2022-2023学年山东省烟台市芝罘区八年级(下)期末物理试卷(五四学制)
一、单选题(本大题共15小题,共30.0分)
1. 某同学用的力将重为的球推出去后,球在地面上滚动了后停下来,这一过程中该同学对球所做的功为( )
A. B.
C. D. 条件不足,无法计算
2. 某同学早晨上学忘了带书包,送他上学的爸爸不得不尽最大努力飞奔回去取,他从一楼匀速登上五楼,共用了,则他登楼时克服重力所做功的功率最接近于( )
A. B. C. D.
3. 速度、质量、密度、功、功率五个物理量当中,从定义方式上来讲,可以看做一类的是( )
A. 速度、质量、密度 B. 质量、密度、功 C. 密度、功、功率 D. 速度、密度、功率
4. 关于功率,下列说法中正确的是( )
A. 功率越大的机械做功一定越多 B. 做功越快的机械功率一定越大
C. 功率越大的机械越省力 D. 相同时间,功率大的机械做功少
5. 图中是一个两面光滑的斜面,大于,同一个物体分别在和斜面受拉力匀速运动到点,所需拉力分别为、,所做功分别为、,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
6. 如图所示,运军用运输机静止时轮胎对跑道的压强为,在机场跑道高速滑行时轮胎对跑道的压强为,则关于二者的大小,以及空投物资后飞机的惯性与空投前相比的变化情况,下列选项中正确的是( )
A. 大于,惯性减小
B. 大于,惯性增大
C. 小于,惯性减小
D. 小于,惯性增大
7. 知识价值的体现之一是利用学到的知识为人类的生产生活服务,以下实际应用与所对应知识的连线不正确的是( )
A. 汽车的轮胎上要有一定深度的花纹增大摩擦有利于增加动力和阻力
B. “好奇”号火星车装有大而宽的轮子减小压强有利于在火星表面上行驶
C. 利用一杯水和两个吸管制作简易喷雾器利用了流体压强特点和大气压强
D. 离心式抽水机安置在距离水面越高的位置利用大气压强可以将水抽到更高的地方
8. 小强开启饮料时,瓶起子可视为一个杠杆,如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
9. 如图所示是使用简单机械匀速提升物体的四种方式,其中图中绳子的悬挂点在杠杆的中心处。不计机械自重和摩擦,如果现在四种方式人提供的拉力大小相等,那么四个物体重力最大的是( )
A. B.
C. D.
10. 爸爸开车带着小明行驶在高速公路上,小明看到如图所示的限速标志,想起了学过的“动能”的知识,也产生了一系列有关的问题。其中最有探究价值且易于探究的是( )
A. 物体的动能与物体的形状是否有关?
B. 物体的动能与它的速度有什么关系?
C. 物体的动能与它的质量和速度有什么关系?
D. 物体的动能与哪些因素有关?
11. 下图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后,若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动,则关于返回舱在这段时间内,下列说法正确的是
A. 返回舱的动能不变 B. 返回舱的重力势能不变
C. 返回舱的机械能不变 D. 返回舱所受重力不做功
12. 如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中,从跳台起跳到落地过程的情景。若不计空气阻力,则下列关于这一过程说法错误的是( )
A. 他从离开地面到达到最高点的过程中,动能减小,重力势能增大
B. 他起跳后到达最高点时,机械能为零
C. 他从空中下落过程中,重力做功越来越快
D. 他从恰好离开地面到即将落地的过程中,机械能守恒
13. 如图所示,某同学正在看护玩滑板车的弟弟。只见随着弟弟连续地用脚蹬地,滑板越来越快;而停止蹬地后,滑板越来越慢;下坡时不用蹬地,滑板也会越来越快。请你针对文中提到的现象进行判断,下列说法中错误的是( )
A. 下坡时滑板和人的重力势能转化为动能
B. 弟弟连续蹬地滑板越来越快,使滑板加速前进的力是脚对地面的作用力
C. 停止蹬地,滑板和弟弟继续前进因为他们具有惯性
D. 停止蹬地,滑板和弟弟最终停下来是因为阻力改变了他们的运动状态
14. 如图所示是甲,乙两物体做功与所用时间之间的关系图像,由图可知,甲物体的功率与乙物体的功率相比较( )
A. B. C. D. 无法确定
15. 两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球、分别放入容器中静止,球沉底,球漂浮,如图所示,,且两种液体对容器底的压强相等,则( )
A. 两个小球的重力: B. 两个小球的浮力:
C. 两种液体的密度: D. 两个容器对桌面的压强:
二、填空题(本大题共5小题,共15.0分)
16. 自行车是我们常用的交通工具,下面列举了自行车结构或设计:刹车把手和刹车装置组成的系统,车胎上有凸凹不平的花纹,转轴上安装有轴承。这些采取的措施中,属于杠杆的是______ ,属于增大摩擦的有______ ,属于减小摩擦的是______ 。选填前面的序号
17. 如图,是可绕点无摩擦转动的轻杆,端挂重的物块,与长度之比为:。人始终沿竖直方向拉挂在端的轻环。要使轻杆水平平衡,人应施加拉力为______ ,人要不被拉起,则人重至少为______ 。与水平平衡相比,当轻杆在图中虚线位置平衡时,人的拉力将______ 填“变大”、“变小”或“不变”。
18. 如图,兴趣小组的同学们设想利用升降台让球越弹越高。将球从点竖直向下以某速度抛出,球经静止在位置的台面反弹后,到达的最高点为。则 ______ 比高选填“可能”、“不可能”。球从点下降时,台面已升至合适的位置并保持静止,球再次经反弹后,到达的最高点 ______ 比高选填“可能”、“不可能”。若不计阻力,从球出手到球到达点的过程中,球的机械能______ 选填“守恒”、“减小”或“增大”。
19. 为了迎接创城,某小区物业组织人员进行楼房换新颜行动。图中,大楼外墙清洁工人正用滑轮组完成升降,若拉力,不计绳重和摩擦,动滑轮的重力为,工人的重力为,则吊篮和清洁工具的重力为______ 。
20. 中国高铁运营里程突破万公里,稳居世界第一,高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图,其中滑轮为______ 滑轮,钢绳通过滑轮组悬挂总重的坠砣,若某段时间内输电线端向左移动的距离为,不计滑轮和钢绳自重、摩擦,输电线端受到的拉力大小为______ ,坠砣下降了______ 。
三、作图题(本大题共1小题,共3.0分)
21. 如图所示,工人用撬棒撬起石块的情景,是支点,请画出动力的力臂。
四、实验探究题(本大题共3小题,共23.0分)
22. 兴趣小组的同学在进行探究“杠杆平衡条件”的实验,探究结束后同学们又将感兴趣和疑惑的问题进行了探究。如图所示,每个钩码重。
如图甲所示的杠杆静止,接下来应怎样做才能开始进行实验?______ 。
平衡后,如图乙所示,杠杆两侧分别挂上钩码,你将看到什么现象?要使杠杆重新平衡,在不增加钩码、不改变钩码悬挂点的前提下,最简单的方法是什么?______ 。
如图丙所示,用弹簧测力计代替钩码,杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数______ 选填“大于”、“小于”或“等于”;
如图丁所示,实验小组进一步“探究杠杆的机械效率”实验时,将总重为的钩码挂在杠杆处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为,弹簧测力计的示数为,不计摩擦。若将钩码移动到点,仍将其匀速提升的高度,则杠杆的机械效率将发生怎样的变化?______ ;为什么?______ 。
23. 在“探究斜面机械效率”的实验中,甲同学猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,乙同学猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置,如表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
实验序号 斜面倾斜程度 物块重力 斜面高度 沿斜面的拉力 斜面长 机械效率
较缓
较陡
最陡
测算斜面机械效率的原理是______ ,实验时物块与斜面之间的摩擦力为______ 。
分析表中信息可知该实验是探究哪位同学的猜想?______ ;分析数据得到的结论是什么?______ 。
另一位同学为探究自己的猜想,设计了如下步骤:
把一块长木板的一端垫高,构成一个斜面;
用弹簧测力计沿斜面把一木块______ 拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率;
保持斜面的倾斜程度不变,改变斜面的粗糙程度,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率;
______ 。
请列举出生活中利用斜面的一个实例______ 。说出一个即可
24. 如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。请你认真读题并解答下列问题:
怎样判断比较小车动能的大小?______ 。
小车从粗糙斜面滑下的过程中,它的______ 转化为动能,机械能______ 选填“增大”、“减小”或“不变”。
物体的动能可能与运动的速度和质量有关。请你利用以上装置设计实验,探究同一个小车的动能大小与速度是否有关。
【实验步骤】______ 。
【分析与论证】小车在斜面上的位置越高,小车的速度越大,木块被撞击后移动的距离越远;小车在斜面上的位置越低,速度越小,木块被撞击后移动的距离越近。说明物体的动能与物体的速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大。
由实验中小车撞击木块做功,同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景,并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关。他们找来三个小钢球进一步探究,获得了表格内的数据:
实验序号 小球的质量 小球自由滚下的高度 木块被撞后运动的距离
甲
乙
丙
分析表格内的数据可知,利用甲、丙两次实验可验证危害程度与______ 有关选填“超载”或“超速”;在质量和速度两个因素中,对动能影响较大的因素是______ 。
五、简答题(本大题共1小题,共5.0分)
25. 司马迁在史记中有对壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其它地方。请支架你思考并回答下列问题,进一步体会我国古代劳动人民的智慧。
通过横杆、支架等,将巨木的一端抬起时,为了更省力,人应该靠近还是远离横杆的右端?为什么?
将巨木的一端抬起后,在巨木下面垫上圆木的目的是什么?
支架下端垫有底面积较大的石块,目的又是什么呢?
六、计算题(本大题共2小题,共24.0分)
26. 这是一个值得永远铭记的日子,年月日。这天上午,中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役,从此中国摆脱了没有航母的历史。如图所示,航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备,配备近防武器系统和各型舰载机,有关参数如表所示。如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力,海水的密度取求:
辽宁号航空母舰参数
满载排水量 总功率
最大舰载机数量架 最高航速
最大舰长 最大舰宽
该航母满载时:受到的浮力是多大?排开海水的体积是多大?
当航母以最高航速航行时产生的牵引力是,求该航母的最高航速是多少?
若在这种状态下匀速航行,航母做的机械功为,求航母航行的距离是多少?
设航母储存的燃油量一定,航行中所受到的阻力随航行速度的增大而增大,则为了增加航母的续航里程一次加油能航行的最大距离,应维持高速行驶还是低速行驶?为什么?
27. 人们使用滑轮组工作时通常分为两种最基本的模型,如下情况:
一竖直提升重物:例如建筑工人用如图滑轮组将物体匀速提升高。已知物体重,动滑轮重,不计绳重和滑轮轴摩擦。求:
此滑轮组的机械效率多大?
就此滑轮组而言,提高机械效率的做法是什么?
二水平拉动物体:例如工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材,质量为的石材放在水平地面上,在拉力的作用下沿水平方向做匀速直线运动,其路程随时间变化的图象如图乙所示,石材在水平方向上受到的阻力为,滑轮组的机械效率为,滑轮组和绳子的自重不计。求:
绳子自由端的拉力和拉动石材移动的时间工人做的有用功。
拉力的功率。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:人推球时,人对球施加了力,但不知在该力方向上移动的距离,无法计算做功大小;
球离开手后,知道球在地面上移动的距离,但人不施加力,做功为,
综合分析可知,因条件不足,无法计算人做功大小。
故选:。
对两个过程分析:一是用的力推球的过程,二是球离开手后的过程,先根据做功的必要因素判断是否做功,若做功再利用计算做功大小。
本题考查功的计算公式的应用,关键是知道影响做功的因素是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离,二者缺一不可。
2.【答案】
【解析】解:同学的爸爸的重力约,每层楼高,登上五楼共登了层,所以登的高度是,
该同学的爸爸克服重力做的功:,
该同学爸爸克服重力做功的功率:。
故选:。
估测人的重力,每层楼高,登上五楼共登了层,所以登的高度是,根据得到功,根据得到爸爸克服重力做功的功率。
本题通过考查功率的计算,是一道基础性的考查题。
3.【答案】
【解析】解:物理学中将质量与体积的比值定义为密度,是采用的比值定义法;功是作用在物体上的力与物体在力的方向上通过距离的乘积,采用的是乘积定义法,不是比值定义法。功率是功与做功时间的比值,即,是采用的比值定义法。路程和时间的比值定义为速度,是采用的比值定义法。质量是物质所含物质的多少,不是比值定义法;所以采用比值定义法的是速度、密度、功率。故D符合题意,不符合题意。
故选:。
比值定义法,就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义;用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,比如速度、密度、压强、功率、比热容、热值等等。
本题考查了比值定义法的理解和掌握。
4.【答案】
【解析】解:功率越大,表示机械做功越快,由可知,功率大的机械,做功不一定多,还要看做功的时间,故A错误;
B.功率是表示做功快慢的物理量,做功越快,表示机械功率越大,故B正确;
C.功率大小与是否省力、省力多少无关,故C错误;
D.由可知,相同时间,功率大的机械做功多,故D错误。
故选:。
物体在单位时间完成的功叫功率,是表示做功快慢的物理量。
该题考查学生对功、功率的理解,难度不大。
5.【答案】
【解析】解:斜面倾斜角度小于,所以物体沿运动时拉力较小省力;
斜面光滑说明摩擦力为,即使用光滑的斜面没有额外功,由可知,拉力在两斜面上做功相同。
故选:。
斜面倾斜角度越大,越费力。斜面的倾斜角度小于斜面,所以斜面更省力,
斜面光滑说明摩擦力为,即使用光滑的斜面没有额外功,根据分析。
本题考查斜面的省力情况、物体做功的大小,关键是知道接触面光滑,摩擦力为,使用任何机械都不省功。
6.【答案】
【解析】解:运军用运输机静止时和高速滑行时与跑道的接触面积或受力面积不变,运军用运输机静止时对跑道的压力等于自身重力;高速滑行时,机翼上方空气流动速度比下方空气流动速度大,机翼上方的空气的压强比下方小,使运军用运输机受到向上的空气压力差,所以此时运军用运输机对跑道的压力小于自身重力,由可知,运军用运输机静止时轮胎对跑道的压强大于高速滑行时轮胎对跑道的压强,即小于;又因为空投物资后飞机的质量小于空投前飞机的质量,所以空投物资后比空投前飞机的惯性减小,故A正确,BCD错误。
故选:。
根据分析运军用运输机静止时轮胎对跑道的压强与高速滑行时轮胎对跑道的压强的大小关系;流体流速越大的位置,压强越小;
惯性大小只与物体质量大小有关,据此分析判断出答案。
本题考查了固体压强公式的应用、流体压强与流速的关系、惯性与质量的关系,难度不大。
7.【答案】
【解析】解:、汽车的轮胎上要有一定深度的花纹,即增加了接触面的粗糙程度,增大摩擦有利于增加动力和阻力,故A正确;
B、“好奇”号火星车装有大而宽的轮子,即通过增大接触面积减小压强,故B正确;
C、利用一杯水和两个吸管制作简易喷雾器,当向横管中吹起时,竖管上方的空气流速大、压强小;杯中的水在大气压的作用下将会沿管中上升,碰到吹过的气流从而形成“喷雾器”,这里利用流体压强和流速的关系进行工作的,故C正确;
D、由于一个标准大气压约能支持高的水柱,所以离心式抽水机安置在距离水面很高的位置时,有可能抽不上水来,故D错误。
故选:。
摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
压强的大小于压力和接触面积的大小有关;
流体压强和流速的关系是:流速越大,压强越小;
活塞式抽水机和离心式抽水机都是利用大气压工作的。
该题考查了摩擦力大小的影响因素、压强的影响因素、压强和流速的关系及大气压的应用,是一道综合题。
8.【答案】
【解析】解:用开瓶器开启瓶盖时,支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点,即图中杠杆的左端,阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力,动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力,因为动力臂大于阻力臂,所以开瓶器为省力杠杆,即,故A正确,不正确。
故选:。
先确定支点,然后根据动力和阻力的定义以及力臂关系即可得出答案。
本题考查了有关杠杆的几个概念,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂称为杠杆的五要素,学会建立模型来解决实际问题。
9.【答案】
【解析】解:根据题意可知,不计摩擦,拉力所做的功等于直接提升物体所做的功;
A、该图是斜面,则:,则;
B、有三段绳子拉着动滑轮,则拉力的大小为:,即:;
C、使用定滑轮不省力,则;
D、由图可知,动力臂为阻力臂的倍,根据杠杆的平衡条件可知,动力为阻力的二分之一,即;
根据以上分析可知,中物体的重力是最大的,故B正确。
故选:。
不计摩擦,直接提升物体所做的功与拉力所做的功相同,据此求出物体重力的大小。
本题考查了杠杆的平衡条件、定滑轮和动滑轮的特点,难度不大。
10.【答案】
【解析】解:物体的动能与速度和质量有关,速度越大,质量越大,动能越大,根据图片可知,不同类型的车辆限制不同的速度,所以最有探究价值且易于探究的科学问题是物体的动能大小与质量、速度有什么关系。
故选:。
根据题意需考虑汽车的速度、质量两个方面,研究的问题还要有价值容易研究。
物理来源于生活,服务于社会,生活中处处皆物理,留心观察就能发现很多易于探究的好问题。
11.【答案】
【解析】解:、返回舱匀速下落的过程中,其质量不变,速度不变,所以动能大小不变,故A正确;
B、返回舱匀速下落的过程中,其质量不变,高度减小,则重力势能减小,故B错误;
C、因为机械能等于动能与势能的总和,所以返回舱的机械能减小,故C错误;
D、返回舱竖直向下匀速运动,在重力的方向上通过了距离,其所受的重力做功,故D错误。
故选:。
动能的影响因素是质量和速度;
重力势能的影响因素是质量和高度;
动能和势能统称机械能;
做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在该力的方向上通过的距离。
本题考查了动能和重力势能的影响因素、机械能的概念以及力是否做功的判断,相对比较简单,属于基础题。
12.【答案】
【解析】解:
A、他从离开地面到达到最高点的过程中,速度不断变小,高度不断变大,则他的动能减小,重力势能增大,故A正确;
B、他起跳后到达最高点时,处在一定高度,具有重力势能;水平方向上速度不为零,具有动能,所以机械能不为零,故B错误;
C、他从空中下落过程中,速度越来越大,重力不变,根据可知,重力做功的功率越来越大,即重力做功越来越快,故C正确;
D、不计空气阻力,他在空中运动时只有重力势能和动能的转化,机械能是守恒的,故D正确。
故选:。
动能指物体由于运动而具有的能量,和物体运动的速度以及物体的质量有关;重力势能指物体由于高度而具有的能量,和物体的质量以及所处的高度有关;
动能和势能统称为机械能;
功率是表示物体做功快慢的物理量,根据分析重力做功的快慢;
不计空气阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒。
本题考查了动能和重力势能的转化、机械能的守恒、功率计算公式的应用,具有较强的综合性,难度中等。
13.【答案】
【解析】解:、刚下坡时,滑板和人的质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,故A正确;
B、滑滑板时,人用脚蹬地,给地面一个向后的力,因为物体间力的作用是相互的,所以脚受到地面一个向前的力,使滑板前进,故弟弟连续蹬地滑板越来越快,使滑板加速前进的力是地面对脚的作用力,故B错误;
C、停止蹬地,滑板和弟弟继续前进因为他们具有惯性,仍然要保持原来的运动状态,故C正确;
D、停止蹬地,滑板和弟弟最终停下来是因为阻力改变了他们的运动状态,故D正确。
故选:。
动能的大小与质量、速度有关;重力势能的大小与质量、高度有关;
物体间力的作用是相互的;
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
力是改变物体运动状态的原因。
此题以滑板为载体考查了动能和势能的转化、力作用的相互性、惯性、力的作用效果等多个知识点,综合性很强,但难度不是很大。
14.【答案】
【解析】解:
由图可知,在相同时间内,甲物体做的功多,乙物体做的功少,根据可知,甲物体的功率大于乙物体的功率,即。
故选:。
该图是功和时间的关系图像。根据功率的计算公式知,在相同时间内,谁做的功多,谁的功率就大。
此题考查功率的大小比较,重点考查我们对于图像的分析能力。难度不大,属于基础题。
15.【答案】
【解析】解:两种液体对容器底的压强相等,且,由可知,两种液体的密度关系为,故C错误;
小球完全浸没在甲液体中,排开甲液体的体积等于小球的体积,小球漂浮在乙液体中,排开乙液体的体积小于小球的体积,因为两小球体积相等,所以两小球排开液体的体积关系为,甲液体的密度大于乙液体的密度,由可知,两个小球的浮力关系为:,故B正确;
因为小球在甲液体中沉底,受到的重力大于浮力,小球漂浮在乙液体中,受到的重力等于浮力,所以两个小球的重力关系为,故A错误;
两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据可知,甲和乙两种液体对容器底的压力相等,都为,又因为容器为柱形容器且力的作用是相互的,所以液体对容器底的压力等于液体的重力和物体受到浮力之和,即,
所以甲液体的重力为:,
乙液体的重力为,
甲容器对桌面的压力为:,
乙容器对桌面的压力为:,
由于,所以;
因为,所以,即两个容器对桌面的压力关系为,由于两个容器底面积相等,由可知,两个容器对桌面的压强关系为,故D错误。
故选:。
由图可知,甲、乙两容器内液体的深度关系为,因两容器中的液体对容器底的压强相等,所以,由可知两容器内液体的密度关系;
根据阿基米德原理分析两个小球受到的浮力的大小关系;根据物体的浮沉条件分析两个小球的重力的大小关系;
固态对水平桌面的压力等于自身的重力;根据分析两个容器对桌面的压强的大小关系。
此题主要考查的是学生对液体压强计算公式、物体浮沉条件、阿基米德原理的理解和掌握,有一定的难度。
16.【答案】
【解析】解:刹车把手和刹车装置组成的系统在工作时,动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;车胎上有凸凹不平的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;转轴上安装有轴承,变滑动为滚动,减小了摩擦。
故答案为:;;。
动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;增大摩擦的方法有增大压力或者增大接触面的粗糙程度;变滑动为滚动或者加润滑油使两接触面分离都能够减小摩擦。
本题考查了杠杆的分类、增大和减小摩擦的方法,难度不大。
17.【答案】 不变
【解析】解:要使轻杆水平平衡,根据杠杆平衡条件可知:
则,
::,,
则,
人要不被拉起,则人重至少等于人应施加拉力;即则人重至少为;
当轻杆在图中虚线位置平衡时,倾斜后力臂都变小,但两力臂的比值不变,仍为:,的重力不变,根据杠杆的平衡条件可知人的拉力不变,仍为。
故答案为:;;不变。
杠杆在水平位置平衡,知道动力臂和阻力臂的关系,以及在点施加大小,利用杠杆的平衡条件计算出杠杆点人应施加拉力。人要不被拉起,则人重至少等于人应施加拉力;
当轻杆在图中虚线位置平衡时,两力臂的比值不变,的重力不变,根据杠杆的平衡条件可知人的拉力大小。
杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用线的距离就是力臂,这点是考查的重点,也是学生容易忽视的地方。
18.【答案】可能 不可能 守恒
【解析】解:将球从点竖直向下以某一速度抛出,此时具有的机械能为动能和重力势能之和,球经静止在位置的台面反弹后,在上升过程,球的速度减小,球的动能减小,小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功,所以小球的机械能减小,若克服摩擦阻力做功小于最开始的动能,到达的最高点为点比点高,若克服摩擦阻力做功大于最开始的动能,到达的最高点为点比点低,若克服摩擦阻力做功等于最开始的动能,到达的最高点为点与点一样高;
球从点下降时,台面已升至合适的位置并保持静止,球再次经台面反弹后,由于不计阻力,小球在运动过程中不需要克服摩擦阻力做功,小球的机械能守恒。
故答案为:可能;不可能;守恒。
物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大;
物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大;
不计空气阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒。
此题考查了机械能守恒,掌握动能和势能大小的影响因素,机械能守恒的条件是关键。
19.【答案】
【解析】解:由图可知,;
不计绳重和摩擦,根据可知,吊篮和清洁工具的重力为:
。
故答案为:。
根据滑轮组装置确定绳子段数;不计绳重和摩擦,利用求出吊篮和清洁工具的重力。
本题的关键是承担物重的绳子股数的确定,因为人站在吊篮上,从定滑轮上引出的绳子也承担物重,这是本题的易错点。
20.【答案】动
【解析】解:由图可知,滑轮为定滑轮,滑轮为动滑轮;
由图知,滑轮组承担端拉力的绳子股数,
图中坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得,
则输电线端受到的拉力大小:;
图中坠砣挂在钢绳的自由端,则坠砣下降高度。
故答案为:动;;。
定滑轮不随物体运动的滑轮,特点是能改变力的方向,不能够省力;动滑轮随物体一起运动,能够省一半力,但费距离;
由图知,滑轮组承担端拉力的绳子段数,不计滑轮和钢绳自重、摩擦,可得,据此求输电线端受到的拉力大小;坠砣下降高度,可求输电线端向左移动的距离。
本题主要考查了滑轮组特点的应用,注意水平使用滑轮组与竖直使用滑轮组的区别。
21.【答案】解:从支点向动力的作用线作垂线段,即为动力力的力臂,如图所示:
【解析】动力臂是支点到力的作用线的距离。
本题考查了力臂的画法。画力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段。
22.【答案】将平衡螺母需向右调节使杠杆重心右移,使杠杆在水平位置平衡 将左侧的钩码去掉一个 大于 变大 根据图示可知,将钩码移动到点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由可知,动力将变大;将钩码移至点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大
【解析】解:杠杆静止时,杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,应将平衡螺母需向右调节使杠杆重心右移,使杠杆在水平位置平衡;
设杠杆每个格的长度为,每个钩码的重力为,根据杠杆的平衡条件:,即,故左端下沉;
要使杠杆重新在水平位置平衡,如果不增加钩码总个数和悬挂点位置,只需要将左侧的钩码去掉一个,则有:,即可平衡;
假设弹簧测力计竖直向下拉杠杆,由杠杆的平衡条件:,即,解得,
由图可知弹簧测力计向右倾斜,拉力力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,即弹簧测力计的示数大于;
根据图示可知,将钩码移动到点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由可知,动力将变大;
将钩码移至点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大。
故答案为:将平衡螺母需向右调节使杠杆重心右移,使杠杆在水平位置平衡;将左侧的钩码去掉一个;大于;变大;根据图示可知,将钩码移动到点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由可知,动力将变大;将钩码移至点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大。
杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,使杠杆在水平位置平衡;
设一个钩码重为,杠杆一个小格是,根据杠杆平衡条件判断杠杆向哪端下降,要保持平衡,根据杠杆的平衡条件判断去掉哪侧钩码;
先假设弹簧测力计竖直向下拉杠杆,根据杠杆的平衡条件求出此时的拉力大小,再分析拉力的方向倾斜时,拉力力臂的变化,根据杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数变化;
根据杠杆平衡条件进行分析;通过分析有用功和额外功的变化得出机械效率的变化。
此题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用以及杠杆机械效率的测量,把握有用功、额外功的计算方式,明确机械效率的表达式和杠杆的平衡条件是关键。
23.【答案】 乙 使用同一斜面提升同一物体,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高 匀速 根据记录的数值,计算出机械效率的大小,即可验证猜想是否正确 盘山公路
【解析】解:测算斜面机械效率的原理是:
;
实验做的总功为
;
有用功:
;
额外功:
根据,物块与斜面之间的摩擦力为
;
根据表中数据可知,斜面的倾斜程度不同,故是研究乙同学猜想;分析数据得到的结论是:使用同一斜面提升同一物体,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;
实验步骤为:
把一块长木板的一端垫高,构成一个斜面。
用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率。
保持斜面的倾斜程度不变,改变斜面的粗糙程度,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率。
根据记录的数值,计算出机械效率的大小,即可验证猜想是否正确。
生活中利用斜面的一个实例:盘山公路。
故答案为:;;乙;使用同一斜面提升同一物体,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高;匀速;根据记录的数值,计算出机械效率的大小,即可验证猜想是否正确;盘山公路。
测算斜面机械效率的原理是:
;
根据表中数据得出实验做的总功和有用功,从而得出额外功,根据得出物块与斜面之间的摩擦力;
根据表中数据可知,斜面的倾斜程度不同,由控制变量法分析;
探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系,应控制斜面的倾斜程度不变,改变斜面的粗糙程度,根据记录的数据计算机械效率,验证猜想;
盘山公路是生活中利用斜面的实例。
本题探究斜面机械效率实验,考查了控制变量法的运用、实验原理、斜面摩擦力的计算、机械效率的计算等知识。
24.【答案】通过观察小车推动木块距离的大小来反映小车动能的大小 重力势能 减小 让同一个小车先后在斜面的不同高度由静止下滑,使小车到达水平面的速度不同,对比前后两次实
验中木块被撞击后移动的距离。 超载 速度
【解析】解:由于小车的动能大小无法直接测量,所以运用了转换法,让小车撞击木块,通过观察小车推动木块运动距离的大小来反映小车动能的大小;
小车从粗糙斜面滑下的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,所以是将重力势能转化为动能;小车从粗糙斜面滑下的过程中,要克服摩擦做功,消耗掉部分机械能,所以机械能减小;
让同一个小车先后在斜面的不同高度由静止自由下滑,使小车到达水平面的速度不同,对比前后两次实验中木块被撞击后移动的距离;
研究超载危害时,应控制球下滑的高度相同而质量不同,由表中甲和丙实验数据可知,速度相同时,质量越大超载时,动能越大,能够做的功多,破坏力更大;由甲、乙实验,质量相同,甲速度是乙的倍,甲推动木块的距离是乙的倍,即动能与速度的平方成正比;由甲、丙两实验,速度相同,丙质量是甲的倍,丙推动木块距离是甲的倍,即动能与质量正正比。所以对动能影响较大的是速度。
故答案为:通过观察小车推动木块距离的大小来反映小车动能的大小;重力势能;减小让同一个小车先后在斜面的不同高度由静止下滑,使小车到达水平面的速度不同,对比前后两次实
验中木块被撞击后移动的距离。超载;速度。
实验中小车的动能大小通过比较小车推动木块距离的远近来反映,是转换法的运用;
动能大小的影响因素:速度和质量。根据控制变量法可进行实验并得出结论:质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
用控制变量法研究动能大小的影响因素,用转换法表示动能的大小;能通过数据分析得出动能跟质量和速度的关系是关键。
25.【答案】答: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,所以为了更易翘起木料,人们对杠杆施加动力时应靠近横杆的右端,以增大动力臂;
将巨木的一端抬起,垫上圆木是变滑动为滚动,目的是为了减小摩擦以便其转移;
支架下方垫有面积较大的石块,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,防止支架陷入地面。
【解析】在阻力不变的情况下,改变阻力臂和动力臂的大小,根据杠杆平衡条件可知,能改变动力的大小;
其他条件一定时,用滚动代替滑动可以减小摩擦;
压强的大小与压力和受力面积有关,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强。
本题主要考查的是学生对减小摩擦的方法、杠杆的分类和特点、对减小压强方法的理解和掌握,基础性题目。
26.【答案】解:由题意知:“辽宁舰”满载时,处于漂浮,则受到的浮力:,
排开海水的体积:;
根据可得,此时该航母的最高航速:;
航母航行的距离:;
航母储存的燃油量一定,航母克服阻力做的功一定,航母匀速行驶时,所受到的阻力随航行速度的增大而增大,由可知,航母低速航行时,所受阻力减小,续航里程增大。
答:该航母满载时:受到的浮力是,排开海水的体积是;
当航母以最高航速航行时产生的牵引力是,该航母的最高航速是;
若在这种状态下匀速航行,航母做的机械功为,航母航行的距离是;
航母储存的燃油量一定,航母克服阻力做的功一定,航母匀速行驶时,所受到的阻力随航行速度的增大而增大,由可知,航母低速航行时,所受阻力减小,续航里程增大。
【解析】根据阿基米德原理,船满载时受到的浮力等于其排开水的重力;而后据阿基米德原理计算排开液体的体积即可;
利用求此时该航母的最高航速;
根据得到航母航行的距离;
航母储存的燃油量一定,航母克服阻力做的功一定,当航母匀速行驶时,航行中所受到的阻力随航行速度的增大而增大,由可知,低速行驶时续航里程大。
此题考查阿基米德原理、功和功率的有关计算,是一道综合题。
27.【答案】解:一不计绳重和滑轮轴摩擦,则滑轮组的机械效率为:
;
就此滑轮组而言,动滑轮的重力一定,增加物体重力,可以提高机械效率;
二由乙图可得,在内石材移动的距离,工人做的有用功为:
;
利用得工人做的总功为:
;
由图知,,工人拉力端移动的距离等于物体移动距离的倍,即,
利用得工人的拉力为:
;
拉力的功率为:
。
答:一
此滑轮组的机械效率;
就此滑轮组而言,增加物体重力,可以提高机械效率;
二
绳子自由端的拉力为,和动石材移动的时间工人做的有用功为;
拉力的功率为。
【解析】一不计绳重和滑轮轴摩擦,根据算出滑轮组的机械效率;
对于改变滑轮组机械效率的方法,有两种情况:一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率,据此分析解答;
二由乙图可得,在内石材移动的距离,利用求工人做的有用功,知道滑轮组的机械效率,利用求工人做的总功;
由图知,,工人拉力端移动的距离等于物体移动距离的倍,再利用求工人的拉力;
利用求拉力的功率。
本题考查了竖直和水平使用滑轮组时有用功、总功、功率的计算,要求灵活运用功的公式、效率公式、功率公式。
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