期末测试卷
时间:90分钟 满分:100分 考试范围:第七章~第十二章
一、填空题(本题共10小题,每空1分,共23分)
1.如图所示,这是一种轮滑鞋的示意图,其中的滚动轴承是利用滚动代替滑动的方法来减小滚轮与转轴之间的 ;轮滑鞋的内靴是用又厚又软的材料制成的,这样能增大脚与鞋之间的受力面积,从而减小 ,使脚在鞋内感觉更舒适。
2.著名作家冯骥才在《挑山工》中描述了挑山工用扁担将货物运送上山的情景,如图所示。在这个过程中,挑山工对货物做的功是 功,挑山工对人和扁担做的功是 (前两空均选填“有用”“额外”或“总”)功。挑山工挑扁担时,肩膀会有压痕,这说明力能改变物体的 。
3.如图所示,某地铁正在向前行驶,若此时地铁突然减速,请你判断地铁里的扶手吊环突然向
(选填“前”或“后”)摆动,这个现象说明 (选填“地铁”或“吊环”)具有惯性,减速过程中地铁的惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.如图所示,这是小明玩蹦蹦床时被蹦床弹起竖直上升时的情景。当他在最高点时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,你判断的依据是 。
5.如图所示的装置可以用来研究流体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,则 管口喷出的水柱更高,原因是 。
6.如图,这是一种拉杆式旅行箱的示意图。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重为210 N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,则竖直向上的拉力F为 N,此时它相当于一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
7.如图所示,薄壁容器的底面积为S,在容器中装入某种液体,液体受到的重力为G,密度为ρ,深度为h,那么,容器底部受到液体的压强p= ,受到液体的压力F= 。
8.“福船”因由福建所造而得名,是古代海上的重要航运工具。如图所示,“福船”的总质量为2×105 kg,则该船在大海上航行时受到的浮力是 N。当“福船”从海洋驶入长江时,吃水深度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
9.如图所示,将一木箱匀速推上长6 m、高2 m的斜面,所用的沿斜面向上的推力为250 N,推力做的功是 J,支持力做的功是 J。若斜面的机械效为80%,则木箱重为 N。
10.弹簧测力计下悬挂一个4 N的重物,把重物浸没在水中时,弹簧测力计的示数如图所示,重物浸没在水中时受到的浮力为 N,重物的密度为 kg/m3。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
二、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个正确答案)
11.如图所示,大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力的施力物体是 ( )
A.汽车 B.地面 C.绳子 D.双脚
12.“磨刀不误砍柴工”的意思是在砍柴之前,先把斧头磨锋利,不会耽误砍柴的时间,反而可以提高效率。从物理学角度来说,将斧头磨锋利的目的是 ( )
A.增大压力 B.增大压强
C.减小压力 D.减小压强
13.热爱劳动是一种美德。下列关于教室大扫除场景的描述中,人对物体做了功的是 ( )
A.用抹布擦去黑板上的粉笔字
B.提着水桶水平匀速前进
C.被抛出后飞向垃圾桶的纸团
D.打扫时推讲台没有推动
14.小明乘车去参加社会实践活动时,发现车厢内桌上的一个空易拉罐突然向前倾倒,此时汽车的运动情况是 ( )
A.加速向前运动 B.匀速向前运动
C.减速向前运动 D.停在原地未动
15.如图所示,小花正在荡秋千。下列说法正确的是 ( )
A.通过最低点时,小花的动能为零
B.下降过程中,小花的重力势能转化为动能
C.到达最高点时,小花的重力势能最小
D.上升过程中,小花的重力势能转化为动能
16.电动独轮车是一种电力驱动、具有自我平衡能力的交通工具。如图所示,一个质量为60 kg的人驾驶该车,在水平地面上匀速行驶,下列说法正确的是 ( )
A.独轮车所受的重力与地面对独轮车的支持力是一对平衡力
B.独轮车对地面的压力与地面对独轮车的支持力是一对平衡力
C.人对独轮车的压力与地面对独轮车的支持力是一对相互作用力
D.人受到的重力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
17.如图所示,一小铁块沿斜面加速向下滑动,下列所涉及的物理知识描述不正确的是 ( )
A.铁块下滑过程中,铁块的动能增大
B.铁块受到斜面的摩擦力的方向沿斜面向上
C.铁块下滑过程中,克服摩擦力做了功
D.铁块下滑过程中,受到平衡力的作用
18.如图所示的图像不能表示一定条件下物理量之间关系的是 ( )
A.物体受到的重力与质量的关系
B.液体压强和液体深度之间的关系
C.功率和时间之间的关系
D.浮力和液体密度的关系
19.如图所示,跳板跳水运动有起跳、腾空、下落、入水几个阶段,不计空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A.跳板被压弯,说明力可以改变物体的运动状态
B.腾空过程中,运动员的运动状态不变
C.在最高点时,运动员所受的合力为零
D.在下落过程中,运动员只受重力的作用
20.如图所示,将边长为10 cm的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面4 cm,ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg,则 ( )
A.木块受到的浮力是4 N
B.使木块完全浸入需要4 N向下的压力
C.木块的密度为0.4 g/cm3
D.木块底部受到水向上的压强为103 Pa
三、作图题(本题共2小题,每小题4分,共8分)
21.如图甲所示,这是小会做家务时拖地的情景,图乙为其示意图,请画出拖把头受到水平地面的摩擦力的示意图。(O点为作用点)
22.如图所示,这是一款瓶起子的示意图。起瓶盖时,瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆,请在图中画出。
(1)瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向。
(2)作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
四、实验探究题(本题共4小题,第23小题7分,第24小题8分,第25小题7分,第26小题7分,共29分)
23.请你应用所学的物理知识回答下列问题:
(1)如图甲所示,弹簧测力计的量程是 ;若没有做任何调节就把2个50 g的钩码悬挂在挂钩上,则测力计的示数 (选填“大于”“等于”或“小于”)1 N。(g取10 N/kg)
(2)如图乙所示的器材的名称是 。若用该器材研究液体内部压强与液体密度的关系时,应将带橡皮膜的塑料盒插入不同液体的 (选填“相同”或“不同”)深度。
(3)如图丙所示,A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。通过 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N。通过 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
24.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)图乙是一个水平平衡的杠杆,若此时两侧各减去一个钩码,就会发现杠杆 ;若在图乙的基础上推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆 。(均选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 。
(4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立 于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是大于F2L2,其原因可能是 。
(5)图丁中,弹簧测力计作用在A点时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
25.某小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。
序 号 钩码重 G/N 钩码上升高 度h/cm 弹簧测力计 示数F/N 绳端移动 距离s/cm 机械效率
1 4 10 1.8 30 74%
2 8 10 3.1 30 86%
3 8 10 2.5 40
(1)实验中应沿着竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小明同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该在静止时读数。你认为他的想法 (选填“正确”或“错误”),因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
(3)分析表中数据可知,实验序号2是用图 做的实验;实验序号3中的机械效率是 。
(4)通过比较 (填序号)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率 。
26.小明骑自行车上学途中,要经过一段上坡路。他想:车子冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢
(1)①猜想1:车子冲上斜坡的最大距离可能与车子上坡前的速度有关。从能量转化的角度来看,车子上坡前的速度越大,它的动能也越大,上坡过程中转化成的 就越多。
②猜想2:车子冲上斜坡的最大距离可能与车子的质量大小有关。
③你的猜想:车子冲上斜坡的最大距离可能与 有关。
(2)为了探究“车子冲上斜坡的最大距离是否与车子的质量大小有关”,小明将光滑水平面与平滑的长木板以一定的倾角θ固定,左边放置一个固定在水平面的光滑斜面,如图所示。
实验次数 1 2 3 4 5
物块质量m/g 20 30 40 50 60
物块冲上斜坡的 最大距离s/cm 30 30.5 29.8 30 31
①实验中如果以正方体物块代替车子,则要求物块的 相同, 不同。(均选填“质量”“材料”或“底面积”)
②实验时为了让不同的正方体物块以相同的速度冲上长木板,应该使物块从斜面的 高度处由静止开始滑下。
③小明记录的实验数据如表所示,分析可知:车子冲上斜坡的最大距离可能与车子的质量大小 。
(3)若把图中的长木板放水平,添加毛巾、棉布、小钢球等器材,利用本实验装置还可以探究什么问题: (写一个问题即可)。
五、计算题(本题共3小题,第27小题6分,第28小题7分,第29小题7分,共20分)
27.如图甲所示,这是我国生产的一款纯电动汽车,在平直的公路上对该汽车进行测试的v-t图像如图乙所示,发动机的功率恒定不变,汽车从静止开始加速到速度为30 m/s的过程中行驶的路程是150 m,在匀速行驶的过程中所受的牵引力为5 000 N。求:
(1)10~20 s汽车行驶的路程。
(2)10~20 s汽车发动机的功率。
(3)0~20 s汽车发动机做的功。
.如图所示,这是我国生产的一款水陆两栖观光车,它既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12 t,空载静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为0.2 m2。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)该车空载静止在水平地面上时,对水平地面的压强是多少
(2)该车空载在水中漂浮时,排开水的体积是多少
(3)该车在水中匀速直线航行5 min,此时发动机的输出功率为180 kW,观光车航行过程中克服阻力做的功是多少
(4)该车发动机的功率一定,在上坡时,如何增大牵引力
29.如图所示,这是利用滑轮组打捞水中物体的示意图,动滑轮重40 N,动滑轮不会浸入水中,且不计绳重及摩擦。现在工人用此滑轮组从水中将重为160 N、体积为0.01 m3的物体匀速提起。物体离开水面后在3 s内上升了3 m。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体露出水面前工人对绳子的拉力。
(3)物体离开水面后,工人做的总功。
(4)物体离开水面后,滑轮组的机械效率。
参考答案
一、填空题
1.摩擦 压强 解析:滚动轴承是利用滚动代替滑动的方法来减小滚轮与转轴之间的摩擦。轮滑鞋的内靴是用又厚又软的材料制成的,这是在压力大小一定时,通过增大受力面积来减小压强。
2.有用 额外 形状 解析:挑山工用扁担将货物运送上山时,挑山工做的有用功是对货物做的功,挑山工做的额外功是对人和扁担做的功。挑山工挑扁担时,肩膀会有压痕,这说明力能改变物体的形状。
3.前 吊环 不变 解析:地铁突然减速,由于吊环具有惯性,会保持原来的运动状态,所以吊环会向前摆动。减速过程中地铁的质量不变,惯性不变。
4.非平衡 小明只受重力的作用(或不能保持静止状态) 解析:小明到达最高点时,只受重力的作用,所以他受到的力不是平衡力,处于非平衡状态。
5.b b管下端管道横截面积大,水流速小、压强大 解析:打开止水阀门,水流经该装置时,由于水的流量一定,a管下端管道横截面积小,b管底部管道横截面积大,根据流体压强和流速的关系可知,a管下端水流速大、压强小,b管下端水流速小、压强大,因此,b管口喷出的水柱更高。
6.70 省力 解析:施加在拉杆上的竖直向上的力F为动力,箱体所受的重力为阻力,支点在旅行箱的轮子上,故动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;当旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时,由下图可知,L1=3L2,因为F1L1=F2L2,所以竖直向上的拉力F==G=×210 N=70 N。
7.ρgh ρghS 解析:液体的深度为h,则容器底部受到液体的压强p=ρgh,根据p=可得,容器底部受到液体的压力F=pS=ρghS,此时压力的大小不一定等于G。
8.2×106 变大 解析:“福船”受到的重力G=mg=2×105 kg×10 N/kg=2×106 N,“福船”在大海上航行时,漂浮在海面上,所以该船受到的浮力F浮=G=2×106 N。“福船”在长江中行驶时,仍然处于漂浮状态,受到的浮力仍然等于重力,所以“福船”从海洋驶入长江时,所受的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排,由于液体密度变小,因此排开水的体积增大,则“福船”的吃水深度变大。
9.1 500 0 600 解析:推力所做的总功W总=Fs=250 N×6 m=1 500 J,由η=可得,对木箱所做的有用功W有=ηW总=80%×1 500 J=1 200 J;物体在支持力的方向上没有移动距离,支持力做的功是0 J;由W有=Gh可得,木箱所受的重力G===600 N。
10.1.6 2.5×103 解析:由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.4 N,重物浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=4 N-2.4 N=1.6 N;根据F浮=ρ水gV排可知,重物的体积V=V排===1.6×10-4 m3,重物的密度ρ====2.5×103 kg/m3。
二、选择题
11 12 13 14 15
B B A C B
16 17 18 19 20
D D C D B
11.B 解析:大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力是地面施加的摩擦力,施力物体是地面。
12.B 解析:将斧头磨锋利的目的是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B选项正确。
13.A 解析:用抹布擦去黑板上的粉笔字,抹布受到力的作用,并在力的方向上通过了一定的距离,力做了功,A选项符合题意;提着水桶在水平地面上匀速前进,人对水桶有向上的力的作用,但水桶没有在力的方向上移动距离,所以不做功,B选项不符合题意;被抛出后飞向垃圾桶的纸团,人不再对其施加力的作用,纸团是靠惯性继续飞行,此过程中人对纸团不做功,C选项不符合题意;打扫时推讲台没有推动,人对讲台有力的作用,但讲台没有在力的方向上移动距离,所以不做功,D选项不符合题意。
14.C 解析:车厢内桌上的一个空易拉罐突然向前倾倒,空易拉罐由于惯性保持原来的运动状态,说明原来空易拉罐的速度大于汽车现在的速度,且原来空易拉罐的速度等于汽车原来的速度,故此时汽车减速向前运动。
15.B 解析:小花的质量不变,通过最低点时速度最大,动能最大,A选项错误;下降过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,小花的重力势能转化为动能,B选项正确;到达最高点时,质量不变,高度最大,重力势能最大,C选项错误;上升过程中,质量不变,高度增大,重力势能增大,速度减小,动能减小,小花的动能转化为重力势能,D选项错误。
16.D 解析:地面对独轮车的支持力大小等于独轮车和人所受的重力之和,故独轮车所受的重力与地面对独轮车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,A选项错误;独轮车对地面的压力作用在地面上,地面对独轮车的支持力作用在独轮车上,这两个力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,B选项错误;人对独轮车的压力与地面对独轮车的支持力大小不相等,不是一对相互作用力,C选项错误;人受到的重力与独轮车对人的支持力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,D选项正确。
17.D 解析:铁块沿斜面加速向下滑动时,速度越来越大,质量不变,则铁块的动能增大;铁块沿斜面加速向下滑动,摩擦力的方向与相对运动方向相反,故铁块受到斜面的摩擦力的方向沿斜面向上;铁块沿斜面加速向下滑动过程中,沿摩擦力的相反方向移动了距离,故克服摩擦力做了功;铁块沿斜面加速向下滑动,运动状态发生变化,受到的力是非平衡力。
18.C 解析:由题图可知,这是正比例函数图像。根据G=mg可知,物体受到的重力与质量成正比,A选项不符合题意;根据p=ρgh可知,液体的密度不变,液体压强与深度成正比,B选项不符合题意;根据P=可知,当功不变时,功率与时间成反比,C选项符合题意;根据F浮=ρ液gV排可知,当排开液体的体积不变时,浮力大小与液体的密度成正比,D选项不符合题意。
19.D 解析:跳板被压弯,形状发生了变化,说明力可以改变物体的形状,故A选项错误;腾空过程中,运动员的运动方向与速度在变化,运动员的运动状态变化,故B选项错误;在最高点时,不计空气阻力,运动员受到竖直向下的重力作用,合力不为零,故C选项错误;在下落过程中,不计空气阻力,运动员只受到重力的作用,故D选项正确。
20.B 解析:木块排开水的体积V排=10 cm×10 cm×(10 cm-4 cm)=600 cm3=6×10-4 m3,则木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N,故A选项错误;使木块完全浸入还需要的力F=F浮'=ρ水gV排'=1×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m×0.1 m×0.04 m)=4 N,故B选项正确;根据物体的浮沉条件可得,G物=F浮=6 N,则木块的密度ρ木===0.6×103 kg/m3=0.6 g/cm3,故C选项错误;木块底部受到水向上的压强p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m=600 Pa,故D选项错误。
三、作图题
21.如图所示。
22.如图所示。
四、实验探究题
23.(1)0~5 N 大于
(2)微小压强计 相同
(3)B、D 1.2 A、E
24.(1)平衡 左
(2)左端下沉 左端下沉
(3)寻找普遍规律
(4)2.3 杠杆自重对杠杆平衡有影响
(5)费力
25.(1)匀速
(2)错误 摩擦力(或摩擦)
(3)乙 80%
(4)1、2
(5)越低
26.(1)①重力势能 ③斜坡倾角的大小
(2)①材料 质量 ②同一 ③无关
(3)阻力对物体运动的影响(其他答案合理即可)
五、计算题
27.解:(1)由图乙可知,10~20 s汽车做匀速直线运动,速度大小为30 m/s,10~20 s汽车行驶的路程s=vt=30 m/s×(20 s-10 s)=300 m。 (2分)
(2)在匀速行驶的过程中汽车所受牵引力为5 000 N,10~20 s汽车发动机的功率P===Fv=5 000 N×30 m/s=1.5×105 W。 (2分)
(3)发动机的功率恒定不变,0~20 s汽车发动机做的功W=Pt=1.5×105 W×20 s=3×106 J。 (2分)
28.解:(1)该车空载静止在水平地面上时,对水平地面的压力F=G车=m车g=12×103 kg×10 N/kg=1.2×105 N,对水平地面的压强p===6×105 Pa。 (2分)
(2)该车在水中漂浮时,受到的浮力F浮=G车=1.2×105 N,由阿基米德原理可得,其排开水的体积V排===12 m3。 (2分)
(3)该车在水中匀速直线航行的时间t=5 min=300 s,发动机的输出功率P=180 kW=1.8×105 W,该车处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,故克服阻力做功等于牵引力做功,即W=Pt=1.8×105 W×300 s=5.4×107 J。 (2分)
(4)降低速度;因为该车发动机的功率一定,根据P===Fv可得,速度越小,牵引力越大。 (1分)
29.解:(1)物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m3=100 N。 (1分)
(2)物体露出水面前,即浸没在水中时,受到重力、绳子对物体的拉力及浮力的作用,则绳子对物体的拉力F绳拉=G-F浮=160 N-100 N=60 N,工人对绳子的拉力F人拉=(F绳拉+G动)=×(60 N+40 N)=25 N。 (2分)
(3)物体离开水面后,工人对绳子的拉力F人拉'=(G+G动)=×(160 N+40 N)=50 N;工人做的总功W总=F人拉's=50 N×3 m×4=600 J。 (2分)
(4)滑轮组的机械效率η=====80%。 (2分)