资源描述
2015-2016学年天津市和平区八年级(下)期末物理试卷
一、单项选择题(共10小题,每小题3分,满分30分)
1.小丽同学通过探究学习,思考了﹣个问题:当自己荡秋千运动到右端最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她做出了以下猜想(如图所示),你认为其中正确的是(图中的黑点表示小丽同学)( )
A.
保持静止状态 B.
继续来回摆动
C.
做匀速直线运动 D.
做匀速圆周运动
2.甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的质量一定比乙大 B.甲的质量一定比乙小
C.甲的密度一定比乙大 D.甲的密度一定比乙小
3.如图所示玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中,下列哪幅图能反应橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况( )
A. B. C. D.
4.小华想用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
5.如图,小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子,但没有推动,则此时( )
A.小虎的推力小于箱子受到的阻力
B.小虎的推力大于箱子受到的阻力
C.小虎对箱子做了功
D.小虎对箱子没有做功
6.一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A.0.lJ B.1J C.10J D.100J
7.图中的工具属于费力杠杆的是( )
A.
羊角锤 B.
起瓶器 C.
筷子 D.
钢丝钳
8.为了探究杠杆的平衡条件,物理老师带来了一个自制杠AB,从其上找一点C用支架支起来,如图所示.当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时,发现越来越容易提起水桶.根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.水桶重和位置不变,杠杆平衡时,为什么施力点离支点越远就越省力?
B.水桶重和位置不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?
C.阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?
D.杠杆平衡时,动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系?
9.很多消防水桶做成如图所示的上大下小的形状,是为了( )
A.减小水对桶底的压力 B.减小水对桶底的压强
C.增大桶对手的压力 D.增大桶对手的压强
10.如图所示,用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块,用时2s,由图中数据可知,以下说法正确的是( )
A.拉力的功率是120W
B.斜面的机械效率是80%
C.木块受到的摩擦力是1N
D.若图中的斜面变陡,则该斜面的机械效率将变小
二、多项选择题(共3小题,每小题3分,满分9分)
11.如图所示,用水平力F拉着长木板A在水平地面上做匀速直线运动,木块B始终静止不动.若不计绳和弹簧测力计重,下列说法中不正确的是( )
A.木块B不受摩擦力
B.木块B受到方向向左的摩擦力
C.木块B受到的重力和对木板A的压力是平衡力
D.拿掉木块B后,木板A在拉力F的作用下继续做匀速直线运动
12.小强同学利用如图所示的滑轮组去拉物体,使重为2000N的物体A沿水平方向在3s内匀速移动了6m,若A所受地面的摩擦力f=600N,小强同学所用拉力F=250N,在这个过程中( )
A.重力做了12000J的功 B.有用功为3600J
C.该装置的机械效率为80% D.拉力F的功率为500W
13.水平桌面上的烧杯中装有适量的水,一木块用细线系住,细线另一端固定在烧杯底部,如图所示,剪断细线后,木块上浮最后漂浮在水面,木块漂浮在水面上时与剪断细线前相比较( )
A.木块受到的浮力变小
B.烧杯底部受到水的压强变小
C.烧杯底部受到水的压力变化量等于木块受到浮力的变化量
D.桌面受到压力的变化量等于木块受到浮力的变化量
三、填空题(共6小题,每小题4分,满分24分)
14.大型游轮的浴室都有防滑垫,其正而设计得很粗糙,是为了增大脚与防滑垫之间的_______,与地板接触的面反而有许多小吸盘,将吸盘贴到平整的地板上,排出里面的空气,利用_______,对防滑垫产生的压力,让防滑垫不会轻易滑移.
15.为了探究气体流动时压强大小的特点,小王将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(a)所示.然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(b)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(c)所示.
①分析比较图_______可知:气体流动时,压强会变小.
②分析比较图(b)和(c)可知:_______.
16.使用简单机械可以给人们的生活带来便利.
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个_______滑轮,用来改变拉力的方向.
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小_______臂,剪断物体更省力.
17.在一个纸筒(或是质量较小的瓶子/罐子)中,把橡皮筋和配重螺母如图所示装配好,让纸筒在水平地板上向前滚动,我们会发现纸筒自己还会滚动回来,甚至可以来回滚动几次.在它向回滚动的前半段路程中,橡皮筋的弹性势能_______(选填“增加”、“减少”或“不变”).转化为纸筒的_______能.
18.测量液体密度的仪器叫做密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲),图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的.将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,在图乙杯中受到的浮力_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)在图丙杯中受到的浮力,可以判断图乙杯中液体的密度_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)图丙杯中液体的密度.
19.如图所示,细线的一端系住密度为ρ的小球,细线的另一端系于容器底部.向容器内注水后,小球的状态如图所示,此时细线对小球的拉力为T,水的密度为ρ0,则小球的体积为_______;小球受到的重力为_______.
四、综合题(共6小题,满分37分)
20.据《杭州日报》报道,2001年6月22日,在杭州动物园内,一位物理老师仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量,测量时利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆.
(1)画出如图所示位置时,杠杆受到的弹簧测力计的拉力F1及动力臂l1,阻力F2及阻力臂l2.
(2)当槽钢水平静止时,弹簧测力计的读数为200N,测得吊车吊钩的悬点O距弹簧测力计一端(B)点9m,距系铁笼处(A)点6cm,若不计槽钢和铁笼的质量,g取10N/kg.请估算大象的质量是多少吨?
(3)利用杠杆提升装有大象的铁笼时,在槽钢的另一端B点用弹簧测力计以0.5m/s的速度匀速竖直向下拉动了150s,使装有大象的铁笼向上运动了0.5m时,拉力的功率是多少?
21.如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌,靠自己双手的力量,攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片,该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80kg,攀爬高度39m,历时约200s.小明同学看到火炬手攀爬很费劲,想用物理课上学过的滑轮组可以省力的方法,将火炬手拉上去.
(1)如果小明同学站在地面上,请你在如图2所示的滑轮组中选出拉起火炬手最合适的滑轮组,画出绕线,并说明理由是什么?
(2)如果该滑轮组机械效率为80%,求小明同学的拉力?
22.小马同学用如图所示的滑轮组做“测量滑轮组的机械效率”的实验.请你完成以下任务:
(1)写出实验步骤以及需要测量的物理量;
(2)设计记录实验数据的表格.
23.小通同学在学习势能知识时,对影响物体重力势能大小因素作出了如下猜想:
①可能与物体的质量大小有关;
②可能与物体所处的高度有关:
③可能与物体所处的地理位置有关.
小通同学在验证猜想②是否正确时,他把橡皮泥平铺在水平面上,让同一个小球从不同高度由静止自由下落,记录实验结果如表所示.
在同一地理位置
实验次数
小球质量m/kg
高度h/m
橡皮泥凹陷程度
1
0.5
0.5
较浅
2
0.5
1.0
较深
3
0.5
1.5
很深
(1)判断小球重力势能大小的依据是:_______;
(2)分析实验数据可得出的结论是:_______.
(3)请你写出验证猜想①的实验方案.
24.伪劣食品对人体的伤害极其严重,能否用身边的物品作为实验器材进行鉴别?小刚同学在没有天平、量筒的情况下,用弹簧测力计、小金属块、玻璃杯、水、细线进行实验,通过测量牛奶的密度来鉴别其是否掺水.请你帮他完成:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)推导出牛奶密度的表达式(用已知量和测量量表示).
25.如图(a)所示,一个质量为m、底面积为S的薄壁圆柱形容器(足够高)放在水平地面上,且容器内盛有体积为V的水,水的密度为ρ.
(1)求容器底受到的水的压强.
(2)若将一个底面积为S0、高度为h0的实心金属圆柱体A,缓慢竖直地浸入水中,如图(b)所示,画出A的受力图.若圆柱体A缓慢浸入后使得容器对水平地面的压强增大一倍(A未浸没),求此时圆柱体A底部所处深度h.
2015-2016学年天津市和平区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(共10小题,每小题3分,满分30分)
1.小丽同学通过探究学习,思考了﹣个问题:当自己荡秋千运动到右端最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她做出了以下猜想(如图所示),你认为其中正确的是(图中的黑点表示小丽同学)( )
A.
保持静止状态 B.
继续来回摆动
C.
做匀速直线运动 D.
做匀速圆周运动
【考点】牛顿第一定律.
【分析】掌握牛顿第一定律的内容,当物体不受任何外力时将静止或做匀速直线运动.
【解答】解:当自己荡秋千运动到右端最高点时,此时重力势能最大,物体速度为零.所以处于静止状态,若受到的力全部消失,根据牛顿第一定律的内容,仍保持静止.
故选A.
2.甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的质量一定比乙大 B.甲的质量一定比乙小
C.甲的密度一定比乙大 D.甲的密度一定比乙小
【考点】压强.
【分析】压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越大;在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显.
【解答】解:由图可知,乙图的受力面积比较小,如果甲乙的压力相同时,那么应该是乙的作用效果越显著,但是图中明显显示甲图的作用效果明显,这说明甲图的压力大,因此甲的正方体的质量一定比乙大.
故选A.
3.如图所示玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中,下列哪幅图能反应橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况( )
A. B. C. D.
【考点】液体的压强的特点.
【分析】液体内部存在压强,其特点是:液体对容器底和容器壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强,液体内部压强随深度的增加而增大,在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,不同液体内部的压强还与液体的密度有关;故橡皮膜的形状由玻璃管所受的液体压强大小决定,故据此分析即可判断;
【解答】解:A、玻璃管下端更深,所受的液体液体更大,所以应该是橡皮膜向上凹,故错误;
B、玻璃管下端更深,所受的液体液体压强更大,且橡皮膜向上凹的更厉害,故正确;
C、玻璃管的右侧也处于液体中,所以右侧的橡皮膜应该向左凹,故错误;
D、玻璃管处于液体中,两侧的橡皮膜都应向内凹,故错误;
故选B.
4.小华想用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
【考点】大气压的综合应用;力的作用效果.
【分析】分析易拉罐变瘪的原因(A是手的压力、B是水的压力、C是地面的撞击力、D是大气压的作用),判断是否能体验大气压的存在而得出答案.
【解答】解:A、用手捏易拉罐,手对易拉罐施力,使易拉罐变形、变瘪,与大气压无关,不符合题意,故A错;
B、液体内部的压强随深度的增加而增大,将密封易拉罐置于深水中,受到水的压强很大,而使易拉罐变形,与大气压无关,不符合题意,故B错;
C、易拉罐从高处下落撞击地面,地面给易拉罐一个很大的力,使易拉罐变形,与大气压无关,不符合题意,故C错;
D、用注射器抽取密封易拉罐中的空气,使里面的气压变小,在外界大气压的作用下变形,符合题意,故D正确.
故选D.
5.如图,小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子,但没有推动,则此时( )
A.小虎的推力小于箱子受到的阻力
B.小虎的推力大于箱子受到的阻力
C.小虎对箱子做了功
D.小虎对箱子没有做功
【考点】二力平衡条件的应用;力是否做功的判断.
【分析】(1)物体静止或做匀速直线运动时,处于平衡状态,所受到的力是一对平衡力;
二力平衡的条件是:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
(2)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离.
【解答】解:(1)因为用水平力推静止在水平地面上的箱子,没有推动,所以箱子处于静止状态;在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力,所以摩擦阻力等于推力,故AB错误;
(2)根据做功的两个必要条件可知,箱子在力的方向上没有移动距离,所以小虎对箱子没有做功.故C错误,D正确;
故选D.
6.一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A.0.lJ B.1J C.10J D.100J
【考点】功的大小比较.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后确定最符合实际的答案.
【解答】解:一只鸡蛋的质量约50g,受到的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
从地上拿起鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,通过的距离大约2m,
所以对鸡蛋做的功大约为W=Gh=0.5N×2m=1J.
故选B.
7.图中的工具属于费力杠杆的是( )
A.
羊角锤 B.
起瓶器 C.
筷子 D.
钢丝钳
【考点】杠杆的分类.
【分析】结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
【解答】解:
A、羊角锤,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B、起瓶器,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.
8.为了探究杠杆的平衡条件,物理老师带来了一个自制杠AB,从其上找一点C用支架支起来,如图所示.当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时,发现越来越容易提起水桶.根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.水桶重和位置不变,杠杆平衡时,为什么施力点离支点越远就越省力?
B.水桶重和位置不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?
C.阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?
D.杠杆平衡时,动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系?
【考点】探究杠杆的平衡条件实验.
【分析】根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂分析即可.
【解答】解:水桶重和位置不变,即阻力和阻力臂不变,当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时,力臂不断增大,发现越来越容易提起水桶,说明力越来越小,故此实验最有探究价值且易于探究的科学问题是阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?.
故选C.
9.很多消防水桶做成如图所示的上大下小的形状,是为了( )
A.减小水对桶底的压力 B.减小水对桶底的压强
C.增大桶对手的压力 D.增大桶对手的压强
【考点】压力及重力与压力的区别.
【分析】重力方向竖直向下,若形状为上大下小,则液体的重力部分作用在容器壁上,对容器底的压力小于液体的重力.
【解答】解:A.水桶做成上大下小的形状,这样水的重力没有全部作用在桶底,可减小水对桶底的压力,故A正确;
B.上大下小的水桶和圆柱形的水桶相比,装有相同深度的水,根据p=ρgh可知,也不能减小水对桶底的压强,故B错误;
C.提起水桶时,桶对手的压力等于水桶的总重力,水桶做成上大下小的形状,并没有增大水的重力,所以不能增大桶对手的压力,故C错误;
D.桶与手的接触面积没有减小,故也不能增大桶对手的压强,故D错误.
故选A.
10.如图所示,用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块,用时2s,由图中数据可知,以下说法正确的是( )
A.拉力的功率是120W
B.斜面的机械效率是80%
C.木块受到的摩擦力是1N
D.若图中的斜面变陡,则该斜面的机械效率将变小
【考点】功率的计算;摩擦力的大小;斜面的机械效率.
【分析】(1)由弹簧测力计读出拉力,由W=Fs计算拉力做功,由P=计算拉力的功率;
(2)由W=Gh计算有用功,再由η=计算机械效率;
(3)先计算额外功,再由W额=fs计算摩擦力;
(4)斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关.在斜面粗糙程度一定时,斜面倾斜程度越大,斜面机械效率越高;在斜面倾斜程度一定时,斜面越光滑,斜面机械效率越高.
【解答】解:
A、由图知,弹簧测力计示数F=6N,斜面长s=40cm=0.4m,
所以拉力做功(总功):W总=Fs=6N×0.4m=2.4J,
所以拉力的功率:P===1.2W,故A错误;
B、由图可得有用功:W有=Gh=10N×0.2m=2J,
所以斜面的机械效率:η=×100%=×100%≈83.3%,故B错误;
C、由W总=W有+W额可得,W额=W总﹣W有=2.4J﹣2J=0.4J,
由W额=fs可得摩擦力:f===1N,故C正确;
D、斜面的粗糙程度不变,将图中的斜面变陡,则该斜面的机械效率将增大,故D错误.
故选C.
二、多项选择题(共3小题,每小题3分,满分9分)
11.如图所示,用水平力F拉着长木板A在水平地面上做匀速直线运动,木块B始终静止不动.若不计绳和弹簧测力计重,下列说法中不正确的是( )
A.木块B不受摩擦力
B.木块B受到方向向左的摩擦力
C.木块B受到的重力和对木板A的压力是平衡力
D.拿掉木块B后,木板A在拉力F的作用下继续做匀速直线运动
【考点】摩擦力产生的条件;平衡力的辨别;力与运动的关系.
【分析】(1)当两物体发生相对运动时,受到的摩擦力;
(2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;
(3)平衡力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上;
(4)对木板A进行受力分析即可.
【解答】解:A、木块B与A相互接触,有相对运动,故木块B受到摩擦力的作用,故A错误;
B、滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,木块B相对于A向右运动,故木块B受到的摩擦力向左,故B正确;
C、木块B受到的重力竖直向下,对木板A的压力向下,故它们不是一对平衡力,故C错误;
D、木板A之所以做匀速直线运动是因为受到平衡力的作用,拿掉木块B后,木板A不受B的摩擦力,在拉力F的作用下木板A受到的力不再平衡,故木板A不会继续做匀速直线运动,故D错误.
故选:ACD.
12.小强同学利用如图所示的滑轮组去拉物体,使重为2000N的物体A沿水平方向在3s内匀速移动了6m,若A所受地面的摩擦力f=600N,小强同学所用拉力F=250N,在这个过程中( )
A.重力做了12000J的功 B.有用功为3600J
C.该装置的机械效率为80% D.拉力F的功率为500W
【考点】机械效率的计算;功的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.
【分析】(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离.
(2)知道摩擦力的大小和物体移动的距离,利用W有用=fs求有用功;
(3)由图可知,n=3,则拉力端移动的距离:s=3s物,求出总功,利用机械效率的公式求该装置的机械效率;
(4)知道做功时间,利用功率的公式求拉力的功率.
【解答】解:
A、物体在重力的方向上没有移动距离,故重力没有做功,重力做功为0,故A错;
B、已知f=600N,s=6m;W有用=fs物=600N×6m=3600J,故B正确;
C、由图可知,n=3,则拉力端移动的距离:s=3s物=3×6m=18m,
拉力做的总功:
W总=Fs=250N×18m=4500J,
该装置的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=80%,故C正确;
D、拉力F的功率:
P===1500W,故D错.
故选BC.
13.水平桌面上的烧杯中装有适量的水,一木块用细线系住,细线另一端固定在烧杯底部,如图所示,剪断细线后,木块上浮最后漂浮在水面,木块漂浮在水面上时与剪断细线前相比较( )
A.木块受到的浮力变小
B.烧杯底部受到水的压强变小
C.烧杯底部受到水的压力变化量等于木块受到浮力的变化量
D.桌面受到压力的变化量等于木块受到浮力的变化量
【考点】阿基米德原理;液体的压强的特点.
【分析】A、根据F浮=ρ液gV排判断浮力的变化;
B、根据V排的变化判断烧杯底部所受压强的变化;
C、根据力的作用的相互性分析即可;
D、桌面受到的压力等于容器的总重.
【解答】解:A、剪断前木块完全浸没,剪断后,木块部分浸没,由F浮=ρ水gV排可知,木块受到的浮力变小,A正确;
B、剪断后,木块漂浮,木块排开水的体积变小,可知水的深度变小,对容器底的压强变小,B正确;
C、由于是圆柱体容器,水给木块浮力作用,木块会给水压力,所以压力的变化量等于木块受到浮力的变化量,C正确;
D、桌面受到压力始终等于容器、木块、水的总重,剪断细线后,桌面受到压力不变,变化量为零,D错误.
故选ABC.
三、填空题(共6小题,每小题4分,满分24分)
14.大型游轮的浴室都有防滑垫,其正而设计得很粗糙,是为了增大脚与防滑垫之间的摩擦力,与地板接触的面反而有许多小吸盘,将吸盘贴到平整的地板上,排出里面的空气,利用大气压,对防滑垫产生的压力,让防滑垫不会轻易滑移.
【考点】增大或减小摩擦的方法;大气压的综合应用.
【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大,接触面粗糙,滑动摩擦力越大.
(2)吸盘是利用大气压的作用工作的.
【解答】解:(1)浴室防滑踏垫,其正面设计得很粗糙,这样在压力一定的情况下,增大了接触面的粗糙程度,从而增大了脚与垫之间的摩擦.
(2)防滑垫的背面有许多小吸盘,将吸盘内的空气挤压出来以后,在大气压的作用下,吸盘被挤压到地面上,起到了防滑的作用.
故答案为:摩擦力;大气压.
15.为了探究气体流动时压强大小的特点,小王将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(a)所示.然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(b)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(c)所示.
①分析比较图a、b(或a、c)可知:气体流动时,压强会变小.
②分析比较图(b)和(c)可知:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
【考点】流体压强与流速的关系.
【分析】根据流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.解决此题的关键是要明确向两张纸中间吹起时,两纸中间气体流速与外侧气体流速不同.
【解答】解:a图,未吹气时,两纸片内外侧气体流速相同,压强相等,纸片自然下垂;
当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小.纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小;
c图比b图气体流速更快,纸片靠拢得更近,说明流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
故答案为:a、b(或a、c);流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
16.使用简单机械可以给人们的生活带来便利.
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个定滑轮,用来改变拉力的方向.
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小阻力臂,剪断物体更省力.
【考点】定滑轮及其工作特点;杠杆的应用.
【分析】解决此题要知道:
(1)定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向.
(2)根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力.
【解答】解:(1)国旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向;
(2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1L1=F2L2可知:阻力臂L2越小,越省力.因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力.
故答案为:(1)定;(2)阻力.
17.在一个纸筒(或是质量较小的瓶子/罐子)中,把橡皮筋和配重螺母如图所示装配好,让纸筒在水平地板上向前滚动,我们会发现纸筒自己还会滚动回来,甚至可以来回滚动几次.在它向回滚动的前半段路程中,橡皮筋的弹性势能减少(选填“增加”、“减少”或“不变”).转化为纸筒的动能.
【考点】动能和势能的大小变化;动能和势能的转化与守恒.
【分析】根据动能和势能之间的相互转化,进行分析回答;动能与物体的质量与速度有关,弹性势能与弹性形变的大小有关.
【解答】解:
纸筒向前滚动时,配重螺母由于惯性不旋转,使得橡皮筋拧紧在一起,具有弹性势能,该过程主要是动能转化为弹性势能;
纸筒在向后滚动时,前半段路程,橡皮筋展开,越滚越快,橡皮筋的弹性势能减少、动能增大,弹性势能转化为动能;后半段,动能转化为弹性势能.
故答案为:减少;动.
18.测量液体密度的仪器叫做密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲),图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的.将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,在图乙杯中受到的浮力等于(选填“大于”、“小于”或“等于”)在图丙杯中受到的浮力,可以判断图乙杯中液体的密度小于(选填“大于”、“小于”或“等于”)图丙杯中液体的密度.
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【分析】同一支密度计的重力不变,放入乙、丙两种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮的条件可知在两种液体中所受浮力的大小关系;由图可知,密度计排开液体之间的关系,根据阿基米德原理判断密度计在两种液体中的读数关系.
【解答】解:由图可知,密度计在乙、丙液体中处于漂浮状态,此时F浮=G,
同一支密度计的重力不变,
密度计在两种液体中所受的浮力相等;
乙中密度计排开液体的体积大于丙中排开液体的体积,
根据F浮=ρgV排可知,乙液体的密度小于丙液体的密度.
故答案为:等于;小于.
19.如图所示,细线的一端系住密度为ρ的小球,细线的另一端系于容器底部.向容器内注水后,小球的状态如图所示,此时细线对小球的拉力为T,水的密度为ρ0,则小球的体积为;小球受到的重力为.
【考点】阿基米德原理;重力的计算.
【分析】木块在水中静止时,在竖直方向受到重力、拉力和浮力作用.根据力的合成,将等式变形可求得小球的体积.然后利用G=mg和ρ=计算小球受到的重力.
【解答】解:小球处于静止状态,此时细线对小球的拉力为T,则小球一共受到受到重力、拉力以及浮力3个作用,
则F浮=G+T,即ρ0gV排=mg+T=ρgV球+T,
因小球全部浸没,故V排=V球,
则ρ0gV排﹣ρgV球=T,
解得V=.
根据G=mg和ρ=可得,小球受到的重力为:
G=ρVg=ρ××g=.
故答案为:;.
四、综合题(共6小题,满分37分)
20.据《杭州日报》报道,2001年6月22日,在杭州动物园内,一位物理老师仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量,测量时利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆.
(1)画出如图所示位置时,杠杆受到的弹簧测力计的拉力F1及动力臂l1,阻力F2及阻力臂l2.
(2)当槽钢水平静止时,弹簧测力计的读数为200N,测得吊车吊钩的悬点O距弹簧测力计一端(B)点9m,距系铁笼处(A)点6cm,若不计槽钢和铁笼的质量,g取10N/kg.请估算大象的质量是多少吨?
(3)利用杠杆提升装有大象的铁笼时,在槽钢的另一端B点用弹簧测力计以0.5m/s的速度匀速竖直向下拉动了150s,使装有大象的铁笼向上运动了0.5m时,拉力的功率是多少?
【考点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件;功率的计算.
【分析】(1)使杠杆转动的力叫动力,阻碍杠杆转动的力叫阻力.从支点到动力作用线的距离是动力臂,从支点到阻力作用线的距离是阻力臂;
(2)已知拉力(动力)、动力臂、阻力臂,利用杠杆平衡条件得到大象重力(阻力),然后根据重力与质量成正比,得到大象的质量;
(3)已知拉力和拉力移动的速度,利用P=Fv得到拉力的功率.
【解答】解:
(1)由图知,O点为支点,动力作用点在B点,方向竖直向下,阻力作用点在A点,方向竖直向下;从支点到动力作用线的距离是动力臂L1,从支点到阻力作用线的距离是阻力臂L2.如图所示:
(2)不计槽钢和铁笼的质量,根据杠杆平衡条件有F1L1=F2L2,
所以,大象的重力:G=F2===3×104N,
由G=mg可得,大象的质量:
m===3×103kg=3t;
(3)拉力的功率:P===Fv=200N×0.5m/s=100W.
答:
(1)如图:
(2)大象的质量是3t;
(3)拉力的功率是100W.
21.如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌,靠自己双手的力量,攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片,该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80kg,攀爬高度39m,历时约200s.小明同学看到火炬手攀爬很费劲,想用物理课上学过的滑轮组可以省力的方法,将火炬手拉上去.
(1)如果小明同学站在地面上,请你在如图2所示的滑轮组中选出拉起火炬手最合适的滑轮组,画出绕线,并说明理由是什么?
(2)如果该滑轮组机械效率为80%,求小明同学的拉力?
【考点】滑轮组的设计与组装;滑轮(组)的机械效率.
【分析】(1)滑轮组的绕法要求最省力,就要求承担物体重力绳子股数要最多,且人在地面向下拉绳子,同时考虑这两个方面画出滑轮组最省力的绕法.
(2)根据公式η==可求拉力的大小.
【解答】解:(1)由=图可以看出,小明同学站在地面上拉动绳子,因此绳子的拉动方向应向下,因此确定自由端的绳子,然后依次向内绕.如图所示:
(2)由图可知,n=4,
他和轮椅总重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N,
因为η====,
所以拉力F===250N.
答:(1)滑轮组的绕法见解答图;因为拉力方向向下且更省力;
(2)小明同学的拉力至少要250N.
22.小马同学用如图所示的滑轮组做“测量滑轮组的机械效率”的实验.请你完成以下任务:
(1)写出实验步骤以及需要测量的物理量;
(2)设计记录实验数据的表格.
【考点】滑轮(组)机械效率的测量实验.
【分析】(1)要测量滑轮组的机械效率,需要测量物体的重力,物体升高的距离,求出有用功;测量绳子自由端的拉力和拉力移动的距离,求出总功;根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率;
(2)实验表格的设计:实验中要记录物体的重力、物体升高的距离、拉力、绳子自由端移动的距离,求出滑轮组的机械效率,表格中要记录5个物理量.
【解答】解:
(1)实验步骤:
①用调好的弹簧测力计测出钩码所受到的重力G,并记录到实验数据记录表中;
②按示意图组装实验器材,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,读出拉力F,用刻度尺测出钩码上升的高度h和拉力通过的距离s,将F、s和h的数值记录到实验数据记录表中;
③改变钩码的数量,再测量两组实验数据;
④根据η==计算出动滑轮的机械效率,并记录到实验数据记录表中.
(2)测量滑轮组的机械效率实验数据记录表:
序号
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
3
23.小通同学在学习势能知识时,对影响物体重力势能大小因素作出了如下猜想:
①可能与物体的质量大小有关;
②可能与物体所处的高度有关:
③可能与物体所处的地理位置有关.
小通同学在验证猜想②是否正确时,他把橡皮泥平铺在水平面上,让同一个小球从不同高度由静止自由下落,记录实验结果如表所示.
在同一地理位置
实验次数
小球质量m/kg
高度h/m
橡皮泥凹陷程度
1
0.5
0.5
较浅
2
0.5
1.0
较深
3
0.5
1.5
很深
(1)判断小球重力势能大小的依据是:橡皮泥凹陷的程度;
(2)分析实验数据可得出的结论是:物体的质量和所处的地理位置相同时,高度越高,重力势能越大.
(3)请你写出验证猜想①的实验方案.
【考点】探究影响物体势能大小的因素.
【分析】(1)物体具有能量的多少可以通过其对外做功的多少来体现,根据这个思路可知,根据物体对橡皮泥做功的多少来反映其重力势能的多少.
(2)橡皮泥凹陷的程度,体现了物体对其做功的多少.根据控制变量法的思想,可以得到物体重力势能的多少与质量的关系.
(3)根据控制变量法,小通猜想物体的重力势能的大小可能与①可能与物体的质量大小有关②可能与物体所处的高度有关③可能与物体所处的地理位置有关,所以要对因素①进行验证,就要控制②③两个因素相同.
【解答】解:(1)小球重力势能的多少是通过其对橡皮泥做功的多少来体现的.所以可以通过橡皮泥凹陷的程度,来体现小球重力势能的多少.这是一种转换的思想.
(2)本实验研究的物体是同一个小球,所以质量相同,但小球下落的高度越高,橡皮泥被砸的凹陷的程度越大,说明小球具有的重力势能越大.
(3)对猜想①进行验证,就要控制②③两个个因素相同,实验方案:把橡皮泥平铺在水平面上,让3个质量不同的小球从同一高度由静止自由下落,观察橡皮泥的凹陷程度,在表格中记录实验结果.
故答案为:(1)橡皮泥凹陷的程度;
(2)物体的质量和所处的地理位置相同时,高度越高,重力势能越大;
(3)把橡皮泥平铺在水平面上,让3个质量不同的小球从同一高度由静止自由下落,观察橡皮泥的凹陷程度,在表格中记录实验结果.
24.伪劣食品对人体的伤害极其严重,能否用身边的物品作为实验器材进行鉴别?小刚同学在没有天平、量筒的情况下,用弹簧测力计、小金属块、玻璃杯、水、细线进行实验,通过测量牛奶的密度来鉴别其是否掺水.请你帮他完成:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)推导出牛奶密度的表达式(用已知量和测量量表示).
【考点】设计实验测密度.
【分析】根据实验给出的器材,可分别测出小金属块浸没在水和牛奶中时所受的浮力,根据V排不变的特点得出牛奶密度和水的密度关系,求出牛奶密度的表达式.
【解答
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