期末模拟测试练习卷(第7~12章)-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-05-26
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.11 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 名师汇知识铺 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58046761.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以神舟二十一号、针灸毫针等真实情境为载体,覆盖力学核心知识,注重物理观念与科学思维的融合,适配八年级期末综合能力评估。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|14题42分|力与运动(第2题)、压强(第6题)|结合科技热点(神舟二十一号)和生活现象(水滴印迹),考查物理观念|
|填空题|19空19分|浮力(第19题)、功与机械能(第21题)|融入文化素材(《天工开物》水磨),强化概念理解|
|实验探究题|19空19分|摩擦力(25题)、液体压强(26题)|通过控制变量法、转换法,培养科学探究能力|
|计算题|2题14分|压强计算(28题)、机械效率(29题)|综合应用密度、压强公式,体现科学推理|
内容正文:
2025-2026学年八年级物理下学期期末模拟测试卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共42分,只有一个选项符合题意)
1.用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动。这时,你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉,使橡皮做圆周运动的力是( )
A.人手的拉力 B.细线对橡皮的拉力
C.橡皮的惯性 D.地球的吸引
2.目前,神舟二十一号航天员张陆、武飞、张洪章已在轨驻留超五个月,航天员身心状态良好,空间站各项任务稳步推进。航天员所在舱内部为“失重”环境,若航天员在舱内进行体能锻炼以达到锻炼效果,下列活动可进行的是( )
A.做俯卧撑 B.用弹簧拉力器健身
C.举哑铃 D.用单杠做引体向上
3.在东西方向的平直公路上,一辆沿公路行驶的汽车上有水滴落在路面上,路面上部分水滴的印迹出现了先圆后不规整的痕迹,如图所示。根据水滴印迹的特点判断该车行驶的方向,下列说法正确的是( )
A.车自西向东行驶,因为落到地面后碎成的小水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
B.车自东向西行驶,因为落到地面后碎成的小水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
C.车自西向东行驶,因为先落到地面呈圆形的水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
D.车自东向西行驶,因为先落到地面呈圆形的水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
4.“牧童骑黄牛,歌声振林樾。意欲捕鸣蝉,忽然闭口立。”如图所示,牧童静止在牛背上。下列说法正确的是( )
A.牛受到的重力与地面对牛的支持力是一对平衡力
B.牛受到的重力与地面对牛的支持力是一对相互作用力
C.牧童受到的重力与牛对牧童的支持力是一对平衡力
D.牧童受到的重力与牛对牧童的支持力是一对相互作用力
5.随着人们生活水平的不断提高,自行车的功能正从代步工具转变为健身器材。自行车的构造中包含许多物理原理,例如车把手表面刻有花纹。下列改变摩擦力的方法与该事例目的和原理均相同的是( )
A.甲图中磁悬浮列车悬浮行驶
B.乙图中溜冰时穿旱冰鞋
C.丙图中体操运动员涂镁粉
D.丁图中击球时用力握球拍
6.针灸疗法是我国医学遗产的一部分,也是我国特有的一种民族医疗方法。如图所示,针灸中使用的毫针的针尖设计得很锋利是为了( )
A.增大惯性 B.增大压强
C.减小摩擦力 D.减小压力
7.如图,高铁疾驰通过站台时,安全黄线以内严禁人员站立。下列现象的物理原理与此相同的是( )
A.用吸管能轻松吸起瓶中的饮料
B.两船并排航行需保持安全距离
C.热气球受热后会缓缓向上升空
D.拦河坝需设计成上窄下宽形状
8.如图所示,关于物体浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲中沉底的良种密度大于盐水的密度
B.图乙中潜水艇是通过减小浮力来实现下潜的
C.图丙中航母从长江驶入海洋的过程中,受到的浮力变大
D.图丁中孔明灯利用内部气体密度大于空气密度来实现升空的
9.跳台滑雪运动中,运动员从助滑开始,直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置,如图所示,忽略空气阻力和摩擦,下列说法正确的是( )
A.B点到D点运动员的机械能守恒
B.A到B是动能转化为重力势能
C.C点的动能为零
D.D点的动能为零
10.如图所示,做仰卧起坐时,人体可视为杠杆,其自身重力G是阻力,肌肉施加的力F是动力。从平躺至坐起的过程中,若忽略动力F力臂的变化,下列说法正确的是( )
A.肌肉施加的力F减小
B.肌肉施加的力F不变
C.肌肉施加的力F增大
D.肌肉施加的力F先减小后增大
11.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲>p乙
D.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
12.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经上升到最高位置C点,最终静止在B点。对此过程,下列描述正确的是( )
A.弹性绳的弹性势能在B点时最大
B.人从A到C的过程中,动能减少,重力势能增加
C.人从B到C的过程中,动能减少,重力势能增加
D.人从A到B的过程中,动能增加,重力势能减少
13.某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动进水。用水时,水箱内水位降低,当到达最低水位时,力传感器所受拉力等于F1,触发开关,水泵开始持续向水箱注水;当水位到达最高水位时,力传感器所受拉力等于F2,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量。已知控制棒的质量为m,水的密度为ρ水。下列说法正确的是( )
A.控制棒受到的浮力最大时,排开水的体积为
B.控制棒受到的浮力的变化量最大为mg﹣F2
C.力传感器受到的拉力大小在F1与F2之间时,说明水箱正在进水
D.缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高
14.如图甲所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某工人站在水平地面上,用竖直向下的拉力拉动绳子自由端,使物体A以0.1m/s的速度匀速上升,拉力所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知该工人的重力为650N,物体A的重力为800N。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端拉力的功率为50W
B.动滑轮的重力为200N
C.该工人对地面的压力为150N
D.提升过程中滑轮组的机械效率为90%
二、填空题(每空1分,共19分)
15.混天绫是中国神话人物哪吒的重要兵器,当哪吒手持混天绫摆动时,混天绫的运动方向不断改变,这表明力可以改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”);哪吒将混天绫抛向空中,在上升过程中,混天绫受到的重力方向始终是 。
16.如图所示是我国古代科技著作《天工开物》中记载的利用水力驱动的粮食加工机械——水磨。水流由于受到
作用从高处落下,冲击叶轮,带动磨盘转动。磨盘宽大的底座是通过 来减小压强,防止陷入地面。
17.如图所示,甲、乙两弹簧测力计的拉环被固定在两侧墙壁上,挂钩分别挂着A、B两木块上,整个装置处于静止状态,弹簧测力计甲、乙的示数分别为4N和3N,则地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
18.如图所示为某村的水塔供水系统。抽水机工作时,叶轮在电动机的带动下高速旋转,泵壳里的水被甩入出水管,从而在叶轮转轴附近形成了一个压强很小的区域,此时进水管外面的水在 的作用下进入泵壳,叶轮不停地转动,水就不断地被送到水塔中。水塔供水系统是利用 特点向居民楼的住户供水的。
19.如图所示是我国自主建造的“海基一号”深水导管架平台。它的质量巨大,需要利用浮力才能将其平稳地拖航到作业海域。在拖航过程中,“海基一号”底部装有浮筒,通过向浮筒内注水或排水来改变自身的 ,从而实现上浮或下潜。当其从深海区域驶入近海区域时,若海水密度减小,在保持总质量不变的情况下,它受到的浮力将 ,排开海水的体积将 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
20.如图所示是冰壶场地的示意图,水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从A点向前运动,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止。冰壶从B到C的过程,该同学对冰壶 (填“做”或“不做”)功,冰壶的机械能 (填“变大”、“变小”或“不变”),冰壶在AB段所受的摩擦力 在BC段所受的摩擦力(填“大于”、“等于”或“小于”)。
21.“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响,在这个过程中,由A到B段返回器的动能逐渐 (选填“增大”“减小”或“不变”),返回器在B点时的速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)到达C点时的速度,从A到D的全过程中返回器机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
22.如图所示,牵引车的功率恒为60W,牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起,物体重900N,物体20s内沿竖直方向匀速上升1m,不计绳重和摩擦,该滑轮组提升重物的机械效率为 ,动滑轮的重力为 。(g取10N/kg)
三、作图题(每题3分,共6分)
23.如图所示,一把扫帚斜靠在墙边,请在简化图中画出扫帚手柄A点受到的支持力和扫帚头B点受到的摩擦力。
24.如图,杠杆的B点挂一个重物。请画出使杠杆平衡最小的动力F1。
四、实验探究题(每空1分,共19分)
25.a、b是用粗糙程度不同的两种木材分别做成的体积相同的木块,ma=mb。实验探究小组利用这两个木块进行“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验,实验过程如图所示,弹簧测力计示数F1<F2<F3<F4。
(1)实验过程中,弹簧测力计需沿水平方向拉着物块a做 运动,若加速拉动木块,拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)滑动摩擦力。
(2)分析 两图可得:滑动摩擦力大小与压力大小有关。
(3)实验中木块 (选填“a”或“b”)更加粗糙一些,支持这一结论的实验数据现象是 。
(4)将木块a沿竖直方向切去一部分,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块在木板上做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数比图甲中的F1小,于是得出“滑动摩擦力随接触面积减小而减小”的结论。这一实验做法是
(选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
26.小高发现:家里洗手盆中没有水时,要提起池底排水口的橡皮塞很容易;而装满水时,要提起橡皮塞就比较费力。小高猜想:液体内部是不是各个方向都有压强呢?他根据所学知识,利用图1所示装置,进行了以下探究:
(1)压强计是通过U形管中液面的 来显示金属盒上橡皮膜所受压强的大小。
(2)比较图1A、B、C可以得出结论:同种液体中,在深度相同时, 。
(3)通过观察图1 所示的实验现象,可以作为液体压强的大小与深度有关的猜想依据,由此依据我们应将拦河大坝设计成 的形状。
(4)比较D、E两图,可以得到:深度相同时,液体的压强与 有关。
(5)同组的小红用图2所示的容器也来探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系为 。
27.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,烧杯底面积为60cm2,物体所受的重力为4.8N,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时,弹簧测力计的示数如图1所示。水的密度为1.0×103kg/m3。
(1)图甲中物体所受浮力的大小是 N。
(2)对比图 可知浮力大小与物体浸没的深度无关,由图甲、乙可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由图丙、丁可知浮力大小与 有关。
(4)由图1中的信息还能得到以下物理量中的 (填写序号)。
A.物体的密度;
B.烧杯中水的体积;
C.盐水的密度。
(5)图甲到图乙过程中,水对烧杯底的压强增加了 Pa。
【拓展]结合浮力知识,小明利用一个质量和厚度均可忽略的塑料饮料瓶测量一块小石头的密度,步骤如图2所示:
①图甲:在瓶中装入适量水后密封瓶口,用刻度尺测得h1=10cm。
②图乙:把石头粘在瓶底,将瓶子瓶口朝上放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h2=14cm。
③图丙:瓶口朝下,再次将粘有石头的瓶子放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h3=6cm。
则石头的密度为 g/cm3。
五、计算题(28题6分,29题8分,共14分)
28.如图所示,柱形容器A和均匀柱体B置于水平地面上,A中盛有体积为6×10﹣3米3的水,B受到的重力为250牛,B的底面积为5×10﹣2米2。
①求A中水的质量m水。
②求B对水平地面的压强pB。
③现沿水平方向在圆柱体B上截去一定的厚度,B剩余部分的高度与容器A中水的深度之比hB’:h水为2:1,且B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强,求B的密度ρB。
29.如图所示,重为600N的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体,自由端所受拉力大小为400N,在物体匀速上升1m的过程中,滑轮组中的绳均沿竖直方向,绳重和摩擦均可忽略不计且绳足够结实,求:
(1)滑轮组做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中,能提升的最大物重。
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2025-2026学年八年级物理下学期期末模拟测试卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共42分,只有一个选项符合题意)
1.用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动。这时,你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉,使橡皮做圆周运动的力是( )
A.人手的拉力 B.细线对橡皮的拉力
C.橡皮的惯性 D.地球的吸引
解:A、人手直接拉动的是细线,并没有直接对橡皮施加拉力,故A不正确;
B、拴住橡皮的细线直接对橡皮施加拉力,这个拉力不断改变橡皮的运动方向,让橡皮维持圆周运动,故B正确;
C、惯性是物体本身的固有性质,不是力,不能说“惯性使橡皮维持运动”,故C不正确;
D、地球对橡皮的吸引产生重力,方向竖直向下,不是使橡皮做圆周运动的力,故D不正确。
答案:B。
2.目前,神舟二十一号航天员张陆、武飞、张洪章已在轨驻留超五个月,航天员身心状态良好,空间站各项任务稳步推进。航天员所在舱内部为“失重”环境,若航天员在舱内进行体能锻炼以达到锻炼效果,下列活动可进行的是( )
A.做俯卧撑 B.用弹簧拉力器健身
C.举哑铃 D.用单杠做引体向上
解:A、做俯卧撑通过克服重力来锻炼身体,失重状态下无法实现锻炼身体,故A错误;
B、用弹簧拉力器健身,是靠拉动弹簧来锻炼身体,弹力与是否失重无关,能够实现,故B正确;
C、举哑铃通过克服重力来锻炼身体,失重状态下无法实现,故C错误;
D、用单杠做引体向上通过克服重力来锻炼身体,失重状态下无法实现锻炼身体,故D错误。
答案:B。
3.在东西方向的平直公路上,一辆沿公路行驶的汽车上有水滴落在路面上,路面上部分水滴的印迹出现了先圆后不规整的痕迹,如图所示。根据水滴印迹的特点判断该车行驶的方向,下列说法正确的是( )
A.车自西向东行驶,因为落到地面后碎成的小水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
B.车自东向西行驶,因为落到地面后碎成的小水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
C.车自西向东行驶,因为先落到地面呈圆形的水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
D.车自东向西行驶,因为先落到地面呈圆形的水滴由于惯性继续沿原来的方向运动
解:水滴离开汽车后,由于惯性,在水平方向仍保持向前的运动状态,水滴到地上后,最初接触地面呈圆形的部分很快停止,其余部分由于继续向前运动而向前抛洒,出现了先圆后不规整的痕迹,所以汽车自西向东行驶,故ABD错误、C正确。
答案:C。
4.“牧童骑黄牛,歌声振林樾。意欲捕鸣蝉,忽然闭口立。”如图所示,牧童静止在牛背上。下列说法正确的是( )
A.牛受到的重力与地面对牛的支持力是一对平衡力
B.牛受到的重力与地面对牛的支持力是一对相互作用力
C.牧童受到的重力与牛对牧童的支持力是一对平衡力
D.牧童受到的重力与牛对牧童的支持力是一对相互作用力
解:
A、牛受到的重力与地面对牛的支持力大小不同,不是一对平衡力,故A错误;
B、牛受到的重力与地面对牛的支持力大小不同,不是一对相互作用力,故B错误;
CD、牧童受到的重力与牛对牧童的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故C正确,D错误。
答案:C。
5.随着人们生活水平的不断提高,自行车的功能正从代步工具转变为健身器材。自行车的构造中包含许多物理原理,例如车把手表面刻有花纹。下列改变摩擦力的方法与该事例目的和原理均相同的是( )
A.甲图中磁悬浮列车悬浮行驶
B.乙图中溜冰时穿旱冰鞋
C.丙图中体操运动员涂镁粉
D.丁图中击球时用力握球拍
解:在自行车把手上刻有花纹,是在压力一定时,用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。
A、磁悬浮列车悬浮行驶,是通过使接触面脱离来减小摩擦,故A不符合题意;
B、旱冰鞋是通过变滑动为滚动减小摩擦,故B不符合题意;
C、体操运动员涂镁粉,是压力一定时,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力,故C符合题意;
D、用力握球拍是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故D不符合题意。
答案:C。
6.针灸疗法是我国医学遗产的一部分,也是我国特有的一种民族医疗方法。如图所示,针灸中使用的毫针的针尖设计得很锋利是为了( )
A.增大惯性 B.增大压强
C.减小摩擦力 D.减小压力
解:针灸中使用的毫针的针尖设计得很锋利,减小了受力面积,在压力一定时,可以增大压强,故ACD不符合题意,B符合题意。
答案:B。
7.如图,高铁疾驰通过站台时,安全黄线以内严禁人员站立。下列现象的物理原理与此相同的是( )
A.用吸管能轻松吸起瓶中的饮料
B.两船并排航行需保持安全距离
C.热气球受热后会缓缓向上升空
D.拦河坝需设计成上窄下宽形状
解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
A、用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,利用了大气压,故A不符合题意;
B、若两船靠得比较近且并排前进,两船之间的水流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两船外侧的压强,便形成向内的压强差,容易发生撞船事故,能用“流体压强与流速关系”解释,故B符合题意;
C、热气球受热后会缓缓向上升空,利用的是空气的浮力,故C不符合题意;
D、拦河水坝的下部比上部建造得宽,是因为同种液体随深度的增加而增大,故D不符合题意。
答案:B。
8.如图所示,关于物体浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲中沉底的良种密度大于盐水的密度
B.图乙中潜水艇是通过减小浮力来实现下潜的
C.图丙中航母从长江驶入海洋的过程中,受到的浮力变大
D.图丁中孔明灯利用内部气体密度大于空气密度来实现升空的
解:A、物体的浮沉条件是:当物体密度大于液体密度时,物体所受浮力小于重力,物体下沉。图甲中良种沉底,说明其密度大于盐水的密度,故A正确;
B、潜水艇的下潜原理是:通过吸水增加自身重力,使重力大于浮力实现下潜,其排开水的体积基本不变,浮力也基本不变,并非减小浮力,故B错误;
C、航母在长江和海洋中均处于漂浮状态,由漂浮的特点,浮力始终等于自身重力,因其重力不变,因此浮力不变。故C错误;
D、孔明灯升空的原理是:加热灯罩内的空气,使内部气体受热膨胀,密度小于外界空气密度,从而获得大于自身重力的浮力实现升空,故D错误。
答案:A。
9.跳台滑雪运动中,运动员从助滑开始,直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置,如图所示,忽略空气阻力和摩擦,下列说法正确的是( )
A.B点到D点运动员的机械能守恒
B.A到B是动能转化为重力势能
C.C点的动能为零
D.D点的动能为零
解:A、从B点到D点,运动员在空中运动,不与地面接触,不受摩擦力,忽略空气阻力,机械能守恒,故A正确;
B、从A到B,运动员高度降低、速度增大,是重力势能转化为动能,故B错误;
C、C点是运动员运动轨迹的最高点,由于惯性继续沿水平方向运动,故此时运动员仍有水平方向的速度,动能不为零,故C错误;
D、D点是着陆坡上的点,运动员仍在运动,速度不为零,动能不为零,故D错误。
答案:A。
10.如图所示,做仰卧起坐时,人体可视为杠杆,其自身重力G是阻力,肌肉施加的力F是动力。从平躺至坐起的过程中,若忽略动力F力臂的变化,下列说法正确的是( )
A.肌肉施加的力F减小
B.肌肉施加的力F不变
C.肌肉施加的力F增大
D.肌肉施加的力F先减小后增大
解:做仰卧起坐时,从平躺至坐起的过程中,肌肉的拉力是动力,而自身上半身的重力是阻力,坐起是重心靠近支点,阻力臂减小,由于动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,根据杠杆的平衡条件知道,动力会变小。
答案:A。
11.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲>p乙
D.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
解:
A、桌面对容器支持力:F=G总=m容g+m液g,由于容器、液体的质量都相等,所以,桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲=F乙,故A错误;
B、由图可知,a、b两种液体的体积Va>Vb,而a、b两种液体的质量是相等的,根据可知,ρa<ρb,故B错误;
C、容器的总重力相同,对水平桌面的压力相等,受力面积相同,根据可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故C错误;
D、根据图示可知,液体对甲容器底部的压力等于甲容器中液体的重力,乙容器中液体对容器底部的压力大于液体的重力,受力面积相同,根据可知,pa<pb,故D正确。
答案:D。
12.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经上升到最高位置C点,最终静止在B点。对此过程,下列描述正确的是( )
A.弹性绳的弹性势能在B点时最大
B.人从A到C的过程中,动能减少,重力势能增加
C.人从B到C的过程中,动能减少,重力势能增加
D.人从A到B的过程中,动能增加,重力势能减少
解:
A、弹性绳在A点时弹性形变最大,弹性势能最大,故A错误;
B、人从A到C的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增加,速度先增大再减小,动能先增大再减小,故B错误;
C、人从B到C的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增加,速度减小,动能减少,故C正确;
D、从A到B的过程中,质量不变、高度增大,重力势能增加,速度逐渐变大,动能增加,故D错误。
答案:C。
13.某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动进水。用水时,水箱内水位降低,当到达最低水位时,力传感器所受拉力等于F1,触发开关,水泵开始持续向水箱注水;当水位到达最高水位时,力传感器所受拉力等于F2,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量。已知控制棒的质量为m,水的密度为ρ水。下列说法正确的是( )
A.控制棒受到的浮力最大时,排开水的体积为
B.控制棒受到的浮力的变化量最大为mg﹣F2
C.力传感器受到的拉力大小在F1与F2之间时,说明水箱正在进水
D.缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高
解:A、控制棒始终浸在水中,控制棒受重力、浮力和拉力。
根据平衡条件知,当水位到达最高水位时,最的拉力等于重力减去浮力,即最大浮力为F浮max=G﹣F2
控制棒的重力不变,受到的浮力最大,则此时拉力最小为F2。由F浮=ρ水gV排,则此时排开水的体积
故A错误;
B、当到达最低水位时,拉力最大,浮力小于,根据平衡条件,最小浮力F浮min=G﹣F1,
此时拉力最大为F1。水位由最低到达最高的过程,控制棒排开水的体积变化量最大,水的密度不变,由ΔF浮=ρ液gΔV排,则控制棒受到的浮力的变化量最大。最低水位时,浮力F浮min=G﹣F1=mg﹣F1
最高水位时浮力F浮max=G﹣F2=mg﹣F2
则浮力的最大变化量ΔF浮=F浮max﹣F浮min=(mg﹣F2)﹣(mg﹣F1)=F1﹣F2
故B错误;
C、由题意,最低水位时拉力为F1,此时控制棒受拉力最大,水泵启动进水。最高水位时拉力为F2,此时控制棒受拉力最小,水泵停止进水。进水过程中拉力从F1逐渐减小到F2。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量,所以进水时水位是净上升的,因此拉力是从F1单调减小到F2。如果水泵停止进水后(拉力已达到F2),开始用水,水位下降,拉力从F2逐渐增大。在拉力从F2增大到F1的过程中,水箱并未进水(水泵未启动),但拉力确实处于F1和F2之间。因此,拉力在F1和F2之间时,可能是正在进水(拉力从F1减小到F2),也可能正在用水(拉力从F2增大到F1),故C错误;
D、缩短悬挂控制棒的细线,因为F1、F2的触发条件不变,控制棒受重力不变,由F浮=G﹣F,则控制棒受最小浮力和最大浮力不变。假设初始时细线长度为L,控制棒长度为h,水箱底到力传感器的距离为H。最低水位时,控制棒浸入V排min,设浸入深度为dmin,则V排min=S棒dmin,则F浮min=ρ水gV排min=ρ水gS棒dmin,F浮min=G﹣F1=mg﹣F1
则
因为mg、F1、ρ水、g、S棒都不变,所以dmin不变,则水位高度ymin=H﹣L﹣h+dmin
缩短细线,H、h、dmin不变,L减小,ymin增大。同理,最高水位ymax也会增大。所以,缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高,故D正确。
答案:D。
14.如图甲所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某工人站在水平地面上,用竖直向下的拉力拉动绳子自由端,使物体A以0.1m/s的速度匀速上升,拉力所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知该工人的重力为650N,物体A的重力为800N。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端拉力的功率为50W
B.动滑轮的重力为200N
C.该工人对地面的压力为150N
D.提升过程中滑轮组的机械效率为90%
解:A、由图乙可知,当拉力做的功为400J时,所需时间为4s,则拉力做功的功率:,故A错误;
B、由图可知n=2,绳子自由端移动的速度:v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s,
由可知,绳子自由端的拉力:,
若不计绳重和摩擦,由可知,动滑轮的重力:G动=nF﹣G=2×500N﹣800N=200N,但题中未说明不计绳重和摩擦,因此动滑轮的重力小于200N,故B错误;
C、由力的平衡条件可知,地面对工人的支持力:F支=G人﹣F=650N﹣500N=150N,
由力的作用是相互的可知,该工人对地面的压力:F压=F支=150N,故C正确;
D、滑轮组的机械效率:,故D错误。
答案:C。
二、填空题(每空1分,共19分)
15.混天绫是中国神话人物哪吒的重要兵器,当哪吒手持混天绫摆动时,混天绫的运动方向不断改变,这表明力可以改变物体的 运动状态 (选填“形状”或“运动状态”);哪吒将混天绫抛向空中,在上升过程中,混天绫受到的重力方向始终是 竖直向下 。
解:(1)混天绫的运动方向不断改变,混天绫的运动状态在发生改变,表明力可改变物体的运动状态;
(2)重力是地面附近的物体由于地球吸引而受到的力,方向始终竖直向下。
答案:运动状态;竖直向下。
16.如图所示是我国古代科技著作《天工开物》中记载的利用水力驱动的粮食加工机械——水磨。水流由于受到 重力 作用从高处落下,冲击叶轮,带动磨盘转动。磨盘宽大的底座是通过 增大受力面积 来减小压强,防止陷入地面。
解:重力的方向竖直向下,水流由于受到重力的作用从高处落下;
磨盘宽大的底座,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
答案:重力;增大受力面积。
17.如图所示,甲、乙两弹簧测力计的拉环被固定在两侧墙壁上,挂钩分别挂着A、B两木块上,整个装置处于静止状态,弹簧测力计甲、乙的示数分别为4N和3N,则地面对B的摩擦力大小为 1 N,方向水平向 左 (选填“左”或“右”)。
解:弹簧测力计甲、乙的示数分别为4N和3N,则弹簧测力计对A的拉力为4N,方向向右;A水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为4N;摩擦力水平向左;以B为研究对象,它受到向左的拉力为3N,同时受到地面对它的摩擦力和物体A对它的摩擦力,二者之和为4N,所以地面对物体B的摩擦力为4N﹣3N=1N,方向水平向左。
答案:1;左。
18.如图所示为某村的水塔供水系统。抽水机工作时,叶轮在电动机的带动下高速旋转,泵壳里的水被甩入出水管,从而在叶轮转轴附近形成了一个压强很小的区域,此时进水管外面的水在 大气压 的作用下进入泵壳,叶轮不停地转动,水就不断地被送到水塔中。水塔供水系统是利用 连通器 特点向居民楼的住户供水的。
解:水塔供水系统是在叶轮转动时,水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在外界大气压的作用下,通过进水管进入泵壳;
连通器至少有两个开口,而且下面是相通的,水塔上端开口,下端与自来水管相通,构成了连通器,故水塔供水系统是利用连通器的原理向各家里供水的。
答案:大气压;连通器。
19.如图所示是我国自主建造的“海基一号”深水导管架平台。它的质量巨大,需要利用浮力才能将其平稳地拖航到作业海域。在拖航过程中,“海基一号”底部装有浮筒,通过向浮筒内注水或排水来改变自身的 重力 ,从而实现上浮或下潜。当其从深海区域驶入近海区域时,若海水密度减小,在保持总质量不变的情况下,它受到的浮力将 不变 ,排开海水的体积将 变大 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
解:向浮筒内注水或排水,改变的是“海基一号”自身的总质量,进而改变自身的重力,以此实现上浮或下潜。
平台始终漂浮在海面,漂浮时浮力等于自身总重力;总质量不变,因此总重力不变,受到的浮力也不变。
根据阿基米德原理F浮=ρ海水gV排,浮力不变,海水密度减小时,排开海水的体积会变大。
答案:重力;不变;变大。
20.如图所示是冰壶场地的示意图,水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从A点向前运动,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止。冰壶从B到C的过程,该同学对冰壶 不做 (填“做”或“不做”)功,冰壶的机械能 变小 (填“变大”、“变小”或“不变”),冰壶在AB段所受的摩擦力 等于 在BC段所受的摩擦力(填“大于”、“等于”或“小于”)。
解:冰壶从B到C的过程中,该同学没有对冰壶施加力,根据做功的两个必要因素,所以该同学对冰壶没有做功;
冰壶从B到C的过程中,由于受到摩擦力的作用,速度逐渐减小,动能转化为内能,机械能变小;
冰壶在AB段和BC段,压力大小(等于冰壶重力 )和接触面的粗糙程度相同,根据摩擦力大小的影响因素,可知冰壶在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力。
答案:不做;变小;等于。
21.“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响,在这个过程中,由A到B段返回器的动能逐渐 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),返回器在B点时的速度 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)到达C点时的速度,从A到D的全过程中返回器机械能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
解:返回器在大气层内从A到B,克服空气阻力和重力做功,机械能在减小,所以动能逐渐减小。
从B到C,返回器穿出大气层,太空中没有空气阻力,只有重力做功,机械能守恒,B,C两点距地面高度相同,重力势能相同,故动能也相同,所以B点的速度等于C点的速度。
从A到D的全过程中,返回器多次经过大气层,一直都克服空气阻力做功,会消耗机械能,所以机械能减小。答案:减小;等于;减小。
22.如图所示,牵引车的功率恒为60W,牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起,物体重900N,物体20s内沿竖直方向匀速上升1m,不计绳重和摩擦,该滑轮组提升重物的机械效率为 75% ,动滑轮的重力为 300N 。(g取10N/kg)
解:物体重G=900N,物体上升的高度h=1m,则提升重物做的有用功为:W有=Gh=900N×1m=900J;
牵引车的功率P=60W,20s内牵引车的拉力做的功为:W总=Pt=60W×20s=1200J;
则该滑轮组提升重物的机械效率为:;
由图可知,承担物重的绳子段数n=3,则绳子自由端移动的距离为:s=nh=3×1m=3m;根据W总=Fs可得,拉力为:;
不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力为:G动=nF﹣G=3×400N﹣900N=300N。
答案:75%;300N。
三、作图题(每题3分,共6分)
23.如图所示,一把扫帚斜靠在墙边,请在简化图中画出扫帚手柄A点受到的支持力和扫帚头B点受到的摩擦力。
解:扫帚手柄A点受到竖直墙壁的支持力,支持力方向与墙壁垂直;
扫帚斜靠在墙边,有向右滑的趋势,扫帚头B点受到地面的摩擦力沿地面向左,作用点画在B点,如图所示:
24.如图,杠杆的B点挂一个重物。请画出使杠杆平衡最小的动力F1。
解:根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1 L1=F2 L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。最长的动力臂等于OA的长,过点A作垂直于OA向上的动力F1,此时力臂最长,动力最小,如下图所示:
四、实验探究题(每空1分,共19分)
25.a、b是用粗糙程度不同的两种木材分别做成的体积相同的木块,ma=mb。实验探究小组利用这两个木块进行“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验,实验过程如图所示,弹簧测力计示数F1<F2<F3<F4。
(1)实验过程中,弹簧测力计需沿水平方向拉着物块a做 匀速直线 运动,若加速拉动木块,拉力 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)滑动摩擦力。
(2)分析 甲、丙 两图可得:滑动摩擦力大小与压力大小有关。
(3)实验中木块 b (选填“a”或“b”)更加粗糙一些,支持这一结论的实验数据现象是 F3<F4。
(4)将木块a沿竖直方向切去一部分,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块在木板上做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数比图甲中的F1小,于是得出“滑动摩擦力随接触面积减小而减小”的结论。这一实验做法是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制压力大小一定 。
解:
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块a做匀速直线运动,根据二力平衡可知,弹簧测力计的拉力等于滑动摩擦力的大小;
滑动摩擦力大小可能与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,若加速拉动木块,拉力大于滑动摩擦力;
(2)分析图甲、丙可知,接触面粗糙程度相同,丙中压力较大,测力计示数也较大,故在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)分析图丙、丁可知,压力相同,丁中接触面更粗糙,发现弹簧测力计的示数F3<F4,压力一定时,b接触面粗糙,滑动摩擦力也大;
(4)将木块a沿竖直方向截去一部分后,用剩下部分继续进行实验,测得木块所受的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。在她的探究过程中没有控制压力大小一定,不符合控制变量法的要求,因此结论错误。
答案:(1)匀速直线;大于; (2)甲、丙; (3)b;F3<F4; (4)错误;没有控制压力大小一定。
26.小高发现:家里洗手盆中没有水时,要提起池底排水口的橡皮塞很容易;而装满水时,要提起橡皮塞就比较费力。小高猜想:液体内部是不是各个方向都有压强呢?他根据所学知识,利用图1所示装置,进行了以下探究:
(1)压强计是通过U形管中液面的 高度差 来显示金属盒上橡皮膜所受压强的大小。
(2)比较图1A、B、C可以得出结论:同种液体中,在深度相同时, 朝各个方向压强都相等 。
(3)通过观察图1 C、D 所示的实验现象,可以作为液体压强的大小与深度有关的猜想依据,由此依据我们应将拦河大坝设计成 上窄下宽 的形状。
(4)比较D、E两图,可以得到:深度相同时,液体的压强与 密度 有关。
(5)同组的小红用图2所示的容器也来探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系为 ρb>ρa>ρc 。
解:(1)U形管压强计是通过U形管液面高度差来显示橡皮膜所受压强大小的,用到转换法;
(2)比较图1A、B、C,U形管液面高度差不变,说明同种液体中,在深度相同时,朝各个方向压强都相等;
(3)观察可知,图1C、D液体都是水,密度相同,D中探头的深度比C中深,U形管两侧液面的高度差也更大,所以可以作为液体压强的大小与深度有关的猜想依据,由此依据我们应将拦河大坝设计成上窄下宽的形状;
(4)比较图D、E,液体的密度不同,探头所处的深度相同,而丙中U管两侧液面的高度差更大,说明在深度相同的情况下,密度大的液体产生的压强更大,所以能初步得出液体内部压强还与液体密度有关;
(5)图2中,橡皮膜相平,说明两侧液体产生的压强相等,但橡皮膜在a液体中的深度大,根据p=ρgh可知,a液体的密度小,而图2所示,a的深度小,却压强大,故a液体的密度大,因而ρb>ρa>ρc。
答案:(1)高度差;(2)朝各个方向压强都相等;(3)C、D;上窄下宽;(4)密度;(5)ρb>ρa>ρc。
27.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,烧杯底面积为60cm2,物体所受的重力为4.8N,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时,弹簧测力计的示数如图1所示。水的密度为1.0×103kg/m3。
(1)图甲中物体所受浮力的大小是 0.8 N。
(2)对比图 乙、丙 可知浮力大小与物体浸没的深度无关,由图甲、乙可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由图丙、丁可知浮力大小与 液体密度 有关。
(4)由图1中的信息还能得到以下物理量中的 AC (填写序号)。
A.物体的密度;
B.烧杯中水的体积;
C.盐水的密度。
(5)图甲到图乙过程中,水对烧杯底的压强增加了 100 Pa。
【拓展]结合浮力知识,小明利用一个质量和厚度均可忽略的塑料饮料瓶测量一块小石头的密度,步骤如图2所示:
①图甲:在瓶中装入适量水后密封瓶口,用刻度尺测得h1=10cm。
②图乙:把石头粘在瓶底,将瓶子瓶口朝上放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h2=14cm。
③图丙:瓶口朝下,再次将粘有石头的瓶子放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h3=6cm。
则石头的密度为 3 g/cm3。
解:(1)物体所受浮力的大小F浮=G﹣F拉=4.8N﹣4.0N=0.8N。
(2)要探究浮力和浸没深度的关系,需要控制液体密度、排开液体体积相同,改变浸没深度,符合条件的是图1中乙、丙两图。
(3)图1中丙、丁两图,物体都浸没,排开液体体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(4)A、物体浸没在水中时,物体体积V=V排,物体受到的浮力F浮水=G﹣F丙=4.8N﹣3.4N=1.4N,由F浮=ρ水gV排、、可求出物体密度,故A符合题意;
B、题中只给出放入物体后液面变化,无法得到原来水的体积,故B不符合题意;
C、物体浸没在盐水中,此时物体受到的浮力F浮盐=G﹣F丁=4.8N﹣3.2N=1.6N,V排和物体体积相等,由可求出盐水密度,故C符合题意。
答案:AC。
(5)根据力的作用是相互的,甲到乙,浮力增加量ΔF浮=(4.8N﹣3.4N)﹣0.8N=0.6N,水对烧杯底的压力增加量ΔF=ΔF浮=0.6N,
烧杯底面积 S=60cm2=6×10﹣3m2,图1甲到乙过程中,水对烧杯底增加的压强。
(6)设瓶子横截面积为S,不放石头时,瓶子和水的总重力G水=ρ水gSh1;
倒置后,石头在水面外,总重力不变,浮力不变,总排开体积不变,因此Sh2+V石=Sh3+Sh1,得石头体积V石=S(h1+h3﹣h2)
由物体的浮沉条件和阿基米德原理可得,石头的重力为G石=F浮﹣G水=ρ水gS(h1+h3)﹣ρ水gSh1=ρ水gSh3
石头密度。
答案:(1)0.8;(2)乙、丙;(3)液体密度;(4)AC;(5)100;(6)3。
五、计算题(28题6分,29题8分,共14分)
28.如图所示,柱形容器A和均匀柱体B置于水平地面上,A中盛有体积为6×10﹣3米3的水,B受到的重力为250牛,B的底面积为5×10﹣2米2。
①求A中水的质量m水。
②求B对水平地面的压强pB。
③现沿水平方向在圆柱体B上截去一定的厚度,B剩余部分的高度与容器A中水的深度之比hB’:h水为2:1,且B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强,求B的密度ρB。
解:(1)由可得,A中水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg;
(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,B对水平地面的压强:;
(3)沿水平方向在圆柱体B上截去一定的厚度,B剩余部分的高度为hB′,
则B剩余部分对地面的压强:,
水对容器底的压强:p水=ρ水gh水,
已知hB′:h水=2:1,
因为B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强,
所以ρBghB′=ρ水gh水,
。
答:(1)A中水的质量为6kg;
(2)B对水平地面的压强为5000Pa;
(3)B的密度为0.5×103kg/m3。
29.如图所示,重为600N的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体,自由端所受拉力大小为400N,在物体匀速上升1m的过程中,滑轮组中的绳均沿竖直方向,绳重和摩擦均可忽略不计且绳足够结实,求:
(1)滑轮组做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中,能提升的最大物重。
解:(1)滑轮组做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J;
(2)由图可知,n=2,拉力做的总功W总=Fs=Fnh=400N×2×1m=800J,
滑轮组的机械效率为:;
(3)绳重和摩擦忽略不计,根据F=(G+G动)可知,动滑轮重为:
G动=nF﹣G=2×400N﹣600N=200N;
工人站在地面拉绳子,能施加的最大拉力等于自身重力,即Fmax=G人=600N,
则能提升的最大物重为:Gmax=nFmax﹣G动=2×600N﹣200N=1000N。
答:(1)滑轮组做的有用功为600J;
(2)滑轮组的机械效率为75%;
(3)工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中,能提升的最大物重为1000N。
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