专题07 科普阅读（3大考点）（北京专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年八年级物理下学期期末真题分类汇编

专题07 科普阅读 流体压强与流速关系的综合 1．(23-24八下·北京海淀区·期末)阅读《旋转的乒乓球》，回答问题。 旋转的乒乓球 气体和液体统称流体，流体中包含很多有趣的物理知识。来看一个实验：打开吹风机，让风竖直向上吹动，形成一段上升气柱，当在吹风机风筒上方的气柱上放置一个乒乓球时，我们发现乒乓球会悬浮在空中，如图甲所示，并且当乒乓球稍稍偏离竖直气柱的中央轴线时，乒乓球会自动回到气柱中央而保持高度几乎不变。上述实验现象可以用伯努利方程来解释，在流体中，流速大的位置压强小，流速小的位置压强大。伯努利方程可以解释很多生活中与流体有关的现象，比如汽车尾翼的设计、地铁安全线的设计等。 我们不妨进一步改进上述乒乓球的实验，如果我们将一个沿顺时针方向转动的乒乓球放置在上述气柱中，我们会发现乒乓球无法在气柱中保持静止状态，而是会向左运动，就好像乒乓球受到了一个水平向左的力，如图乙所示，这个现象被称作马格努斯效应，这个水平向左的力也被称作马格努斯力，它在一定程度上可以用伯努利方程来解释，由于乒乓球的旋转，带动乒乓球周围空气运动，最终使气流在乒乓球的左侧比其右侧的流速大，导致乒乓球右侧的压强较大，进而产生了一个水平向左的偏向力。马格努斯效应在体育中有很多的应用，比如乒乓球中的“弧圈球”，又比如有经验的足球运动员踢出的“香蕉球”，就是使踢出的足球边飞行、边旋转，从而使足球的轨迹是一条非常复杂的曲线。 根据上述材料，回答下列问题： （1）被足球运动员踢出的“香蕉球”，其在空中飞行时会受到 的作用（正确选项不止一个）； A ．重力    B．马格努斯力    C．脚对球的作用力 （2）图甲中，将吹风机水平向右缓缓移动时，乒乓球所受合力方向为 ； （3）下图中以水平初速度v0踢出的足球，有可能向上运动的是 （正确选项不止一个）。 A．  B． C．   D． 2．(23-24八下·北京西城区·期末)阅读下面的短文，并回答问题。 机翼与升力 2024年6月1日，中国东航使用国产C919大飞机执飞“香港—上海”商业包机航班，这是C919首次跨境商业飞行。 固定翼飞机在水平匀速飞行过程中，由发动机提供推力来克服阻力，由机翼产生升力来克服重力，使飞机在水平方向和竖直方向分别保持受力平衡，如图甲所示。 飞机机翼的形状一般设计成上表面呈弧线形，下表面较平（如图甲中机翼剖面），当空气流过机翼上、下表面时，由于流速的差异，使得上表面受到的空气压力小于下表面受到的空气压力，产生了升力。机翼产生的升力大小跟空气密度成正比，跟飞行速度的平方成正比，跟机翼面积成正比，跟升力系数成正比。其中，升力系数是度量机翼升力效率的参数，升力系数与机翼形状、迎角α（即机翼与空气流所成的角度，如图乙所示）等因素有关。升力系数跟迎角α的关系如图丙所示，迎角α越大，升力系数越大，但有一个临界值称之为“失速迎角”，飞机在超过这个角度的状态下飞行称为失速。由于迎角过大，飞机的升力系数显著减小，升力就会急剧减小，这是非常危险的。 飞机经过不同空域，海拔升高，空气密度减小，飞机受到的升力也会变小，这时就要通过改变其它影响升力的因素来相应调整，使飞机能够平稳的飞行。除此以外，飞机的每一个部件都各自承担一种主要功能，比如尾翼（包括垂尾和平尾）用来控制飞行的方向和保持飞行稳定。 大飞机的建造是一项综合复杂的超级工程，是综合国力的体现。C919第一次自主设计超临界机翼，就达到了世界先进水平，得到了国际同行的认可。C919正式商业运行以来，总体运行安全平稳有序，展现了良好的安全性、可靠性和舒适性。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）图甲中飞机机翼上方气流的速度 机翼下方气流的速度；（选填“大于”或“小于”） （2）飞机在超过 的状态下飞行，升力会急剧减小，是非常危险的； （3）飞机起飞时要在跑道上加速滑行，由机翼产生升力，使飞机离开跑道后能上升到规定的高度。请结合文中知识，简要分析其中的原因。( ) 3．(23-24八下·北京东城区·期末)请阅读《水上之翼》并回答问题。 水上之翼 水翼船是一种水上运输工具，是航空机翼理论在船舶上的推广应用。几乎在飞机发展的同时，就有人研究水翼船。 将类似于飞机机翼的水翼装在船身底下，一般有前、后水翼各一只。当船在水中高速航行时，水翼会让经过自己的水流向下偏转，水流就会反过来向上推动水翼，将沉重的船体部分或全部抬到水面之上，只有水翼、螺旋桨和舵等在水下，从而减少船在行驶过程中受到的阻力，提高船速。20世纪90年代，国产水翼船已成功投入水运行业，并以固定航线航行。 水翼船通常有浮航、起飞和翼航三个航态。每个航态对应不同的速度范围，相应有不同的阻力。浮航航态与普通船基本相同，只有靠、离码头和特大风浪中才处于此航态。起飞航态是短时间的过渡航态。当船体离开水面进入翼航状态后，随着航速的提高，水翼受到的水阻力和船身受到的空气阻力不断增加，当总阻力增大至与螺旋桨的推力相等，即达到翼航状态的最大航速。 与普通民用客货船相比，水翼船速度快，且耐风浪性能较好，有着多方面的显著优势。但现今存在的水翼船排水量大多不超过1000吨，并以近海航行为主，原因是要制造大型的水翼船或进一步提高船速，还存在困难，比如在制造船体和水翼的材料、功率大且经济性好的动力装置等方面还存在技术难题。 请根据上述材料，回答下列问题 （1）文中画横线语句的描述对应的物理规律是 ； （2）水翼船在翼航航态下，达到最大航速时，其受到的总阻力 （选填“大于”“等于”或“小于”）螺旋桨的推力； （3）有人设计了一款水翼船模型，如图所示，其水翼安装正确的是 ； A． B． C． D． （4）若想建造载货量更大的水翼船，可以从哪些方面进行改进，请你提出一条改进建议 。 浮力的综合 1．(23-24八下·北京朝阳区·期末)请根据上述材料，回答下列问题： 高空科学探测重器——“极目一号” 2022年5月15日，由中国科学院研制的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，如图甲所示，从海拔4300米的珠峰科考基地升空，达到了海拔9032米，创造了浮空艇大气科学观测的新纪录，由此成为大国重器家族的新成员。 “极目一号”浮空艇的专业名字叫系留气球，“系留”表明它是由系缆约束的，下方与起固定作用的锚泊车连接，如图乙所示，通过收放锚泊车上的系缆长度来控制系留气球的工作高度。这种方式有点像放风筝，但它跟风筝升空的原理又不太相同，主要靠浮力升空，而放风筝必须在风天，是需要一定的风力来升空的。 在青藏高原科考，为什么要用“极目一号”这种特殊的浮空器？因为在高原地区，垂直剖面气象观测一直是一个难题，其他航空器无法长时间悬停而且会对大气环境造成干扰，影响测量准确度。而“极目一号”具有飞得高、定得住、测得准、驻空久等众多优点，填补了青藏高原科考的空白。 青藏高原地区的9000米高度处于低温、低压、高风速等极端环境，这对于浮空艇提出了巨大挑战。“极目一号”如鲸鱼般流线型的身姿，有利于在高空中维持艇体的稳定性。球体蒙皮材料由抗拉强度高、密度小的高分子复合织物做成，采用多层结构形式，可以耐-70℃低温，并可减少内部气体泄漏。“极目一号”充满气体后的体积约为9060立方米，为了保证安全，系留气球上升、下降、悬停过程中必须维持一定的压差：一方面是因为有了足够大的内压，气球的球体才能维持一定的刚度，以抵抗较大的风力；另一方面，若内压不足，在球体下方挂载设备箱等重物时产生的拉力容易对球体造成损伤。调压秘诀就在于它有两个气囊，一个是主气囊，内部主要充有氦气；还有一个副气囊，里面充有空气，如图丙所示。在气球的上升或下降过程中，科研人员通过调节副气囊的空气量就可以控制系留气球的压差。 浮空艇作为理想的科学观测平台，拥有广阔的应用潜力，在对地观测、气象探测、灾害监测等领域，已初露峥嵘，未来可期。 请阅读《高空科学探测重器——“极目一号”》并回答题。 （1）“极目一号”通过调节 来控制工作高度； A．浮力大小　　B．重力大小 C．系缆长度　　D．副气囊内的空气量 （2）系留气球主气囊内部所充氦气的密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）空气的密度； （3）若向副气囊内注入空气，则“极目一号”正处于 （“高度上升”或“高度下降”）过程，你判断的理由是 。 2．(23-24八下·北京第二中学·期末)阅读文章，回答下列问题： 潜水有很多种，潜水员要随身携带气罐的方式叫水肺潜水。金属气罐是潜水员携带的最重物品，能够让潜水员呼吸一小时左右，但是除了气罐，根据不同使用需求，潜水时还要配备许多其他装备。 人在呼吸时肺部大小会随之发生变化，吸气时胸部扩张、呼气时胸部收缩，导致人的体积也会随呼吸而增大和减小，因此潜水员主要通过调整呼吸实现上浮和下潜，但是无论上浮还是下潜都不能太快，避免水压剧烈变化对身体造成不良影响，但是上浮下潜过程中，水压会随深度变化而发生变化，所以人的体积也会随之而变，浮力大小难以维持稳定不变，因此潜水员在调整呼吸的同时，还要使用一个被称为浮力控制装置（BCD）对浮力进行微调，帮助潜水员实现在某一深度处悬浮、缓慢下潜或上浮。 BCD是什么呢？如果在没有装备的情况下在水中保持不动，人的身体很难保持长时间稳定，这是因为身体不同部位的密度不同造成的，这时BCD就能发挥作用，它能帮助身体保持稳定。其结构如图所示，如果潜水员打开充气阀，充排气管可以将气罐内空气传输至气囊中；如果打开排气阀，气囊中的空气可以从排气口直接排出。当自水中上升时，由于深度减小，水的压强下降，BCD内空气会膨胀，所以BCD都配备有一个防爆泄压阀来减少BCD破裂的可能性，它通常会在气囊内部压强过大时自动打开。 （1）身体不同部位的密度不同，例如人体组织中肌肉的密度较大，而脂肪密度较小，因此在水中， 含量多的部位更倾向于漂浮（选填“脂肪”或“肌肉”）； （2）当潜水员在水下准备进一步下潜时，应当 （选填“吸气”或“呼气”）； （3）当潜水员从水下上浮过程中（未露出水面前），为了保持上浮速度缓慢而稳定，应对BCD气囊适当 （选填“充气”或“排气”）。 （4）请你推测制作BCD气囊的材料需要具备哪些特点？ 3．(23-24八下·北京朝阳区人朝分实验学校·期末)阅读《“奋斗者”号》并回答题。 “奋斗者”号 深遂的海底世界充满了神秘与未知，驱动着人类孜孜不倦地探索。2012年6月24日，“蛟龙”号载人深潜器下潜7020米新纪录诞生。在此后的八年时间中，我国科研团队攻坚克难，不断探索，终于在2020年11月10日，“奋斗者”号载人深潜器（如图所示）成功下潜10909m，刷新了我国载人深潜的新纪录。 “奋斗者”号的载人舱设计为球形，如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来，从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料，为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳，它比“蛟龙”号更抗压，实现了下潜更大的深度。载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求密度小，还要抗很大的水压。“奋斗者”号使用的固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠，这个玻璃微珠中间是空心的，密度只有水的30%。固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。 某次执行任务时，在“奋斗者”号的外部挂好2t的压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停。当完成工作后，潜航员再抛掉剩余的压载铁，实现上浮。可见，无论是下潜、悬停、还是上浮，压载铁的作用都是巨大的。 目前，中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘，保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。让我们保持奋斗的状态，继续向深海进发！ （已知铁的密度，海水的密度，。） 请根据上述材料回答下列问题： （1）“奋斗者”号的载人舱设计为球形结构，其目的是 ； （2）“奋斗者”号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料，其目的是 ； A．增大浮力    B．减小重力    C．更加抗压 （3）请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时，实现上浮的原因 。 4．(23-24八下·北京石景山区·期末)请阅读《漏刻》并回答。 漏刻 漏刻是我国古代的一种计时工具，漏，指漏壶；刻，指箭刻，放置在漏壶内以标计时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象，发现水的流失与时间的流逝有一定的关系，受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。 泄水型的沉箭漏如图甲所示，它只有一个漏水壶，在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔，壶中有一只插有直立漏箭的浮舟，浮舟漂浮在水面上。使用时，壶中的水由小孔流至壶外，漏箭随之逐渐下降，由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中，随着漏水壶中液面的下降，滴水速度也会下降，导致计时存在较大误差。 受水型的浮箭漏的发明晚于泄水型的沉箭漏。早期的受水型的浮箭漏如图乙所示，它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶，受水壶上固定一把铜尺，铜尺上刻有十二时辰，受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟，浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后，受水壶中的水位升高，浮箭被慢慢托起，根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降，滴水速度也会下降，计时准确度并未得到大幅提高。 实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品，有三只播水壶，分别称为日壶、月壶和星壶。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定，从而大大提高了测量的准确性。 漏刻作为我国古代重要的计时工具，不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力，而且对后世的计时技术产生了深远影响。 请根据上述材料，回答下列问题。 （1）除了漏刻，请你写出一个我国古代的计时工具 ； （2）受水型的浮箭漏工作时，浮舟随着水位升高，受到的浮力 ；（选填“变大”“不变”或“变小”） （3）科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏，如图a是沉箭漏的“漏箭”示意图，如图b是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8：00”所在的位置，则应将上午“7：00”标在“漏箭”的 处，标在“铜尺”的 处。（均选填“A”或“B”） 杠杆的综合 1．(23-24八下·北京丰台区·期末)如图甲所示的杆秤是中国古老的衡量工具，它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。在交易中，卖家将货物挂在称钩上，提起秤纽后移动秤砣直到秤杆在水平位置静止，便可通过读取秤杆上的刻度得知货物质量；称量不同货物，相应调整秤砣的位置，秤杆在水平位置再次静止，就能读出该货物的质量。小京发现杆秤的结构可以抽象为杠杆模型，秤纽位置为支点。请结合杠杆模型及杆秤的使用过程，回答下列问题： （1）提出一个可探究的科学问题： 。 （2）小京利用如图乙所示装置进行深入探究，为了避免杠杆自重的影响，他将质量分布均匀的杠杆中心位置挂于铁架台的支架上，左右分别挂钩码（每个钩码质量均相等），已知杠杆上相邻刻度间的距离相等。若在A位置增加一个钩码，则需要将右侧B位置的两个钩码移动到 （选填“C”或“D”）位置，才能够使杠杆依旧保持水平平衡。 （3）他还发现杆秤上有两个秤纽。称量不同物体时，秤砣最远可移到E点。如图丙所示，提起B处秤纽，杆秤能称量物体的最大质量为；提起C处秤纽，杆秤能称量物体的最大质量为。若秤杆、秤纽、秤钩的质量忽略不计。则 选填“>”或“<”）。 2．(23-24八下·北京大兴区·期末)阅读《中国古代农具一桔槔》，回答问题。 中国古代农具一桔槔 桔槔俗称“吊杆”“称杆”，是一种原始的汲水工具。桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆，如图甲所示。桔槔上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，相当于支点，横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬挂一块很重的石头（配重）。当不提水时，横长杆的绑重石的一端位置较低，横长杆的汲器一端位置较高；当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升，当汲器装满水后，人缓缓放开绳子，通过另一端石头下降，就可将汲器提升。人这样汲水过程的主要用力方向是向下，因而给人以轻松的感觉，大大减少了人们提水的疲劳程度。 这种提水工具，是中国古代社会的一种重要灌溉机械。在我国南方一些地区，至今仍然保留了用桔槔汲水的做法。 根据上述材料，回答下列问题。 （1）当汲器上升时，它的重力势能____________ （选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）图乙是一种桔槔的简化模型，图中O是支点，BO=1m，AO=2m，假定空水桶重20N，石头重200N，水桶最大装水量为75N，不计横杆和细绳的重力。人用这个桔槔沿竖直方向提起一满桶水，使杠杆保持水平平衡时： ①杠杆A端受到绳子向下的拉力是________N； ②人施加力的大小是________N，方向是________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 科普阅读 流体压强与流速关系的综合 1．(23-24八下·北京海淀区·期末)阅读《旋转的乒乓球》，回答问题。 旋转的乒乓球 气体和液体统称流体，流体中包含很多有趣的物理知识。来看一个实验：打开吹风机，让风竖直向上吹动，形成一段上升气柱，当在吹风机风筒上方的气柱上放置一个乒乓球时，我们发现乒乓球会悬浮在空中，如图甲所示，并且当乒乓球稍稍偏离竖直气柱的中央轴线时，乒乓球会自动回到气柱中央而保持高度几乎不变。上述实验现象可以用伯努利方程来解释，在流体中，流速大的位置压强小，流速小的位置压强大。伯努利方程可以解释很多生活中与流体有关的现象，比如汽车尾翼的设计、地铁安全线的设计等。 我们不妨进一步改进上述乒乓球的实验，如果我们将一个沿顺时针方向转动的乒乓球放置在上述气柱中，我们会发现乒乓球无法在气柱中保持静止状态，而是会向左运动，就好像乒乓球受到了一个水平向左的力，如图乙所示，这个现象被称作马格努斯效应，这个水平向左的力也被称作马格努斯力，它在一定程度上可以用伯努利方程来解释，由于乒乓球的旋转，带动乒乓球周围空气运动，最终使气流在乒乓球的左侧比其右侧的流速大，导致乒乓球右侧的压强较大，进而产生了一个水平向左的偏向力。马格努斯效应在体育中有很多的应用，比如乒乓球中的“弧圈球”，又比如有经验的足球运动员踢出的“香蕉球”，就是使踢出的足球边飞行、边旋转，从而使足球的轨迹是一条非常复杂的曲线。 根据上述材料，回答下列问题： （1）被足球运动员踢出的“香蕉球”，其在空中飞行时会受到 的作用（正确选项不止一个）； A ．重力    B．马格努斯力    C．脚对球的作用力 （2）图甲中，将吹风机水平向右缓缓移动时，乒乓球所受合力方向为 ； （3）下图中以水平初速度v0踢出的足球，有可能向上运动的是 （正确选项不止一个）。 A．  B． C．   D． 【答案】AB 水平向右 AD 【来源】北京市海淀区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题 【解析】（1）[1]被足球运动员踢出的“香蕉球”，受到竖直向下的重力，又由于前方空气流速大，足球在旋转过程中会产生马格努斯效应，受到马格努斯力，但脚与球已经脱离了接触，所以脚对足球没有力的作用。故AB符合题意，C不符合题意。 故选AB。 （2）[2]图甲中，将吹风机水平向右缓缓移动时，乒乓球右侧空气流速大，压强小，所以乒乓球会受到水平向右的合力。 （3）[3]A．如图，足球顺时针转动，带动上方空气向右运动，下方空气向左运动，风的方向水平向右，会使得足球上方空气流速大于下方，所以上方压强小，若产生向上的压力差大于自身重力，则足球会向上运动，故A符合题意； B．如图，足球逆时针转动，带动上方空气向左运动，下方空气向右运动，风的方向水平向右，会使得足球上方空气流速小于下方，所以下方压强小，产生向下的压力差，重力也是竖直向下的，所以足球会向下运动，故B不符合题意； C．如图，足球顺时针转动，带动上方空气向右运动，下方空气向左运动，风的方向水平向左，会使得足球上方空气流速小于下方，所以下方压强小，产生向下的压力差，重力也是竖直向下的，所以足球会向下运动，故C不符合题意； D．如图，足球逆时针转动，带动上方空气向左运动，下方空气向右运动，风的方向水平向左，会使得足球上方空气流速大于下方，所以上方压强小，产生向上的压力差，若产生向上的压力差大于自身重力，则足球会向上运动，故D符合题意。 故选AD。 2．(23-24八下·北京西城区·期末)阅读下面的短文，并回答问题。 机翼与升力 2024年6月1日，中国东航使用国产C919大飞机执飞“香港—上海”商业包机航班，这是C919首次跨境商业飞行。 固定翼飞机在水平匀速飞行过程中，由发动机提供推力来克服阻力，由机翼产生升力来克服重力，使飞机在水平方向和竖直方向分别保持受力平衡，如图甲所示。 飞机机翼的形状一般设计成上表面呈弧线形，下表面较平（如图甲中机翼剖面），当空气流过机翼上、下表面时，由于流速的差异，使得上表面受到的空气压力小于下表面受到的空气压力，产生了升力。机翼产生的升力大小跟空气密度成正比，跟飞行速度的平方成正比，跟机翼面积成正比，跟升力系数成正比。其中，升力系数是度量机翼升力效率的参数，升力系数与机翼形状、迎角α（即机翼与空气流所成的角度，如图乙所示）等因素有关。升力系数跟迎角α的关系如图丙所示，迎角α越大，升力系数越大，但有一个临界值称之为“失速迎角”，飞机在超过这个角度的状态下飞行称为失速。由于迎角过大，飞机的升力系数显著减小，升力就会急剧减小，这是非常危险的。 飞机经过不同空域，海拔升高，空气密度减小，飞机受到的升力也会变小，这时就要通过改变其它影响升力的因素来相应调整，使飞机能够平稳的飞行。除此以外，飞机的每一个部件都各自承担一种主要功能，比如尾翼（包括垂尾和平尾）用来控制飞行的方向和保持飞行稳定。 大飞机的建造是一项综合复杂的超级工程，是综合国力的体现。C919第一次自主设计超临界机翼，就达到了世界先进水平，得到了国际同行的认可。C919正式商业运行以来，总体运行安全平稳有序，展现了良好的安全性、可靠性和舒适性。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）图甲中飞机机翼上方气流的速度 机翼下方气流的速度；（选填“大于”或“小于”） （2）飞机在超过 的状态下飞行，升力会急剧减小，是非常危险的； （3）飞机起飞时要在跑道上加速滑行，由机翼产生升力，使飞机离开跑道后能上升到规定的高度。请结合文中知识，简要分析其中的原因。( ) 【答案】大于 失速迎角 见解析 【来源】北京市西城区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题 【解析】（1）[1]在流体中，流速越大的位置，压强越小；机翼上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，这样机翼的上表面受到的压力比下表面小，产生向上的升力。 （2）[2]根据原文：升力系数跟迎角α的关系如图丙所示，迎角α越大，升力系数越大，但有一个临界值称之为“失速迎角”，飞机在超过这个角度的状态下飞行称为失速。由于迎角过大，飞机的升力系数显著减小，升力就会急剧减小，这是非常危险的。 （3）[3]飞机在跑道上加速滑行时，飞机相对空气向前运动，空气相对飞机向后运动。飞机机翼的形状一般设计成上表面呈弧线形，下表面较平，当空气流过机翼上、下表面时，由于流速的差异，使得上表面受到的空气压力小于下表面受到的空气压力，产生了升力。机翼产生的升力大小跟飞机的飞行速度的平方成正比，飞机的飞行速度增大，机翼产生的升力就会明显增大，所以飞机离开跑道后能上升到规定的高度。 3．(23-24八下·北京东城区·期末)请阅读《水上之翼》并回答问题。 水上之翼 水翼船是一种水上运输工具，是航空机翼理论在船舶上的推广应用。几乎在飞机发展的同时，就有人研究水翼船。 将类似于飞机机翼的水翼装在船身底下，一般有前、后水翼各一只。当船在水中高速航行时，水翼会让经过自己的水流向下偏转，水流就会反过来向上推动水翼，将沉重的船体部分或全部抬到水面之上，只有水翼、螺旋桨和舵等在水下，从而减少船在行驶过程中受到的阻力，提高船速。20世纪90年代，国产水翼船已成功投入水运行业，并以固定航线航行。 水翼船通常有浮航、起飞和翼航三个航态。每个航态对应不同的速度范围，相应有不同的阻力。浮航航态与普通船基本相同，只有靠、离码头和特大风浪中才处于此航态。起飞航态是短时间的过渡航态。当船体离开水面进入翼航状态后，随着航速的提高，水翼受到的水阻力和船身受到的空气阻力不断增加，当总阻力增大至与螺旋桨的推力相等，即达到翼航状态的最大航速。 与普通民用客货船相比，水翼船速度快，且耐风浪性能较好，有着多方面的显著优势。但现今存在的水翼船排水量大多不超过1000吨，并以近海航行为主，原因是要制造大型的水翼船或进一步提高船速，还存在困难，比如在制造船体和水翼的材料、功率大且经济性好的动力装置等方面还存在技术难题。 请根据上述材料，回答下列问题 （1）文中画横线语句的描述对应的物理规律是 ； （2）水翼船在翼航航态下，达到最大航速时，其受到的总阻力 （选填“大于”“等于”或“小于”）螺旋桨的推力； （3）有人设计了一款水翼船模型，如图所示，其水翼安装正确的是 ； A． B． C． D． （4）若想建造载货量更大的水翼船，可以从哪些方面进行改进，请你提出一条改进建议 。 【答案】力的作用是相互的 等于 D 见解析 【来源】北京市东城区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题 【解析】（1）[1]水翼会让经过自己的水流向下偏转，此时水翼给水流一个作用力，水流就会反过来向上推动水翼，说明力的作用是相互的。 （2）[2]由“当船体离开水面进入翼航状态后，随着航速的提高，水翼受到的水阻力和船身受到的空气阻力不断增加，当总阻力增大至与螺旋桨的推力相等，即达到翼航状态的最大航速”可知，水翼船在翼航状态下，达到最大航速时，其受到的总阻力等于螺旋桨的推力。 （3）[3]水翼上方向上凸起，水流的流速大，压强小，船受到一个向上的升力。 故选D。 （4）[4]若想建造载货量更大的水翼船，可以采用密度更小的材料来建造船身，减轻自身重力，在浮力一定时，可以装载质量更大的货物。 浮力的综合 1．(23-24八下·北京朝阳区·期末)请根据上述材料，回答下列问题： 高空科学探测重器——“极目一号” 2022年5月15日，由中国科学院研制的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，如图甲所示，从海拔4300米的珠峰科考基地升空，达到了海拔9032米，创造了浮空艇大气科学观测的新纪录，由此成为大国重器家族的新成员。 “极目一号”浮空艇的专业名字叫系留气球，“系留”表明它是由系缆约束的，下方与起固定作用的锚泊车连接，如图乙所示，通过收放锚泊车上的系缆长度来控制系留气球的工作高度。这种方式有点像放风筝，但它跟风筝升空的原理又不太相同，主要靠浮力升空，而放风筝必须在风天，是需要一定的风力来升空的。 在青藏高原科考，为什么要用“极目一号”这种特殊的浮空器？因为在高原地区，垂直剖面气象观测一直是一个难题，其他航空器无法长时间悬停而且会对大气环境造成干扰，影响测量准确度。而“极目一号”具有飞得高、定得住、测得准、驻空久等众多优点，填补了青藏高原科考的空白。 青藏高原地区的9000米高度处于低温、低压、高风速等极端环境，这对于浮空艇提出了巨大挑战。“极目一号”如鲸鱼般流线型的身姿，有利于在高空中维持艇体的稳定性。球体蒙皮材料由抗拉强度高、密度小的高分子复合织物做成，采用多层结构形式，可以耐-70℃低温，并可减少内部气体泄漏。“极目一号”充满气体后的体积约为9060立方米，为了保证安全，系留气球上升、下降、悬停过程中必须维持一定的压差：一方面是因为有了足够大的内压，气球的球体才能维持一定的刚度，以抵抗较大的风力；另一方面，若内压不足，在球体下方挂载设备箱等重物时产生的拉力容易对球体造成损伤。调压秘诀就在于它有两个气囊，一个是主气囊，内部主要充有氦气；还有一个副气囊，里面充有空气，如图丙所示。在气球的上升或下降过程中，科研人员通过调节副气囊的空气量就可以控制系留气球的压差。 浮空艇作为理想的科学观测平台，拥有广阔的应用潜力，在对地观测、气象探测、灾害监测等领域，已初露峥嵘，未来可期。 请阅读《高空科学探测重器——“极目一号”》并回答题。 （1）“极目一号”通过调节 来控制工作高度； A．浮力大小　　B．重力大小 C．系缆长度　　D．副气囊内的空气量 （2）系留气球主气囊内部所充氦气的密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）空气的密度； （3）若向副气囊内注入空气，则“极目一号”正处于 （“高度上升”或“高度下降”）过程，你判断的理由是 。 【答案】C 小于 高度下降 向副气囊中注入空气，使内压增加，以维持一定的内外压差，说明外压增加，说明气球高度降低 【来源】 北京市朝阳区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题 【解析】（1）[1] 由原文可知：如图乙所示，通过收放锚泊车上的系缆长度来控制系留气球的工作高度。 故选B。 （2）[2] 浮空艇靠浮力升空，主气囊内是氦气，副气囊内是空气，由物体的浮沉条件可知，氦气的密度小于空气。 （3）[3][4] 调压秘诀就在于它有两个气囊，一个是主气囊，内部主要充有氦气；还有一个副气囊，里面充有空气，如图丙所示。在气球的上升或下降过程中，科研人员通过调节副气囊的空气量就可以控制系留气球的压差。氦气的密度远小于空气，向副气囊内注入空气时“极目一号”浮力不变，自身重力会增大，会往下沉，高度下降。 2．(23-24八下·北京第二中学·期末)阅读文章，回答下列问题： 潜水有很多种，潜水员要随身携带气罐的方式叫水肺潜水。金属气罐是潜水员携带的最重物品，能够让潜水员呼吸一小时左右，但是除了气罐，根据不同使用需求，潜水时还要配备许多其他装备。 人在呼吸时肺部大小会随之发生变化，吸气时胸部扩张、呼气时胸部收缩，导致人的体积也会随呼吸而增大和减小，因此潜水员主要通过调整呼吸实现上浮和下潜，但是无论上浮还是下潜都不能太快，避免水压剧烈变化对身体造成不良影响，但是上浮下潜过程中，水压会随深度变化而发生变化，所以人的体积也会随之而变，浮力大小难以维持稳定不变，因此潜水员在调整呼吸的同时，还要使用一个被称为浮力控制装置（BCD）对浮力进行微调，帮助潜水员实现在某一深度处悬浮、缓慢下潜或上浮。 BCD是什么呢？如果在没有装备的情况下在水中保持不动，人的身体很难保持长时间稳定，这是因为身体不同部位的密度不同造成的，这时BCD就能发挥作用，它能帮助身体保持稳定。其结构如图所示，如果潜水员打开充气阀，充排气管可以将气罐内空气传输至气囊中；如果打开排气阀，气囊中的空气可以从排气口直接排出。当自水中上升时，由于深度减小，水的压强下降，BCD内空气会膨胀，所以BCD都配备有一个防爆泄压阀来减少BCD破裂的可能性，它通常会在气囊内部压强过大时自动打开。 （1）身体不同部位的密度不同，例如人体组织中肌肉的密度较大，而脂肪密度较小，因此在水中， 含量多的部位更倾向于漂浮（选填“脂肪”或“肌肉”）； （2）当潜水员在水下准备进一步下潜时，应当 （选填“吸气”或“呼气”）； （3）当潜水员从水下上浮过程中（未露出水面前），为了保持上浮速度缓慢而稳定，应对BCD气囊适当 （选填“充气”或“排气”）。 （4）请你推测制作BCD气囊的材料需要具备哪些特点？ 【答案】脂肪 呼气 排气 弹性好，防水 【来源】北京市第二中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试题 【解析】（1）[1]因为人体组织中肌肉的密度较大，而脂肪密度较小，所以脂肪含量多的部位密度小于水的密度，更倾向于漂浮。 （2）[2]当潜水员在水下准备进一步下潜时，此时需要重力大于浮力，而人的重力不变，可以通过呼气使人的体积减小，排开水的体积小，根据可知，浮力变小，小于自身重力就可以下潜了。 （3）[3]当潜水员从水下上浮过程中，由于深度减小，水的压强下降，BCD内空气会膨胀，BCD气囊的体积变大，浮力变大，此时需要放气使BCD气囊体积变小，浮力变小，保持上浮速度缓慢而稳定。 （4）[4]由短文中的信息可推测制作BCD气囊的材料需要具有较好的弹性和防水性，使BCD气囊变大或变小。 3．(23-24八下·北京朝阳区人朝分实验学校·期末)阅读《“奋斗者”号》并回答题。 “奋斗者”号 深遂的海底世界充满了神秘与未知，驱动着人类孜孜不倦地探索。2012年6月24日，“蛟龙”号载人深潜器下潜7020米新纪录诞生。在此后的八年时间中，我国科研团队攻坚克难，不断探索，终于在2020年11月10日，“奋斗者”号载人深潜器（如图所示）成功下潜10909m，刷新了我国载人深潜的新纪录。 “奋斗者”号的载人舱设计为球形，如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来，从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料，为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳，它比“蛟龙”号更抗压，实现了下潜更大的深度。载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求密度小，还要抗很大的水压。“奋斗者”号使用的固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠，这个玻璃微珠中间是空心的，密度只有水的30%。固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。 某次执行任务时，在“奋斗者”号的外部挂好2t的压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停。当完成工作后，潜航员再抛掉剩余的压载铁，实现上浮。可见，无论是下潜、悬停、还是上浮，压载铁的作用都是巨大的。 目前，中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘，保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。让我们保持奋斗的状态，继续向深海进发！ （已知铁的密度，海水的密度，。） 请根据上述材料回答下列问题： （1）“奋斗者”号的载人舱设计为球形结构，其目的是 ； （2）“奋斗者”号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料，其目的是 ； A．增大浮力    B．减小重力    C．更加抗压 （3）请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时，实现上浮的原因 。 【答案】分散压力 B 见解析 【来源】北京市朝阳区人朝分实验学校2023-2024学年八年级下学期期末物理试题 【解析】（1）[1]奋斗者号的载人舱设计为球形结构，球形结构可以将深海的压力向四周分散开来，从而可以承受更大的压力。故其目的是分散深海的压力。 （2）[2]由材料知，固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠，这个玻璃微珠中间是空心的，密度只有水的30%，奋斗者号的体积是一定的，使用较小密度的材料，可以减小重力。而奋斗者号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料，为奋斗者号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳，它比蛟龙号更抗压，实现了下潜更大的深度。所以钛合金新材料是为了更抗压。奋斗者号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料，其目的是减小重力。故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （3）[3]实现上浮的原因，执行任务时，在奋斗者号的外部挂好2t的压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，奋斗者号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停，此时F浮=G。当完成工作后，潜航员再抛掉剩余的压载铁，抛掉剩余铁块时，自重减小，此时F浮>G，物体上浮。 4．(23-24八下·北京石景山区·期末)请阅读《漏刻》并回答。 漏刻 漏刻是我国古代的一种计时工具，漏，指漏壶；刻，指箭刻，放置在漏壶内以标计时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象，发现水的流失与时间的流逝有一定的关系，受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。 泄水型的沉箭漏如图甲所示，它只有一个漏水壶，在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔，壶中有一只插有直立漏箭的浮舟，浮舟漂浮在水面上。使用时，壶中的水由小孔流至壶外，漏箭随之逐渐下降，由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中，随着漏水壶中液面的下降，滴水速度也会下降，导致计时存在较大误差。 受水型的浮箭漏的发明晚于泄水型的沉箭漏。早期的受水型的浮箭漏如图乙所示，它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶，受水壶上固定一把铜尺，铜尺上刻有十二时辰，受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟，浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后，受水壶中的水位升高，浮箭被慢慢托起，根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降，滴水速度也会下降，计时准确度并未得到大幅提高。 实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品，有三只播水壶，分别称为日壶、月壶和星壶。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定，从而大大提高了测量的准确性。 漏刻作为我国古代重要的计时工具，不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力，而且对后世的计时技术产生了深远影响。 请根据上述材料，回答下列问题。 （1）除了漏刻，请你写出一个我国古代的计时工具 ； （2）受水型的浮箭漏工作时，浮舟随着水位升高，受到的浮力 ；（选填“变大”“不变”或“变小”） （3）科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏，如图a是沉箭漏的“漏箭”示意图，如图b是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8：00”所在的位置，则应将上午“7：00”标在“漏箭”的 处，标在“铜尺”的 处。（均选填“A”或“B”） 【答案】日晷 不变 B B 【来源】北京市石景山区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题 【解析】（1）[1]我国古代常用日晷计时。 （2）[2]受水型的浮箭漏工作时，随着水位升高，浮舟始终漂浮在水面上，浮力始终等于重力，重力不变，浮力不变。 （3）[3][4]由材料信息得，上午“7：00”比上午“8：00”，漏水壶的水面较高，受水壶的水面较低，则应将上午“7：00”标在“漏箭”的B处，标在“铜尺”的B处。 杠杆的综合 1．(23-24八下·北京丰台区·期末)如图甲所示的杆秤是中国古老的衡量工具，它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。在交易中，卖家将货物挂在称钩上，提起秤纽后移动秤砣直到秤杆在水平位置静止，便可通过读取秤杆上的刻度得知货物质量；称量不同货物，相应调整秤砣的位置，秤杆在水平位置再次静止，就能读出该货物的质量。小京发现杆秤的结构可以抽象为杠杆模型，秤纽位置为支点。请结合杠杆模型及杆秤的使用过程，回答下列问题： （1）提出一个可探究的科学问题： 。 （2）小京利用如图乙所示装置进行深入探究，为了避免杠杆自重的影响，他将质量分布均匀的杠杆中心位置挂于铁架台的支架上，左右分别挂钩码（每个钩码质量均相等），已知杠杆上相邻刻度间的距离相等。若在A位置增加一个钩码，则需要将右侧B位置的两个钩码移动到 （选填“C”或“D”）位置，才能够使杠杆依旧保持水平平衡。 （3）他还发现杆秤上有两个秤纽。称量不同物体时，秤砣最远可移到E点。如图丙所示，提起B处秤纽，杆秤能称量物体的最大质量为；提起C处秤纽，杆秤能称量物体的最大质量为。若秤杆、秤纽、秤钩的质量忽略不计。则 选填“>”或“<”）。 【答案】杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积是否相等？（答案不唯一，合理即可）） D > 【来源】北京市丰台区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题 【解析】（1）[1]在杆秤的使用过程中，观察到当秤砣的位置改变时，秤杆能够保持水平平衡，因此，可以提出一个可探究的科学问题：杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积是否相等？ （2）[2]在图乙所示的装置中，设每个钩码重为G，杠杆上每格长为L，当图乙杠杆平衡时，根据杠杆平衡原理有 若在A位置增加一个钩码，设需要将右侧B位置的两个钩码移动到的格数为n，根据杠杆平衡原理有 解方程得n=4，故需要将右侧B位置的两个钩码移动到D位置，才能够使杠杆依旧保持水平平衡。 （3）[3]提起B处的秤纽时，杆秤能称量物体的最大质量为m1，物体重力力臂为LAB；秤砣质量为m秤砣，秤砣重力力臂为LBE；由杠杆平衡条件可得 G1LAB=G秤砣LBE m1LAB=m秤砣LBE ……① 提起C处的秤纽时，杆秤能称量物体的最大质量为m2，物体重力力臂为LAC；秤砣质量为m秤砣，秤砣重力力臂为LCE；由杠杆平衡条件可得 G2LAC=G秤砣LCE m2LAC=m秤砣LCE ……② 由图知，LBE＞LCE，LAB＜LAC，所以，由①②可得 m1＞m2 2．(23-24八下·北京大兴区·期末)阅读《中国古代农具一桔槔》，回答问题。 中国古代农具一桔槔 桔槔俗称“吊杆”“称杆”，是一种原始的汲水工具。桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆，如图甲所示。桔槔上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，相当于支点，横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬挂一块很重的石头（配重）。当不提水时，横长杆的绑重石的一端位置较低，横长杆的汲器一端位置较高；当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升，当汲器装满水后，人缓缓放开绳子，通过另一端石头下降，就可将汲器提升。人这样汲水过程的主要用力方向是向下，因而给人以轻松的感觉，大大减少了人们提水的疲劳程度。 这种提水工具，是中国古代社会的一种重要灌溉机械。在我国南方一些地区，至今仍然保留了用桔槔汲水的做法。 根据上述材料，回答下列问题。 （1）当汲器上升时，它的重力势能____________ （选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）图乙是一种桔槔的简化模型，图中O是支点，BO=1m，AO=2m，假定空水桶重20N，石头重200N，水桶最大装水量为75N，不计横杆和细绳的重力。人用这个桔槔沿竖直方向提起一满桶水，使杠杆保持水平平衡时： ①杠杆A端受到绳子向下的拉力是________N； ②人施加力的大小是________N，方向是________。 【答案】增大 95 10 竖直向上 【来源】 北京市大兴区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题 【解析】（1）[1] 当汲器上升时，质量不变，高度增大，重力势能增大。 （2）[2] 一满桶水总的重力 杠杆A端受到绳子向下的拉力就等于总的重力95N。 [3][4]杠杆保持水平平衡时，杠杆的力臂分别为BO、AO，A端绳子向下的拉力为F2，B端绳子向下的拉力为F1，根据杠杆平衡原理，代入数据可得 石头重200N，故人应该竖直向上给力，大小为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$