A.pA<pB,FA=FB B.pA<pB,FA>FB C.pA>pB,FA=FB D.pA>pB,FA<FB
7.小强购买了一辆小轿车,他发现车的尾部有一块板是“多余”的,爸爸告诉他这叫导流板(如左图所示),它的作用是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能.导流板的形状可能是图中的( )
A. B. C. D.
8.(2017鄂州物理)将一块橡皮泥捏成小船放在水面并慢慢压入水中,下列对小船受到浮力的分析中错误的是( )
A.小船漂浮在水面时受到的浮力与重力相等
B.浮力的方向始终是竖直向上的
C.排开水的体积越大时受到的浮力越大
D.浸没后压入越深,受到的浮力越大
9.如图所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,用外力F缓慢将A压入其中,h表示木块的下表面到液面的距离,下列关于所受浮力F浮和h的关系图象正确的是( )
A. B. C. D.
10.有三个完全相同的容器,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器水中悬浮着一个小球,此时三个容器内的水面刚好齐平(如图所示),则下列分析中正确的是( )
A.三个容器对水平桌面的压力相等
B.三个容器中丙容器底部受到水的压强最大
C.若向乙容器中加入盐水,木块静止后受到的浮力变大
D.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
11.(2017鄂州物理)初三的小明同学正在做“引体向上”.他先两手握住单杠,两脚离地,两臂及身体自然下垂.然后缓缓曲肘,将身体向上拉起,直到下巴超过横杠.这个过程中,小明做的功最接近的是( )
A.2000J B.200J C.20J D.2J
12.在登山比赛中,体重相同的小明和小刚从山底沿同一路线登上山顶,小刚比小明提前到达,则两人在登山过程中( )
A.做功相同,功率也相同 B.做功不相同,功率也不同
C.做功相同,小明的功率大 D.做功相同,小刚的功率大
13.在班上投掷实心球的比赛中,王勇同学掷出去的实心球从a处出手后,在空中的运动轨迹如图所示,实心球落在水平地面的d并最终停在e处.下列关于实心球能量的分析中正确的是(不计空气阻力)( )
A.在a处重力势能最小 B.在b处动能为零
C.在a,b,c三处的机械能相等 D.在d处和e处的机械能相等
14.(2017鄂州物理)如图所示,是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.ABC是一个省力杠杆
B.D处刀刃较薄,可以增大压力
C.杠杆ABC上有粗糙的花纹,可以减小摩擦
D.指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
15.工厂为了搬运一个笨重的机器进车间,某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面),其中最省力的方案是( )
A. B. C. D.
二、(2017鄂州物理)填空题(共3小题,每控1分,满分8分)
16.摩擦力对我们生活的影响是非常大的,摩擦力的方向与物体运动的方向 相反(选填“一定”或“不一定”).请你各举一例增大,减小摩擦力的例子:增大摩擦力 ,减小摩擦力 .
17.随着经济的发展,城市建筑物越修越高,近几年“高空坠物(例如放在阳台上的花盆)砸到行人“的报道屡见不鲜.在物体落下的过程中,它能量的转化是: ,而且高度越高,物体落下来做的功 (选填”越多“或”越少“),危险性也越大.
18.今年5月5日,我国自主研制的新一代喷气式大型客机C919(如图所示)在上海浦东机场试飞成功,C919大型客机最大载客量190座,标准航程4075公里,试飞平均速度约900km/h,飞行高度12100m,翼展33.6m,试飞时总质量达60000kg.C919升空应用到的物理知识是 ,它试飞的平均速度 声速340m/s(选填”大于“、”等于“或”小于“),若它的每个轮胎与跑道的接触面积均为0.05m2,它停在跑道上时对跑道的压强是 Pa.
三、(2017鄂州物理)作图题(共3小题,满分9分)
19.请你用笔画线代替细线,按图中要求将两个滑轮连接成滑轮组.
20.小明新家的房门安装的门把手如图所示,施加如图力F打开房门,请在图中画出力F的力臂.
21.如图所示,甲乙两物体叠放在水平桌面上,在乙物体上施加F=15N的水平拉力时两物体一起向右做匀速直线运动,请你在图中画出此时甲物体受力的示意图.
四、(2017鄂州物理)实验探究题(共3小题,满分18分)
22.小云同学在学习了”阿基米德原理“后,善于思考的他发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度.下面是他设计的测量盐水密度的实验步骤:
(1)如图甲,把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上,测出合金块的重力G=4.0N;(已知ρ合金=8.0×103kg/m3)
(2)如图乙,将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中,记下弹簧测力计的示数F= N.
(3)计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力F浮= ;
(4)根据阿基米德原理计算出盐水的密度ρ= kg/m3.
(5)若操作步骤(2)时合金块触碰到了容器底部,仍按上述方法测出的盐水密度比真实值要 (选填”偏大“或”偏小“)
23.(2017鄂州物理)如图所示,甲是探究”动能的大小与什么因素有关“的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上.乙是研究”阻力对物体运动的影响“的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动.请回答下列问题:
(1)甲实验的目的是探究钢球动能大小与 的关系;实验时,它是通过观察 ,从而判断处钢球动能的大小与什么因素有关.
(2)进行乙实验时,每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的起始 相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动的 来判断小车在不同的水平面受到 的大小.
(3)上面两个实验共同用到的物理问题常用的探究方法有 .(只需说出一个)
24.(2017鄂州物理)如图所示是小宏同学”测量滑轮组机械效率“的装置图.
(1)在测量过程中必须 竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高.小宏同学前两次测量的有关数据如下表,第3次测量的情形如图所示,请你在表中空白处帮小宏填出本次测得的机械效率.
次数 | 钩码重G/N | 钩码上升的高度h/m | 拉力F/N | 细线自由端移动的距离s/m | 机械效率η/% |
1 | 1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 55.6 |
2 | 2 | 0.1 | 0.9 | 0.3 | 74.1 |
3 | 3 | 0.1 | 1.2 | 0.3 |
|
(2)分析表中数据可以得出结论:滑轮组的机械效率与 有关
(3)小宏计算出上述三个机械效率的平均值,认为它最接近这个滑轮组机械效率的真实值,老师指出小宏的做法是错误的,因为 .
(4)请你根据机械效率的相关知识猜想:滑轮组机械效率的大小可能还与 有关.(只需填一个因素)
五、(2017鄂州物理)计算题(共2小题,满分15分)
25.为方便老人出行,我市一些公共场所设计了专用通道(如图斜面).若小林的爷爷和轮椅共重700N,某次出行时,小林在5s内将爷爷和轮椅沿8m长的斜面推上1.2m高的平台,小林沿斜面所用的推力为150N,请你求解下列问题:
(1)推力的功率是多少?
(2)此过程中斜面的机械效率是多少?
(3)轮椅受到斜面的摩擦力是多少?(轮椅内部部件间的摩擦忽略不计)
26.图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景.图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)长方体A的高度.
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力.
(3)长方体A的密度.
2017鄂州物理参考答案与试题解析
一、选择题(共15小题,每小题2分,满分30分)
1.物理与生活联系紧密,做有心人,能从生活中学到很多物理知识.下列相关判断中明显错误的是( )
A.八年级物理课本的长度约为26cm
B.中学生的体重约为50N
C.中学生步行的速度约为4km/h
D.人体的密度约为1.0×103kg/m3
【考点】63:长度的估测;28:密度及其特性;68:速度与物体运动;77:重力大小的估测.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个
【解答】解:A、八年级物理课本的长度约为26cm,故A正确;
B、中学生的平均质量约为50kg,中学生的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,故B错误;
C、中学生步行的速度约为1.1m/s=1.1×3.6km/h≈4km/h,故C正确;
D、人体的密度和水的密度相同,约为1.0×103kg/m3,故D正确.
故选B.
2.(2017鄂州物理)学生乘坐校车的安全问题越来越引起社会的关注.下列对校车的相关分析中正确的是( )
A.行驶时超速超载会增大校车的动能,遭到撞击时破坏更大
B.超速行驶会增大校车的惯性,难以刹车
C.校车的轮子做得宽大一些是为了增大摩擦力
D.加速行驶的校车在水平方向受到的是一对平衡力
【考点】FO:动能的影响因素;6L:惯性;6R:平衡力的辨别;85:减小压强的方法及其应用.
【分析】(1)动能的大小与速度和质量有关,质量越大,速度越大,动能越大;
(2)一切物体都有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与其它因素均无关;
(3)摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,压力越大、接触面越粗糙,摩擦力越大;压强与压力和受力面积的大小有关,压力越大、受力面积越小,压强越大;
(4)力是改变物体运动状态的原因.
【解答】解:
A、动能的大小与速度和质量有关,质量越大,速度越大,动能越大;超速、超载的汽车动能大,遭到撞击时破坏更大.故A正确;
B、惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关.故B错误;
C、校车的轮胎做得宽大一些,是通过增大受力面积来减小对路面的压强,不是增大摩擦力.故C错误;
D、汽车加速行驶时,运动状态发生改变,所以汽车在水平方向受到非平衡力作用.故D错误.
故选A.
3.(2017鄂州物理)学习了力的相关知识后,小芳同学作出了下列判断,其中错误的是( )
A.没有物体就一定没有力
B.有受力物体时,一定有施力物体
C.有施力物体时,不一定有受力物体
D.只有一个物体时,是不可能产生力的
【考点】6E:力的概念.
【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,一个物体是施力物体的同时,也是受力物体.
【解答】解:
A、力的产生离不开物体,没有物体是不可能产生力的,故A说法正确;
BC、当两个物体之间发生力的作用时,一个物体是施力物体,另一个物体就是受力物体,故B说法正确,C说法错误;
D、一个力的产生至少要两个物体,一个物体不可能产生力,故D说法正确.
故选C.
4(2017鄂州物理).为防止因惯性对人体造成的伤害,小汽车上都配置安全带,但火车上却没有配置,这主要是因为( )
A.人在火车上惯性消失了
B.火车的平均速度比小汽车的平均速度小
C.火车上的人太多,配置安全带不现实
D.火车极少急刹车和突然急转弯
【考点】6L:惯性.
【分析】一切物体都有保持原有运动状态不变的性质,这就是惯性.系安全带可以在很大程度上防止车辆因紧急刹车时,人由于惯性向前倾可能造成的伤害.
【解答】解:
AB、质量是惯性大小的唯一量度,故人在火车上的惯性大小不变,故AB错误;
CD、当汽车突然刹车时,驾驶员和坐在前排的乘客由于惯性仍保持原来的向前运动的状态,容易撞上前挡风玻璃,从而造成伤害,故必须系好安全带,而火车极少急刹和突然加速,所以火车上却没有配置,故C错误,D正确.
故选:D.
5.(2017鄂州物理)下列关于压强的相关说法中,正确的是( )
A.三峡船闸不是利用连通器原理实现船只通航的
B.学生课间用吸管“吸”营养奶与大气压无关
C.托里拆利实验最先证明了大气压强的存在
D.载重车轮胎宽大可以减小对路面的压强
【考点】8B:连通器原理;85:减小压强的方法及其应用;8F:大气压强的测量方法;8J:大气压的综合应用.
【分析】(1)连通器的特点:上端开口下端连通的容器.连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的.
(2)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象.
(3)托里拆利实验测出了大气压强的值,一标准大气压能支持760mm高的水银柱,相当于1.013×105Pa;
(4)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强.
【解答】(2017鄂州物理)解:A、船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,船只才能通航.故A错误;
B、当用吸管吸牛奶时,先吸走的是管中的空气,使管内变为真空,这时大气压就压着牛奶进入管中,从而进入人的嘴中,利用了大气压.故B错误;
C、马德堡半球实验证明了大气压的存在,托里拆利实验测出了大气压强的值,故C错误;
D、载重车轮胎宽大,在压力一定时,增大了受力面积,减小了对路面的压强.故D正确.
故选D.
6.(2017鄂州物理)如图所示,底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,此时两液面齐平.若从两容器中分别抽出部分液体后,两液面仍保持齐平,则此时液体对各自容器底部的压强pA、pB和压力FA、FB的关系是( )
A.pA<pB,FA=FB B.pA<pB,FA>FB C.pA>pB,FA=FB D.pA>pB,FA<FB
【考点】83:压强大小比较;81:压力及重力与压力的区别.
【分析】甲乙质量相等,对容器底的压力(F=G=mg)相等;A的底面积大,根据p=分析液体对各自容器底部的压强pA、pB的关系;若从两容器中分别抽出部分液体后,两液面仍保持齐平,则和原来的情况相同.
【解答】解:(1)甲乙两种液体质量相等,此时两液面齐平.因为是圆柱形容器,对容器底的压力F=G=mg,所以甲乙对容器底的压力相等,即FA=FB;由于A的底面积大,由p=可得,A对容器底的压强小;即pA<pB,
(2)若从两容器中分别抽出部分液体后,因为两液面仍保持齐平,所以和未抽出时的情况相同,即pA<pB,FA=FB.
故选A.
7.(2017鄂州物理)小强购买了一辆小轿车,他发现车的尾部有一块板是“多余”的,爸爸告诉他这叫导流板(如左图所示),它的作用是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能.导流板的形状可能是图中的( )
A. B. C. D.
【考点】8K:流体压强与流速的关系.
【分析】要产生向下的压力,导流板横截面的形状就应跟客机机翼的形状相反,上平下凸,使上方的空气流速小压强大.
【解答】解:要增加轿车对地面的压力,提高车轮的抓地性能,就要使轿车高速行驶时,导流板上方的空气流速小压强大,下方的空气流速大压强小,即上方平直下方凸起,产生一个向下的压强差.所以则导流板横截面的形状应是图中的C.
故选C.
8.(2017鄂州物理)将一块橡皮泥捏成小船放在水面并慢慢压入水中,下列对小船受到浮力的分析中错误的是( )
A.小船漂浮在水面时受到的浮力与重力相等
B.浮力的方向始终是竖直向上的
C.排开水的体积越大时受到的浮力越大
D.浸没后压入越深,受到的浮力越大
【考点】8S:物体的浮沉条件及其应用;8O:阿基米德原理.
【分析】(1)物体的浮沉条件:浸没液体或气体中的物体,如果F浮>G,ρ液>ρ物,物体将上浮;如果F浮<G,ρ液<ρ物,物体将下沉;如果F浮=G,ρ液=ρ物,物体将悬浮.
(2)阿基米德原理:F浮=ρ液gV排,据此分析判断.
【解答】解:A、根据物体的浮沉条件可知,小船漂浮在水面时受到的浮力与重力相等,故A正确;
B、浮力的方向始终是竖直向上的,故B正确;
C、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,排开水的体积越大时受到的浮力越大,故C正确;
D、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,浸没后压入越深,ρ液和V排都不变,则受到的浮力不变,故D错误.
故选D.
9.(2017鄂州物理)如图所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,用外力F缓慢将A压入其中,h表示木块的下表面到液面的距离,下列关于所受浮力F浮和h的关系图象正确的是( )
A. B. C. D.
【考点】8O:阿基米德原理.
【分析】根据阿基米德原理得出浮力大小与排开液体的体积的关系,物体在浸没前,深度增加的同时排开液体的体积也增加了.浸没后,随着深度的增加,浮力不变.
【解答】解:物体浸没前,深度增加的同时排开液体的体积也增加了,所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大;浸没后物体受到的浮力大小不变,故只有C符合题意.
故选C.
10.有三个完全相同的容器,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器水中悬浮着一个小球,此时三个容器内的水面刚好齐平(如图所示),则下列分析中正确的是( )
A.三个容器对水平桌面的压力相等
B.三个容器中丙容器底部受到水的压强最大
C.若向乙容器中加入盐水,木块静止后受到的浮力变大
D.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
【考点】(2017鄂州物理)81:压力及重力与压力的区别;83:压强大小比较;8O:阿基米德原理;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【分析】(1)物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理可知物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,据此可知三容器内液体和物体的总重力的关系,水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此得出三个容器对水平桌面的压力关系;
(2)三个容器内的水面刚好齐平,根据p=ρgh可知三个容器的底部受到水的压强关系;
(3)木块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水后,液体密度增大,木块仍然漂浮在液面上,受到的浮力和自身的重力相等;
(4)小球悬浮在丙容器中,向丙容器中加入酒精后,液体的密度减小,根据F浮=ρgV排可知小球受到的浮力变化.
【解答】(2017鄂州物理)解:
因三个完全相同的容器,三个容器内的水面刚好齐平,所以乙丙两容器中水和排开水的总体积相等,则乙丙两容器中水和排开水的总重力也相等(与甲容器中水的重力相等);
A.在甲容器中,甲容器对于桌面的压力F甲=G水+G杯﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
在乙容器中,由于木块漂浮,所以F浮木=G木=G排,
则乙容器对桌面的压力F乙=G水′+G木+G杯=G水′+G排+G杯,
因为G水′+G排=G水,所以F乙=G水′+G排+G杯=G水+G杯﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
在丙容器中,由于小球悬浮,所以F浮球=G球=G排′,
则丙容器对桌面的压力F丙=G水″+G球+G杯=G水″+G排′+G杯,
因为G水″+G排′=G水,所以F丙=G水″+G排′+G杯=G水+G杯 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;
所以F甲=F乙=F丙;故A正确;
B.因三个容器内的水面刚好齐平,所以由p=ρgh可知,三个容器的底部受到水的压强相等,故B错误;
C.木块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水后,液体密度增大,木块将上浮一些,但木块静止后仍然漂浮在液面上,所以木块受到的浮力仍等于木块的重力不变,故C错误;
D.小球悬浮在丙容器中,向丙容器中加入酒精后,液体的密度减小,而排开液体的体积不变,由F浮=ρgV排可知,小球受到的浮力减小,故D错误.
故选A.
11.初三的小明同学正在做“引体向上”.他先两手握住单杠,两脚离地,两臂及身体自然下垂.然后缓缓曲肘,将身体向上拉起,直到下巴超过横杠.这个过程中,小明做的功最接近的是( )
A.2000J B.200J C.20J D.2J
【考点】(2017鄂州物理)EC:功的计算.
【分析】先估约一个中学生的体重大约是500N,上提的过程中通过的距离大约是胳膊的长度0.4m,利用W=FS即可求出.
【解答】解:中学生的体重大约是G=500N,通过的距离大约为h=0.4m;
小明做的功最接近W=Gh=500N×0.4m=200J;
故选B.
12.在登山比赛中,体重相同的小明和小刚从山底沿同一路线登上山顶,小刚比小明提前到达,则两人在登山过程中( )
A.做功相同,功率也相同 B.做功不相同,功率也不同
C.做功相同,小明的功率大 D.做功相同,小刚的功率大
【考点】EB:功的大小比较;FD:功率大小的比较.
【分析】(2017鄂州物理)根据W=Gh分析上楼过程中做功的多少;根据P=分析功率的大小.
【解答】解:体重相同的小明和小刚,从山底沿同一路线登上山顶,重力和高度都相同,根据W=Gh可知,小明和小刚二人做的功相同,故B错误;
因为小刚用的时间短,根据P=可知,做的功相同,小刚用的时间短,所以小刚的功率大于小明的功率,故AC错误,D正确.
故选D.
13.在班上投掷实心球的比赛中,王勇同学掷出去的实心球从a处出手后,在空中的运动轨迹如图所示,实心球落在水平地面的d并最终停在e处.下列关于实心球能量的分析中正确的是(不计空气阻力)( )
A.在a处重力势能最小 B.在b处动能为零
C.在a,b,c三处的机械能相等 D.在d处和e处的机械能相等
【考点】FN:动能和势能的大小变化.
【分析】(1)动能的大小与物体的质量以及速度有关,质量越大、速度越大,动能越大;
(2)重力势能的大小和物体的质量以及物体所处的高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大;
(3)不计空气阻力和摩擦力,即说明机械能是守恒的.
【解答】(2017鄂州物理)解:
A、重力势能的大小与物体的质量、高度有关,据图可知,d、e两点高度最小,重力势能最小,故A错误;
B、据图可知,球在b点时,竖直方向速度为0,但在水平方向上仍有速度,所以此时的动能不为零,故B错误;
C、不计空气阻力,说明球在空中运动时的机械能是守恒的,在a、b、c三处的机械能相等,故C正确;
D、据图可知,球达到d点后没有静止,仍然向前滚动,所以动能不为零,机械能不为零,落在e点处静止,机械能为零,即在d处和e处的机械能不相等,故D错误;
故选C.
14.(2017鄂州物理)如图所示,是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.ABC是一个省力杠杆
B.D处刀刃较薄,可以增大压力
C.杠杆ABC上有粗糙的花纹,可以减小摩擦
D.指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
【考点】7O:杠杆的分类;7E:摩擦力大小的影响因素;82:压强.
【分析】(1)对于杠杆类型的判断可从动力臂与阻力臂的大小关系上入手;
(2)压强的大小与压力的大小和受力面积的大小有关;
(3)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关.
【解答】解:A、对于ABC,如图所示,在使用时,它的动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆,符合题意;
B、(2017鄂州物理)在相同的压力下,D处刀刃较薄,受力面积小,产生的压强大,压力的作用效果明显,并不是压力增大了,不符合题意;
C、杠杆ABC上有粗糙的花纹,增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,不符合题意;
D、指甲刀中有三个杠杆:ABC、OBD、0ED,其中ABC是省力杠杆,其它两个都是费力杠杆,不符合题意.
故选A.
15.工厂为了搬运一个笨重的机器进车间,某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面),其中最省力的方案是( )
A. B. C. D.
【考点】7W:动滑轮及其工作特点;7E:摩擦力大小的影响因素.
【分析】克服的阻力是物体与地面之间的摩擦力,同时也使用到了简单机械﹣﹣滑轮.因此省力的情况要从两个方面考虑:
①减小物体与地面之间的摩擦力;
②使用的机械的省力情况.
【解答】解:A、是直接用绳子拉动物体,物体与地面间的摩擦力为滑动摩擦力;
B、不但利用了动滑轮来拉动物体,下面还并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力,最省力;
C、利用了定滑轮来拉动物体,但下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力,较省力;
D、通过下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力,较省力.
故选B.
二、(2017鄂州物理)填空题(共3小题,每控1分,满分8分)
16.摩擦力对我们生活的影响是非常大的,摩擦力的方向与物体运动的方向 不一定 相反(选填“一定”或“不一定”).请你各举一例增大,减小摩擦力的例子:增大摩擦力 汽车刹车时增大压力增大摩擦力 ,减小摩擦力 自行车前后轮的轴安装滚珠轴承 .
【考点】7G:摩擦力的方向;7I:增大或减小摩擦的方法.
【分析】(1)摩擦力对我们生活的影响是非常大的,摩擦力的方向与物体运动的方向;
(2)对人们有用的摩擦属于有益摩擦,有益摩擦要增大.增大摩擦的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度.
对人们有害的摩擦属于有害摩擦,有害摩擦要减小.减小摩擦的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.
【解答】解:(1)滑动摩擦力阻碍相对运动,与物体相对运动的方向相反.有时会和物体的运动方向相同,摩擦力的方向与物体运动的方向不一定相反;
(2)利用摩擦要增大摩擦:汽车刹车是通过增大压力增大摩擦力;鞋底的花纹、自行车把上的花纹、钳子把的花纹、瓶盖上的花纹等等是利用增大接触面的粗糙程度增大摩擦力;有害摩擦要减小:自行车有轮子、汽车有轮子、轴承是用滚动代替滑动减小摩擦力;加润滑油、气垫船是使接触面脱离减小摩擦力.
故答案为:不一定;汽车刹车时增大压力增大摩擦力;自行车前后轮的轴安装滚珠轴承.
17.(2017鄂州物理)随着经济的发展,城市建筑物越修越高,近几年“高空坠物(例如放在阳台上的花盆)砸到行人“的报道屡见不鲜.在物体落下的过程中,它能量的转化是: 重力势能转化为动能 ,而且高度越高,物体落下来做的功 越多 (选填”越多“或”越少“),危险性也越大.
【考点】FU:动能和势能的转化与守恒.
【分析】动能的影响因素是质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大;
重力势能的影响因素是质量和高度,质量越大,位置越高,重力势能越大;
动能和势能之间可以相互转化.
【解答】解:
物体从高空落下的过程中,高度越来越小,所以重力势能越来越小,速度越来越快,所以动能越来越大,所以物体落下的过程中重力势能转化为动能;物体高度越高,具有的重力势能越大,物体落到地面时做功本领就越大,做的功越多.
故答案为:重力势能转化为动能;越多.
18.今年5月5日,我国自主研制的新一代喷气式大型客机C919(如图所示)在上海浦东机场试飞成功,C919大型客机最大载客量190座,标准航程4075公里,试飞平均速度约900km/h,飞行高度12100m,翼展33.6m,试飞时总质量达60000kg.C919升空应用到的物理知识是 流体压强与流速的关系(或流速越大的位置压强越小) ,它试飞的平均速度 小于 声速340m/s(选填”大于“、”等于“或”小于“),若它的每个轮胎与跑道的接触面积均为0.05m2,它停在跑道上时对跑道的压强是 2×106 Pa.
【考点】8K:流体压强与流速的关系;86:压强的大小及其计算.
【分析】(1)流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小;
(2)1m/s=3.6km/h,将试飞平均速度约900km/h换算单位,然后与声速比较即可;
(3)已知总质量,可求得其总重力,它停在跑道上时对跑道的压力等于其重力,利用p=可求得对跑道的压强
【解答】(2017鄂州物理)解:(1)飞机机翼的上方是弧形,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小.上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大.所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力;
(2)900km/h=900×m/s=250m/s,
250m/s<340m/s;
(3)它停在跑道上时对跑道的压力F=G=mg=60000kg×10N/kg=6×105N,
S=6×0.05m2=0.3m2,
停在跑道上时对跑道的压强p===2×106Pa.
故答案为:流体压强与流速的关系(或流速越大的位置压强越小);<;2×106.
三、(2017鄂州物理)作图题(共3小题,满分9分)
19.请你用笔画线代替细线,按图中要求将两个滑轮连接成滑轮组.
【考点】7@:滑轮组的设计与组装.
【分析】由题明确通过动滑轮上有几段绳子,根据奇动偶定的原则,绳子从动滑轮的上挂钩开始缠绕,然后依次缠绕即可.
【解答】解:
图中F=G,滑轮组由3股绳子承担重物,从动滑轮上挂钩开始向上依次缠绕,如图所示:
20.小明新家的房门安装的门把手如图所示,施加如图力F打开房门,请在图中画出力F的力臂.
【考点】7P:力臂的画法.
【分析】要解决此题,需要掌握力臂的概念,知道力臂是从支点到力的作用线的距离.由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂.
【解答】解:延长力F画出力的作用线,由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度为F的力臂L.如图所示:
21.(2017鄂州物理)如图所示,甲乙两物体叠放在水平桌面上,在乙物体上施加F=15N的水平拉力时两物体一起向右做匀速直线运动,请你在图中画出此时甲物体受力的示意图.
【考点】6H:力的示意图.
【分析】对甲由受力分析得,甲受竖直向下的重力、乙对甲的支持力,因水平方向物体做匀速直线运动,水平方向上不受拉力,故甲不受乙的摩擦力,故甲只受两个力.然后根据力的示意图的画法画出物体甲受力示意图.
【解答】解:甲受竖直向下的重力、乙对甲的支持力,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,是一对平衡力,作用点可以画在物体甲的重心上,支持力方向竖直向上,重力方向竖直向下,如图所示:
四、(2017鄂州物理)实验探究题(共3小题,满分18分)
22.小云同学在学习了”阿基米德原理“后,善于思考的他发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度.下面是他设计的测量盐水密度的实验步骤:
(1)如图甲,把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上,测出合金块的重力G=4.0N;(已知ρ合金=8.0×103kg/m3)
(2)如图乙,将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中,记下弹簧测力计的示数F= 3.4 N.
(3)计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力F浮= 0.6N ;
(4)根据阿基米德原理计算出盐水的密度ρ= 1.2×103 kg/m3.
(5)若操作步骤(2)时合金块触碰到了容器底部,仍按上述方法测出的盐水密度比真实值要 偏大 (选填”偏大“或”偏小“)
【考点】2L:液体的密度测量实验.
【分析】(2)根据弹簧测力计的分度值读出合金块浸没在盐水中弹簧测力计的示数;
(3)已知合金块的重力和将物块浸没在水中弹簧测力计的示数,利用称重法求出该物体所受的浮力;
(4)根据合金块的重力求出合金块的质量,已知合金的密度,求出合金块的体积;再利用阿基米德原理求盐水的密度;
(5)合金块触碰到了容器底部则弹簧测力计的示数会变小,合金块浸没在盐水中所受到的浮力会变大,据此分析.
【解答】(2017鄂州物理)解:
(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,合金块浸没在水中,弹簧测力计的示数F=3.4N;
(3)合金块浸没在盐水中所受到的浮力等于物体的重力减去物体在液体中测力计的示数;
即合金块所受浮力:F浮=G﹣F=4N﹣3.4N=0.6N;
(4)合金块的质量为:m===0.4kg;
由密度公式可得,合金块的体积:V===5×10﹣5m3;
因合金块浸没在盐水中,所以合金块排开盐水的体积:V排=V=5×10﹣5m3;
由阿基米德原理可得,盐水的密度为:ρ盐水===1.2×103kg/m3;
(5)合金块触碰到了容器底部则弹簧测力计的示数会变小,合金块浸没在盐水中所受到的浮力会变大,根据公式ρ盐水=得,盐水的密度会偏大.
故答案为:(2)3.4;(3)0.6;(4)1.2×103;(5)偏大.
23.(2017鄂州物理)如图所示,甲是探究”动能的大小与什么因素有关“的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上.乙是研究”阻力对物体运动的影响“的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动.请回答下列问题:
(1)甲实验的目的是探究钢球动能大小与 速度 的关系;实验时,它是通过观察 木块被推动的距离 ,从而判断处钢球动能的大小与什么因素有关.
(2)进行乙实验时,每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的起始 速度 相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动的 距离 来判断小车在不同的水平面受到 阻力 的大小.
(3)上面两个实验共同用到的物理问题常用的探究方法有 控制变量法 .(只需说出一个)
【考点】FQ:探究影响物体动能大小的因素.
【分析】(1)掌握转换法在实验中的应用,实验甲中通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小;
(2)在探究阻力对物体运动的影响实验中,为使小车到达水平面的速度相同,应使小车从斜面的同一高度由静止滑下;
(3)物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.
【解答】解:(1)实验时,通过观察木块B被推动的距离来判断钢球动能的大小;
(2)进行乙实验时,每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的起始速度相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离来判断小车在不同的水平面受到阻力的大小.
(3)图中的实验用到的方法有控制变量法和转换法.
故答案为:(1)速度;木块被推动的距离;(2)速度;距离;阻力;(3)控制变量法.
24.(2017鄂州物理)如图所示是小宏同学”测量滑轮组机械效率“的装置图.
(1)在测量过程中必须 匀速 竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高.小宏同学前两次测量的有关数据如下表,第3次测量的情形如图所示,请你在表中空白处帮小宏填出本次测得的机械效率.
次数 | 钩码重G/N | 钩码上升的高度h/m | 拉力F/N | 细线自由端移动的距离s/m | 机械效率η/% |
1 | 1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 55.6 |
2 | 2 | 0.1 | 0.9 | 0.3 | 74.1 |
3 | 3 | 0.1 | 1.2 | 0.3 | 83.3 |
(2)分析表中数据可以得出结论:滑轮组的机械效率与 提升物体的重 有关
(3)小宏计算出上述三个机械效率的平均值,认为它最接近这个滑轮组机械效率的真实值,老师指出小宏的做法是错误的,因为 滑轮组的机械效率不是一个定值(求平均值无意义) .
(4)请你根据机械效率的相关知识猜想:滑轮组机械效率的大小可能还与 动滑轮重(或滑轮组重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等,说法合理均给分) 有关.(只需填一个因素)
【考点】F8:滑轮(组)机械效率的测量实验.
【分析】(1)在测量过程中必须匀速竖直向上拉动弹簧测力计,根据η=×100%求机械效率;
(2)分析表中数据得出结论;
(3)由(2)可知,滑轮组的机械效率不是一个固定值,多次测量取平均无意义;
(4)用不同的滑轮组,将相同的重物提升同样的高度,在有用功相同情况下,因W总=W有+W额外,根据η=×100%,分析影响额定功大小的因素.
【解答】(2017鄂州物理)解:(1)在测量过程中必须匀速竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高,此时测力计的示数才等于拉力的大小;
第3次测量的情形如图所示,本次测得的机械效率:
η=×100%≈83.3%;
(2)由表中数据可知,同一个滑轮组,提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越大;滑轮组的机械效率与提升物体的重有关;
(3)由(2)知,同一个滑轮组,机械效率随提升的钩码重力的大小不同而发生变化,好滑轮组的机械效率不是一个定值,求平均值无意义.
(4)使用不同的滑轮组,将同一物体提升相同的高度,做的有用功相同,因W总=W有+W额外,根据η=×100%=×100%,故在有用功相同的情况下,额外功不同机械效率不同,而额定功与动滑轮的总重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等均有关系,故滑轮组机械效率的大小可能还与动滑轮重(或滑轮组重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等,说法合理均给分)有关.
故答案为:(1)匀速; 83.3%; (2)提升物体的重;(3)滑轮组的机械效率不是一个定值(求平均值无意义);(4)动滑轮重(或滑轮组重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等,说法合理均给分).
五、(2017鄂州物理)计算题(共2小题,满分15分)
25.为方便老人出行,我市一些公共场所设计了专用通道(如图斜面).若小林的爷爷和轮椅共重700N,某次出行时,小林在5s内将爷爷和轮椅沿8m长的斜面推上1.2m高的平台,小林沿斜面所用的推力为150N,请你求解下列问题:
(1)推力的功率是多少?
(2)此过程中斜面的机械效率是多少?
(3)轮椅受到斜面的摩擦力是多少?(轮椅内部部件间的摩擦忽略不计)
【考点】FF:功率的计算;F6:斜面的机械效率.
【分析】(1)知道推力的大小和斜面的长度,根据W=Fs求出推力做的总功,根据P=求出推力的功率;
(2)根据W=Gh求出有用功,利用η=×100%求出斜面的机械效率;
(3)总功减去有用功即为克服摩擦力做的额外功,根据W额=fs求出轮椅受到斜面的摩擦力.
【解答】(2017鄂州物理)解:(1)推力做的总功:
W总=Fs=150N×8m=1200J,
推力的功率:
P===240W;
(2)推力做的有用功:
W有=Gh=700N×1.2m=840J,
斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=70%;
(3)克服轮椅受到斜面的摩擦力做的额外功:
W额=W总﹣W有=1200J﹣840J=360J,
由W额=fs可得,轮椅受到斜面的摩擦力:
f===45N.
答:(1)推力的功率是240W;
(2)此过程中斜面的机械效率是70%;
(3)轮椅受到斜面的摩擦力是45N.
26.(2017鄂州物理)图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景.图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)长方体A的高度.
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力.
(3)长方体A的密度.
【考点】8P:浮力大小的计算;8O:阿基米德原理.
【分析】(1)从图象中得出长方体A由下底面接触水面到刚好浸没所用的时间,然后然后利用v=计算长方体A的高度.
(2)分析钢绳拉力随时间t变化的图象,得出重力大小,当长方体A完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此计算长方体A浸没在水中后受到的浮力;
(3)求出了长方体A受到的浮力,由阿基米德原理计算出A的体积,从而计算出A的密度.
【解答】(2017鄂州物理)解:
(1)由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t=15s﹣10s=5s,
根据v=可得,长方体A的高度:s=vt=0.3m/s×5s=1.5m;
(2)由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
10~15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,
由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,
所以石料受到的浮力:F浮=G﹣F′=3×104N﹣1×104N=2×104N;
(3)根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积:
V=V排===2m3,
所以A的密度:
ρ====1.5×103kg∕m3;
答:(1)长方体A的高度为1.5m.
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N.
(3)长方体A的密度为1.5×103kg∕m3.
2017年7月24日
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