四川省泸州市龙马潭区
2024-2025学年九年级上学期开学考试物理练习卷
一、单选题:本大题共9小题,共18分。
1.下列由日常生活联想到的物理知识中,正确的是( )
A. 骑自行车上坡前加紧蹬几下,是为了上坡时有更多的重力势能转化为动能
B. 静止挂在天花板上的吊灯受到的重力与它对绳的拉力是平衡力
C. 乘坐地铁时应站在黄线外候车,因为流速越大的位置压强越大
D. 用针管吸药液是利用了大气压
2.吊在电线上静止不动的电灯,下列对力的分析中正确的是( )
A. 灯的重力和灯对电线的拉力是一对平衡力
B. 灯的重力和电线对灯的拉力是一对平衡力
C. 灯的重力和电线对天花板的拉力是一对平衡力
D. 灯对地球的吸引力和灯对电线的拉力是一对平衡力
3.如图所示的简单机械,忽略杠杆和滑轮的重力及各种摩擦,当提起同一重物时,动力最小的是( )
A. B. C. D.
4.如图甲所示,溢水杯静止放在水平桌面上,其中装有一定质量的液体,将质量为的圆柱形物体悬挂在细绳的下端。如图乙所示,将物体缓慢地放进溢水杯内的液体中,使其浸没,部分液体从溢水杯中溢出,流入烧杯中。静止时物体受到的浮力大小为,手对细绳的拉力为,烧杯中液体的质量为,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图,王叔叔推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进,下列说法中正确的是( )
A. 汽车在王叔叔的推动下才运动,说明物体运动需要力来维持
B. 汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
C. 汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
D. 汽车运动时比静止时的惯性大
6.如图,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两圆形平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。容器对桌面的压力分别为、,液体对容器底部的压强分别为、。下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示,一本书的一部分悬在水平桌面外,小明同学发现后用水平向左的力将书推回桌面,在他推着书运动的过程中( )
A. 书对桌面的压力与桌面对书的支持力始终是平衡力
B. 书对桌面的压力和压强都不变
C. 书对桌面的压力与书所受的重力始终大小相等
D. 桌面对书的摩擦力和小明对书的推力是一对平衡力
8.如图为某车站的设计方案,与站台连接的轨道为一个小的坡度,据工程师介绍:这样能有效的提高能量的利用率,下列说法中正确的是
A. 列车进站时动能增大,势能减小 B. 列车出站时势能减小,动能增大
C. 列车出站时势能增大,动能减小 D. 列车进站时动能、势能不变
9.小明用的时间从一楼跑到三楼,他上楼的功率为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
10.国家倡导全民健身,威海建设了许多体育主题公园。下列运动项目涉及到的物理知识描述正确的是( )
A. 打羽毛球一羽毛球运动到最高点时,羽毛球受力不平衡
B. 打乒乓球一一当球接触球拍时,球拍会发生形变,乒乓球不会发生形变
C. 打篮球投篮时篮球划过一条弧线,最终落向地面,因为篮球受到重力作用
D. 引体向上手握单杠身体向上运动时,手对单杠的拉力大于单杠对手的拉力
11.年月日,一辆飞行汽车在广州天德广场垂直起飞。它整机采用全碳纤维结构,最大设计飞行高度为,最大设计速度为。下列说法正确的是( )
A. 飞行汽车垂直起飞时重力势能不变
B. 飞行汽车在空中加速运动时动能增大
C. 飞行汽车至少需要才能完成最大设计飞行高度
D. 飞行汽车是电力驱动,飞行时,将机械能转化为电能
12.如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体以的速度匀速上升,提升过程中滑轮组的机械效率为。已知物体重,该工人重,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和轴摩擦,关于该过程下列说法中正确的是( )
A. 绳子自由端受到竖直向下的拉力为
B. 绳子自由端拉力的功率为
C. 该工人对地面的压力为
D. 支架受到滑轮组的拉力为
三、填空题:本大题共6小题,共12分。
13.如图所示,小球静止在木块上,将钢球从高为的位置由静止释放,与木块发生碰撞,木块向右运动,小球落到正下方。钢球下落过程中动能______;若不考虑空气阻力,钢球的机械能______前两空选填“增大”“减小”或“不变”;木块被撞出后,小球由于具有______没有随木块一起运动。
14.某同学用力沿水平方向推一个重为的木箱,使它在水平地面上匀速前进米,如果木箱受到的摩擦力是,那么人的推力是______,重力做功为______;推力做的功为是______。
15.动手实验并认真思考是获得物理知识的重要方法。如图甲所示,在盛水杯子的杯口盖上硬纸片,将一枚鸡蛋放在硬纸片上,用手指将硬纸片快速弹飞,鸡蛋掉入水中,说明鸡蛋具有 ___;如图乙所示,杯子里装满了水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出,证明 的存在;如图丙所示,在空玻璃杯里放一乒乓球,沿图示方向用力吹气,乒乓球跳出玻璃杯,说明气体在流速大的地方压强 ___。
16.实验探究专题:压强
如图,探究“影响压力作用效果的因素”,通过沙子被压下的深浅显示作用效果。比较______两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。此实验可以用______代替沙子。
17.如图所示,将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力 选填“大于”“小于”或“等于”乙杯中橡皮泥所受的浮力, __杯中水面升高得多,由此可知,轮船能够漂浮在水面上,是因为轮船做成空心的增大了排开水的体积,使轮船受到更大的浮力。一艘远洋轮船由内河驶入大海后,船体上浮了一些,船受到浮力 选填“变大”、“变小”或“不变”。
18.如图甲展示了一个广为人知的历史故事“曹冲称象”。将大象和石子分别放在同一船上,通过观察两次船的吃水深度来判断大象和石子的 选填“质量”或“体积”是否相等,在小明学习了浮力的知识后,明白了其中的道理。受此启发,他设计了如图乙所示的方法测量物体的质量,已知塑料盒的底面积为,大小为,大小为,则物体的质量 __;放入物体后,水对塑料盒底的压强为 已知水,取。
四、作图题:本大题共1小题,共2分。
19.如图所示,将一根轻质直角棒,一端用绞链固定在墙上,轻质直角棒能绕点转动,若要保持此棒在图示位置平衡,请在图中画出棒受到的阻力与在点施加的最小动力的示意图。
五、实验探究题:本大题共4小题,共24分。
20.在物理实验室,小浩用形管压强计研究液体内部压强的规律。
比较图中的甲、乙、丙三图,他发现压强计的示数没变,由此得出一个正确的结论: ;若将丙图中的压强计向下移动一段距离,则压强计的示数将 填“变大”或“变小”“不变”。
实验后,小明自制了如图丁所示的装置继续探究,已知隔板在容器的中央,起初容器是空的。首先向隔板左侧倒水,发现橡皮膜、均向 填“左”或“右”侧凸起;他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,发现橡皮膜恢复原状,此时两侧液面如图丁所示。则此时橡皮膜应向 填“左”或“右”侧凸起。
21.用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验,完成下列问题。
实验前杠杆状态如图甲所示,应当向 调节平衡螺母使杠杆呈水平状态;
如图乙所示,在杠杆支点的左侧点悬挂若干钩码,在支点的右侧悬挂个钩码,发现无论怎样调节右边钩码的位置,都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平,可以通过 只填一种可行的操作即可来实现;
调整后继续实验,从支点处缓慢向右移动钩码,直到杠杆再次呈水平,同时记录左、右两侧悬挂的钩码 和 的大小。
杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的刻度距离提纽,秤钩到提纽的水平距离为,秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽处的刻度值应为 。
22.用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升。不计绳重,实验数据如表。
次数 物 动
每次实验绳端移动距离为 ;
第次实验中拉力的示数如图乙,读数为 __,第次实验滑轮组的机械效率为 。分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ;
实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将 ;
本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 选填“变大”“变小”或“不变”。
23.为探究物体的动能跟哪些因素有关,利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为的斜槽上滚下,在水平面上运动,运动的钢球碰上木块后,能将木块撞出一段距离,如图所示。
实验中探究的“物体的动能”是指 选填字母。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C. 木块被撞击后的动能
若水平面是光滑的, 选填“能”或“不能”达到探究目的。
实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施: 。
六、计算题:本大题共2小题,共16分。
24.沿斜面将一个质量为的物体匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为,斜面长,高。取求:
物体所受重力的大小;
斜面的机械效率。
25.如图所示,薄壁柱形容器置于水平地面上,实心均匀正方体平放在容器内,已知的底面积为米;的边长为米,质量为千克。求:
正方体的密度。
正方体对容器底部的压强。
若向容器内注入质量为千克的水,求水对容器底部压强增加量与容器对水平地面压强增加量的比值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:
A、自行车上坡前加紧蹬几下,使其速度增大,是为了上坡时有更多的动能转化为重力势能,更容易上坡,故A错误;
B、挂在天花板上的吊灯处于静止状态,它受到的重力和它对绳的拉力作用在不同的物体上,且方向相同,不是平衡力,故B错误;
C、当人离列车太近时,高速列车在行驶过程中,使人和列车之间的空气流动速度很大,压强很小,人外侧的压强不变,人在内外压强差的作用下,会被压向列车出现事故,所以站台上候车的乘客必须站在安全线外,故C错误;
D、吸药液时,向后拉活塞,针管内气压减小,外界大气压压着药液从针头进入针管内,故D正确。
故选:。
动能和重力势能可以相互转化,根据它们各自的影响因素可做出判断;
二力平衡的条件是:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
流体流速越大,流体产生的压强越小;流体流速越小,压强越大;
用针管吸药液是利用了大气压。
本题主要考查了动能与重力势能的转化、平衡力的辨别、流体压强与流速的关系、以及大气压等知识的理解和应用,综合性强,但难度不大。
2.【答案】
【解析】解:、灯的重力是灯受到的竖直向下的力,灯对电线的拉力是电线受力,方向竖直向下,故不符合平衡力的条件,故A错误;
B、灯的重力是灯受的竖直向下的力,电线对力的拉力也竖直向上,二力大小相等使灯受于平衡状态,故二力为平衡力,故B正确;
C、灯的重力为灯受到的竖直向下的力,电线对天花板的拉力是天花板受到的向下的力,故二力不是平衡力,故C错误;
D、灯对地球的引力为地球受力,方向竖直向上,灯对电线的拉力是电线受到的竖直向下的力,故二力不是平衡力,故D错误.
故选B.
根据二力平衡的条件可判断每一选项中的两个力是不是平衡力.
作用在同一物体上的两个大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的两个力为平衡力.
3.【答案】
【解析】解:使用的简单机械,在忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力的条件下;
A、由杠杆的平衡条件得:;
B、使用的是一个定滑轮,能改变力的方向,但不省力,则;
C、使用的是一个动滑轮,可以省一半的力,则;
D、使用的是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,物重有两段绳子承担,绳子的拉力就是物重的二分之一,即;
比较可知:动力最小的是。
故选:。
杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆。
定滑轮的优点是改变力作用的方向,使用一个动滑轮的优点是可以省一半的力,而它们匹配成滑轮组,可以达到既省力又改变力作用方向的目的。
本题考查杠杆、动滑轮、定滑轮和滑轮组的工作特点,比较拉力大小时,需逐个计算后再比较。
4.【答案】
【解析】解:圆柱形物体的重力,物体浸没静止时手对细绳的拉力,
由同一根绳子的拉力相等可知,绳子对圆柱体的拉力,
由称重法可得,物体受到的浮力,故A错误、B正确;
因图甲中液体没有装满溢水杯,
所以,圆柱体排开液体的重力大于烧杯中液体的重力,
由阿基米德原理可知,,故CD错误。
故选:。
根据求出圆柱形物体的重力,同一根绳子的拉力相等,绳子对圆柱体的拉力等于物体浸没静止时手对细绳的拉力,利用称重法求出物体受到的浮力;图甲中液体没有装满溢水杯,圆柱体排开液体的重力大于烧杯中液体的重力,根据阿基米德原理可知圆柱体受到的浮力大于溢出液体的重力。
本题考查了称重法求浮力公式和阿基米德原理的应用,要注意同一根绳子的拉力相等。
5.【答案】
【解析】解:
A、物体运动不需要力来维持,故A错误;
B、汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C、汽车受到的推力和摩擦力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C正确;
D、汽车运动时的惯性与静止时的惯性相等,故D错误。
故选:。
利用下列知识分析判断:
物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
物体保持运动状态不变的性质叫惯性,其大小仅与物体的质量有关,而与物体是否受力、是否运动无关。
本题考查了力和运动的关系、相互作用力和平衡力的区别、对惯性的理解,平衡力与相互作用力的区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
6.【答案】
【解析】解:、容器对水平桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,因两种液体的质量相等,则液体的重力相等,容器的底面积和质量都相同,则对桌面的压力,故AB错误。
、从图中可知乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,根据可知,因两容器中液体的深度相同,根据知,液体对杯底的压强,故C正确,D错误。
故选:。
容器对水平桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和;
液体质量相同,根据图判断出两液体的体积,根据密度公式判断出两液体的密度大小关系,根据判断液体对杯底压强的关系。
本题主要考查了固体压力、液体压强、密度公式的应用,知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力是解题的关键。
7.【答案】
【解析】解:、书对桌面的压力与桌面对书的支持力,这两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,是一对相互作用力,故A错误;
、推动过程中,书对桌面的压力等于其自身的重力,由于重力不变,压力大小也不变,受力面积变大,根据知,书对桌面的压强变小,故B错误,C正确;
D、用水平向左的力将书推回桌面,由于不知道书是否做匀速直线运动,所以不能判断出桌面对书的摩擦力和小明对书的推力是否是一对平衡力,故D错误。
故选:。
二力平衡的条件是:作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
书对桌面压力大小等于书重力;书在推动过程中,与桌面的接触面积发生了变化,根据压强的计算公式分析书对桌面的压强的变化;
平衡力:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
本题考查了平衡力与相互作用力的区分以及压强的影响因素,知道二力平衡的条件和相互作用力的条件,并且会区分平衡力和相互作用力是关键。
8.【答案】
【解析】本题考查了动能和势能的大小变化。
列车进站时,因为地势越来越高,列车的动能转化成重力势能,动能减小,重力势能增大,选项A、D错误;
列车出站时,是由高处向低处运动,重力势能又转化成了动能,动能增大,势能减小,选项B正确,选项C错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】解:
小明的质量约为,一层楼高约为,一楼到三楼是两层楼高,则他上升的高度为,
他上楼的功率:
.
故选C.
上楼是克服自身的重力做功,估测自身的质量和楼的高度,根据求出他上楼的功率.
本题考查了功率的估测,正确的估测出小明的质量和楼层的高度是关键.
10.【答案】
【解析】解:、羽毛球运动到最高点时,羽毛球只受重力作用,受力不平衡,故A正确;
B、当乒乓球接触球拍时,球拍会发生形变,乒乓球也会发生形变,故B错误;
C、投篮时篮球最终落向地面是因为篮球受到重力作用,故C正确;
D、人拉着单杠身体上升时,单杠对人的拉力与人对单杠的拉力,是一对相互作用力,大小相等,故D错误。
故选:。
羽毛球运动到最高点时,只受重力作用;
力可以改变物体的形状;
重力的方向是竖直向下的;
相互作用力条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上。
此题考查力的作用效果、力作用的相互性、重力、平衡状态的判断等知识,涉及到的知识点多,综合性强,但总体难度不大。
11.【答案】
【解析】解:
A、飞行汽车垂直起飞时,质量不变,高度变大,重力势能增大,故A错误;
B、飞行汽车在空中加速运动时,质量不变,速度变大,动能增大,故B正确;
C、最大设计飞行高度为,最大设计速度为,完成最大设计飞行高度的时间为:,故C正确;
D、电池驱动电机的过程中,将电能转化为机械能,故D正确。
故选:。
重力势能大小与质量、高度有关;
动能的大小与质量、速度有关;
根据速度公式计算时间;
电动机工作时,电能转化为机械能。
本题考查了重力势能和动能的大小变化、能量的转化、速度计算公式的应用,属于基础题。
12.【答案】
【解析】解:
A、由图可知,根据可得,
拉力的大小为:,故A错误;
B、绳子自由端的移动速度为:,
拉力的功率为:,故B正确;
C、工人对水平地面的压力等于工人受到的支持力,大小为:,故C正确;
D、不计滑轮组的绳重和摩擦,根据可得,
动滑轮的重力为:,
两个滑轮的质量相等,故定滑轮的重力为:,
以定滑轮为研究对象,定滑轮受到三段绳子向下的拉力和定滑轮的重力、支架对定滑轮向上的拉力作用,处于平衡状态,根据力的平衡条件可得:
支架对定滑轮向上的拉力为:,
根据力的相互性可得支架受到滑轮组的拉力为,故D正确。
故选:。
13.【答案】增大 不变 惯性
【解析】解:
动能的大小跟物体的质量和速度有关,在质量一定时,速度越大动能越大,钢球下落过程中,钢球的质量不变,速度变大,所以其动能变大。
若不考虑空气阻力,钢球的机械能和其他形式能没有相互的转化,所以其机械能不变即机械能守恒。
小球原来静止在木块上,木块被撞击后,木块运动,小球由于惯性要保持原来的静止状态,所以小球没有随木块一起运动。
故答案为:增大;不变;惯性。
从动能大小的影响因素进行分析。
钢球下落过程中,没有对其它物体做功,不考虑空气阻力,机械能守恒。
小球由于惯性保持原来的运动状态。
本题通过一个实验考查了动能、机械能、惯性,是一道小实验题,也是一道比较基础习题。
14.【答案】
【解析】解:
木箱在水平方向上受到摩擦力和推力的作用,木箱处于匀速直线运动状态,所以摩擦力和推力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知,推力等于摩擦力等于;
因为重力的方向竖直向下,而物体在竖直方向上没有移动距离,所以重力没做功,即重力做功为;
推力做的功:。
故答案为:;;。
匀速直线运动是一种平衡状态,处于平衡状态的物体受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件:等大、反向、共线、共物,知道其中的一个力可以确定另一个力;
做功包含的两个必要因素是:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,据此确定重力做功;
已知推力和物体运动的距离,利用计算推力做的功。
此题考查了二力平衡条件的应用,木箱受到两对平衡力的作用:竖直方向上的重力和地面的支持力;水平方向上的摩擦力和推力;本题同时考查功的计算,易错点在第二问,理解做功的两个必要是关键。
15.【答案】惯性
大气压
小
【解析】硬纸片被弹飞前,鸡蛋静止在硬纸片上,用手指将硬纸片快速弹飞,鸡蛋由于惯性,还要保持原来的静止状态,没有随硬纸片一起飞出去,在重力作用下掉入水中,说明鸡蛋具有惯性。
水杯倒置水没流出,是因为纸片受到水向下的压强小于外界大气压强,水在外界大气压的作用下不会流出,是由于大气压引起的,说明大气压存在。
当用力吹气时,增大乒乓球上方的空气的流动速度,压强减小,乒乓球下面的压强不变,乒乓球下面的压强大于上面的压强,乒乓球在压强差的作用下会从玻璃杯中跳出。此现象说明流速越大的地方压强越小。
16.【答案】甲乙 海绵
【解析】解:探究压力的作用效果与压力大小的关系时,应控制受力面积的大小不变,改变压力的大小,故比较甲、乙两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
因海绵受压时,形变较明显,故此实验可以用海绵代替沙子。
故答案为:甲乙;海绵。
本实验通过海绵的凹陷程度形变要明显来反映压力的作用效果,采用了转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,
探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答。
本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用及对受压材料的要求,体现了对过程和方法的考查。
17.【答案】小于
变大
不变
【解析】由图可知,实心球橡皮泥沉到容器底部,碗状橡皮泥漂浮在水面,则实心球橡皮泥受到的浮力
碗状橡皮泥受到的浮力
因两块相同橡皮泥的重力相等,所以
静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力小于乙杯中橡皮泥所受的浮力,根据阿基米德原理,橡皮泥所受浮力等于排开水的重力,乙杯中橡皮泥排开水的体积大,乙杯中水面升高得多。远洋轮船由内河驶入大海后始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,所以,远洋轮船装上货物后,总重力变大,受到的浮力变大;当船由内河驶入大海后,货船的重力不变,受到的浮力不变。
18.【答案】质量
【解析】因为船是漂浮状态,浮力等于重力,通过观察两次船的吃水深度可以知道排开水的体积的大小,根据阿基米德原理就可以判断受到浮力的大小,从而可以比较大象和石头的重力的大小,再由 可判断大象和石子的质量的大小。
塑料盒漂浮时,重力等于浮力,则有
当盒中放入物体后,仍漂浮在水中时,总重力等于浮力,则有
可知,物体的重力为
代入得
物体的质量为
放入物体后,水对塑料盒底的压强为
19.【答案】解:阻力来自于物体的重力,其作用点在杠杆上,方向竖直向下;
由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在点,因此作为动力臂最长,过点垂直于作向上的力,即为在点施加的最小动力的示意图,如下图所示:
【解析】阻力是阻碍杠杆转动的力,确定其作用点和方向,按照力的示意图的画法画出即可;
杠杆平衡条件:动力动力臂阻力阻力臂,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
此题主要考查杠杆最小力的示意图的画法,杠杆中的最小动力,可以按照以下几个步骤进行:
确定杠杆中的支点和动力作用点的位置;
连接支点与动力作用点,得到最长的线段;
经过动力作用点做出与该线段垂直的直线;
根据杠杆平衡原理,确定出使杠杆平衡的动力方向。
20.【答案】同种液体内部相同深度处,液体向各个方向的压强相等
变大
右
右
【解析】比较图中的甲、乙、丙三图,发现金属探头在水中的深度相同,橡皮膜的方向不同,压强计的示数没变,可得结论:在同种液体的相同深度处,液体向各个方向的压强相等。
若将丙图中的压强计向下移动一段距离,则金属探头所处的深度变大,根据 ,可知压强变大,即压强计的示数变大。
首先向隔板左侧倒水,发现橡皮膜、均向右凸起,这是由于液体对容器壁有压强。
他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,发现橡皮膜恢复原状,此时液体和水对橡皮膜的压强相等,由丁图可知,此时橡皮膜上部水的深度比液体的深度小,由 可得,水的密度比右侧液体的密度大;又隔开后的两侧容器均是柱形,底面积相等,且液体内部同一深度向各个方向压强相等,所以可得
可得橡皮膜上部水的质量等于液体的质量。又橡皮膜与之间水的体积等于液体的体积,上 可得,橡皮膜与之间水的质量大于液体的质量,则橡皮膜以上部分水的总质量大于液体的总质量。根据
橡皮膜处受到水的压强大于液体的压强,所以橡皮膜向右凸起。
21.【答案】右
见解析
重力
力臂
【解析】由图可知,杠杠左端下沉,说明杠杆的重心偏左,应将平衡螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡。
如乙图所示,在杠杆支点的左侧点悬挂个钩码,在支点的右侧只悬挂个相同规格的钩码,则左端钩码的重是右端钩码重的倍,根据杠杆的平衡条件,则杠杆右端的力臂应为左端力臂的倍,所以为使杠杆水平平衡,可以通过将左侧的钩码向右移动格,右端的钩码悬挂在右侧距支点第格的位置,即可满足杠杆的平衡条件,杠杆能水平平衡。
根据杠杆的平衡条件,在做“探究杠杆的平衡条件”实验中,要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂,因此从支点处缓慢向右移动钩码,直到杠杆再次呈水平,同时记录左、右两侧悬挂的钩码重力和力臂的大小。
由题可知,秤砣的重力为
秤砣秤砣
根据杠杆的平衡条件,则有
秤钩秤砣
则
秤钩
解得秤钩,提纽右侧距离提纽处的刻度值时,有
秤钩物秤砣
即
物
解得物,由可以,物体的质量为
即提纽右侧距离提纽处的刻度值应为
22.【答案】
低
不变
变小
【解析】从图甲可以看出,绳子承重股数为,因此绳端移动距离为
测力计的分度值为,从图乙看出,其读数为。
第次实验中,滑轮组的机械效率为
分析数据可知,在物重不变的情况下,从实验至实验,动滑轮的重力逐渐变大,滑轮组的机械效率逐渐变小,故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
实验中若仅增大绳端移动的距离,根据
可知,滑轮组的机械效率将不变。
四次实验中,物体上升的高度为
有用功为
第次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
第次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
第次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
由此可知,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
23.【答案】
不能
增大斜面高度
【解析】此实验用了转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时的动能大小,故B符合题意。
若水平面光滑,木块就会做匀速直线运动,无法通过比较木块移动距离的远近来判断小球动能的大小,达不到实验的目的。
实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较,说明小球到达水平面的动能比较小。实验时可以增加斜面的高度来增加小球的重力势能从而改进这一问题。
24.【答案】解:
物体的重力为:;
有用功为:;
拉力做的总功:,
斜面的机械效率:。
答:物体所受重力的大小为;
斜面的机械效率为。
【解析】根据求出物体的重力;
根据公式可求所做的有用功;利用求出拉力做的总功;斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了重力、有用功、总功和机械效率的计算,难度不大,熟练应用公式是解题的关键。
25.【答案】解:实心均匀正方体的体积:
,
正方体的密度:
;
正方体对容器底部的压力:
,
正方体的底面积:
,
正方体对容器底部的压强:
;
若向容器内注入质量为千克的水,则水的体积:
,
由可假设,此时正方体完全浸没,则此时水的深度:
,即此时正方体恰好浸没,
则水对容器底部压强增加量:
,
容器对水平地面压强增加量:
,
所以,:::。
答:正方体的密度为;
正方体对容器底部的压强为;
若向容器内注入质量为千克的水,水对容器底部压强增加量与容器对水平地面压强增加量的比值为:。
【解析】根据求出实心均匀正方体的体积,利用求出正方体的密度;
正方体对容器底部的压力和自身的重力相等,根据求出其大小,根据求出正方体的底面积,利用求出正方体对容器底部的压强;
若向容器内注入质量为千克的水,根据求出水的体积,比较正方体的密度和水的密度假设正方体完全浸没,根据求出此时水的深度,然后比较判断出此时正方体恰好浸没,根据表示出水对容器底部压强增加量,此时容器对水平地面压力的增加量等于水的重力,根据表示出容器对水平地面压强增加量,然后得出水对容器底部压强增加量与容器对水平地面压强增加量的比值。
本题考查了密度公式和重力公式、固体压强公式、物体浮沉条件、液体压强公式的综合应用等,正确得出最后一问中水的深度是关键。