2024-2025学年河南省郑州市巩义市八年级(下)期末物理试卷
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)如图是小红同学自制的气压计,她乘坐电梯将自制气压计从1楼带到20楼,该过程中外界大气压将 (选填“增大”、“减小”或“不变”),玻璃管内的水柱将 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
2.(2分)如图所示,物体A重30N,用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是 N;物体B重30N,受到F等于20N的水平推力静止不动,则物体B所受的摩擦力是 N。
3.(2分)如图,小明用10N的力踢球后球向上运动,若足球的重力为4N,假设此时图中的足球所受空气阻力为1N,则此时足球受到的合力大小为 N,方向 。
4.(3分)学生使用自行车时蕴含很多物理知识:学生踩脚踏时主要改变了自行车的 (选填“形状”或“运动状态”);当停止踩动时自行车在水平路面上由于 会继续前进,此过程中自行车的机械能会逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.(3分)如图甲是脚踏式翻盖垃圾桶,图乙是其结构简化图。在F处向下踩动脚踏板,连杆BD便向上顶起桶盖。由图可知,以E为支点的杠杆属于 杠杆,以 (填字母序号)为支点的杠杆属于 杠杆。(选填“省力”或“费力”)
6.(2分)如图所示,桌面上有甲、乙两个完全相同的装满了水的玻璃缸。其中甲水中漂浮着一只小鸭子,乙水中漂浮着一只大鸭子。若两只鸭子受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙,玻璃缸对桌面的压力分别为F甲、F乙。则F浮甲 F浮乙,F甲 F乙。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选的得0分)
7.(2分)如图所示,用手拉弹簧使弹簧伸长,弹簧发生了弹性形变。关于该实验,下列说法错误的是( )
A.说明力能改变物体的形状
B.在弹簧弹性限度内,拉弹簧的力越大,弹簧的伸长量越长
C.发生形变后的弹簧对手指产生弹力
D.手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力
8.(2分)如图所示,当运动员穿着滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时,下列说法中正确的是( )
A.运动员弓着腰,是通过降低重心来增大惯性的
B.穿滑雪板是为了减小对雪地的压力
C.雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力
D.滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力
9.(2分)如图所示的实例中,不属于利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.用吸管喝饮料
C.船闸
D.水池下的回水弯管
10.(2分)如图所示是小明参加劳动实践活动的情景。下列说法正确的是( )
A.甲图:在木箱下垫上圆木可以减小接触面积来减小摩擦力
B.乙图:吸盘被压在墙上,吸盘受到的压力与摩擦力二力平衡
C.丙图:浇花的喷壶是利用流体的流速越大压强越小的原理工作的
D.丁图:利用斜面搬运货物可以省力,也可以省功
11.(2分)如图所示的四个事例中,关于压强的说法正确的是( )
A.甲为压路机,碾子做得很大,是为了减小压强
B.乙为安全锤,锤头做得很尖,是为了减小压强
C.丙图中加热后再密封的铁桶被压扁,是因为外部大气压强远大于内部压强
D.丁图中热气球能在空中自由升降,是利用“气体流速大的地方压强小”的原理
12.(2分)如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是( )
A.苹果的重力 B.桔子的重力
C.杆对桔子的支持力 D.苹果对杆的压力
(多选)13.(2分)如图所示,小球在A点由静止开始释放向右侧摆动,B点是小球摆动的最低点,C点是小球摆到右侧的最高点,hA>hC。下列说法中正确的是( )
A.小球在B点的动能最大
B.小球在最低点B 点时,受力平衡
C.小球的机械能总量保持不变
D.小球的动能和重力势能可以相互转化
(多选)14.(2分)学习了浮力知识后,同学们进行了造“船”比赛,如图所示,他们用三块完全相同的橡皮泥做成“空心”的小船,放在盛有水的水槽中,三只小船漂浮。然后往小船中放入大小相同的小球,看谁的小船承载的小球的数量大。下列说法正确的是( )
A.橡皮泥小船漂浮在水槽中,所受的浮力大小大于总重力
B.承载小球数量越大的小船排开水的重力越大
C.承载小球数量越大的小船船底所受的水的压强越小
D.“空心”部分越大的小船能承载的小球数量越大
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图,手按压水平桌面并向左滑动,可感受到桌面对手的支持力和摩擦力。请以A点为作用点,画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图。
16.(2分)在建筑工地上,工人师傅需要站在地面上通过滑轮组提升重物,请在图中画出绳子的绕法。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题8分,第19题5分,共18分)
17.(5分)如图是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验前,小明发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,应通过方法 (填字母)进行调节;
A.向U形管内加适量的水
B.从U形管内倒出适量的水
C.拆除软管重新安装
(2)比较图中的乙和丙图,可得出的结论是: ;
(3)比较图中的 两图,可初步判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)同小组玲玲在做实验时,保持图乙中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。老师说她的操作不科学,原因是 。
18.(8分)在探究杠杆的平衡条件时,所用每个钩码的质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在 位置平衡,目的是便于测量 ;
(2)实验数据如下表所示,请把表格中空缺的数据补充完整;
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1 5 1 5
2 1.5 10 0.5 30
3 2 15 1.5 ①
②分析表格数据,可得出的实验结论:杠杆平衡时, ;
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)小琳采用了图丙所示的装置进行探究,当杠杆水平平衡时,处理实验数据时发现与(2)中的实验结论明显不相符,弹簧测力计测量的拉力值总是 (选填“小于”“等于”或“大于”)实验结论算出的理论值;
(5)图丁中将鱼提起的过程中,支点在 点。
19.(5分)小明同学需要初步检查一批100mL的小瓶消毒酒精密度是否合格。于是他自制一个微型密度计来测量这些消毒酒精的密度。
(1)首先,小明需要估算密度计的质量m。若酒精的密度为0.87g/cm3,微型密度计测量时排开1mL的酒精,则排开酒精的质量m酒精为 g,则密度计的质量m m酒精(选填“>”“<”或“=”);
(2)小明用制作棉签的实心塑料杆作为标度杆,塑料杆中部套一个密度较小的泡沫塑料球作为浮子,下端绕有铜丝作为配重,初步做成一个微型密度计,如图甲所示。
①若这个密度计放入酒精中会触碰瓶底,如图乙所示。为了使密度计漂浮,以下对密度计的调整,合理的有哪些? (填写字母)。
A.去掉泡沫塑料球
B.适当减少铜丝的质量
C.适当上移浮子在标度杆上的位置
D.适当上移铜丝在标度杆上的位置
E.换一个同种材料、体积大一些的浮子
②调整后,密度计漂浮在密度为ρA的酒精中,液面位于标度杆的A位置,如图丙所示;密度计漂浮在密度为ρB的酒精中,液面位于标度杆的B位置(图中未标出)。已知ρA<ρB,则B位置在A位置的 (选填“上方”或“下方”)。
③消毒酒精的密度在ρA和ρB之间是合格的。若A、B之间的距离过小,不利于检测,则应换用直径更 (选填“大”或“小”)的实心塑料杆。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题9分,第21题9分,共18分)
20.(9分)盾构机可以实现一边挖掘隧道,一边在隧道内壁安装盾构管片,如图所示。某盾构机满负荷工作时,最大推进力F是4.2×107N,在25s内向前推进0.05m,盾构机推进的总功率是2.8×105W。安装的某个管片有效承压面积是5m2,管片承受的压强是2×108Pa。求:
(1)该管片承受的压力F压;
(2)推进力做的功;
(3)盾构机推进的机械效率。
21.(9分)奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,最大下潜深度达到了10909米。如图甲所示,用起重机将重为2×105N的潜水器吊起,我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为10m3,离开水面后吊起时,电动机对钢绳自由端的拉力F为7.5×104N,用时200s,“奋斗者”号匀速上升了10m。(ρ海水=1.05×103kg/m3,g取10N/kg)若不计绳重及摩擦,求:
(1)“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力;
(2)离开水面后吊起时,“奋斗者”号在上升过程中电动机拉力的功率;
(3)离开水面后吊起时,滑轮组的机械效率。
2024-2025学年河南省郑州市巩义市八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
题号 7 8 9 10 11 12
答案 D C B C C D
二.多选题(共2小题)
题号 13 14
答案 AD BD
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)如图是小红同学自制的气压计,她乘坐电梯将自制气压计从1楼带到20楼,该过程中外界大气压将 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”),玻璃管内的水柱将 上升 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【解答】解:因为大气压随高度的增加而减小,小红将自制气压计从1楼带到20楼,高度增加,所以外界大气压减小。而瓶内空气的压强不变,瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,所以玻璃管内水柱的高度会升高。
故答案为:减小;上升。
2.(2分)如图所示,物体A重30N,用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是 30 N;物体B重30N,受到F等于20N的水平推力静止不动,则物体B所受的摩擦力是 20 N。
【解答】解:A处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。摩擦力与重力是一对平衡力,A的重力的大小为30N,所以摩擦力也是30N。
B处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。摩擦力与推力是一对平衡力,推力的大小为20N,所以摩擦力也是20N。
故答案为:30,20。
3.(2分)如图,小明用10N的力踢球后球向上运动,若足球的重力为4N,假设此时图中的足球所受空气阻力为1N,则此时足球受到的合力大小为 5 N,方向 竖直向下 。
【解答】解:若足球的重力为4牛,某一时刻受到竖直向下的阻力为1牛,两个力的方向相同;则此时足球受到的合力大小为:F=G+f=4N+1N=5N,方向竖直向下;
故答案为:5;竖直向下。
4.(3分)学生使用自行车时蕴含很多物理知识:学生踩脚踏时主要改变了自行车的 运动状态 (选填“形状”或“运动状态”);当停止踩动时自行车在水平路面上由于 惯性 会继续前进,此过程中自行车的机械能会逐渐 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:学生踩脚踏时主要改变了自行车的运动状态;当停止踩动时自行车在水平路面上由于惯性会继续前进;此过程中自行车的速度变小,动能变小,故机械能会逐渐变小。
故答案为:运动状态;惯性;变小。
5.(3分)如图甲是脚踏式翻盖垃圾桶,图乙是其结构简化图。在F处向下踩动脚踏板,连杆BD便向上顶起桶盖。由图可知,以E为支点的杠杆属于 省力 杠杆,以 C (填字母序号)为支点的杠杆属于 费力 杠杆。(选填“省力”或“费力”)
【解答】解:图乙中以E为支点的杠杆,动力作用在F点,阻力作用D点,通过比较动力臂与阻力臂,可知动力臂大于阻力臂,因此以E为支点的杠杆是省力杠杆;观察另一杠杆,其支点为C,动力作用在B点,阻力作用在桶盖的重心处,比较动力臂与阻力臂,可知动力臂小于阻力臂,因此以C为支点的杠杆是费力杠杆。
故答案为:省力;C;费力。
6.(2分)如图所示,桌面上有甲、乙两个完全相同的装满了水的玻璃缸。其中甲水中漂浮着一只小鸭子,乙水中漂浮着一只大鸭子。若两只鸭子受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙,玻璃缸对桌面的压力分别为F甲、F乙。则F浮甲 < F浮乙,F甲 = F乙。
【解答】解:大鸭子的重力大于小鸭子重力,鸭子漂浮时浮力等于各自的重力,由此可知大鸭子受到的浮力大,则F浮甲<F浮乙;
因为鸭子漂浮,所以F浮=G排=G鸭,即:放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力,所以两个玻璃缸的总重相同,则两个玻璃缸对桌面的压力一样大,即F甲=F乙。
故答案为:<;=。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选的得0分)
7.(2分)如图所示,用手拉弹簧使弹簧伸长,弹簧发生了弹性形变。关于该实验,下列说法错误的是( )
A.说明力能改变物体的形状
B.在弹簧弹性限度内,拉弹簧的力越大,弹簧的伸长量越长
C.发生形变后的弹簧对手指产生弹力
D.手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力
【解答】解:A.用手拉弹簧使弹簧伸长,弹簧在拉力作用下发生了弹性形变,说明力能改变物体的形状,故A正确;
B.在弹性限度内,弹簧伸长量与弹簧受到的拉力成正比,所以拉弹簧的力越大弹簧伸长越长,故B正确;
C.力的作用是相互的,手指给弹簧一个拉力,使弹簧发生形变,形变后的弹簧也给手一个反作用力,所以发生形变后的弹簧对手指产生弹力,故C正确;
D.手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力大小相等、方向相反,作用在同一直线、两个物体上,所以是一对相互作用力,故D错误。
故选:D。
8.(2分)如图所示,当运动员穿着滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时,下列说法中正确的是( )
A.运动员弓着腰,是通过降低重心来增大惯性的
B.穿滑雪板是为了减小对雪地的压力
C.雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力
D.滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力
【解答】解:A、运动员弓着腰,是通过降低重心来提高稳度,不能增大惯性,故A错误;
B、穿滑雪板是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对雪地的压强,故B错误。
C、雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力同时作用在滑雪板和雪地上,符合相互作用力的特点,所以是相互作用力,故C正确。
D、雪地对滑雪板的支持力等于滑雪板和运动员的总重力,滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力大小不等,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
9.(2分)如图所示的实例中,不属于利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.用吸管喝饮料
C.船闸
D.水池下的回水弯管
【解答】解:A、茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故A不符合题意;B、用吸管喝饮料时,吸管内气体压强减小,饮料在大气压的作用下被压入嘴里,所以用吸管吸饮料是大气压作用的结果,故B符合题意;
C、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器。故C不符合题意;D、水池下的回水弯管左右两部分符合下部连通,上端都与空气接触,因此是连通器,故D不符合题意。故选:B。
10.(2分)如图所示是小明参加劳动实践活动的情景。下列说法正确的是( )
A.甲图:在木箱下垫上圆木可以减小接触面积来减小摩擦力
B.乙图:吸盘被压在墙上,吸盘受到的压力与摩擦力二力平衡
C.丙图:浇花的喷壶是利用流体的流速越大压强越小的原理工作的
D.丁图:利用斜面搬运货物可以省力,也可以省功
【解答】解:A.甲图:在木箱下垫上圆木通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力,故A错误;
B.乙图:吸盘被压在墙上,水平方向吸盘受到的压力与墙对吸盘的弹力二力平衡,竖直方向上吸盘受到的重力与摩擦力二力平衡,故B错误;
C.丙图:浇花的喷壶工作时,按压手柄,壶内竖管上方空气流速变大压强变小,壶内的水在管外气压作用下在管内上升,并被气流喷出,是利用流体的流速越大压强越小的原理工作的,故C正确;
D.丁图:利用斜面搬运货物可以省力,但是要费距离,不能省功,故D错误。
故选:C。
11.(2分)如图所示的四个事例中,关于压强的说法正确的是( )
A.甲为压路机,碾子做得很大,是为了减小压强
B.乙为安全锤,锤头做得很尖,是为了减小压强
C.丙图中加热后再密封的铁桶被压扁,是因为外部大气压强远大于内部压强
D.丁图中热气球能在空中自由升降,是利用“气体流速大的地方压强小”的原理
【解答】A.根据压强公式可知:压路机的碾子质量很大,对地面的压力很大,是为了在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故A错误;
B.安全锤做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强的,故B错误;
C.加热铁桶过程中,铁桶内空气体积膨胀,质量减小,再密封铁桶,随着温度降低,内部气压降低,由于外部大气压强远大于内部压强,所以铁桶被压扁,故C正确;
D.热气球中充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气,从而使密度小于外界空气密度,实现了空中飞行,故D错误。
故选:C。
12.(2分)如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是( )
A.苹果的重力 B.桔子的重力
C.杆对桔子的支持力 D.苹果对杆的压力
【解答】解:苹果和桔子对杠杆的压力分别为动力和阻力,动力臂等于阻力臂,苹果对杠杆的压力大于桔子对杠杆的压力,因此使杠杆转动的力是苹果对杆的压力。
故选:D。
(多选)13.(2分)如图所示,小球在A点由静止开始释放向右侧摆动,B点是小球摆动的最低点,C点是小球摆到右侧的最高点,hA>hC。下列说法中正确的是( )
A.小球在B点的动能最大
B.小球在最低点B 点时,受力平衡
C.小球的机械能总量保持不变
D.小球的动能和重力势能可以相互转化
【解答】解:ACD、C点是小球摆到右侧最高点,且A、C两点到B点的竖直距离hA>hB,说明由于克服空气阻力,一部分机械能会转化为内能,机械能不断减小;小球从A到B的过程中,质量不变,速度变大,动能变大,同时高度降低,重力势能变小,大部分重力势能转化为动能;从B到C的过程中,质量不变,速度变小,同时高度升高,大部分动能转化为重力势能。由于与空气有摩擦,摆动过程中部分机械能转化为内能,B点是小球摆动的最低点,在此,小球的动能最大;故AD正确,C错误。
B、到达B点时,运动方向在改变,不是平衡状态,受力不平衡,故B错误;
故选:AD。
(多选)14.(2分)学习了浮力知识后,同学们进行了造“船”比赛,如图所示,他们用三块完全相同的橡皮泥做成“空心”的小船,放在盛有水的水槽中,三只小船漂浮。然后往小船中放入大小相同的小球,看谁的小船承载的小球的数量大。下列说法正确的是( )
A.橡皮泥小船漂浮在水槽中,所受的浮力大小大于总重力
B.承载小球数量越大的小船排开水的重力越大
C.承载小球数量越大的小船船底所受的水的压强越小
D.“空心”部分越大的小船能承载的小球数量越大
【解答】解:A、橡皮泥小船漂浮在水面上,浮力等于重力,故A错误;
BC、放入物体后,小船仍然漂浮,浮力等于重力,但放入的玻璃球越多,重力越大,所受浮力越大,小船排开的水的重力越大,排开液体的体积越多大,船底的深度越大,根据p=ρgh知,压强越大,故B正确,C错误;
D、“空心”部分体积越大,排开的水的体积大,根据F浮=ρ液V排g知,浮力大,放入物体后,小船仍然漂浮,浮力等于重力,浮力变大,物体的重力变大,盛的小球数量越大,故D正确。
故选:BD。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图,手按压水平桌面并向左滑动,可感受到桌面对手的支持力和摩擦力。请以A点为作用点,画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图。
【解答】解:滑动过程中手受到垂直于水平桌面向上的支持力,受到的摩擦力方向与相对运动方向相反,即沿水平桌面向右,作用点都在手上的A点,如图所示:
16.(2分)在建筑工地上,工人师傅需要站在地面上通过滑轮组提升重物,请在图中画出绳子的绕法。
【解答】解:对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,绕线方法有两股和三股两种,两种方法都达到了省力的目的,但拉力的方向不同,有三股绕线的方法拉力方向向上;有两股绕线的方法拉力方向向下,如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题8分,第19题5分,共18分)
17.(5分)如图是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验前,小明发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,应通过方法 C (填字母)进行调节;
A.向U形管内加适量的水
B.从U形管内倒出适量的水
C.拆除软管重新安装
(2)比较图中的乙和丙图,可得出的结论是: 同种液体中,液体深度越深,液体压强越大 ;
(3)比较图中的 丙、丁 两图,可初步判断:液体内部压强与液体密度 有关 (选填“有关”或“无关”);
(4)同小组玲玲在做实验时,保持图乙中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。老师说她的操作不科学,原因是 没有控制液体深度相同 。
【解答】解:(1)当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,由图甲知,U形管中的液面出现了高度差,就说明此时软管中的气体压强大于大气压,在压力差的作用下,U形管中的液面出现高度差;此时应对压强计进行调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
故选C。
(2)由图乙、丙可知,两图中液体密度相同,其中丙图中探头所处液体深度较大,U形管液面的高度差较大,即液体内部的压强较大,由此可以得出结论:在液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,应控制液体深度相同,只改变液体密度,故选丙、丁两实验,丙中盐水密度大,U形管液面高度差大,液体压强大,说明液体压强与液体密度有关。
(4)在探究液体压强与液体密度的关系时,根据控制变量法,应控制液体的深度相同,改变液体的密度,由题意知,保持丙图中金属盒的位置不变,往乙图中倒入适量浓盐水并搅匀后,液体的密度增大,同时探头所处的液体的深度也增大,U形管左右液面高度差增大,由于没有控制液体的深度相同,所以不能探究液体压强跟液体密度的关系,故结论是不合理的。
故答案为:(1)C;
(2)同种液体中,液体深度越深,液体压强越大;
(3)丙、丁;有关;
(4)没有控制液体深度相同。
18.(8分)在探究杠杆的平衡条件时,所用每个钩码的质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在 水平 位置平衡,目的是便于测量 力臂 ;
(2)实验数据如下表所示,请把表格中空缺的数据补充完整;
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1 5 1 5
2 1.5 10 0.5 30
3 2 15 1.5 ①
②分析表格数据,可得出的实验结论:杠杆平衡时, F1l1=F2l2 ;
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆 右 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)小琳采用了图丙所示的装置进行探究,当杠杆水平平衡时,处理实验数据时发现与(2)中的实验结论明显不相符,弹簧测力计测量的拉力值总是 大于 (选填“小于”“等于”或“大于”)实验结论算出的理论值;
(5)图丁中将鱼提起的过程中,支点在 A 点。
【解答】解:(1)应该向较高的一端调节平衡螺母,使杠杆在水平位置保持平衡,本题杠杆左端下沉,说明右侧较高,应该将平衡螺母向右侧调节;
(2)根据杠杆平衡条件,2.0N×15.0cm=1.5N×l2,
解得,l2=20.0cm;
根据表格中的实验数据可知,杠杆平衡条件是:F1l1=F2l2;
(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,
如果在图乙中杠杆两侧各添加一个相同的钩码时,
杠杆的左端:5G×3L=15GL,
杠杆的右端:4G×4L=16GL,
所以杠杆的左端力和力臂的乘积小于右端的乘积,所以杠杆右端下沉;
(4)利用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响,所以拉力总是大于理论值;
(5)图中将鱼提起的过程中,杠杆围绕A点转动,所以支点在A点。
故答案为:(1)右;水平;力臂;(2)20.0;F1l1=F2l2;(3)右;(4)大于;(5)A。
19.(5分)小明同学需要初步检查一批100mL的小瓶消毒酒精密度是否合格。于是他自制一个微型密度计来测量这些消毒酒精的密度。
(1)首先,小明需要估算密度计的质量m。若酒精的密度为0.87g/cm3,微型密度计测量时排开1mL的酒精,则排开酒精的质量m酒精为 0.87 g,则密度计的质量m = m酒精(选填“>”“<”或“=”);
(2)小明用制作棉签的实心塑料杆作为标度杆,塑料杆中部套一个密度较小的泡沫塑料球作为浮子,下端绕有铜丝作为配重,初步做成一个微型密度计,如图甲所示。
①若这个密度计放入酒精中会触碰瓶底,如图乙所示。为了使密度计漂浮,以下对密度计的调整,合理的有哪些? B、E (填写字母)。
A.去掉泡沫塑料球
B.适当减少铜丝的质量
C.适当上移浮子在标度杆上的位置
D.适当上移铜丝在标度杆上的位置
E.换一个同种材料、体积大一些的浮子
②调整后,密度计漂浮在密度为ρA的酒精中,液面位于标度杆的A位置,如图丙所示;密度计漂浮在密度为ρB的酒精中,液面位于标度杆的B位置(图中未标出)。已知ρA<ρB,则B位置在A位置的 下方 (选填“上方”或“下方”)。
③消毒酒精的密度在ρA和ρB之间是合格的。若A、B之间的距离过小,不利于检测,则应换用直径更 小 (选填“大”或“小”)的实心塑料杆。
【解答】解:(1)微型密度计测量时排开1mL的酒精,则排开酒精的质量为:;
密度计漂浮在液面上,受到的浮力等于它自身的重力,所以有:F浮=G;F浮=m酒精g;G=mg;所以密度计的质量m=m酒精。
(2)①A.去掉泡沫塑料球,排开液体的体积减小,密度计可能下沉,故A不符合题意;
B.适当减少铜丝的质量,可以减轻自重,故B符合题意;
C.适当上移浮子在标度杆上的位置,可能减小浮力,故C不符合题意;
D.适当上移铜丝在标度杆上的位置,重心上移,不能竖直漂浮在液面上或者会下沉,故D不符合题意;
E.换一个同种材料、体积大一些的浮子,可以增大浮力,故E符合题意。
故选:BE。
②根据F浮=ρ液gV排可知:在浮力一定时,液体的密度越大,排开液体的体积越小,实心塑料杆露出液面的部分就越多,已知ρA<ρB,则B位置在A位置的下方。
③消毒酒精的密度在ρA和ρB之间是合格的。若A、B之间的距离过小,不利于检测,根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可知:A和B之间的一定时,实心塑料杆的直径越小,A和B之间的间距Δh越大,则应换用直径更小的实心塑料杆。
故答案为:(1)0.87;=;(2)①B、E; ②下方; ③小。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题9分,第21题9分,共18分)
20.(9分)盾构机可以实现一边挖掘隧道,一边在隧道内壁安装盾构管片,如图所示。某盾构机满负荷工作时,最大推进力F是4.2×107N,在25s内向前推进0.05m,盾构机推进的总功率是2.8×105W。安装的某个管片有效承压面积是5m2,管片承受的压强是2×108Pa。求:
(1)该管片承受的压力F压;
(2)推进力做的功;
(3)盾构机推进的机械效率。
【解答】解:(1)根据p可知,该管片承受的压力为:
F压=pS=2×108Pa×5m2=1×109N;
(2)推进力做的功为:
W=Fs=4.2×107N×0.05m=2.1×106J;
(3)根据P可知,盾构机推进的总功为:
W总=Pt=2.8×105W×25s=7×106J,
盾构机推进的机械效率为:
。
答:(1)该管片承受的压力为1×109N;
(2)推进力做的功为2.1×106J;
(3)盾构机推进的机械效率为30%。
21.(9分)奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器,最大下潜深度达到了10909米。如图甲所示,用起重机将重为2×105N的潜水器吊起,我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为10m3,离开水面后吊起时,电动机对钢绳自由端的拉力F为7.5×104N,用时200s,“奋斗者”号匀速上升了10m。(ρ海水=1.05×103kg/m3,g取10N/kg)若不计绳重及摩擦,求:
(1)“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力;
(2)离开水面后吊起时,“奋斗者”号在上升过程中电动机拉力的功率;
(3)离开水面后吊起时,滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)“奋斗者”浸没在海水中排开海水的体积V排=V=10m3,
受到海水的浮力:F浮=ρ海水gV排=1.05×103kg/m3×10N/kg×10m3=1.05×105N;
(2)由图知,n=3,钢绳自由端移动距离s=nh=3×10m=30m,
拉力做功:W总=Fs=7.5×104N×30m=2.25×106J,
电动机的功率:P1.125×104W;
(3)克服潜水器重力做的有用功:W有用=Gh=2×105N×10m=2×106J,
滑轮组的机械效率:η100%≈88.9%。
答:(1)“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力为1.05×105N。
(2)离开水面后吊起时,“奋斗者”号在上升过程中电动机的功率为1.125×104W。
(3)滑轮组的机械效率约为88.9%。
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