期末复习练习（二） 2024-2025学年人教版（2024）八年级下册物理

期末复习练习（二） 备注：本卷g值均取10 N/kg 主题一：物理与中国传统文化 　　中华文明源远流长，古人的智慧除四大发明以外，还有许多值得我们学习的机械。据我国古代《墨经》记载，绞车、辘轳、桔槔、杆秤等都是我国古代常用的一些机械，它们在古代被普遍应用，成为建筑、军事以及日常生活必备器械之一。还有端午赛龙舟、重阳登高祈福等习俗。根据中国传统文化，结合实际，完成1～3题。 1.（2分）如图所示是《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理，此时杆秤处于平衡状态。以下关于它的说法不正确的是 （　D　） A.“标”“本”表示力臂 B.“权”“重”表示力 C.提纽相当于支点 D.增大“重”时，应把“权”靠近O点 第1题图 2.（2分）如图是轱辘取水的装置，下列说法错误的是 （　C　） 第2题图 A.该装置能够省力 B.提水时克服摩擦做的功是额外功 C.该装置能够省功 D.提水时克服水的重力做的功是有用功 3.（2分）右图为端午节当天某地举办的龙舟赛比赛活动图，以下说法错误的是 （　C　） A.龙舟静止在水面上时所受到的浮力等于轮船和运动员的总重力 B.龙舟船底距离水面为40 cm时，船底受到水的压强为4×103 Pa C.龙舟船排开水的体积共0.6 m3，则运动员的总质量为600 kg D.龙舟前进利用了物体间力的作用是相互的 主题二：物理与体育运动 　　物理中的力学知识与各类体育运动项目之间存在着紧密的联系。力学作为物理学的一个重要分支，主要研究物体的运动规律和力的作用，这些原理在各类体育运动项目中都有广泛的应用和体现。以下是巴黎奥运会中中国健儿的一些精彩瞬间，请结合物理知识解决4～7题。 4.（2分）乒乓球是我国的国球，在巴黎奥运会中，中国队包揽了乒乓球比赛项目的所有金牌。关于乒乓球比赛时的情景，下列说法正确的是 （　C　） A.击球时，球拍对球的力只改变了球的运动状态 B.击球时，球拍对球的力只改变了球的形状 C.击球时，球拍对球的力同时改变了球的形状和球的运动状态 D.击球时，球拍对球有力的作用，球对球拍没有力的作用 5.（2分）在巴黎奥运会跳远比赛中，中国运动员发挥出色，获得第七名、第八名的好成绩。下图左是某运动员在跳远比赛中的精彩瞬间，下图右是分解跳远运动的几个阶段，不考虑空气阻力，起跳点和落地点在同一水平高度，则下面说法中正确的是 （　D　） A.助跑过程可以增大运动员的惯性，增大跳远的距离 B.在最高点时若运动员受的一切外力全部消失，运动员会在最高点静止 C.起跳瞬间的动能小于落地瞬间的动能 D.运动员穿钉鞋助跑是为了增加与地面之间的摩擦力 6.（2分）在2024年巴黎奥运会上，中国举重队的运动员在男子102公斤级比赛中，以406公斤的总成绩夺得冠军，为中国代表团摘得第34枚金牌。该运动员举起杠铃不动时，下列说法中正确的是 （　B　） A.人所受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力 B.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力 C.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力 D.杠铃对人的压力与人对杠铃的支持力是一对平衡力 7.（2分）“引体向上”是深圳中考体育考试选择项目之一，是衡量男生体质的重要参考标准和项目之一。如图，初三学生小李正在进行测试，下列有关他的估测最接近实际的是 （　A　） A.体重约500 N B.双手对单杠的压强约为2.5×106 Pa C.完成一次引体向上做功约为20 J D.做引体向上的功率约为500 W 主题三：物理与日常生活 物理学是一门研究自然界的基本规律的科学，这些规律在我们的生活中存在于各个方面，影响我们的工作、生活和娱乐。下列各题是生活中利用物理知识解决实际问题的场景，请根据物理知识，联系生活实际，解答8～12题。 8.（1）（2分）如图所示，生活中用传送带运送物体。一个皮箱（用方块代表皮箱）随着水平传送带匀速向右运动，画出木块所受到的力的示意图。 （2）（2分）如图所示，某建筑工地的水平地面上有一重900 N的物体，一工人站在地上利用滑轮组将重物匀速提升一定的位置。要想使工人所用的拉力最小，请在图中画出滑轮组上绳子的绕法。 第（1）题图　　　 　 第（2）题图 9.（2分）如图为一种可感知天气变化的工艺玻璃瓶，内装适量有色液体。A为密闭球体，B为上端开口的玻璃管，底部与A相连，该装置　不是　（选填“是”或“不是”）连通器。若不考虑温度的影响，把此瓶从山下移到山上，则B管液面会　上升　（选填“上升”“下降”或“不变”）。 10.（3分）如图所示，重为20 N、棱长为10 cm的正方体物块放在水平桌面上，在10 N的水平拉力F作用下，5 s内沿水平方向匀速移动了50 cm，则物块对水平桌面的压强为　2 000　Pa，水平拉力F做功的功率为　1　W；当拉力变为15 N时，物体受到的摩擦力为　10　N。 第10题图 11.（3分）如图甲所示，在探究斜面机械效率的小组活动中，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，对物体A做的有用功是　20　J，对物体B做的额外功是　5　J；拉物体B的斜面机械效率是　80％　。 第11题图 12.（7分）在生活中常看到船在码头停泊时把绳绕在码头的船桩上几圈，即使不打结也能固定住船。生活经验告诉我们：绳子缠绕之后，会增大摩擦力。那摩擦力的大小与缠绕的圈数之间存在怎样的关系呢？带着这一问题小宇设计了如下的实验。实验器材：课桌、铁架台、弹簧测力计，粗棉线，圆柱形铁棒，重物。请回答下列问题： （1）将铁架台置于水平桌面上，弹簧测力计挂在铁架台细杆上，考虑到本实验测摩擦力的方法，应将弹簧测力计在　竖直　（选填“竖直”或“水平”）方向上校零。将棉线的一端系在弹测力计挂钩上，另一端与重物相连，物体处于　静止　状态读数测力计示数为7.6 N。 （2）把铁棒固定在铁架台的底座上，将棉线在铁棒上绕1圈如图甲所示，此时弹簧测力计的示数为3 N，则棉线与铁棒之间的摩擦力为　4.6　N。 （3）小宇按紧密排列缠绕的方法，逐次增加棉线绕在铁棒上的圈数，如图乙所示，将相关数据记录并画出拉力的大小随绕绳圈数变化的大致图像，如图丙所示。由图丙可知，绕绳圈数越多，摩擦力越　大　，从影响滑动摩擦力大小的因素分析，增加绕绳圈数的实质是改变　压力大小　（选填“压力大小”或“接触面粗糙程度”）。 （4）放学后，小宇又想到，系鞋带系得越紧越不容易松脱是利用了　增大压力　的方法来增大摩擦力。给鞋子穿鞋带时，小宇又发现鞋上穿鞋带的孔一般都用金属套了个环，这样做的好处是通过改变　接触面粗糙程度　（选填“压力大小”或“接触面粗糙程度”）来减小摩擦力。 主题四：物理探究与实践 13.（6分）为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2＞h1，不考虑空气阻力。 （1）实验中是通过观察　木块移动的距离　来判断钢球的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择　甲、乙　两图所示实验来进行比较。 （2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能　＞　（选填“＞”“＜”或“＝”）木块克服摩擦力所做的功。 （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是　D　（填写序号）。 A.换质量更大的木块 B.降低钢球开始的高度 C.换质量大于m2的钢球 D.换质量小于m1的钢球 （4）小斌在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难以控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小明提供一种改进的实验方案：　将斜面换成斜槽　。 （5）小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间为t2，则通过时间较长的是小球 　A　（选填“A”或“B”）。 14.（6分）小明在探究杠杆平衡条件的实验中（每个钩码的重力均为G，杠杆上每格长度为a）。 （1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆　是　（选填“是”或“不是”）平衡状态，接下来小明向左调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止。 （2）如果小明同学面对甲图状况，没有调至水平平衡就匆忙进行乙图实验（弹簧测力计的挂钩钩在右侧第4格处），杠杆虽然此时水平平衡，但可以判断：2G·3a　大于　（选填“大于”“等于”或“小于”）F1·4a（F1是弹簧测力计的示数）。 （3）面对甲图状况，小华同学按正确的操作将杠杆调至水平平衡后，保持左侧钩码位置不变，然后将弹簧测力计的圆环用细线系在杠杆右侧第4格处，向下拉秤钩（如图丙）。记录下杠杆水平平衡时弹簧测力计示数F2，发现2G·3a＞F2·4a，不满足F1l1＝F2l2，原因是 　弹簧测力计有重力　。 （4）小明同学将甲图状况调节成水平平衡后，进行丁图实验（测力计挂钩钩在右侧第4格处）。 ①将弹簧测力计向右下方拉，示数为F3，力与水平方向成θ角，杠杆水平平衡； ②将该弹簧测力计的方向改为向左下方拉，示数为F4，力与水平方向成β角，杠杆水平平衡。若F3＞F4，则θ　＜　（选填“＞”“＝”或“＜”）β。 （5）小明继续探究如图戊杠杆，物体悬挂点在A，C点上升高度为h，此时机械效率为ηA，将物体悬挂点改在B，C点上升高度还是h，此时机械效率为ηB，则ηA　＜　（选填“＞”“＝”或“＜”）ηB，请说明理由：　额外功不变，有用功变大，机械效率变大　。 主题五：物理与应用 15.（6分）质量为2 t的汽车，在平直公路上以额定功率80 kW从静止开始运动，经15 s运动200 m恰好达到最大速度，接着匀速运动25 s关闭发动机，滑行100 m停下。v－t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求： （1）全程中汽车的所受阻力大小； （2）整个过程中发动机做的功； （3）汽车的最大速度v最大。 解：（1）全程中汽车所受的阻力： f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×2×103 kg×10 N/kg＝4×103 N。 （2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间t＝40 s，且在这段时间内发动机的功率不变，由P＝可得，整个过程中发动机做的功：W＝Pt＝80×103 W×40 s＝3.2×106 J。 （3）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，汽车的牵引力F＝f＝4×103 N， 由P＝＝＝Fv可得，汽车的最大速度：v最大＝＝＝20 m/s。 16.（8分）《宋史·方技传》中记载，“河中府浮梁，用铁牛八维之，一牛且数万斤。后水暴涨绝梁，牵牛没于河。募能出之者，怀丙以二大舟实土，夹牛维之。用大木为权衡状钓牛。徐去其土，舟浮牛出”。现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”，原理图如图所示，若某质量为M＝100 t、体积为V＝25 m3的轮船沉没在深h＝10 m的淡水湖底，一个浮筒的质量为m＝100 kg、体积为V0＝4 m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，求： （1）浮筒的密度； （2）水对湖底的压强； （3）轮船受到的浮力； （4）打捞沉船需要的最少浮筒数。 解：（1）浮筒的密度：ρ＝＝＝25 kg/m3； （2）水在湖底产生的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m＝1×105 Pa。 （3）轮船浸没在水中，排开水的体积V排1＝V＝25 m3， 轮船受到的浮力：F浮船＝ρ水gV排1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×25 m3＝2.5×105 N； （4）一个浮筒浸没在水中排开水的体积V排2＝V0＝4 m3， 每个浮筒浸没在水中受到的浮力： F浮筒＝ρ水gV排2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 m3＝4×104 N； 轮船的重力G船＝Mg＝100×103 kg×10 N/kg＝1×106 N， 每个浮筒的重力G浮筒＝mg＝100 kg×10 N/kg＝1×103 N， 假设需要n个浮筒刚好使轮船和浮筒上浮， 根据二力平衡可知，F浮船＋nF浮筒＝G船＋nG浮筒， 代入数据可得：2.5×105 N＋n×4×104 N＝1×106 N＋n×1×103 N； 解得：n≈19.2，所以打捞沉船最少需要20个浮筒。 17.（6分）阅读短文，回答问题。 变速自行车的奥秘 变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。如图所示是变速自行车的驱动结构，它与普通自行车的区别在于，它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成（普通自行车的后齿轮只有一个）。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。在爬坡时自行车受到的摩擦阻力较大，而在下坡时自行车受到的摩擦阻力较小，为了达到更好的骑行效果，变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径。 骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 （1）自行车轮胎上的花纹是通过增大　接触面的粗糙程度　来增大摩擦；刹车时是通过增大　压力　来增大摩擦。 （2）后齿轮和后车轮组成一个杠杆　费力　（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 （3）爬坡时，应将链条调整至半径较　大　（选填“大”或“小”）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的。 （4）自行车在水平道路上行驶时，后车轮所受的摩擦阻力约为30 N，一辆自行车后车轮的半径约为40 cm，若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5 cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为15 cm，脚踏板到轴心的长度为25 cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为　144　N；若人蹬脚踏板每秒转1周，则自行车的前进速度为　25.92　km/h。（π＝3） 18.（5分）当前，市场上出现了一种如图1所示L形防汛挡水板，侧视图如图2所示；L形挡水板可以非常有效地抵御洪水的袭击，如果尺寸设计合理，即使洪水达到了挡板的顶部，挡板依然非常稳固，不会滑动，也不会翻转。挡水板巧妙地利用地面对挡水板的摩擦力抵御洪水对挡水板竖直部分的水平推力，防止挡水板的滑动。 （1）挡水板底部设置有橡胶垫，其作用是　增大挡水板与地面间的摩擦力　；洪水袭击挡水板时，挡水板不滑动的原因是洪水对挡水板的水平冲击力　等于　（选填“大于”“等于”或“小于”）地面给挡水板的摩擦力，随着水位上升，挡水板对地面的压力将逐渐　增大　。 （2）在忽略挡水板自身重力的条件下，设挡水板的底部宽度为L，侧边高度为H，纵向长度为s，挡水板与水平地面之间的滑动摩擦力与挡水板对地面的压力成正比，即f滑＝μF压，设水的密度为ρ，则洪水达到竖直挡水板顶部时，挡水板与地面滑动时所受的摩擦力为　f滑＝μρgHsL　。（用题中所给字母表示） （3）洪水达到竖直挡水板顶部时，洪水对侧板的平均压强为ρgH，为了防止挡水板在地面上滑动，洪水对侧板施加的水平压力与地面给挡水板的滑动摩擦力要需满足F侧≤F滑，若μ＝0.71，则挡水板在水平方向不滑动时H、L满足的条件是H≤　1.42L　。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 期末复习练习（二） 备注：本卷g值均取10 N/kg 主题一：物理与中国传统文化 　　中华文明源远流长，古人的智慧除四大发明以外，还有许多值得我们学习的机械。据我国古代《墨经》记载，绞车、辘轳、桔槔、杆秤等都是我国古代常用的一些机械，它们在古代被普遍应用，成为建筑、军事以及日常生活必备器械之一。还有端午赛龙舟、重阳登高祈福等习俗。根据中国传统文化，结合实际，完成1～3题。 1.（2分）如图所示是《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理，此时杆秤处于平衡状态。以下关于它的说法不正确的是 （　D　） A.“标”“本”表示力臂 B.“权”“重”表示力 C.提纽相当于支点 D.增大“重”时，应把“权”靠近O点 第1题图 2.（2分）如图是轱辘取水的装置，下列说法错误的是 （　C　） 第2题图 A.该装置能够省力 B.提水时克服摩擦做的功是额外功 C.该装置能够省功 D.提水时克服水的重力做的功是有用功 3.（2分）右图为端午节当天某地举办的龙舟赛比赛活动图，以下说法错误的是 （　C　） A.龙舟静止在水面上时所受到的浮力等于轮船和运动员的总重力 B.龙舟船底距离水面为40 cm时，船底受到水的压强为4×103 Pa C.龙舟船排开水的体积共0.6 m3，则运动员的总质量为600 kg D.龙舟前进利用了物体间力的作用是相互的 主题二：物理与体育运动 　　物理中的力学知识与各类体育运动项目之间存在着紧密的联系。力学作为物理学的一个重要分支，主要研究物体的运动规律和力的作用，这些原理在各类体育运动项目中都有广泛的应用和体现。以下是巴黎奥运会中中国健儿的一些精彩瞬间，请结合物理知识解决4～7题。 4.（2分）乒乓球是我国的国球，在巴黎奥运会中，中国队包揽了乒乓球比赛项目的所有金牌。关于乒乓球比赛时的情景，下列说法正确的是 （　C　） A.击球时，球拍对球的力只改变了球的运动状态 B.击球时，球拍对球的力只改变了球的形状 C.击球时，球拍对球的力同时改变了球的形状和球的运动状态 D.击球时，球拍对球有力的作用，球对球拍没有力的作用 5.（2分）在巴黎奥运会跳远比赛中，中国运动员发挥出色，获得第七名、第八名的好成绩。下图左是某运动员在跳远比赛中的精彩瞬间，下图右是分解跳远运动的几个阶段，不考虑空气阻力，起跳点和落地点在同一水平高度，则下面说法中正确的是 （　D　） A.助跑过程可以增大运动员的惯性，增大跳远的距离 B.在最高点时若运动员受的一切外力全部消失，运动员会在最高点静止 C.起跳瞬间的动能小于落地瞬间的动能 D.运动员穿钉鞋助跑是为了增加与地面之间的摩擦力 6.（2分）在2024年巴黎奥运会上，中国举重队的运动员在男子102公斤级比赛中，以406公斤的总成绩夺得冠军，为中国代表团摘得第34枚金牌。该运动员举起杠铃不动时，下列说法中正确的是 （　B　） A.人所受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力 B.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力 C.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力 D.杠铃对人的压力与人对杠铃的支持力是一对平衡力 7.（2分）“引体向上”是深圳中考体育考试选择项目之一，是衡量男生体质的重要参考标准和项目之一。如图，初三学生小李正在进行测试，下列有关他的估测最接近实际的是 （　A　） A.体重约500 N B.双手对单杠的压强约为2.5×106 Pa C.完成一次引体向上做功约为20 J D.做引体向上的功率约为500 W 主题三：物理与日常生活 物理学是一门研究自然界的基本规律的科学，这些规律在我们的生活中存在于各个方面，影响我们的工作、生活和娱乐。下列各题是生活中利用物理知识解决实际问题的场景，请根据物理知识，联系生活实际，解答8～12题。 8.（1）（2分）如图所示，生活中用传送带运送物体。一个皮箱（用方块代表皮箱）随着水平传送带匀速向右运动，画出木块所受到的力的示意图。 （2）（2分）如图所示，某建筑工地的水平地面上有一重900 N的物体，一工人站在地上利用滑轮组将重物匀速提升一定的位置。要想使工人所用的拉力最小，请在图中画出滑轮组上绳子的绕法。 第（1）题图　　　 　 第（2）题图 9.（2分）如图为一种可感知天气变化的工艺玻璃瓶，内装适量有色液体。A为密闭球体，B为上端开口的玻璃管，底部与A相连，该装置　不是　（选填“是”或“不是”）连通器。若不考虑温度的影响，把此瓶从山下移到山上，则B管液面会　上升　（选填“上升”“下降”或“不变”）。 10.（3分）如图所示，重为20 N、棱长为10 cm的正方体物块放在水平桌面上，在10 N的水平拉力F作用下，5 s内沿水平方向匀速移动了50 cm，则物块对水平桌面的压强为　2 000　Pa，水平拉力F做功的功率为　1　W；当拉力变为15 N时，物体受到的摩擦力为　10　N。 第10题图 11.（3分）如图甲所示，在探究斜面机械效率的小组活动中，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，对物体A做的有用功是　20　J，对物体B做的额外功是　5　J；拉物体B的斜面机械效率是　80％　。 第11题图 12.（7分）在生活中常看到船在码头停泊时把绳绕在码头的船桩上几圈，即使不打结也能固定住船。生活经验告诉我们：绳子缠绕之后，会增大摩擦力。那摩擦力的大小与缠绕的圈数之间存在怎样的关系呢？带着这一问题小宇设计了如下的实验。实验器材：课桌、铁架台、弹簧测力计，粗棉线，圆柱形铁棒，重物。请回答下列问题： （1）将铁架台置于水平桌面上，弹簧测力计挂在铁架台细杆上，考虑到本实验测摩擦力的方法，应将弹簧测力计在　竖直　（选填“竖直”或“水平”）方向上校零。将棉线的一端系在弹测力计挂钩上，另一端与重物相连，物体处于　静止　状态读数测力计示数为7.6 N。 （2）把铁棒固定在铁架台的底座上，将棉线在铁棒上绕1圈如图甲所示，此时弹簧测力计的示数为3 N，则棉线与铁棒之间的摩擦力为　4.6　N。 （3）小宇按紧密排列缠绕的方法，逐次增加棉线绕在铁棒上的圈数，如图乙所示，将相关数据记录并画出拉力的大小随绕绳圈数变化的大致图像，如图丙所示。由图丙可知，绕绳圈数越多，摩擦力越　大　，从影响滑动摩擦力大小的因素分析，增加绕绳圈数的实质是改变　压力大小　（选填“压力大小”或“接触面粗糙程度”）。 （4）放学后，小宇又想到，系鞋带系得越紧越不容易松脱是利用了　增大压力　的方法来增大摩擦力。给鞋子穿鞋带时，小宇又发现鞋上穿鞋带的孔一般都用金属套了个环，这样做的好处是通过改变　接触面粗糙程度　（选填“压力大小”或“接触面粗糙程度”）来减小摩擦力。 主题四：物理探究与实践 13.（6分）为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2＞h1，不考虑空气阻力。 （1）实验中是通过观察　木块移动的距离　来判断钢球的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择　甲、乙　两图所示实验来进行比较。 （2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能　＞　（选填“＞”“＜”或“＝”）木块克服摩擦力所做的功。 （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是　D　（填写序号）。 A.换质量更大的木块 B.降低钢球开始的高度 C.换质量大于m2的钢球 D.换质量小于m1的钢球 （4）小斌在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难以控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小明提供一种改进的实验方案：　将斜面换成斜槽　。 （5）小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间为t2，则通过时间较长的是小球 　A　（选填“A”或“B”）。 14.（6分）小明在探究杠杆平衡条件的实验中（每个钩码的重力均为G，杠杆上每格长度为a）。 （1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆　是　（选填“是”或“不是”）平衡状态，接下来小明向左调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止。 （2）如果小明同学面对甲图状况，没有调至水平平衡就匆忙进行乙图实验（弹簧测力计的挂钩钩在右侧第4格处），杠杆虽然此时水平平衡，但可以判断：2G·3a　大于　（选填“大于”“等于”或“小于”）F1·4a（F1是弹簧测力计的示数）。 （3）面对甲图状况，小华同学按正确的操作将杠杆调至水平平衡后，保持左侧钩码位置不变，然后将弹簧测力计的圆环用细线系在杠杆右侧第4格处，向下拉秤钩（如图丙）。记录下杠杆水平平衡时弹簧测力计示数F2，发现2G·3a＞F2·4a，不满足F1l1＝F2l2，原因是 　弹簧测力计有重力　。 （4）小明同学将甲图状况调节成水平平衡后，进行丁图实验（测力计挂钩钩在右侧第4格处）。 ①将弹簧测力计向右下方拉，示数为F3，力与水平方向成θ角，杠杆水平平衡； ②将该弹簧测力计的方向改为向左下方拉，示数为F4，力与水平方向成β角，杠杆水平平衡。若F3＞F4，则θ　＜　（选填“＞”“＝”或“＜”）β。 （5）小明继续探究如图戊杠杆，物体悬挂点在A，C点上升高度为h，此时机械效率为ηA，将物体悬挂点改在B，C点上升高度还是h，此时机械效率为ηB，则ηA　＜　（选填“＞”“＝”或“＜”）ηB，请说明理由：　额外功不变，有用功变大，机械效率变大　。 主题五：物理与应用 15.（6分）质量为2 t的汽车，在平直公路上以额定功率80 kW从静止开始运动，经15 s运动200 m恰好达到最大速度，接着匀速运动25 s关闭发动机，滑行100 m停下。v－t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求： （1）全程中汽车的所受阻力大小； （2）整个过程中发动机做的功； （3）汽车的最大速度v最大。 解：（1）全程中汽车所受的阻力： f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×2×103 kg×10 N/kg＝4×103 N。 （2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间t＝40 s，且在这段时间内发动机的功率不变，由P＝可得，整个过程中发动机做的功：W＝Pt＝80×103 W×40 s＝3.2×106 J。 （3）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，汽车的牵引力F＝f＝4×103 N， 由P＝＝＝Fv可得，汽车的最大速度：v最大＝＝＝20 m/s。 16.（8分）《宋史·方技传》中记载，“河中府浮梁，用铁牛八维之，一牛且数万斤。后水暴涨绝梁，牵牛没于河。募能出之者，怀丙以二大舟实土，夹牛维之。用大木为权衡状钓牛。徐去其土，舟浮牛出”。现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”，原理图如图所示，若某质量为M＝100 t、体积为V＝25 m3的轮船沉没在深h＝10 m的淡水湖底，一个浮筒的质量为m＝100 kg、体积为V0＝4 m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，求： （1）浮筒的密度； （2）水对湖底的压强； （3）轮船受到的浮力； （4）打捞沉船需要的最少浮筒数。 解：（1）浮筒的密度：ρ＝＝＝25 kg/m3； （2）水在湖底产生的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m＝1×105 Pa。 （3）轮船浸没在水中，排开水的体积V排1＝V＝25 m3， 轮船受到的浮力：F浮船＝ρ水gV排1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×25 m3＝2.5×105 N； （4）一个浮筒浸没在水中排开水的体积V排2＝V0＝4 m3， 每个浮筒浸没在水中受到的浮力： F浮筒＝ρ水gV排2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 m3＝4×104 N； 轮船的重力G船＝Mg＝100×103 kg×10 N/kg＝1×106 N， 每个浮筒的重力G浮筒＝mg＝100 kg×10 N/kg＝1×103 N， 假设需要n个浮筒刚好使轮船和浮筒上浮， 根据二力平衡可知，F浮船＋nF浮筒＝G船＋nG浮筒， 代入数据可得：2.5×105 N＋n×4×104 N＝1×106 N＋n×1×103 N； 解得：n≈19.2，所以打捞沉船最少需要20个浮筒。 17.（6分）阅读短文，回答问题。 变速自行车的奥秘 变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。如图所示是变速自行车的驱动结构，它与普通自行车的区别在于，它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成（普通自行车的后齿轮只有一个）。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。在爬坡时自行车受到的摩擦阻力较大，而在下坡时自行车受到的摩擦阻力较小，为了达到更好的骑行效果，变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径。 骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 （1）自行车轮胎上的花纹是通过增大　接触面的粗糙程度　来增大摩擦；刹车时是通过增大　压力　来增大摩擦。 （2）后齿轮和后车轮组成一个杠杆　费力　（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 （3）爬坡时，应将链条调整至半径较　大　（选填“大”或“小”）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的。 （4）自行车在水平道路上行驶时，后车轮所受的摩擦阻力约为30 N，一辆自行车后车轮的半径约为40 cm，若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5 cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为15 cm，脚踏板到轴心的长度为25 cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为　144　N；若人蹬脚踏板每秒转1周，则自行车的前进速度为　25.92　km/h。（π＝3） 18.（5分）当前，市场上出现了一种如图1所示L形防汛挡水板，侧视图如图2所示；L形挡水板可以非常有效地抵御洪水的袭击，如果尺寸设计合理，即使洪水达到了挡板的顶部，挡板依然非常稳固，不会滑动，也不会翻转。挡水板巧妙地利用地面对挡水板的摩擦力抵御洪水对挡水板竖直部分的水平推力，防止挡水板的滑动。 （1）挡水板底部设置有橡胶垫，其作用是　增大挡水板与地面间的摩擦力　；洪水袭击挡水板时，挡水板不滑动的原因是洪水对挡水板的水平冲击力　等于　（选填“大于”“等于”或“小于”）地面给挡水板的摩擦力，随着水位上升，挡水板对地面的压力将逐渐　增大　。 （2）在忽略挡水板自身重力的条件下，设挡水板的底部宽度为L，侧边高度为H，纵向长度为s，挡水板与水平地面之间的滑动摩擦力与挡水板对地面的压力成正比，即f滑＝μF压，设水的密度为ρ，则洪水达到竖直挡水板顶部时，挡水板与地面滑动时所受的摩擦力为　f滑＝μρgHsL　。（用题中所给字母表示） （3）洪水达到竖直挡水板顶部时，洪水对侧板的平均压强为ρgH，为了防止挡水板在地面上滑动，洪水对侧板施加的水平压力与地面给挡水板的滑动摩擦力要需满足F侧≤F滑，若μ＝0.71，则挡水板在水平方向不滑动时H、L满足的条件是H≤　1.42L　。 学科网（北京）股份有限公司 $$