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- 2021-10-27 发布
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【期末冲刺AB卷】2019-2020学年八年级物理下学期期末测试卷(福建A卷)
一、选择题(有16小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分,共32分)
1.(2分)以下所列的科学家中,其名字被命名为“功”单位的是( )
A.瓦特 B.焦耳 C.牛顿 D.伽利略
【答案】B
【解析】用科学家焦耳的名字命名为功的国际单位。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
2.(2分)下列物体中,所受重力大约是500N的是( )
A.一只猪 B.一支钢笔 C.一只大象 D.一个中学生
【答案】B
【解析】物体的质量m===50kg。
一只猪的质量在几百kg,一只钢笔的质量在15g=0.015kg左右,一只大象的质量在几吨,一个中学生的质量在50kg左右。
故选:D。
3.(2分)下列粒子中,空间尺度最小的是( )
A.夸克 B.分子 C.质子 D.原子核
【答案】A
【解析】物质是由分子组成的,分子又是由原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,所以原子比原子核大;原子核是由质子和中子组成的,所以原子核比质子大;而夸克则是比中子更小的微粒,在这几种微粒中夸克是最小的。
故选:A。
4.(2分)如图所示,是体能测试中掷出的实心球运动的情景,下列说法正确的是( )
A.实心球离开手后继续前进,是由于受到惯性的作用
22
B.实心球在b点时,动能为0J
C.实心球从a点运动到c点的过程中,重力做了功
D.在实心球从a点运动到c点的过程中,机械能先增大后减小
【答案】C
【解析】A、实心球离开手后继续前进,是由于球具有惯性,而不能说是受到惯性的作用,因为惯性不是力,故A错误;
B、实心球在b点时,速度不为零,所以动能不为零,故B错误;
C、实心球从a点运动到c点的过程中,实心球在重力的方向上通过了一定的距离,所以重力做了功,故C正确;
D、在实心球从a点运动到b点的过程中实心球质量不变,速度减小,高度增加,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能;从b点运动到c点的过程中实心球质量不变,速度增大,高度减小,动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能,故从a点运动到c点的过程中,机械能不变,故D错误。
故选:C。
5.(2分)有关分子运动,下列说法正确的是( )
A.液体很难被压缩,说明分子间有斥力
B.固体间不能发生扩散现象
C.手捏海绵,海绵体积变小,说明分子间有空隙
D.扫地时尘土飞扬,说明分子在做无规则运动
【答案】A
【解析】
A、液体很难被压缩,说明分子间存在斥力,故A正确;
B、扩散现象能在固体中发生,比如长时间紧挨在一起的金板和铅板,金中有铅,铅中有金,故B错误;
C、用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明力可以改变物体的形状,不能说明分子间有空隙,故C错误;
D、尘土飞扬是固体小颗粒的运动,属于机械运动,不是分子的运动,故D错误。
故选:A。
6.(2分)如图所示的四个实例中,为了减小压强的是( )
22
A.雪地车轮较宽的履带B.剪刀刃做得很锋利
C.安全锤的锤头很尖D.盲道上凸起的圆点
【答案】A
【解析】A、雪地车轮较宽的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对路面的压强,A符合题意;
B、剪刀刃做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,B不符合题意
C、安全锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,C不符合题意。
D、盲道上凸起的圆点,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,D不符合题意;
故选:A。
7.(2分)高空抛物是不仅是极不文明的行为,还可能造成很大的危害。因为从高处抛出的物体到达地面时具有较大的( )
A.重力 B.动能 C.重力势能 D.弹性势能
【答案】B
【解析】由题意可知,高空抛物现象之所以会造成危害,是因为物体被举高后具有了重力势能,而且物体的质量越大、高度越高,重力势能越大,在下降过程中,重力势能转化为动能,因此从高处抛出的物体到达地面时具有较大的动能,故B正确,ACD错误。
故选:B。
8.(2分)在图中的四种情境中,人对物体做功的是( )
A.提着水桶在水平地面上匀速前进
22
B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车,汽车没动
D.举着杠铃原地不动
【答案】B
【解析】A、提着水桶在水平地面上匀速前进,人给水桶一个向上的力,水桶向上没有移动距离,人对水桶没有做功。不符合题意。
B、扛着米袋慢慢爬上楼梯,人给米袋一个向上的力,并向上移动了距离,人对米袋做了功。符合题意。
C、用力推汽车,汽车没动,人给汽车一个向前的力,汽车向前没有移动距离,人对汽车没有做功。不符合题意。
D、举着杠铃原地不动,人给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,人对杠铃没有做功。不符合题意。
故选:B。
9.(2分)2018年12月30日,中国“嫦娥四号”探测器顺利实施变轨控制,进入环月椭圆轨道运动,如图所示。下列关于“嫦娥四号”从距月面100Km的P点向距月面15Km的Q点运动过程中,判断正确的是( )
A.动能变小 B.势能变大 C.机械能变大 D.速度变大
22
【答案】D
【解析】“嫦娥四号”从距月面100Km的P点向距月面15Km的Q点运动过程中,质量不变,相对高度变小,势能变小。
因为太空中没有空气,所以其机械能守恒,而机械能等于动能和势能之和,
所以,其动能变大,速度变大。
故选:D。
10.(2分)图是覆杯实验的操作图片,其中不能证明大气压强存在的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】覆杯实验,水排出了杯子内的空气,在大气压的作用下纸片掉不下来,说明了大气压强的存在,气体向各个方向都有压强,BCD都是大气压力拖住了纸片,能证明大气压的存在,A不能说明大气压强的存在,是杯子托住了纸片,故A符合题意,BCD不合题意。
故选:A。
11.(2分)如图所示的各类杠杆中,属于费力杠杆的是( )
A.起子 B.道钉撬
C.筷子 D.钢丝钳
【答案】C
【解析】A、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
22
B、道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
C、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
D、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
故选:C。
12.(2分)正方体木块A、长方体铝块B及铁球C体积相等,将它们都浸没在水中(如图所示),则下列说法正确的是( )
A.木块A受到的浮力大
B.铝块B受到的浮力大
C.铁球C受到的浮力大
D.三个物体受到的浮力一样大
【答案】D
【解析】A、B、C三个物体的体积相等,它们都浸没在同种液体中,所以排开液体的体积和液体的密度均相等,根据F浮=G排=ρ液gV排可知,三个物体受到的浮力相等。
故选:D。
13.(2分)如图所示,图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲乙两个物体的密度比ρ甲:ρ乙=2:1,质量比m甲:m乙=4:5.则下列说法正确的是(不计绳重、轮重和摩擦)( )
A.甲、乙两物体的体积比为8:5
B.乙对水平地面的压力和甲的重力之比为4:3
C.乙对水平地面的压力和乙的重力之比为3:5
D.滑轮组静止时,甲物体受到的合力为零,乙物体受到的合力不为零
【答案】C
22
【解析】A、甲乙体积之比:V甲:V乙=:=×=×=2:5,故A错;
B、∵m甲:m乙=4:5,
∴G甲:G乙=4:5,
∴G甲=G乙,
G乙=G甲。
由图知,每一段绳子的拉力是甲重的,
乙受到竖直向上是拉力F=G甲、地面对乙的支持力F支,和竖直向下的重力G乙,这三个力是平衡力,
所以,G甲+F支=G乙,
所以,F支=G甲﹣G甲=G甲,
物体间力的作用是相互的,乙对地面的压力为:F压=G甲,
所以,乙对水平地面的压力和甲的重力之比为3:4,故B错;
C、乙对地面的压力为:F压=G甲=G乙,
所以,乙对水平地面的压力和乙的重力之比为3:5,故C正确;
D、甲乙处于静止状态,静止的物体受到的合力为零。故D错。
故选:C。
14.(2分)用相同的滑轮组成图所示的甲、乙两个滑轮组,把质量相同的物体匀速提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列分析正确的是( )
22
A.拉力F甲=F乙 B.总功W甲=W乙
C.有用功W甲>W乙 D.机械效率η甲<η乙
【答案】B
【解析】(1)不计绳重及摩擦,拉力F=(G物+G动),
由图知,n甲=3,n乙=2,
所以绳端的拉力分别为:
F甲=(G物+G动),F乙=(G物+G动),
所以F甲<F乙;
(2)因为不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W额=G动h、W有用=G物h可知,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则拉力做的总功相同,
因为η=,所以两滑轮组的机械效率相同。
可见,有用功、总功、机械效率均相同,拉力不同。
故选:B。
15.(2分)一艘轮船从重庆驶入上海,在上海码头卸下货物停泊。下列说法正确的是( )
A.轮船所受浮力不变,将上浮一些
B.轮船所受浮力不变,将下沉一些
C.轮船所受浮力减小,将上浮一些
D.轮船所受浮力减小,将下沉一些
【答案】C
【解析】当轮船在上海码头卸下货物后,质量减小,轮船的重力减小,船漂浮在水面上时,船的浮力等于物体重力,所以轮船所受到的浮力也减小,则轮船排开水的体积减小,
22
故轮船将上浮一些,故C正确,ABD错误。
故选:C。
16.(2分)一长方体木块用细线悬挂,如图所示,当下表面与液面刚刚接触时,开始往下放。能大致反映木块受到浮力F浮,与下放木块的距离h关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】当物体从开始下放到浸入水中的过程中,排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,由F浮=ρ液V排g,所以物体受到的浮力变大;而当木块浸没一部分体积后,排开液体的体积不再发生变化,所以浮力是不变的,由此可知木块受到的浮力先变大后不变,A表示浮力不断增大、B表示浮力不断减小,C表示先增大后不变,D表示浮力先减小后不变,故只有C符合题意。
故选:C。
二、填空(有5小题,每空1分,共19分)
17.(2分)2018年l月11日10时53分,4架全新涂装的歼﹣20战机,以四机编队进行了约8分钟的飞行展示,并打开弹仓。歼20战机加速起飞的过程中,它的动能_______,机械能_______。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】增大;增大。
【解析】歼20战机加速起飞的过程中,因为飞机的质量不变、速度增大,所以飞机的动能增大;因为质量不变、所处的高度增大,所以飞机的重力势能增大;而动能和势能之
22
和等于机械能,所以机械能增大。
18.(4分)如图所示,体积为V=500cm3的长方体木块在绳子拉力F=2N的作用下完全浸没在水中,此时容器中水的深度为30cm。则木块的密度为_______kg/m3,剪短绳子到木块漂浮的水面上的过程中,克服木块重力所做的功为_______J.(已知容器的横截面积为200cm2,木块的横截面积为50cm2,绳子重力不计,绳子长度为12cm)
【答案】0.6×103;0.33。
【解析】(1)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,木块此时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10﹣6m3=5N;
木块浸没在水中时受三个力作用:竖直向下的重力G、竖直向下的拉力F、竖直向上的浮力F浮,
因木块静止,所以,F浮=G+F,
则木块重力G=F浮﹣F=5N﹣2N=3N;
木块的质量为:
m===0.3kg;
木块的密度为:
ρ===0.6×103kg/m3;
(2)因木块浸没在水中时,F浮>G,所以,剪断绳子后木块最终会漂浮在水面上,
则静止时受到的浮力F浮′=G=3N,
由F浮=ρgV排可得,木块静止时排开水的体积:
V排′===3×10﹣4m3,
此时露出水面的体积:V露′=V﹣V排′=5×10﹣4m3﹣3×10﹣4 m3=2×10﹣4m3。
水面下降的高度为:
22
△h===0.01m;
此时水面的高度为:h'=0.30m﹣0.01m=0.29m;
木块的下表面在水面下的深度为:
h''===0.06m;
绳子长度为12cm,则木块上升的高度为:h上升=0.29m﹣0.06m﹣0.12m=0.11m;
则克服木块重力所做的功为:W=Gh上升=3N×0.11m=0.33J。
19.(3分)立定跳远时,用力向后蹬地面,就能获得向前的力,这是因为物体间力的作用是_______的;使他向前的施力物体是_______;如果起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,影响跳远成绩,这是因为跳板上的沙粒把滑动变为滚动,使摩擦力_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】相互;地面;减小。
【解析】(1)脚用力向后蹬地,对地施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,因此地同时对人施加向前的力,人才会向前运动;
(2)起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,这是因为起跳板上的沙粒把滑动摩擦变为滚动摩擦,所以摩擦力相对滑动摩擦力大大的减小。
20.(6分)如图所示,利用滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,在5秒钟内使物体匀速运动了5m,拉力F的大小为30N,若物体和地面之间的摩擦力大小为50N,则A处的拉力大小为_______N,拉力F的功率是_______W,滑轮组的机械效率为_______。
22
【答案】50;60;83.3%。
【解析】(1)物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力,
∵物体和地面之间摩擦力为f=50N,
∴A处的拉力大小为FA=f=50N;
(2)由图可知,n=2,
绳端移动的距离:
s绳=ns物=2×5m=10m,
拉力做的总功:
W总=Fs绳=30N×10m=300J,
拉力F的功率:
P===60W,
有用功:
W有=fs物=50N×5m=250J,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%≈83.3%。
21.(2分)一个物体在水平拉力作用下沿水平桌面运动,其路程与时间的关系图象如图所示。则:(均选填“>”、“=”或“<”)
(1)在①和②两个过程中,物体受到的拉力的大小关系是F1_______F2
(2)在①和②两个过程中,拉力做功的功率大小关系是P1_______P2
22
【答案】=;<。
【解析】(1)由s﹣t图象可知,在①和②两个过程中,物体均做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的拉力都等于受到的摩擦力;
而在①和②两个过程中,物体对水平桌面的压力相等,都等于物体的重力,且接触面的粗糙程度相同,
所以在①和②两个过程中,物体受到的摩擦力相等,则物体受到拉力的大小关系是F1=F2。
(2)由s﹣t图象可知,物体在①中的速度小于在②中的速度,
又知F1=F2,
所以根据P===Fv可知,在①和②两个过程中,拉力做功的功率大小关系是P1<P2。
三、作图题(有2小题,共4分)
22.(2分)如图所示,作出小球在水中上浮时所受力的示意图。
【答案】见解析
【解析】小球在水中上浮时受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,分别过小球的重心沿力的方向画一条有向线段,由于重力小于浮力,注意线段的长短,并用G和F浮表示重力和浮力,如下图所示:
22
23.(2分)用开瓶器开启瓶盖,请确定支点O的位置,画出动力F的力臂L1和阻力F2。
【答案】见解析
【解析】支点O在开瓶器与瓶盖上方接触点处,反射延长F的作用线,再从支点O作力F的作用线的垂线,垂线段长即为其力臂L1;
瓶盖的阻力是阻碍了杠杆的转动,作用在开瓶器与瓶盖下端的接触点处,过阻力作用点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,即为阻力F2.如图所示:
四、简答题(有1小题,共4分)
24.(4分)如图所示,一辆汽车在行驶途中遇突发情况,紧急刹车时,司机和乘客身体会向前倾。请用所学的物理知识解释产生这一现象的原因。
【答案】见解析
【解析】司机和乘客原来随车一起向前运动,当遇突发情况,紧急刹车时,司机和乘客的下半身由于与座椅产生摩擦,会因摩擦随车停止运动,而司机和乘客的上半身由于惯性,仍保持原来的运动状态继续向前运动,所以司机和乘客身体会向前倾。
五、实验、探究题(有5小题,每空1分,共23分)
25.(5分)如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:
22
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆_______(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杄右端的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_______个质量均为50g的钩码;
(3)如图丙所示的杠杆此时处于水平平衡,现给你一个量程为0~3N的弹簧测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在C点处,现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个数为_______个,此时弹簧测力计的拉力方向为_______。
【答案】(1)达到;右;(2)3;(3)9;竖直向上。
【解析】(1)杠杆处于静止状态,则杠杆达到平衡状态;
杠杆左端下沉,杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码的质量为m=50g,乙图,由杠杆平衡条件得,
2mg×3L=nmg×2L,所以n=3(个),
所以应在杠杆右边B处挂3个钩码。
(3)由杠杆的平衡条件有:nG×4L=F×LF,F最大为9N,当F作用在杠杆的最左端,且方向竖直向上时LF最大,C处挂钩码个数最多,
根据杠杆的平衡条件,在C点处所挂钩码的最多个数:
nG×4L=F×6L,nmg×4L=F×6L,
代入数据:n×0.05kg×10N/kg×4L=3N×6L,
解得,n=9。
26.(4分)某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图的实验。观察图片并分别比较图中有关数据可知
(1)当物体逐渐浸人水中,物体底面所受压强将逐渐_______(“变大”、“变小”或“不变”)
(2)当物体浸没在水中时,受到的浮力为_______N
(3)比较B、C两图,可以得出_______越大,物体受到的浮力越大;
22
(4)比较_______两图可知,物体所受浮力的大小与液体密度有关。
【答案】(1)变大;(2)0.6;(3)物体排开液体的体积;(4)CD。
【解析】(1)当物体逐渐浸入水中,下底面在水中的深度增加,根据p=ρgh可知,物体底面所受压强变大;
(2)由A图知,物体的重力G=4.8N;由C图知,物体完全浸没在水中时受到的拉力为4.2N,所以物体浸没在水中时,受到的浮力为F浮=G﹣F=4.8N﹣4.2N=0.6N;
(3)比较BC两图知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,物体排开液体的体积越大,测力计的示数越小,由称重法可知物体受到的浮力越大,可得出结论:物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(4)要探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度,则应比较CD两图。
27.(5分)在同一粗糙水平面固定两个不同斜面,小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动,用频闪照相机每隔0.1s拍摄了小球滚动时的不同位置,图上数字为闪光时刻编号,位置间距如图所示。
(1)甲图中A球在斜面上运动的速度_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),机械能_______(选填“增加”、“减小”或“不变”)。
22
(2)乙图中小球B沿斜面运动过程中的动能_______,重力势能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞,碰撞之后图_______(选填“甲”或“乙”)中木块运动距离较大。
【答案】(1)不变;减小;(2)增大;减小;(3)乙。
【解析】(1)由甲图可知,A球在相同时间内通过的路程相等,所以,A球在斜面上运动的速度不变(即A球做匀速直线运动);
A球在斜面上运动时,质量不变,速度不变,则动能不变,同时高度减小,重力势能变小,而机械能等于动能与势能之和,所以A球的机械能减小;
(2)由乙图可知,B球在相同时间内通过的路程越来越大,所以,B球在斜面上运动的速度不断变大,
B球在运动过程中质量不变、速度变大,故动能变大;同时,高度减小,重力势能减小;
(3)由图可知,两个小球从斜面上运动到斜面底端时图乙中的B球速度大(原因是B球在相同时间内通过的路程更长),B球动能大;
而两木块相同,水平面的粗糙程度相同,B球滑到底端时动能大,对木块做的功多,所以,碰撞之后图乙中木块运动距离较大。
28.(6分)同学们在实验室里测某种小矿石的密度,选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水,进行了如下的实验操作:
A.将小矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积
B.把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁上的螺母,使横梁平衡
C.把天平放在水平桌面上
D.将小矿石放在左盘中,在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡,并记下小矿石质量
E.在量筒中倒入适量的水并记下水的体积
22
(1)正确的实验操作顺序是_______(只填字母序号)。
(2)在调节天平时,发现指针位置如图甲所示,此时应向_______调节平衡螺母。
(3)用调节好的天平称小矿石的质量,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,可知小矿石的质量m=_______g:量筒量出小矿石的体积如图丙所示,可知小矿石的体积V=_______cm3;由此可算得小矿石的密度ρ=_______kg/m3。
(4)步骤E中:“在量筒中倒入适量的水并记下水的体积”,这里所说的“适量”的准确的含义是下列选项中的_______。
A.看上去不多也不少 B.能淹没小矿石,且小矿石放入水中后水面不会溢出
C.水面约在量筒中间 D.能淹没小矿石,且小矿石放入水中后水面不超过量程
【答案】(1)CBDEA;(2)右;(3)53.4;15;3.56×103 ;(4)D。
【解析】(1)测小矿石的密度时,应先将天平放好并调平,测出小矿石的质量m,再在量筒中倒入适量的水,读出水的体积为V1,然后将小矿石放入量筒中,并记下总体积V2,故顺序为CBDEA;
(2)在调节天平时,发现指针位置如图甲,即指针指在刻度盘中央的左侧,应该向右调节平衡螺母;
(3)小矿石的质量m=20g+20g+10g+3.4g=53.4g,
小矿石的体积V=45cm3﹣30cm3=15cm3,
小矿石的密度ρ===3.56g/cm3=3.56×103kg/m3;
(4)要想测量石块的体积,必须将石块浸没在水面之下,同时将石块放入量筒后,量筒中的水面又不能超出量程,所以适量的含义是:水要浸没石块且石块放入后不能超过量程,故D正确;
故选:D。
29.(3分)快速骑自行车,我们会感到空气阻力,而且骑车速度越快,感觉空气阻力越大。由此小华同学猜想:物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关。
在一个无风的周末,小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上,小华打开汽车
22
天窗,将如图所示装置固定在汽车车顶,爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。根据二力平衡,弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力。
汽车速度v/(m•s﹣1)
5
10
15
20
弹簧测力计示数F/N
0.1
0.4
0.9
1.6
(1)分析上表中的实验数据可知,物体运动速度越大,所受空气阻力_______。
(2)实验完毕后,小华又进行了新的思考:空中下落的物体速度会增大,那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大,其所受的空气阻力会不会也一直增大?
在老师的指导下和本实验结论并结合所学物理知识,小华分析:一滴质量为2g的雨滴从高空下落时(假设在无风天气,雨滴下落高度足够大),所受到的最大阻力f=_______N,此后雨滴做_______运动(g=10N/kg)。
【答案】(1)越大;(2)0.02;匀速直线。
【解析】(1)根据二力平衡,弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力,分析上表中的实验数据可知,物体运动速度越大,弹簧测力计示数越大,所受空气阻力越大;
(2)根据老师的指导,若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大,所以当雨滴达到一定速度时,阻力增大到一定值,此时阻力等于重力,f=G=mg=2×10﹣3kg×10N/kg=0.02N;由于重力和阻力相等,雨滴受力平衡,所以此后雨滴将做匀速直线运动。
六、计算题(有2小题,共18分)
30.(9分)图1是我国63A型水陆两栖坦克,它的主要参数如下表。在一次训练中,从某一时刻开始,该坦克水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示,坦克的运动速度ν随时间t的变化关系如图2乙所示。求:
(1)坦克漂浮时受到的浮力;
(2)坦克静止在水平地面时对地面的压强;
(3)坦克从第40s到60s内牵引力所做的功。
22
型号
ZTS﹣63A
总质量
22t
发动机最大功率
420W
水上最大速度
14km/h
陆地最大速度
57km/h
履带着地总面积
4m2
【答案】(1)坦克漂浮时受到的浮力为2.2×105N;
(2)坦克静止在水平地面时对地面的压强为5.5×104Pa;
(3)坦克从第40s到60s内牵引力所做的功为3.2×106J。
【解析】(1)船的总重力:G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N,
坦克漂浮时受到的浮力:F浮=G=2.2×105N;
(2)坦克静止在水平地面时对地面的压力:F=G=2.2×105N,
坦克静止在水平地面时对地面的压强:p===5.5×104Pa;
(3)第40s到第60s内,由图甲可知牵引力F=1.6×104N,由图乙可知坦克匀速行驶的速度v=10m/s,
由v=可得,从第40s到60s内坦克行驶的距离:
s=vt=10m/s×20s=200m,
第40s到第60s内牵引力做的功:
W=Fs=1.6×104N×200m=3.2×106J。
31.(9分)如图所示的小轿车,车轮与地面的总接触面积为0.15m2,人与车总重为1.55×104N.该车以72km/h的速度在某段水平路面上匀速直线行驶了5min,共消耗汽油0.8kg,其输出功率是40kW.问:
(1)该车在这段路程中所受的阻力是多少?
(2)这段路程汽车发动机的效率是多少?(q汽油=4.6×107J/kg)
(3)轿车在平直路面上高速行驶时,由于车身上下表面空气流速不同,对车身产生压力差。压力差△F与车速v的关系如表所示。当轿车以100km/h的速度匀速行驶时,车对平直路面产生的压强是多少?
22
速度/v/km•h﹣1
60
80
100
120
140
压力差△F/N
170
280
500
800
1200
【答案】(1)该车在这段路程中所受的阻力是2×103N;
(2)这段路程汽车发动机的效率是32.6%;
(3)当轿车以100km/h的速度匀速行驶时,车对平直路面产生的压强是1.0×105Pa。
【解析】(1)汽车的输出功率P=40kW=4×104W,
汽车的速度v=72km/h=20m/s,
由P===Fv得,汽车发动机的牵引力:
F===2×103N,
由于汽车在水平路面匀速直线行驶,根据二力平衡可知,
该车在这段路程中所受的阻力:f=F=2×103N。
(2)行驶时间t=5min=300s,
则发动机牵引力做的功:
W=Pt=4×104W×300s=1.2×107J,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q=m汽油q汽油=0.8kg×4.6×107J/kg=3.68×107J,
则这段路程汽车发动机的效率:
η=×100%=×100%≈32.6%。
(3)由表可知:当轿车以100kmh的速度匀速行驶时,压力差△F=500N,
则车对平直路面的压力:
F压=G﹣△F=1.55×104N﹣500N=1.5×104N,
则车对平直路面的压强:
22
p===1.0×105Pa。
22