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- 2021-10-27 发布
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2019-2020学年广东省江门市恩平市八年级(下)期末物理试卷
一、单项选择题(本题7小题,每小题3分,共21分)在每小题列出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求.
1.俗话说“鸡蛋碰石头﹣﹣自不量力”,从物理学角度看( )
A.鸡蛋对石头的作用力更小
B.先有石头对鸡蛋的作用力
C.石头和鸡蛋间同时有等大的相互作用力
D.先有鸡蛋对石头的作用力
2.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计,物重G=2.0N,弹簧测力计A、B的示数分别为( )
A.0N 2.0N B.2.0N 0N
C.2.0N 4.0N D.2.0N 2.0N
3.一辆行驶中的汽车遇到红灯,司机踩刹车后,车子缓缓停止,停下来的原因( )
A.受到了阻力作用 B.阻力大于惯性
C.阻力越来越大 D.惯性越来越小
4.下列各种情况中,做功的是( )
A.用竖直向上的力提水桶沿水平方向前进了2m
B.用水平方向的20N的力推重100牛的物体在水平方向前进了1m
C.马用100N的拉车,没有拉动
D.小球重50N,在光滑的水平面上匀速通过 20 m
5.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过右侧等高点B后到达最高点C,下列分析不正确的是( )
A.小球在A、B、C三点的速度大小关系是vC<vB<vA
B.整个过程只有重力对小球做功
C.小球在A、B两点具有的重力势能相同
D.小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
6.利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。用同样的时间把质量相等的物体提升相同的高度,则所用的拉力F甲和F乙,拉力做的功W甲和W乙,拉力的功率P甲和P乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是( )
A.F甲 <F乙 W甲<W乙 B.W甲<W乙 P甲>P乙
C.W甲=W乙 P甲=P乙 D.F甲 >F乙 P甲=P乙
7.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F,物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在MO段做匀速直线运动,物体在( )
A.OQ段做匀速直线运动
B.MN段的速度大于OP段的
C.MN段受到的摩擦力为3N
D.OQ段受到摩擦力大小等于F
二、填空题(每小题3分,共21分)
8.用手拿住拴着钢球的绳子,使钢球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,此时小球的运动状态是 的(选填“保持不变”或“不断改变”),此过程中钢球受 (选填“平衡”或“非平衡”)力作用。如果某一时刻绳子突然断了,则钢球将做 运动。
9.五月赛龙舟是五邑地区一项非常隆重的民间活动,如图所示,向后划水,龙舟向前运动,这说明了 ,使龙舟向前运动的力的施力物体是 ,赛龙舟时划的桨是 (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
10.如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力 ,水对容器底的压力 ,水对容器底的压强 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.日常生活中,人们常用到“吸盘式”挂衣钩,吸盘能“吸”在瓷砖墙面上,是由于 的存在;挂钩能够承受一定的拉力而不脱落,是由于吸盘受到墙面的 力的作用,请再举一个大气压强应用的例子: 。
12.唐朝著名诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。…”,一个“卷”字用得恰到好处。风将茅草卷起来,这是因为屋顶空气流动速度 (填“大于”或“小于”)屋内的空气流动速度,屋外空气的压强 (填“大于”或“小于”)屋内空气的压强,产生一个向 (填“上”或“下”)的压力差,将茅草吸上去。
13.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,此时物体所受的浮力为 N.把物体从弹簧测力计上取下浸没水中,松手时,物体会 ,静止时,物体受到的浮力是 。
14.如图所示,小红背着书包站在匀速上行的自动扶梯上随着扶梯一起上行,在上行过程中,小红的机械能 (选填“增大”、“不变”或“减小”);小红对书包 (选填“做了功”或“没做功”)。
三、作图题(本题7分)
15.(2分)如图所示,排球离开手仍在空中继续飞行。请画出排球受到重力的示意图。
16.(2分)重力为4N的茶杯静止放在水平桌面上,请用力的图示法画出茶杯对桌面压力。
17.按要求完成下列作图
如图所示,杠杆OB在动力F1作用下处于静止状态,请你画出阻力F2及阻力臂L2
四.实验题(本大题3小题,共19分)
18.(6分)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片将 ,说明两个力不在同一直线上时,小卡片 (填“能”或“不能”)保持平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡的两个力是否要 。
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 。
A.减少了摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(4)小华还想探究二力平衡的两个力是否作用在同一物体,则她可以如何操作: 。
19.(7分)小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,作了如下猜想:
A.可能与接触面的相糙程度有关;
B.可能与压力的大小有关。
接着他按如图所示的步骤进行实验:
(1)步骤①和②是为了验证猜想 (选填“A”或“B”)。
(2)小明接着按步骤①和③探究猜想B,你认为步骤③能否测出摩擦力? (选填“能”或“不能”),理由是 。
(3)由于在实际操作中很难控制弹簧测力计和物块做匀速直线运动,故作如下改进,如图所示,在小桶内装入适量的沙子,滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动。
(a)为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小,应测量 。(选填“沙子的重量”“桶和沙子总重”或“木块重量”)
(b)把毛巾铺在木板上,发现需要装入更多的沙子,滑块才能做匀速直线运动,说明 。
(c)小明觉得用钩码代替沙桶可以简化实验操作步骤,你觉得他的想法 (选填“能”或“不能”)达到目的,理由是 。
20.(6分)下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中所用圆柱体的重力为 N;在情景图B中存在的错误是 。
(2)纠正错误后,继续实验,在情景C时圆柱体受到的浮力F浮= N;圆柱体排开的水所受的重力G排= N。
(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力。
(4)圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强 (选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21.(6分)扫地机器人是智能家用电器的一种,正逐渐进入我们的生活,如图所示,是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人,已知其质量为3kg,它与地面的有效接触面积为0.01m2.若该机器人工作时功率为75W,在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m。
(1)该机器人静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(2)该机器人在10s内所做的功是多少?
(3)该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为多少?
22.(7分)如图所示,某施工队利用滑轮组从水中提取物体,上升过程中物体始终不接触水底。己知物体质量为4t,体积为1m3.(g=10N/kg)
(1)物体完全浸没在水中时,求物体所受浮力的大小;
(2)物体下表面与水面距离为3m时,求物体下表面所受水的压强;
(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦,当浸没在水中的物体被匀速提升时,求电动机对绳子的拉力。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
23.(5分)阅读以下材料,回答后面的问题。
中国核潜艇部队,是中国完全依靠自己的力量,建设的一支能够有效地巩固海防,捍卫国家主权、领土完整与统一的现代化部队,核潜艇,是指以核反应堆为动力来源设计的潜艇,为当前军事理念中军事核能“三位一体”中海基核力量的主要实现形式,在1996年3月的台海危机中,中国海军的核潜艇作为国家威慑力量的象征,充分发挥了其应有的作用。
目前世界上绝大多数潜射导弹都是冷发射的,即先用高压空气将导弹弹出水面后导弹再点火发射,要经历水中出筒弹道、水中航行弹道及出水弹道三个重要阶段,才能进入大气环境中飞行,导弹发射后,为了稳定潜艇姿态,还要通过补水舱对潜艇进行调整。
(1)当核潜艇在海面上航行时,核潜艇受到的浮力和重力的大小关系是F浮 G(选填“<”、“>”或“=”)
(2)导弹被高压空气弹出时,潜艇本身产生剧烈的震动,这是因为 。
(3)导弹发出后,潜艇受到的浮力大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。为了平衡潜艇姿态,应该通过调控系统对潜艇进行 (选填“补水”或“排水”)
(4)潜艇要实现上浮,必须靠 来实现。
24.(5分)阅读以下材料,回答后面的问题。
我国首个空间实验室“大宫二号”于2016年9月15日使用长征二号F﹣2火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。长二F火箭是目前中国所有运载火箭中系统最复杂的火箭,具有发射目标飞行器及空间实验室和载人飞船的两个状态。发射目标飞行器状态的火箭全长52.03米,起飞重量493.1吨;发射载人飞船状态的火箭全长583米,起飞重量479.8吨。“天宫二号”空间实验室,是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室,也是中国第一个真正意义上的空间实验室,将用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验。
请根据短文回答下列问题:
(1)“天宫二号”空间实验室在长征二号F﹣T2火箭发动机的推动下,成功发射升空。“天宫号”空间实验室加速升空过程中,动能 ,势能 ,机械能 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)若“天宫二号”
空间实验室沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒,则它从远地点向近地点运行的过程中,重力势能 ,动能 (选填“増大”、“减小”或“不变”)。
25.(9分)学习了功率知识后,小明和小亮两位同学想测量纸锥下落时重力做功的功率,请你帮忙将实验过程补充完整。
(1)实验原理是: (写公式)。
(2)需要测量的物理量有下落时间、 和 (写出物理量)。相应的测量工具为秒表、 和 。
(3)如图是小明和小亮利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片,照相机每隔0.2s曝光一次,若测得纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm,则此AB过程中,纸锥的下落速度为 cm/s。
(4)下列关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图象中正确的是 。
2019-2020学年广东省江门市恩平市八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题7小题,每小题3分,共21分)在每小题列出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求.
1.俗话说“鸡蛋碰石头﹣﹣自不量力”,从物理学角度看( )
A.鸡蛋对石头的作用力更小
B.先有石头对鸡蛋的作用力
C.石头和鸡蛋间同时有等大的相互作用力
D.先有鸡蛋对石头的作用力
【分析】鸡蛋碰石头,它们之间的力是一对相互作用力,二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,同时产生同时消失。
【解答】解:
鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头产生一作用力,同时石头对鸡蛋也产生一作用力,二力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,同时产生、同时消失,故ABD错误,C正确。
故选:C。
2.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计,物重G=2.0N,弹簧测力计A、B的示数分别为( )
A.0N 2.0N B.2.0N 0N
C.2.0N 4.0N D.2.0N 2.0N
【分析】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
【解答】解:对于A:由重物平衡得到,弹簧的拉力大小FA=G=2.0,弹簧测力计A的读数为2.0N;
对于B:由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,弹簧的拉力大小FB=G=2.0N,弹簧测力计B的读数为2.0N.故只有选项D是正确的。
故选:D。
3.一辆行驶中的汽车遇到红灯,司机踩刹车后,车子缓缓停止,停下来的原因( )
A.受到了阻力作用 B.阻力大于惯性
C.阻力越来越大 D.惯性越来越小
【分析】惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体都有惯性;力是改变物体运动状态的原因,运动的物体停下来是因为受到阻力的作用;惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关。
【解答】解:汽车行驶过程中,突然刹车,汽车由于惯性会继续向前运动,又因为汽车受到阻力作用,所以汽车的速度越来越慢,最后停下来;
AC、司机用同样的力踩刹车,产生阻力相同,车速度减慢是因为汽车受到阻力的作用,故C错误,A正确;
B、惯性不是力,是保持原来运动状态不变的性质,所以不能将惯性和阻力进行比较;故B错误;
D、惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关;司机踩刹车后,汽车的质量不变,其惯性大小不变,故D错误。
故选:A。
4.下列各种情况中,做功的是( )
A.用竖直向上的力提水桶沿水平方向前进了2m
B.用水平方向的20N的力推重100牛的物体在水平方向前进了1m
C.马用100N的拉车,没有拉动
D.小球重50N,在光滑的水平面上匀速通过 20 m
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可。
【解答】解:
A、用竖直向上的力提水桶在水平面前进,有力作用在水桶上,水桶也移动了距离,但不是在力的方向上通过的距离,所以该力没有做功;故A错误;
B、用水平力推重物在水平地面前进,有力作用在物体上,并且在力的方向上通过了距离,所以推力做了功;故B正确;
C、马用100N的拉车,没有拉动,有力作用在车上,车没有在力的作用下通过距离,所以拉力没有做功;故C错误;
D、在光滑的水平面没有摩擦力,小球受到重力、支持力的作用,重力的方向竖直向下,支持力垂直水平面向上;小球匀速通过一段距离,没有在重力和支持力的方向上移动距离,所以没有力对小球做功;故D错误。
故选:B。
5.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过右侧等高点B后到达最高点C,下列分析不正确的是( )
A.小球在A、B、C三点的速度大小关系是vC<vB<vA
B.整个过程只有重力对小球做功
C.小球在A、B两点具有的重力势能相同
D.小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
【分析】(1)由于受到阻力,小球下落过程中有机械能的损失;机械能等于动能和势能之和,根据动能和重力势能的影响因素分析;
(2)做功的条件是:有力,且沿力的方向运动一段距离;
(3)影响重力势能的因素是质量和高度;
(4)由于斜面是粗糙的,存在摩擦,小球在滚动的过程中克服摩擦力做功。
【解答】解:A、小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能逐渐减小;小球质量不变,在A、B、C三点高度关系为:hA=hB<hC,所以重力势能关系为:EA=EB>EC;所以在A、B、C三点动能关系为:EA<EB<EC,即在A、B、C三点的速度大小关系是vC<vB<vA,故A正确;
B、小球受到竖直向下的重力的作用,下落中,移动了距离,小球的重力是做功的,因为是粗糙的弧形轨道,所以受摩擦力,要克服摩擦力做功,故B错误;
C、小球在A、B两点的高度相同,质量相同,具有的重力势能相同;故C正确;
D、小球在A、B两点高度相同,所以重力势能相等,速度不同,动能不同;在粗糙的弧形轨道上受摩擦力,要克服摩擦力做功,所以小球下落过程中,减小的动能全部用来克服摩擦力做功,所以小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功,故D正确。
故选:B。
6.利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。用同样的时间把质量相等的物体提升相同的高度,则所用的拉力F甲和F乙,拉力做的功W甲和W乙,拉力的功率P甲和P乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是( )
A.F甲 <F乙 W甲<W乙 B.W甲<W乙 P甲>P乙
C.W甲=W乙 P甲=P乙 D.F甲 >F乙 P甲=P乙
【分析】(1)由图可知承担物重的绳子股数n,忽略绳重与摩擦,由F=(G物+G动)可知拉力的大小关系;
(2)拉力做功可以由W总=W有+W额=G物h+G动h比较得到;
(3)由P=分析拉力做功的功率关系。
【解答】解:
(1)由图可知,承担物重的绳子股数n甲=3,n乙=2;由题意可知,滑轮重、物体重力均相等,忽略绳重与摩擦,根据F=(G物+G动)可知,甲滑轮组的拉力较小,即F甲<F乙;
(2)物重相等,提升相同的高度,由W有=G物h可知有用功相同;
不计绳重与摩擦,滑轮重相同,提升相同的高度,由W额=G动h可知所做的额外功相同;
根据W总=W有+W额可知,拉力做的总功相等,即W甲=W乙;
(3)拉力做功的功率:P=,由于总功相等、做功的时间相同,故功率大小相同,即P甲=P乙。
综上分析可知,选项ABD错误,C正确。
故选:C。
7.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F,物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在MO段做匀速直线运动,物体在( )
A.OQ段做匀速直线运动
B.MN段的速度大于OP段的
C.MN段受到的摩擦力为3N
D.OQ段受到摩擦力大小等于F
【分析】利用以下知识分析解答:
(1)判断物体是否做匀速直线运动,采用相同时间比较通过的路程的方法,若相同的时间内通过的路程相等,则物体做匀速直线运动;若相同的时间内通过的路程不相等,则物体做变速直线运动;
(2)处于平衡状态的物体,一定受平衡力的作用;处于非平衡状态的物体,一定受非平衡力的作用。
【解答】解:
A、由图可知,物体在OQ段,在相同的时间内通过的路程不相等,所以,OQ段不是做匀速直线运动;故A错误;
B、由图可知,物体在MN段通过的路程等于在OP段通过的路程,OM所用时间大于OP,所以MN段的速度小于OP段的。故B错误;
C、物体在MO段做匀速直线运动,摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,所以MN段受到的摩擦力为3N.故C正确;
D、由A知,物体在OQ段不是做匀速直线运动,受力不平衡,所以OQ段受到摩擦力大小不等于F,故D错误。
故选:C。
二、填空题(每小题3分,共21分)
8.用手拿住拴着钢球的绳子,使钢球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,此时小球的运动状态是 不断改变 的(选填“保持不变”或“不断改变”),此过程中钢球受 非平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)力作用。如果某一时刻绳子突然断了,则钢球将做
匀速直线 运动。
【分析】根据牛顿第一定律可知,一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
若物体的运动状态改变,则一定受非平衡力的作用。而在平衡力的作用下,物体处于平衡状态。
【解答】解:钢球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,运动方向不断改变,受非平衡力,绳子对球的拉力作用就是改变球的运动方向;
当绳子突然断裂,拉力消失,物体在水平方向上不受任何力的作用,因此小球将保持断绳时的快慢和方向做匀速直线运动。
故答案为:不断改变;非平衡;匀速直线。
9.五月赛龙舟是五邑地区一项非常隆重的民间活动,如图所示,向后划水,龙舟向前运动,这说明了 物体间力的作用是相互的 ,使龙舟向前运动的力的施力物体是 水 ,赛龙舟时划的桨是 费力 (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
【分析】(1)力的作用是相互的,一个物体在对另一个物体施力的同时,也受到另一个物体的反作用力;
(2)根据动力臂和阻力臂的大小关系可判断杠杆的类型;若动力臂小于阻力臂,则杠杆是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则是等臂杠杆;若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆。
【解答】解:
(1)运动员手持船桨奋力向后划水,对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,所以水会对船桨施加向前的力,则船就会快速前进,即使龙舟向前运动的力的施力物体是水;
(2)运动员用桨划船时,桨的动力臂小于阻力臂,则船桨是费力杠杆。
故答案为:物体间力的作用是相互的;水;费力。
10.如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力
不变 ,水对容器底的压力 变大 ,水对容器底的压强 不变 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)容器对桌面的压力等于容器和容器内液体的总重力,根据容器和水质量的变化情况,可知容器对水平桌面的压力变化;
(2)因容器倒置后,液面深度不变,由液体压强公式p=ρgh可得液体对容器底部的压强变化情况;根据p=可判断水对容器底的压力变化。
【解答】解:装满水的密闭容器放置在水平桌面上,其对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,
将其倒置后,水的质量不变,容器和水的总重不变,
所以,水平桌面受到的压力将不变;
倒置后液体深度不变,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强不变,
将其倒置后,受力面积变大,根据F=pS可知,水对容器底的压力变大。
故答案为:不变;变大;不变。
11.日常生活中,人们常用到“吸盘式”挂衣钩,吸盘能“吸”在瓷砖墙面上,是由于 大气压 的存在;挂钩能够承受一定的拉力而不脱落,是由于吸盘受到墙面的 摩擦 力的作用,请再举一个大气压强应用的例子: 用吸管吸饮料 。
【分析】塑料吸盘是挤出里面的空气后,在大气压的作用下才被压在墙面上的;物体对它的拉力是向下的,而阻碍其向下的力是吸盘与墙面间的摩擦力。
【解答】解:使用挂钩时应将吸盘内的空气挤出,大气压的存在使吸盘被压在了墙面上的;
阻碍拉力的力是吸盘与墙面之间的摩擦力,即挂钩能够承受一定的拉力而不脱落,是由于吸盘受到墙面的摩擦力的作用。
生活中应用大气压强的例子很多。如:用吸管吸饮料等。
故答案为:大气压;摩擦;用吸管吸饮料。
12.唐朝著名诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。…”,一个“卷”字用得恰到好处。风将茅草卷起来,这是因为屋顶空气流动速度
大于 (填“大于”或“小于”)屋内的空气流动速度,屋外空气的压强 小于 (填“大于”或“小于”)屋内空气的压强,产生一个向 上 (填“上”或“下”)的压力差,将茅草吸上去。
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大压强越小。比较屋顶上下的空气流动速度,比较屋顶上下受到的压强,再比较屋顶受到向上和向下的压力。
【解答】解:风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到的向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,将茅草吸上去。
故答案为:大于;小于;上。
13.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,此时物体所受的浮力为 7 N.把物体从弹簧测力计上取下浸没水中,松手时,物体会 上浮 ,静止时,物体受到的浮力是 12N 。
【分析】根据称重法计算出物体浸没在水中的浮力大小,再根据漂浮条件确定物体在水中的状态,最后根据漂浮条件计算物体受到的浮力大小。
【解答】解:在空气中称重时,测力计的示数为12N,则物重G=12N,
把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,此时受到的浮力:
F浮=G﹣F=12N﹣5N=7N;
根据F浮=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力:
F浮′=2F浮=2×7N=14N;
因为F浮′>G,
所以松手时,物体上浮,直至漂浮,
物体静止时受到的浮力:
F浮″=G=12N。
故答案为:7;上浮;12N。
14.如图所示,小红背着书包站在匀速上行的自动扶梯上随着扶梯一起上行,在上行过程中,小红的机械能 增大 (选填“增大”、“不变”或“减小”);小红对书包 做了功 (选填“做了功”或“没做功”)。
【分析】(1)动能和势能统称为机械能;
动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大、高度越高,重力势能越大。
(2)做功的两个必要条件是:一是物体受到力的作用;二是物体在这个力的方向上通过一定的距离。
【解答】解:(1)上行过程中,小红的质量不变,速度不变,因此动能不变,高度增加,因此重力势能增加,所以小红的机械能是增大的;
(2)上行过程中,小红背着书包,对书包施加了力的作用,并且在力的方向上通过了一定距离,因此小红对书包做了功。
故答案为:增大;做了功。
三、作图题(本题7分)
15.(2分)如图所示,排球离开手仍在空中继续飞行。请画出排球受到重力的示意图。
【分析】根据重力的方向是竖直向下的,过重心做竖直向下的力即可。
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
16.(2分)重力为4N的茶杯静止放在水平桌面上,请用力的图示法画出茶杯对桌面压力。
【分析】确定茶杯对桌面的压力的大小、方向和作用点,根据力的示意图的画法作图。
【解答】解:茶杯对桌面的压力,受力物体是桌面,作用点在桌面上;方向垂直于水平桌面,即竖直向下;选取2N作为标量,从力的作用点起,沿力的方向画一条带箭头的线段,线段长为2倍标量,如图:
故答案为:见上图。
17.按要求完成下列作图
如图所示,杠杆OB在动力F1作用下处于静止状态,请你画出阻力F2及阻力臂L2
【分析】重物对杠杆的拉力为阻力,阻力臂是由支点到阻力的作用线的距离,据此画图。
【解答】解:
杠杆受到的阻力F2为重物对杠杆的力,方向竖直向下,从支点O向F2作用线作垂线段,即为阻力臂L2,如图所示:
四.实验题(本大题3小题,共19分)
18.(6分)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 钩码数量 改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片将 旋转 ,说明两个力不在同一直线上时,小卡片 不能 (填“能”或“不能”)保持平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡的两个力是否要 在同一直线上 。
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 A 。
A.减少了摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(4)小华还想探究二力平衡的两个力是否作用在同一物体,则她可以如何操作: 把小卡片一剪两半 。
【分析】(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,拉力的大小等于钩码的重力;过调整钩码个数可以改变拉力的大小;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(3)在研究二力平衡的条件时,要尽可能排除其它力(如摩擦力)对实验的干扰;
(4)探究二力平衡时,验证两个力需要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体。
【解答】解:
(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大,所以通过调整钩码数量可改变拉力的大小;
(2)将小卡片转过一个角度,两个拉力不在同一直线上,则松手后小卡片将旋转,不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡的两个力是否要在同一直线上;
(3)小华的实验优于小明的实验,其主要原因是:在小明的实验中,木块与桌面间的摩擦力会对实验结果产生较大的影响;而小华的实验中,纸片被悬挂在空中,减小了摩擦力对实验结果的影响。故BCD错误;A正确;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片在力的作用下是否平衡。
故答案为:(1)钩码数量;(2)旋转;不能;在同一直线上;(3)A;(4)把小卡片一剪两半。
19.(7分)小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,作了如下猜想:
A.可能与接触面的相糙程度有关;
B.可能与压力的大小有关。
接着他按如图所示的步骤进行实验:
(1)步骤①和②是为了验证猜想 A (选填“A”或“B”)。
(2)小明接着按步骤①和③探究猜想B,你认为步骤③能否测出摩擦力? 不能 (选填“能”或“不能”),理由是 拉力和摩擦力不在同一直线上 。
(3)由于在实际操作中很难控制弹簧测力计和物块做匀速直线运动,故作如下改进,如图所示,在小桶内装入适量的沙子,滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动。
(a)为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小,应测量 桶和沙子总重 。(选填“沙子的重量”“桶和沙子总重”或“木块重量”)
(b)把毛巾铺在木板上,发现需要装入更多的沙子,滑块才能做匀速直线运动,说明 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 。
(c)小明觉得用钩码代替沙桶可以简化实验操作步骤,你觉得他的想法 不能 (选填“能”或“不能”)达到目的,理由是 钩码不能连续改变拉力大小 。
【分析】(1)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;
根据控制变量法,比较①②两图,可以看出分别验证是哪个猜想;
(2)从二力平衡的条件(同体,等大、共线、反向)进行分析;
(3)(a)当滑动匀速直线运动时,受平衡力作用,则摩擦力等于其受到的拉力,即等于沙和桶的重力,据此解答;
(b)影响摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,据此结合实验现象可得出结论;
(c)从钩码质量的特点,结合具体实验要求可做出评价。
【解答】解:
(1)比较①②两图,接触面材料不同,压力相同,说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关,验证了猜想A;
(2)图③中,沿斜上方拉木块,而木块受到的摩擦力与木块运动的方向相反,即沿水平方向向左,因两个力不在同一直线上,不符合二力平衡的条件,故摩擦力与拉力不是平衡力,两个力大小不相等,故不能测出摩擦力;
(3)(a)在小桶内装入适量的沙子,滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动。此时摩擦力与拉力是一对平衡力,而拉力又等于桶和沙子的总重,因此为测量滑块受到的滑动摩擦力大小,应测量桶和沙子的总重;
(b)把毛巾铺在木板上,接触面粗糙程度增大,摩擦力增大,应该往小桶中增加沙子,滑块才会做匀速直线运动,说明需要的拉力更大,摩擦力更大,故可得出结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(c)小明觉得用钩码代替沙桶可以简化实验操作步骤,他的想法不能达到目的,理由是:用钩码不能连续改变拉力的大小,难以控制滑块做匀速直线运动。
故答案为:
(1)A;
(2)不能;拉力和摩擦力不在同一直线上;
(3)(a)桶和沙子总重;(b)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(c)不能;钩码不能连续改变拉力大小。
20.(6分)下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中所用圆柱体的重力为 4 N;在情景图B中存在的错误是 溢水杯未注满水 。
(2)纠正错误后,继续实验,在情景C时圆柱体受到的浮力F浮= 1 N;圆柱体排开的水所受的重力G排= 1 N。
(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 等于 物体排开水所受到的重力。
(4)圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强 保持不变 (选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)。
【分析】(1)读出B中弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力;用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器(需先测出其重力)接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;
(2)利用F浮=G﹣F可求得圆柱受到的浮力;用小桶和水的总重力减去空小桶的重力即为圆柱体排开的水所受的重力G排;
(3)比较浸在水中的物体受到的浮力和圆柱体排开的水所受的重力可得出结论;
(4)根据p=ρgh分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强。
【解答】解:(1)由图B可知,实验中的所用圆柱体的重力G=4N;
圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,
所以在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水,应改为在溢水杯中装满水;
(2)由图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F=3N,
则圆柱受到的浮力F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
由图D可知,小桶和水的总重力G总=1.9N,
由图A可知,空小桶的重力G桶=0.9N,
则圆柱体排开水所受的重力G排=G总﹣G桶=1.9N﹣0.9N=1N;
(3)由(2)可知,浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力;
(4)纠正错误后,即溢水杯中的水应该满的,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
故答案为:(1)4;溢水杯未注满水;(2)1;1;(3)等于;(4)保持不变。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21.(6分)扫地机器人是智能家用电器的一种,正逐渐进入我们的生活,如图所示,是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人,已知其质量为3kg,它与地面的有效接触面积为0.01m2.若该机器人工作时功率为75W,在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m。
(1)该机器人静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(2)该机器人在10s内所做的功是多少?
(3)该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为多少?
【分析】(1)该机器人静止在水平地面上时,对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,又知道其与地面的有效接触面积即等于受力面积,根据p=求出对地面的压强;
(2)知道机器人工作时功率和时间,根据W=Pt求出在10s内所做的功;
(3)知道牵引力做的功和该机器人在沿直线匀速清扫过程中前进的距离,根据W=Fs求出牵引力的大小,该机器人在沿直线匀速清扫过程中处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,二力的大小相等。
【解答】解:(1)该机器人静止在水平地面上时,对地面的压力:
F=G=mg=3kg×10N/kg=30N,
对地面的压强:
p===3000Pa;
(2)由P=可得,该机器人在10s内所做的功:
W=Pt=75W×10s=750J;
(3)由W=Fs可得,该机器人在沿直线匀速清扫过程中的牵引力:
F===150N,
因该机器人在沿直线匀速清扫过程中处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以,在此过程中受到的阻力:
f=F=150N。
答:(1)该机器人静止在水平地面上时,对地面的压强是3000Pa;
(2)该机器人在10s内所做的功是750J;
(3)该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为150N。
22.(7分)如图所示,某施工队利用滑轮组从水中提取物体,上升过程中物体始终不接触水底。己知物体质量为4t,体积为1m3.(g=10N/kg)
(1)物体完全浸没在水中时,求物体所受浮力的大小;
(2)物体下表面与水面距离为3m时,求物体下表面所受水的压强;
(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦,当浸没在水中的物体被匀速提升时,求电动机对绳子的拉力。
【分析】(1)已知物体排开水的体积,根据阿基米德原理求物体受到的浮力:
(2)根据p=ρgh求物体下表面所受的压强:
(3)当物体浸没在水中,滑轮组对物体的拉力F拉=G﹣F浮,不计动滑轮的自重、绳重、绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,n=3,电动机对绳子的拉力F′=F拉。
【解答】解:
(1)物体完全浸没在水中时,V排=V=1m3,
受到的浮力:F浮=G排=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N;
(2)物体下表面所受的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa;
(3)物体的质量:m=4t=4×103kg,
物体所受的重力:G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N;
当物体浸没在水中,滑轮组对物体的拉力:
F拉=G﹣F浮=4×104N﹣1×104N=3×104N,
不计动滑轮的自重、绳重、绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,n=3,电动机对绳子的拉力:
F′=F拉=×3×104N=1×104N;
答:(1)物体所受浮力的大小为1×104N;
(2)物体下表面所受水的压强为3×104Pa;
(3)电动机对绳子的拉力为1×104N。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
23.(5分)阅读以下材料,回答后面的问题。
中国核潜艇部队,是中国完全依靠自己的力量,建设的一支能够有效地巩固海防,捍卫国家主权、领土完整与统一的现代化部队,核潜艇,是指以核反应堆为动力来源设计的潜艇,为当前军事理念中军事核能“三位一体”中海基核力量的主要实现形式,在1996年3月的台海危机中,中国海军的核潜艇作为国家威慑力量的象征,充分发挥了其应有的作用。
目前世界上绝大多数潜射导弹都是冷发射的,即先用高压空气将导弹弹出水面后导弹再点火发射,要经历水中出筒弹道、水中航行弹道及出水弹道三个重要阶段,才能进入大气环境中飞行,导弹发射后,为了稳定潜艇姿态,还要通过补水舱对潜艇进行调整。
(1)当核潜艇在海面上航行时,核潜艇受到的浮力和重力的大小关系是F浮 = G(选填“<”、“>”或“=”)
(2)导弹被高压空气弹出时,潜艇本身产生剧烈的震动,这是因为 物体间力的作用是相互的 。
(3)导弹发出后,潜艇受到的浮力大小将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。为了平衡潜艇姿态,应该通过调控系统对潜艇进行 补水 (选填“补水”或“排水”)
(4)潜艇要实现上浮,必须靠 减小自重 来实现。
【分析】(1)当物体处于漂浮状态时,受到的浮力等于自身的重力。
(2)物体间力的作用是相互的。
(3)潜艇在水中发射导弹前处于悬浮状态,发射导弹后自重减小、浮力不变;为了平衡潜艇姿态,要增大自重;
(4)潜艇是通过改变自重实现上浮或下沉的。
【解答】解:
(1)核潜艇在海面上航行时,处于漂浮状态,此时核潜艇受到的浮力与重力的大小关系为:F浮=G;
(2)导弹被高压空气弹出时,潜艇喷出高压气体,由于物体间力的作用是相互的,潜艇本身受力产生剧烈的震动;
(3)导弹发出后,潜艇排开水的体积不变,受到的浮力大小不变;但自重减小,为了平衡潜艇姿态,应该通过调控系统对潜艇进行补水来增大自重;
(4)潜艇要实现上浮,必须靠减小自重来实现。
故答案为:
(1)=;(2)物体间力的作用是相互的;(3)不变;补水;(4)减小自重。
24.(5分)阅读以下材料,回答后面的问题。
我国首个空间实验室“大宫二号”于2016年9月15日使用长征二号F﹣2火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。长二F火箭是目前中国所有运载火箭中系统最复杂的火箭,具有发射目标飞行器及空间实验室和载人飞船的两个状态。发射目标飞行器状态的火箭全长52.03米,起飞重量493.1吨;发射载人飞船状态的火箭全长583米,起飞重量479.8吨。“天宫二号”空间实验室,是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室,也是中国第一个真正意义上的空间实验室,将用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验。
请根据短文回答下列问题:
(1)“天宫二号”空间实验室在长征二号F﹣T2火箭发动机的推动下,成功发射升空。“天宫号”空间实验室加速升空过程中,动能 增大 ,势能 增大 ,机械能 增大 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)若“天宫二号”空间实验室沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒,则它从远地点向近地点运行的过程中,重力势能 减小 ,动能 增大 (选填“増大”、“减小”或“不变”)。
【分析】①动能与质量和速度有关,质量越大、速度越大,则动能越大;
②重力势能与质量和高度有关,质量越大、高度越大,则重力势能越大;
③机械能包括动能和势能,物体动能和势能的变化会引起机械能的变化。
【解答】解:(1)“天宫二号”空间实验室随火箭加速升空的过程中,飞船的质量不变,速度变大,动能增大;同时高度增加,重力势能增大,故机械能增大。
(2)“天宫二号”空间实验室沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒,它从远地点向近地点运行的过程中,质量不变而高度降低,它的重力势能减小,由机械能守恒定律可知,它的动能增大。
故答案为:(1)增大;增大;增大;(2)减小;增大。
25.(9分)学习了功率知识后,小明和小亮两位同学想测量纸锥下落时重力做功的功率,请你帮忙将实验过程补充完整。
(1)实验原理是: P= (写公式)。
(2)需要测量的物理量有下落时间、 下落高度 和 纸锥质量 (写出物理量)。相应的测量工具为秒表、 刻度尺 和 托盘天平 。
(3)如图是小明和小亮利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片,照相机每隔0.2s曝光一次,若测得纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm,则此AB过程中,纸锥的下落速度为 16 cm/s。
(4)下列关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图象中正确的是 C 。
【分析】(1)测量功率的原理就是依据了功率的计算公式;
(2)根据控制变量法,控制相关的量不变,只改变要研究的量,并据此确定需要的测量工具;
(3)从图中读出时间和距离,利用速度的公式v=可计算纸锥下落的速度;
(4)根据纸锥下落的速度是先变快后不变,可结合功率的公式得出功率随时间变化的图象。
【解答】解:(1)测量功率的原理就是依据了功率的计算公式P=;
(2)根据实验的要求可知,需要测量的物理量有下落时间、下落高度和纸锥质量。相应的测量工具为秒表、刻度尺和托盘天平;
(3)纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm,时间为0.2s×2=0.4s,
则此AB过程中,纸锥的下落速度为:v===16cm/s。
(4)由功率公式可得,P===Gv,纸锥的重力不变,
由图可知,速度v先变快后不变,故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变,故只有选项C的图象符合题意。
故答案为:(1)P=;
(2)下落高度;纸锥质量;刻度尺;托盘天平;
(3)16;
(4)C。
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