2022~2023学年度第二学期期末质量监测
八年级物理试题
第I卷(选择题共20分)
第1卷共10小题,每小题2分,共20分,每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。答案请按要求填涂在答题卡上。
1.下图所示的工具中,属于费力杠杆的是:
A.钢丝钳 B.起子
C.羊角锤 D.镊子
2.如图所示是在电子显微镜下观察到的新冠病毒,该病毒一般呈球形,直径在75~160nm之间,主要通过飞沫传播。下列关于该病毒的说法正确的是( )
A.新冠病毒最大直径约为1.6×10-4m
B.在新冠病毒、原子、电子中,空间尺度最大的是新冠病毒
C.新冠病毒主要通过飞沫传播,说明分子在永不停息地运动
D.戴口罩可防止新型冠状病毒的感染,因为口罩分子间空隙小于病毒直径
3.足球是我们很多中学生喜爱的一项活动。下列足球运动中描述正确的是( )
A.足球滚出后慢慢停下来是因为没有力维持足球的运动
B.头球破门时,头对足球的力大于足球对头的力
C.守门员踢出的足球,由于受到惯性的作用能够在空中继续飞行
D.踢球瞬间,改变球运动状态的力是因为脚发生形变产生的
4.下列运动员所施加力的作用效果有一个与其它不同的是( )
A.体操运动员比赛时身体对单杠的压力
B.射箭运动员射箭时对弓弦的拉力
C.铅球运动员扔铅球时对铅球的推力
D.跳水运动员对跳板的压力
5.用已调好的托盘天平测量物体质量的过程中,向右盘加入最小质量砝码后,指针位置如图所示,此时应进行的操作是( )
A.将平衡螺母向左调节B.将最小的砝码取下C.向左移动游码D.移动左盘中物体的位置
6.下列实例中,属于利用惯性的是( )
A.拍打窗帘来清除浮灰B.车辆拐弯时需要减速
C.公交车启动时抓好扶手D.起跑时脚用力蹬地
7.中国航天科技事业的快速发展让我们相信,不久的将来,我国的宇航员将登上月球。就我们的书本实验中,你认为月球上不能进行是( )
A. 利用压强计研究液体内部的压强特点
B. 利用天平、量筒测量月球岩石的密度
C. 红墨水在水中的扩散实验
D. 吹纸条,纸条上扬实验
8.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小相同分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
D.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa>Fb
9.有A、B、C三个轻质小球,将其两两靠近,出现如图甲、乙、丙所示现象。下列判断正确的是( )
A.A、C两球一定带电,B球可能带电
B.A、B两球一定带电,C球可能带电
C.A、B、C三个球都一定带电
D.A、B、C都有可能带电,有可能不带电
10.如图所示,放在水平桌面上的柱形容器中放有一密度为0.8g/cm3,边长为10cm的正方体(与底部没有紧密贴合)。缓慢地向容器中注入水,则物体受到的浮力F浮、浮力对物体做功的大小W、物体对容器底部的压强p、容器对桌面的压强pˊ,这些物理量随液面高度H的变化图像正确的是( )
A.B.C.D.
第Ⅱ卷(非选择题共70分)
二、填空题(本大题共5小题,每空1分,共20分)
11.如图所示为根据“力与运动”的有关内容绘制的知识结构图,请将图中内容填写完整:①处应为_______、②处应为_______。图中线条表示知识间的逻辑关系,③这根线前后知识蕴含的物理意义是:______________。
12.如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验中是通过比较海绵的_______来比较压力作用效果的大小,
(2)探究压力的作用效果与受力面积的关系,通过比较图_______和图丙两次实验,可得出结论:当压力一定时,受力面积越_______,压力作用效果越小;
(3)下列事例中,应用第2问结论的是_______(填序号)
A.课桌的边缘设计成圆弧形状B.体操运动员在手上涂抹镁粉
C.压路机的碾子质量做得很大D.客机机翼是上凸下平的形状
13.小明将装有适量某液体的烧杯,放在已调平的天平上测质量,天平平衡后,如图甲所示。则液体和烧杯的总质量是_______g;然后将烧杯内的部分液体倒入量筒中,如图乙所示,液体的体积是_______cm3;小明用天平测量了剩余的液体及烧杯的总质量为40g,则根据上述实验数据可知该液体的密度是_______kg/m3。若整理器材时发现,其中一个20g的砝码被磕掉了一小块而没有被发现,则所测液体密度_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
14.如图为我国古人运送巨木的情景,他们通过横杆、支架、石块等将巨木一端抬起并移动,巨木身下垫上小圆木是为了_______,支架下面垫上面积较大的石块目的是______________,根据情境简化成下图,已知巨木质量3t,重心在巨木中间位置,则抬起巨木,栓在巨木最右端有10圈绳子,则每根绳子的作用力为_______N,假设有一群人均体重800N的壮汉集中发力,作用点集中于B点,已知LOA∶LOB=1∶3,若能将巨木右端抬起,则至少需要_______位壮汉。
15.学习小组用矿泉水瓶进行了如下探究。
(1)如图甲所示。他用水平力推动底部时,瓶子沿桌面平稳的移动;他用相同的水平力推瓶盖时,瓶子翻了,验证的是力的作用效果与力的_______有关。
(2)如图乙,推动竖立的装有水的矿泉水瓶所需要用的力比推动竖立的空矿泉水瓶所需要用的力大,说明了摩擦力大小与_______有关。
(3)在矿泉水瓶中装满水,用纸片盖住瓶口,倒置过来,观察到如图丙所示的现象,可以说明_______的存在。
(4)利用矿泉水瓶和玻璃小瓶可以做成“浮沉子”,如图丁所示,其中_______的瓶盖需要敞开,当用力挤压饮料瓶时,玻璃小瓶中气体的密度变大,玻璃小瓶会_______(选填“上浮”或“下沉”)。
三、解答题(本大题共7小题,共50分)
16.如图,孔明灯升空后做匀速直线运动,画出它的受力示意图,忽略空气阻力。
17.如图是放在水平地面上的座椅侧面图,要在C点用最小的力F使座椅绕B点转动,请在图中画出F的示意图及其力臂L。
18.如图,杂技演员匀速爬坡,请画出他的重力和斜面对独轮车的摩擦力示意图。
19.如图所示,重为620N的工人利用如图滑轮组将重为580N的建筑材料运送到二楼,已知动滑轮重20N,工人匀速拉绳子,使建筑材料在30s内匀速提升了3m,g取10N/kg,(绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计)。求:
(1)工人向下拉绳的作用力;
(2)运送材料时工人做功的功率;
(3)若工人双脚与地面的总接触面积为0.03m2,则在提升建筑材料的过程中,工人对地面的压强。
20.小萱同学有一次在家洗碗时,发现碗既可以浮在水面,也可以沉入水底。好学的小萱用电子秤测出碗的质量为80g。先让碗漂浮在水面上,此时液面位置如图甲所示。当碗沉入水底,发现水面下降了,如图乙所示。小萱加入质量48g的水后液面才到达碗漂浮在水面时的液面位置。求:(g取10N/kg)
(1)碗的重力;
(2)碗的密度;
(3)碗沉入水底时所受浮力。
21.小华同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时,进行了如下操作:
(1)将杠杆悬挂在支点O,如图1所示,他应将杠杆的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)端调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是实验时可不考虑_______这一物理量对实验的影响;
(2)杠杆水平平衡后,他在A点挂4个钩码,每个钩码重0.5N,如图2所示,若在C点用弹簧测力计(已校零)竖直向_______拉,使杠杆在水平位置平衡,则此时测力计的示数是_______N;若弹簧测力计拉力方向逆时针转过一定角度,则测力计示数_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)也可以用弹簧测力计在B点施加拉力进行探究,小明和小华对弹簧测力计重新校零,取两个弹簧测力计,先将它们正立校零,然后按如图3所示秤钩相挂,此时只要移动弹簧测力计_______(选填“甲”或“乙”)的指针,使其示数与另一弹簧测力计示数相同即可完成校零。
22.小姜在探究阻力对物体运动的影响时,让同一小车从同一斜面的同一高度滑下,在表面材料不同的水平面上运动,分别停在如图1所示的不同地方;
(1)由实验现象我们可以得出结论:水平面上小车所受阻力越_______,速度减小得越_______,滑行越远;
(2)实验中每次将小车从同一斜面、同一高度滑下,目的是让小车到达水平面时具有相同的_______;
(3)由实验现象我们可以推断:假如表面绝对光滑,水平面上运动的小车在水平方向上不受力,它将做_______运动,这说明物体运动_______(选填“需要”或“不需要”)力来维持。力是改变物体运动状态的原因;
(4)通过上述探究,小姜思考如下问题:将图2所示的摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,若悬线断裂,则摆球将做_______(选填“曲线”、“加速直线”或“匀速直线”)运动;若摆到B时小球所受的力全部消失,则摆球将做_______运动。
23.课外兴趣小组的同学想自制液体密度的测量工具;
(1)小组A:利用图甲所示装置,将被测液体倒入小塑料桶至标记处,用量程为5N的弹簧测力计称出液体和小桶的总重力,即可得知被测液体的密度;
图乙是已经标注好的一些数据,根据数据可知小桶的重力为_______N,被测量液体的体积为_______cm3;
(2)小组B:利用弹簧测力计、金属块、细线、纸、笔以及水和煤油等器材,将弹簧测力计改装成一支密度计。步骤如下:
①将金属块挂在弹簧测力计下,读出测力计示数为F1;
②将金属块浸没在水中,如图丙所示,金属块静止时弹簧测力计示数为F2;
③将金属块_______在待测液体中,金属块静止时弹簧测力计示数为F3;则待测液体的密度为_______(用字母表示);
(3)小组C:利用家里的吸管和细铜丝自制了密度计,操作如下:
①将适量细铜丝塞入吸管下部;
②将制作好的吸管轻轻放入水中,发现吸管倾倒在水中,应做_______调整,直至吸管能_______;在水面处做上标记(如图丁所示),并标上刻度值为1g/cm3;
③用刻度尺测出标记到吸管底部的距离为H,按0.1g/cm3的分度值刻画刻度及标上对应刻度值,0.8g/cm3的刻度线距离底部的距离为_______H;
有小组成员提出:用即将用完的水笔笔芯(如图戊)作为密度计,直接按上面②③步进行刻度划分;请你判断所标刻度是否准确,并写出原因:______________。
24.阅读短文,回答问题。
“海翼-7000”水下滑翔机
近些年我国在太空领域获得的成就令世界瞩目,其实我国在深海领域的探究成就也毫不逊色。例如在2017年,我国研发的水下滑翔机“海翼-7000”(如图甲)在第三次深渊科考中最大下潜深度达到6329米,刷新了当时的世界纪录,在后期的科研过程中,我国科学家不断攀登科学高峰,水下滑翔机一次次刷新着我国保持的深潜记录。
水下滑翔机的总体外形设计成流线型,机器设备深潜到几千上万米深的海沟中,就需要采用特殊材质制造外壳,否则水压就把它压扁了,水下滑翔机使用的是碳纤维外壳,又轻又薄,可以省出更多的体积和质量用在电池上,这样可以增强它的续航能力。
图乙是“海翼-7000”水下滑翔机的部分结构示意图,该滑翔机总重515牛,在滑翔机的肚子里,安装了一个类似于鱼鳔的油囊,同时肚子里还有可以前后移动的电池。当滑翔机需要下潜的时候,引擎将油压进内油囊,浮力也就随即减小,同时电池自动向前移动,使得重心前移,水下滑翔机就头部朝下滑行,下降过程中机翼受到海水作用力,获得水平向前的推力,使滑翔机得以向前运动;当需要上浮的时候,引擎将油压进外油囊,浮力随即增大,同时电池向后移动,滑翔机抬起头向上滑行,上升过程中机翼受到海水作用力,也会产生一个水平向前的动力,使滑翔机得以向前运动。海翼号就这样在科研人员的操纵下上浮、下潜,海豚一样在水下形成W形的运动轨迹。
(1)如图水下滑翔机的外形设计成流线型,是为了_______;水下滑翔机下潜越深需要承受的水压越大,是因为海水的压强随_______的增加而增大;
(2)下列有关水下滑翔机说法正确的是_______;
A.水下滑翔机外壳使用强度高、密度大的碳纤维材料
B.水下滑翔机前进的动力来源于电池供电
C.水下滑翔机无法在水下沿水平方向前进
D.水下滑翔机与客机一样,升力获得的原理是流体流速与压强的关系
(3)从物体的浮沉条件分析,水下滑翔机是靠改变_______实现浮沉的。需要上浮时,引擎将油压进外油囊,从而使得排开水的体积_______(选填“增大”“减小”或“不变”),受到的浮力_______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力;
(4)当外油囊中无油时,滑翔机排开水的体积为0.0495m3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示,当该滑翔机处于600米的深度时刚好悬浮,此时海水的密度及外油囊中油的体积为多少?请写出计算过程(忽略海水压强对滑翔机外壳体积的影响,g=10N/kg)。
参考答案
1.D
【详解】动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆,四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的,故应选D.
2.B
【详解】A.由题意可知,病毒直径在75~160nm之间,已知1nm=10-9m,则该病毒最大直径约为
新冠病毒最大直径约为1.6×10-7m,故A错误;
B.由题意可知,新冠病毒直径在75-160nm之间,原子的直径大约为10nm,电子比原子还小,可知空间尺度最大的是新冠病毒,故B正确;
C.新冠病毒主要通过飞沫传播,而飞沫和病毒不是分子,飞沫和病毒在空气中的运动是机械运动,不能说明分子在永不停息地运动,故C错误;
D.由于口罩中间层通过工艺带上静电,而带电物体能够吸引轻小物体,所以不是因为口罩分子间空隙小于病毒直径,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】A.足球最终会停下来,是因为受到地面的摩擦阻力作用,阻力的方向与足球运动的方向相反,说明力可以改变物体的运动状态,而不是因为没有力来维持它的运动,故A错误;
B.头球破门时,头对足球的力与足球对头的力是一对相互作用力,二者大小相等,故B错误;
C.守门员踢出的足球,由于足球具有惯性,能够在空中继续飞行,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故C错误;
D.踢球瞬间,改变球运动状态的力是脚对足球的力,是脚发生形变产生的,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】体操运动员比赛时身体对单杠的压力使单杠发生微小的形变,是力改变了单杠形状;射箭运动员射箭时对弓弦的拉力,使弓发生了形变,是力改变了弓的形状;铅球运动员扔铅球时对铅球的推力,使铅球由静止变成运动,是力使铅球的运动状态发生改变;跳水运动员对跳板的压力,使跳板发生了形变,是力改变了跳板的形状;综上所述,C选项的作用效果与其它不同,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】由图可知,当加入最小砝码后,指针偏右,说明右侧的总质量大于物体的质量,此时应该取下最小的砝码,然后向右移动游码,直到横梁平衡。需要注意在用天平测量物体质量时,不能再去移动平衡螺母。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.A
【详解】A.拍打窗帘来清除浮灰时,用力将窗帘拍走,浮灰由于具有惯性保持静止,与窗帘分离,故A符合题意;
B.车辆拐弯时需要减速,由于车辆具有惯性,保持原来的速度运动,容易发生侧翻,所以是防止惯性的危害,故B不符合题意;
C.公交车启动时抓好扶手,由于乘客具有惯性,车辆启动时,乘客由于惯性相互倾倒,所以是防止惯性的危害,故C不符合题意;
D.起跑时脚用力蹬地,人向后蹬地时,由于力的作用是相互的,所以地对人有向前的力,故D不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】A.由于月球上的物体仍然受到月球的引力作用,所以在月球上液体内部仍存在液体压强,故可以利用压强计研究液体内部的压强特点,故A不符合题意;
B.月球上的岩石仍然受到月球的引力作用,所以能用天平测量岩石的质量,岩石在水中仍处于下沉状态,所以能用量筒测量岩石的体积,所以可以利用天平、量筒测量月球岩石的密度,故B不符合题意;
C.由于扩散现象是分子不停地做无规则运动造成的,在月球上分子仍不停地做无规则运动,所以红墨水在水中的扩散实验能够完成,故C不符合题意;
D.由于月球上没有空气,所以吹纸条时,纸条的上下方没有流体流动,不能产生压强差,所以纸条不会上扬,故D符合题意。
故选D。
8.C
【详解】A.容器静止在水平桌面上,受到的竖直向下的重力和竖直向上的支持力是一对平衡力,桌面对容器支持力
F=G总=m容g+m液g
由于容器、液体的质量都相等,所以桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲=F乙,故A错误;
B.由图可知,a、b两种液体的体积Va>Vb,而a、b两种液体的质量是相等的,根据可知,ρa<ρb,根据p=ρgh可知,容器中液体深度相同,两种液体对容器底部的压强pa
C.容器的总重力相同,对水平桌面的压力相等,受力面积相同,根据可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故C正确;
D.由于两种液体对容器底部的压强pa故选C。
9.A
【详解】A、B、C三个都是轻质小球,根据图示可知,A、C相互排斥,由于同种电荷相互排斥,则A、C一定带同种电荷;A、B相互吸引,则B可能带与A不同的电荷,也可能不带电;B、C相互吸引,则C可能带与B不同的电荷,也可能不带电;故A正确,BCD错误。
故选A。
10.B
【详解】A.缓慢地向容器中注入水,则物体排开液体的体积逐渐增大,当物体受到的浮力等于重力时,物体开始漂浮,浮力大小等于重力,并保持不变,所以物体受到的浮力先增大后不变,故A错误;
B.缓慢地向容器中注入水,在物体受到的浮力等于重力前,物体处于沉底状态,物体没有在浮力作用下上升距离,所以开始浮力不做功;在物体受到的浮力等于重力后,随着水增多,物体漂浮在液体表面,并开始上升,浮力对物体做功逐渐增大,故B正确;
C.缓慢地向容器中注入水,物体受到浮力逐渐增大,直到物体受到的浮力等于重力时,物体对容器底部的压力为0,所以物体对容器底部的压强也为0,故C错误;
D.缓慢地向容器中注入水,则容器、水、物体的重力总和逐渐增大,容器对桌面的压强逐渐增大,故D错误。
故选B。
11.静止不受力力是改变物体运动状态的原因
【详解】[1]由二力平衡条件可知,物体处于静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态,所以运动状态不变分为静止和匀速直线运动,故①处应为静止。
[2]由牛顿第一定律可知,物体在不受任何外力作用时,将永远保持静止或匀速直线运动状态,所以②处为不受力。
[3]物体在受力不平衡时,运动状态会发生改变,说明力是改变物体运动状态的原因。
12.凹陷程度乙大 A
【详解】(1)[1]实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,属于转换法的运用。
(2)[2][3]比较乙、丙两种情况,压力相同,受力面积不同,说明压力作用效果跟受力面积大小有关,当压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。
(3)[4]第2问结论是:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显;
A .有些课桌的边缘设计成圆弧形状,是压力一定时,增大受力面积,减小压强,故A符合题意;
B .体操运动员在手上涂抹镁粉,是增大摩擦力,故B不符合题意;
C .压路机的碾子质量做得很大,是在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故C不符合题意;
D .客机机翼是上凸下平的形状,是利用流速大的地方压强小,故D不符合题意。
故选A。
13. 94 60 0.9×103不变
【详解】[1]由图甲可知标尺上的分度值为0.2g,游码对应刻度为4g,所以液体和烧杯的总质量
m=50g+20g+20g+4g=94g
[2]由图乙可知,量筒的分度值为2mL,量筒中液体的体积为60mL,合60cm3。
[3]剩余的液体及烧杯的总质量为40g,则该液体的密度
[4]若整理器材时发现,其中一个20g的砝码被磕掉了一小块而没有被发现,由测量量筒中液体的质量是用两次天平测量的质量之差,所以测量的质量是准确的,故所测液体的密度不变。
14.减小摩擦减小压强 750 7
【详解】[1]巨木身下垫上小圆木是通过变滑动为滚动来减小摩擦力。
[2]支架下面垫上面积较大的石块是通过增大接触面积来减小压强。
[3]已知巨木质量3t,则巨木的重力
G=mg=3t×10N/kg=3000kg×10N/kg=30000N
重心在巨木中间位置,在巨木的一端抬起巨木,则拉力的力臂为重力的力臂的2倍,栓在巨木最右端有10圈绳子,则有20根绳子承担拉力,由杠杆平衡条件可得
30000N×1=20F×2
解得
F=750N
[4]人均体重800N的壮汉集中发力,作用点集中于B点,已知LOA∶LOB=1∶3,若能将巨木右端抬起,由杠杆平衡条件可得
20F×LOA=F1×LOB
代入数据
20×750N×1=F1×3
解得
F1=5000N
则至少需要壮汉数量
15.作用点压力大气压玻璃小瓶下沉
【详解】(1)[1]如图甲所示,他用水平力推动底部时,瓶子沿桌面平稳的移动,力作用在瓶子的底部;他用相同的水平力推瓶盖时,瓶子翻了,此时力作用在瓶盖处,两次实验力的作用点不同,所以验证的是力的作用效果与力的作用点有关。
(2)[2]如图乙,推动竖立的装有水的矿泉水瓶所需要用的力比推动竖立的空矿泉水瓶所需要用的力大,装有水的矿泉水瓶对水平面的压力大,要推动装有水的矿泉水瓶所需的力大,说明了摩擦力大小与压力大小有关。
(3)[3]由图丙可知,在矿泉水瓶中装满水,用纸片盖住瓶口,倒置过来,发现纸片没有掉下来,可以说明大气压的存在。
(4)[4][5]如图丁所示,利用矿泉水瓶和玻璃小瓶做成“浮沉子”,其中玻璃小瓶的瓶盖需要敞开,当用力挤压饮料瓶时,水才能进入玻璃小瓶中,使得玻璃小瓶的重力变大,体积不变,玻璃小瓶受到的浮力不变,受力分析可知,玻璃玻璃小瓶会下沉。
16.
【详解】忽略空气阻力,孔明灯升空后沿着虚线方向做匀速直线运动的过程中,受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,二力是一对平衡力;从重心起竖直向上画出一条线段,在末端画出箭头,并标出F浮;从重心起竖直向下画出另一条线段,在末端画出箭头,并标出G;两条线段的长度应相等,如图所示:
17.
【详解】座椅绕B点转动,故支点在B点,要求在C点用力,连接BC,则BC就是最长的动力臂L;由题意可知,要在C点用最小的力F使座椅绕B开始转动,则动力应垂直于力臂L向右,据此可画出最小动力F的示意图。如图所示
18.
【详解】演员的重力方向竖直向下,作用点在他的几何中心上;由于独轮车向上运动时,向斜面施加沿斜面向下的力,由于力的作用是相互的,所以斜面对独轮车施加沿斜面向上的摩擦力,作用点在独轮车与斜面的接触点上,如下图所示:
19.(1)200N;(2)60W;(3)1.4×104Pa
【详解】解:(1)由图知,动滑轮上的绳子段数n=3,绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计,拉力
(2)拉力端移动的距离
s=nh=3×3m=9m
拉力做的总功
W总=Fs=200N×9m=1800J
拉力做功的功率
(3)工人对地面的压力
F压=G人-F=620N-200N=420N
受力面积S=0.03m2,工人对地面的压强
答:(1)工人向下拉绳的作用力为200N;
(2)运送材料时工人做功的功率为60W;
(3)工人对地面的压强为1.4×104Pa。
20.(1)0.8N;(2)25g/cm3;(3)0.32N
【详解】解:(1)碗的重力
G=mg=80×10-3kg×10N/kg=0.8N
(2)碗沉入水底时排开水的质量为
m排=m1-m2=80g-48g=32g
碗的体积为
碗的密度为
(3)碗沉入水底所受浮力
答:(1)碗的重力为0.8N;
(2)碗的密度为2.5g/cm3;
(3)碗沉入水底时所受浮力为0.32N。
【点睛】
21.左杠杆自重上 1 变大乙
【详解】(1)[1]杠杆右端下沉,说明重心偏右,应将平衡螺母向左端移动。
[2]使其在水平位置平衡,此时杠杆的重心落到支点上,可以消除杠杆自重对实验的影响。
(2)[3]阻力是作用在杠杆上阻碍杠杆转动的力,动力是作用在杠杆上促使杠杆转动的力;在图中,A处的钩码重力使杠杆逆时转动,根据动力和阻力的定义,应施加一个使杠杆顺时针转动的力,故应施加一个竖直向上的力,使杠杆在水平位置平衡。
[4]根据杠杆的平衡条件
4G×2L=FC×4L
解得
所以弹簧测力计的示数是1N。
[5]弹簧测力计拉力方向沿逆时针转过一定角度,此时弹簧测力计拉力的方向斜向左上方,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
(3)[6]将弹簧测力计沿竖直方向上拉到某一数值,根据力的作用是相互的可得,甲弹簧测力计拉乙弹簧测力计的力等于乙弹簧测力计拉甲弹簧测力计的力,因甲弹簧测力计已调零,故这时移动弹簧测力计乙的指针,使其示数与另一弹簧测力计相等即可完成校零。
22.小慢速度匀速直线不需要曲线匀速直线
【详解】(1)[1][2]由图可知,木板上最光滑,小车受到的阻力最小,小车的速度减小的最慢,小车运动的最远,所以可以得出结论:水平面上小车所受阻力越小,速度减小得越慢,滑行越远。
(2)[3]探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车的初速度相同,改变小车受到阻力的大小,所以每次将小车从同一斜面、同一高度滑下,目的是让小车到达水平面时具有相同的初速度。
(3)[4][5]由于水平面上小车所受阻力越小,速度减小得越慢,滑行越远,所以可以推理:假如表面绝对光滑,水平面上运动的小车在水平方向上不受力,则小车的速度不再减小,它将保持初速度做匀速直线运动;由于小车不受力的作用,能做匀速直线运动,故说明物体运动不需要力来维持。
(4)[6]摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,摆球处于运动状态,若悬线断裂,由于小球具有惯性,继续向前运动,同时小球还受到重力作用,改变运动方向,所以摆球将做曲线运动。
[7]摆到B时,摆球处于运动状态,如果小球所受的力全部消失,由牛顿第一定律可知,摆球将保持初速度沿水平方向做匀速直线运动。
23. 1 200 浸没增加细铜丝的量竖直漂浮在水中 1.25 不正确,因为横截面积上下不同
【详解】(1)[1]由图乙可知,当密度为0时,弹簧测力计示数为1N,即小桶是空桶时,弹簧测力计示数为1N,故小桶的重力为1N。
[2]图乙中,液体密度为1g/cm3,弹簧测力示数为3N,则液体的重力
G液=G总-G桶=3N-1N=2N
则液体体积
(2)③[3]由于②中金属块浸没在水中,可以利用金属块浸没时的浮力,求得金属块的体积,所以应将金属块浸没在待测液体中,则金属块排开液体的体积等于金属块的体积。
[4]金属块挂在弹簧测力计下,读出测力计示数为F1,则金属块的重力为F1,将金属块浸没在水中,金属块静止时弹簧测力计示数为F2,则金属块受到的浮力
F浮=F1-F2
则金属块的体积等于排开水的体积
金属块浸没在待测液体中,金属块静止时弹簧测力计示数为F3,则金属块受到的浮力
F浮1=F1-F3
则待测液体的密度
(3)②[5][6]将制作好的吸管轻轻放入水中,发现吸管倾倒在水中,是因为吸管的重心偏上,为了使吸管能浸入水中,并能竖直漂浮在水中,应将吸管的重心向下移,可以通过在吸管的下端增加细铜丝的量,使吸管的重心偏下。
③[7]由于吸管测量密度时,总是漂浮在液体上,由沉浮条件可知,吸管受到的浮力相等,总是等于重力,设吸管的底面积为S,由阿基米德原理可得
代入数据可得
解得
h液=1.25H
[8]由于水笔芯的笔尖部分较细,所以水笔芯的横截面积上下不同,则水笔芯排开水的体积与水笔芯浸入水中的深度不成正比,所以所标刻度不均匀,故所标刻度不准确。
24.减小阻力深度 C 浮力增大大于见解析
【详解】(1)[1]由题意可知,滑翔机的外形设计成流线型,使用的是碳纤维外壳,又轻又薄,流线型是根据流体压强与流速的关系为原理设计的,可以为了减小阻力。
[2]水下滑翔机下潜越深需要承受的水压越大,是因为海水的压强随深度的增加而增大。
(2)[3]A.由题意可知,其外壳又轻又薄,所以其密度小,为了防止水压就把它压扁了,所以外壳强度高,水下滑翔机外壳使用强度高、密度小的碳纤维材料,故A错误;
B.由题意可知,水下滑翔机的电池向前或向后移动,使水下滑翔机滑行,所以水下滑翔机前进的动力来源干电池供电,故B正确;
C.由题意可知,水下滑翔机获得水平向前的推力就可以向前运动,所以水下滑翔机可以在水下沿水平方向前进,故C错误;
D.水下滑翔机升力获得的原理是改变所受的浮力,故D错误。
故选B。
(3)[4]由题意可知,下潜时,浮力减小,重力不变,上升时,浮力增大,重力不变,所以水下滑翔机是靠改变所受的浮力实现浮沉的。
[5][6]需要上浮时,引擎将油压进外油囊,从而使得排开水的体积增大,受到的浮力大于重力。
(4)[7]水下滑翔机悬浮在600米时,由图丙可知,海水的密度为1030kg/m3;水下滑翔机悬浮,受到的浮力等于其重力
F浮=G=515N
根据阿基米德原理F浮=ρ海水gV排可知,外油囊中有油时滑翔机排开的水的体积
外油囊中油的体积
V=V排-V排'=0.05m3-0.0495m3=0.0005m3