精品解析：安徽省合肥市第四十五中学芙蓉分校合2024-2025学年八年级下学期期末物理试卷

2023-2024合肥市45中芙蓉八下期末 一、填空题（每空2分，共20分） 1. 我市大力开展“一盔一带”交通安全守护行动，正确佩戴安全头盔和规范使用安全带能够将交通事故风险大大降低。骑行电动自行车时，驾乘人都应佩戴安全头盔并扣好系带，当电动自行车匀速上坡时，受到的牵引力和摩擦力________一对平衡力（选填“是”或“不是”）。 2. 航母阻拦索，用于将舰载机高速拦停，是舰载机名副其实的“生命线”。用阻拦索将飞机拦停的过程说明力可以改变物体的运动状态。飞机停下来后，飞行员的惯性_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 3. 如图所示，一个边长为10cm的正方体浸没在密度为的液体中，上表面受到液体的压强为900 Pa，液体对物体下表面的压力为________N。 4. 水平面上木箱重300N，用水平推力80N没有推动；当推力为180N时，木箱水平向右做匀速直线运动，当推力增大到200N时，木箱底部所受的摩擦力为______N。 5. 如图所示是右端封闭的薄壁U形管，管中装有一定质量的水银，右侧水银面上方为真空。当气压作用在左侧的水银面上U形管中的水银静止时，左右两侧液面就有一个高度差h。若带着该装置登山到达山顶上，测得U形管中的水银静止时h为0.65m，则山顶此时的大气压约为_________。（已知水银的密度为13.6×103kg/m3） 6. 如图所示，2023年5月30日，神舟十六号载人飞船成功发射并与空间站组合体实现自主快速交会对接，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮与神舟十五号乘组的三名航天员在太空胜利会师。在火箭发射加速升空阶段；其机械能______（选填“增大”、“保持不变”或“变小”）。 7. 如图所示，在光滑的地面上，小球A静止在墙角（A的重心和球与地面的接触点在同一个竖直直线上），请在图中画出A的受力示意图。 8. 如图所示，物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动，已知物体A与水平桌面之间的摩擦力是50N，则物体B的重力做功功率是________W。（不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦） 9. 如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC>BC，把同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点。若推力分别为F1、F2，所做的功分别为W1、W2，则W1________W2，（均填“>”“<”或“=”） 10. 小伟同学在测量玩具冰墩墩所受重力时，用弹簧测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓慢提升，弹簧测力计的示数F与弹簧测力计外壳上升高度h之间的关系如图乙所示，则弹簧测力计外壳上升9cm的过程中拉力对冰墩墩所做的功为______ J。 二、选择题（每题2分，共14分） 11. 关于分子动理论初步知识，下列认识中正确的是（　　） A. 温度越低，分子运动的越剧烈 B. 0℃冰块分子不会停止运动 C. 吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力 D. 尘土飞扬，说明分子在不停地运动 12. 如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同．下列说法正确的是 A. 物体受到的浮力大小关系为FA＞FB＞FC B. 三个物体的密度大小关系为ρA＞ρB＞ρC C. 容器底部受到水的压力大小关系为F甲＞F乙＞F丙 D. 容器对桌面的压强大小关系为P甲=P乙=P丙 13. 下图为《天工开物》中名为“北耕兼种”农具，“其服牛起土者，耒不用耜，并列两铁于横木之上，其具方语曰耩（jiǎng）。耩中间盛一小斗，储麦种于内，其斗底空梅花眼，牛行摇动，种子即从眼中撒下。”关于图中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 绳对耩的拉力大小等于耩对绳的拉力大小 B. 绳对耩的拉力和耩对绳的拉力是一对平衡力 C. 耩使用铁尖的目的是为了增大压力，便于“起土” D. 牛行摇动，种子从眼中撒下，是因为种子受到惯性力的作用 14. 关于图所示的托里拆利实验，下列说法正确的是（　　） A. 此实验在任何时候测出的都是标准大气压的数值 B. 玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变长 C. 换用粗玻璃管做实验，管内水银柱高度将减小 D. 将此装置从地面移至山顶，玻璃管内的水银面会上升 15. 如图所示为小明测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则下列说法中正确的是（　　） A. F1与G是一对相互作用力 B. F2与G是一对相互作用力 C. F1与F2是一对相互作用力 D. F1与F2是一对平衡力 16. 如图是小明玩蹦极时的情景，不考虑空气阻力，则关于他在下降过程中的说法，正确的是（　　） A. 弹性绳伸直前，小明的重力势能增大，动能减小 B. 弹性绳伸直前，小明重力势能减小，动能减小 C. 小明下降到最低点时动能为零，弹性绳的弹性势能最大 D. 弹性绳刚伸直时，小明的速度最大，动能最大 17. 用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体，每次物体提升的高度均为1m，滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A. 滑轮组中A滑轮可以省功 B. 动滑轮的重力为5N C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为10J 三、实验题（每空2分，共16分） 18. 在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布；让小车从斜面顶端由静止滑下，如图所示，观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。 （1）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在棉布表面滑行的距离较远，在木板表面滑行的距离最远。推理：如果小车运动时不受阻力，它将做________； （2）在我们之前的学习中，用到相同的物理方法的实验是_________。 A. 探究影响滑动摩擦力大小的因素 B. 探究凸透镜成像规律 C. 探究真空能否传声 19. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）小李安装好杠杆，其静止时情景如图甲所示，此时杠杆_________（选填“平衡”或“不平衡”）； （2）小李用弹簧测力计竖直向下拉，测力计示数为F1时，杠杆在水平位置平衡，如图乙所示；若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉，测力计示数为F2时，杠杆仍然在水平位置平衡，因为此时F1的力臂_________F2的力臂，则F1_________F2（两空均选填“>”、“<”或“=”）。 20. 如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。 （1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示如图甲所示_________N，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为 _________； （2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 _________。若不计绳重和摩擦，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为 _________N。 四、计算与推导题（第21题6分，第22题6分，第23题8分，共20分） 21. 物体的动能大小和其质量、速度有关，用表示，关系式为；物体的重力势能大小和其所受重力及被举高的高度有关，用表示，关系式为，现有一质量为m的物体A，从高为h的光滑固定斜面上由静止开始自由滑下（不计空气阻力），如图所示： （1）请用机械能守恒定律证明，不论物体的质量多大，到达水平面时的速度，即和质量无关。 （2）当物体A的质量为10kg，从高h为20cm光滑斜坡滑下时候，物体A到达底端时候的速度是多少？ 22. 如图所示为自动升降单杆晾衣架示意图，顶盒中有电动机牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把质量为3kg的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆的重力，g取10N/kg）。求： （1）此时绳乙对晾杆的拉力为多少？ （2）闭合开关，电动牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.5m，用时10s，若电动机的输出功率为9W，则该装置提升3kg衣服时的机械效率是多少？ 23. 小明利用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B研究浮力问题。已知水槽的底面积为200cm2，空盒A底面积为100cm2，金属块B边长为5cm。他先把金属块B放入水槽中沉底，当空盒A漂浮在水面上时，盒底浸入水中1cm深。整个实验中，水槽里的水未溢出。（ρB＝7.0×103kg/m3 ） （1）空盒A漂浮在水面上时，求盒底部受到水的压强大小； （2）求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小； （3）若小明把金属块B从水中捞起后放进盒A，并漂浮在水面上，问水槽里的水位与之前相比会上升还是下降？请算出水槽里水位变化的高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024合肥市45中芙蓉八下期末 一、填空题（每空2分，共20分） 1. 我市大力开展“一盔一带”交通安全守护行动，正确佩戴安全头盔和规范使用安全带能够将交通事故风险大大降低。骑行电动自行车时，驾乘人都应佩戴安全头盔并扣好系带，当电动自行车匀速上坡时，受到的牵引力和摩擦力________一对平衡力（选填“是”或“不是”）。 【答案】 不是 【解析】 【详解】电动自行车匀速上坡时，受竖直向下的重力、垂直于斜坡向上的支持力、沿斜坡向上的牵引力和沿斜坡向下的摩擦力，电动自行车和人整体处于平衡状态，受力平衡，因为重力和支持力不在同一直线上，不是一对平衡力，两个力的合力沿斜面向下，使得牵引力大于摩擦力，牵引力和摩擦力大小不相等，也不是一对平衡力。 2. 航母阻拦索，用于将舰载机高速拦停，是舰载机名副其实的“生命线”。用阻拦索将飞机拦停的过程说明力可以改变物体的运动状态。飞机停下来后，飞行员的惯性_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 不变 【解析】 【详解】飞机停下来后，飞行员的质量不变，而惯性大小只与物体的质量有关，因此飞行员的惯性不变。 3. 如图所示，一个边长为10cm的正方体浸没在密度为的液体中，上表面受到液体的压强为900 Pa，液体对物体下表面的压力为________N。 【答案】18N 【解析】 【详解】已知液体密度为，上表面受到液体的压强为900 Pa，根据液体压强公式，可得深度 下表面受到液体压强 正方体的边长为10cm，则下表面面积 根据压强公式，可得液体对物体下表面的压力 4. 水平面上的木箱重300N，用水平推力80N没有推动；当推力为180N时，木箱水平向右做匀速直线运动，当推力增大到200N时，木箱底部所受的摩擦力为______N。 【答案】180 【解析】 【详解】木箱水平向右做匀速直线运动时，木箱受到的摩擦力和推力是一对平衡力，其大小相等，所以木箱受到的摩擦力大小为180N；当推力增大到200N时，木箱对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，所以受到的摩擦力大小也不变，为180N。 5. 如图所示是右端封闭的薄壁U形管，管中装有一定质量的水银，右侧水银面上方为真空。当气压作用在左侧的水银面上U形管中的水银静止时，左右两侧液面就有一个高度差h。若带着该装置登山到达山顶上，测得U形管中的水银静止时h为0.65m，则山顶此时的大气压约为_________。（已知水银的密度为13.6×103kg/m3） 【答案】8.84×104Pa 【解析】 【详解】由题意知，山顶此时的大气压与U形管中两水银面高度差产生的压强相等，则此时山顶的大气压 6. 如图所示，2023年5月30日，神舟十六号载人飞船成功发射并与空间站组合体实现自主快速交会对接，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮与神舟十五号乘组的三名航天员在太空胜利会师。在火箭发射加速升空阶段；其机械能______（选填“增大”、“保持不变”或“变小”）。 【答案】增大 【解析】 【详解】火箭在点火发射后加速升空阶段时，其质量不变，速度增大，动能增大，高度不断增加，重力势能增大，故它的机械能增大。 7. 如图所示，在光滑的地面上，小球A静止在墙角（A的重心和球与地面的接触点在同一个竖直直线上），请在图中画出A的受力示意图。 【答案】 【解析】 【详解】小球静止，处于平衡状态，受到的竖直向下的重力、水平面的支持力，二力是一对平衡力，从小球的重心开始，分别沿两个力的方向画一条有向线段，并分别用G和表示，注意两条线段长度要相等，如图所示： 8. 如图所示，物体A沿着水平桌面以0.2m/s速度向右做匀速直线运动，已知物体A与水平桌面之间的摩擦力是50N，则物体B的重力做功功率是________W。（不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦） 【答案】10 【解析】 【详解】由图可知，动滑轮上绳子的有效股数为2，由滑轮组的特点可知物体B下降的速度为 不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦，则绳端的拉力 物体B匀速下降，则B的重力为 根据可知，物体B的重力做功功率是 9. 如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC>BC，把同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点。若推力分别为F1、F2，所做的功分别为W1、W2，则W1________W2，（均填“>”“<”或“=”） 【答案】= 【解析】 【详解】斜面光滑，说明无摩擦力，推力做的功全部转化为物体的重力势能。同一物体被推至同一高度C点，增加的重力势能相同；根据功的原理，推力做的功等于物体重力势能的增加量，因此。 10. 小伟同学在测量玩具冰墩墩所受重力时，用弹簧测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓慢提升，弹簧测力计的示数F与弹簧测力计外壳上升高度h之间的关系如图乙所示，则弹簧测力计外壳上升9cm的过程中拉力对冰墩墩所做的功为______ J。 【答案】0.16 【解析】 【详解】用测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓缓提升，冰墩墩离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为冰墩墩所受重力大小；根据图乙可知，冰墩墩所受的重力为4N；当缓缓提升冰墩墩离开桌面后，弹簧测力计的示数为4N，冰墩墩通过的距离 弹簧测力计对冰墩墩所做的功 二、选择题（每题2分，共14分） 11. 关于分子动理论初步知识，下列认识中正确的是（　　） A. 温度越低，分子运动越剧烈 B. 0℃的冰块分子不会停止运动 C. 吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力 D. 尘土飞扬，说明分子在不停地运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度越高，分子运动越剧烈，故A错误； B．一切分子都在不停地做无规则运动，故B正确； C．吸盘能牢牢吸在玻璃上，是利用的大气压的作用，故C错误； D．尘土飞扬不能说明分子在不停地运动，肉眼是看不到分子的，故D错误。 故选B。 12. 如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同．下列说法正确的是 A. 物体受到的浮力大小关系为FA＞FB＞FC B. 三个物体的密度大小关系为ρA＞ρB＞ρC C. 容器底部受到水的压力大小关系为F甲＞F乙＞F丙 D. 容器对桌面的压强大小关系为P甲=P乙=P丙 【答案】D 【解析】 【详解】由题知，A、B、C三个正方体的体积相同； A、由图可知，A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排＜VB排＜VC排，根据可知，浮力的大小关系为：FA＜FB＜FC，故A错误； B、由图可知，A和B处于漂浮，C处于悬浮，则由浮沉条件可知：GA=FA，GB=FB，GC=FC，由于FA＜FB＜FC，所以GA＜GB＜GC；由于正方体A、B、C的体积相同，所以根据可知，物体密度的大小关系：，故B错误； C、由图可知三个完全相同的容器内水的深度相同，由可知液体底部压强关系是p甲=p乙=p丙，三个容器的底面积相同，根据可求容器底部受到水的压力大小关系： F甲=F乙=F丙，故C错误； D、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态，则浮力等于自身重力，由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力，即可以理解为，容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力，能看出三个容器内总重力相等；由于容器相同，所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙，根据可知，容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙，故D正确； 13. 下图为《天工开物》中名为“北耕兼种”的农具，“其服牛起土者，耒不用耜，并列两铁于横木之上，其具方语曰耩（jiǎng）。耩中间盛一小斗，储麦种于内，其斗底空梅花眼，牛行摇动，种子即从眼中撒下。”关于图中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 绳对耩的拉力大小等于耩对绳的拉力大小 B. 绳对耩的拉力和耩对绳的拉力是一对平衡力 C. 耩使用铁尖的目的是为了增大压力，便于“起土” D. 牛行摇动，种子从眼中撒下，是因为种子受到惯性力的作用 【答案】A 【解析】 【详解】AB．力的作用是相互的，相互作用力大小相等，力的方向相反，分别作用在不同物体上，故B错误，故A正确； C．耩使用铁尖的目的是为了减小受力面积增大压强，故C错误； D．惯性不是力，不能称作受到惯性力的作用，种子从眼中撒下，是因为种子受到重力的作用，故D错误。 故选A。 14. 关于图所示的托里拆利实验，下列说法正确的是（　　） A. 此实验在任何时候测出的都是标准大气压的数值 B. 玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变长 C. 换用粗玻璃管做实验，管内水银柱高度将减小 D. 将此装置从地面移至山顶，玻璃管内的水银面会上升 【答案】B 【解析】 【分析】根据托里拆利实验的结论及操作逐项判断。 【详解】A．大气压与高度和天气有关，在不同的地点，不同的时间，测量的结果可能不同，故A错误； B．在托里拆利实验中，玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱高度不变，长度会变长，故B正确； C．换用粗的玻璃管作实验时，水银柱的高度不变，故C错误； D．因为大气压随高度的升高而降低，故将此装置从地面移到山顶，管内被托起的水银将下降，故D错误。 故选B。 15. 如图所示为小明测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则下列说法中正确的是（　　） A. F1与G是一对相互作用力 B. F2与G是一对相互作用力 C. F1与F2一对相互作用力 D. F1与F2是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【详解】A．体重计对他的支持力F1作用在小明上，他的重力作用在小明上，即这两个力作用在同一个物体上，所以F1与G不是一对相互作用力，故A错误； B．他对体重计的压力F2作用在体重计上，他的重力作用在小明上，这两个力方向相同，所以F2与G不是一对相互作用力，故B错误； CD．体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，支持力和压力是小明和体重计之间的相互作用，则二力是一对相互作用力，不是一对平衡力，故C正确，D错误。 故选C。 16. 如图是小明玩蹦极时的情景，不考虑空气阻力，则关于他在下降过程中的说法，正确的是（　　） A. 弹性绳伸直前，小明的重力势能增大，动能减小 B. 弹性绳伸直前，小明的重力势能减小，动能减小 C. 小明下降到最低点时动能为零，弹性绳的弹性势能最大 D. 弹性绳刚伸直时，小明的速度最大，动能最大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．弹性绳伸直前，小明的质量不变，高度降低，速度加快，重力势能增大，动能增大，故AB错误； C．小明下降到最低点时速度为0，动能为零，弹性绳的形变量最大，弹性势能最大，故C正确； D．弹性绳刚伸直时，小明受到的力只有重力，方向竖直向下，则小明还将继续做向下做加速直线运动，速度不是最大，动能不是最大，故D错误。 故选C。 17. 用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体，每次物体提升的高度均为1m，滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A. 滑轮组中A滑轮可以省功 B. 动滑轮的重力为5N C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为10J 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图甲可知，A滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能省功，故A错误； B．由图乙可知，当该滑轮组提升的物体重力G=10N时，滑轮组的机械效率η=50％；由图甲可知，该滑轮组动滑轮上有2段绳子承载总重，该滑轮组的机械效率 则此时绳端拉力 不计绳重和摩擦，此时滑轮组提起的总重 则动滑轮的总重 故B错误； C．滑轮组的机械效率，滑轮组的机械效率越高，滑轮组做的有用功占拉力做的总功的比例越大，无法确定拉力做功的多少，故C错误； D．用该滑轮组提升重物时，克服动滑轮重力做额外功，每次物体提升的高度均为1m，动滑轮移动的距离也为1m，做的额外功 故D正确。 故选D。 三、实验题（每空2分，共16分） 18. 在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布；让小车从斜面顶端由静止滑下，如图所示，观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。 （1）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在棉布表面滑行的距离较远，在木板表面滑行的距离最远。推理：如果小车运动时不受阻力，它将做________； （2）在我们之前的学习中，用到相同的物理方法的实验是_________。 A. 探究影响滑动摩擦力大小的因素 B. 探究凸透镜成像规律 C. 探究真空能否传声 【答案】（1）匀速直线运动 （2）AC 【解析】 【小问1详解】 根据实验现象，小车以相同速度开始在水平面上运动，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远，推断如果小车运动时不受阻力，小车的速度不会减小，可以运动到无限远，所以，小车将会在水平面上做匀速直线运动。 【小问2详解】 该实验采用了控制变量法（控制小车从同一高度滑下，改变接触面粗糙程度）和理想实验法（根据实验现象推理出不受阻力时小车的运动情况）。 选项A中探究影响滑动摩擦力大小的因素实验中，控制压力或接触面粗糙程度其中一个量不变，研究另一个量对滑动摩擦力的影响，采用了控制变量法。选项B中探究凸透镜成像规律实验中主要运用了归纳法。选项C中探究真空能否传声实验中，随着玻璃罩内空气逐渐抽出，听到的声音越来越小，进而推理出真空不能传声，采用了理想实验法。 所以用到相同物理方法的实验是AC。 19. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）小李安装好杠杆，其静止时情景如图甲所示，此时杠杆_________（选填“平衡”或“不平衡”）； （2）小李用弹簧测力计竖直向下拉，测力计示数为F1时，杠杆在水平位置平衡，如图乙所示；若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉，测力计示数为F2时，杠杆仍然在水平位置平衡，因为此时F1的力臂_________F2的力臂，则F1_________F2（两空均选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1）平衡 （2） ①. > ②. < 【解析】 【小问1详解】 杠杆处于静止状态或匀速转动时都属于杠杆的平衡状态，所以安装好杠杆，其静止时的情景如图甲所示，此时杠杆平衡。 【小问2详解】 [1][2]小李用弹簧测力计竖直向下拉，测力计示数为F1时，杠杆在水平位置平衡，如图乙所示；若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉，由力臂的定义可知，此时动力臂变小，因为阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，拉力变大，弹簧测力计的示数变大，则F1<F2。 20. 如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。 （1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示如图甲所示_________N，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为 _________； （2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 _________。若不计绳重和摩擦，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为 _________N。 【答案】 ①. 2.4 ②. 83.3% ③. 低 ④. 3 【解析】 【详解】（1）[1][2]图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N；因为滑轮组用三段绳子承担物重，那么弹簧测力计移动的距离就是钩码上升高度的3倍，钩码上升了10cm,则弹簧测力计上升30cm；该滑轮组的机械效率 （2）[3][4]根据图乙可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。根据图象可知，当动滑轮重为1N时，滑轮组的机械效率为75%，根据不计绳重和摩擦时 得物体的重力 四、计算与推导题（第21题6分，第22题6分，第23题8分，共20分） 21. 物体的动能大小和其质量、速度有关，用表示，关系式为；物体的重力势能大小和其所受重力及被举高的高度有关，用表示，关系式为，现有一质量为m的物体A，从高为h的光滑固定斜面上由静止开始自由滑下（不计空气阻力），如图所示： （1）请用机械能守恒定律证明，不论物体的质量多大，到达水平面时的速度，即和质量无关。 （2）当物体A的质量为10kg，从高h为20cm光滑斜坡滑下时候，物体A到达底端时候的速度是多少？ 【答案】（1） 见解析 （2） 2m/s 【解析】 【小问1详解】 物体A从光滑固定斜面上由静止开始自由滑下，由于斜面光滑且不计空气阻力，因此在下滑过程中，物体的机械能守恒。设物体在斜面顶端时的状态为初始状态，到达水平面时的状态为末状态。在初始状态，物体静止，速度为0，高度为h，其动能，重力势能，则初态机械能 在末状态，物体到达水平面，高度为0，速度为v，其动能，重力势能，则末态机械能 根据机械能守恒定律，初始机械能等于末机械能，，即 化简得，此表达式中不包含质量m，证明了物体到达水平面时的速度与物体的质量无关。 【小问2详解】 根据（1）的结论，物体A到达底端时的速度由公式决定。 已知物体的高度，取重力加速度。 将数值代入公式得 所以，物体A到达底端时的速度是2m/s。 22. 如图所示为自动升降单杆晾衣架示意图，顶盒中有电动机牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把质量为3kg的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆的重力，g取10N/kg）。求： （1）此时绳乙对晾杆的拉力为多少？ （2）闭合开关，电动牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.5m，用时10s，若电动机的输出功率为9W，则该装置提升3kg衣服时的机械效率是多少？ 【答案】（1）20N；（2）50% 【解析】 【详解】解：（1）衣服的重力 G=mg=3kg×10N/kg=30N 衣服挂在5号孔，则甲固定在1号孔时，相当于支点，乙对7号孔作用力为动力，设每两个孔之间的距离为l，不计晾杆重力，据杠杆的平衡条件有 解得，绳乙对晾杆的拉力F=20N。 （2）牵引装置提升晾杆所做的有用功 电动机所做的总功 该装置提升3kg衣服时的机械效率 答：（1）此时绳乙对晾杆的拉力为20N； （2）该装置提升3kg衣服时的机械效率是50%。 23. 小明利用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B研究浮力问题。已知水槽的底面积为200cm2，空盒A底面积为100cm2，金属块B边长为5cm。他先把金属块B放入水槽中沉底，当空盒A漂浮在水面上时，盒底浸入水中1cm深。整个实验中，水槽里的水未溢出。（ρB＝7.0×103kg/m3 ） （1）空盒A漂浮在水面上时，求盒底部受到水的压强大小； （2）求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小； （3）若小明把金属块B从水中捞起后放进盒A，并漂浮在水面上，问水槽里的水位与之前相比会上升还是下降？请算出水槽里水位变化的高度。 【答案】（1）100Pa；（2）1N；（3）上升，3.75cm 【解析】 【详解】解：（1）空盒A漂浮在水面上时，求盒底部受到水的压强为 p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m＝100Pa （2）根据浮力产生的原因知，空盒A漂浮在水面上时所受浮力等于下表面受到的压力，即 F浮＝F＝pSA＝100Pa×100×10-4m2＝1N （3）B沉底时，排开水的体积等于B的体积，即 V排1＝VB＝(5cm)3＝125cm3 将B捞出来，放入A中后，相比于未放入A中时，浮力变化量等于B的重力，将B放入A中后多排开水的体积为 V排2＞V排1，所以水位会上升；两次排开液体体积之差为 ΔV排＝V排2－V排1＝875cm3－125cm3＝750cm3 故水位上升的高度为 答：（1）空盒A漂浮在水面上时，盒底部受到水的压强大小为100Pa； （2）空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小为1N； （3）若小明把金属块B从水中捞起后放进盒A，并漂浮在水面上，水槽里的水位与之前相比会上升，上升的高度为3.75cm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $