云南省红河州元阳县2022-2023八年级下学期期末考试物理试题(含解析)

2022-2023学年云南省红河州元阳县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本大题共8个小题,每小题只有一个正确选项,每小题3分,共24分)
1.(3分)如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是(  )
A.啄木鸟利用长长的尖嘴啄食害虫
B.老虎用其锐利的牙齿咬碎猎物
C.火星探测车的轮子很宽
D.斧头的刃越薄越锋利
2.(3分)中华民族传统文化源远流长。下列词语描述声音的音色的是(  )
A.轻声细语 B.悦耳动听 C.震耳欲聋 D.抑扬顿挫
3.(3分)下列现象是由光的直线传播造成的是(  )
A.水中的鸡蛋变大 B.荷花在水中“倒影”
C.池水看起来变“浅” D.树荫下的光斑
4.(3分)“二十四节气”是中华民族劳动人民长期经验的积累成果和智慧的结晶,是世界级非物质文化遗产。2022年北京冬奥会开幕式上,导演采用了“二十四节气”作为“倒计时器”。“二十四节气”中,“霜降”中的“霜”的形成是(  )
A.凝华现象 B.凝固现象 C.升华现象 D.液化现象
5.(3分)如图所示,下列工具在使用时属于费力杠杆的是(  )
A.天平 B.核桃夹
C.食品夹 D.瓶盖起子
6.(3分)下列说法错误的是(  )
A.机械做的有用功越多,其机械效率一定越高
B.功率是表示物体做功快慢的物理量
C.物体的运动与静止是相对的
D.使用任何机械都不能省功
7.(3分)我国国产航空母舰辽宁舰成功装备部队,实现了我国的航母梦。下列有关说法正确的是(  )
A.辽宁舰的航行速度比舰载机的飞行速度小,所以辽宁舰的惯性比舰载机的惯性小
B.辽宁舰在大海中航行时,舰载机飞离航母后,辽宁舰受到的浮力变小
C.舰载机水平飞行时,机翼上表面空气压强比下表面空气压强大
D.舰载机快速升空的过程中,机械能不变
8.(3分)如图甲所示,水平桌面上放置一圆筒,筒内装有适量的水。弹簧测力计下悬挂一圆柱体,从液面逐渐浸入水的过程中,弹簧测力计示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3)(  )
A.h大于8cm后,圆柱体下表面受到水的压强不变
B.圆柱体所受的最大浮力为2N
C.圆柱体的高为10cm
D.圆柱体的密度为1.25×103kg/m3
二、填空题(本大题共10个小题,每小题2分,共20分)
9.(2分)意大利科学家    最早用实验测出了大气压的值。水面上方的气压越高,水的沸点越    (选填“高”或“低”)。
10.(2分)踢足球时,足球离开脚后由于    继续飞行,足球因受到    的作用最终落回地面。
11.(2分)中国高铁体现了中国速度。我国高铁列车行驶的速度达360km/h,合    m/s。以行驶的列车为参照物,铁轨旁的树木是    (选填“运动”或“静止”)的。
12.(2分)端午浓情,粽叶飘香!端午节裹粽子,划龙舟是我国的传统风俗。龙舟比赛中桨手们齐心向后划水,龙舟快速前进,说明物体间力的作用是    的。使龙舟前进的力的施力物体是    (选填“桨”或“水”)。
13.(2分)我国茶文化源远流长,茶文化包含了许多物理知识。如图所示,茶壶的壶嘴与壶身中的水面等高,这是利用了    原理。若“神舟十四号”航天员把茶壶从地面带入我国空间站,茶壶的质量    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.(2分)如图所示,这是北京冬奥会上的智能服务机器人,由内置电动机向机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上匀速直线运动5m的过程中,水平动力做的功为    J;该过程中,机器人所受的重力对机器人    (选填“做了功”或“不做功”)。
15.(2分)如图是一座吊桥的结构图示意图,图中定滑轮的作用是    。吊桥可以看作杠杆,钢索对它的拉力F是动力,吊桥的重力是阻力,不计绳重及摩擦,将吊桥从A位置匀速拉起至B位置的过程中,阻力臂大小将变    ,拉力F将变    。
16.(2分)爱护眼睛,防止近视。矫正近视眼的眼镜镜片是    (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。日常生活中的照相机是利用凸透镜成    (选填“正立缩小”、“倒立缩小”或“倒立放大”)的实像的性质制成的。
17.(2分)工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m,他所做的有用功是   J,已知该滑轮组的机械效率为80%,工人的拉力是   N.(g=10N/kg)
18.(2分)如图所示,重为10N、体积为1.2×103cm3的实心正方体,用细绳吊着浸入盛水的容器中,此时容器中水面高度为30cm。则水对容器底部的压强为    Pa;剪断细绳后,物体最终在水中    (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
三、作围、实验及探究题(本大题共4个小题,共31分)
19.(3分)如图所示所测物体的长度是    cm。
20.(3分)如图,一个苹果漂浮在水面上,请画出它所受重力和浮力的示意图。
21.(3分)如图是人眼看见A物体在平面镜中的像A′的示意图,请确定物体A的位置并画出入射光线。
22.(7分)在探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,撞击水平面上的木块B,如图所示。
(1)实验中通过观察    来比较物体的动能大小,下列实验利用了该研究方法的是    (选填序号)。
A.用弹簧测力计探究浮力的大小与什么因素有关
B.用U形管压强计探究液体的压强与什么因素有关
C.用弹簧测力计探究影响滑轮组机械效率的因素
(2)分析比较图    两次实验,可知钢球的动能大小与速度有关。
(3)在图乙、丙两次实验中,让质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是控制钢球到达水平面时的    相同,可得出结论:   。
(4)在钢球从斜面滚下的过程中,钢球的机械能转化情况是    。
(5)根据实验结论,请给汽车驾驶员提出一条合理的要求:   。(合理即可)
23.(8分)周末,小明一家人去超市采购生活用品。小明想知道购买的花生油的密度,于是利用天平和量筒测量花生油的密度。
(1)小明把天平放在水平桌面上,将游码拨至标尺左端的    处,指针静止时指在如图甲所示位置,此时应将平衡螺母向    (选填“左”或“右”)调节,使天平水平平衡。
(2)调节好天平,小明将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加至最小砝码时,指针的指向如图甲所示,小明接下来应该进行的操作是    ,使指针指在分度盘中央,测出空烧杯的质量为m1=45g。
(3)将适量的花生油倒入量筒中,如图乙所示,量筒中花生油的体积为    cm3;再将量筒中的花生油全部倒入空烧杯中,用天平测量花生油和烧杯的总质量,天平重新平衡后,右盘中砝码数和游码的位置如图丙所示,则花生油和烧杯的总质量为m2=   g;所测花生油的密度为ρ油=   kg/m3。
(4)由于花生油会附着在量筒内壁中,小明利用该实验方案测量得花生油的质量    ,密度    。(均选填“偏大”或“偏小”)
24.(7分)小明用弹簧测力计、细线、金属块、容器、水和某种液体,探究“浮力的大小跟哪些因素有关”,实验步骤如图所示,实验中液体均未溢出。
(1)步骤①中弹簧测力计的示数为    N,金属块浸没在水中时所受的浮力是    N。
(2)由实验步骤①②③④可知物体所受浮力的大小跟    有关,由    三个步骤可知物体所受浮力的大小跟液体密度有关,由实验步骤①④⑤可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度    (选填“有关”或“无关”)。
(3)实验中金属块底部所受液体压强最大的是实验步骤    (填实验序号)。
(4)本实验不但可以探究“浮力的大小跟哪些因素有关”,还可以计算出实验步骤⑥中液体的密度为    kg/m3。
四、综合题(本大题共3个小题,共25分)要求:(1)语言表述要简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
25.(8分)为了响应绿色出行的号召,小明坚持骑自行车上下学。质量为50kg的小明骑着10kg的自行车在1min内沿平直路面匀速直线行驶了300m,行驶过程中,自行车受到的阻力为总重的,自行车轮胎与路面的总接触面积为20cm2。
(1)自行车轮胎表面凹凸不平的花纹是为了    (选填“增大”或“减小”)摩擦。
(2)求骑行过程中,自行车对水平路面的压强。
(3)求骑行过程中,动力做功的功率。
26.(8分)研学活动中,小明参观了我国海军基地的“强国”号潜水艇。“强国”号潜水艇总质量为900t,最大下潜深度可达350m,总体积为1.5×103m3。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)潜水艇是通过改变    来实现浮沉的。
(2)求“强国”号潜水艇漂浮在海面上时排开海水的体积。
(3)求“强国”号潜水艇在最大下潜深度时受到的浮力及在200cm2面积的舰体上受到海水的压力。
27.(9分)如图甲所示,轻质杠杆AB长70cm,可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm完全相同的两个正方体C、D,OA:OB=3:4,杠杆恰好水平静止。A、B两端的绳子均不可伸长且均处于紧张状态,此时D对水平地面的压力为4N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物体C的质量。
(2)如图乙所示,当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,为保持D对水平地面压强不变,求支点O应向右移动多长距离。
(3)若图乙中容器的底面积为200cm2,剪断A端拉物体C的绳子后,求容器中水对容器底的压强增大量。
2022-2023学年云南省红河州元阳县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共8个小题,每小题只有一个正确选项,每小题3分,共24分)
1.【分析】根据压强的定义式p=可知,要减小压强有三种方法:一是当压力一定时,增加受力面积;二是当受力面积一定时,减小压力;三是在条件允许的情况下,可以同时减小压力,增大受力面积。同理,增大压强也有三种方法。对照这些方法对四个选项中的事例逐一进行分析即可作出判断。
【解答】解:A、啄木鸟长长的尖嘴是在压力一定时,通过减小受力面积,增大压强,故A不符合题意;
B、老虎锐利的牙齿是在压力一定时,通过减小受力面积,增大压强,故B不符合题意;
C、火星探测车的轮子很宽,这样可以在压力一定时,通过增大受力面积,减小压强,故C符合题意;
D、斧头的刃越薄,受力面积越小,是通过减小受力面积,增大压强,故D不符合题意。
故选:C。
2.【分析】声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距发声体的距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解:A、轻声细语表示声音的响度小,故A错误;
B、悦耳动听是说明声音的音色好,故B正确;
C、震耳欲聋说明声音的响度大,故C错误;
D、抑扬顿挫一般是用来形容声音的音调高低不同,故D错误。
故选:B。
3.【分析】(1)光在同一均匀介质中沿直线传播,光沿直线传播的实例有:小孔成像、影子、日食和月食等;
(2)光射到介质界面上会发生反射,光反射形成的现象:平面镜成像、水中的倒影、凹面镜成像;
(3)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,光的折射形成的现象:放在有水的碗中的筷子看起来好像变折了、放大镜、池水看起来变浅等。
【解答】解:A、水中的鸡蛋变“大”属于凸透镜成像,是光的折射现象,故A错误;
B、荷花在水中“倒影”,是平面镜成像,属于光的反射,故B错误;
C、池水看起来变“浅”,是光的折射现象,故C错误;
D、树荫下的光斑,是小孔成像,是由光沿直线传播形成,故D正确。
故选:D。
4.【分析】物质由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固;由液态变为气态的过程叫汽化,由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态直接变为气态的过程叫升华,由气态直接变为固态的过程叫凝华。
【解答】解:霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶。
故选:A。
5.【分析】结合图片和生活经验分析动力臂和阻力臂的大小关系,当动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,是等臂杠杆。
【解答】解:A、天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故A不合题意;
B、核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不合题意;
C、食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D、瓶盖起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不合题意。
故选:C。
6.【分析】(1)机械效率等于有用功与总功之比;
(2)功率表示物体做功快慢的物理量,功率等于功与时间之比;
(3)世界上的一切物体都是运动的,绝对静止的物体是不存在的,我们所说的静止是相对的,是相对于参照物而言的;
(4)使用机械可省力、可省距离、可改变力的方向,省力的机械费距离,省距离的机械费力。功的原理是使用任何机械都不省功。
【解答】解:A、机械效率等于有用功与总功之比,由于总功的大小不知,所以机械做有用功越多,它的机械效率不一定越高,故A错误;
B、功率描述的是物体做功快慢,机械做功快,其功率一定大,故B正确;
C、整个宇宙都是运动的,运动是物体的普遍规律,我们所说的运动和静止是相对参照物而言,绝对静止的物体是没有的,故C正确;
D、根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故D正确。
故选:A。
7.【分析】(1)惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
(2)根据浮沉条件分析。
(3)根据流体压强与流速的关系分析。
(4)机械能=动能+重力势能。动能的大小与质量和速度有关;重力势能的大小与质量和高度有关,据此分析。
【解答】解:A、惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关,故A错误。
B、辽宁舰在大海中航行时,始终漂浮在海面上,根据浮沉条件,浮力始终等于重力,当舰载机飞离航母后,重力减小,则辽宁舰受到的浮力变小,故B正确。
C、载机水平飞行时,机翼上表面空气压强比下表面空气压强小,从而产生向上的升力,故C错误。
D、舰载机快速升空的过程中,质量不变,速度增大,高度升高,则动能和重力势能都增大,故机械能增大,故D错误。
故答案为:B。
8.【分析】(1)由图乙可知圆柱体完全浸没在水中时,圆柱体下表面的深度,据此可知圆柱体的高度;
液体压强随深度的增加而增大,据此分析;
(2)利用称重法求出圆柱体所受的增大浮力;
(3)由图乙可知圆柱体的重力,根据G=mg求出圆柱体的质量;知道圆柱体浸没时受到的浮力,利用F浮=ρ液gV排求出圆柱体的体积,利用密度公式求出圆柱体的密度。
【解答】解:AC、由图乙可知,圆柱体刚好完全浸没时,下表面到水面的距离为16cm,则圆柱体的高度为16cm,故C错误;
当h>8cm时,圆柱体没有到达容器的底部,则圆柱体继续向下运动时,圆柱体下表面在水的深度增加,根据p=ρgh可知,圆柱体下表面受到水的压强增大,故A错误;
B、圆柱体浸入水中之前,弹簧测力计示数等于圆柱体重力的大小,由图乙可知,圆柱体的重力G=10N,
当圆柱体完全浸没后,弹簧测力计示数不变,由图乙可知,弹簧测力计示数F=2N,
此时圆柱体受到的浮力最大,根据称重法可知,圆柱体所受的最大浮力F浮=G﹣F=10N﹣2N=8N,故B错误;
D、根据G=mg可知,圆柱体的质量m===1kg,
圆柱体浸没时,排开水的体积等于圆柱体的体积,根据F浮=ρ液gV排可知,圆柱体的体积V=V排===8×10﹣4m3;
圆柱体的密度ρ===1.25×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
二、填空题(本大题共10个小题,每小题2分,共20分)
9.【分析】(1)意大利科学家托里拆利最早用实验测出了大气压的值;
(2)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
【解答】解:意大利科学家托里拆利最早用实验测出了大气压的值;液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高。
故答案为:托里拆利;高。
10.【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(2)地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的。
【解答】解:(1)踢足球时,足球离开脚后还能在空中继续飞行,这是由于足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态;
(2)空中运动的足球最终还会落回地面,是因为受到重力的作用,而重力的方向是竖直向下的。
故答案为:惯性;重力。
11.【分析】(1)1m/s=3.6km/h,据此对速度进行单位换算;
(2)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
【解答】解:(1)因为1m/s=3.6km/h,所以360km/h=360×m/s=100m/s;
(2)以行驶的列车为参照物,铁轨旁的树木位置发生了改变,所以是运动的。
故答案为:100;运动。
12.【分析】力是物体对物体的作用,物体之间力的作用是相互的。
【解答】解:在龙舟比赛中,桨手们齐心向后划水,桨对水有向后的作用力,由于物体间力的作用是相互的,水对龙舟产生向前的作用力,使龙舟向前行驶,所以使龙舟向前行驶的力的施力物体是水。
故答案为:相互;水。
13.【分析】上端开口、下端连通的容器是连通器;连通器里只有一种液体,且在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。质量的大小与形状、位置、状态等因素无关。
【解答】解:茶壶与船闸一样,都是连通器原理在生活中的实际应用。根据连通器原理的特点可知,当用茶壶装水,水面静止时,壶嘴和壶身内的水面是相平的。若“神舟十四号”航天员把茶壶从地面带入我国空间站,茶壶的质量不变。
故答案为:连通器;不变。
14.【分析】力做功的两个必要因素:一是有力作用在物体上;二是物体在力的作用下移动了一段距离;
先判断是否做功,若做功,根据W=Fs求做功大小。
【解答】解:水平动力做的功:
W=Fs=300N×5m=1500J;
机器人在水平地面上前进,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0J,重力对机器人不做功。
故答案为:1500;不做功。
15.【分析】(1)定滑轮实质是等臂杠杆,只改变力的方向;
(2)吊桥看做杠杆,钢索对A点的拉力是动力,吊桥自身的重力是阻力,支点到阻力作用线的距离是阻力臂;
(3)重力不变,分析吊桥上升过程中动力臂、阻力臂的变化情况,根据杠杆的平衡条件判断拉力的变化。
【解答】解:(1)图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向;
(2)吊桥的重心在中点,重力的方向是竖直向下的,在吊起桥的过程中,从支点O到重力的作用线的距离变小,即阻力臂变小;
(3)吊桥上升时,重力的大小不变,重力的力臂变小,拉力的力臂变大,根据杠杆的平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂可知拉力变小。
故答案为:改变力的方向;小;小。
16.【分析】近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用;物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像,是照相机的原理。
【解答】解:凹透镜对光线有发散作用,矫正近视眼的眼镜镜片是凹透镜;日常生活中的照相机是利用凸透镜成倒立缩小的实像的性质制成的。
故答案为:凹透镜;倒立缩小。
17.【分析】(1)根据G=mg求出货物的重力,根据W=Gh求出有用功;
(2)根据η===求出拉力的大小。
【解答】解:(1)货物的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N,
有用功W有用=Gh=200N×2m=400J;
(2)∵η===
∴工人的拉力F===125N。
故答案为:400;125。
18.【分析】根据p=ρ水gh得出水对容器底部的压强;
根据F浮=ρ水gV排得出正方体全部浸没在水中所受的浮力,判断与正方体重力的大小关系,得出剪断细绳后,正方体最终的状态。
【解答】解:水的深度h=30cm=0.3m,
水对容器底部的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
正方体浸没在水中所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×103×10﹣6m3=12N>G=10N,
剪断细绳后,正方体最终在水中漂浮。
故答案为:3000;漂浮。
三、作围、实验及探究题(本大题共4个小题,共31分)
19.【分析】刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度。使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
【解答】解:由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与零刻线对齐,右侧在1.3cm整刻度上,估读为1.30cm,所以物体的长度为:L=1.30cm。
故答案为:1.30。
20.【分析】漂浮在水面上的物体,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,并且这两个力是一对平衡力。据此根据力的示意图的画法画出这两个力即可
【解答】解:漂浮在水面上的物体,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,并且这两个力是一对平衡力;
大致找到苹果的重心,然后过重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和浮力,二者大小相等,并标出G和F浮,如下图所示:
21.【分析】已知反射光线反向延长线过像点,根据平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称作出发光点A,并完成光路图。
【解答】解:作像A′关于平面镜的对称点A,连接AO并画上箭头,则AO为入射光线。如图所示:
22.【分析】(1)钢球动能大小通过小球推动木块移动的距离来反映,采用的是转换法;
(2)(3)动能的大小与质量、速度有关,根据控制变量法分析;
(4)重力势能的大小与质量、高度有关;
(5)根据影响动能大小的因素分析。
【解答】解:(1)实验中根据钢球推动木块移动的距离来反映钢球动能的大小,运用的研究方法是转换法;
A.用弹簧测力计探究浮力的大小与什么因素有关时,采用的是控制变量法,故A错误;
B.用U形管压强计探究液体的压强与什么因素有关时,根据U形管液面的高度差反映压强的大小,采用的是转换法,故B正确;
C.用弹簧测力计探究影响滑轮组机械效率的因素,采用的是控制变量法,故C错误;
故选:B;
(2)探究钢球的动能大小与速度有关时,需要控制钢球的质量相同,速度不同,应让质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止滚下,故需要对比甲、乙两图;
(3)在图乙、丙两次实验中,让质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,则钢球到达水平面时的速度是相同的,钢球的质量不同,质量越大,推动木块移动的距离越远,动能越大,故结论为:在速度相同时,质量越大,动能越大;
(4)在钢球从斜面滚下的过程中,钢球的质量不变,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能变小,是重力势能转化为动能;
(5)为了交通安全,减轻交通事故造成的伤害,需要减小汽车的动能,可以禁止汽车超载或禁止汽车超速。
故答案为:(1)木块移动的距离;B;(2)甲、乙;(3)速度;在速度相同时,质量越大,动能越大;(4)重力势能转化为动能;(5)禁止汽车超载。
23.【分析】(1)天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,平衡螺母向上翘的一端调节,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)用天平测量物体质量时,物体放在天平的左盘,右盘放砝码,当放入最小砝码后,砝码天平的右侧下沉,要取下最小砝码,向右移动游码,直到天平横梁重新平衡。
(3)花生油的体积等于花生油液面对应的刻度值;烧杯和花生油的质量等于砝码质量和游码对应刻度之和,又知道空烧杯的质量,求出烧杯中花生油的质量,又知道量筒中花生油的体积,根据密度公式求出花生油的密度。
(4)由于量筒壁上有花生油残留,导致量筒中花生油的质量测量值偏小,密度测量值偏小。
【解答】解:(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针指在分度盘的右侧,说明天平的左端上翘,平衡螺母向上翘的左端调节,使横梁平衡。
(2)调节好天平,小明将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加至最小砝码时,指针指向分度盘的右侧,说明天平的右端下沉,要取下最小砝码,向右移动游码,直到天平横梁平衡。
(3)量筒中花生油的体积:V=20mL=20cm3,
花生油和烧杯的总质量为:m2=50g+10g+2g=62g,
烧杯中花生油的质量:m=m2﹣m1=62g﹣45g=17g,
花生油的密度:ρ===0.85g/cm3=0.85×103kg/m3。
(4)由于花生油会附着在量筒内壁中,量筒中花生油的质量测量值偏小,在体积不变时,花生油的密度测量值也偏小。
故答案为:(1)零刻度;左;(2)取下最小砝码,向右移动游码;(3)20;62;0.85×103;(4)偏小;偏小。
24.【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数,得出金属块的重力,再根据称重法求出金属块在水中受到的浮力;
(2)由实验①②③④可知物体排开水的体积逐渐变大,测力计的示数逐渐变小,根据F浮=G﹣F可知所受浮力逐渐变大;
研究浮力与液体密度的关系,应保证物体排开液体的体积相同;
实验①④⑤中,物体浸入水中的深度不同,物体排开水的体积相同,所受浮力相同;
(3)根据p=ρgh可知实验中金属块底部所受液体压强最大的是哪一次实验;
(4)已知金属块浸没在水中时的浮力1N;
根据阿基米德原理可知物体排开水的体积和物体的体积;根据称重法可知金属块浸没在液体中时所受的浮力;金属块排开液体的体积等于排开水的体积,根据阿基米德原理可知液体的密度。
【解答】解:(1)由图①知道,弹簧测力计的分度值是0.1N,示数是2.7N,则物体的重力为2.7N;
由图①④知道,物体浸没在水中时所受的浮力为F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;
(2)由实验①②③④可知物体排开水的体积逐渐变大,测力计的示数逐渐变小,根据F浮=G﹣F可知所受浮力逐渐变大,由实验①②③④可知物体所受浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
研究浮力与液体密度的关系,应保证物体排开液体的体积相同,故由①⑤⑥三个步骤可知物体所受浮力的大小跟液体密度有关;
实验①④⑤中,物体浸入水中的深度不同,物体排开水的体积相同,④⑤中弹簧测力计的示数相同,根据F浮=G﹣F可知物体所受浮力不变,故由实验步骤①④⑤可知物体所受浮力与物体浸入水中的深度无关;
(3)水的密度大于液体的密度,且实验⑤中金属块底部的深度最深,根据p=ρgh可知实验中金属块底部所受液体压强最大的是实验⑤;
(4)已知金属块浸没在水中时的浮力1N;
根据阿基米德原理可知物体的体积为:V=V排===1×10﹣4m3;
根据称重法可知金属块浸没在液体中时所受的浮力F浮′=G﹣F′=2.7N﹣1.9N=0.8N;
金属块排开液体的体积等于排开水的体积,
根据阿基米德原理可知液体的密度:ρ液===0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)2.7;1;(2)物体排开液体的体积;①⑤⑥;物体浸入水中的深度;(3)⑤;(4)0.8×103。
四、综合题(本大题共3个小题,共25分)要求:(1)语言表述要简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
25.【分析】(1)在压力一定时,增大接触面的粗糙程度可增大摩擦;
(2)根据G=m总g得出小明和自行车的总重力;根据F=G得出骑行过程中,自行车对水平路面的压力,根据p=得出自行车对水平路面的压强;
(3)骑行过程中,自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,所以可根据F′=f=G得出所受的动力,根据W=F′s得出动力做的功,根据P=得出动力做功的功率。
【解答】解:(1)轮胎表面凹凸不平的花纹,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;
(2)小明和自行车的总重力G=m总g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N,
骑行过程中,自行车对水平路面的压力F=G=600N,
骑行过程中,自行车对水平路面的压强p===3×105Pa;
(3)骑行过程中,自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的动力F′=f=G=×600N=30N,
动力做的功W=F′s=30N×300m=9000J,
动力做功的功率P===150W。
故答案为:(1)增大;
(2)骑行过程中,自行车对水平路面的压强为3×105Pa;
(3)骑行过程中,动力做功的功率为150W。
26.【分析】(1)潜水艇是通过改变自身的重力来实现浮沉的;
(2)“强国”号潜水艇漂浮在海面上时,根据F浮=G=mg得出所受浮力,根据V排=得出排开海水的体积;
(3)根据F浮=ρ海水gV排得出“强国”号潜水艇在最大下潜深度时受到的浮力;
根据p=ρ海水gh得出“强国”号潜水艇在最大下潜深度时所受海水的压强,根据F=pS得出在200cm2面积的舰体上受到海水的压力。
【解答】解:(1)潜水艇是通过改变自身的重力来实现浮沉的;
(2)“强国”号潜水艇漂浮在海面上时,所受浮力F浮=G=mg=900×103kg×10N/kg=9×106N,
排开海水的体积V排===900m3;
(3)“强国”号潜水艇在最大下潜深度时受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.5×107N,
“强国”号潜水艇在最大下潜深度时所受海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×350m=3.5×106Pa,
在200cm2面积的舰体上受到海水的压力F=pS=3.5×106Pa×200×10﹣4m2=7×104N。
故答案为:(1)自身重力。
(2)“强国”号潜水艇漂浮在海面上时排开海水的体积为900m3。
(3)“强国”号潜水艇在最大下潜深度时受到的浮力为1.5×107N,在200cm2面积的舰体上受到海水的压力为7×104N。
27.【分析】(1)根据OA:OB=3:4和AB=70cm得出OA与OB的长度,杠杆恰好水平静止时,杠杆B端受到的拉力等于物体D的重力减去物体D对水平地面的压力,杠杆A端受到的拉力等于物体C的重力,相同两个正方体C、D的重力相等,根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出物体C的重力,利用G=mg求出物体C的质量;
(2)当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,根据体积公式求出物体C排开水的体积,再根据F浮=ρ液gV排求出物体C受到的浮力,杠杆A端受到的拉力等于物体C的重力减去受到的浮力,为保持D对水平地面压强不变(即D对水平地面的压力仍然为4N),则FB=GD﹣F压,设出支点O应向右移动的距离,利用杠杆的平衡条件得出等式即可得出答案;
(3)根据ρ=求出物体C的密度,然后与水的密度相比较判断出剪断A端拉物体C的绳子后物体C沉底,利用体积公式求出物体C排开水体积的增加量,进一步求出容器中液面上升的高度,利用p=ρ液gh求出容器中水对容器底的压强增大量。
【解答】解:(1)由OA:OB=3:4和AB=70cm可知,OA=30cm,OB=40cm,
杠杆恰好水平静止时,D对水平地面的压力为4N,且相同两个正方体C、D的重力相等,
则杠杆B端受到的拉力:FB=GD﹣F压=GC﹣4N,杠杆A端受到的拉力:FA=GC,
由杠杆的平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,即GC×30cm=(GC﹣4N)×40cm,
解得:GC=16N,
由G=mg可得,物体C的质量:mC===1.6kg;
(2)当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,
物体C排开水的体积:V排C=Sh浸=L2h浸=(10cm)2×(10cm﹣2cm)=800cm3=8×10﹣4m3,
物体C受到的浮力:F浮C=ρ水gV排C=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
杠杆A端受到的拉力:FA′=GC﹣F浮C=16N﹣8N=8N,
为保持D对水平地面压强不变(即D对水平地面的压力仍然为4N),则FB=GD﹣F压=16N﹣4N=12N,
设支点O应向右移动的距离为x,
由杠杆的平衡条件可得:FA′×(OA+x)=FB×(OB﹣x),即8N×(30cm+x)=12N×(40cm﹣x),
解得:x=12cm;
(3)物体C的密度:ρC===1.6×103kg/m3,
由ρC>ρ水可知,剪断A端拉物体C的绳子后,物体C沉底,
物体C排开水体积的增加量:ΔV排C=Sh露=L2h露=(10cm)2×2cm=200cm3,
容器中液面上升的高度:Δh===1cm=0.01m,
容器中水对容器底的压强增大量:Δp水=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa。
答:(1)物体C的质量为1.6kg;
(2)当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,为保持D对水平地面压强不变,支点O应向右移动12cm;
(3)剪断A端拉物体C的绳子后,容器中水对容器底的压强增大量为100Pa。

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