安徽省安庆市桐城市2024-2025学年八年级(下)期末物理试卷(含解析)

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名称 安徽省安庆市桐城市2024-2025学年八年级(下)期末物理试卷(含解析)
格式 docx
文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-09-16 07:09:27

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文档简介

2024-2025学年安徽省安庆市桐城市八年级(下)期末物理试卷
一、填空题(每空2分,计38分)
1.(4分)如图所示为我校足球赛中的精彩画面,脚把足球踢飞,说明力可以改变物体的    ;被踢飞的足球能运动一段距离是因为它具有    。
2.(4分)地球附近的所有物体都受到重力的作用,重力的施力物体是     ;如图所示,铅垂线是利用     的原理制成的。
3.(2分)投壶是古代士大夫宴饮时做的一种投掷游戏如图所示,为了将箭矢投入壶内,必须控制用力的大小和方向,这是因为力的大小和方向都会影响力的     。
4.(4分)包饺子时,面团被擀成饺子皮后,它对面板的压强    (选填“增大”、“减小”或“不变”),饺子刚下锅时,沉在水底,它受到的浮力    (选填“大于”、“小于”或“等于”)它的重力。
5.(4分)一艘轮船的排水量是50000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是    m3,一艘潜水艇从长江内河潜行到海洋时,潜水艇受到的浮力    (选填“变大”、“不变”或“变小”)(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
6.(4分)如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为600N.此时地面对手的支持力F的力臂是    m,大小为    N。
7.(4分)如图所示,一名跳伞运动员跳离飞机,当降落伞张开后,他开始减速下降,此时他的重力势能     ,他的动能     。
8.(4分)如图甲所示,赛龙舟是中国端午节习俗之一。图乙是运动员划船桨示意图,OA=0.6m,AB=0.4m,运动员一只手在船桨上端O点,另一只手对船桨A处的拉力F1=500N,船桨可看作一个    (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,水对该船桨的推力F2为    N。
9.(4分)用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动,10s内移动了2m,弹簧测力计的示数如图所示,大小为    N,拉力所做功的功率为    W。
10.(4分)实践创新小组的成员小明对家中使用的杆秤(该杆秤有两个提纽)很感兴趣,并选择了提扭1来测量物体质量,如图所示。已知秤砣重力为2N,提纽1到秤盘的水平距离为5cm,当秤砣距提纽1的水平距离为15cm时,杆秤恰好平衡,不计秤杆、秤盘及细绳的质量,则物体质量为     kg;若小明用提扭2来测量该物体,秤砣应向     (选填“左”或“右”)移动。
二、单选题(每题3分,计21分)
11.(3分)如图所示,下列描述正确的是(  )
A.甲图中运动员在离开撑杆前能继续上升是由于人具有惯性
B.乙图中手对铅笔的压力和地面对铅笔的支持力是一对平衡力
C.丙图中实心球运动到B点时,若所受力全部消失,实心球将保持静止
D.丁图中F1或F2都不可能使行李箱静止并保持倾角不变
12.(3分)下列生活实例中能证明大气压强存在的是(  )
A.活塞式抽水机
B.茶壶
C.锅炉水位计
D.三峡船闸
13.(3分)如图所示是测量大气压强的实验装置,下列叙述正确的是(  )
A.把该实验装置从山下移到山顶,水银柱的高度会增大
B.选用的玻璃管越长,水银柱的高度越高
C.若玻璃管内混入了空气,则水银柱的高度会减小
D.若将玻璃管倾斜,则水银柱的长度不变
14.(3分)下列选项是对图中物理现象的解释,其中错误的是(  )
A.甲图用滴管吸取液体利用了大气压
B.乙图排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
C.丙图侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明了液体压强随深度的增加而增大
D.丁图往B管中吹气,A管中的水面上升是因为流体流速越大的位置,压强越大
15.(3分)如图所示,在农业领域,一架普通无人机携带农药,一天可完成600亩农田农药喷洒任务,换做人工,则需要60人满负荷工作一整天,科技带来的优势非常明显。假定无人机每次装20kg农药在同一高度匀速飞行,则关于喷洒农药过程中的无人机,下列说法正确的是(  )
A.重力势能不变 B.动能不变
C.重力势能增大 D.机械能减小
16.(3分)乘坐热气球观光是很多景区的游览项目之一。生活中下列现象的物理原理与热气球升空相同的是(  )
A.潜艇上浮
B.飞机起飞
C.盘山公路
D.活塞式抽水机
17.(3分)如图所示,一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直平面内转动,木板下垫一木块C,恰好使木板水平放置。木块C各表面粗糙程度相同,木板和地面的粗糙程度均匀且相同,现用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C。关于此过程,下列有关说法中正确的是(  )
①木块C对木板AB的摩擦力水平向右且大小不变
②木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力
③推力F变大,C对地面的压力变大
④推力F大小不变,推力F的功率保持不变
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
三、实验题(每空2分,计20分)
18.(4分)小兰和小海一起对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究。他们分别采用如图甲、乙所示方式,使木块沿水平长木板做匀速直线运动。
①小兰认为这两种方式中木块和木板间的摩擦力是一样大的;
②小海认为乙方式中木块和木板间的摩擦力更小。
为验证二人的观点,将木板置于光滑的冰面,并用测力计从左侧拉住木板使其不被木块带走,如图丙所示。
(1)小海用测力计拉住木板,小兰用测力计拉住木块按甲种方式向右做     运动,待测力计示数稳定时,读取小海所拉测力计的读数F1。
(2)小海继续用测力计拉住木板,小兰用乙种方式拉动木块重复上一步的运动,读出小海所拉测力计的读数F2。
(3)如果     则说明小海的观点是正确的。
19.(10分)实验小组的同学利用弹簧测力计、金属块、溢水杯、水和小桶等器材,按照如图所示的实验进行操作,探究浮力的有关问题。
(1)比较B、C、D三次实验,可得出结论:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力     。
(2)比较     (填字母)三次实验,可得出结论:物体所受浮力的大小与其浸没在液体中的深度无关。
(3)综合分析实验数据,可得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体     。
(4)根据实验数据可计算出该金属块的体积是     m3。)
(5)若实验结束整理器材时,发现弹簧测力计未使用时指针指在0.2N刻度线处,则以上实验所测浮力大小的数据是     (填“准确”或“不准确”)的。
20.(6分)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明利用如图甲。乙所示的装置用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验,不计空气阻力,实验测量的数据记录在表格中。
实验序号 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3 ____
(1)根据测量的实验数据,可计算出表格中的横线上应填的数据为    ;
(2)小明在实验操作过程中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,非常不方便,因为这样弹簧测力计示数不稳定。为了方便读数,小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数,如果让弹簧测力计保持静止时读数,则测出的滑轮组机械效率与其真实值相比    (选填“偏大”、“偏小”或“一样大”);
(3)如果不计绳重和摩擦,只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组,并利用图丙方案提升相同重量的物体,对比图甲和图丙所示滑轮组的机械效率,可知η甲    (选填“大于”、“等于”或“小于”)η丙。
四、计算题(21题6分,22题8分,23题7分,计21分)
21.(6分)一辆质量为1.5×103kg的小汽车,在水平公路上沿直线匀速行驶,汽车受到的阻力是车重的0.1倍。(g取10N/kg)
(1)求汽车发动机的牵引力大小。
(2)若汽车行驶了2000m,牵引力做的功是多少?
(3)若汽车发动机的功率为60kW,求汽车行驶的速度。
22.(8分)工人利用如图所示的斜面把木箱推到离地面0.5m高的平台上,已知木箱的质量为40kg,工人沿着斜面向上推木箱的力为75N,斜面长为4m,g取10N/kg。求:
(1)木箱所受到的重力;
(2)工人对木箱做的有用功;
(3)斜面的机械效率;
(4)木箱受到斜面的摩擦力。
23.(7分)“海水断崖”是海洋环境中潜艇面临的巨大风险之一,即海中某些区域出现海水密度跃层现象(海水密度发生突然变化),如图所示。当潜艇由高密度(1.025g/cm3)水层潜行至低密度(1.02g/cm3)水层时,很容易急剧下掉至安全潜深以下,会被海水的巨大压力破坏从而导致失事。我国372号潜艇在遇到“海水断崖”时成功自救,缔造了世界上唯一一次航海奇迹,求:
(1)若潜艇能承受3.075×107Pa的最大压强,它在高密度海水中的最大深度;
(2)这艘体积为3100m3的潜艇悬停在高密度海中时所受浮力;
(3)算出潜行中的潜艇遭遇“海水断崖”时的浮力差,并提出满足上浮条件的自救措施。(不考虑海水阻力)
2024-2025学年安徽省安庆市桐城市八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
题号 11 12 13 14 15 16 17
答案 D A C D D A B
一、填空题(每空2分,计38分)
1.(4分)如图所示为我校足球赛中的精彩画面,脚把足球踢飞,说明力可以改变物体的 运动状态  ;被踢飞的足球能运动一段距离是因为它具有 惯性  。
【解答】解:(1)脚把足球踢飞,足球由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态;
(2)被踢飞的足球能运动一段距离是因为它具有惯性,能保持原来的运动状态。
故答案为:运动状态;惯性。
2.(4分)地球附近的所有物体都受到重力的作用,重力的施力物体是  地球  ;如图所示,铅垂线是利用  重力的方向总是竖直向下  的原理制成的。
【解答】解:地球表面附近的一切物体都要受到地球对物体的吸引力,即重力,所以重力的施力物体是地球;
重力的方向总是竖直向下的,铅垂线就是利用重力的方向总是竖直向下这一原理工作的。
故答案为:地球;重力的方向总是竖直向下。
3.(2分)投壶是古代士大夫宴饮时做的一种投掷游戏如图所示,为了将箭矢投入壶内,必须控制用力的大小和方向,这是因为力的大小和方向都会影响力的  作用效果  。
【解答】解:因为力的大小和方向都会影响力的作用效果,所以为了将箭矢投入壶内,需要控制用力的大小和方向。
故答案为:作用效果。
4.(4分)包饺子时,面团被擀成饺子皮后,它对面板的压强 减小  (选填“增大”、“减小”或“不变”),饺子刚下锅时,沉在水底,它受到的浮力 小于  (选填“大于”、“小于”或“等于”)它的重力。
【解答】解:包饺子时,面团被擀成饺子皮后,重力不变,对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据p知,它对面板的压强减小;
饺子刚下锅时,体积较小,浮力较小,浮力小于重力,所以饺子下沉。
故答案为:减小;小于。
5.(4分)一艘轮船的排水量是50000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是 5×104  m3,一艘潜水艇从长江内河潜行到海洋时,潜水艇受到的浮力 变大  (选填“变大”、“不变”或“变小”)(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【解答】解:m排=50000t=5×107kg,
由ρ可得,它在长江航行时排开水的体积是V5×104m3,
潜水艇从长江内河潜行进入海洋,潜水艇浸没,排开水的体积不变,海水密度增大,根据公式F浮=ρgV排可知,潜水艇受到的浮力变大。
故答案为:5×104;变大。
6.(4分)如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为600N.此时地面对手的支持力F的力臂是 1.2  m,大小为 400  N。
【解答】解:由图示可知,O为支点,地面对手的支持力的力臂:
L=0.4m+0.8m=1.2m;
由杠杆平衡条件得:FL=GLG,即:F×1.2m=600N×0.8m,
解得:F=400N。
故答案为:1.2;400。
7.(4分)如图所示,一名跳伞运动员跳离飞机,当降落伞张开后,他开始减速下降,此时他的重力势能  减小  ,他的动能  减小  。
【解答】解:一跳伞运动员跳离飞机,当降落伞张开后,他开始减速下降,此过程中,他的质量不变,速度变小,动能减小;同时,其质量不变,高度减小,重力势能减小。
故答案为:减小;减小。
8.(4分)如图甲所示,赛龙舟是中国端午节习俗之一。图乙是运动员划船桨示意图,OA=0.6m,AB=0.4m,运动员一只手在船桨上端O点,另一只手对船桨A处的拉力F1=500N,船桨可看作一个 费力  (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,水对该船桨的推力F2为 300  N。
【解答】解:由图乙可知,动力臂小于阻力臂,故是费力杠杆;
F1×OA=F2×OB,代入数据有:500N×0.6m=F2×(0.6m+0.4m)解得:F2=300N;
故答案为:费力;300。
9.(4分)用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动,10s内移动了2m,弹簧测力计的示数如图所示,大小为 2.4  N,拉力所做功的功率为 0.48  W。
【解答】解:
由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,即拉力为2.4N;
拉力做功为:
W=Fs=2.4N×2m=4.8J;
拉力的功率为:
P0.48W。
故答案为:2.4;0.48。
10.(4分)实践创新小组的成员小明对家中使用的杆秤(该杆秤有两个提纽)很感兴趣,并选择了提扭1来测量物体质量,如图所示。已知秤砣重力为2N,提纽1到秤盘的水平距离为5cm,当秤砣距提纽1的水平距离为15cm时,杆秤恰好平衡,不计秤杆、秤盘及细绳的质量,则物体质量为  0.6  kg;若小明用提扭2来测量该物体,秤砣应向  右  (选填“左”或“右”)移动。
【解答】解:以提纽1为支点,因为杠杆平衡,所以G物L右=G砣L左,即:m物gL右=G砣L左,所以物体的质量为:m物0.6kg;
若小明用提扭2来测量该物体,秤砣和物体的重力不变,物体对杆秤的拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,秤砣对杠杆的拉力的力臂应该变小,即秤砣应向右移动。
故答案为:0.6;右。
二、单选题(每题3分,计21分)
11.(3分)如图所示,下列描述正确的是(  )
A.甲图中运动员在离开撑杆前能继续上升是由于人具有惯性
B.乙图中手对铅笔的压力和地面对铅笔的支持力是一对平衡力
C.丙图中实心球运动到B点时,若所受力全部消失,实心球将保持静止
D.丁图中F1或F2都不可能使行李箱静止并保持倾角不变
【解答】解:A、甲图中运动员在离开撑杆前能继续上升是由于受到撑杆的弹力作用,故A错误;
B、乙图中地面对铅笔的支持力等于铅笔重力和手对铅笔的压力之和,因此,手对铅笔的压力和地面对铅笔的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;
C、丙图中实心球运动到B点时仍有水平方向的速度,根据牛顿第一定律,若所受力全部消失,实心球将做匀速直线运动,故C错误;
D、丁图中行李箱相当于杠杆,F1的作用线过支点,其力臂为零,不可能使行李箱静止并保持倾角不变;F2的方向水平向右,会使行李箱顺时针转动,也不可能使行李箱静止并保持倾角不变,故D正确。
故选:D。
12.(3分)下列生活实例中能证明大气压强存在的是(  )
A.活塞式抽水机
B.茶壶
C.锅炉水位计
D.三峡船闸
【解答】解:活塞式抽水机是利用活塞的移动来排出空气,使活塞下方空气稀薄,气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,水被压入抽水机圆筒内,再通过活塞的提升将水抽出。这一过程充分证明了大气压强的存在。而茶壶、锅炉水位计、三峡船闸都是利用了连通器的原理工作的。连通器是指上端开口、下部连通的容器,当连通器内装入同种液体且液体不流动时,液面总是保持相平的,与大气压强无关。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
13.(3分)如图所示是测量大气压强的实验装置,下列叙述正确的是(  )
A.把该实验装置从山下移到山顶,水银柱的高度会增大
B.选用的玻璃管越长,水银柱的高度越高
C.若玻璃管内混入了空气,则水银柱的高度会减小
D.若将玻璃管倾斜,则水银柱的长度不变
【解答】解:A.大气压强随海拔高度升高而降低,把该实验装置从山下移到山顶,水银柱高度会减小,故A错误;
B.水银柱高度由外界大气压的数值决定的,与玻璃管长度和粗细无关,故B错误;
C.若玻璃管内混入了空气,管内空气会产生向下的压强,与外界大气压平衡时,水银柱高度会比真空时降低,故C正确;
D.若将玻璃管倾斜,水银柱的长度会变长,故D错误。
故选:C。
14.(3分)下列选项是对图中物理现象的解释,其中错误的是(  )
A.甲图用滴管吸取液体利用了大气压
B.乙图排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
C.丙图侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明了液体压强随深度的增加而增大
D.丁图往B管中吹气,A管中的水面上升是因为流体流速越大的位置,压强越大
【解答】解:A、用吸管吸饮料的原理是:先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,故A正确;
B、洗手盘下方弯管的水密封利用了连通器原理,故B正确;
C、由于液体压强随深度的增加而增大,所以越靠下端喷出的水流越急,故C正确;
D、A管中水面上升,是因为向B管中吹气时,A管上方的空气流速增大、压强减小,故D错误。
故选:D。
15.(3分)如图所示,在农业领域,一架普通无人机携带农药,一天可完成600亩农田农药喷洒任务,换做人工,则需要60人满负荷工作一整天,科技带来的优势非常明显。假定无人机每次装20kg农药在同一高度匀速飞行,则关于喷洒农药过程中的无人机,下列说法正确的是(  )
A.重力势能不变 B.动能不变
C.重力势能增大 D.机械能减小
【解答】解:无人机在农田上空同一高度水平匀速飞行喷洒农药时,速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小,机械能也减小;故ABC错误,D正确。
故选:D。
16.(3分)乘坐热气球观光是很多景区的游览项目之一。生活中下列现象的物理原理与热气球升空相同的是(  )
A.潜艇上浮
B.飞机起飞
C.盘山公路
D.活塞式抽水机
【解答】解:热气球利用空气的浮力升空的;
A.潜艇上浮利用浮力大于重力而上浮的,故A符合题意;
B.飞机起飞利用流体中流速越快的位置压强越小获得升力的,故B不符合题意;
C.盘山公路利用斜面可以省力,故C不符合题意;
D.活塞式抽水机利用大气压抽水的,故D不符合题意。
故选:A。
17.(3分)如图所示,一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直平面内转动,木板下垫一木块C,恰好使木板水平放置。木块C各表面粗糙程度相同,木板和地面的粗糙程度均匀且相同,现用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C。关于此过程,下列有关说法中正确的是(  )
①木块C对木板AB的摩擦力水平向右且大小不变
②木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力
③推力F变大,C对地面的压力变大
④推力F大小不变,推力F的功率保持不变
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
【解答】解:①③、因B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直平面内转动,所以木板AB为杠杆,B点为支点,木块C对木板的支持力为动力,木板的重力为阻力。
用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,动力即木块C对木板的支持力变大,根据相互作用力特点可知,木板对木块C的压力变大,则C对地面的压力也变大。
由于木板AB相对于木块C向左运动,则木块C对木板AB的摩擦力水平向右。
摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度,由于木块C各表面粗糙程度相同,木板和地面的粗糙程度均匀且相同,所以木板AB与木块C之间接触面的粗糙程度不变,因为木板对木块C的压力变大,所以木块C对木板AB的摩擦力变大,故①错误,③正确;
②、木块C各表面粗糙程度相同,木板和地面的粗糙程度均匀且相同,木块C对地面的压力大于木板对木块C的压力,所以木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力;C对地面的压力变大,则地面对C的摩擦力变大,又因为木板AB对C的摩擦力也变大,且木块C匀速直线运动,所以推力F等于地面对C的摩擦力与木板AB对C的摩擦力之和,所以推力F变大,故②正确;
④、木块C匀速直线运动,速度不变,根据可知,推力F的功率变大,故④错误。
故B正确,ACD错误。
故选:B。
三、实验题(每空2分,计20分)
18.(4分)小兰和小海一起对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究。他们分别采用如图甲、乙所示方式,使木块沿水平长木板做匀速直线运动。
①小兰认为这两种方式中木块和木板间的摩擦力是一样大的;
②小海认为乙方式中木块和木板间的摩擦力更小。
为验证二人的观点,将木板置于光滑的冰面,并用测力计从左侧拉住木板使其不被木块带走,如图丙所示。
(1)小海用测力计拉住木板,小兰用测力计拉住木块按甲种方式向右做  匀速直线  运动,待测力计示数稳定时,读取小海所拉测力计的读数F1。
(2)小海继续用测力计拉住木板,小兰用乙种方式拉动木块重复上一步的运动,读出小海所拉测力计的读数F2。
(3)如果  F1 大于 F2  则说明小海的观点是正确的。
【解答】解:(1)实验时,小兰用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使其在长木板上做匀速直线运动,根据二力平衡,此时弹簧测力计示数的大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)如果 F1 等于 F2,则说明在两种情况下,木块受到的摩擦力是相同的,这可能意味着摩擦力的大小与拉动的方向无关,只与接触面的性质和压力有关。如果F1 小于 F2,则说明在斜向上拉动时,木块受到的摩擦力更大,这可能是因为斜向上拉动时木块与地面的接触压力发生了变化,或者木块与地面的接触面积发生了变化。因此,如果F1 大于 F2,则说明小海的观点是正确的,即水平拉动时的摩擦力大于斜向上拉动时的摩擦力。
故答案为:(1)匀速直线;(2)F1 大于 F2。
19.(10分)实验小组的同学利用弹簧测力计、金属块、溢水杯、水和小桶等器材,按照如图所示的实验进行操作,探究浮力的有关问题。
(1)比较B、C、D三次实验,可得出结论:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力  越大  。
(2)比较  B、D、E  (填字母)三次实验,可得出结论:物体所受浮力的大小与其浸没在液体中的深度无关。
(3)综合分析实验数据,可得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体  排开的液体所受的重力  。
(4)根据实验数据可计算出该金属块的体积是  1×10﹣4  m3。)
(5)若实验结束整理器材时,发现弹簧测力计未使用时指针指在0.2N刻度线处,则以上实验所测浮力大小的数据是  准确  (填“准确”或“不准确”)的。
【解答】解:(1)比较B、C、D三次实验,液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法测浮力F浮=G﹣F示可知浮力大小不同,图D中物体排开水的体积最大,弹簧测力计的示数最小,由F浮=G﹣F示可知浮力最大,可以得出结论:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(2)探究物体所受浮力的大小与其浸没在液体中的深度的关系,保持液体的密度和排开液体的体积相同,深度不同,可以比较B、D、E三次实验。
(3)由图BE可知,金属块受到的浮力:F浮=G﹣FE=2.7N﹣1.7N=1N,
由图AF可知,金属块排开液体的重力:G排=GF﹣GA=1.4N﹣0.4N=1N,
可以得到F浮= G排,所以浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。
(4)由F浮=ρ水V排g可得金属块的体积:

(5)如果实验前忘记调零,弹簧测力计指针位于0.2N处,则测量出相关的量都偏大;根据F浮=G﹣F示,因公式中的G和F示,测量值都偏大0.2N,故差值不变,即求出的浮力大小不变,数据仍然准确。
故答案为:(1)越大;(2)B、D、E;(3)排开的液体所受的重力;(4)1×10﹣4;(5)准确。
20.(6分)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明利用如图甲。乙所示的装置用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验,不计空气阻力,实验测量的数据记录在表格中。
实验序号 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3 ____
(1)根据测量的实验数据,可计算出表格中的横线上应填的数据为 62.5%  ;
(2)小明在实验操作过程中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,非常不方便,因为这样弹簧测力计示数不稳定。为了方便读数,小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数,如果让弹簧测力计保持静止时读数,则测出的滑轮组机械效率与其真实值相比 偏大  (选填“偏大”、“偏小”或“一样大”);
(3)如果不计绳重和摩擦,只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组,并利用图丙方案提升相同重量的物体,对比图甲和图丙所示滑轮组的机械效率,可知η甲 等于  (选填“大于”、“等于”或“小于”)η丙。
【解答】解:(1)根据表中数据,第2次实验的机械效率为:
η100%=62.5%;
表格中的横线上应填的数据大小为62.5%;
(2)如果让弹簧测力计保持静止时读数,则机械之间不存在摩擦,测力计示数偏小,得出的总功偏小,根据η知所测出的滑轮组机械效率将比其真实值偏大;
(3)如果不计绳重和摩擦,克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源,W额外=G动h,
机械效率:η100%,可知η甲等于η丙。
故答案为:(1)62.5%; (2)偏大;(3)等于。
四、计算题(21题6分,22题8分,23题7分,计21分)
21.(6分)一辆质量为1.5×103kg的小汽车,在水平公路上沿直线匀速行驶,汽车受到的阻力是车重的0.1倍。(g取10N/kg)
(1)求汽车发动机的牵引力大小。
(2)若汽车行驶了2000m,牵引力做的功是多少?
(3)若汽车发动机的功率为60kW,求汽车行驶的速度。
【解答】解:
(1)汽车的重力:G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
因为汽车匀速行驶,所以牵引力等于阻力,即F=f=0.1G=0.1×1.5×104N=1500N;
(2)牵引力做的功W=Fs=1500N×2000m=3×106J,
(3)由P=Fv可得,汽车行驶的速度。
答:(1)汽车发动机的牵引力大小为1500N;
(2)若汽车行驶了2000m,牵引力做的功是3×106J;
(3)若汽车发动机的功率为60kW,汽车行驶的速度为40m/s。
22.(8分)工人利用如图所示的斜面把木箱推到离地面0.5m高的平台上,已知木箱的质量为40kg,工人沿着斜面向上推木箱的力为75N,斜面长为4m,g取10N/kg。求:
(1)木箱所受到的重力;
(2)工人对木箱做的有用功;
(3)斜面的机械效率;
(4)木箱受到斜面的摩擦力。
【解答】解:(1)木箱所受到的重力:G=mg=40kg×10N/kg=400N;
(2)工人对木箱做的有用功,即克服木箱重力做的功:
W有用=Gh=400N×0.5m=200J,
(3)工人对木箱做的总功:W总=Fs=75N×4m=300J,
斜面的机械效率:
66.7%;
(4)克服摩擦力做的额外功:
W额=W总﹣W有用=300J﹣200J=100J,
由W额=fs可得,木箱受到斜面的摩擦力:
f25N。
答:(1)木箱所受到的重力为400N;
(2)工人对木箱做的有用功为200J;
(3)斜面的机械效率为66.7%;
(4)木箱受到斜面的摩擦力为25N。
23.(7分)“海水断崖”是海洋环境中潜艇面临的巨大风险之一,即海中某些区域出现海水密度跃层现象(海水密度发生突然变化),如图所示。当潜艇由高密度(1.025g/cm3)水层潜行至低密度(1.02g/cm3)水层时,很容易急剧下掉至安全潜深以下,会被海水的巨大压力破坏从而导致失事。我国372号潜艇在遇到“海水断崖”时成功自救,缔造了世界上唯一一次航海奇迹,求:
(1)若潜艇能承受3.075×107Pa的最大压强,它在高密度海水中的最大深度;
(2)这艘体积为3100m3的潜艇悬停在高密度海中时所受浮力;
(3)算出潜行中的潜艇遭遇“海水断崖”时的浮力差,并提出满足上浮条件的自救措施。(不考虑海水阻力)
【解答】解:(1)若潜艇能承受3.075×107Pa的最大压强,根据p=ρ液gh有:
3.075×107Pa=1.025×103kg/m3×10N/kg×h;
解得在高密度海水中的最大深度h=3000m;
(2)体积为3100m3的潜艇悬停在高密度海中时所受浮力F浮=ρ水gV排=1.025×103kg/m3×10N/kg×3100m3=3.1775×107N;
(3)体积不变,则浮力差ΔF浮=Δρ水gV排=(1.025×103kg/m3﹣1.02×103kg/m3)×10N/kg×3100m3=1.55×105N;
迅速排除水舱内的水,直至潜艇的总重力小于此时所受海水的浮力,潜艇才会上浮。
答:(1)在高密度海水中的最大深度是3000m;
(2)这艘体积为3100m3的潜艇悬停在高密度海中时所受浮力是3.1775×107N;
(3)潜行中的潜艇遭遇“海水断崖”时的浮力差是1.55×105N,自救措施是迅速排除水舱内的水,直至潜艇的总重力小于此时所受海水的浮力,潜艇才会上浮。
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