精品解析:山东菏泽市单县2025-2026学年八年级下学期7月期末物理试题
2026-07-08
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 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) | 山东省 |
| 地区(市) | 菏泽市 |
| 地区(区县) | 单县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.56 MB |
| 发布时间 | 2026-07-08 |
| 更新时间 | 2026-07-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58705900.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年度第二学期初中阶段性质量检测
八年级物理试卷
本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号和座号填写在答题卡和试卷规定的位置上。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答案写在试卷上无效。
3.非选择题必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. “掬手为升”是我国古代的计量方法,双手合盛即为“掬”。图中普通成年人“掬米”静止时,竖直向上所用的力约为( )
A. 0.3N B. 3N C. 30N D. 300N
2. 2025年11月14日,神舟二十一号载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,如图所示,这一过程中,关于返回舱的说法正确的是( )
A. 返回舱只受到重力的作用 B. 返回舱所受拉力的施力物体是降落伞
C. 返回舱对地球也有力的作用 D. 返回舱的重力与返回舱所受空气阻力是一对平衡力
3. 以下文字选自朱自清的《春》:“坐着,躺着,打两个滚,踢几脚球”……关于文中所涉及的现象,以下说法正确的是( )
A. “坐着,躺着”,由坐到躺,人的重心高度不变
B. “坐着,躺着”,由坐到躺,人对地面的压强不变
C. “打两个滚”,在草地上滚动,人不受摩擦力作用
D. “踢几脚球”,力可以改变物体的运动状态
4. 如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通.当从管的一端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是
A. A液面上升 B. A液面下降
C. B液面下降 D. A、B液面高度均不变
5. 2021年12月9日,神舟十三号的航天员在太空中演示了乒乓球在水中浮力消失的实验,如图所示,对这个现象的解释最准确的说法是( )
A. 乒乓球的质量消失了
B. 乒乓球没有排开水
C. 太空中失重状态下,水的密度变为零
D. 太空中失重状态下,水对乒乓球上下表面的压力差为零
6. 放置在水平桌面上的甲、乙两个完全相同的容器中盛有不同的液体,小强将两个完全相同的鸡蛋分别放入甲、乙两个容器中,鸡蛋静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面相平,下列说法正确的是( )
A. 鸡蛋在两容器中受到的浮力大小相等
B. 乙容器中液体的密度较小
C. 甲液体对容器底部的压强大
D. 甲容器对水平桌面的压力较大
7. 如图所示是潜艇在海中悬浮、上浮、漂浮的三种情况示意图。下列分析正确的是( )
A. 上浮过程中,潜艇所受浮力逐渐变大 B. 悬浮和漂浮时,潜艇所受的浮力相等
C. 漂浮时,潜艇底部所受海水压强最大 D. 漂浮时,潜艇排开的海水所受的重力最小
8. 图1是《天工开物》记载的人们用踏碓将稻米去皮的情景,其工作原理如图2所示:木杆可绕O点转动,人在A端竖直用力踩下,B端翘起,放脚后B端由于重力作用下落,打在石臼内的谷物上。关于踏碓的下列说法中,正确的是( )
A. 图中踏碓在工作时的优点是省距离 B. 踏碓属于省力杠杆
C. 图2中的OA是动力臂 D. 将稻米去皮时,人脚离O点越近越省力
9. 学校国旗杆的顶端有一个滑轮,升旗时旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会缓缓上升。使用该滑轮可以( )
A. 省力 B. 省距离
C. 省功 D. 改变动力的方向
10. 如图所示,用力F将重30 N的物体在10秒内匀速提升10 m,如果动滑轮的重为10 N,不计绳子摩擦的情况下,则下列说法正确的是( )
A. 拉力F=20 N B. 拉力F=15 N
C. 人拉动滑轮的功率为150 W D. 绳子向上移动的距离为5 m
11. 如图所示的装置处于平衡状态,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,在G1和G2下方同时挂上一个相同的重物,则下列描述现象会出现的是( )
A. 向下运动 B. 向下运动
C. 和保持静止 D. 滑轮乙向下运动
12. 2024年5月21日,我国登山爱好者汪健带领5名队员组成的科研队伍成功登顶珠穆朗玛,当他们到达最高点的整个过程中,体重(含装备)越大的队员一定( )
A. 做功越多 B. 做功相同 C. 功率越大 D. 做功越慢
13. 如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述,不正确的是( )
A. 图甲中,举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃没做功
B. 图乙中,人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做功了
C. 图丙中,起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉力对重物做功了
D. 图丁中,足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球没做功
14. 如图所示的简单机械,属于斜面应用的是( )
A. 汽车方向盘 B. 自行车刹车把
C. 盘山公路 D. 食品夹
15. 同学们一起踢毽子,如图所示,毽子被从A点踢起,到达最高点B点后开始下落,下落过程经过点,且点与点等高。下列说法正确的是( )
A. 毽子的机械能不变
B. 毽子在点的动能大于在点的动能
C. 毽子在A点的重力势能大于在C点的重力势能
D. 毽子在点的动能为0
二、填空与作图题:本题共6小题,共15分。
16. 如图所示的装置可以用来模拟喷气式飞机的工作原理。气球吹胀后松开进气口,气球会向右运动,这说明力的作用是_______________,使气球运动的施力物体是_______________(选填“外界的空气”或“喷出的气体”)。
17. 如图所示,陶茶壶的壶身和壶嘴构成__________。若茶壶和水的总质量为0.5kg,壶底与桌面的接触面积为5×10-4m2,g取10N/kg,壶对水平桌面的压强为__________Pa。
18. 若货轮的排水量为1.5×104t,轮船自身质量为9000t,最多能装载货物的质量为________t。该货轮从长江驶入东海,轮船所受浮力_______,吃水深度________,到达目的地后,卸下货物,此时轮船所受浮力________(后三空均选填“变大”“变小”或“不变”)(ρ江水<ρ海水)。
19. 如图-1所示,螺丝刀是轮轴的一种应用,手柄_______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀使用起来更省力;螺丝钉的螺纹相当于斜面,螺纹越_______(选填“密”或“稀”)拧起来越省力。如图-2所示的两种剪刀,要剪开铁皮应该选用_______(选填“甲”或“乙”)。
20. 冰壶队比赛时,掷球员将冰壶沿水平冰面推出,表明力可以改变__________;如果冰壶和冰面间的摩擦力为零,运动的冰壶将__________(选填“静止”、“逐渐停下来”或“做匀速直线运动”)。
21. 如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,F2表示鱼线对鱼竿的拉力,请在图中画出F1、F2的力臂L1、L2。
三、实验探究题:本题共4小题,共28分。
22. 用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究。探究过程及有关数据如图所示。
(1)分析A、B、C三个图中情景,可得出:浸在液体中的物体受到__________(填方向)的浮力;A、B、C、D、E五个图中情景,金属块浸没在水中所受的浮力是__________N;
(2)观察__________四个图(填图中的序号)可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大;
(3)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。通过分析可知,第二次铁片受到的浮力__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)第一次铁片受到的浮力。
(4)根据图中的相关数据计算得出:煤油的密度是:__________kg/m3;
23. 如图所示,小明在做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)小明发现杠杆在图甲所示的位置静止,此时应将杠杆右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样可以有效排除__________对实验的影响。
(2)小明按照图乙的方式探究,在杠杆左边挂上钩码,用弹簧测力计在杠杆右边某一位置竖直拉住杠杆。弹簧测力计对杠杆的拉力F1是动力,动力臂为l1;钩码对杠杆的拉力F2是阻力,阻力臂为l2。当杠杆在水平位置平衡时,测量F1、l1、F2、l2的大小,多次实验,将数据记录在下表中。
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
①
4.0
10
2.0
20
②
2.0
10
1.0
20
③
4.0
5
1.0
20
④
2.0
5
1.0
10
①实验中,弹簧测力计竖直向下拉住杠杆,让杠杆在水平位置平衡,这样操作的好处是__________。若在图乙中改变弹簧测力计拉杠杆的方向至虚线位置,则弹簧测力计的示数会__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
②实验序号中,从第③步到第④步的操作是:移动钩码,使阻力臂变为__________cm。
③分析表格中数据,得到结论:杠杆平衡时,__________。
(3)实验后,小明又做了一个如图丙所示的蜡烛跷跷板,从两端同时点燃蜡烛,观察到的现象是:__________。
(4)在扳手柄上加了一个套筒,延长了扳手柄的长度,如图丁所示,使用时可以加大__________的长度而更省力。
24. 小明在测定滑轮组机械效率的实验中,所用的实验装置分别如图所示。
(1)在如图乙所示实验中,应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计,若小明在实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)小明在实验中得到如下表数据。
实验次数
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
机械效率
1
4.0
0.1
2.7
0.2
74.1
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1
3
8.0
0.1
3.1
0.3
86.0
4
8.0
0.1
2.5
0.4
______
通过比较1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组,提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数______(选填“有关”或“无关”)。通过比较______两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)第4次实验空格中数值为______,分析3、4两次实验数据可得出结论: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______。
(4)若每个滑轮的重1.0N,不计绳重,在第3次实验中克服摩擦做的额外功为______J。
25. 小明做了下面的实验,研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。
(1)甲、乙实验是通过观察木块被撞击后运动的距离,来研究______(选填“小球”或“木块”)动能的大小;
(2)质量相同的小球,从斜面上不同高度处自由滑下,小球到达水平面时的速度是______(选填“相同”或“不同”)的;
(3)对比实验中甲、乙,我们可以得出结论:同一物体,______越大,动能越大;
(4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f甲、f乙,则f甲______(选填“>”“=”或“<”)f乙;
(5)若在进行甲、乙图实验时,两次实验中木块被推动的距离相近,为了使实验结果更明显,下列方法可行的是______;
A. 换用一个质量较大的木板 B. 换用表面更粗糙的木板
C. 换用质量更大的钢球 D. 降低钢球下落时的高度
(6)若水平面绝对光滑,甲、乙实验将______(选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(7)将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下(图丙),依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力),设A、B两点的机械能分别为和,则______(选填“>”“=”或“<”);
(8)当小球从B点做斜抛运动到达C点时,假设小球所受的外力全部消失,小球将做______运动。
A. 沿a轨迹运动 B. 沿b轨迹运动 C. 沿c轨迹运动 D. 保持静止
四、计算与应用题:本题共3小题,共27分。
26. 如图所示,某学生研究小组正在进行“使用书包和滑轮组来提升人”的实验。书包在5s内沿直线匀速下降8m,使人匀速升高0.4m,书包对绳a的拉力,绳b对人的拉力。请通过计算求:
(1)此过程中滑轮组所做的有用功;
(2)此过程中书包对绳a做功的功率;
(3)此过程中滑轮组的机械效率。
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的同学带着这种防溺水手环,在泳池中学习游泳,已知他的平均密度为,水的密度为,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才能确保他的安全?
28. 桔槔(jié gāo)是我国古代的一种汲水工具,如图甲所示,直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,一端用绳子与水桶相连,另一端绑上或悬上一块较重的石头。当要汲水时,人用力向下拉绳子,使水桶下降到水面以下并让水流入水桶,当水桶装满水后,人向上拉动绳子,就可让绑石头一端的位置下降,同时将水桶提升。
(1)如图乙所示,桔槔此时处于平衡状态,此时水桶所受的重力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)石头的重力。
(2)水桶在露出水面之前上升的过程中,受到的浮力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好,这种说法是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由:人在C点用力向下拉绳子,使水桶下降到水面以下并让水流入水桶,根据杠杆的平衡条件,____________________。
(4)图乙是桔槔的模型,若,,空水桶重为20 N,石头重为100 N,则古人汲水时所用的竖直向下的最小力__________N。
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2025-2026学年度第二学期初中阶段性质量检测
八年级物理试卷
本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号和座号填写在答题卡和试卷规定的位置上。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答案写在试卷上无效。
3.非选择题必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. “掬手为升”是我国古代的计量方法,双手合盛即为“掬”。图中普通成年人“掬米”静止时,竖直向上所用的力约为( )
A. 0.3N B. 3N C. 30N D. 300N
【答案】B
【解析】
【详解】人双手捧起的米的质量约为,人双手捧起的米重约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
2. 2025年11月14日,神舟二十一号载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,如图所示,这一过程中,关于返回舱的说法正确的是( )
A. 返回舱只受到重力的作用 B. 返回舱所受拉力的施力物体是降落伞
C. 返回舱对地球也有力的作用 D. 返回舱的重力与返回舱所受空气阻力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.返回舱匀速下落时,除重力外,还受到降落伞的拉力、空气阻力的作用,并非只受重力,故A错误;
B.直接对返回舱施加拉力的是连接返回舱和降落伞的绳索,因此拉力的施力物体不是降落伞,故B错误;
C.力的作用是相互的,地球对返回舱施加重力(吸引力),返回舱对地球也存在反作用力,因此返回舱对地球也有力的作用,故C正确;
D.返回舱匀速下落时,向下的重力与向上的降落伞拉力、向上的空气阻力三个力平衡,重力大小等于拉力与空气阻力之和,因此重力和空气阻力不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
3. 以下文字选自朱自清的《春》:“坐着,躺着,打两个滚,踢几脚球”……关于文中所涉及的现象,以下说法正确的是( )
A. “坐着,躺着”,由坐到躺,人的重心高度不变
B. “坐着,躺着”,由坐到躺,人对地面的压强不变
C. “打两个滚”,在草地上滚动,人不受摩擦力作用
D. “踢几脚球”,力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.由坐到躺,人的姿势改变,坐着时重心较高,躺着时重心较低,重心位置降低,故A错误;
B.由坐到躺,人对地面的压力大小等于重力,不变,躺着时接触面积更大,受力面积增大,根据压强公式 可知,压强减小,故B错误;
C.在草地上滚动时,人需要摩擦力来改变运动状态,否则无法滚动,故C错误;
D.踢球时,力作用在球上,使球从静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通.当从管的一端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是
A. A液面上升 B. A液面下降
C. B液面下降 D. A、B液面高度均不变
【答案】B
【解析】
【详解】气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小,从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小.压强大,细管中的空气流速大.压强小,则A液面上方的气体压强大,B液面上方的气体压强小,所以会造成A液面下降,B液面上升,故B正确,ACD错误.
5. 2021年12月9日,神舟十三号的航天员在太空中演示了乒乓球在水中浮力消失的实验,如图所示,对这个现象的解释最准确的说法是( )
A. 乒乓球的质量消失了
B. 乒乓球没有排开水
C. 太空中失重状态下,水的密度变为零
D. 太空中失重状态下,水对乒乓球上下表面的压力差为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.质量是物体的固有属性,它不会随物体所在的位置的改变而发生改变,故A不符合题意;
B.乒乓球在浸没在水中,故乒乓球排开了水,故B不符合题意;
C.太空中的水仍然有一定的质量和体积,根据密度公式 可知它的密度不为零,故C不符合题意;
D.在太空中的乒乓球处于失重状态,故其受到的水对其上下表面压力差为零时,乒乓球才会处于平衡状态而悬浮在水中,故D符合题意。
故选D。
6. 放置在水平桌面上的甲、乙两个完全相同的容器中盛有不同的液体,小强将两个完全相同的鸡蛋分别放入甲、乙两个容器中,鸡蛋静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面相平,下列说法正确的是( )
A. 鸡蛋在两容器中受到的浮力大小相等
B. 乙容器中液体的密度较小
C. 甲液体对容器底部的压强大
D. 甲容器对水平桌面的压力较大
【答案】A
【解析】
【详解】A.两个鸡蛋完全相同,重力相等。甲中鸡蛋悬浮,浮力等于重力();乙中鸡蛋漂浮,浮力也等于重力()。因此,鸡蛋在两容器中受到的浮力大小相等,故A正确;
B.悬浮时液体密度等于物体密度();漂浮时液体密度大于物体密度(),则,故B错误;
C.两容器液面相平(深度相等),根据,,则乙液体对容器底部的压强大,故C错误;
D.容器完全相同,液面相平但,且甲中鸡蛋排开液体体积更大(鸡蛋排开液体体积,,故甲液体体积,乙液体体积,)。根据分析得乙容器中液体质量更大,由得乙容器中的液体重力更大,乙容器中总重力()更大,故乙容器对桌面的压力较大,故D错误。
故选A。
7. 如图所示是潜艇在海中悬浮、上浮、漂浮的三种情况示意图。下列分析正确的是( )
A. 上浮过程中,潜艇所受浮力逐渐变大 B. 悬浮和漂浮时,潜艇所受的浮力相等
C. 漂浮时,潜艇底部所受海水压强最大 D. 漂浮时,潜艇排开的海水所受的重力最小
【答案】D
【解析】
【详解】A. 潜艇上浮过程中(未露出水面),排开海水的体积不变,海水密度不变,根据阿基米德原理可知,浮力是不变的。只有露出水面后,减小,浮力才会变小,故A错误;
B. 悬浮时潜艇的大于漂浮时的,根据可知,悬浮时的浮力更大,故B错误;
C. 漂浮时潜艇底部所处的深度最小,根据液体压强公式可知,深度h越小,压强越小,所以漂浮时底部的压强是最小的,故C错误;
D. 根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,即。漂浮时的浮力最小,所以排开的海水所受的重力也最小,故D正确。
故选D。
8. 图1是《天工开物》记载的人们用踏碓将稻米去皮的情景,其工作原理如图2所示:木杆可绕O点转动,人在A端竖直用力踩下,B端翘起,放脚后B端由于重力作用下落,打在石臼内的谷物上。关于踏碓的下列说法中,正确的是( )
A. 图中踏碓在工作时的优点是省距离 B. 踏碓属于省力杠杆
C. 图2中的OA是动力臂 D. 将稻米去皮时,人脚离O点越近越省力
【答案】A
【解析】
【详解】A. 踏碓的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力杠杆的特点是费力但省距离(B端能移动更大的距离,便于击打谷物),故A正确;
B. 踏碓动力臂比阻力臂短,是费力杠杆,故B错误;
C. 动力臂是支点到动力作用线的垂直距离,OA只是支点到动力作用点的线段,故C错误;
D. 根据杠杆平衡条件可知,人脚离O点越近,动力臂越小,当阻力和阻力臂不变时,动力会越大,越费力,故D错误。
故选A。
9. 学校国旗杆的顶端有一个滑轮,升旗时旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会缓缓上升。使用该滑轮可以( )
A. 省力 B. 省距离
C. 省功 D. 改变动力的方向
【答案】D
【解析】
【详解】旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,为定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力,故D正确,ABC错误。
故选D。
10. 如图所示,用力F将重30 N的物体在10秒内匀速提升10 m,如果动滑轮的重为10 N,不计绳子摩擦的情况下,则下列说法正确的是( )
A. 拉力F=20 N B. 拉力F=15 N
C. 人拉动滑轮的功率为150 W D. 绳子向上移动的距离为5 m
【答案】A
【解析】
【详解】AB.动滑轮承重绳子股数为2,拉力,故A正确,B错误;
CD.物体上升高度,则绳子自由端移动距离
拉力做的功
功率,故CD错误。
故选A。
11. 如图所示的装置处于平衡状态,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,在G1和G2下方同时挂上一个相同的重物,则下列描述现象会出现的是( )
A. 向下运动 B. 向下运动
C. 和保持静止 D. 滑轮乙向下运动
【答案】B
【解析】
【详解】如图,装置处于平衡状态,绳端的拉力大小;动滑轮上有两根绳承担物重,,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,,由此可得;
在、下方同时挂上一个相同的重物,绳端的拉力大小
动滑轮下物体的重力
动滑轮受到向上的拉力
对比以上两式可知,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,G2向下运动,G1向上运动,滑轮乙向上运动,故B符合题意,ACD不符合题意;
故选B。
12. 2024年5月21日,我国登山爱好者汪健带领5名队员组成的科研队伍成功登顶珠穆朗玛,当他们到达最高点的整个过程中,体重(含装备)越大的队员一定( )
A. 做功越多 B. 做功相同 C. 功率越大 D. 做功越慢
【答案】A
【解析】
【详解】到峰顶的过程中,各科考队员上升的高度是相同的,根据公式可知,体重(含装备)越大的队员,做功越多;因为从山脚到山顶各科考队员所用的时间未知,根据公式可知,功率的大小无法比较,做功快慢无法比较。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13. 如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述,不正确的是( )
A. 图甲中,举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃没做功
B. 图乙中,人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做功了
C. 图丙中,起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉力对重物做功了
D. 图丁中,足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球没做功
【答案】B
【解析】
【详解】A.举重运动员举着杠铃不动,杠铃向上没有在支持力的方向上移动距离,运动员的支持力没有做功,故A正确,不符合题意;
B.人推汽车但没有推动,人给汽车一个力的作用,汽车没有在力的方向上移动距离,人对汽车没有做功,故B错误,符合题意;
C.起重机吊着重物上升,钢绳给重物一个向上的拉力,重物向上移动了距离,钢绳的拉力对重物做了功,故C正确,不符合题意;
D.足球的重力竖直向下,足球在水平地面上滚动,没有向下运动,重力对足球没有做功,故D正确,不符合题意。
故选B。
14. 如图所示的简单机械,属于斜面应用的是( )
A. 汽车方向盘 B. 自行车刹车把
C. 盘山公路 D. 食品夹
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车的方向盘是轮轴的应用,故A不符合题意;
B.自行车刹车把是省力杠杆,故B不符合题意;
C.斜面是一种简单机械,可用于克服垂直提升重物之困难,省力但是费距离,盘山公路是斜面的应用,故C符合题意;
D.食品夹是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
15. 同学们一起踢毽子,如图所示,毽子被从A点踢起,到达最高点B点后开始下落,下落过程经过点,且点与点等高。下列说法正确的是( )
A. 毽子的机械能不变
B. 毽子在点的动能大于在点的动能
C. 毽子在A点的重力势能大于在C点的重力势能
D. 毽子在点的动能为0
【答案】B
【解析】
【详解】A.毽子在空中运动时,会受到空气阻力的作用,需要克服摩擦力做功,因此其总机械能会减少,而不是保持不变,故A错误;
BC.毽子从A点运动到C点的过程中,由于要克服空气阻力做功,总机械能减少,所以A点的机械能大于C点的机械能。A点和C点的高度相同,且毽子的质量不变,所以毽子在这两点的重力势能相等。机械能等于动能与势能之和,由于A点的机械能大于C点的机械能,而两点的重力势能相等,那么A点的动能一定大于C点的动能,故B正确,C错误;
D.毽子运动到最高点B时,虽然其在竖直方向的速度为零,但它仍然有水平方向的速度,因此,毽子在B点的动能不为0,故D错误。
故选B。
二、填空与作图题:本题共6小题,共15分。
16. 如图所示的装置可以用来模拟喷气式飞机的工作原理。气球吹胀后松开进气口,气球会向右运动,这说明力的作用是_______________,使气球运动的施力物体是_______________(选填“外界的空气”或“喷出的气体”)。
【答案】 ①. 相互的 ②. 喷出的气体
【解析】
【详解】[1][2]松开进气口后,气球内的气体向左喷出,给周围的空气一个向左的力,根据力的作用是相互的可知,气球会向右运动。使气球运动的力是喷出的气体对气球的反作用力,因此施力物体是喷出的气体。
17. 如图所示,陶茶壶的壶身和壶嘴构成__________。若茶壶和水的总质量为0.5kg,壶底与桌面的接触面积为5×10-4m2,g取10N/kg,壶对水平桌面的压强为__________Pa。
【答案】 ①. 连通器 ②.
【解析】
【详解】茶壶的壶身和壶嘴符合上端开口、底部互相连通的特点,因此它们构成一个连通器。
水平桌面受到的压力等于茶壶和水的总重力
所以壶对水平桌面的压强
18. 若货轮的排水量为1.5×104t,轮船自身质量为9000t,最多能装载货物的质量为________t。该货轮从长江驶入东海,轮船所受浮力_______,吃水深度________,到达目的地后,卸下货物,此时轮船所受浮力________(后三空均选填“变大”“变小”或“不变”)(ρ江水<ρ海水)。
【答案】 ①. 6×103 ②. 不变 ③. 变小 ④. 变小
【解析】
【详解】[1]轮船漂浮在水面上,所受的浮力等于其重力。根据阿基米德原理,浮力又等于排开水的重力,故船的总质量等于排开水的质量,那么满载时,轮船至多能装载的货物的质量m货=m排-m船=1.5×104×103kg-9.0×103×103kg=6×106kg=6×103t
[2]轮船从长江驶入东海,都是处于漂浮状态,则所受的浮力等于重力,而重力保持不变,所以浮力也不变。
[3]轮船由长江入东海,液体的密度变大,而浮力不变,由得,排开液体的体积变小,所以吃水深度变小。
[4]卸下设备后,轮船所受的总重力变小,还是处于漂浮状态,则浮力还是等于轮船的总重力,那么浮力变小。
19. 如图-1所示,螺丝刀是轮轴的一种应用,手柄_______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀使用起来更省力;螺丝钉的螺纹相当于斜面,螺纹越_______(选填“密”或“稀”)拧起来越省力。如图-2所示的两种剪刀,要剪开铁皮应该选用_______(选填“甲”或“乙”)。
【答案】 ①. 粗 ②. 密 ③. 甲
【解析】
【详解】轮轴的省力规律是轮半径越大越省力,若手柄是轮,手柄越粗,即轮的半径越大,因此粗一些的螺丝刀使用更省力。
斜面的省力规律是,高度相同时,斜面越长越省力,螺丝钉高度固定,而螺纹越密,展开后斜面长度越长,因此拧起来会更省力。
剪开铁皮需要更省力的剪刀,省力杠杆的特点是动力臂大于阻力臂,即剪刀的手柄长度要大于刀刃长度,如图所示,甲剪刀符合省力杠杆的特点,因此要剪开铁皮应该选用甲剪刀。
20. 冰壶队比赛时,掷球员将冰壶沿水平冰面推出,表明力可以改变__________;如果冰壶和冰面间的摩擦力为零,运动的冰壶将__________(选填“静止”、“逐渐停下来”或“做匀速直线运动”)。
【答案】 ①.
物体的运动状态 ②.
做匀速直线运动
【解析】
【详解】[1]力的作用效果有改变物体的形状和改变物体的运动状态两种,冰壶由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]根据牛顿第一定律,当运动的冰壶不受摩擦力(水平方向不受外力)时,会保持原来的运动状态,做匀速直线运动。
21. 如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,F2表示鱼线对鱼竿的拉力,请在图中画出F1、F2的力臂L1、L2。
【答案】
【解析】
【详解】已知支点O,从支点向的作用线作垂线,垂线段的长度即为动力臂;从支点向阻力的作用线作垂线,垂线段的长度即为阻力臂。如图所示
三、实验探究题:本题共4小题,共28分。
22. 用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究。探究过程及有关数据如图所示。
(1)分析A、B、C三个图中情景,可得出:浸在液体中的物体受到__________(填方向)的浮力;A、B、C、D、E五个图中情景,金属块浸没在水中所受的浮力是__________N;
(2)观察__________四个图(填图中的序号)可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大;
(3)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。通过分析可知,第二次铁片受到的浮力__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)第一次铁片受到的浮力。
(4)根据图中的相关数据计算得出:煤油的密度是:__________kg/m3;
【答案】(1) ①. 竖直向上 ②. 4 (2)A、B、C、D
(3)大于 (4)
【解析】
【小问1详解】
图A中,金属块在空气中,弹簧测力计的示数为,即金属块的重力 。图B、C中,金属块逐渐浸入水中,弹簧测力计的示数分别变为、,示数减小。这说明金属块在水中受到了一个向上的托力,这个力就是浮力。因为重力方向竖直向下,测力计拉力向上,示数减小说明浮力方向与重力方向相反,即竖直向上;
金属块完全浸没在水中时对应图D,此时弹簧测力计的示数 。根据称重法测浮力 ,可得金属块浸没在水中所受的浮力 。
【小问2详解】
要探究“浮力大小随物体排开液体体积的增大而增大”,需要控制液体的密度相同(即同种液体),改变物体排开液体的体积。由图可知,A图:在空气中,作为基准。B、C、D图中,液体都是水(同种液体),金属块浸入水中的体积逐渐增大(排开液体体积增大),弹簧测力计示数依次减小,说明受到的浮力逐渐增大。因此,观察 A、B、C、D 四个图即可得出该结论。
【小问3详解】
铁片放入水中下沉,根据物体的浮沉条件,此时铁片受到的浮力。 铁片弯成“碗状”后漂浮在水面上,根据漂浮条件,此时铁片受到的浮力,因为铁片的重力保持不变,所以 ,即第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
【小问4详解】
由第(1)题可知,金属块浸没在水中受到的浮力 。图E中,金属块浸没在煤油中,弹簧测力计示数为 。此时在煤油中受到的浮力
当物体完全浸没时, 相同(等于物体体积),根据阿基米德原理 可得
所以,煤油的密度为
23. 如图所示,小明在做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)小明发现杠杆在图甲所示的位置静止,此时应将杠杆右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样可以有效排除__________对实验的影响。
(2)小明按照图乙的方式探究,在杠杆左边挂上钩码,用弹簧测力计在杠杆右边某一位置竖直拉住杠杆。弹簧测力计对杠杆的拉力F1是动力,动力臂为l1;钩码对杠杆的拉力F2是阻力,阻力臂为l2。当杠杆在水平位置平衡时,测量F1、l1、F2、l2的大小,多次实验,将数据记录在下表中。
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
①
4.0
10
2.0
20
②
2.0
10
1.0
20
③
4.0
5
1.0
20
④
2.0
5
1.0
10
①实验中,弹簧测力计竖直向下拉住杠杆,让杠杆在水平位置平衡,这样操作的好处是__________。若在图乙中改变弹簧测力计拉杠杆的方向至虚线位置,则弹簧测力计的示数会__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
②实验序号中,从第③步到第④步的操作是:移动钩码,使阻力臂变为__________cm。
③分析表格中数据,得到结论:杠杆平衡时,__________。
(3)实验后,小明又做了一个如图丙所示的蜡烛跷跷板,从两端同时点燃蜡烛,观察到的现象是:__________。
(4)在扳手柄上加了一个套筒,延长了扳手柄的长度,如图丁所示,使用时可以加大__________的长度而更省力。
【答案】(1) ①. 左 ②. 杠杆自重
(2) ①. 便于测量力臂 ②. 变大 ③. ④. 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。
(3)两侧蜡烛交替上下摆动 (4)动力臂
【解析】
【小问1详解】
杠杆右端下沉,为了让杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向左调节,这样调节的好处是可以直接在杠杆上读取力臂,同时避免杠杆自重对实验的影响。
【小问2详解】
实验中,弹簧测力计竖直向下拉杠杆,这样操作的好处是便于直接读出(或测量)力臂的大小。若在图乙中改变弹簧测力计拉杠杆的方向至虚线位置,阻力、阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆平衡条件,弹簧测力计的示数会变大。
实验序号3中,动力臂是,阻力是,阻力臂是;实验序号4中,动力臂是,动力是,从第③步到第④步的操作是:移动钩码,使阻力臂变为10cm。
分析表格中数据,实验1:
实验2:等,可以得到结论:杠杆平衡时,动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。
【小问3详解】
蜡烛燃烧时两端质量均减小,某端质量减小的快会上翘,下沉的一侧火焰会加速该端蜡烛燃烧,两端重力与力臂的乘积交替变化,因此出现交替上下摆动的现象。
【小问4详解】
在扳手柄上加一个套筒,延长了扳手柄的长度,根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂不变时,动力臂变长,动力变小,所以使用时可以加大动力臂的长度而更省力。
24. 小明在测定滑轮组机械效率的实验中,所用的实验装置分别如图所示。
(1)在如图乙所示实验中,应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计,若小明在实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)小明在实验中得到如下表数据。
实验次数
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
机械效率
1
4.0
0.1
2.7
0.2
74.1
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1
3
8.0
0.1
3.1
0.3
86.0
4
8.0
0.1
2.5
0.4
______
通过比较1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组,提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数______(选填“有关”或“无关”)。通过比较______两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)第4次实验空格中数值为______,分析3、4两次实验数据可得出结论: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______。
(4)若每个滑轮的重1.0N,不计绳重,在第3次实验中克服摩擦做的额外功为______J。
【答案】(1) ①. 匀速 ②. 偏小
(2) ①. 无关 ②. 2、3
(3) ①. 80.0 ②. 低 (4)0.03
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小。
[2]如果在实验中加速向上提升重物,提升物体的拉力变大,提升相同的高度,拉力做的总功变大,而有用功不变,根据可知,所测滑轮组的机械效率偏小。
【小问2详解】
[1]通过比较1、2两次实验数据,绳子段数不同,提升的重物相同,机械效率相同,可得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
[2]通过比较第2、3次的实验数据,同一滑轮组提升不同重物,钩码重不同,机械效率不同,可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
【小问3详解】
[1]第4次实验中拉力做的有用功为
总功为
所以第4次实验中滑轮组的机械效率为
[2]比较第3、4次的实验数据,不同滑轮组提升相同重物,动滑轮重不同,机械效率不同,分析可知: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。
【小问4详解】
第3次实验中拉力做的总功为
有用功为
由图可知,第3次实验使用了一个动滑轮,则克服动滑轮重力所做的功为
第3次实验中克服摩擦做的额外功为
25. 小明做了下面的实验,研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。
(1)甲、乙实验是通过观察木块被撞击后运动的距离,来研究______(选填“小球”或“木块”)动能的大小;
(2)质量相同的小球,从斜面上不同高度处自由滑下,小球到达水平面时的速度是______(选填“相同”或“不同”)的;
(3)对比实验中甲、乙,我们可以得出结论:同一物体,______越大,动能越大;
(4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f甲、f乙,则f甲______(选填“>”“=”或“<”)f乙;
(5)若在进行甲、乙图实验时,两次实验中木块被推动的距离相近,为了使实验结果更明显,下列方法可行的是______;
A. 换用一个质量较大的木板 B. 换用表面更粗糙的木板
C. 换用质量更大的钢球 D. 降低钢球下落时的高度
(6)若水平面绝对光滑,甲、乙实验将______(选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(7)将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下(图丙),依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力),设A、B两点的机械能分别为和,则______(选填“>”“=”或“<”);
(8)当小球从B点做斜抛运动到达C点时,假设小球所受的外力全部消失,小球将做______运动。
A. 沿a轨迹运动 B. 沿b轨迹运动 C. 沿c轨迹运动 D. 保持静止
【答案】(1)小球 (2)不同
(3)速度 (4)=
(5)C (6)不能
(7)= (8)A
【解析】
【小问1详解】
由图可知,从斜面上不同高度处自由滑下的小球到达水平面后具有速度,即小球具有动能,在水平面上撞击木块,使木块运动一段距离,所以实验中研究的是小球的动能大小。
【小问2详解】
小球到达水平面时的速度与小球滑下的高度有关,质量相同的小球,从斜面上不同高度处自由滚下,小球到达水平面时的速度是不同的。
【小问3详解】
由图甲、乙可知,乙图中小球自由下滑的高度比甲图低,乙图中小球滑到水平面的速度小,乙图中木块被撞出的距离比甲图的距离短,乙图中木块的动能小,可以得出结论同一物体,速度越小,动能越小;速度越大,动能越大。
【小问4详解】
探究“动能的大小与物体运动的速度有关”时,要控制水平面的粗糙程度相同,让小球从斜面上不同高度处自由滑下,比较木块在水平面运动的距离,甲、乙两次实验中木块被撞击后对水平面的压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力大小不变,即f甲=f乙。
【小问5详解】
A.由以上分析可知,小球的速度越大,小球滑下后推动木块移动的距离越远,换用一个质量较大的木板,木板的接触面的粗糙程度不变,小球滚下时的高度不变,木块移动的距离不变,故A不符合题意;
B.换用表面更粗糙的木板,摩擦阻力增大,两次木块移动的距离都减小,达不到实验目的,故B不符合题意;
C.若换用质量更大的钢球,可增大钢球与木块碰撞时的动能,能增大木块被推动的距离,故C符合题意;
D.降低钢球滚下时的高度,速度减小,动能减小,两次木块移动的距离会更接近,故D不符合题意。
故选C。
【小问6详解】
若水平面绝对光滑,小球撞击木块后,木块不受阻力,不会停下来,木块将做匀速直线运动,所以无法达到实验目的。
【小问7详解】
小球从一光滑斜槽轨道自由滚下,由于没有摩擦力,小球在运动过程中机械能守恒,机械能保持不变,所以小球在A、B两点的机械能相等,即EA=EB。
【小问8详解】
当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时,此时小球速度为水平向右,假设小球所受的外力全部消失,由牛顿第一定律可知,小球将保持原来的运动状态不变,即小球将水平向右做匀速直线运动,沿a轨迹运动,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
四、计算与应用题:本题共3小题,共27分。
26. 如图所示,某学生研究小组正在进行“使用书包和滑轮组来提升人”的实验。书包在5s内沿直线匀速下降8m,使人匀速升高0.4m,书包对绳a的拉力,绳b对人的拉力。请通过计算求:
(1)此过程中滑轮组所做的有用功;
(2)此过程中书包对绳a做功的功率;
(3)此过程中滑轮组的机械效率。
【答案】(1)
240J (2)
80W (3)
60%
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,此过程中滑轮组的有用功是克服人的重力所做的功,已知绳b对人拉力
人匀速上升距离,由可得滑轮组所做的有用功
【小问2详解】
总功为书包拉力所做的功。已知书包对绳a的拉力,书包沿直线匀速下降的距离,由可知,书包对绳a做的总功
书包拉动绳子运动时间,根据,可知书包对绳a做功的功率
【小问3详解】
由前两问可知,有用功,总功。根据机械效率的计算公式,可得
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的同学带着这种防溺水手环,在泳池中学习游泳,已知他的平均密度为,水的密度为,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才能确保他的安全?
【答案】(1)3000Pa;(2)450N;(3)
【解析】
【详解】解:(1)根据公式可得,胸口受到水的压强为
(2)由得,该同学的体积为
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
由阿基米德原理可得,此时该同学在水中受到的浮力为
(3)该同学的重力
忽略手环和气囊重力,漂浮时
使用气囊增加的浮力
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才能确保他的安全。
28. 桔槔(jié gāo)是我国古代的一种汲水工具,如图甲所示,直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,一端用绳子与水桶相连,另一端绑上或悬上一块较重的石头。当要汲水时,人用力向下拉绳子,使水桶下降到水面以下并让水流入水桶,当水桶装满水后,人向上拉动绳子,就可让绑石头一端的位置下降,同时将水桶提升。
(1)如图乙所示,桔槔此时处于平衡状态,此时水桶所受的重力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)石头的重力。
(2)水桶在露出水面之前上升的过程中,受到的浮力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好,这种说法是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由:人在C点用力向下拉绳子,使水桶下降到水面以下并让水流入水桶,根据杠杆的平衡条件,____________________。
(4)图乙是桔槔的模型,若,,空水桶重为20 N,石头重为100 N,则古人汲水时所用的竖直向下的最小力__________N。
【答案】(1)小于 (2)不变
(3) ①. 错误 ②. 石头越重,人向下拉绳子使水桶下降时,需要的拉力越大,人越费力
(4)30
【解析】
【小问1详解】
图乙中支点为O,杠杆平衡时满足
由题图可知
因此
【小问2详解】
水桶露出水面之前上升时,排开水的体积V排始终等于水桶自身的体积,保持不变,根据阿基米德原理,水的密度和V排都不变,因此受到的浮力不变。
【小问3详解】
这种说法错误。当人向下拉绳子让水桶下降时,根据杠杆平衡条件,石头越重,石头对杠杆的力矩越大,人需要向下施加的拉力就越大,人越费力,因此不是石头越重越好。
【小问4详解】
根据杠杆平衡条件,有
代入数据,有
解得
即竖直向下的最小拉力为30 N。
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