精品解析：广东省深圳市龙岗区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题

龙岗区2024-2025 学年第二学期期末质量监测试题 八年级物理 注意事项： 1.本试卷共8页，满分70分，考试时间60分钟。 2.答题前，请将学校、班级、姓名和考号用规定的笔写在答题卡指定的位置上，并将条形码粘贴在答题卡的贴条形码区。请保持条形码整洁、不污损。 3.本卷试题，考生必须在答题卡上用规定的笔作答;凡在试卷、草稿纸上作答的，其答案一律无效。选择题均只有一个正确答案，每小题选出最佳答案后，用2B铅笔将答题区内对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用皮擦擦干净后，再选涂其他答案;答题卡必须保持清洁，不能折叠。 4.考试结束，请将答题卡交回。 主题一 校园悟理 1. 校园是承载文化、科技、体育、劳动的教育王国，在这里，我们领悟到物理学科的魅力!小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。如图所示，要将海报贴正，他应进行的调整是（　　） A. 将海报向右平移 B. 将海报绕O点逆时针转 C. 将铅垂线向左平移 D. 将铅垂线绕O点顺时针转 2. 校园是承载文化、科技、体育、劳动的教育王国，在这里，我们领悟到物理学科的魅力！小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。若铅锤重1N、线重0.1N，当铅锤静止悬挂时，它所受力的合力为（　　） A. 0 B. 1N C. 1.1N D. 0.9N 3. 科技节期间，年级开展“水火箭”比赛。如图所示，将水火箭放置于发射架上，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭向上升空。 （1）水火箭启动时，动力的主要来源是（　　） A. 水火箭自身的惯性 B. 高压气体对水的推力 C. 水对水火箭的推力 D. 空气对水火箭的升力 （2）裁判组应将水火箭运动的______________作为评判标准更合理。 （3）为提高比赛成绩，请提出一条可行的建议：_______________。 4. 课间，小明用一个空塑料瓶、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏和一根塑料管自制了一台简易活塞式抽水机，如图所示，小明对自制抽水机各部件功能的描述错误的是（　　） A. 塑料瓶：剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞 B. 塑料管：作为进水管将水引入圆筒 C. 玻璃球：作为进水阀门，活塞向上提起时打开进水通道 D. 塑料片：活塞上提时会关闭，盖住活塞上的孔N，防止空气进入 5. 课间，小明用一个空塑料瓶、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏和一根塑料管自制了一台简易活塞式抽水机，如图所示，有经验的人在使用抽水机时，先往圆筒里倒一点水，目的是增强活塞与筒壁间的______，确保向上提活塞时筒内______降低。 6. 体育课上，同学们在操场开展“脚印会说话”的实践活动。小明站立在水平沙地上留下两个鞋印，测出鞋印深度均为1.5cm，于是他取下一只鞋放在方格纸上描出轮廓，如图所示。已知方格纸中每一小方格的边长为2cm，计算面积时，凡大于或接近半格的都算一格，小于半格的都不算。随后，小华在鞋印旁边相同的沙地上放一底面积为20cm2的平底容器，在容器中缓慢加入适当重物，当容器下陷深度达到1.5cm时，测出容器及内部重物的总质量为4kg，求：（g取10N/kg） （1）小明一只鞋鞋底的面积约为______cm2； （2）站立时，小明对沙地产生的压强大小； （3）小明的质量约是多少? 主题二 天工传承 《天工开物》一书凝聚了中国古代科技与工艺的智慧，而如今的科学家们也在用自己的智慧编撰着“新”的天工开物。 7. 《天工开物》记载了水碓舂米（指碾米脱壳）的场景：水流冲击水轮转动，同时带动多个舂锤上下运动。水碓取代了人力或畜力，使得农民在一天内能舂出更多米，大大提高了生产效率。此机械无法解决的问题是（　　） A. 一天内做的总功增加 B. 增大了功率 C. 完成相同的任务所用时间更少 D. 减少了额外功 8. 题图为在建跨度拱桥的简图，钢绳1通过滑轮拉着重为800N的桥面材料，若某段时间内将桥面材料竖直上升了10cm，其中滑轮A重为200N，则下列说法正确的是（　　） A. 滑轮A可以改变力的方向 B. 滑轮B可以省力 C. 钢绳1的拉力为 400N D. 钢绳1拉动的滑轮组机械效率最大为80% 9. 建桥时，使用钢绳通过滑轮 B拉着在建的桥拱，题10图为简化图，其中O为支点，O’为桥拱的重心，请画出动力臂L1及阻力F2。（保留作图痕迹） 10. 雪龙二号是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，它能采用不同的破冰方案攻破不同厚度的冰层。 冰层厚度 破冰方案 小于 1.5m 连续破冰：利用船艏特殊的凸起（叫破冰艏柱），它就像一把锋利的“刀刃”，可以增大_________，以4~5km/h 的速度轻易劈开厚度小于1.5m 的冰层。 1.5m~3m 冲撞式破冰：船头水下有一个约20°的锐角，它能帮助船体冲上冰层依靠船体自身的_________将冰层压碎。 >10m的冰脊 艉向破冰：船尾下方的吊舱推进器上有螺旋桨可高速旋转，将海面下的冰脊削碎。高速旋转的螺旋桨具有较大的_________能。 11. 在全球首个人形机器人半程马拉松比赛中，“天工Ultra”机器人夺得本届冠军，整个比赛过程可近似看成匀速直线运动。“天工Ultra”在比赛中的相关数据见表格，g取 10N/kg.求： 奔跑驱动力 200 N 平均速度 2.1 m/s 奔跑功率 420 W 一块电池的总能量 1.5106 J 比赛里程 21 km 电机的工作效率（电池总能量转化为机械能的效率） 80% （1）完成整个比赛总耗时多久? （2）整个比赛过程，奔跑驱动力做的有用功是多少? （3）一块电池能供机器人跑多远? 主题三 科学探究 动手发现奥秘，探究获得真知，“问题-证据-解释-交流”，我能! 12. 为迎战体育节拔河比赛，同学们走进实验室进行科学探究，商讨比赛策略。 【理论分析】 （1）双方受力分析：每队都受到绳子的拉力、地面对人的摩擦力、自身重力及地面的支持力。比赛僵持时两队之间的拉力大小______（选填“相等”或“不相等”）； （2）决定输赢的关键：比赛双方受到地面的摩擦力方向指向______（选填“自己一方”或“对手方”），因此，为赢得比赛，应穿着防滑性强的鞋子。 【提出问题与猜想假设】 为探究鞋子的防滑性能与哪些因素有关，小明进行猜想：可能与鞋底材质、鞋底花纹、接触面上的压力大小和接触面材质有关。 【进行实验与收集证据】 用弹簧测力计拉着鞋子在水平面上做匀速直线运动。小明经过多次实验得到如下表所示的数据。已知：A 鞋重3N，B鞋重4N，两只鞋鞋底的材质相同但花纹不同。 实验序号 实验用鞋 图示 接触面材质 鞋子受到的 摩擦力 ① 一只A鞋 木质桌面 2.2N ② 一只A鞋 橡胶垫 1.8N ③ 一只A鞋 玻璃板 1.0N ④ 一只B鞋压在 A鞋上 玻璃板 2.5N ⑤ 两只B鞋压在 A鞋上 玻璃板 4.0N ⑥ 一只B鞋 玻璃板 1.2N 【实验结论】 （3）由实验①②③可知，鞋子的防滑性能与______有关； （4）由实验③④⑤可知，其他条件一定时，______越大，鞋子受到的摩擦力越大； （5）由实验③和⑥可知，鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关。 【交流评估】 （6）依据实验结论（4），请提出一条赢得拔河比赛的策略：______； （7）小美同学认为实验结论（5）不科学，原因是______。 13. 杆秤的本质是杠杆，其制作技艺是我国的非遗之一。小明对杠杆的平衡条件展开探究，器材如下（每个钩码重 0.5N）： 【实验思路】先保持杠杆一侧的两个量不变，如左侧的阻力和阻力臂，改变另一侧的两个量，即右侧的动力和动力臂。然后再保持右侧的动力和动力臂不变，改变左侧的阻力和阻力臂。综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。 【实验过程】（1）调平：如图甲所示，若要使水平台面上的杠杆保持水平并静止，应将两端的螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，此操作的目的除了避免杠杆自重对实验的影响，还便于_________； （2）收集证据：如图乙所示，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，第一组数据见下表。按照实验思路，将两组预设数据填入表格中（每次实验只填三个数据，第四个数据为实测值，无需填写）。 次序 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10.0 0.5 20.0 2 3 【实验结论】F1l1=F2l2； 【交流评估】（3）图丙中ABO 是一根轻质杠杆，它与图乙中研究的杠杆有何不同：_________。若保持动力F与杠杆垂直，要使杠杆绕O点逆时针匀速转动，则动力F会________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （4）实验结束后，小明利用杠杆的平衡条件制作了一个简易杆秤，如图丁所示它由秤盘（A）、提纽（O）、秤（B）组成。针对不同场景需要对该杆秤进行改进，请选择其中一个维度，写出相应的改进办法。 改进维度（二选一，打“√”） 增大称量范围（　　） 提高称量精度（　　） 改进办法 （） 主题四 工程实践 巧手实践创物，智慧破解难题，匠心筑梦未来，你我皆是工程达人! 14. 在跨学科实践课上，同学们制作了简易密度计，请完成下列任务： 【原理分析】（1）在图甲中画出自制密度计在液体中静止时的受力示意图______； 【标度】（2）在不同种类的液体中进行多次实验，标出相应的刻度线即可，图乙已标出1.0（单位：g/cm3）的刻度，请再大致标出0.8和1.2两条刻度线；______ 【生活中的灵感】 图丙是钓鱼常用的一种钓具，由鱼钩、铅坠、浮漂（7颗相同浮子）组成，可通过观察漂浮在水面的浮子个数判断鱼是否上钩。理想状态下，浸没在水中的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面的浮子处于同一水平线上（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）； （3）如图丁所示，要使4颗浮子浸没在水中、3颗浮子漂浮在水面上，此时鱼钩上应挂______g鱼饵，该钓具各部分参数如下表所示（为1.5g/cm3）； 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量 m/g 0.4 0.9 0.4 不计 体积 /cm3 0.8 0.1 不计 不计 （4）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，此时有______颗浮子漂浮在水面上； 【产品迭代】 （5）小明发现将密度计稍作改良便可用做钓具，在图所示的设计中，较实用的一款是______（填字母），简述理由______。 15. 风车是利用风力做功的装置，某科技小组对风车的工作过程等进行了相关研究： （1）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图甲所示，从正面看，叶片A会______（选填“顺时针”或“逆时针”）转动； （2）质量为m、速度为v的物体，其动能的表达式为。如图乙所示，每秒流经风车叶片的空气可近似看作一个“圆柱形风柱”。某风车的叶片长度为L，已知空气密度为，当风速为v时，该“风柱”模型具有的风能表达式为E=_______（表达式中的物理量均用符号表示）； （3）某风力发电站风车的风能利用率可达45%。风能利用率指可用的风能与经过叶片的风能的比值。若实际每秒经过叶片的风能E与风速的三次方的关系如图丙所示，当时，风车几乎无法获得风能；时，E与v3成正比。则当风速v=10m/s时，1h内可用的风能为____________J（为方便计算，π取近似值为3）。 16. 【科普阅读】你阅读了本学期的物理科普必读书目《天工开物》吗？ （1）请帮《天工开物》中记载的工艺找到正确的归属吧，请连线： 井盐　　　　　　《粹精》 造竹纸　　　　　《作咸》 攻稻 　　　　　　《杀青》 酒母　　　　　　《麴糵》或《曲蘗》 （2）读了《天工开物·舟车》篇后，你特别想抒发的一句感叹是__________（20字左右皆可）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 龙岗区2024-2025 学年第二学期期末质量监测试题 八年级物理 注意事项： 1.本试卷共8页，满分70分，考试时间60分钟。 2.答题前，请将学校、班级、姓名和考号用规定的笔写在答题卡指定的位置上，并将条形码粘贴在答题卡的贴条形码区。请保持条形码整洁、不污损。 3.本卷试题，考生必须在答题卡上用规定的笔作答;凡在试卷、草稿纸上作答的，其答案一律无效。选择题均只有一个正确答案，每小题选出最佳答案后，用2B铅笔将答题区内对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用皮擦擦干净后，再选涂其他答案;答题卡必须保持清洁，不能折叠。 4.考试结束，请将答题卡交回。 主题一 校园悟理 1. 校园是承载文化、科技、体育、劳动的教育王国，在这里，我们领悟到物理学科的魅力!小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。如图所示，要将海报贴正，他应进行的调整是（　　） A. 将海报向右平移 B. 将海报绕O点逆时针转 C. 将铅垂线向左平移 D. 将铅垂线绕O点顺时针转 【答案】B 【解析】 【详解】由于铅垂线的方向竖直向下，所以要将海报贴正，需要使海报的右边与铅垂线平行，所以将海报绕O点逆时针转，直到海报的右边与铅垂线平行，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2. 校园是承载文化、科技、体育、劳动的教育王国，在这里，我们领悟到物理学科的魅力！小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。若铅锤重1N、线重0.1N，当铅锤静止悬挂时，它所受力的合力为（　　） A. 0 B. 1N C. 1.1N D. 0.9N 【答案】A 【解析】 【详解】铅锤重1N、线重0.1N，当铅锤静止悬挂时，处于平衡状态，受到平衡力作用，互相平衡的几个力的合力为0，所以铅锤所受力的合力为0，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3. 科技节期间，年级开展“水火箭”比赛。如图所示，将水火箭放置于发射架上，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭向上升空。 （1）水火箭启动时，动力的主要来源是（　　） A. 水火箭自身的惯性 B. 高压气体对水的推力 C. 水对水火箭的推力 D. 空气对水火箭的升力 （2）裁判组应将水火箭运动的______________作为评判标准更合理。 （3）为提高比赛成绩，请提出一条可行的建议：_______________。 【答案】（1）C （2）水平射程 （3）增强动力，向瓶内打入更多气体，增大瓶内气压 【解析】 【小问1详解】 A．惯性是物体保持运动状态的性质，不能提供动力，故A不符合题意； B．打气后瓶内气压增大，当瓶塞脱落时，高压气体推动水向下喷出，高压气体对水的力是向下的，不可能推动火箭向上运动，故B不符合题意； C．当瓶内的水向下喷出，水会对水火箭产生一个方向向上的反作用力，这个反作用力才是推动水火箭升空的动力，故C符合题意； D．空气升力主要针对机翼等结构，水火箭升空过程中，空气对水火箭的力是阻力，不是升力，故D不符合题意。 故选C。 【小问2详解】 比赛的核心是比较其飞行能力，而水火箭发射后通常沿抛物线轨迹运动，最终落回地面。在相同发射条件下，水平射程（或水平距离）能直接反映其飞行的远近距离，且测量方便、结果直观，可作为公平合理的评判标准。 【小问3详解】 增强动力，向瓶内打入更多气体，增大瓶内气压，气压越大，水喷出的速度越快，对火箭的反作用力越大，飞行的水平距离越远。 4. 课间，小明用一个空塑料瓶、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏和一根塑料管自制了一台简易活塞式抽水机，如图所示，小明对自制抽水机各部件功能的描述错误的是（　　） A. 塑料瓶：剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞 B. 塑料管：作为进水管将水引入圆筒 C. 玻璃球：作为进水阀门，活塞向上提起时打开进水通道 D. 塑料片：活塞上提时会关闭，盖住活塞上的孔N，防止空气进入 【答案】B 【解析】 【详解】A．塑料瓶：剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作为抽水机的圆筒；把瓶底再略剪一小部分作为活塞，使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合，故A正确 ，不符合题意； B．塑料管：在瓶子的侧壁上打一个出水口，插上一段塑料管作为出水管，将水引出圆筒，故B错误，符合题意； CD．玻璃球：在活塞上打两个孔，中间的孔用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上，使塑料片能盖住另外一个孔，作为一个阀门，活塞上提时会关闭，可以防止空气进入；把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门作为进水阀门，活塞向上提起时打开进水通道，故CD正确，不符合题意。 故选B。 5. 课间，小明用一个空塑料瓶、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏和一根塑料管自制了一台简易活塞式抽水机，如图所示，有经验的人在使用抽水机时，先往圆筒里倒一点水，目的是增强活塞与筒壁间的______，确保向上提活塞时筒内______降低。 【答案】 ①. 气密性 ②. 气压 【解析】 【详解】[1][2]活塞式抽水机是利用大气压工作的。在使用抽水机时，先往圆筒里倒一点水，目的是增强活塞与筒壁间的气密性，这样提起活塞时，筒内空间变大，气压降低，在外界大气压的作用下，下方的水进入圆筒内。 6. 体育课上，同学们在操场开展“脚印会说话”的实践活动。小明站立在水平沙地上留下两个鞋印，测出鞋印深度均为1.5cm，于是他取下一只鞋放在方格纸上描出轮廓，如图所示。已知方格纸中每一小方格的边长为2cm，计算面积时，凡大于或接近半格的都算一格，小于半格的都不算。随后，小华在鞋印旁边相同的沙地上放一底面积为20cm2的平底容器，在容器中缓慢加入适当重物，当容器下陷深度达到1.5cm时，测出容器及内部重物的总质量为4kg，求：（g取10N/kg） （1）小明一只鞋鞋底的面积约为______cm2； （2）站立时，小明对沙地产生的压强大小； （3）小明的质量约是多少? 【答案】（1）164 （2）2×104Pa （3）65.6kg 【解析】 【小问1详解】 由乙图可知，脚印占用小方格的数量为41，因此该脚印的面积约为 【小问2详解】 容器及内部物体的总质量为4kg时，平底容器对地面的压力 则平底容器对地面的压强为 因容器下陷的深度与脚印的深度相同时，说明平底容器对地面的压强与小明对地面的压强相等，为2×104Pa。 【小问3详解】 根据可知，小明对地面的压力为 小明的重力等于对地面的压力，即 故小明的质量为 主题二 天工传承 《天工开物》一书凝聚了中国古代科技与工艺的智慧，而如今的科学家们也在用自己的智慧编撰着“新”的天工开物。 7. 《天工开物》记载了水碓舂米（指碾米脱壳）的场景：水流冲击水轮转动，同时带动多个舂锤上下运动。水碓取代了人力或畜力，使得农民在一天内能舂出更多米，大大提高了生产效率。此机械无法解决的问题是（　　） A. 一天内做的总功增加 B. 增大了功率 C. 完成相同的任务所用时间更少 D. 减少了额外功 【答案】D 【解析】 【详解】A．水流冲击水轮转动带动春舂运动，水碓利用水流的能量做功，相比人力或畜力，能在一天内提供更多的能量，从而使一天内做的总功增加，故 “一天内做的总功增加” 是该机械能解决的问题。故A不符合题意； B．功率是表示做功快慢的物理量，水碓提高了生产效率，即单位时间内做功更多，也就是增大了功率，故 “增大了功率” 是该机械能解决的问题。故B不符合题意； C．因为功率增大，根据，完成相同的任务所用时间更少，故C不符合题意； D．额外功是并非我们需要但又不得不额外做的功，比如克服机械自身摩擦、机械重力等所做的功。水碓在工作过程中，依然存在机械摩擦、舂锤提升时克服自身重力等额外功，该机械并没有减少额外功，故 “减少了额外功” 是该机械无法解决的问题。故D符合题意。 故选D。 8. 题图为在建跨度拱桥的简图，钢绳1通过滑轮拉着重为800N的桥面材料，若某段时间内将桥面材料竖直上升了10cm，其中滑轮A重为200N，则下列说法正确的是（　　） A. 滑轮A可以改变力的方向 B. 滑轮B可以省力 C. 钢绳1的拉力为 400N D. 钢绳1拉动的滑轮组机械效率最大为80% 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，滑轮A随桥面材料移动，是动滑轮，由于动滑轮可以省力，不能改变力的方向，所以滑轮A不能改变力的方向，故A错误； B．由图可知，滑轮B是固定不动的滑轮，能改变力的方向，不能省力，故B错误； C．由图可知，动滑轮A上有2股绳，桥面材料重为800N，滑轮A重为200N，不计绳重和摩擦时，钢绳1的拉力 故C错误； D．钢绳1拉动的滑轮组机械效率最大为 故D正确。 故选D。 9. 建桥时，使用钢绳通过滑轮 B拉着在建的桥拱，题10图为简化图，其中O为支点，O’为桥拱的重心，请画出动力臂L1及阻力F2。（保留作图痕迹） 【答案】 【解析】 【详解】动力臂是指从支点到动力作用线的距离，先沿着钢绳方向画出动力的作用线，注意一定画虚线，再作出从支点到动力作用线的距离，标出字母L1，就画出了动力臂。桥拱所受重力就等于杠杆受到的阻力，所以，阻力的作用点在桥拱的重心，过该点画一条带箭头的竖直向下的有向线段，标出F2，如图所示： 10. 雪龙二号是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，它能采用不同的破冰方案攻破不同厚度的冰层。 冰层厚度 破冰方案 小于 1.5m 连续破冰：利用船艏特殊的凸起（叫破冰艏柱），它就像一把锋利的“刀刃”，可以增大_________，以4~5km/h 的速度轻易劈开厚度小于1.5m 的冰层。 1.5m~3m 冲撞式破冰：船头水下有一个约20°的锐角，它能帮助船体冲上冰层依靠船体自身的_________将冰层压碎。 >10m的冰脊 艉向破冰：船尾下方的吊舱推进器上有螺旋桨可高速旋转，将海面下的冰脊削碎。高速旋转的螺旋桨具有较大的_________能。 【答案】 ①. 压强 ②. 重力 ③. 动 【解析】 【详解】[1]利用船艏特殊的凸起（破冰艏柱）像锋利的 “刀刃”，根据压强公式，在压力一定时，减小受力面积可以增大压强，所以这里可以增大压强。 [2]船体冲上冰层依靠船体自身的重力将冰层压碎，船体受重力才能对冰有压力，压力足够大，就会产生足够大的压强，就会把冰层压碎。 [3]物体由于运动而具有的能叫做动能，高速旋转的螺旋桨由于运动而具有动能，质量越大，速度越大，动能越大，螺旋桨高速旋转具有较大的动能。 11. 在全球首个人形机器人半程马拉松比赛中，“天工Ultra”机器人夺得本届冠军，整个比赛过程可近似看成匀速直线运动。“天工Ultra”在比赛中的相关数据见表格，g取 10N/kg.求： 奔跑驱动力 200 N 平均速度 2.1 m/s 奔跑功率 420 W 一块电池的总能量 1.5106 J 比赛里程 21 km 电机的工作效率（电池总能量转化为机械能的效率） 80% （1）完成整个比赛总耗时多久? （2）整个比赛过程，奔跑驱动力做的有用功是多少? （3）一块电池能供机器人跑多远? 【答案】（1）1×104s （2）4.2×106J （3）6km 【解析】 【小问1详解】 已知平均速度v=2.1 m/s，比赛总路程s=21km=2.1×104m 则根据匀速直线运动公式可得 【小问2详解】 奔跑驱动力F=200 N，做功的路程为比赛全程s=2.1×104m，则驱动力做的有用功W=Fs=200 N × 2.1×104m = 4.2×106J 【小问3详解】 一块电池的总能量E=1.5×106 J，则转化为机械能的能量W=η×E= 80% × 1.5×106J = 1.2×106J 由W=Fs可得最大行驶距离 主题三 科学探究 动手发现奥秘，探究获得真知，“问题-证据-解释-交流”，我能! 12. 为迎战体育节拔河比赛，同学们走进实验室进行科学探究，商讨比赛策略。 【理论分析】 （1）双方受力分析：每队都受到绳子的拉力、地面对人的摩擦力、自身重力及地面的支持力。比赛僵持时两队之间的拉力大小______（选填“相等”或“不相等”）； （2）决定输赢的关键：比赛双方受到地面的摩擦力方向指向______（选填“自己一方”或“对手方”），因此，为赢得比赛，应穿着防滑性强的鞋子。 【提出问题与猜想假设】 为探究鞋子的防滑性能与哪些因素有关，小明进行猜想：可能与鞋底材质、鞋底花纹、接触面上的压力大小和接触面材质有关。 【进行实验与收集证据】 用弹簧测力计拉着鞋子在水平面上做匀速直线运动。小明经过多次实验得到如下表所示的数据。已知：A 鞋重3N，B鞋重4N，两只鞋鞋底的材质相同但花纹不同。 实验序号 实验用鞋 图示 接触面材质 鞋子受到的 摩擦力 ① 一只A鞋 木质桌面 2.2N ② 一只A鞋 橡胶垫 1.8N ③ 一只A鞋 玻璃板 1.0N ④ 一只B鞋压在 A鞋上 玻璃板 2.5N ⑤ 两只B鞋压在 A鞋上 玻璃板 4.0N ⑥ 一只B鞋 玻璃板 1.2N 【实验结论】 （3）由实验①②③可知，鞋子的防滑性能与______有关； （4）由实验③④⑤可知，其他条件一定时，______越大，鞋子受到的摩擦力越大； （5）由实验③和⑥可知，鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关。 【交流评估】 （6）依据实验结论（4），请提出一条赢得拔河比赛的策略：______； （7）小美同学认为实验结论（5）不科学，原因是______。 【答案】 ①. 相等 ②. 自己一方 ③. 接触面的材质 ④. 压力 ⑤. 让更多体重较大的同学参与比赛 ⑥. 没有控制压力不变 【解析】 【详解】（1）[1]拔河比赛僵持时，拔河双方对绳子的拉力是平衡力，大小相等，方向相反。 （2）[2]拔河比赛时，比赛双方相对地面都有向对手方运动的趋势，所以受到地面的摩擦力方向指向自己一方。 （3）[3]比较实验①②③，鞋底材质、鞋底花纹、接触面上的压力大小相同，接触面材质不同，鞋子受到的摩擦力不同，可知，鞋子的防滑性能与接触面材质有关。 （4）[4]比较实验③④⑤，鞋底材质、鞋底花纹、接触面材质相同，接触面上的压力大小不同，且压力越大，鞋子受到的摩擦力越大。 （5）由实验③和⑥可知，鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关。 （6）[5]由结论（4）可知，其他条件一定时，压力越大，鞋子受到的摩擦力越大。为赢得拔河比赛，可以增大队伍对地面的压力，让更多体重较大的同学参与比赛。 （7）[6]比较实验③和⑥，鞋底花纹不同，但接触面上的压力大小也不同，即没有控制压力大小相同，所以实验结论（5）不科学。 13. 杆秤的本质是杠杆，其制作技艺是我国的非遗之一。小明对杠杆的平衡条件展开探究，器材如下（每个钩码重 0.5N）： 【实验思路】先保持杠杆一侧的两个量不变，如左侧的阻力和阻力臂，改变另一侧的两个量，即右侧的动力和动力臂。然后再保持右侧的动力和动力臂不变，改变左侧的阻力和阻力臂。综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。 【实验过程】（1）调平：如图甲所示，若要使水平台面上的杠杆保持水平并静止，应将两端的螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，此操作的目的除了避免杠杆自重对实验的影响，还便于_________； （2）收集证据：如图乙所示，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，第一组数据见下表。按照实验思路，将两组预设数据填入表格中（每次实验只填三个数据，第四个数据为实测值，无需填写）。 次序 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10.0 0.5 20.0 2 3 【实验结论】F1l1=F2l2； 【交流评估】（3）图丙中ABO 是一根轻质杠杆，它与图乙中研究的杠杆有何不同：_________。若保持动力F与杠杆垂直，要使杠杆绕O点逆时针匀速转动，则动力F会________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （4）实验结束后，小明利用杠杆的平衡条件制作了一个简易杆秤，如图丁所示它由秤盘（A）、提纽（O）、秤（B）组成。针对不同场景需要对该杆秤进行改进，请选择其中一个维度，写出相应的改进办法。 改进维度（二选一，打“√”） 增大称量范围（　　） 提高称量精度（　　） 改进办法 （） 【答案】 ①. 右 ②. 测量力臂 ③. 支点的位置不同 ④. 变小 ⑤. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，杠杆左端下沉，右侧较高，说明重心偏左，所以将平衡螺母向右调节，调至杠杆在水平位置平衡。 [2]杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时消除杠杆自重对实验的影响。 （3）[3]比较图乙、丙可发现：图乙杠杆的支点在杠杆的重心处，而图丙支点不在杠杆的重心处，即支点的位置不同，图丙支点不在重心处，需要考虑杠杆自重的影响。 [4]图丙中在杠杆的最右端施加了一个始终垂直杠杆向上的力F，将杠杆沿逆时针方向向上缓慢转动，因动力始终垂直杠杆向上，则动力臂始终等于杠杆的长度，即动力臂l1不变，但阻力G的力臂l2变小，且阻力G保持不变，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得，Fl1=Gl2，在l1、G一定时，l2变小，所以F变小。 （4）[5]要增大杆秤的称量范围，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，要想称的物体更重，即F1增大时，杠杆要继续平衡，可减小l1，即将提纽O向左移，或者增大F2或l2，即增大秤砣的质量或增大秤杆的长度。 要提高称量精度，即在测量的质量一定时，应增大各刻度间的距离，从而标出更多的刻度值，达到增大精确度的目的，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，在F1一定时，要增大l2，可以减小F2或增大l1，即减小秤砣质量，或提纽向右移。 主题四 工程实践 巧手实践创物，智慧破解难题，匠心筑梦未来，你我皆是工程达人! 14. 在跨学科实践课上，同学们制作了简易密度计，请完成下列任务： 【原理分析】（1）在图甲中画出自制密度计在液体中静止时的受力示意图______； 【标度】（2）在不同种类的液体中进行多次实验，标出相应的刻度线即可，图乙已标出1.0（单位：g/cm3）的刻度，请再大致标出0.8和1.2两条刻度线；______ 【生活中的灵感】 图丙是钓鱼常用的一种钓具，由鱼钩、铅坠、浮漂（7颗相同浮子）组成，可通过观察漂浮在水面的浮子个数判断鱼是否上钩。理想状态下，浸没在水中的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面的浮子处于同一水平线上（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）； （3）如图丁所示，要使4颗浮子浸没在水中、3颗浮子漂浮在水面上，此时鱼钩上应挂______g鱼饵，该钓具各部分参数如下表所示（为1.5g/cm3）； 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量 m/g 0.4 0.9 0.4 不计 体积 /cm3 0.8 0.1 不计 不计 （4）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，此时有______颗浮子漂浮在水面上； 【产品迭代】 （5）小明发现将密度计稍作改良便可用做钓具，在图所示的设计中，较实用的一款是______（填字母），简述理由______。 【答案】 ①. ②. ③. 4.8 ④. 4 ⑤. b ⑥. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]自制密度计在液体中静止时处于漂浮状态，浮力等于重力，浮力竖直向上，重力竖直向下，均作用在重心，作图如下： （2）[2]密度计在不同种类的液体中始终漂浮，浮力等于重力，重力相同，则浮力相同。根据可知密度计排开液体的体积和浸入的体积成反比，所以密度计上的刻度上小下大且上疏下密，据此在图中大致标出0.8和1.2两条刻度线如下： （3）[3]浮子、铅坠、鱼钩和鱼饵整体处于平衡状态，它们受到的浮力、重力和支持力合力为0； 浸没在水中的1颗浮子受到的浮力为 3颗浮子漂浮在水面上，根据浮沉条件可得它们受到的浮力 7颗浮子受到的总浮力为 铅坠受到的浮力为 根据力的平衡关系可知 即 换算有 代入数据可得 鱼饵浸没在水中受到浮力和自身重力和鱼线的拉力 代入数据解得 则鱼饵的质量 （4）[4]当鱼饵被全部吃掉后而鱼未上钩，稳定后，水面下的整体受到的浮力等于总重力，设水下浮子的数量为，则有 解得，则漂浮在水面上的浮子数量为 （5）[5][6]b款钓具上有上粗下细的泡沫浮子，钓鱼时可以根据泡沫浮子露出水面的形状判断鱼是否上钩，而a款钓具粗细相同，不易判断鱼是否上钩，所以较实用的一款是b。 15. 风车是利用风力做功的装置，某科技小组对风车的工作过程等进行了相关研究： （1）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图甲所示，从正面看，叶片A会______（选填“顺时针”或“逆时针”）转动； （2）质量为m、速度为v的物体，其动能的表达式为。如图乙所示，每秒流经风车叶片的空气可近似看作一个“圆柱形风柱”。某风车的叶片长度为L，已知空气密度为，当风速为v时，该“风柱”模型具有的风能表达式为E=_______（表达式中的物理量均用符号表示）； （3）某风力发电站风车的风能利用率可达45%。风能利用率指可用的风能与经过叶片的风能的比值。若实际每秒经过叶片的风能E与风速的三次方的关系如图丙所示，当时，风车几乎无法获得风能；时，E与v3成正比。则当风速v=10m/s时，1h内可用的风能为____________J（为方便计算，π取近似值为3）。 【答案】（1）顺时针 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题图甲可知，风吹过叶片时，叶片下方的空气流速快，压强小，叶片上方的空气流速慢，压强大，故叶片会受到向下的力，叶片A会顺时针转动。 【小问2详解】 圆柱形风柱的长度，，故，圆柱形风柱的体积，圆柱形风柱的质量，故该风柱模型具有的风能 【小问3详解】 根据题图丙可知，由图丙可知，当5m/s<v<10m/s时，E与成正比。当风速为5m/s时，，故当风速为10m/s时，。 1s内可用的风能 1h内可用的风能 16. 【科普阅读】你阅读了本学期的物理科普必读书目《天工开物》吗？ （1）请帮《天工开物》中记载的工艺找到正确的归属吧，请连线： 井盐　　　　　　《粹精》 造竹纸　　　　　《作咸》 攻稻 　　　　　　《杀青》 酒母　　　　　　《麴糵》或《曲蘗》 （2）读了《天工开物·舟车》篇后，你特别想抒发的一句感叹是__________（20字左右皆可）。 【答案】（1） （2）古匠巧手造舟车，千年技艺传匠心 【解析】 【小问1详解】 在《天工开物》的“作咸”篇章中，记载了古人引用天然气制盐的过程，井盐属于盐的获取方式，故《作咸》篇记载制盐工艺，井盐属于盐的获取方式，连线《作咸》； 在《天工开物》的“杀青”篇章中，记载了古代造纸工艺中的关键步骤，故《杀青》篇描述造纸技术，造竹纸属于造纸工艺，故连线《杀青》； 在《天工开物》的“粹精”篇章中，记载了古人谷物的加工和处理技术，主要包括稻谷、小麦以及其他杂粮的加工过程，故《粹精》篇涉及谷物加工，攻稻（稻谷脱壳等工序）属于此范畴，故连线《粹精》； 在《天工开物》的“麴櫱”篇章中，记载了古人酒曲、神曲、丹曲的制作工艺，使用淀粉类作物加入酒曲发酵酿酒的过程，故《麴糵》（或《曲蘗》）篇记录酿酒发酵技术，酒母（酒曲）是酿酒原料，故连线《麴糵》或《曲蘗》。 【小问2详解】 《舟车》篇展现了古代交通工具的制造技艺，可围绕技术智慧、实用性或历史价值展开感叹。示例答案突出古人对工程技术的深刻理解，符合主题且简洁，例如古匠巧手造舟车，千年技艺传匠心。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $