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八年级下册物理期末试卷复习练习(Word版含答案)
1.下列物理量的估测比较符合实际的是( )
A.新款iPhone 12Pro Max的质量为0.21千克 B.一名普通中学生所受的重力大约为50牛
C.正常情况下,心脏跳动一次约1分钟 D.上海某地铁列车的最高速度是25千米/小时
答案:A
解析:A
【详解】
A.新款iPhone Max的质量约为200g,即0.2千克左右,故A符合题意;
B.中学生的质量在50kg左右,重力约为500N,故B不符合题意;
C.正常情况下,跳动一次的时间接近0.8s,故C不符合题意;
D.根据常识可知,上海某地铁列车的最高速度是250千米/小时,故D不符合题意。
故选A。
2.踢足球是学生喜爱的体育活动之一,下列说法中错误的是( )
A.踢飞的足球最终能够落到地面上是因为足球受到重力作用
B.只要运动员对足球施加力的方向相同,力的作用效果就相同
C.足球离开运动员的脚后还能在空中飞行,表明足球有惯性
D.运动员踢足球时,脚感到疼,表明力的作用是相互的
答案:B
解析:B
【详解】
A.踢飞的足球由于受到重力的作用,最终会落到地面上,故A正确;
B.力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果,所以施加力的方向相同时,力的作用效果不一定相同,故B错误;
C.足球离开运动员的脚后还会向前飞行,是因为足球具有惯性,故C正确;
D.踢足球时脚感到疼,说明脚受到力的作用,脚对足球施加力的作用的同时,足球同时对脚有力的作用,这说明物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选B。
3.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,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越近
C.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
D.实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的运动状态
答案:D
解析:D
【详解】
A.实验中,我们让小车从同一斜面的同一高度由静止下滑,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错误;
B.实验表明:小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到摩擦力越小,运动的距离越远,故B错误;
C.接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得慢,由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,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C错误;
D.实验中运动的小车会停下来,其运动状态发生了改变,是因为受到了阻力的作用,这说明力能改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
4.自行车已成为我们绿色出行常用的交通工具,下列措施为了减小摩擦的是( )
A.给链条加润滑油 B.车座做得宽大
C.轮胎上刻有花纹 D.用力捏刹车把手
答案:A
解析:A
【详解】
A.给车轴加润滑油,是通过使接触面脱离来减小摩擦的,故A正确;
B.车座做得宽大,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故B错误;
C.轮胎表面制有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.刹车时用力捏闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故D错误。
故选A。
5.如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个全相同的烧杯,将三个完全相同的长方体A、B、C分别放入装有不同液体的烧杯中,A在甲杯中沉底,B在乙杯中悬浮,C在丙杯中漂浮,且各杯液面相平。下列判断不正确的是( )
A.物体受到的浮力FA浮<FB浮=FC浮 B.丙烧杯中液体的密度最大
C.物体下表面受到液体的压力FA>FB=FC D.烧杯对桌面的压强p甲<p乙<p丙
答案:C
解析:C
【详解】
A.三个长方体A、B、C完全相同,其自身重力也相同。A在甲液体中沉底,A受到的浮力小于自身重力;B在乙液体中悬浮,所受浮力等于自身重力;C在丙液体中漂浮,所受浮力等于自身重力。故B、C受到的浮力相等且大于A受到的浮力,即FA浮<FB浮=FC浮,故A正确,不符合题意;
B.物体A在甲液体中沉底,甲液体密度小于物体A的密度;物体B在乙液体中悬浮,乙液体密度等于物体B的密度;物体C在丙液体中漂浮,丙液体密度大于物体C的密度;而三个物体完全相同,即三个物体密度也相同,所以三种液体的密度关系:ρ甲<ρ乙<ρ丙,所以丙烧杯中液体密度最大,故B正确,不符合题意;
C.物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,B、C两物体所受浮力相等,B物体悬浮,下表面所受压力大于B受到的浮力;C物体上表面受到的压力为零,所以C物体下表面所受压力等于C受到的浮力;所以B物体下表面受到的液体压力大于C物体下表面受到的液体压力,即FB>FC,故C错误,符合题意;
D.烧杯对桌面的压强,烧杯底面积相同,烧杯对桌面的压力等于烧杯、物体和容器中液体的总重力。丙容器中液体最多,液体的密度最大,所以丙容器中液体重力最大;甲、乙两容器中液体体积相同,乙容器中液体密度较大,所以乙容器中液体重力大于甲容器中液体重力,所以丙容器对桌面的压力最大,乙次之,丙最小。所以烧杯对桌面的压强p甲<p乙<p丙,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.如图所示是探究“杠杆平衡条件”的实验,下列说法中正确的是( )
A.若实验前杠杆如图甲所示,则应该将杠杆上的平衡螺母向右调节,才能使杠杆水平平衡
B.本实验要做多次,目的是求平均值减小误差
C.乙图中保持杠杆水平位置平衡,B点弹簧测力计向虚线方向转动过程中,示数会变大
D.乙图中保持杠杆水平位置平衡,B点弹簧测力计向虚线方向转动过程中,示数会变小
答案:D
解析:D
【详解】
A.若实验前杠杆如图甲所示,杠杆向右偏,则应该将杠杆上的平衡螺母向左调节,才能使杠杆水平平衡,故A错误;
B.本实验要做多次,目的是得到普通规律,故B错误;
CD.乙图中保持杠杆水平位置平衡,B点弹簧测力计向虚线方向转动过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂变大,根据杠杆平衡条件可知,动力变小,即弹簧测力计的示数会变小,故C错误,D正确。
故选D。
7.两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,两球所受浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲、p乙,则它们的关系是( )
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
答案:D
解析:D
【详解】
由图可知,甲球漂浮,乙球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,所以
F甲=F乙=G
因为甲球漂浮,所以
ρ甲>ρ球
因为乙球悬浮,所以
ρ乙=ρ球
则两种液体的密度大小关系是
ρ甲>ρ乙
又因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式p=ρgh,可得液体对容器底部的压强大小关系为
p甲>p乙
故选D。
8.“蹦极”是运动员将一端固定的长弹性绳绑在躁关节处,从高处竖直跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动时,其所受绳子的拉力F大小随时间t变化的图像如图所示,由此可知运动员( )
A.to时刻重力势能最小
B.从起跳到to弹性绳的弹性势能一直变大
C.所受拉力F对运动员始终做功
D.to到tn过程中动能不变
答案:A
解析:A
【详解】
做蹦极运动时,重力势转化为动能,当绳子被拉伸时,动能转化为弹性势能。
A.有图像可知,to时刻,绳子拉力最大,绳子被拉伸最长,运动员在最低处,此时弹性势能最大,重力势能最小,故A项符合题意;
B.从起后到运动员到达绳子自然长度时,绳子没有被拉伸,绳子拉力为零,弹性势能为零,超过自然长度后,绳子被拉伸,弹性势能增加,故B项不符合题意;
C.从起后到运动员到达绳子自然长度时,绳子没有被拉伸,拉力为零,所以该过程拉力对运动员不做功,故C项不符合题意;
D.to到tn过程中,拉力F变小,即弹性势能减小,说明动能在减小,故D项不符合题意。
故选A。
9.网球运动员击球瞬间网球迅速被压扁并反弹出去,这说明力既可以改变物体的______,又可以改变物体的______;网球对球拍的压力是由于______(选填“网球”或“球拍”)发生弹性形变而产生的。
解析:形状 运动状态 网球
【详解】
[1][2] 力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态。击球瞬间网球迅速被压扁并反弹出去,这说明力既可以改变物体的形状,又可以改变物体的运动状态。
[3]物体发生弹性形变而产生的力叫弹力。网球对球拍的压力是由于网球发生形变产生的弹力。
10.锤头松动了,把锤柄在固定的物体上撞几下使之套紧,如图这主要是利用______具有惯性,能说明物体具有惯性的原理是_______。
解析:锤头 牛顿第一(惯性)定律
【详解】
[1]如图的操作主要是利用了锤头具有惯性,当锤柄撞到凳子被迫静止时,锤头由于具有惯性保持原来的运动继续向下运动,就会紧套在锤柄上。
[2]根据牛顿第一定律可知,一切物体在不受外力作用的时候,总保持静止状态或者匀速直线运动状态,即物体具有保持运动状态不变的性质,而惯性就是指物体保持运动状态不变的性质,所以牛顿第一定律说明了物体具有惯性。
11.如图所示的正方体木块放在水平地面上,沿竖直方向将木块锯掉一部分。则剩余部分对地面的压力______,对地面的压强______。(都选填“变小”“不变”或“变大”)
解析:变小 不变
【详解】
[1]沿竖直方向将木块锯掉一部分,则剩余部分的重力变小,对地面的压力变小。
[2]由压强公式可得
木块高度和密度不变,对地面的压强不变。
12.跳水运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中,若不计空气阻力,则运动员的重力势能先______,后______。(选填“增大”“减小”或“不变”)
解析:增大 减小
【详解】
[1][2]从运动员腾空跳起向上运动,运动员所处的高度逐渐升高,重力势能就增大;到达最高点后,再向下落,这时运动员的重力势能随高度降低而减小,所以在整个过程中运动员的重力势能先增大,后减小。
13.如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1,若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2,则W1_______W2,P1_______P2(选填“>”、“<”或“=”)。
答案:F
解析:= <
【详解】
[1]对物体在水平方向进行受力分析,物体受到拉力和滑动摩擦力,两次拉动物体时物体都做匀速直线运动,说明物体水平方向处于二力平衡状态,所以物体所受的拉力等于滑动摩擦力,因为滑动摩擦力和接触面所受压力及接触面的粗糙程度有关,两次都在同一水平面上拉动,所以两次物体所受滑动摩擦力大小相同,即两次拉力相同,又因为两次都沿着水平方向移动了10m,根据公式W=Fs可得,两次拉力做的功相等。即
W1=W2
[2]两次拉力大小相同,但第一次拉动时速度小于第二次,根据公式
可知,第一次的功率小于第二次的功率。即
P1<P2
14.如图所示为“无叶电风扇”它的底座有一台电动机,通过进风口吸入空气,空气经过加压后被送入环形的出风口,从宽度只有3mm的细缝中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强 ___________(选填“大”或“小”)使周围空气 ___________(选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气,带动周围空气流动,使风量可以增加到原来的15倍。
解析:小 靠近
【详解】
[1][2]由流体压强和流速的关系可知,空气从宽度只有3mm的缝隙中向外喷出,这部分喷射的空气流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气靠近这部分喷射的空气,就形成了风。
15.如图所示的杠杆水平平衡,则A、B两物体对杠杆的拉力大小关系是FA=______FB。
答案:2
【详解】
由图可知,杠杆在水平位置平衡,假设杠杆尺上每一格的长度为L,那么物体A的力臂为LA=2L,物体B的力臂为LB=4L,由杠杆平衡条件得
则
即
解析:2
【详解】
由图可知,杠杆在水平位置平衡,假设杠杆尺上每一格的长度为L,那么物体A的力臂为LA=2L,物体B的力臂为LB=4L,由杠杆平衡条件得
则
即
16.如图所示是某商场的自动扶梯,扶梯的部分几何尺寸如图所示,重500N的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼,已知扶梯以1m/s的速度匀速上行,则扶梯对他做的功是______J,对他做功的功率是______W,小华上升过程中动能大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”),机械能大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
答案:300 不变 变大
【详解】
[1]小华的重力G=500N,扶梯对他做的功
W=Gh=500N×3m=1500J
[2]根据勾股定理可知,扶梯移动距离
从商场一楼到二楼的时间
解析:300 不变 变大
【详解】
[1]小华的重力G=500N,扶梯对他做的功
W=Gh=500N×3m=1500J
[2]根据勾股定理可知,扶梯移动距离
从商场一楼到二楼的时间
扶梯对他做功的功率
[3]在上升的过程中,因为是匀速上升,速度不变,质量不变,所以其动能不变。
[4]高度升高,所以其重力势能增大,而机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能变大。
17.如图,木块在2N的水平拉力F作用下沿水平桌面向右匀速直线运动,作出木块所受摩擦力的示意图。
答案:【详解】
木块在2N的水平拉力F作用下沿水平桌面向右匀速直线运动,处于平衡状态,故受到的摩擦力的方向水平向左,大小为
f=F=2N
作图时应注意表示摩擦力的线段与表示拉力的线段等长。如图所示:
解析:
【详解】
木块在2N的水平拉力F作用下沿水平桌面向右匀速直线运动,处于平衡状态,故受到的摩擦力的方向水平向左,大小为
f=F=2N
作图时应注意表示摩擦力的线段与表示拉力的线段等长。如图所示:
18.画出起钉器受到的阻力F2和动力臂l1。
答案:【详解】
由图可知,杠杆的支点在O点,从支点O作垂直于F作用线的垂线段,即是动力臂l1,阻力的作用点在锤子与钉帽的接触点上,从阻力的作用点作竖直向下的力,即为阻力F2,如图所示:
解析:
【详解】
由图可知,杠杆的支点在O点,从支点O作垂直于F作用线的垂线段,即是动力臂l1,阻力的作用点在锤子与钉帽的接触点上,从阻力的作用点作竖直向下的力,即为阻力F2,如图所示:
19.在图中按最省力的要求,画出滑轮组绳子的绕法。
答案:【详解】
当从动滑轮开始绕时有5段绳子承担动滑轮和物体的重,绳子固定在动滑轮的钩子上,依次绕过定滑轮、动滑轮、定滑轮、动滑轮,此时最省力,如下图所示:
解析:
【详解】
当从动滑轮开始绕时有5段绳子承担动滑轮和物体的重,绳子固定在动滑轮的钩子上,依次绕过定滑轮、动滑轮、定滑轮、动滑轮,此时最省力,如下图所示:
20.某校物理实验兴趣小组的几位同学在进行“探究影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”的实验中,进行了如下的实验探究。
(1)第一小组在探究物体所受重力大小与物体质量的关系时,实验记录见下表所示。
实测物体
物体质量m/kg
重力G/N
比值N/kg
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
物体3
0.3
2.94
①在探究过程中,需要的测量工具有______、______。
②分析表中实验数据,得出的结论是______。
(2)该组同学在探究重力的方向时,实验装置如图所示,操作如下将该装置放在桌面上如图所示的位置后,剪断悬线OA,小球会下落,说明重力的方向是______的,逐渐减小木板M与桌面的夹角a,当a=0时,悬线OA与虚线重合,则说明桌面______(水平/不水平)。
(3)为了探究物体所受重力的大小是否与形状有关,同组同学找了一些橡皮泥,用小刀刻成不同的形状,分别测量出重力,从而得出结论。这种探究方法______(可行/不可行),理由是______。
答案:托盘天平 弹簧测力计 物体所受的重力与质量成正比 竖直向下 水平 不可行 没有控制物体的质量相同
【详解】
(1)[1][2]在探究物体所受重力大小与物体
解析:托盘天平 弹簧测力计 物体所受的重力与质量成正比 竖直向下 水平 不可行 没有控制物体的质量相同
【详解】
(1)[1][2]在探究物体所受重力大小与物体质量的关系的过程中,需要测量物体的质量和所受的重力,需要的测量工具有天平、弹簧测力计。
[3]分析表中实验数据,
得出g是一个常数,所以得出结论是:物体所受重力与其质量成正比。
(2)[4][5]该组同学在探究重力方向时,实验装置如图所示,操作如下:将该装置放在桌面上如图所示的位置后,剪断悬线OA,小球会沿竖直方向下落,说明重力的方向是竖直向下;逐渐减小木板M与桌面的夹角a,当a=0时,悬线OA与虚线重合,悬线恰好在竖直方向上,与水平方向垂直,则说明M所在的桌面水平。
(3)[6][7]这种探究方法不可行,理由是:要探究物体所受重力的大小是否与形状有关,应控制橡皮泥的质量相同,改变橡皮泥的形状,测橡皮泥在不同形状时的重力,从而得出结论。题中没有保持橡皮泥的质量不同,故不可行。
21.小强同学通过实验研究物体沿竖直方向运动时所受拉力的特点。他在弹簧测力计下悬挂一个2N的钩码,钩码的运动状态与测力计的读数记录如下表所示:
实验次数
钩码的运动状态
弹簧测力计读数(N)
①
匀速向上运动v=0.1m/s
2.0
②
匀速向上运动v=0.2m/s
2.0
③
匀速向下运动v=0.1m/s
2.0
④
加速向上运动
3.5
⑤
加速向下运动
1.4
⑥
减速向上运动
1.6
⑦
减速向下运动
2.8
⑧
静止不动
2.0
(1)由①和②可知,物体以_______速度向上匀速直线运动时,所受的拉力是_______的;(选填“相同”或“不同”)
(2)由①和③可知,_______;
(3)由①②⑧可知,物体在处于_______状态时,拉力等于重力;
(4)小强、小明两位同学分别分析了④⑤⑥⑦后得出以下结论:
小强:当物体所受拉力不等于重力时,物体不做匀速运动;
小明:当物体做向上运动时,物体所受拉力大于重力。
你认为小强的结论_______,小明的结论______;(均选填“正确”或“错误”)
(5)一个站在体重计上的人,从站立到迅速蹲下的过程可看成先加速向下运动,然后减速向下运动,最后静止。请你分析上面表格后判断体重计的示数变化情况是:_______,(选填:“变大”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”或“保持不变”)最后等于体重。
答案:不同 相同 物体以相同速度沿竖直方向向上或向下做匀速直线运动时,所受拉力等于重力 平衡 正确 错误 先变小后变大
【详解】
(1)[1][2]由①和②数据
解析:不同 相同 物体以相同速度沿竖直方向向上或向下做匀速直线运动时,所受拉力等于重力 平衡 正确 错误 先变小后变大
【详解】
(1)[1][2]由①和②数据可知,物体做匀速直线运动的速度不同,但测力计示数相同,故可得出物体以不同的速度向上匀速直线运动时,所受的拉力是相同的。
(2)[3]已知物体的重力为2N,由①和③可知,物体以v=0.1m/s的速度沿竖直方向向上或向下做匀速直线运动时,所受拉力都为2.0N,故得出的结论是:物体以相同速度沿竖直方向向上或向下做匀速直线运动时,所受拉力等于重力。
(3)[4]由①②⑧可知,当物体做匀速直线运动或处于静止状态时,即物体处于平衡状态时,拉力等于重力。
(4)[5][6]分析④⑤⑥⑦实验数据,物体所受拉力都不等于物体的重力2N,物体都不做匀速运动,即当物体所受拉力不等于重力时,物体不做匀速运动;第⑥次实验物体减速向上运动,测力计示数小于物体的重力,故小强的观点正确,小明的观点错误。
(5)[7]根据⑤可知,当物体加速向下运动时,测力计示数小于物体的重力,由⑦可知,当物体减速向下运动时,测力计示数大于物体的重力。故一个站在体重计上的人,从站立到迅速蹲下的过程可看成先加速向下运动,然后减速向下运动,最后静止,体重计的示数变化情况是先变小后变大,最后等于体重。
22.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 ______(选填“A”或“B”);
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ______,因此拦河大坝要做成 ______的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)通过比较丙、丁两个图,可探究液体压强与 ______的关系;
(4)实验中液体压强是用U形管两侧液面高度差来表示的,这种方法叫 ______法。
答案:B 增大 上窄下宽 液体密度 转换
【详解】
(1)[1]在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,只需要将软管取下,再重新安装,
解析:B 增大 上窄下宽 液体密度 转换
【详解】
(1)[1]在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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,故选B。
(2)[2][3]正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,乙中深度较大,液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3)[4]比较丙、丁两个图知,橡皮膜所处的深度相同,液体的密度不同,可探究液体压强与液体密度的关系。
(4)[5]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
23.小明设计了一个实验,测量一个实心金属块的密度。实验器材有小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水,实验步骤如下:
①空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为15mL,如图乙;
③将烧杯中15mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空桶,小空桶仍漂浮出水面,测得此时溢出水的体积为45mL,如图丁。
请回答下列问题:
(1)图甲中,小空桶在水中漂浮时,空桶受到的浮力______它所受的重力;
(2)与图甲相比较,图乙中当金属块沉在水底后,水对溢水杯底部的压强将______,溢水杯对桌面的压强______;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)被测金属块的密度是______g/cm3;
(4)在实验步骤③和④中,将粘有水的金属块放入小空桶,则测出的金属块的密度将______。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
答案:等于 不变 变大 2 不变
【详解】
(1)[1]甲中空桶漂浮,在竖直方向上重力与浮力平衡,所以二者大小相等。
(2)[2]甲与乙中水面相平,水的深度相等,根据可以知
解析:等于 不变 变大 2 不变
【详解】
(1)[1]甲中空桶漂浮,在竖直方向上重力与浮力平衡,所以二者大小相等。
(2)[2]甲与乙中水面相平,水的深度相等,根据可以知道,两图中水对容器底部的压强是相等的。
[3]溢水杯放在水平桌面上,它对水平面的压力等于溢水杯及杯中物体的总重。与甲相比,乙中溢水杯中多了金属块,少了15mL的水。因为金属块沉在水底。所以金属块的重力大于它受到的浮力。而水对金属块的浮力等于金属块排开的水,即15mL水的重力。即金属块的重力是大于排开的15mL水的重力的的。所以,乙中溢水杯及其中物体的总重是大于甲中的,而溢水杯与水平面的接触面积不变,根据可以知道,溢水杯对水平面的压强变大了。
(3)[4]对比甲乙两图可以知道,金属块的体积为15cm3。对比乙丙两图可以知道,丙中水面要想升到溢水口,还需要向溢水杯中添加15mL的水。将金属块放入乙中水面的空桶内,溢水杯中又流出了45mL的水。说明,将金属块放入空桶后,排开的水的体积为
金属块与小桶漂浮在水面上,所以金属块的重力等于水对小桶增加的浮力,而增加的浮力又等于放入金属块后排开的水的重力。所以,金属块的重力等于60cm3水的重力,金属块的质量也等于60cm3水的质量,即
金属块密度为
(4)[5]若金属块上沾有水,那么,图丙中水面要比金属块不沾水时要低一些;金属块沾有水,总重比金属块重力大。将金属块放入小桶后,小桶排开的水体积要大于60mL。这个“大于“就与因为金属块沾水使丙中水面“低一些”抵消了,溢出的水还是45mL。所以,金属块沾水与否,不影响测量结果。
24.小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验:如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度.
按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示.
实验序号
铁块质量
铁块距桌面高度
桌腿进入沙子的深度
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
(1)实验中通过比较_____来判断物体重力势能的大小;
(2)为了验证猜想一,需选择表中_____(填实验序号)三组数据进行分析;
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是:_____.
答案:桌腿进入沙子的深度 ①④⑤ 质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大
【详解】
(1)根据能量的定义,物体具有的重力势能越大能够对小桌做的功越多,能够使桌腿陷入沙子的深度越大
解析:桌腿进入沙子的深度 ①④⑤ 质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大
【详解】
(1)根据能量的定义,物体具有的重力势能越大能够对小桌做的功越多,能够使桌腿陷入沙子的深度越大,故而本实验比较的是桌腿进入沙子的深度.
(2)根据控制变量法,为了验证猜想一,要控制物体的高度不变,质量改变,从表格中数据可以看出,①④⑤高度相同,质量不同;
(3)从表格中①②③数据可以看出,当物体质量相同时,随着物体的高度增大,小桌桌腿陷入的深度也在增加,即质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大.
25.小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如表所示:
次数
钩码所受的重力
钩码提升的高度
拉力
绳端移动的距离
机械效率
1
1.0
0.1
0.8
0.4
2
1.0
0.2
0.8
0.8
3
2.0
0.1
1.2
0.4
4
3.0
0.1
1.5
(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离__m,机械效率__。
(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越__。
(3)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是__
A.动滑轮的重力
B.绳子与滑轮之间的摩擦
C.物体上升的高度
D.被提升的物体的重力
答案:4 大 C
【详解】
(1)[1]由图知实验中由四段绳子承担物重,所以第4次实验中绳子移动的距离
[2]第4次实验测得机械效率为
(2)[3]通过比较1、3和4三次实
解析:4 大 C
【详解】
(1)[1]由图知实验中由四段绳子承担物重,所以第4次实验中绳子移动的距离
[2]第4次实验测得机械效率为
(2)[3]通过比较1、3和4三次实验数据知,物体提升的高度和绳子移动的距离相同,物体的重力不同,且物体的重力越大,机械效率越高,所以可以得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率高。
(3)[4]滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关
故机械效率与物体上升的高度无关,C符合题意。
故选C。
26.如图所示,放在水平桌面上的容器中装有深度为10cm重为0.6N的水。已知容器重0.3N,底面积为5cm2。求:(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0 ╳103 kg/m3)
(1)容器底部受到的水的压强;
(2)容器底部受到的水的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
答案:(1)1000Pa;(2)0.5N;(3)1.8╳103Pa
【详解】
解:(1)由题知,容器内水的深度
h=10cm=0.1m
由知道,容器底部受到水的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m
解析:(1)1000Pa;(2)0.5N;(3)1.8╳103Pa
【详解】
解:(1)由题知,容器内水的深度
h=10cm=0.1m
由知道,容器底部受到水的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(2)由 知道,容器底部受到水的压力
F水=p水S=1000Pa×5×10-4m2=0.5N
(3)容器对水平桌面的压力
F =G水+G容=0.6N+0.3N=0.9N
容器对水平桌面的压强
答:(1)容器底部受到水的压强为1000Pa;
(2)容器底部受到水的压力为0.5N;
(3)容器对水平桌面的压强为1800Pa。
27.一家打捞公司用如图所示的滑轮组,打捞沉在长江三峡江底的一个方形物体,物体上表面距离水面50m,重力为2400N,体积为0.2m3,打捞时匀速提升该物体,物体在露出水面之前,人的水平拉力为250N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)物体沉在江底时,上表面受到的水的压强;
(2)物体在露出水面之前受到水的浮力;
(3)物体在露出水面之前滑轮组对物体的拉力。
答案:(1)5×105Pa;(2)2000N;(3)400N
【详解】
解:(1)物体上表面受到的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m=5×105Pa
(2)物体露出水面前
解析:(1)5×105Pa;(2)2000N;(3)400N
【详解】
解:(1)物体上表面受到的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m=5×105Pa
(2)物体露出水面前受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2000N
(3)物体露出水面前,滑轮组对物体的拉力为
F′=G-F浮=2400N-2000N=400N
答:(1)物体沉在江底时,上表面受到的水的压强是5×105Pa;
(2)物体在露出水面之前受到水的浮力是2000N;
(3)物体在露出水面之前滑轮组对物体的拉力是400N。
28.在涪江六桥建筑工地,工人师傅正用塔吊通过滑轮组从河床吊起一如图甲所示工件。已知工件上下两部分都为正方体,重22500N,工件上升速度保持为0.1m/s。吊装过程中,滑轮组的机械效率随时间变化的图象如图乙所示,机械摩擦力及绳重忽略不计,(g=10N/kg)。问:
(1)河床受到水的压强多大?
(2)动滑轮的重力多大?
(3)工件完全露出水面后,拉力做功的功率多大?
(4)第15s时的机械效率多大?
答案:(1)2.5×104Pa;(2)2500N;(3)625W;(4)83.3%
【详解】
解:(1)由乙图可知,河水深度
h=vt1=0.1m/s×25s=2.5m
河床受到压强
p=ρgh=1.0×
解析:(1)2.5×104Pa;(2)2500N;(3)625W;(4)83.3%
【详解】
解:(1)由乙图可知,河水深度
h=vt1=0.1m/s×25s=2.5m
河床受到压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5m=2.5×104Pa
(2)工件露出水面后
η=90%
不计滑轮摩擦时有
所以,动滑轮的重力
(3)由图甲知,滑轮组承重绳子的根数为4根,工件出水后,绳子自由端的拉力
拉力功率
P=Fv=6250N×0.1m/s=625W
(4)第15s时,工件只有下部正方体处于水中,由乙图可知,下部正方体边长
L=vt2=0.1m/s×(25s-15s)=1m
下部正方体浸没在水中时,排开水的体积
V排=V=L3=(1m)3=1m3
此时所受的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N
所以,此时的机械效率
答:(1)河床受到水的压强为2.5×104Pa;
(2)滑轮的重力为2500N;
(3)工件完全露出水面后,拉力做功的功率为625W;
(4)第15s时的机械效率为83.3%。
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