一、选择题(本题包括10个小题)
1.如图在水平力F的作用下,使重为G的木棒绕固定点沿逆时针方向转动,在棒与竖直方向的夹角θ逐渐增大的过程中,下列说法中正确的是
A.拉力F变大,F的力臂变小 B.拉力F不变,F的力臂变大 C.重力G不变,G的力臂变小 D.重力G变小,G的力臂变大
2.实心蜡球漂浮在杯中的水面上,当向杯中慢慢不断加入酒精时(已知:ρ水:ρ蜡:ρ酒=10:9:8)则不可能出现的情况是
A.蜡球向下沉一些,所受浮力增大 B.蜡球向下沉一些,所受浮力不变 C.蜡球悬浮于液体中,所受浮力不变 D.蜡球沉到杯底,所受浮力减小
3.下列选项中对应关系不正确的是( ) ...
A.靠近门轴推门费力——力的作用效果与力的方向有关 B.火车进站时,人要站在安全线外——流体压强与流速的关系 C.汽车突然刹车,乘客向前倾倒——惯性现象 D.潜水员潜入深水时要穿潜水服——液体压强
4.如图是小明在玩过山车时的情景,下列对此过程中小明的状况叙述正确的是( )
A.质量不断改变 B.运动方向不变
C.受到重力的方向始终竖直向下 D.在运动中始终处于二力平衡状态 5.下列数据与事实最接近的是( )
A.同学们正在答卷所用笔的质量约为100g B.你所用的物理课本的重力约为20N C.一个鸡蛋的质量约为50g
D.初中生站立时对地面的压力约为60N
6.如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的是( )
A.撬棒
B.羊角小锤
C.核桃夹
D.面包夹
7.大气压强的值为105Pa,则大气压对你的一只大拇指指甲表面的压力大约是( ) A.1N
B.10N
C.100N
D.1000N
8.在下列情景中,小明对物体做功的是 A.手拿排球静止 C.扛纯净水上楼
9.下列不能传播声音的是 A.水
B.空气
C.冰
D.真空
B.用力推汽车没有推动
D.背书包在水平路面上匀速前行
10.在国际单位制中,压强的单位是( ) A.N
B.Pa
C.kg
D.m3
二、填空题(本题包括9个小题)
11.一架沿竖直方向匀速上升的直升飞机,动能____________,重力势能____________,机械能____________。(填“增大”、“不变”或“减小”)。
12.把一物体浸湍水中时受力情况如图所示,则物体将________(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),物体静止时受到的浮力大小是________ N,被排开的水的重力是________ N.
13.足球运动是大家喜爱的运动,它包含有许多物理知识:踢足球踢出“香蕉球”,又称“弧旋球”,说明力的作用效果与力的方向和_______有关;球离开脚后,在地面上继续运动,这是由于球具有_______. 14.如图所示,水平桌面上的两个质地均匀正方体A和B,lA=2lB,密度分别为ρA和ρB,静止时对桌面的压强相等。两个相同的容器M、N中分别装有等体积的同种液体,密度为ρ液,将A、B分别放入容器M、N中,液体均未溢出,静止时液体对容器底部的压强分别为p1和p2,A、B受到的浮力分别为FA和FB。
(1)甲、乙两物块的质量之比mA∶mB=______;
(2)若ρA=ρ液,则此时p1______p2(选填“>”、“=”或“<”)。下列做法中可使FA与FB的比值保持不变的有______(填序号); ①A、B都切去一半 ②只将A切去一半
③将两容器中的液体换成等体积、密度更大的同种液体 ④将两容器中的液体换成等体积、密度更小的同种液体
(3)若两容器中的液体都是水,用手使A、B浸没在其中,松手后,物块A、B均静止时受到的浮力之比FA∶FB=6∶1,由此推断:浸没时松手,物块A将______(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),在此过程中物块A下表面受到水的压强将______;ρB=______kg/m3。
15.如图所示,边长分别为0.2m和0.1m的实心正方体A、B,正方体 A 叠放在正方体 B上面,B 放在ρB=8×103kg/m3。地面上,已知ρA=2×103kg/m3,则物体A质量为______kg;物体B对地面的压强为______Pa。
16.如图所示,鱼对弹簧测力计秤钩的拉力是______N,鱼的重力和__________________是一对平衡力.
17.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。鸡蛋所受浮力的示意图是__________(选填:“F1”或“F2”)。
18.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上以恒力F拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为______N,测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为______,在竖直向上匀速拉动弹簧测力计的过程中,力F对O点的力臂______。
19.(6分)共享单车因为方便快捷、环保无污染深受人们的喜爱,它的刹车手把实际上是一个_____杠杆;刹车时自行车可以慢慢停下来,说明力可以改变物体的_____。 三、作图题(本题包括2个小题)
20.(6分)如图所示,足球在水平草地上向右减速滚动,请画出足球受到所有力的示意图。 (______)
21.(6分)物体放在斜面上静止不动,请在图 中画出物体对斜面的压力示意图; (_____)
四、实验题(本题包括2个小题)
22.(8分)亲爱的同学,请你用所学的物理知识解决下列问题。
(1)如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度,将实验数据记录在下表:
铁块距桌面桌腿陷入沙子的铁块质量 铁块距桌面高度 实验次数 m/g h1/cm h2/cm 1 2 3 4 5 20 20 20 30 40 20 30 40 20 20 1.9 2.9 3.8 2.9 4.1 深度 ①实验中通过比较_____________来判断物体重力势能的大小;
②分析表中_____________(填实验序号)三次实验数据可得出物体的重力势能与物体的质量的关系; ③分析表中1、2、3三次实验数据,可得出的结论:__________________________; (2)在物理实践活动中测量自己上教学楼的功率。 ①该实验的原理是_______________________;
②实验所需要的器材:台秤、皮尺、______________________;
③请你为实验需要测量和计算的物理量,设计一个实验数据记录表格______________。
23.(8分)某同学在探究弹簧的特点时,得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图,请回答下列问题:
(1)这根弹簧的原长是________cm;
(2)弹簧在受到6N的拉力时,弹簧比原来伸长了________cm,此时弹簧发生了________形变,它具有 ________能。
(3)分析图像中及有关数据,你可得出的结论是____________。 五、计算题(本题包括2个小题)
24.(10分)中俄两国海军参加“海上联合”军事演习,此次我国有2艘新型潜艇参加军演,都是由我国自主研制的第二代常规动力潜艇.其中某潜水艇的总体积为2.0×103m3,演习中当它位于海面下100m深处时,(假设海水的密度为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg).求: (1)此潜艇受到的浮力大小是多少? (2)此时潜艇受到海水的压强是多大?
(3)若该潜艇上有一个声呐探头,底面积是100cm2,则该声呐探头此时受到海水的压力是多少? 25.(10分)如图所示,在斜面上用弹簧测力计将一个重4.5N的物体由斜面底端匀速拉到顶端,物体在斜面上匀速运动时受的摩擦力为0.675N,斜面长1.2m,高0.3m。求:
(1)拉力所做的总功为多少? (2)沿斜面向上的拉力为多少 (3)斜面的机械效率为多少?
参考答案
一、选择题(本题包括10个小题) 1.A 【解析】 【详解】
重力G不变,由图可知,在木棒转动过程中,拉力F的力臂l1在减小,重力G的力臂l2在增大,由杠杆
的平衡条件Fl1=Gl2得到,拉力F增大,故A正确,BCD错误。 2.A 【解析】 【详解】
当向杯中慢慢不断加入酒精时,酒精溶液的密度在水的密度和酒精的密度之间变化:
AB.当酒精溶液的密度大于蜡球的密度,蜡球还漂浮,蜡球受到的浮力不变,因溶液的密度减小,根据F
浮
=ρ液V排g可知排开液体的体积变大,蜡球将下沉一些,故B有可能,A不可能;
C.当酒精溶液的密度等于蜡球的密度,蜡球悬浮,蜡球受到的浮力不变,还等于蜡球的重力,故C有可能;
D.当酒精溶液的密度小于蜡球的密度,蜡球将下沉,蜡球受到的浮力小于蜡球的重力,因自重不变,蜡球受到的浮力减小,故D有可能。 3.A 【解析】 【分析】 【详解】
A.力的三要素是力的大小、方向和作用点,越靠近门轴推门越费力,可见是力的作用点会影响到力的作用效果,故A不正确,符合题意;
B.火车进站时,火车带动其周围的空气快速流动,所以人身体靠近火车的那一侧的空气流速快,压强小,身体远离火车的那一侧的空气流速小,压强大,这个压强差容易将人压向行驶的火车从而造成伤害,故B正确,不符合题意;
C.汽车突然刹车,乘客向前倾倒,是因为汽车由运动变为静止时,乘客由于惯性,仍保持原来的运动状态,向前运动,所以乘客要向前倾倒,故C正确,不符合题意;
D.潜水员潜入水中后,要受到水对他的压强,并且随着深度的增加,压强也在增大,为了防止身体受到伤害,所以潜水员潜入深水时,要穿用来抗压的潜水服,故D正确,不符合题意。 故选A。 4.C 【解析】 【分析】
(1)质量不随物体的形状、状态和位置的改变而改变; (2)由图示分析运动方向变化情况; (3)重力的方向总是竖直向下的;
(4)只有当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力作用。 【详解】
A.因为质量不随物体的形状、状态或位置的改变而改变,故A错误; B.因为小明在做圆周运动,所以小明的方向时刻都在改变,故B错误;
C.因为重力的方向始终向下,所以运动的过程中,重力的方向始终是不变的,故C正确;
D.因为小明的运动状态不是静止状态或匀速直线运动状态,所以小明受到的力不是平衡力,故D错误。 故选C。 5.C 【解析】 【分析】 【详解】
A.同学们正在答卷所用笔的质量约为10g,故A项不符合题意; B.物理课本的质量约200g,重力约为2N,故B项不符合题意; C.一个鸡蛋的质量约为50g,故C项符合题意;
D.初中生质量约60kg,重力约为600N,站立时对地面的压力约为600N,故D项不符合题意。 故选C。 6.D 【解析】 【分析】 【详解】
A.使用撬棍时,由图可知以前端旋转点位支点,动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆,故A不符合题意; B.使用羊角锤拔钉子时,以羊角锤与桌面接触点为支点,动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹以顶端为支点,动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆,故C不符合题意; D.面包夹以后端为支点,动力臂小于阻力臂,则为费力杠杆,故D符合题意。 故选D。 7.B 【解析】 【分析】 【详解】
估测出大拇指指甲表面积是1cm2,根据公式F=PS=105Pa×1cm2=10N.所以选B. 8.C 【解析】 【详解】
A.手拿排球静止,只有力没有距离,故小明没有做功,故A错误;
B.用力推汽车没有推动,只有力没有距离,故小明没有做功,故B错误;
C.扛纯净水上楼,力的方向竖直向上,物体在力的方向上通过一定距离,故小明对物体做功,故C正确; D.背着书包在水平路面上前进,背书包的力竖直向上,物体没有在力的方向上通过一定距离;故人对书包没有做功,故D错误。 9.D 【解析】 【分析】 【详解】
因为气体、液体、固体都能传声,所以空气,铁板,玻璃都能传播声音;因为声音的传播需要介质,所以真空不能传声.故ABC错误、D正确.故选D. 【点睛】
解决此题需掌握:声音的传播需要介质,气体、液体、固体都能传声;真空不能传声. 10.B 【解析】 【分析】 【详解】
为了纪念法国物理学家帕斯卡,用其名字作为压强的单位,故ACD错误,B正确。 故选B。
二、填空题(本题包括9个小题) 11.不变 增大 增大 【解析】 【分析】 【详解】
[1][2][3]一架沿竖直方向匀速上升的直升飞机,其质量不变,速度不变,故其动能不变;同时其质量不变,高度增加,故重力势能增大;由于机械能等于动能和势能之和,所以此时的机械能会增大。 12.上浮 5 5 【解析】
由图可知,F浮=8N,G=5N,浮力大于重力,因此把一物体放入水中时,放手后物体将上浮,待物体静止时,会漂浮在水面上,物体的重力等于浮力,为5N.由阿基米德原理可知,F浮=G排,则被排开的水的重力大小也是5N.
故答案为上浮;5N;5N. 13.作用点 惯性 【解析】 【详解】
第一空.要踢出“香蕉球”就要踢其侧部,这样才可以发生旋转形成“香蕉球”说明了力的作用效果与力的作用点有关;.
第二空.球离开脚后,不再受到脚的作用力,由于惯性,球还能继续运动。 . 14.4∶1 > ①④ 上浮 变小 1.5×103 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]由公式pF可得,物块对桌面的压强为 SFGmgp2
SSl因为A和B静止时对桌面的压强相等,所以pApB,即
mAgmBg2 2lAlB所以
mA∶mB=lA∶lB=4∶1 (2)[2]由公式22m可得,物块的密度为 Vmm Vl3所以 ρA∶ρB=
mAmB∶33=1∶2 lAlB因为ρA=ρ液,所以ρB>ρ液,所以A在液体中将悬浮,B在液体中将沉底,则物块在液体中静止时,液体对容器底部的压强
V物pg(hh)g(h)
S容由题可知,VA>VB,则p1>p2。
[3]①A、B都切去一半,A、B的体积减小一半,排开液体的体积减小一半,受到的浮力减小一半,但FA与FB的比值保持不变,故①符合题意;
②只将A切去一半,A的体积减小一半,排开液体的体积减小一半,受到的浮力减小一半,B体积不变,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,FA与FB的比值改变,故②不符合题意;
③将两容器中的液体换成等体积、密度更大的同种液体,A在液体中将漂浮,受到的浮力等于重力,受到浮力大小不变,B的状态无法判断,受到的浮力大小无法判断,FA与FB的比值可能改变,也可能不变,故③不符合题意;
④将两容器中的液体换成等体积、密度更小的同种液体,A、B在液体中将沉底,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,FA与FB的比值保持不变,故④符合题意; 故选①④。
(3)[4][5]因为lA=2lB,所以VA=8VB,由F浮gV可得,浸没时两物体受到的浮力之比为
'FA'∶FA=VA∶VB=8∶1
而物块A、B均静止时受到的浮力之比FA∶FB=6∶1,说明两物块没有都浸没在液体中,又因为
mA∶mB=4∶1,ρA∶ρB=1∶2,所以物块A漂浮,物块B沉底,故浸没时松手,物块A将上浮,由pgh可知,在此过程中物块A下表面受到水的压强将变小。
[6]因为物块A漂浮,物块B沉底,物块A、B均静止时受到的浮力之比FA∶FB=6∶1,所以物块A排开水的体积为物块B的6倍,即物块A排开水的体积为自身体积的
6,因为物块A漂浮,所以F浮G,即 8水gV排AgVA
解得
A水0.75103kg/m3
则物块B的密度为
68B2A1.5103kg/m3
15.16 24000 【解析】 【分析】 【详解】
[1]实心正方体A的体积 VA=a3=(0.2m)3=810-3m3
m得,实心立方体A的质量 VmA=ρAVA=2×103kg/m3810-3m3=16kg
根据公式ρ=
物体A质量为16kg。 [2]实心正方体B的体积 VB=b3=(0.1m)3=110-3m3
m得,实心立方体B的质量 VmB=ρBVB=8×103kg/m3110-3m3=8kg
根据公式ρ=
实心正方体B对水平地面的压力
F=G总=( mA mB)g=(16kg8kg)10N/kg=240N
实心正方体B与水平地面的接触面积 S=b2=(0.1m)2=0.01m2
实心正方体B对水平地面的压强 p=
F240N==24000Pa S0.01m2物体B对地面的压强为24000Pa。 16.2.2 弹簧测力计对鱼的拉力 【解析】 【分析】 【详解】
如图测力计的分度值为0.2N,此时的读数,即鱼对弹簧测力计秤钩的拉力是2.2N;
平衡力是作用在同一个物体上的力,且大小相等,方向相反,作用在一条直线上,所以鱼的重力与弹簧测力计对鱼的拉力是一对平衡力.所以测力计的示数可以表示物体的重力. 17.F1 【解析】 【分析】 【详解】
鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,这个压力差就是鸡蛋所受浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所受浮力的示意图是F1。 18.2.5 90% 变小 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由图可知,测力计分度值为0.1N,指针位于2N刻度线下第5个小格处,故示数为2.5N。 [2]测力计上升过程中,有用功、拉力做的总功分别为
W有Gh
W总Fs
则杠杆的机械效率为
W有W总100%Gh1.5N0.3m90% Fs2.5N0.2m[3]在竖直向上匀速拉动弹簧测力计的过程中,杠杆OA段距离不变,但力F相对于杠杆由垂直逐渐倾斜且倾斜角度增大,故其力臂逐渐变小。 19.省力杠杆 改变物体的运动状态
【解析】 【分析】 【详解】
[1]共享单车的刹车手把在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
[2]刹车时给自行车施加了力,自行车慢慢停下来,运动状态发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态。 三、作图题(本题包括2个小题) 20.详见解析 【解析】 【分析】 【详解】
因为足球离开脚后在草地上滚动,所以足球不受脚的力,根据生活经验知:在水平方向上速度越来越慢,是因为受到摩擦力的作用,所以摩擦力的方向和相对运动方向相反。在竖直方向上,受到重力和支持力。如图所示:
【点睛】
要想正确的做出力的示意图,就要对物体所受的力进行正确的分析。
21.
【解析】 【详解】
物体对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直于斜面向下。如图:
四、实验题(本题包括2个小题)
22.桌腿进入沙子的深度 1、4、5 质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大 P秒表 见解析 【解析】 【分析】
W t【详解】
(1)[1]由表中数据可知,实验中通过比较桌腿进入沙子的深度来判断物体重力势能的大小。
[2]控制铁块距桌面高度不变,4、5三次实验数据可得出物体的重力势能与物体的质量的关系。分析表中1、 [3]分析表中1、2、3三次实验数据,铁块质量不变,随铁块距桌面高度变大,桌腿进入沙子的深度越大,即质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大。 (2)①[4]该实验的原理是利用功率计算公式PW。 t②[5]实验所需要的器材:台秤、皮尺、秒表,用台秤称出人的质量,用皮尺测出楼的高度,用秒表测出人上楼时所用的时间。
③[6]根据实验需要测量和计算的物理量,设计的实验数据记录表格如下所示:
人的质量 实验次数 m/kg 1 2 3 4 5 h/m t/s P/W 上楼高度 上楼所需时间 功率 23.2 6 弹性 弹性势能 在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长 【解析】 【分析】
从图像的开始点就可得到弹簧原长,然后根据图像中的数据得出拉力和伸长长度的关系,最后得出结论;对于弹性势能的概念,结合所学机械能方面的知识回答即可。 【详解】
(1)[1]分析图像可知,当弹簧不受拉力时,长度为2cm,即弹簧原长为2cm。 (2)[2]当弹簧受拉力为6N时,弹簧长度为8cm,除去原长,则弹簧伸长6cm; [3]此时弹簧发生了弹性形变即能够恢复原状的形变; [4]当物体发生弹性形变时所具有的能叫弹性势能;
(3)[5]根据图像中弹簧伸长的长度随所受拉力的变化规律可知,图像是一条正比例函数,说明在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。 五、计算题(本题包括2个小题)
24.(1)2×107N;(2)1×106Pa;(3)1×104N 【解析】
【详解】
103m3, (1).因为潜艇浸没在海水中,所以V排=V=2.0×此潜艇受到的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.0×103m3=2×107N; (2).此潜艇受到海水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa; (3).该声呐探头此时受到海水的压力: F=pS=1×106Pa×100×10-4m2=1×104N。
107N; 答:(1).此潜艇受到的浮力大小是2×106Pa; (2).此潜艇受到海水的压强是1×(3).该声呐探头此时受到海水的压力是1×104N。 25. (1)2.16J;(2)1.8N;(3)62.5% 【解析】 【分析】 【详解】
(1)因为f=0.675N,s=1.2m,所以克服摩擦做的额外功为 W额=fs=0.675N×1.2m=0.81J 有用功
W有用=Gh=4.5N0.3m=1.35J 拉力所做的总功
W总= W有用 W额=1.35J, 0.81J=2.16J (2)因为W总=Fs,所以拉力为 F=
W总2.16J=1.8N =s1.2m(3)斜面的机械效率为 η=
W有用W总×100%=
1.35J×100%=62.5% 2.16J
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