对弹簧测力计所受拉力进行分析,明确其下端所挂的物重可做出判断。
【解答】解:在B弹簧测力计的下端,挂了两只钩码,所以其受到的是钩码对它的拉力,FB=G=mg=0.05kg×2×10N/kg=1N,
在A弹簧测力计的下端,除了有钩码的拉力,还有弹簧测力计B的拉力,故A测力计的示数FA=1N+0.5N=1.5N。
故选:D。
【点评】认真观察图中两弹簧测力计的关系,明确钩码的重和弹簧测力计自身的重,可做出正确的解答,关键是不要忘记B弹簧测力计的重。
3.(3分)深圳麒麟舞被列为非物质文化遗产,关于麒麟舞的表演,下列说法错误的是( )
A.上下舞动麒麟时,力改变了麒麟的运动状态
B.麒麟对水平地面的压力等于它自身的重力
C.麒麟突然向左舞动,它的胡须由于受到惯性力而向右飘
D.麒麟竖直跃起达到最高点时,若所有外力都消失,它将停在空中
【分析】(1)力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;
(2)置于水平面上的物体对水平面的压力大小等于重力大小;
(3)一切物体具有的保持运动状态不变的性质叫惯性;
(4)由牛顿第一运动定律知,一切物体在没有受到任何外力时,其总是保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:A.上下舞动麒麟时,麒麟受到力的作用,运动状态发生改变,说明力改变了麒麟的运动状态,故A正确;
B.如图所示,麒麟在水平地面时,对水平地面的压力大小等于自身重力大小,故B正确;
C.麒麟突然向左舞动,它的胡须由于具有惯性而向右飘,惯性不是力,不能说“受到惯性力”,故C错误;
D.麒麟竖直跃起达到最高点时,速度为零,由牛顿第一定律可知,若所有外力都消失,它将停在空中,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了力的作用效果、压力与重力的关系、惯性和牛顿第一定律,综合性较强。
4.(3分)下列关于2022年北京冬奥会上运动项目情景的有关说法,正确的是( )
A.运动员不停地刷冰面,是为增大冰壶与冰面的摩擦力
B.掷出后的冰壶能向前滑行,是由于惯性
C.跳台滑雪运动员下落过程运动状态不变
D.跳台滑雪运动员在空中不受重力作用
【分析】(1)减小摩擦的方法: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;用滚动代替滑动;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(3)运动状态的改变包括速度大小和方向的改变;
(4)地面附近的一切物体都受到重力的作用。
【解答】解:A、运动员不停地刷冰面,使冰面变光滑,是为减小冰壶与冰面的摩擦力,故A错误;
B、掷出后的冰壶能向前滑行,是由于冰壶具有惯性,会保持原来的运动状态继续向前滑行一段距离,故B正确;
C、跳台滑雪运动员下落过程中,速度大小和方向都会发生改变,所以运动状态改变,故C错误;
D、跳台滑雪运动员在空中同样受重力作用,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了对摩擦力、惯性、运动状态、重力等的理解与应用,属力学基础知识。
5.(3分)如图(a)所示,一个质量分布均匀的长方体静止在水平面上,它对水平面的压强为p。若将它沿斜线切割为如图(b)所示的两部分,它们对水平面的压强分别pa和pb,则( )
A.p>pa>pb B.pa>p>pb C.p<pa<pb D.pa<p<pb
【分析】物体放在水平地面上,对地面的压力等于物体的重力,根据压强公式p=知对地面的压强p====ρgh,由图分析分成的a、b两块对地面压强的变化情况,进行比较即可。
【解答】解:原来的长方体放在水平地面上,对地面的压强为p====ρgh,
设长方体的高为h,
若沿如图所示的虚线方向切成a、b两部分,
则:①pa===,
由图知:Va<Sah,
所以pa<=ρgh=p,
即pa<p;
②pb===,
由下图知Vb>Sbh,
所以pb>=ρgh=p,
即:pb>p。
故选:D。
【点评】此题主要考查学生对压强公式的应用,可根据a、b形状分别分析它们对桌面的压强,并与p比较,然后即可得出结论。
6.(3分)下列实例中,属于减小压强的是( )
A.篆刻刀的锋利刀口 B.骆驼的宽大脚掌
C.注射器的尖锐针头 D.压路机质量很大的碾子
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
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;
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、篆刻刀的锋利刀口,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、骆驼的宽大脚掌,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、注射器的尖锐针头,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、压路机质量很大的碾子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故D不合题意。
故选:B。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
7.(3分)将两个完全相同的小球分别放入甲、乙两杯盐水中,甲杯中的小球处于漂浮状态。乙杯中的小球处于悬浮状态,如图所示,此时盐水液面相平,则下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水对容器底部的压强大于乙杯中盐水对容器底的压强
B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C.甲杯中小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
D.甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
【分析】(1)根据小球的浮沉情况判断出杯中盐水密度的大小关系;利用压强公式p=ρgh判断压强的大小;
(2)根据漂浮与悬浮的条件可判断小球在不同杯子中受到的浮力的大小。
【解答】解:AB、小球在甲杯中漂浮,则盐水甲的密度ρ甲>ρ球;在乙杯中悬浮,则盐水乙的密度ρ乙=ρ球,所以ρ甲>ρ乙,即甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度,故B错误;
两杯中液面相平,即盐水的深度相等,由公式p=ρgh可知,p甲>p乙,即甲杯中盐水对容器底部的压强大于乙杯中盐水对容器底部的压强,故A正确;
CD、小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,由物体的浮沉条件可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了浮沉条件、液体压强公式的应用,同时还要进行严密的推理,难度适中。
8.(3分)水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器,把两个完全相同实心小球分别缓慢放入两容器中,两小球静止时液面恰好相平,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.甲小球受到的浮力大
B.甲容器中液体的密度较小
C.甲容器对水平桌面的压力小
D.甲容器底部受到液体压强大
【分析】(1)(2)根据物体沉浮条件即判断即可两球受到的浮力及液体密度的关系;
(3)根据密度的公式和水平面上F=G总分析判断即可;
(4)根据液体内部压强的特点分析判断即可。
【解答】解:A、已知两个小球完全相同,重力相同,甲图漂浮,浮力等于重力,乙图悬浮,浮力也等于重力,两小球受到的浮力相等,故A错误;
B、把完全相同的两个小球放入液体中后,甲容器中小球漂浮,小球的密度小于甲液体的密度,乙容器中小球悬浮,说明小球的密度等于乙容器中液体的密度,所以甲容器中液体的密度较大,故B错误;
C、由图知,甲液体的体积大于乙液体的体积,由B知,甲液体的密度大于乙液体的密度,根据ρ=知,甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg知甲液体的重力大于乙液体的重力,而甲、乙两个容器相同,两个完全相同的实心小球,根据F压=G液+G容+G球可知,因此甲容器底部对水平桌面的压力大,故C错误;
D、由于甲、乙两容器中液体的深度相同,甲液体的密度较大,根据公式p=ρgh可知,甲容器底部受到的液体的压强大,故D正确。
故选:D。
【点评】该题考查了浮力的判断、液体压强的计算、密度与浮沉条件的关系等知识点,是一道综合题。
9.(3分)如图所示,小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,小明的( )
A.重力势能减小,机械能减小
B.动能不变,机械能不变
C.重力势能减小,动能增大
D.重力势能不变,机械能减小
【分析】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;
重力势能大小的影响因素:质量、高度;质量越大,高度越高,重力势能越大;
对物体做功(克服摩擦力做功、压缩气体做功等),将机械能转化为物体的内能。
【解答】解:小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中质量不变,高度减小,因此小明的重力势能减小;速度不变,因此动能不变。有部分机械能转化为物体的内能,因此机械能减小。
故选:A。
【点评】熟悉机械能的转化过程,并理解改变内能的两种方式是解决该题的关键。
10.(3分)在国际单位制中,功的单位是( )
A.瓦特 B.开尔文 C.焦耳 D.牛顿
【分析】功的国际单位是J(焦耳),所有能量的单位也是J。
【解答】解:瓦特是功率的单位,开尔文是温度的单位,焦耳是功和能的单位,牛顿是力的单位。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对功的单位的了解,比较简单,属于基础知识的考查。
11.(3分)体重为600N的小江用如图所示的滑轮组来提升重1050N的物体,他用400N的拉力使该物体缓慢匀速上升,5s内物体上升了1m,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.小江拉力做功的功率为80W
B.此时滑轮组的机械效率为75%
C.提重物的过程中克服动滑轮重力做功450J
D.小江用该滑轮组能提起的最大物重为1650N
【分析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用W总=Fs=Fnh求出小江做的总功,根据P=求出小江拉力做功的功率;
(2)根据η====求出该滑轮组的机械效率;
(3)根据W有=Gh求出有用功,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,利用W总=W有+W额求出克服动滑轮重力做的功;
(4)根据W额=G动h求出动滑轮的重力;滑轮组自由端最大拉力为小江的重力,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,根据F'=(G'+G动)求出小江用该滑轮组能提起的最大物重。
【解答】解:A、由图可知,n=3,小江做的总功为:
W总=Fs=Fnh=400N×3×1m=1200J,
则小江拉力做功的功率为:
P===240W,故A错误;
B、该滑轮组的机械效率为:
η=====×100%=87.5%,故B错误;
C、小江做的有用功为:
W有=Gh=1050N×1m=1050J,
不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,则克服动滑轮重力做功为:
W额=W总﹣W有=1200J﹣1050J=150J,故C错误;
D、根据W额=G动h可知,动滑轮的重力为:
G动===150N;
滑轮组自由端最大拉力为小江的重力,即F'=G人=600N,
不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,根据F'=(G'+G动)可知,小江用该滑轮组能提起的最大物重为:
G'=nF'﹣G动=3×600N﹣150N=1650N,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了功率公式、做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用,明确额外功和滑轮组绳子的有效股数是关键。
(多选)12.(3分)用功率恒为160W的拉力,使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°角的斜坡匀速拉到坡顶,已知斜坡长60m,则下列说法错误的是( )
A.物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15s
B.物体上坡时的牵引力是40N
C.物体上坡时受到的摩擦力为15N
D.斜面的机械效率是50%
【分析】(1)已知斜坡的长度和汽车的行驶速度,根据v=求出汽车从斜坡底端到达坡顶的时间;
(2)已知汽车发动机功率和汽车的行驶速度,根据P===Fv求出汽车上坡时的牵引力;
(3)根据三角关系求出斜面的高度,根据W=Fs求出总功,根据W=Gh求出有用功,不考虑汽车自重时,总功减去有用功即为克服斜面摩擦力所做的额外功,根据W=fs求出汽车匀速上坡时受到的摩擦力,而实际上要考虑汽车的自重,汽车上坡时受到的摩擦力应小于计算值;
(4)根据η=×100%求出斜面的机械效率。
【解答】解:A.由v=可得,汽车从斜坡底端到达坡顶的时间t===15s,故A正确;
B.由P===Fv可得,汽车上坡时的牵引力F===40N,故B正确;
C.坡顶的高度h=ssin30°=60m×=30m,
总功W总=Fs=40N×60m=2400J,
有用功W有=Gh=mgh=5kg×10N/kg×30m=1500J,
由W总=W有+W额可得,不考虑汽车自重时,克服斜面摩擦力所做的额外功W额=W总﹣W有=2400J﹣1500J=900J,
则汽车上坡时受到的摩擦力f===15N,
因汽车上坡时额外功等于克服自身重力做功和克服摩擦力做功之和,
所以,汽车上坡时受到的摩擦力小于15N,故C错误;
D.汽车运送货物的机械效率η=×100%=×100%=62.5%,故D错误。
故选:CD。
【点评】本题考查了速度公式、功率公式、效率公式的灵活运用,明确额外功以及与总功、有用功的关系是关键。
二、填空题(10X1=10分)
13.(3分)如图所示,工人师傅用夹砖器竖直提起两块完全一样的水泥建筑空心砖块。砖块制为空心的可以减小整个砖块的 质量 (选填“质量”或“体积”),两块砖受到夹砖器的摩擦力方向为 竖直向上 ,两块砖的接触面间 不存在 (选填“存在”或“不存在”)摩擦力。
【分析】(1)物体制成空心,可以减小质量;
(2)用夹砖器将两块砖提起来,竖直方向上砖受到的重力和总的摩擦力是一对平衡力;
(3)两块砖之间没有相对运动的趋势或相对运动,所以两块砖之间不存在摩擦力。
【解答】解:砖块制为空心的,整个砖块的体积不变,质量减小。
两块砖受到夹砖器的摩擦力与砖块的重力为平衡力,摩擦力的方向与重力方向相反,重力方向竖直向下,则摩擦力方向竖直向上。
两块砖的接触面间没有相互滑动,且没有发生相对滑动的趋势,所以两块砖之间没有摩擦力作用。
故答案为:质量;竖直向上;不存在。
【点评】知道二力平衡的条件;知道摩擦力产生的条件是解决本题的关键。
14.(2分)小王在河边玩耍时,发现水中有一块奇特的石头。在打捞过程中,小王觉得石头在水中比在水面上 轻 (填“轻”或“重”),这是因为在水中时,石头受到一个方向向 上 的浮力。
【分析】液体和气体对浸在其中的物体有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫浮力。
石头在水中时,小王用的力等于石头的重力减去石头受到的浮力,和在水面上相比,受到的浮力减小,而石头重力不变,所以会产生小王那样的感觉。
【解答】解:石头在水中时,小王用的力:
F=G﹣F浮,浮力的方向是竖直向上的;
石头在水面上时,小王用的力F′=G,
可见,F′>F,
所以小王会觉得石头在水中比在水面上轻。
故答案为:轻;上。
【点评】本题考查了学生对浮力概念、方向的了解与掌握,生活中好多现象体现了浮力的存在,平时多观察、多分析,并且能合理的利用。
15.(2分)2023年4月以来,淄博烧烤火遍全网。吃淄博烧烤要有技巧,拿两串滋滋冒油的肉串,先裹上蘸料,然后摊在小饼上,手掌握住小饼将肉串攥紧,往后一拉签子,几块肉就这样完整包裹在小饼里面了。签子尖是通过减小受力面积来 增大 (选填“增大”或“减小”)压强,方便穿肉。用力握紧小饼是通过增大 压力 来增大摩擦的。
【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)增大摩擦的方法: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。
【解答】解:签子尖是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,方便穿肉。
用力握紧小饼是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力的。
故答案为:增大;压力。
【点评】掌握压强和摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强、摩擦力的问题。
16.(3分)杆秤是运用不等臂杠杆的特点制作的,是测量物体 质量 的工具。如图所示,若秤砣质量为0.6kg,15AO=BO,该称最多能称量 9 kg的物体(不计秤杆、秤钩的质量),若杆秤的秤砣磨掉一些,则秤得物体的质量比物体真实质量 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
【分析】(1)杆秤利用的是杠杆的平衡条件,通过力臂的大小关系得出物体重和秤砣重之间的关系,进而得出物体的质量与秤砣的质量之间的关系,测量的是物体的质量;
(2)知道秤砣的质量和两边力臂的大小,利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量;
(3)若秤砣有缺损时,左边的力和力臂不变,右边的力减小,根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂增大,即:杆秤所示的质量值要大于被测物的真实质量值。
【解答】解:杆秤是一种测量物体质量大小的工具。
如图,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得G1LOA=G2LOB,
由G=mg可得m1gLOA=m2gLOB,
故m1=m2=0.6kg×15=9kg;
若秤陀有缺损,G2减小,而G1LOA不变,所以秤砣对秤杆的力的力臂要变大,即向右移动,故杆秤所示的质量值要偏大。
故答案为:质量;9;偏大。
【点评】本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用,找出力臂大小是本题的关键。
三、实验题(5x2=10分)
17.(10分)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示三个实验,将小球沿着同一斜面由静止释放,并与同一水平面上的同一木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题:
(1)为了研究物体动能与速度的关系,实验中选择 甲、乙 两个图进行比较,得到的结论是:小球的质量一定时, 速度 越大,则动能越大。
(2)为了研究物体动能与质量的关系,实验中应选择 甲、丙 两个图进行比较,得到的结论是:小球的速度一定时, 质量 越大,则动能越大。
(3)实验中,通过比较 木块移动的距离 来判断小球动能的大小,这种实验方法是 转换 法(选填“控制变量”或“转换”)。
【分析】(1)(2)动能大小的影响因素:质量和速度。根据控制变量法可进行实验并得出结论:质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大;
(3)实验中小车的动能大小通过比较小车推动木块距离的远近来反映,是转换法的运用。
【解答】解:(1)为了研究物体动能与速度的关系,根据控制变量法可知,需要控制小球的质量相同,滚下的高度不同,应选择甲、乙两个图进行比较,乙中小球滚下的高度高,到达水平面时的速度大,木块被撞击的距离远,动能大,故得到的结论是:小球的质量一定时,速度越大,则动能越大。
(2)为了研究物体动能与质量的关系,根据控制变量法可知,需要控制小球的质量不同,速度相同,让质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止滚下,实验中应选择甲、丙两个图进行比较,小球的质量越大,木块被撞击的距离远,动能大,故得到的结论是:小球的速度一定时,质量越大,则动能越大。
(3)实验中,通过比较木块移动的距离来判断小球动能的大小,这种实验方法是转换法。
故答案为:(1)甲、乙;速度;(2)甲、丙;质量;(3)木块移动的距离;转换。
【点评】掌握动能的影响因素,能正确运用转换法和控制变量法是本实验成功的关键。
四、计算题(14分)注意:15-16-17-18-29-30-31-32班只做20-21题,其余班级只做18-19题)
18.(7分)质量为2×103kg的汽车在平直公路上20s内匀速行驶了600m,已知汽车所受阻力为重力的0.02倍。求:
(1)汽车牵引力的大小;
(2)牵引力做功的功率。
【分析】(1)由于汽车在平直的公路上匀速行驶,水平方向上受力平衡,牵引力和阻力相等,进一步求解即可;
(2)利用W=Fs求得汽车牵引力做的功,再利用P=求得牵引力做功的功率。
【解答】解:(1)由于汽车在平直的公路上匀速行驶,水平方向上受力平衡,牵引力和阻力相等,即F牵=F阻=0.02G=0.02mg=0.02×2×103kg×10N/kg=400N。
(2)汽车牵引力做的功为W=F牵s=400N×600m=2.4×105J,
牵引力做功的功率为。
答:(1)汽车牵引力的大小为400N;
(2)牵引力做功的功率为1.2×104W。
【点评】此题考查了二力平衡条件、功及功率计算公式的应用,属于基础知识。
19.(7分)用如图所示滑轮组,将一质量为50kg的物体,在10s内匀速向上提升2m,已知拉力F=300N。求:
(1)人做的有用功是多少?
(2)拉力F的功率是多少?
(3)该滑轮组的机械效率约为多少?
【分析】(1)根据G=mg求物体的重力,利用W有=Gh求有用功;
(2)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,利用W总=Fs求拉力做的总功,利用P=求拉力做功的功率;
(3)利用η=×100%求滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)物体的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
人做的有用功:W有=Gh=500N×2m=1000J;
(2)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2m=4m,
拉力做的总功:W总=Fs=300N×4m=1200J,
拉力做功的功率:P===120W;
(3)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%≈83.3%。
答:(1)人做的有用功是1000J;
(2)拉力F的功率是120W;
(3)该滑轮组的机械效率约为83.3%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时重力、有用功、总功、功率和机械效率的计算,明确有用功和总功是关键。
20.(7分)我国第三艘航空母舰“福建舰”于2022年6月17日正式下水。该航母满载时的排水量约8.4×104t,可搭载60架舰载机。航母的动力是由蒸汽轮机提供,最大功率可以达到1.6×105kW。取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)该航母满载时所受浮力是多少?
(2)若航母以15m/s的速度匀速直线航行54km,则航母航行的时间是多少?
(3)若航母在该航行的时间内,蒸汽轮机的功率约为1.0×105kW,则蒸汽轮机做的功是多少?
【分析】(1)根据阿基米德原理求出航母满载时所受浮力;
(2)根据速度公式求出航母航行的时间;
(3)根据W=Pt求出在该航行时间内蒸汽轮机做的功。
【解答】解:
(1)由阿基米德原理可知,航母满载时所受浮力:F浮=G排=m排g=8.4×104×103kg×10N/kg=8.4×108N;
(2)由v=可知,航母航行的时间:t===3600s=1h;
(3)在该航行时间内蒸汽轮机做的功:W=Pt=1.0×105×103W×3600s=3.6×1011J。
答:(1)该航母满载时所受浮力是8.4×108N;
(2)航母航行的时间是1h;
(3)蒸汽轮机做的功是3.6×1011J。
【点评】本题考查了阿基米德原理、速度公式和功率公式的应用,难度不大。
21.(7分)一位质量为60kg的工人用图甲的滑轮组运送建材上楼,每个滑轮重力相同,每次运送建材的重力不固定,滑轮组的机械效率η随建材重力G变化图像如图乙所示,工人和地面的总接触面积为0.04m2,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。求:
(1)每个动滑轮的重力。
(2)当把600N的建材以0.1m/s的速度匀速提升时,工人作用在绳子上的拉力的功率。
(3)当机械效率达到75%时,工人对地面的压强。
【分析】(1)由乙图可知,当重物为400N时,机械效率为50%,由于滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计,可利用η====求动滑轮重力;
(2)钢绳自由端移动的速度v=nv物,利用滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计时,F=(G+G动)求拉力,再利用P===Fv求拉力做功功率;
(3)利用η=求当滑轮组机械效率为75%时提升的物重,利用F=(G+G动)求此时的拉力,工人对地面的压力等于重力减去拉力,知道受力面积,再利用p=求工人对地面的压强。
【解答】解:(1)因为滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计,所以滑轮组的机械效率η====,
由乙图可知,当重物G1=400N时,机械效率η1=50%,
所以50%=,
解得动滑轮的重力:G动=400N;
(2)绳自由端移动的速度v=nv物=4×0.1m/s=0.4m/s,
因为滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计,所以拉力:F=(G+G动)=×(600N+400N)=250N,
拉力做功功率:P===Fv=250N×0.4m/s=100W;
(3)当滑轮组机械效率η2=75%时,有η2==75%,
解得此时提升建材的重力:G2=1200N,
此时的拉力:
F2=(G2+G动)=(1200N+400N)=400N,
人对地面的压力:
F压=G人﹣F2=mg﹣F2=60kg×10N/kg﹣400N=200N,
则工人对地面的压强:
p===5000Pa。
答:(1)动滑轮的重力为400N;
(2)工人作用在绳子上的拉力的功率为100W;
(3)当机械效率达到75%时,工人对地面的压强为5000Pa。
【点评】本题为力学综合题,考查了功的公式、功率公式、压强公式、机械效率公式的应用,利用好不计绳重和摩擦时F=(G+G动)和η====是解题的关键。
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