广东省深圳市光明区2024-2025学年八年级下学期物理期末试卷
一、选择题〔本题共 7 小题,每题 2 分,共 14 分〉.
1.(2025八下·光明期末)长约200公里,共20段的鹏径,是深圳重点打造的“鹏城万里”多层次户外步道体系的重妥一环。请回答下列问题。
(1)登山杖的杖尖一般非常尖锐,如图所示。收纳时,为防止杖尖划伤背包需戴上保护套,目的是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
(2)在第2段的九围湿地公园中,可以观赏赤颈鸭戏水、觅食。赤颈鸭停止划水,身体会仍向前滑行一段距离才停下来。这是因为赤颈鸭
A.具有惯性而向前运动 B.受摩擦力而向前运动
C.受到重力而停止运动 D.具有质量而停止运动
(3)第7段最大的特色是可以近距离观察塘朗山猕猴。猕猴蹲坐在水平栏杆上时,与猕猴所受重力平衡的是
A.栏杆受到的重力 B.猕猴对栏杆的压力
C.地面给栏杆的支持力 D.栏杆对猕猴的支持力
(4)高程指某点沿竖直方向到基面的距离。第7段的高程信息如图所示,则徒步者重力势能最大时,位于
A.紫润园 B.极目阁观景点
C.红花岭观景点 D.梅林水库绿道涂鸦墙
(5)如图甲所示是沿途放置的防蚊喷雾,图乙是喷雾器工作原理简图。下列选项中涉及的原理与此喷雾器相同的是
A.汽车尾翼 B.船闸
C.螺旋式千斤顶 D.吸盘挂钩
(6)小聪和小明从11段起点望桐新路一起出发,最终均抵达大梧桐山顶。两人部分参数如表,则( )
小聪 小明
体重G/N 520 600
登顶所用时间t/h 3.9 4
克服重力做功W W1 W2
克服重力做功的功率P P1 P2
A.W1=W2 B.W1
P2
(7)在大梧桐山顶,可以眺望盐田港风光。门式起重机(俗称龙门吊)是港口的常用机械,如图所示,在主梁ɑ处和吊钩上方b处都安装有滑轮,则
A.a处的滑轮可以省力 B.a处的滑轮可以省距离
C.b处的滑轮可以省力 D.b处的滑轮可以省距离
【答案】(1)C
(2)A
(3)D
(4)B
(5)A
(6)B
(7)C
【知识点】势能的影响因素;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)为防止杖尖划伤背包需戴上保护套,是在压力一定时,通过增大受力面积的方法来减小压强的,故ABD错误,C正确。
故选C。
(2)赤颈鸭停止划水,身体会仍向前滑行一段距离才停下来,是因为赤颈鸭具有惯性而继续向前运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
(3)猕猴蹲坐在水平栏杆上,处于静止状态, 猕猴所受重力与栏杆对猕猴的支持力,两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故ABC错误,D正确。
故选D。
(4)重力势能与物体的质量和高度有关,徒步者的质量不变,当高度最大时,重力势能最大,所以徒步者位于极目阁观景点时重力势能最大,故ACD错误,B正确。
故选B。
(5)喷雾器工作时,空气从横管快速喷出,使竖直管上方空气的流速突然增大,气压突然减小,竖直管内液面上方气压小于竖直管外液面上方的气压,液体就沿竖直管的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状喷出,所以喷雾器的原理是流体压强和流速的关系;
A、汽车快速行驶时,尾翼翼上方空气流速小于机翼下方,下方压强小于上方,产生向下的压力,增加汽车的稳定性,故A符合题意;
B、船闸是利用连通器的原理工作的,故B不符合题意;
C、螺旋式千斤顶利用了斜面省力的原理,故C不符合题意;
D、吸盘挂钩被“吸”在墙上是利用了大气压,故D不符合题意。
故选A。
(6)AB.两人到达山顶时,上升的高度相同为h,克服重力做功 W=Gh 可知,小明的重力更大,克服重力做功越多,即 W1CD.小聪克服重力做功的功率为:
小明克服重力做功的功率为:
所以 P1故选B。
(7)如图所示,a处的滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;b处的滑轮轴随物体一起运动,是动滑轮,动滑轮省一半的力,但费距离。故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(2)惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质;惯性是物体的固有属性,惯性的惟一量度是质量,质量越大,物体具有的惯性越大。
(3)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
(4)重力势能与物体的质量和高度有关。
(5)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
(6)根据W=Gh分析比较两人克服重力做功的大小;根据分析比较两人克服重力做功的功率。
(7)定滑轮:轴固定不变的滑轮,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向;
动滑轮:轴随物体一起移动的滑轮,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。
(1)为防止杖尖划伤背包需戴上保护套,是在压力一定时,通过增大受力面积的方法来减小压强的,故ABD错误,C正确。
故选C。
(2)赤颈鸭停止划水,身体会仍向前滑行一段距离才停下来,是因为赤颈鸭具有惯性而继续向前运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
(3)猕猴蹲坐在水平栏杆上,处于静止状态, 猕猴所受重力与栏杆对猕猴的支持力,两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故ABC错误,D正确。
故选D。
(4)重力势能与物体的质量和高度有关,徒步者的质量不变,当高度最大时,重力势能最大,所以徒步者位于极目阁观景点时重力势能最大,故ACD错误,B正确。
故选B。
(5)喷雾器工作时,空气从横管快速喷出,使竖直管上方空气的流速突然增大,气压突然减小,竖直管内液面上方气压小于竖直管外液面上方的气压,液体就沿竖直管的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状喷出,所以喷雾器的原理是流体压强和流速的关系;
A、汽车快速行驶时,尾翼翼上方空气流速小于机翼下方,下方压强小于上方,产生向下的压力,增加汽车的稳定性,故A符合题意;
B、船闸是利用连通器的原理工作的,故B不符合题意;
C、螺旋式千斤顶利用了斜面省力的原理,故C不符合题意;
D、吸盘挂钩被“吸”在墙上是利用了大气压,故D不符合题意。
故选A。
(6)AB.两人到达山顶时,上升的高度相同为h,克服重力做功 W=Gh 可知,小明的重力更大,克服重力做功越多,即 W1CD.小聪克服重力做功的功率为:
小明克服重力做功的功率为:
所以 P1故选B。
(7)如图所示,a处的滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;b处的滑轮轴随物体一起运动,是动滑轮,动滑轮省一半的力,但费距离。故ABD错误,C正确。
故选C。
二、非选择题(本题共 11 小题,共 56 分)
2.(2025八下·光明期末)集装箱正面起重机(俗称正面吊)是大型集装箱码头的辅助设备,如图甲所示。图乙是正面吊起重臂吊起集装箱的示意图,O是起重臂的支点。请画出:⑴拉力F1的力臂l1:⑵撑杆对起重臂的作用力F2。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;力臂的画法
【解析】【解答】(1)过支点O,向拉力F1的作用线作垂线,垂线段即为拉力F1的力臂l1;
(2)撑杆对起重臂的作用力F2的方向垂直撑杆向上,如图所示:
【分析】(1)力臂:支点到力的作用线的垂直距离;
(2)撑杆对起重臂的作用力F2的方向垂直撑杆向上。
3.(2025八下·光明期末)《天工开物》是我国古代的科技著作,其中包合了粮食种柱与加工的内容。
(1)播种时,耧下端安装“铁尖”,目的是通过 的方式增大压强,更容易插入土壤深处。取水时,人通过踏车将低处的水抽到高处灌溉农田。该过程中水的重力势能 ,加快踩踏的速度,汲水的功率 。(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)打稻时,农民把成捆的稻秆用力砸向一个大木板,木板施加的力使稻秆从运动变为静止,从而使谷粒与稻秆分离。这说明力可以改变物体的 。该过程中, (选填“谷粒”或“稻秆”)由于具有惯性保持原来的运动状态,从而实现谷粒与稻秆的分离。去壳时,农民用木杆牵引土砻,使上下两扇砻盘摩擦,为谷粒去壳。砻盘匀速转动时,所受的合力 (选填“为零”或“不为零”)。
【答案】(1)减小受力面积;变大;变大
(2)运动状态;谷粒;不为零
【知识点】势能的影响因素;物体运动状态的变化;力的合成与应用;增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】(1)播种时,耧下端安装“铁尖”,是通过减小受力面积的方式增大压强,更容易插入土壤深处。
取水时,人通过踏车将低处的水抽到高处灌溉农田。该过程中水的质量不变,高度增加,所以水的重力势能变大。
根据可知,加快踩踏的速度,汲水的功率变大。
(2)木板施加的力使稻秆从运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态,谷粒由于具有惯性保持原来的运动状态,从而实现谷粒与稻秆的分离。
去壳时,农民用木杆牵引土碧,使上下两扇砻盘摩擦,为谷粒去壳,砻盘匀速转动时,处于非平衡状态,其所受的合力不为零。
【分析】(1)1.增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
2.物体的重力势能与物体的质量、高度有关,质量越大、高度越高,物体的重力势能越大。
3.根据分析汲水的功率变化。
(2)1.力可以改变物体的形状和运动状态。
2.惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
3.处于非平衡状态的物体受到的力是非平衡力,受非平衡力作用的物体,其所受合力不为零。
(1)播种时,耧下端安装“铁尖”,是通过减小受力面积的方式增大压强,更容易插入土壤深处。
取水时,人通过踏车将低处的水抽到高处灌溉农田。该过程中水的质量不变,高度增加,所以水的重力势能变大。
根据可知,加快踩踏的速度,汲水的功率变大。
(2)木板施加的力使稻秆从运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态,谷粒由于具有惯性保持原来的运动状态,从而实现谷粒与稻秆的分离。
去壳时,农民用木杆牵引土碧,使上下两扇砻盘摩擦,为谷粒去壳,砻盘匀速转动时,处于非平衡状态,其所受的合力不为零。
4.(2025八下·光明期末) 同学们制作的简易活塞式抽水机的结构如图所示,将塑料片粘在活塞上作为阀门A,把玻璃球放到瓶口处作为阀门B。
(1)向上提起活塞,阀门A (选填“打开”或“关闭”),低处的水受到 的作用推开阀门B进入圆筒。
(2)有同学发现先向圆筒倒入少量的水,能更快速地将水抽取上来,原因是 。
(3)理论上活塞式抽水机的最大提水高度 h=10.3m。若在海拔较高的高原地区使用该抽水机,理论上的最大提水高度是h',则h' h(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)关闭;大气压强
(2)减小摩擦
(3)<
【知识点】增大或减小摩擦的方法;液体压强计算公式的应用;大气压强与高度的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)由图可知,向上提起活塞,阀门A关闭,上面的水被提向高处;此时低处的水受到大气压强的作用推开阀门B进入圆筒;
(2)先向圆筒倒入少量的水,水可以在活塞和圆筒壁之间形成一层水膜,减小了活塞与圆筒壁之间的摩擦,使得活塞的运动更加顺畅,从而能更快速地将水抽取上来。
(3)大气压随高度增大而减小,若在海拔较高的高原地区,大气压减小,使用该抽水机时,根据p=ρ液gh可知,水的密度不变,压强减小,支持水柱的高度减小,所以 h'【分析】(1)活塞式抽水机是利用大气压来工作的,根据活塞的运动方向和大气压的作用,可判断阀门的打开和闭合情况。
(2)加水可以减小了活塞与圆筒壁之间的摩擦;
(3)大气压随高度增大而减小,根据p=ρ液gh进行分析。
5.(2025八下·光明期末)某实验课中,同学们采取如下装置进行“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验,数据如下表。(手拉动的长木板A面为光滑面,B面为粗糙面)
序号 m物/g 接触面 F1/N 序号 m物/g 接触面 F2/N
1 160.5g 长木板的A面 0.1 4 160.5g 长木板的B面
2 260.5g 长木板的A面 0.18 5 260.5g 长木板的B面 0.4
3 360.5g 长木板的A面 0.3 6 360.5g 长木板的B面 0.5
(1)如图 1,定滑轮的优点是: .
(2)如图1,长木板上的木块受到的摩擦力方向为水平向 .
(3)序号4中,弹簧测力计示数如图2所示,其读数为 N.
(4)实验中,采用同一长木板的不同面进行实验,便于控制 相同。
(5)对比序号1、2、3可得:滑动摩擦力的大小与 有关。
(6)某小组采用完全相同的器材进行实验时,发现测得拉力F均大于表格中的数据,该小组的实验装置如图3,请分析其原因: 。
【答案】(1)可以改变力的方向
(2)左
(3)0.2
(4)材料
(5)压力大小
(6)拉力与摩擦力不在同一水平方向
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)如图 1,定滑轮的优点是:可以改变力的方向;
(2)木块相对与木板向右运动,所以木块受到的摩擦力方向水平向左;
(3)图2中,弹簧测力计的分度值为0.2N,其读数为0.2N;
(4)实验中,采用同一长木板的不同面进行实验,便于控制材料相同;
(5)对比序号1、2、3可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,弹簧测力的示数不同,说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(6)由图3可知,拉力与摩擦力不在同一水平方向,所以拉力与摩擦力不是一对平衡力,拉力不等于滑动摩擦力。
【分析】(1)定滑轮:轴固定不变的滑轮,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向;
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;
(3)根据弹簧测力计的分度值确定示数;
(4)根据控制变量法分析;
(5)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;
(6)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
6.(2025八下·光明期末)在实验“探究杠杆平衡条件”中,实验器材有不同形状的轻质杠杆、刻度尺、若干钩码(每个重0.5N)等。
(1)图甲中杠杆静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
(2)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。如图乙所示,固定支点左侧钩码的个数和悬挂点,不断改变支点右侧钩码的个数和悬挂点,使杠杆始终保持水平平衡,记录支点右侧的力F右和力臂l右,F右-l右图像如图丙所示。由图可得;在支点左侧的力和力臂不变时,F右ⅹl右的数值为 。
(3)图丁是曲臂杠杆,杠杆静止,且杠杆左侧保持水平。如图戊,在支点左侧3格处悬挂2个钩码,右侧2格处悬挂3个相同的钩码,则杠杆 (选填“能”或“不能”)保持静止。
(4)多次改变两侧钩码个数和悬挂点,记录杠杆左侧保持水平时的数据如表。
实验次数 动力F1/N 支点到动力作用点的距离S1/cm 动力臂l1/cm 阻力F2/N 支点到阻力作用点的距离S2/cm 阻力臂l2/cm
1 2.0 9 1.5 13.5 12
2 3.0 10 10 2.5 13.8 12
3 2.5 8 8 2.0 11.5 10
分析表格数据,杠杆平衡的普遍规律是: 。
(5)如图所示,质地均匀的圆盘可以绕着圆心O转动(转轴阻力忽略不计),圆半径的关系为:OC=3OA,OB=2OA。在C 点悬挂4个钩码,要使圆盘静止,可在 E 点挂 6个相同的钩码。将挂在 E 点的 6个钩码改挂在 点(填图中的字母,需答全),圆盘仍保持静止。
【答案】(1)是
(2)3
(3)不能
(4)F1×l1=F2×l2
(5)N、K、P
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)图甲中杠杆静止,此时杠杆是处于平衡状态。
(2)支点左侧的力和力臂不变时,由丙图像可知,当F=1N时,l=3cm;当F=2N时,l=1.5cm;当F=3N时,l=1cm,可得:在支点左侧的力和力臂不变时,F右×l右的数值为 3N cm。
(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一格的长度为L。由图戊所示,左侧力与力臂的乘积为2G×3L=6GL,右侧力臂小于2L,故右侧力与力臂的乘积小于3G×2L=6GL,所以杠杆不能保持静止。
(4)分析表格中的数据,比较动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积,发现F1×l1 与F2×l2的乘积相等。所以杠杆平衡的普遍规律是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1 = F2×l2。
(5)力臂:支点到力的作用线的距离,将挂在E点的6个钩码改挂在N、K、P位置,力臂大小不变,圆盘仍保持平衡。
【分析】(1)杠杆的平衡状态包括静止状态或匀速转动状态;
(2)结合图象可知,支点左侧的力和力臂不变时,支点右侧的力和力臂乘积不变。
(3)根据杠杆的平衡条件分析。
(4)分杠杆平衡的普遍规律是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1 = F2×l2。
(5)力臂:支点到力的作用线的距离,据此分析。
7.(2025八下·光明期末) 如图,老红军谢宝金负责的 68kg 手摇发电机是长征期间的通信“生命线”,过草地时需借助竹排拖行前进。若拖行的竹排质量约为 32kg。底面积约为1m2。求:
(1)该发电机的重力;(g取 10N/kg)
(2)当放有发电机的竹排静止在水平草地上时,求此时竹排对草地的压强。
【答案】(1)解:手摇发电机的质量为68kg,该发电机的重力为:
答:发电机的重力为680N。
(2)解:竹排对水平草地的压力为:
竹排对水平草地的压强为:
答:放有发电机的竹排对草地的压强为1000 Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)已知发电机的质量,根据G=mg求出发电机的重力;
(2)已知发电机和竹排的质量,根据求出竹排对水平草地的压力,根据求出竹排对水平草地的压强;
8.(2025八下·光明期末)小明同学周末参观深圳市科学技术馆,在装配式建筑区域发现有一座塔吊模型(图1〉。通过查找资料,他发现塔吊的内部结构简化图如图2 所示。小明通过图3的滑轮组模拟塔吊将重 480N 的物体在 10s内提升2m,该过程中绳子末端施加的拉力大小为 200N。(不计绳重及摩擦)
(1)动滑轮的重力;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力的功率。
【答案】(1)解:由图3可得:,绳子末端施加的拉力大小F=200N,动滑轮与物体的总重力为:
动滑轮的重力为:
答:动滑轮的重力为120N;
(2)解:物体上升高度H=2m,则绳子自由端移动的距离为:
对物体做的有用功为:
拉力做的总功为:
滑轮组的机械效率为:
答:滑轮组的机械效率为80%;
(3)解: 拉力的功率为:
答:拉力的功率为120W。
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮(组)的机械效率;有用功和额外功
【解析】【分析】(1)已知绳子末端的拉力和物体的重力,由图可知,动滑轮上绳子的股数n=3,根据绳子末端的拉力和绳子的股数求出动滑轮与物体的总重力,进而求出动滑轮的重力;
(2)已知物体上升的高度h,根据求出绳子自由端移动的距离,根据求出随物体做的有用功,根据求出拉力做的总功,根据求出滑轮组的机械效率;
(3)根据求出拉力的功率。
9.(2025八下·光明期末)汽车落水后该如何逃生?同学们聚焦真实问题,开展跨学科实践活动。
(一)汽车落水后为何会下沉?
(1)物体的浮沉取决于所受浮力和重力的大小关系。若一辆家用轿车的质量是 2t,外观体积是 10m3,底盘面积取8m2。将车体下半部分看作长方体,不考虑汽车渗水。如图甲所示,当汽车漂浮于水面时,该轿车浸在水中的深度h约为 。(ρ水=1.0X103kg/m3 ,g取 10N/kg)
(2)由于汽车并不是密封的,所以落水后快速进水,使汽车所受 力明显增大,导致汽车在水中迅速下沉。该轿车刚好浸没时,进入车中水的质量至少是 t。
(3)(二)落水后推门逃生可行吗?
汽车落水后,大多数人的本能反应是尝试推门自救。同学们搜集数据如下表,则最有可能打开车门的方式是 (填字母)
A.单手推门 单手最大推力/N 200~600
B.双手推门 双手最大推力/N 400~1000
C.用脚踹门 全力脚踹的力/N 1500~3000
(4)当水达到车窗下沿时,若车门在水下部分的面积约为1m2,车门受到水的平均压强约为5×103Pa,此时无法打开车门,理由是 。《理由需有数据支撑)
(5)有人说当车内灌满水时,推开车门更容易。这种说法的依据是:灌满水时,车内外的水压 (选填“相等”或“不相等”)。
专业测试发现,车内灌满水时,确实可以打开车门,但所用时间较长,并不切合实际。
(6)(三)水下破窗逃生可行吗?
图乙为某破窗器的简易结构示意图,高强弹簧以压缩状态被固定,使用时只需按压按钮,弹簧就会把撞针迅速击出,打碎玻璃。该过程主要是利用弹簧的 。(选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)
(7)请你为汽车设计师提出一条可行的建议,有效延长汽车落水后下沉的时间: 。
【答案】(1)0.25
(2)重;8
(3)C
(4)水对车门的压力达到5000N,大于全力脚踹的最大力
(5)相等
(6)弹性势能
(7)择密度较小的材料
【知识点】势能的影响因素;重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)当汽车漂浮于水面时,所受的浮力等于轿车的重力,则轿车受到的浮力为:
F浮=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
此时轿车排开水的体积为:
该轿车浸在水中的深度为:
(2)车内进水,使汽车所受重力明显增大;
轿车浸没时,所受的浮力为:
F浮1=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×10m3=1×105N
进入轿车中水的重力为:
G1=F浮1-G=1×105N-2×104N=8×104N
进入车中水的质量为:
(3)汽车落水后要打开车门,需要很大的力,力越大,越容易打开车门,故选C。
(4)水对车门的压力为:
F=pS=5×103Pa×1m2=5000N
表格中,C用脚踹门的力最大力为3000N,故此时无法打开车门的原因是:水对车门的压力达到5000N大于全力用脚踹的最大力;
(5)灌满水时,车内外处于同一深度,根据液体压强特点可知,此时车内外的压强相等,根据F=pS可知,此时车内外的水压相等;
(6)弹簧以压缩状态被固定,因为弹簧发生形变时,弹簧具有弹性势能,弹簧的弹性势能被释放,故该过程主要利用弹簧的弹性势能;
(7)可以让车进水速度减小,或者减轻车的重力(用密度小的材料制作车),或者增加车的密闭性等方式来延长汽车落水后下沉的时间。
【分析】 (1)根据沉浮条件可知,轿车漂浮时,F浮=G,再根据 F浮=ρ液gV排,求出轿车排开水的体积,根据轿车排开水的体积和轿车的底盘面积计算出浸入水中深度;
(2)车内进水,重力变大,根据 F浮=ρ液gV排 求出车浸没时浮力,计算出所需增大的重力,进而计算出进水的质量;
(3)汽车落水后要打开车门,需要很大的力,力越大,越容易打开车门;
(4)根据F=pS求出水对车门的压力,需要跟表格中数据进行对比分析;
(5)液体压强特点:同种液体中深度相同时,向各个方向的压强都相等;
(6)弹簧发生形变时具有弹性势能;
(7)为延长汽车落水后下沉的时间,可以减轻车的重力,或者增加车的密闭性等方式。
10.(2025八下·光明期末) 在“自制密度计”的跨学科实践活动中,同学们分成A、B两组,分别完成“简易密度计”与“微型密度计”的制作。
【A组活动方案】
选择一根圆柱状饮料吸管,下端用石蜡把管口密封,并缠上若干圈铜丝充当配重,测得其总质量为 10g。将该自制密度计分别放入水和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的盐水中,待其稳定后用记号笔分别在吸管与液面齐平处进行标记,如图甲。
(1)当密度计竖直漂浮时,所受浮力为 N。(g取 10N/kg)
(2)甲图中 c 处应表示的密度值为 g/cm3。
(3)小组成员将密度计分别放入水和酒精中,液面到其封口端的距离如图乙、图丙所示。请完成表格中相关数据的填写:
液体密度ρ液/(g.cm-3) 0.8 1.0
漫入液体的深度h/cm H= (用h表示) h
(4)【B 组活动方案】
选用一根直径约为4mm,横截面积约为0.12cm2的标度杆,在杆上固定一个浮子,封口下端缠绕铜丝作配重,测得其总质量为1.5g。
如图丁,假设水中的浮子及浮子以下标度杆及配重的体积V总占V排的 90%,请结合相关数据计算出图中h'= cm。〈ρ水=1g/cm3〉
(5)【活动交流】
两组成员发现两组密度计在水和酒精中的两刻度间的间距均比较小,下列方法中能增大间距是: (选填“A” 或“B”),增大间距的目的是 。
A.滅少配重
B.选择直径更小吸管或标度杆
(6)对比自制密度计,实验室的密度计(图戊》中间有一个玻璃泡,玻璃泡越 (选填“大”或“小”),更适合测量密度较小的液体的密度。
(7)A组实验时发现该密度计放入水中会倾斜。通过查找资料,发现此时重心高于浮心(浮力的作用点,即密度计浸在液体中液面以下部分的几何中心)。此时应通过 (选填“增加”或“减少”)配重,使重心低于浮心。
【答案】(1)0.1
(2)1.2
(3)1.25h
(4)1.25
(5)B;测量更精准,减小误差
(6)大
(7)增加
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;制作微型密度计
【解析】【解答】(1)密度计的总质量为10g,当密度计竖直漂浮时,受到的浮力等于它自身的重力,所以密度计所受的浮力为:
F浮=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
(2)根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可知,在不同的液体中,密度计受到的浮力不变,液体的密度越大,浸入液体的深度越小,所以图中C处应表示的密度值为1.2g/cm3;
(3)密度计在不同的液体中,受到的浮力不变,根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可得,ρ水gSh=ρ液gSH,可得,密度计进入液体的深度为:
(4)直径约为4mm,横截面积约为0.12cm2的标度杆在水中处于漂浮状态,浮力等于重力,则标度杆所受的浮力为:
F'浮=G'=m'g=0.0015kg×10N/kg=0.015N
排开水的体积为:
水中的浮子及浮子以下标度杆及配重的体积V总占V排的90%,则水中的浮子以上标度杆的体积为:
V上=V排-V总=V排 - 90%V排=1.5cm3 - 90%×1.5cm3=0.15cm3
水中的浮子以上标度杆的深度为:
(5)密度计在水和酒精中处于漂浮状态,浮力等于重力,由于密度计重力不变,则密度计所受的浮力不变,当液体密度不变时,根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh 可知,要增大间距h,应减小吸管或标度杆的横截面积,故A不符合题意,B符合题意;
故选B;
增大间距的目的是测量更精准,减小误差。
(6)实验室的密度计在被测液体中处于漂浮状态,浮力等于重力,因密度计重力不变,因此浮力不变,根据 F浮=ρ液gV排 可知,V排越大,则被测液体密度越小,所以玻璃泡越大,更适合测量密度较小的液体的密度;
(7)A组实验时发现该密度计放入水中会倾斜,说明该密度计中心较高,此时应通过增加配重,使重心低于浮心。
【分析】(1)已知密度计的总质量,当密度计竖直漂浮时,根据F浮=G=mg求出密度计所受的浮力;
(2)根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh进行分析;
(3)(4)根据阿基米德原理和漂浮条件进行计算;
(5)选择较细的吸管可以增大刻度间的间距,可以减小误差,使测量更精准;
(6)玻璃泡越大,排开液体的体积越大,更适合测量密度较小的液体;
(7)如果密度计的重心过高,可以增加配重,降低它的重心。
1 / 1广东省深圳市光明区2024-2025学年八年级下学期物理期末试卷
一、选择题〔本题共 7 小题,每题 2 分,共 14 分〉.
1.(2025八下·光明期末)长约200公里,共20段的鹏径,是深圳重点打造的“鹏城万里”多层次户外步道体系的重妥一环。请回答下列问题。
(1)登山杖的杖尖一般非常尖锐,如图所示。收纳时,为防止杖尖划伤背包需戴上保护套,目的是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
(2)在第2段的九围湿地公园中,可以观赏赤颈鸭戏水、觅食。赤颈鸭停止划水,身体会仍向前滑行一段距离才停下来。这是因为赤颈鸭
A.具有惯性而向前运动 B.受摩擦力而向前运动
C.受到重力而停止运动 D.具有质量而停止运动
(3)第7段最大的特色是可以近距离观察塘朗山猕猴。猕猴蹲坐在水平栏杆上时,与猕猴所受重力平衡的是
A.栏杆受到的重力 B.猕猴对栏杆的压力
C.地面给栏杆的支持力 D.栏杆对猕猴的支持力
(4)高程指某点沿竖直方向到基面的距离。第7段的高程信息如图所示,则徒步者重力势能最大时,位于
A.紫润园 B.极目阁观景点
C.红花岭观景点 D.梅林水库绿道涂鸦墙
(5)如图甲所示是沿途放置的防蚊喷雾,图乙是喷雾器工作原理简图。下列选项中涉及的原理与此喷雾器相同的是
A.汽车尾翼 B.船闸
C.螺旋式千斤顶 D.吸盘挂钩
(6)小聪和小明从11段起点望桐新路一起出发,最终均抵达大梧桐山顶。两人部分参数如表,则( )
小聪 小明
体重G/N 520 600
登顶所用时间t/h 3.9 4
克服重力做功W W1 W2
克服重力做功的功率P P1 P2
A.W1=W2 B.W1P2
(7)在大梧桐山顶,可以眺望盐田港风光。门式起重机(俗称龙门吊)是港口的常用机械,如图所示,在主梁ɑ处和吊钩上方b处都安装有滑轮,则
A.a处的滑轮可以省力 B.a处的滑轮可以省距离
C.b处的滑轮可以省力 D.b处的滑轮可以省距离
二、非选择题(本题共 11 小题,共 56 分)
2.(2025八下·光明期末)集装箱正面起重机(俗称正面吊)是大型集装箱码头的辅助设备,如图甲所示。图乙是正面吊起重臂吊起集装箱的示意图,O是起重臂的支点。请画出:⑴拉力F1的力臂l1:⑵撑杆对起重臂的作用力F2。
3.(2025八下·光明期末)《天工开物》是我国古代的科技著作,其中包合了粮食种柱与加工的内容。
(1)播种时,耧下端安装“铁尖”,目的是通过 的方式增大压强,更容易插入土壤深处。取水时,人通过踏车将低处的水抽到高处灌溉农田。该过程中水的重力势能 ,加快踩踏的速度,汲水的功率 。(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)打稻时,农民把成捆的稻秆用力砸向一个大木板,木板施加的力使稻秆从运动变为静止,从而使谷粒与稻秆分离。这说明力可以改变物体的 。该过程中, (选填“谷粒”或“稻秆”)由于具有惯性保持原来的运动状态,从而实现谷粒与稻秆的分离。去壳时,农民用木杆牵引土砻,使上下两扇砻盘摩擦,为谷粒去壳。砻盘匀速转动时,所受的合力 (选填“为零”或“不为零”)。
4.(2025八下·光明期末) 同学们制作的简易活塞式抽水机的结构如图所示,将塑料片粘在活塞上作为阀门A,把玻璃球放到瓶口处作为阀门B。
(1)向上提起活塞,阀门A (选填“打开”或“关闭”),低处的水受到 的作用推开阀门B进入圆筒。
(2)有同学发现先向圆筒倒入少量的水,能更快速地将水抽取上来,原因是 。
(3)理论上活塞式抽水机的最大提水高度 h=10.3m。若在海拔较高的高原地区使用该抽水机,理论上的最大提水高度是h',则h' h(选填“>”“<”或“=”)。
5.(2025八下·光明期末)某实验课中,同学们采取如下装置进行“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验,数据如下表。(手拉动的长木板A面为光滑面,B面为粗糙面)
序号 m物/g 接触面 F1/N 序号 m物/g 接触面 F2/N
1 160.5g 长木板的A面 0.1 4 160.5g 长木板的B面
2 260.5g 长木板的A面 0.18 5 260.5g 长木板的B面 0.4
3 360.5g 长木板的A面 0.3 6 360.5g 长木板的B面 0.5
(1)如图 1,定滑轮的优点是: .
(2)如图1,长木板上的木块受到的摩擦力方向为水平向 .
(3)序号4中,弹簧测力计示数如图2所示,其读数为 N.
(4)实验中,采用同一长木板的不同面进行实验,便于控制 相同。
(5)对比序号1、2、3可得:滑动摩擦力的大小与 有关。
(6)某小组采用完全相同的器材进行实验时,发现测得拉力F均大于表格中的数据,该小组的实验装置如图3,请分析其原因: 。
6.(2025八下·光明期末)在实验“探究杠杆平衡条件”中,实验器材有不同形状的轻质杠杆、刻度尺、若干钩码(每个重0.5N)等。
(1)图甲中杠杆静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
(2)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。如图乙所示,固定支点左侧钩码的个数和悬挂点,不断改变支点右侧钩码的个数和悬挂点,使杠杆始终保持水平平衡,记录支点右侧的力F右和力臂l右,F右-l右图像如图丙所示。由图可得;在支点左侧的力和力臂不变时,F右ⅹl右的数值为 。
(3)图丁是曲臂杠杆,杠杆静止,且杠杆左侧保持水平。如图戊,在支点左侧3格处悬挂2个钩码,右侧2格处悬挂3个相同的钩码,则杠杆 (选填“能”或“不能”)保持静止。
(4)多次改变两侧钩码个数和悬挂点,记录杠杆左侧保持水平时的数据如表。
实验次数 动力F1/N 支点到动力作用点的距离S1/cm 动力臂l1/cm 阻力F2/N 支点到阻力作用点的距离S2/cm 阻力臂l2/cm
1 2.0 9 1.5 13.5 12
2 3.0 10 10 2.5 13.8 12
3 2.5 8 8 2.0 11.5 10
分析表格数据,杠杆平衡的普遍规律是: 。
(5)如图所示,质地均匀的圆盘可以绕着圆心O转动(转轴阻力忽略不计),圆半径的关系为:OC=3OA,OB=2OA。在C 点悬挂4个钩码,要使圆盘静止,可在 E 点挂 6个相同的钩码。将挂在 E 点的 6个钩码改挂在 点(填图中的字母,需答全),圆盘仍保持静止。
7.(2025八下·光明期末) 如图,老红军谢宝金负责的 68kg 手摇发电机是长征期间的通信“生命线”,过草地时需借助竹排拖行前进。若拖行的竹排质量约为 32kg。底面积约为1m2。求:
(1)该发电机的重力;(g取 10N/kg)
(2)当放有发电机的竹排静止在水平草地上时,求此时竹排对草地的压强。
8.(2025八下·光明期末)小明同学周末参观深圳市科学技术馆,在装配式建筑区域发现有一座塔吊模型(图1〉。通过查找资料,他发现塔吊的内部结构简化图如图2 所示。小明通过图3的滑轮组模拟塔吊将重 480N 的物体在 10s内提升2m,该过程中绳子末端施加的拉力大小为 200N。(不计绳重及摩擦)
(1)动滑轮的重力;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力的功率。
9.(2025八下·光明期末)汽车落水后该如何逃生?同学们聚焦真实问题,开展跨学科实践活动。
(一)汽车落水后为何会下沉?
(1)物体的浮沉取决于所受浮力和重力的大小关系。若一辆家用轿车的质量是 2t,外观体积是 10m3,底盘面积取8m2。将车体下半部分看作长方体,不考虑汽车渗水。如图甲所示,当汽车漂浮于水面时,该轿车浸在水中的深度h约为 。(ρ水=1.0X103kg/m3 ,g取 10N/kg)
(2)由于汽车并不是密封的,所以落水后快速进水,使汽车所受 力明显增大,导致汽车在水中迅速下沉。该轿车刚好浸没时,进入车中水的质量至少是 t。
(3)(二)落水后推门逃生可行吗?
汽车落水后,大多数人的本能反应是尝试推门自救。同学们搜集数据如下表,则最有可能打开车门的方式是 (填字母)
A.单手推门 单手最大推力/N 200~600
B.双手推门 双手最大推力/N 400~1000
C.用脚踹门 全力脚踹的力/N 1500~3000
(4)当水达到车窗下沿时,若车门在水下部分的面积约为1m2,车门受到水的平均压强约为5×103Pa,此时无法打开车门,理由是 。《理由需有数据支撑)
(5)有人说当车内灌满水时,推开车门更容易。这种说法的依据是:灌满水时,车内外的水压 (选填“相等”或“不相等”)。
专业测试发现,车内灌满水时,确实可以打开车门,但所用时间较长,并不切合实际。
(6)(三)水下破窗逃生可行吗?
图乙为某破窗器的简易结构示意图,高强弹簧以压缩状态被固定,使用时只需按压按钮,弹簧就会把撞针迅速击出,打碎玻璃。该过程主要是利用弹簧的 。(选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)
(7)请你为汽车设计师提出一条可行的建议,有效延长汽车落水后下沉的时间: 。
10.(2025八下·光明期末) 在“自制密度计”的跨学科实践活动中,同学们分成A、B两组,分别完成“简易密度计”与“微型密度计”的制作。
【A组活动方案】
选择一根圆柱状饮料吸管,下端用石蜡把管口密封,并缠上若干圈铜丝充当配重,测得其总质量为 10g。将该自制密度计分别放入水和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的盐水中,待其稳定后用记号笔分别在吸管与液面齐平处进行标记,如图甲。
(1)当密度计竖直漂浮时,所受浮力为 N。(g取 10N/kg)
(2)甲图中 c 处应表示的密度值为 g/cm3。
(3)小组成员将密度计分别放入水和酒精中,液面到其封口端的距离如图乙、图丙所示。请完成表格中相关数据的填写:
液体密度ρ液/(g.cm-3) 0.8 1.0
漫入液体的深度h/cm H= (用h表示) h
(4)【B 组活动方案】
选用一根直径约为4mm,横截面积约为0.12cm2的标度杆,在杆上固定一个浮子,封口下端缠绕铜丝作配重,测得其总质量为1.5g。
如图丁,假设水中的浮子及浮子以下标度杆及配重的体积V总占V排的 90%,请结合相关数据计算出图中h'= cm。〈ρ水=1g/cm3〉
(5)【活动交流】
两组成员发现两组密度计在水和酒精中的两刻度间的间距均比较小,下列方法中能增大间距是: (选填“A” 或“B”),增大间距的目的是 。
A.滅少配重
B.选择直径更小吸管或标度杆
(6)对比自制密度计,实验室的密度计(图戊》中间有一个玻璃泡,玻璃泡越 (选填“大”或“小”),更适合测量密度较小的液体的密度。
(7)A组实验时发现该密度计放入水中会倾斜。通过查找资料,发现此时重心高于浮心(浮力的作用点,即密度计浸在液体中液面以下部分的几何中心)。此时应通过 (选填“增加”或“减少”)配重,使重心低于浮心。
答案解析部分
1.【答案】(1)C
(2)A
(3)D
(4)B
(5)A
(6)B
(7)C
【知识点】势能的影响因素;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)为防止杖尖划伤背包需戴上保护套,是在压力一定时,通过增大受力面积的方法来减小压强的,故ABD错误,C正确。
故选C。
(2)赤颈鸭停止划水,身体会仍向前滑行一段距离才停下来,是因为赤颈鸭具有惯性而继续向前运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
(3)猕猴蹲坐在水平栏杆上,处于静止状态, 猕猴所受重力与栏杆对猕猴的支持力,两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故ABC错误,D正确。
故选D。
(4)重力势能与物体的质量和高度有关,徒步者的质量不变,当高度最大时,重力势能最大,所以徒步者位于极目阁观景点时重力势能最大,故ACD错误,B正确。
故选B。
(5)喷雾器工作时,空气从横管快速喷出,使竖直管上方空气的流速突然增大,气压突然减小,竖直管内液面上方气压小于竖直管外液面上方的气压,液体就沿竖直管的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状喷出,所以喷雾器的原理是流体压强和流速的关系;
A、汽车快速行驶时,尾翼翼上方空气流速小于机翼下方,下方压强小于上方,产生向下的压力,增加汽车的稳定性,故A符合题意;
B、船闸是利用连通器的原理工作的,故B不符合题意;
C、螺旋式千斤顶利用了斜面省力的原理,故C不符合题意;
D、吸盘挂钩被“吸”在墙上是利用了大气压,故D不符合题意。
故选A。
(6)AB.两人到达山顶时,上升的高度相同为h,克服重力做功 W=Gh 可知,小明的重力更大,克服重力做功越多,即 W1CD.小聪克服重力做功的功率为:
小明克服重力做功的功率为:
所以 P1故选B。
(7)如图所示,a处的滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;b处的滑轮轴随物体一起运动,是动滑轮,动滑轮省一半的力,但费距离。故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(2)惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质;惯性是物体的固有属性,惯性的惟一量度是质量,质量越大,物体具有的惯性越大。
(3)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
(4)重力势能与物体的质量和高度有关。
(5)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
(6)根据W=Gh分析比较两人克服重力做功的大小;根据分析比较两人克服重力做功的功率。
(7)定滑轮:轴固定不变的滑轮,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向;
动滑轮:轴随物体一起移动的滑轮,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。
(1)为防止杖尖划伤背包需戴上保护套,是在压力一定时,通过增大受力面积的方法来减小压强的,故ABD错误,C正确。
故选C。
(2)赤颈鸭停止划水,身体会仍向前滑行一段距离才停下来,是因为赤颈鸭具有惯性而继续向前运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
(3)猕猴蹲坐在水平栏杆上,处于静止状态, 猕猴所受重力与栏杆对猕猴的支持力,两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故ABC错误,D正确。
故选D。
(4)重力势能与物体的质量和高度有关,徒步者的质量不变,当高度最大时,重力势能最大,所以徒步者位于极目阁观景点时重力势能最大,故ACD错误,B正确。
故选B。
(5)喷雾器工作时,空气从横管快速喷出,使竖直管上方空气的流速突然增大,气压突然减小,竖直管内液面上方气压小于竖直管外液面上方的气压,液体就沿竖直管的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状喷出,所以喷雾器的原理是流体压强和流速的关系;
A、汽车快速行驶时,尾翼翼上方空气流速小于机翼下方,下方压强小于上方,产生向下的压力,增加汽车的稳定性,故A符合题意;
B、船闸是利用连通器的原理工作的,故B不符合题意;
C、螺旋式千斤顶利用了斜面省力的原理,故C不符合题意;
D、吸盘挂钩被“吸”在墙上是利用了大气压,故D不符合题意。
故选A。
(6)AB.两人到达山顶时,上升的高度相同为h,克服重力做功 W=Gh 可知,小明的重力更大,克服重力做功越多,即 W1CD.小聪克服重力做功的功率为:
小明克服重力做功的功率为:
所以 P1故选B。
(7)如图所示,a处的滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;b处的滑轮轴随物体一起运动,是动滑轮,动滑轮省一半的力,但费距离。故ABD错误,C正确。
故选C。
2.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;力臂的画法
【解析】【解答】(1)过支点O,向拉力F1的作用线作垂线,垂线段即为拉力F1的力臂l1;
(2)撑杆对起重臂的作用力F2的方向垂直撑杆向上,如图所示:
【分析】(1)力臂:支点到力的作用线的垂直距离;
(2)撑杆对起重臂的作用力F2的方向垂直撑杆向上。
3.【答案】(1)减小受力面积;变大;变大
(2)运动状态;谷粒;不为零
【知识点】势能的影响因素;物体运动状态的变化;力的合成与应用;增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】(1)播种时,耧下端安装“铁尖”,是通过减小受力面积的方式增大压强,更容易插入土壤深处。
取水时,人通过踏车将低处的水抽到高处灌溉农田。该过程中水的质量不变,高度增加,所以水的重力势能变大。
根据可知,加快踩踏的速度,汲水的功率变大。
(2)木板施加的力使稻秆从运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态,谷粒由于具有惯性保持原来的运动状态,从而实现谷粒与稻秆的分离。
去壳时,农民用木杆牵引土碧,使上下两扇砻盘摩擦,为谷粒去壳,砻盘匀速转动时,处于非平衡状态,其所受的合力不为零。
【分析】(1)1.增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
2.物体的重力势能与物体的质量、高度有关,质量越大、高度越高,物体的重力势能越大。
3.根据分析汲水的功率变化。
(2)1.力可以改变物体的形状和运动状态。
2.惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
3.处于非平衡状态的物体受到的力是非平衡力,受非平衡力作用的物体,其所受合力不为零。
(1)播种时,耧下端安装“铁尖”,是通过减小受力面积的方式增大压强,更容易插入土壤深处。
取水时,人通过踏车将低处的水抽到高处灌溉农田。该过程中水的质量不变,高度增加,所以水的重力势能变大。
根据可知,加快踩踏的速度,汲水的功率变大。
(2)木板施加的力使稻秆从运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态,谷粒由于具有惯性保持原来的运动状态,从而实现谷粒与稻秆的分离。
去壳时,农民用木杆牵引土碧,使上下两扇砻盘摩擦,为谷粒去壳,砻盘匀速转动时,处于非平衡状态,其所受的合力不为零。
4.【答案】(1)关闭;大气压强
(2)减小摩擦
(3)<
【知识点】增大或减小摩擦的方法;液体压强计算公式的应用;大气压强与高度的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)由图可知,向上提起活塞,阀门A关闭,上面的水被提向高处;此时低处的水受到大气压强的作用推开阀门B进入圆筒;
(2)先向圆筒倒入少量的水,水可以在活塞和圆筒壁之间形成一层水膜,减小了活塞与圆筒壁之间的摩擦,使得活塞的运动更加顺畅,从而能更快速地将水抽取上来。
(3)大气压随高度增大而减小,若在海拔较高的高原地区,大气压减小,使用该抽水机时,根据p=ρ液gh可知,水的密度不变,压强减小,支持水柱的高度减小,所以 h'【分析】(1)活塞式抽水机是利用大气压来工作的,根据活塞的运动方向和大气压的作用,可判断阀门的打开和闭合情况。
(2)加水可以减小了活塞与圆筒壁之间的摩擦;
(3)大气压随高度增大而减小,根据p=ρ液gh进行分析。
5.【答案】(1)可以改变力的方向
(2)左
(3)0.2
(4)材料
(5)压力大小
(6)拉力与摩擦力不在同一水平方向
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)如图 1,定滑轮的优点是:可以改变力的方向;
(2)木块相对与木板向右运动,所以木块受到的摩擦力方向水平向左;
(3)图2中,弹簧测力计的分度值为0.2N,其读数为0.2N;
(4)实验中,采用同一长木板的不同面进行实验,便于控制材料相同;
(5)对比序号1、2、3可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,弹簧测力的示数不同,说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(6)由图3可知,拉力与摩擦力不在同一水平方向,所以拉力与摩擦力不是一对平衡力,拉力不等于滑动摩擦力。
【分析】(1)定滑轮:轴固定不变的滑轮,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向;
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;
(3)根据弹簧测力计的分度值确定示数;
(4)根据控制变量法分析;
(5)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;
(6)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
6.【答案】(1)是
(2)3
(3)不能
(4)F1×l1=F2×l2
(5)N、K、P
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)图甲中杠杆静止,此时杠杆是处于平衡状态。
(2)支点左侧的力和力臂不变时,由丙图像可知,当F=1N时,l=3cm;当F=2N时,l=1.5cm;当F=3N时,l=1cm,可得:在支点左侧的力和力臂不变时,F右×l右的数值为 3N cm。
(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一格的长度为L。由图戊所示,左侧力与力臂的乘积为2G×3L=6GL,右侧力臂小于2L,故右侧力与力臂的乘积小于3G×2L=6GL,所以杠杆不能保持静止。
(4)分析表格中的数据,比较动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积,发现F1×l1 与F2×l2的乘积相等。所以杠杆平衡的普遍规律是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1 = F2×l2。
(5)力臂:支点到力的作用线的距离,将挂在E点的6个钩码改挂在N、K、P位置,力臂大小不变,圆盘仍保持平衡。
【分析】(1)杠杆的平衡状态包括静止状态或匀速转动状态;
(2)结合图象可知,支点左侧的力和力臂不变时,支点右侧的力和力臂乘积不变。
(3)根据杠杆的平衡条件分析。
(4)分杠杆平衡的普遍规律是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1 = F2×l2。
(5)力臂:支点到力的作用线的距离,据此分析。
7.【答案】(1)解:手摇发电机的质量为68kg,该发电机的重力为:
答:发电机的重力为680N。
(2)解:竹排对水平草地的压力为:
竹排对水平草地的压强为:
答:放有发电机的竹排对草地的压强为1000 Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)已知发电机的质量,根据G=mg求出发电机的重力;
(2)已知发电机和竹排的质量,根据求出竹排对水平草地的压力,根据求出竹排对水平草地的压强;
8.【答案】(1)解:由图3可得:,绳子末端施加的拉力大小F=200N,动滑轮与物体的总重力为:
动滑轮的重力为:
答:动滑轮的重力为120N;
(2)解:物体上升高度H=2m,则绳子自由端移动的距离为:
对物体做的有用功为:
拉力做的总功为:
滑轮组的机械效率为:
答:滑轮组的机械效率为80%;
(3)解: 拉力的功率为:
答:拉力的功率为120W。
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮(组)的机械效率;有用功和额外功
【解析】【分析】(1)已知绳子末端的拉力和物体的重力,由图可知,动滑轮上绳子的股数n=3,根据绳子末端的拉力和绳子的股数求出动滑轮与物体的总重力,进而求出动滑轮的重力;
(2)已知物体上升的高度h,根据求出绳子自由端移动的距离,根据求出随物体做的有用功,根据求出拉力做的总功,根据求出滑轮组的机械效率;
(3)根据求出拉力的功率。
9.【答案】(1)0.25
(2)重;8
(3)C
(4)水对车门的压力达到5000N,大于全力脚踹的最大力
(5)相等
(6)弹性势能
(7)择密度较小的材料
【知识点】势能的影响因素;重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)当汽车漂浮于水面时,所受的浮力等于轿车的重力,则轿车受到的浮力为:
F浮=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
此时轿车排开水的体积为:
该轿车浸在水中的深度为:
(2)车内进水,使汽车所受重力明显增大;
轿车浸没时,所受的浮力为:
F浮1=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×10m3=1×105N
进入轿车中水的重力为:
G1=F浮1-G=1×105N-2×104N=8×104N
进入车中水的质量为:
(3)汽车落水后要打开车门,需要很大的力,力越大,越容易打开车门,故选C。
(4)水对车门的压力为:
F=pS=5×103Pa×1m2=5000N
表格中,C用脚踹门的力最大力为3000N,故此时无法打开车门的原因是:水对车门的压力达到5000N大于全力用脚踹的最大力;
(5)灌满水时,车内外处于同一深度,根据液体压强特点可知,此时车内外的压强相等,根据F=pS可知,此时车内外的水压相等;
(6)弹簧以压缩状态被固定,因为弹簧发生形变时,弹簧具有弹性势能,弹簧的弹性势能被释放,故该过程主要利用弹簧的弹性势能;
(7)可以让车进水速度减小,或者减轻车的重力(用密度小的材料制作车),或者增加车的密闭性等方式来延长汽车落水后下沉的时间。
【分析】 (1)根据沉浮条件可知,轿车漂浮时,F浮=G,再根据 F浮=ρ液gV排,求出轿车排开水的体积,根据轿车排开水的体积和轿车的底盘面积计算出浸入水中深度;
(2)车内进水,重力变大,根据 F浮=ρ液gV排 求出车浸没时浮力,计算出所需增大的重力,进而计算出进水的质量;
(3)汽车落水后要打开车门,需要很大的力,力越大,越容易打开车门;
(4)根据F=pS求出水对车门的压力,需要跟表格中数据进行对比分析;
(5)液体压强特点:同种液体中深度相同时,向各个方向的压强都相等;
(6)弹簧发生形变时具有弹性势能;
(7)为延长汽车落水后下沉的时间,可以减轻车的重力,或者增加车的密闭性等方式。
10.【答案】(1)0.1
(2)1.2
(3)1.25h
(4)1.25
(5)B;测量更精准,减小误差
(6)大
(7)增加
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;制作微型密度计
【解析】【解答】(1)密度计的总质量为10g,当密度计竖直漂浮时,受到的浮力等于它自身的重力,所以密度计所受的浮力为:
F浮=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
(2)根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可知,在不同的液体中,密度计受到的浮力不变,液体的密度越大,浸入液体的深度越小,所以图中C处应表示的密度值为1.2g/cm3;
(3)密度计在不同的液体中,受到的浮力不变,根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可得,ρ水gSh=ρ液gSH,可得,密度计进入液体的深度为:
(4)直径约为4mm,横截面积约为0.12cm2的标度杆在水中处于漂浮状态,浮力等于重力,则标度杆所受的浮力为:
F'浮=G'=m'g=0.0015kg×10N/kg=0.015N
排开水的体积为:
水中的浮子及浮子以下标度杆及配重的体积V总占V排的90%,则水中的浮子以上标度杆的体积为:
V上=V排-V总=V排 - 90%V排=1.5cm3 - 90%×1.5cm3=0.15cm3
水中的浮子以上标度杆的深度为:
(5)密度计在水和酒精中处于漂浮状态,浮力等于重力,由于密度计重力不变,则密度计所受的浮力不变,当液体密度不变时,根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh 可知,要增大间距h,应减小吸管或标度杆的横截面积,故A不符合题意,B符合题意;
故选B;
增大间距的目的是测量更精准,减小误差。
(6)实验室的密度计在被测液体中处于漂浮状态,浮力等于重力,因密度计重力不变,因此浮力不变,根据 F浮=ρ液gV排 可知,V排越大,则被测液体密度越小,所以玻璃泡越大,更适合测量密度较小的液体的密度;
(7)A组实验时发现该密度计放入水中会倾斜,说明该密度计中心较高,此时应通过增加配重,使重心低于浮心。
【分析】(1)已知密度计的总质量,当密度计竖直漂浮时,根据F浮=G=mg求出密度计所受的浮力;
(2)根据 F浮=ρ液gV排=ρ液gSh进行分析;
(3)(4)根据阿基米德原理和漂浮条件进行计算;
(5)选择较细的吸管可以增大刻度间的间距,可以减小误差,使测量更精准;
(6)玻璃泡越大,排开液体的体积越大,更适合测量密度较小的液体;
(7)如果密度计的重心过高,可以增加配重,降低它的重心。
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