一、填空题(每小题2分,共20分)
1.5月31日是“世界无烟日”,吸烟危害健康,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,这属于 扩散 现象。
2.如图,小明把矿泉水瓶装满水(留下一个小气泡),放在水平桌面上,气泡在瓶子中央,然后迅速向右推瓶子,他将看到气泡向 右 运动。
3.如图所示,一个质量为400 g的平底杯子放置在水平桌面上,底面积为0.02 m2的杯中装有质量为5 kg的水,则杯子对水平桌面的压强为 2 700 Pa。(杯子的厚度忽略不计)
4.在某星球表面,物体所受重力与质量的比值约为4 N/kg,大气压约为800 Pa。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,水的密度为1.0×103 kg/m3,则经实验测出的h约为 0.2 m。
5.如图是维修汽车的千斤顶,小活塞面积为2 cm2,大活塞面积为
800 cm2,当用100 N的力作用在小活塞上,能顶起 4×104 N的
汽车。
6.如图所示,两个完全相同的小木块A和B分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑,不计空气阻力,当两木块滑到斜面底端时的速度vA = (选填“>”“=”或“<”)vB。
7.某小区门口用种横杆AB来控制车辆的进出,如图甲所示。横杆AB可以看成如图乙所示的均匀杠杆,若横杆自重为200 N,O点为支点,AO=20 cm,BO=2 m,要将横杆举起(忽略摩擦),至少需在A端施加的力F为 900 N。
8.如图所示,在斜面上将一个重500 N的物体匀速拉到高处,拉动的距离s=5 m,提升高度h=1.5 m,斜面的机械效率为75%,则物体受到斜面的摩擦力为 50 N。
9.如图所示,一个重为4 N,棱长为10 cm的正方体A被细线拉住恰好一半的体积浸在水中,其下表面距离容器底部为10 cm,此时绳子的拉力为F1;往容器中缓慢注水直到水面与A的上表面相平,此时绳子的拉力为F2,则F1∶F2= 1∶6 。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10.为将一匀质立方体石块拉至树边,工人师傅利用滑轮、绳子组建了一简单机械,如图所示。请画出:
(1)石块所受重力的示意图(重心已画出)。
(2)最省力的绳子绕法。
答案:如图所示
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.一个氢气球下用细线悬挂一个重物匀速上升,不计空气阻力,若细线突然断开时,会出现的现象,可能正确的是(C)
A.氢气球将保持原来的速度继续匀速上升
B.重物立即加速下落
C.重物将先上升后下落
D.重物保持原速度一直上升
12.赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛过程说法正确的是(A)
A.比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于平衡状态
B.比赛过程中,使龙舟前进的动力是桨对人的作用力
C.比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大压强变大
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
13.某举重运动员为了提高举重竞赛成绩,在平时训练时需要增大举起杠铃的总重,同时减小单次举起所用时间。从物理学角度看,这样做能够(D)
A.减小做功 B.保持功率不变
C.减小功率 D.增大功率
14.如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中(C)
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能增大,机械能减小
15.桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示,已知A点所挂拗石重力为100 N,OA∶OB=2∶1,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳的重力(ρ水=1.0×103 kg/m3)。下列说法错误的是(A)
A.桔槔平衡时,桶内水的体积为2×10-2 m3
B.桔槔是杠杆装置
C.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为1∶2
D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A向远离O点方向移动
16.“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,其配置有电磁弹射和阻拦装置,“福建舰”满载排水量为8万吨。下列说法中正确的是(C)
A.舰载机起飞后,航母所受的浮力不变
B.满载时的排水量指的是航母的总重力
C.航母满载时受到的浮力大小为8×108 N
D.航母上的舰载机起飞后,航母会下沉一些
17.在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13 cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)下列说法正确的是(C)
A.正方体A所受到的重力为10 N
B.竖直细杆B的长度为10 cm
C.当容器内水的深度为4 cm时,压力传感器示数为5 N
D.当容器内水的深度为9 cm时,压力传感器示数为6 N
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.我国的深潜器“奋斗者”号已经实现在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10 909 m的中国载人深潜新纪录。这激发了小夏同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)如图乙所示当微小压强计的探头放入水中进行实验时,可以通过U形管两边液面 高度差 来比较探头位置液体压强的大小。
(2)比较乙、丁两次实验可初步判断液体内部压强与 液体密度 有关。
19.为了“探究滑轮组机械效率的影响因素”,小华同学利用如图所示的实验装置进行实验,测量的数据如下表所示,由于粗心,在设计表格时把绳端移动的距离漏掉了。
次数 物重 G/N 物体上升 高度h/m 拉力 F/N 机械 效率η
1 2 0.1 1.0 66.7%
2 3 0.1 1.4 71.4%
3 6 0.1 2.5
(1)第3次实验时,滑轮组的机械效率为 80% 。
(2)根据表格数据分析,同一滑轮组,想要提高机械效率,可以 增大物重 。
20.小明同学利用如图所示的装置来“探究杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 是 (选填“是”或“不是”)平衡状态。
(2)实验中使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是 便于测量力臂,消除杠杆重力对实验的影响 。
(3)如图乙,在杠杆两侧挂上数量不等的钩码,移动钩码使杠杆在如图所示的水平位置平衡。以下操作中,能让杠杆在水平位置再次平衡的是 D 。
A.左、右两端的钩码,各减少一个
B.左、右两端的钩码下方,各增加一个钩码
C.去掉左边一个钩码后把右边的螺母向左调
D.左边增加一个钩码且把右边的钩码向右移动一格
(4)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,此时杠杆 仍能 (选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
四、计算与推导题(第21小题8分,第22小题12分,共 20分;解答要有必要的公式和过程)
21.如图甲所示是中国“奋斗者”号载人潜水器在水中进行探测,“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞救生等任务。请你回答:
(1)当“奋斗者”号潜至海面下5 000 m处,海水对它的压强约是多少 (海水的密度取1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)
(2)“奋斗者”号下潜时,外部携带了4块压载铁,总质量约为2 t,总体积约为0.25 m3,压载铁被悬挂的模型如图乙所示。试计算4块压载铁在水下浸没时受到的浮力。
解析:(1)下潜深度为5 000 m时潜水器受到的海水压强
p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5 000 m=5×107 Pa。
(2)根据阿基米德原理可知4块压载铁所受的浮力
F浮=ρ海水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m3=
2 500 N。
答案:(1)5×107 Pa (2)2 500 N
22.一辆质量为1 200 kg的汽车,车轮与地面接触的总面积为0.03 m2,在平直公路上以24 kW的恒定功率从静止开始运动,经15 s恰好达到最大速度,接着匀速运动25 s后,关闭发动机,滑行100 m停下,其vt图像如图所示。已知汽车在最大速度运动过程中受到的阻力为
800 N,求:
(1)汽车静止在水平路面上对路面的压强。
(2)汽车在前15 s发动机所做的功。
(3)汽车运动的最大速度vm。
解析:(1)汽车静止在水平路面上对路面的压力
F=G=mg=1 200 kg×10 N/kg=1.2×104 N,
汽车静止在水平路面上对路面的压强
p===4×105 Pa。
(2)由题意可知,汽车在前15 s的功率
P=24 kW=24 000 W,
由P=可得,汽车在前15 s发动机所做的功
W=Pt=24 000 W×15 s=3.6×105 J。
(3)因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,汽车的牵引力F=f=800 N,由P===Fv可得,汽车的最大速度v===30 m/s。
答案:(1)4×105 Pa (2)3.6×105 J (3)30 m/s 一、填空题(每小题2分,共20分)
1.5月31日是“世界无烟日”,吸烟危害健康,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,这属于 现象。
2.如图,小明把矿泉水瓶装满水(留下一个小气泡),放在水平桌面上,气泡在瓶子中央,然后迅速向右推瓶子,他将看到气泡向 运动。
3.如图所示,一个质量为400 g的平底杯子放置在水平桌面上,底面积为0.02 m2的杯中装有质量为5 kg的水,则杯子对水平桌面的压强为 Pa。(杯子的厚度忽略不计)
4.在某星球表面,物体所受重力与质量的比值约为4 N/kg,大气压约为800 Pa。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,水的密度为1.0×103 kg/m3,则经实验测出的h约为 m。
5.如图是维修汽车的千斤顶,小活塞面积为2 cm2,大活塞面积为
800 cm2,当用100 N的力作用在小活塞上,能顶起 N的
汽车。
6.如图所示,两个完全相同的小木块A和B分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑,不计空气阻力,当两木块滑到斜面底端时的速度vA (选填“>”“=”或“<”)vB。
7.某小区门口用种横杆AB来控制车辆的进出,如图甲所示。横杆AB可以看成如图乙所示的均匀杠杆,若横杆自重为200 N,O点为支点,AO=20 cm,BO=2 m,要将横杆举起(忽略摩擦),至少需在A端施加的力F为 N。
8.如图所示,在斜面上将一个重500 N的物体匀速拉到高处,拉动的距离s=5 m,提升高度h=1.5 m,斜面的机械效率为75%,则物体受到斜面的摩擦力为 N。
9.如图所示,一个重为4 N,棱长为10 cm的正方体A被细线拉住恰好一半的体积浸在水中,其下表面距离容器底部为10 cm,此时绳子的拉力为F1;往容器中缓慢注水直到水面与A的上表面相平,此时绳子的拉力为F2,则F1∶F2= 。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10.为将一匀质立方体石块拉至树边,工人师傅利用滑轮、绳子组建了一简单机械,如图所示。请画出:
(1)石块所受重力的示意图(重心已画出)。
(2)最省力的绳子绕法。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.一个氢气球下用细线悬挂一个重物匀速上升,不计空气阻力,若细线突然断开时,会出现的现象,可能正确的是( )
A.氢气球将保持原来的速度继续匀速上升
B.重物立即加速下落
C.重物将先上升后下落
D.重物保持原速度一直上升
12.赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛过程说法正确的是( )
A.比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于平衡状态
B.比赛过程中,使龙舟前进的动力是桨对人的作用力
C.比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大压强变大
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
13.某举重运动员为了提高举重竞赛成绩,在平时训练时需要增大举起杠铃的总重,同时减小单次举起所用时间。从物理学角度看,这样做能够( )
A.减小做功 B.保持功率不变
C.减小功率 D.增大功率
14.如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中( )
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能增大,机械能减小
15.桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示,已知A点所挂拗石重力为100 N,OA∶OB=2∶1,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳的重力(ρ水=1.0×103 kg/m3)。下列说法错误的是( )
A.桔槔平衡时,桶内水的体积为2×10-2 m3
B.桔槔是杠杆装置
C.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为1∶2
D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A向远离O点方向移动
16.“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,其配置有电磁弹射和阻拦装置,“福建舰”满载排水量为8万吨。下列说法中正确的是( )
A.舰载机起飞后,航母所受的浮力不变
B.满载时的排水量指的是航母的总重力
C.航母满载时受到的浮力大小为8×108 N
D.航母上的舰载机起飞后,航母会下沉一些
17.在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13 cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)下列说法正确的是( )
A.正方体A所受到的重力为10 N
B.竖直细杆B的长度为10 cm
C.当容器内水的深度为4 cm时,压力传感器示数为5 N
D.当容器内水的深度为9 cm时,压力传感器示数为6 N
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.我国的深潜器“奋斗者”号已经实现在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10 909 m的中国载人深潜新纪录。这激发了小夏同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)如图乙所示当微小压强计的探头放入水中进行实验时,可以通过U形管两边液面 来比较探头位置液体压强的大小。
(2)比较乙、丁两次实验可初步判断液体内部压强与 有关。
19.为了“探究滑轮组机械效率的影响因素”,小华同学利用如图所示的实验装置进行实验,测量的数据如下表所示,由于粗心,在设计表格时把绳端移动的距离漏掉了。
次数 物重 G/N 物体上升 高度h/m 拉力 F/N 机械 效率η
1 2 0.1 1.0 66.7%
2 3 0.1 1.4 71.4%
3 6 0.1 2.5
(1)第3次实验时,滑轮组的机械效率为 。
(2)根据表格数据分析,同一滑轮组,想要提高机械效率,可以 。
20.小明同学利用如图所示的装置来“探究杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态。
(2)实验中使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是 。
(3)如图乙,在杠杆两侧挂上数量不等的钩码,移动钩码使杠杆在如图所示的水平位置平衡。以下操作中,能让杠杆在水平位置再次平衡的是 。
A.左、右两端的钩码,各减少一个
B.左、右两端的钩码下方,各增加一个钩码
C.去掉左边一个钩码后把右边的螺母向左调
D.左边增加一个钩码且把右边的钩码向右移动一格
(4)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,此时杠杆 (选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
四、计算与推导题(第21小题8分,第22小题12分,共 20分;解答要有必要的公式和过程)
21.如图甲所示是中国“奋斗者”号载人潜水器在水中进行探测,“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞救生等任务。请你回答:
(1)当“奋斗者”号潜至海面下5 000 m处,海水对它的压强约是多少 (海水的密度取1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)
(2)“奋斗者”号下潜时,外部携带了4块压载铁,总质量约为2 t,总体积约为0.25 m3,压载铁被悬挂的模型如图乙所示。试计算4块压载铁在水下浸没时受到的浮力。
22.一辆质量为1 200 kg的汽车,车轮与地面接触的总面积为0.03 m2,在平直公路上以24 kW的恒定功率从静止开始运动,经15 s恰好达到最大速度,接着匀速运动25 s后,关闭发动机,滑行100 m停下,其vt图像如图所示。已知汽车在最大速度运动过程中受到的阻力为
800 N,求:
(1)汽车静止在水平路面上对路面的压强。
(2)汽车在前15 s发动机所做的功。
(3)汽车运动的最大速度vm。
