内容正文:
人教版八年级第二学期期末 物理模拟试题 一.选择题(共10小题,满分20分) 1.2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。发射过程中,火箭向下喷射燃气,飞船获得向上的动力升空,这一现象说明( ) A.力可以改变物体的形状 B.力的作用是相互的 C.物体间力的作用是平衡的 D.物体的运动需要力来维持 2.《物原》记载:“史佚始作辘轳”。如图所示,人们借助辘轳从井中汲水时,转动摇把,使绳子在轴筒上不断叠绕,从而将水桶从井中提起。借助辘轳汲水时,下列说法正确的是( ) A.辘轳转动时属于动滑轮 B.借助辘轳汲水时不遵守能量守恒定律 C.转动摇把将水桶从井中提起时绳子做了功 D.改进后的辘轳的机械效率可以提高到100% 3.空间站里的航天员处于失重状态。如果他们要锻炼身体,下列运动可行的是( ) A.举哑铃 B.做俯卧撑 C.拉弹簧拉力器 D.用单杠做引体向上 4.如图所示,下列物体受到的两个力平衡的是( ) A. B. C. D. 5.简单机械在生活中应用广泛,下列工具正常使用时属于省力杠杆的是( ) A.食品夹 B.瓶盖起子 C.筷子 D.托盘天平 6.“大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”。随着国家科技的飞速发展,中国人自古就有的“上天入海”的梦想,其中不正确的是( ) A.甲图,AS700飞艇气囊内充入的气体密度小于艇外的空气密度 B.乙图,093型核潜艇浸没在水中下潜过程中,受到的浮力不变,压强变大 C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强大 D.丁图,“山东号”航母上的舰载机飞离航母后,航母所受浮力减小 7.下列诗句中,与物理中惯性知识有关的是( ) A.晏几道《鹧鸪天》中“梦魂惯得无拘检” B.冯梦龙《醒世恒言》中“临崖立马收疆晚” C.李白《望庐山瀑布》中“飞流直下三千尺” D.杜甫《登高》中“无边落木萧萧下” 8.在体育测试中,军军同学掷实心球的场景如图所示,图中a点是实心球刚离开手的位置,实心球从a点上升到最高点b点后下落到c点,然后滚到d点停止。忽略空气阻力,则下列说法中正确的是( ) A.实心球从a点上升到b点,是因为实心球受到手的推力的作用 B.若实心球在b点时受到的外力全部消失,实心球将处于静止状态 C.实心球从b点到c点的过程中,动能增大,机械能保持不变 D.实心球从c点运动到d点停止,说明力是维持物体运动的原因 9.如图的实例或实验,下列分析正确的是( ) A.甲图:将竖直玻璃管稍微倾斜,水银柱的高度不变 B.乙图:自制气压计从山顶移到山下,细管内的水柱上升 C.丙图:图钉帽面积较大,是增大受力面积,增大压强 D.丁图:向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高 10.小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A,下列说法正确的是(
人教版八年级第二学期期末物理模拟试题
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
A
B
C
B
C
A
C
二.多选题(共5小题)
题号
11
12
13
14
15
答案
ABD
AB
ABC
AB
AB
一.选择题(共10小题)
1.2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。发射过程中,火箭向下喷射燃气,飞船获得向上的动力升空,这一现象说明( )
A.力可以改变物体的形状
B.力的作用是相互的
C.物体间力的作用是平衡的
D.物体的运动需要力来维持
【答案】B
【详解】解:A.火箭向下喷射燃气,飞船获得向上的动力升空,火箭速度越来越大,说明了力可以改变物体的运动状态,故A不正确;
BC.火箭点火后从尾部猛烈喷出高温气体,对气体施加了一个向下的作用力,从而使火箭受到了气体对它施加了一个向上的反作用力,飞船获得向上的动力升空,说明物体间力的作用是相互的,故B正确,C不正确;
D.飞船获得向上的动力改变物体的运动状态,物体的运动不需要力来维持,故D不正确。
故选:B。
2.《物原》记载:“史佚始作辘轳”。如图所示,人们借助辘轳从井中汲水时,转动摇把,使绳子在轴筒上不断叠绕,从而将水桶从井中提起。借助辘轳汲水时,下列说法正确的是( )
A.辘轳转动时属于动滑轮
B.借助辘轳汲水时不遵守能量守恒定律
C.转动摇把将水桶从井中提起时绳子做了功
D.改进后的辘轳的机械效率可以提高到100%
【答案】C
【详解】解:A.辘轳是一个轮轴,在使用时轮半径大于轴半径,属于省力杠杆,不属于定滑轮,故A错误;
B.能量在转化和转移的过程中都遵循能量守恒定律,借助辘轳汲水时也要遵循能量守恒定律,故B错误;
C.转动摇把将水桶从井中提起时,绳子对桶施加了力的作用,且在力的方向上移动了一段距离,所以绳子做了功,故C错误;
D.任何机械在使用过程中都会有额外功,特别是摩擦力做的功是无法避免的,因此改进后的辘轳的机械效率也不可能达到100%,故D错误。
故选C。
3.空间站里的航天员处于失重状态。如果他们要锻炼身体,下列运动可行的是( )
A.举哑铃 B.做俯卧撑
C.拉弹簧拉力器 D.用单杠做引体向上
【答案】C
【详解】解:A、当没有重力时,人可以用很小的力举哑铃,起不到锻炼的作用,故A不合题意;
B、没有重力时,身体不受重力作用,用很小的力就可做俯卧撑,得不到锻炼的作用,故B不合题意;
C、没有重力时,不影响用力拉弹簧,所以可以用拉力器进行锻炼,故C符合题意;
D、没有重力时,身体不受重力作用,用很小的力就可做引体向上,得不到锻炼的作用,故D不合题意。
故选:C。
4.如图所示,下列物体受到的两个力平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】解:A.两个力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,两个力是平衡力,故A符合题意;
B.一个力为3N,一个力为4N,两个力大小不相等,故B不符合题意;
C.两个力不在一条直线上,故C不符合题意;
D.两个力不在一条直线上,故D不符合题意。
故选:A。
5.简单机械在生活中应用广泛,下列工具正常使用时属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.瓶盖起子
C.筷子 D.托盘天平
【答案】B
【详解】解:A、食品夹在正常使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B、瓶盖起子在正常使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;
C、筷子在正常使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错误;
D、托盘天平在正常使用时,动力臂与阻力臂相等,是等臂杠杆,故D错误。
故选:B。
6.“大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”。随着国家科技的飞速发展,中国人自古就有的“上天入海”的梦想,其中不正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇气囊内充入的气体密度小于艇外的空气密度
B.乙图,093型核潜艇浸没在水中下潜过程中,受到的浮力不变,压强变大
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强大
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机飞离航母后,航母所受浮力减小
【答案】C
【详解】解:A、飞艇利用空气浮力升空的;飞艇气囊内充入的气体密度小于艇外的空气密度才能使得浮力大于重力而升空,故A正确;
B、潜艇浸没在水中下潜时,排开液体体积和液体密度都不变,根据F浮=ρgV排可知,浮力不变;但是浸入深度变深,根据p=ρgh可知,压强变大,故B正确;
C、客机升空时,机翼上方空气的流速大、压强小,故C错误;
D、“山东号”航母上的舰载机飞离航母后,航母重力减小,而漂浮的物体,浮力等于重力,故所受浮力减小,故D正确。
故选:C。
7.下列诗句中,与物理中惯性知识有关的是( )
A.晏几道《鹧鸪天》中“梦魂惯得无拘检”
B.冯梦龙《醒世恒言》中“临崖立马收疆晚”
C.李白《望庐山瀑布》中“飞流直下三千尺”
D.杜甫《登高》中“无边落木萧萧下”
【答案】B
【详解】解:A、“梦魂愤得无拘检”描述的是梦境中灵魂不受束缚的状态,属于主观感受,未涉及物体的运动状态及惯性相关的物理现象,与惯性无关,故A不合题意。
B、“临崖立马收缰晚”中,“收缰晚”指马在靠近悬崖时,即使勒紧缰绳,马仍会继续向前运动,无法立即停止,这是因为马具有惯性,要保持原来的运动状态,导致运动状态不能突变,与惯性知识直接相关,故B符合题意。
C、“飞流直下三千尺”描述瀑布因重力作用从高处下落,属于重力改变物体运动状态的现象,与惯性无关,故C不合题意。
D、“无边落木萧萧下”描述树叶因重力作用下落,同样是重力改变物体运动状态的现象,与惯性无关,故D不合题意。
故选:B。
8.在体育测试中,军军同学掷实心球的场景如图所示,图中a点是实心球刚离开手的位置,实心球从a点上升到最高点b点后下落到c点,然后滚到d点停止。忽略空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.实心球从a点上升到b点,是因为实心球受到手的推力的作用
B.若实心球在b点时受到的外力全部消失,实心球将处于静止状态
C.实心球从b点到c点的过程中,动能增大,机械能保持不变
D.实心球从c点运动到d点停止,说明力是维持物体运动的原因
【答案】C
【详解】解:A、实心球从a点上升到b点,此时实心球不再受到手的推力的作用,故A错误;
B、若实心球在b点时受到的外力全部消失,实心球将处于匀速直线运动状态,故B错误;
C、实心球从b点到c点的过程中,动能增大,机械能保持不变,故C正确;
D、实心球从c点运动到d点停止,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选:C。
9.如图的实例或实验,下列分析正确的是( )
A.甲图:将竖直玻璃管稍微倾斜,水银柱的高度不变
B.乙图:自制气压计从山顶移到山下,细管内的水柱上升
C.丙图:图钉帽面积较大,是增大受力面积,增大压强
D.丁图:向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
【答案】A
【详解】解:A、甲图是托里拆利实验装置,玻璃管内是真空,管内水银柱的高度由外界大气压决定。将竖直玻璃管稍微倾斜,管内水银柱的长度会变长,但高度(竖直方向的高度)不变,因为大气压不变,能支持的水银柱高度就不变。故A正确;
B、高度越低,气压越高,自制气压计从山顶移到山下,外界气压升高,内部压强不变,细管内的水柱下降,故B错误;
C、图钉帽面积较大,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故C错误;
D、向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知向外拉活塞导致试管内的气体体积增大,气压减小,水的沸点降低,低于现在的温度,水再次沸腾,故D错误。
故选:A。
10.小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A,下列说法正确的是( )
A.物体重力做的功是有用功
B.拉力F1做的功是额外功
C.拉力F做的功是总功
D.克服物体受到的摩擦力做的功是总功
【答案】C
【详解】解:
AD、由图知,是水平使用动滑轮拉动物体,物体没有沿重力方向移动距离,所以重力不做功;克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功,故AD错误;
B、由图知,是水平使用动滑轮拉动物体,拉力F1做的功(克服物体与地面间的摩擦力做的功)为有用功,故B错误;
C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功,为总功,故C正确;
故选:C。
二.多选题(共5小题)
(多选)11.如图所示,将铁锁用绳子悬挂起来,拉到自己的鼻子附近,松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.绳子对铁锁的拉力一直不做功
B.铁锁在来回摆动过程中,其运动状态一直在发生变化
C.铁锁从最高处向下摆动时,重力势能增大,动能减小
D.铁锁上升的最大高度逐渐降低,说明机械能不守恒
【答案】ABD
【详解】解:A.做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离;铁锁来回摆动的过程中,没有在拉力的方向上通过距离,所以绳子对铁锁的拉力一直不做功,故A正确;
B.摆动过程中,铁锁的速度大小和运动方向会发生变化,其运动状态一定发生变化,故B正确;
C.铁锁从最高处向下摆动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减少;质量不变,速度变大,动能增大,故C错误;
D.铁锁自由摆动的过程中,铁锁上升的最大高度逐渐降低,说明受到阻力作用,所以机械能最终会转化为铁锁和空气的内能,即机械能不守恒,但总的能量保持不变,故D正确。
故选:ABD。
(多选)12.如图是运动员跳水时的情景,下列分析正确的是( )
A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能增大
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,跳板对运动员做了功
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,运动员的重力势能转化为动能
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
【答案】AB
【详解】解:A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性形变程度变大,弹性势能增大,故A正确;
B.向上弹起的过程中,跳板对运动员有支持力的作用,且在支持力的方向移动了一段距离,跳板对运动员做功,故B正确;
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,质量不变,速度减小,高度增加,动能减小,重力势能增加,动能转化为重力势能。故C错误;
D.运动员从最高点下落的过程中,由于受到空气阻力的作用,一部分机械能转化为内能,机械能减小,故D错误。
故选:AB。
(多选)13.容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力等于它受到的重力
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
【答案】ABC
【详解】解:A.土豆漂浮在水面上时,根据物体的浮沉条件可知,土豆受到的浮力等于它受到的重力,故A正确;
B.悬浮在盐水中时,土豆受到的浮力等于它受到的重力,此时土豆的体积等于排开盐水的体积,由G=mg=ρVg与F浮=ρ液V排g得:ρ土豆V土豆g=ρ盐水V排g=ρ盐水V土豆g;则土豆的密度与此时盐水的密度相等,故B正确;
C.沉到底部后,根据物体的浮沉条件可知,土豆受到的浮力小于土豆的重力;漂浮时,根据物体的浮沉条件可知,豆受到的浮力等于土豆的重力,故沉到底部后,土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力,故C正确;
D.沉到底部后继续注入清水,液体密度变小,土豆排开水的体积不变,由F浮=ρ液V排g得,土豆受到的浮力变小,故D错误。
故选:ABC。
(多选)14.如图所示,装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其刚好漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,就制作出了一个“浮沉子”。则( )
A.“浮沉子”在水中悬浮时重力与浮力相等
B.用力挤压矿泉水瓶,“浮沉子”中的空气压强会变大
C.“浮沉子”上浮时的浮力大于下沉时的浮力
D.“浮沉子”浮沉的原理与轮船相同
【答案】AB
【详解】解:A.当“浮沉子”在水中悬浮时,重力与浮力大小相等,方向相反,故A 符合题意;
B.用力挤压矿泉水瓶,瓶内空气体积减小,矿泉水瓶内气体体积减小,压强增大,少量的水被压入“浮沉子”,“浮沉子”中的空气体积变小,压强变大,故B符合题意;
C.“浮沉子”如果浸没在水中上浮和下沉时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,浮力不变,所以上浮时的浮力等于下沉时的浮力;“浮沉子”如果漂浮在水面上,上浮时排开水的体积减小,下沉时排开水的体积变大,则上浮时的浮力小于下沉时的浮力;故C不符合题意;
D.“浮沉子”是通过改变自身重力来实现浮沉的,而轮船是通过改变排开液体的体积来实现漂浮的,故D不符合题意。
故选:AB。
(多选)15.质量分布均匀的正方体物块B,通过一根细线与容器A的底部相连,逐渐向A中加水,直至水深30cm为止,加水结束时如图所示。已知B的质量为500g、边长为10cm,则( )(细线的弹力、体积、吸水量都忽略不计)
A.没加水时,B对A的压力是5N
B.水深h=5cm时,B对A的压力消失
C.水深5cm<h<30cm时,绳子受到的拉力逐渐增大
D.加水结束时,A的底面受到水的压强是3×105Pa
【答案】AB
【详解】解:A.没加水时,B对A的压力等于B的重力,B对A的压力为:
F=G=mg=500×10﹣3kg×10N/kg=5N,故A正确;
B.水深h=5cm时,B受到的浮力为:
,此时B受到的浮力等于重力,B对A的压力消失,故B正确;
C.水深h=5cm时,B对A的压力0,继续加水,B漂浮,在绳子拉直前,绳子受到的拉力为0,绳子拉直后,再加水时,B不再上升,浸入水中的体积逐渐增大,由F浮=ρ液gV排知浮力增大,由F=F浮﹣G可知,绳子受到的拉力逐渐增大,直到B完全浸没后,再加水时,B浸入水中的体积不再变化,浮力大小不变,绳子受到的拉力不变,故C错误;
D.加水结束时,A的底面受到水的压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×30×10﹣2m=3000Pa,故D错误。
故选:AB。
三.填空题(共6小题)
16.“海姆立克急救法”用于抢救气管异物堵塞,被称为“生命的拥抱”。如图所示,急救者从背后环抱患者,用力快速挤压患者的腹腔,上推膈膜,挤压胸腔,使胸腔内的体积 变小 ,气压变 大 ,促使异物排出。
【答案】变小;大。
【详解】解:上推患者的隔膜时,胸腔容积缩小,胸腔内气体质量不变,体积变小,由得,胸腔内气体密度变大,气压变大,大于外界大气压,促使异物排出。
故答案为:变小;大。
17.一场大雪过后,父子两人在雪地里行走,留下深浅相同、大小不同的脚印如图所示。则爸爸对雪地压强 等于 儿子对雪地的压强,爸爸的重力 大于 儿子的重力。
【答案】等于;大于。
【详解】解:父子两人在雪地里行走,留下深浅相同的脚印,说明父子两人对雪地的压力的作用效果相同,即爸爸对雪地压强等于儿子对雪地的压强;
由图可知,爸爸对雪地的受力面积大于儿子对雪地的受力面积,由F=pS可知,甲对雪地的压力大于乙对雪地的压力,而父子对雪地的压力等于各自的重力,所以爸爸的重力大于儿子的重力。
故答案为:等于;大于。
18.如图甲所示,活塞式抽水机是利用 大气压 把水从低处抽到高处的。图乙是某小组用自己制作的简易活塞式抽水机抽水的情景。将塑料片粘在活塞上作为阀门A,把玻璃球放到瓶子里作为阀门B,该抽水机的结构如图丙所示。使用时,向上提起活塞,阀门 A 关闭,筒内气压 变小 ,低处的水冲开阀门B进入筒内;向下压活塞时,阀门 B 关闭,水受阻不能向下流动,冲开阀门 A ,进入圆筒的上部。
【答案】大气压;A;变小;B;A。
【详解】解:活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处;由图可知,简易活塞式抽水机在使用时,提起活塞时,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,于是,水在大气压的作用下推开阀门B进入筒内;当压下活塞时,阀门B受水的压力而关闭,水不能向下流,于是就冲开阀门A进入圆筒的上部;再提起活塞时,活塞上面的水使阀门A关闭,水被活塞提起,从侧管中流出来。
故答案为:大气压;A;变小;B;A。
19.如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,在其内部充入氦气就可以依靠 浮力 (选填“浮力”或“升力”)升空。若充入密度为0.2kg/m3的氦气后悬浮在空气密度为0.4kg/m3的9052m高空,此时其总体积为9000m3,则它的总质量为 3600 kg。
【答案】浮力;3600。
【详解】解:浮空艇依靠空气的浮力升空的,其内部充入氦气减小了重力,使得浮力大于重力升空,
悬浮时浮力等于重力,根据阿基米德原理和G=mg知,
即F浮=G;即ρ空gV排=mg;
即m=ρ空V排=0.4kg/m3×9000m3=3600kg。
故答案为:浮力;3600。
20.某同学将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂,并在吸管上标上刻度线及相应的密度值,制成了简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲、F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则F甲 等于 F乙,ρ乙 小于 ρ甲。(选填“大于”、“等于”或“小于”)密度计上有密度值为ρ1和ρ2的两条刻度线(ρ1>ρ2),两刻度线之间的距离为Δh,该同学发现Δh很小。若想增大Δh,应 增加 (填写“增加”或“减少”)管内铁砂的质量。分析说明理由 不同液体中密度计受到的浮力相等,所以可得ρ1gSh1=ρ2gSh2,
因ρ1>ρ2,所以h1<h2,已知两刻度线之间的距离为Δh,则h2=h1+Δh;
则密度计在密度为ρ2的液体中受到的浮力ρ2gS(h1+Δh)=mg,
整理得;
所以,在ρ2S和h1一定时,可以通过增大整个密度计的质量m来增大Δh,而吸管的质量一定,则应增加吸管内铁砂的质量 。
【答案】等于;小于;增加;不同液体中密度计受到的浮力相等,所以可得ρ1gSh1=ρ2gSh2,
因ρ1>ρ2,所以h1<h2,已知两刻度线之间的距离为Δh,则h2=h1+Δh;
则密度计在密度为ρ2的液体中受到的浮力ρ2gS(h1+Δh)=mg,
整理得;
所以,在ρ2S和h1一定时,可以通过增大整个密度计的质量m来增大Δh,而吸管的质量一定,则应增加吸管内铁砂的质量。
【详解】解:图中密度计均漂浮,根据漂浮的条件知,浮力F浮=G,重力不变,可知所受的浮力F甲等于F乙。
密度计在甲液体中排开液体的体积较大,根据可知,甲烧杯中液体的密度较小,即ρ甲小于ρ乙。
不同液体中密度计受到的浮力相等,所以可得ρ1gSh1=ρ2gSh2,
因ρ1>ρ2,所以h1<h2,已知两刻度线之间的距离为Δh,则h2=h1+Δh;
则密度计在密度为ρ2的液体中受到的浮力ρ2gS(h1+Δh)=mg,
整理得;
所以,在ρ2S和h1一定时,可以通过增大整个密度计的质量m来增大Δh,而吸管的质量一定,则应增加吸管内铁砂的质量。
故答案为:等于;小于;增加;不同液体中密度计受到的浮力相等,所以可得ρ1gSh1=ρ2gSh2,
因ρ1>ρ2,所以h1<h2,已知两刻度线之间的距离为Δh,则h2=h1+Δh;
则密度计在密度为ρ2的液体中受到的浮力ρ2gS(h1+Δh)=mg,
整理得;
所以,在ρ2S和h1一定时,可以通过增大整个密度计的质量m来增大Δh,而吸管的质量一定,则应增加吸管内铁砂的质量。
21.体育老师要求学生采用如图所示的站姿锻炼手臂力量:双脚并拢,脚尖C触地,脚后跟跳起,手臂水平,手掌支撑在竖直墙壁上的A点,B为人体重心所在位置。锻炼时,躯体伸直,手臂伸直和弯曲动作交替进行,此过程中人体可看作杠杆,其支点为 C 点。请在图中画出其动力F1、动力臂l1。
【答案】C;见解答。
【详解】解:人体可看作杠杆,绕着C点转动,因而其支点为C点;
由题意知,竖直墙壁对手掌水平向右的作用力为动力,过点A作水平向右的力即为动力F1,过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂l1,如图所示:
故答案为:C;见解答。
四.实验探究题(共5小题)
22.交警提示“十次车祸九次快,安全驾驶莫超载”。
(1)学完机械能之后,根据交警提示,兴趣小组的同学们认为车祸的危害程度可能与汽车的动能大小有关。于是用同一小车、木块进行如图所示实验。比较甲、乙两次实验:
①通过观察木块移动的距离可以判断 小车 的动能大小,木块移动过程中受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2,则Ff1 = Ff2。
②请在图丙方框中画出木块被小车推动瞬间水平方向上受力示意图。
③比较图甲和乙,可知:在 质量 一定时, 速度越大 ,动能越大。利用探究结论可以解释交警提示中的 前 (选填“前”或“后”)半句。
④改变 质量 ,让小车从斜面同一高度自由滑下,所得的实验结论可以解释另外半句提示语。
(2)去掉木块,在木板表面上分别铺上毛巾、棉布。让小车从斜面的同一高度由静止滑下,分别停在水平面上A、B处(如图丁)。
①小车停在A处时,木板表面上铺的是 毛巾 ;
②根据现象可知摩擦力大小与 接触面粗糙程度 有关;
③如果水平表面绝对光滑,小车将会 做匀速直线运动 。
【答案】(1)小车;=;;质量;速度越大;前;质量;(2)毛巾;接触面粗糙程度;做匀速直线运动。
【详解】解:(1)实验时,让小车从斜槽的某一高度由静止开始滚下,目的是控制小车到达水平面时的初速度相等,该实验中研究的是小车的动能大小,动能大小不易观察,实验采用比较木块被撞击后移动的距离来反映小车的动能大小,采用了转换法;
木块移动过程中,木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,因此滑动摩擦力相同;
木块被小车推动瞬间,木块向右做加速运动,木块受到小车给的向右的推力,以及水平面给的向左的摩擦力,且推力大于摩擦力,如图所示:;
图甲和乙中同一小车质量相同,小车从斜槽的不同高度由静止开始滚下,小车到达水平面时的初速度不同,甲图中小车速度大,推动木块距离远,动能大。因此可以得出结论在质量一定时,速度越大,动能越大;
“在质量一定时,速度越大,动能越大。”可以解释交警提示中的前半句“十次车祸九次快”;
“安全驾驶莫超载”反映质量对动能的影响,故应该改变质量,保持速度相同来进行实验;
(2)小车在水平面上停下来是因为受到阻力,阻力越大,小车停止的越快。A处小车停止得快,说明所铺的材料更粗糙,小车经过时阻力更大,因此小车停在A处时,木板表面上铺的是毛巾;
同一小车从同一高度自由落下,由图中可以看出,在毛巾表面移动距离小,阻力大,而毛巾表面比棉布粗糙。因此可以得出结论摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
根据牛顿第一定律,如果水平表面绝对光滑,小车将会保持运动状态不变,做匀速直线运动。
故答案为:(1)小车;=;;质量;速度越大;前;质量;(2)毛巾;接触面粗糙程度;做匀速直线运动。
23.如图所示是用压强计来“研究液体内部压强”的实验装置。
(1)压强计上的U形管 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 B (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)使用U形管压强计前应检测装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果按压时U形管中的水面几乎不发生变化,则说明该装置 漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);
(4)如图乙所示,保持橡皮膜在此深度不变,转动橡皮膜的方向,U形管两侧水面的高度差 不变 ;
(5)比较图中的乙和丙图,可以得到:液体的压强与 液体深度 有关。比较图中 丙、丁 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关;
(6)实验过程中,主要采用的研究方法是 控制变量 法和 转换 法。
【答案】(1)不属于;
(2)B;
(3)漏气;
(4)不变;
(5)液体深度;丙、丁;
(6)转换;控制变量。
【详解】解:(1)这是测量液体压强的压强计,它的左端是密闭的,所以不属于连通器;
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,则B正确;故选:B;
(3)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;按压时U形管中的水面几乎不发生变化,则说明该装置漏气;
(4)在同一液体中,深度相同,液体压强相同,保持橡皮膜深度不变,转动橡皮膜的方向,U形管两侧水面的高度差不变;
(5)由图可知,乙和丙中液体密度相同,丙中橡皮膜深度更深,U形管两侧液面高度差更大,说明橡皮膜受到的液体压强更大,故可知,液体压强与液体深度有关。
图丙和丁中,橡皮膜深度相同而液体密度不同,U形管两侧液面高度差不同,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(6)在探究液体压强与液体密度的关系时,控制深度相同,采用了控制变量法;用U形管两侧液面高度差来反映液体压强大小,采用了转换法。
故答案为:(1)不属于;
(2)B;
(3)漏气;
(4)不变;
(5)液体深度;丙、丁;
(6)转换;控制变量。
24.在劳动实践课上,小晗体验了一下挑肩担,并在老师的指导下,了解了许多挑肩担的技巧,如图戊所示。课后,小晗想通过探究杠杆的平衡条件实验来验证这些技巧。实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)杠杆平衡后,小晗同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 3 个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验中保持阻力F2及阻力臂l2不变,多次改变动力F1与动力臂l1,收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂l1的关系图像(如图丁所示),由图像分析可知:当F1= 0.5 N时,l1=30cm。
(3)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点B,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置的拉力为Fa,在b位置的拉力为Fb,则Fa 小于 Fb(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
(4)小晗学会的其中一条技巧是不用手扶,就可让肩担稳稳地横在肩上。根据上述结论,若想让肩担稳稳地横在肩上,较重的一端应该 靠近 (填“靠近”或“远离”)肩膀。
【答案】(1)3;(2)0.5;(3)小于;(4)靠近。
【详解】解:(1)如图乙,设每个钩码的重力为G,杠杆每个小格的长度为L,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得2G×3L=nG×2L,
解得n=3,杠杆在水平位置平衡时,B点挂了3个钩码;
(2)根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,丁图中每组数据的乘积都相等F2l2=F1l1=1N×15cm=1.5N×10cm=3N×5cm=15N•cm
l1=30cm时,动力;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计向右倾斜到b位置时,使杠杆仍然在水平位置平衡;此时钩码对杠杆的拉力和力臂不变,测力计拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,弹簧测力计的示数将变大,即Fa<Fb;
(4)如图戊,扁担担东西时,扁担相当于杠杆,扁担压着肩膀处是支点,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,若想让扁担稳稳地横在肩上,较重的一端应该靠近肩膀,即较重的物体对扁担的拉力大,力臂小,较轻的物体对扁担的拉力小,力臂大。
故答案为:(1)3;(2)0.5;(3)小于;(4)靠近。
25.某实验小组在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面压力的大小和接触面的粗糙程度有关。所用的实验器材有:长方体木块(一侧带挂钩)和弹簧测力计各一个,表面粗糙程度不同的长木板以及质量相同的砝码若干。
(1)如图1所示,实验时将长木板放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,让木块在长木板上做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计的示数是 0.4 N。
(2)在探究“滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度是否有关”的实验中,需要至少选择三块长木板进行实验,则要用接触面粗糙程度相差 较大 (选填“较小”或“较大”)的长木板进行实验效果更好。
(3)图2是该小组在探究“滑动摩擦力大小(f)与接触面压力大小(F1)是否有关”的实验中,根据实验收集到的数据在坐标系中描绘的点。
①请在图2坐标系中完成f﹣F1的图像。
②通过分析图像可以得出:滑动摩擦力大小与 压力大小 有关,且二者的关系是: f=0.2F 。
(4)实验结束后,同学们在交流时还猜想“滑动摩擦力大小可能与接触面的材料有关”。他们经过分析讨论认为:利用本实验现有的器材和方法不能验证这个猜想,原因是:当改变接触面的材料时,很难控制 接触面粗糙程度 相同。
【答案】(1)匀速直线;0.4;(2)较大;(3)①见解析;②压力大小;f=0.2F;(4)接触面粗糙程度。
【详解】解:(1)如图1所示,实验时将长木板放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,让木块在长木板上做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数是0.4N。
(2)在探究“滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度是否有关”的实验中,为使滑动摩擦力差别较大,实验现象明显,则要用接触面粗糙程度相差较大的长木板进行实验效果更好。
(3)①在图2坐标系中连线,f﹣F1的图像如下所示:
②f﹣F1的图像为一过原点的直线,通过分析图像可以得出:滑动摩擦力大小与压力大小有关,且滑动摩擦力大小与压力大小成正比,由上图知,当压力为3.5N时,滑动摩擦力为0.7N,故k
二者的关系是:f=0.2F。
(4)研究“滑动摩擦力大小可能与接触面的材料有关”,要压力大小和接触面的粗糙程度相同,只改变接触面的材料,利用本实验现有的器材和方法不能验证这个猜想,原因是:当改变接触面的材料时,很难控制接触面粗糙程度相同。
故答案为:(1)匀速直线;0.4;(2)较大;(3)①见解析;②压力大小;f=0.2F;(4)接触面粗糙程度。
26.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,张华同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如表所示。
次数
物体的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.2
1
0.6
66.7%
2
3
0.2
1.4
0.6
71.4%
3
4
0.2
1.7
0.6
4
2
0.2
1.5
0.4
66.7%
(1)第3次实验中的机械效率为 78.4% (计算结果精确到0.1%)。
(2)比较第1.2、3次实验数据可知:在装置相同的情况下, 被提升的物体所受的重力越大,滑轮组的机械效率越高 。
(3)张华想到计算机械效率还可用,于是用弹簧测力计测得动滑轮所受的重力,代入上式计算后发现比实际测得的机械效率偏 大 (选填“大”或“小”)。
【答案】(1)78.4%;(2)被提升的物体所受的重力越大,滑轮组的机械效率越高;(3)大。
【详解】解:(1)第3次实验中的机械效率为:;
(2)根据表中数据知1、2、3次实验绳子的有效段数:,
故是用甲装置完成的,由表中数据可知,1、2、3三次实验数据滑轮重相同,物重依次变大,而滑轮组的机械效率也依次提升,据此得到结论:被提升的物体所受的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(3)不计绳子重和摩擦的条件下,滑轮组的机械效率为:,但实际中,因要克服绳子重和摩擦做额外功,故实际的总功大于上式中的总功,因有用功大小不变,故代入上式计算后发现比实际测得的机械效率值偏大。
故答案为:(1)78.4%;(2)被提升的物体所受的重力越大,滑轮组的机械效率越高;(3)大。
五.计算题(共2小题)
27.市面上有一种防溺水手环,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,气体会迅速充满手环内的气囊(如图所示),最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中至少让头部露出水面(一般情况下,头部的体积约占人体总体积的十分之一)。质量为51kg的同学戴着这种防溺水手环,在泳池中学习游泳,已知他的平均密度为1.02×103kg/m3,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略手环体积和自重,求:
(1)该同学浸入水中,胸口距离水面30cm时,胸口受到水的压强为多少Pa?
(2)当该同学至少让头部露出水面时,他在水中受到的浮力为多少N?
(3)该同学使用的防溺水手环的气囊体积至少为多少m3才能确保他的安全?
【答案】见试题解答内容
【详解】解:(1)根据公式p=ρgh可得,胸口受到水的压强为:
;
(2)由得,该同学的体积为:
,
由题意可知,至少让头部露出水面时,浸入水中的体积占人体体积的十分之九,即此时人排开水的体积为:
,
由F浮=ρ液gV排可得,此时该同学在水中受到的浮力为:
;
(3)该同学的重力为:
G人=m人g=51kg×10N/kg=510N,
忽略手环和气囊重力,漂浮时有:
F浮+F气囊=G人,
气囊受到的浮力为:
F气囊=G人﹣F浮=510N﹣450N=60N,
根据F浮=ρ液gV排可得,气囊排开水的体积至少为:
,
该同学使用的防溺水手环的气囊体积至少为0.006m3才能确保他的安全。
答:(1)该同学浸入水中,胸口距离水面30cm时,胸口受到水的压强为3000Pa;
(2)当该同学至少让头部露出水面时,他在水中受到的浮力450N;
(3)该同学使用的防溺水手环的气囊体积至少0.006m3才能确保他的安全。
28.2023年12月18日甘肃地震灾情发生后,爱心公益协会迅速筹集到12万元救灾物资。如图所示是志愿者从水平地面匀速搬起一箱10kg的救灾物资到1.2m高度进行装车的情景。(g取10N/kg)
(1)求志愿者搬起一箱救灾物资时所做的功;
(2)若装载救灾物资的货车总重力为105N,行驶时所受的阻力为车总重力的0.1倍。当货车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶时,求货车牵引力的功率。
【答案】(1)志愿者搬起一箱救灾物资时所做的功为120J;
(2)货车牵引力的功率为2×105W。
【详解】解:(1)由G=mg和W=Gh可得,搬起一箱救灾物资时所做的功:
W=mgh=10kg×10N/kg×1.2m=120J;
(2)货车在平直公路上匀速行驶时,牵引力与阻力平衡,所以牵引力:
F=f=0.1G车=0.1×105N=104N,
货车牵引力的功率:
PFv=104N×20m/s=2×105W。
答:(1)志愿者搬起一箱救灾物资时所做的功为120J;
(2)货车牵引力的功率为2×105W。
六.综合能力题(共1小题)
29.阅读短文,回答问题
液压刹车系统
液压系统是利用密闭的液体来传递压强,如图1,把一个力施加在一端的活塞上,产生的压强通过密闭液体传到另一端的活塞上,两个活塞受到密闭液体的压强相等。
汽车的刹车系统是一个液压系统,图2是包括刹车盘在内的刹车系统示意图,刹车踏板与连杆OAB相连,驾驶员蹬刹车板就相当于向左压小活塞P1,产生的压强通过刹车液传到大活塞P2上,P2使刹车片摩擦刹车盘,摩擦力使车轮的转速慢下来,忽略刹车液重力产生的压强。
请回答:
(1)液压刹车系统中,大活塞P2受到的压强 等于 小活塞P1受到的压强,P2受到的压力 大于 P1受到的压力(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)刹车踏板和连杆是一个 省力 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)
(3)如何通过改进实验装置,增大刹车片对刹车盘的压力(写出两种方法)?
① 增大P2的面积 ;
② 减小P1的面积 。
(4)测试上述刹车系统,作用在脚踏板上的压力F1与作用在刹车盘上的压力F2的关系如图3所示。已知OC:OD=1:3,则P1、P2的面积之比是 1:3 。
【答案】(1)等于;大于;
(2)省力;
(3)(以下答案中任意两个均可)增大P2的面积;减小P1的面积;减小P1与P2的面积之比;增大AB的长度;减小OA的长度;增大AB与OA长度的比值;
(4)1:3。
【详解】解:(1)由题意可知,液压系统是利用密闭的液体来传递压强,所以大活塞P2受到的压强等于小活塞P1受到的压强;
由p的变形式F=pS可知,大活塞P2受到的压力大于小活塞P1受到的压力;
(2)由图可知,OD是动力臂,OC是阻力臂,且动力臂大于阻力臂,所以刹车踏板和连杆是一个省力杠杆;
(3)要增大刹车片对刹车盘的压力,根据帕斯卡原理可知,可以增大P2的面积或减小P1的面积或减小P1与P2的面积之比;
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,可以增大AB的长度或减小OA的长度或增大AB与OA长度的比值等;
(4)因OC:OD=1:3,所以由杠杆的平衡条件可得:FP1•OC=F1•OD,
则FP1F1F1=3F1,
由图3可知,F2与F1的比值为9不变,
由帕斯卡原理可得:,即,
则33。
故答案为:(1)等于;大于;
(2)省力;
(3)(以下答案中任意两个均可)增大P2的面积;减小P1的面积;减小P1与P2的面积之比;增大AB的长度;减小OA的长度;增大AB与OA长度的比值;
(4)1:3。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2026/6/18 18:20:38;用户:李文贤;邮箱:13791918951;学号:51021253
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