内容正文:
2025——2026学年第二学期学业水平检测
八年级物理试题
时间:90分钟 分值:100分
一、单项选择题(本题包括15个小题;每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意,错选、多选或不选均得0分)
1. 在我国古代文人的雅集中,有一种充满诗意的活动“曲水流觞”:众人沿曲溪而坐,顺流而下的茶杯偶驻于前,停驻者赋诗或饮茶,若图中陶瓷空茶杯的质量与两个鸡蛋相当,则使其缓慢升高1m所做的功约为( )
A. 1J B. 10J C. 100J D. 1000J
2. 端午至,龙舟起。聊城大学龙舟队技术精湛以“高速飘逸过弯、急刹闸水停船”的绝技惊艳全网,动作利落如行云流水,瞬间火爆出圈。关于龙舟,下列说法正确的是( )
A. 舟首队员击鼓助威,鼓槌受的弹力是由鼓槌的形变产生的
B. 比赛时龙舟飞驰,使龙舟前进的力的施力物体是人
C. 用船桨划龙舟时,船桨是一个费力杠杆
D. 选手们离开龙舟,龙舟向上浮起后底部受到水的压力变大
3. 小滨正在观看多哈世乒赛的直播,运动员一记漂亮的扣杀引起了他的思考。关于这个过程中涉及的力学知识,下列分析正确的是( )
A. 乒乓球速度越大,惯性越大
B. 将乒乓球竖直向上抛,到最高点时受平衡力
C. 击球时,球拍对球的作用力等于球对球拍的作用力
D. 用球拍用力拍球它才会运动,说明力是维持物体运动状态的原因
4. 下列情景都与压强有关,其中主要利用大气压强的是( )
A. 注射流感疫苗 B. 乒乓球托起瓶中水
C. 船闸 D. 临沂高铁站的黄线
5. 如图所示的实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 在机器的转轴上安装滚动轴承
B. 磁悬浮列车行驶时不接触轨道
C. 自行车刹车时用力捏闸
D. 给自行车轴加润滑油
6. 如图所示,某兴趣小组对物理课本上的插图进行了讨论,下列介绍正确的是( )
A. 甲图:瓶中的液体只对侧壁有压强
B. 乙图:A管上端气体流速加快压强变大
C. 丙图:若将玻璃管倾斜,管内水银柱竖直高度将变大
D. 丁图:将自制气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内的液柱高度将会升高
7. 在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”两个实验中,都出现如图所示情景,在图示器材的基础上,以下判断正确的是( )
A. 添加一条棉布和一块玻璃板,可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验
B. 只添加一个木块,可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验
C. 要完成上述两个实验,每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放
D. 两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论
8. 2026年6月5日14时34分,长征八号运载火箭载荷12组卫星,共计18颗,全部进入预定轨道,发射圆满成功。在运载火箭加速上升的过程中,关于所搭载的卫星,下列说法正确的是( )
A. 动能增加,重力势能增加,机械能守恒 B. 动能增加,重力势能不变
C. 动能转化为重力势能,机械能不变 D. 动能增加,重力势能增加,机械能增加
9. 关于如图所示的情景,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,投出去的篮球离开手飞入篮筐的过程中,运动员对篮球做了功
B. 图乙中,推出去的冰壶在水平冰面上滑行的过程中,运动员对冰壶做了功
C. 图丙中,运动员从最高点落回蹦床的过程中,运动员受到的重力做了功
D. 图丁中,运动员将杠铃在空中举着静止不动,运动员对杠铃做了功
10. 如图是《天工开物》中记载的踏碓(duì)舂米情景。踏碓架在木杠上,可绕着固定点转动,踏碓前端装有圆锥状石块,脚反复踩踏碓后端,就可以舂米。已知碓头重为,为,为,不计木杠自重和转动过程中点处的阻力。关于该踏碓说法正确的是( )
A. 被踩起的木杠属于省力杠杆
B. 脚踩踏的位置离点越近越省力
C. 若要使木杠水平平衡,点受力至少为
D. 碓头抬起时,在点作用力的力臂不变
11. “中国基建”被网友亲切称为“基建狂魔”,无数超级工程不仅彰显其硬核实力,更持续为国家发展与民生改善赋能。例如港珠澳大桥,有世界上最宽的海底隧道,隧道由一节节空心沉管连接而成,先将两端封闭,如同一个巨大的长方体空心箱子,让其漂浮在海面上,然后灌水使其沉入海底。下列说法错误的是( )
A. 空心沉管漂浮在水面上它受到的浮力等于空心沉管的重力
B. 灌满水的沉管将下沉至海底,因为它的浮力比此时的重力小
C. 下沉到海底后,沉管下半部分深深埋入海底泥沙中,此时它不受浮力的作用
D. 灌满水的沉管在水下下沉过程中所受浮力不变,下表面所受液体压强不变
12. 如图,饮料杯正放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则( )
A. 杯内饮料对底部的压强减小 B. 杯子对桌面的压力增大
C. 杯子对桌面的压强增大 D. 杯内饮料对杯子底的压力不变
13. 工人师傅用如图所示的装置把质量为48kg的货物从地面匀速提升6m,所用的拉力为300N。不计绳重及摩擦,g取10N/kg。下列说法中正确的是( )
A. 拉力F做的功为1800J
B. 该滑轮组的机械效率为80%
C. 所用动滑轮的重力为100N
D. 改变绳子的缠绕方式,可以提高滑轮组的机械效率
14. 2026年米兰冬奥会中国体育代表团创境外参加冬奥会的最佳战绩。如图所示,是中国运动员站在滑雪板上、立于水平地面上的情景。关于滑雪板做得较宽的目的,下列说法正确的是( )
A. 增大压力,增大压强 B. 增大压力,减小压强
C. 增大受力面积,增大压强 D. 增大受力面积,减小压强
15. 如图所示,装有金属球的小容器A漂浮在盛有水的圆柱形大容器B的水面上,所受的浮力为F1,若把金属球从A中拿出投入水中沉到B的底部时,小容器A所受的浮力大小为F2,池底对金属球的支持力大小为N,那么下列说法错误的是( )
A. 金属球所受重力的大小为F1﹣F2
B. 小容器所受重力的大小为F2
C. 大容器底部受水的压力减小了N
D. 金属球拿出后小容器排开水的重力为F1
二、填空与作图题(本题包括4个小题;每空1分,作图2分,共14分)
16. 比赛中,运动员让铅球倾斜飞向空中,此现象说明力可以改变物体的_________(选填“形状”或“运动状态”);若在最高点的铅球所受的力都消失,铅球将做_________(选填“静止”或“匀速直线运动”)。
17. 将碗按照如图所示方式摞在一起。当快速抽出碗间的薄板时,碗并没有随薄板一起运动,这是由于碗具有_____。薄板抽出后,碗会自动下落摞在一起,这是_____作用的结果。
18. 图中密度计a、b刻度线其中一个对应的是水、另一个是酒精。将密度计放入水中时水面对应的是图中刻度线_____ 。密度计在水中和在酒精中所受的浮力________ (选填“相等”或“不相等”),请在模型图中画出密度计漂浮在液体中时的受力示意图______。
19. 用手握住重为3N的水杯静止,杯子因受到_________ (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的摩擦力而不会掉下来,杯子受到的摩擦力为_____ N;当增大握杯子力时,杯子所受摩擦力将_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。放在水平地面上的木箱,受到水平向右的推力F,F的大小与时间t的关系如图甲所示,木箱运动速度v与时间t的关系如图乙所示,由图像可知,t=4s时,木箱受到的摩擦力为_____ N;0-5秒拉力做功的功率为_______W。t=8s时,木箱受到的合力为________N。
三、实验探究题(本题包括4个小题,每空1分,画图2分,共32分)
20. 某汽车研发实验室的研究小组,希望比较A、B、C三种不同配方橡胶轮胎材料在模拟湿滑路面条件下的静摩擦性能(即抓地力)。他们利用如图所示的实验装置进行模拟测试:将三种待测的轮胎橡胶材料,分别制成环形传送带的表面,以模拟不同的路面;将一个长方体木块(模拟车轮与路面的接触部分)放置在传送带上,测试块通过细绳、定滑轮与弹簧测力计相连。
传送带材料种类
A
B
C
弹簧测力计示数/N
4.2
2.8
3.6
(1)实验前,应将测力计在_______ 方向上进行调零;实验开始前应调整定滑轮高度使其左端与木块相连的细线与水平面平行,以确保测力计示数能准确反映木块所受的摩擦力,其原理是__________。测力计下方定滑轮的作用是___________;
(2)启动电动机,使皮带轮转动,此时皮带轮上方的传送带向左运动,此时木块受到摩擦力的方向水平向_____ ;(均选填“左”或“右”)
(3)启动电动机后,发现弹簧测力计示数超过量程,为了顺利完成实验请写出合适的调整方法:_____________________;
(4)依次更换三种轮面材料制成的传送带,在传送带匀速转动且测试块保持相对静止时,记录弹簧测力计的稳定示数,并将数据记录到表中,分析数据可知,_____ 配方轮胎材料模拟的抓地性能(或防滑性能)最好。每次实验的过程中,改变皮带轮的转速____(选填“会”或“不会”)改变弹簧测力计的示数。
21. 实验小组要探究“液体内部压强的大小与哪些因素有关”,所用的实验器材有:压强计、大烧杯、刻度尺,足量的水、酒精和浓盐水。
实验次数
液体种类
探头在液体中的深度h/cm
U形管两侧液面的高度差Δh/cm
液体压强的大小
1
酒精
8.0
6.4
不相等
2
水
6.0
6.0
3
浓盐水
5.0
6.5
(1)某同学根据生活经验发现,浴盆中水越深,浴盆的塞子拔出越费劲。这个经验可以作为液体压强的大小与_______ 有关的猜想依据。他还提出了液体内部压强的大小可能与液体的密度等因素有关。
(2)请你帮助同学们在实验前检查一下压强计,看看压强计是否漏气?写出你的检查方法:____________________ 。
(3)某同学将探头放在水中某一深度,只改变探头的方向,U形管内液柱情况如图所示。可以得出:液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强_______ 。
(4)某同学又连续增加探头在水中的深度,发现U形管中液面高度差逐渐增大。
①他猜想:液体内部压强的大小与液体深度有关。
②进一步探究得出:液体的密度相同,深度越深,液体内部压强_______ 。
(5)某同学继续探究“液体内部压强的大小与液体密度是否有关”,他按自己的设计进行了实验,收集的信息和数据如表所示:(ρ酒精<ρ水<ρ浓盐水)但他认为这组实验数据得不出结论,有的同学认为能得出结论。你的观点是?______得出结论(选填“能”或“不能”) ,其理由是:____________________ 。
(6)完成实验后,小安对实验器材进行改装,两个压强计的U形管内装有不同液体C、D,其他均相同,将它们通过T形管连接在同一金属盒上,实验现象如图,则液体密度ρC_______ ρD(选填“大于”“小于”“等于”)
22. 探究“影响浮力大小的因素”,小红用弹簧测力计挂着同一金属块进行如图所示的实验操作。(、)
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是_________N。
(2)分析图A、B、C可知:浮力的大小与排开液体的体积_________;分析图C、D可知:浮力的大小跟物体浸没的深度_________。(以上两空均选填“有关”或“无关”)
(3)分析图_________可知:物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)金属块的密度为_________。
(5)若弹簧测力计不拉物体,则物体将_________(选填“沉底”“漂浮”或“悬浮”)。
(6)小红把该金属块分别浸入到另外的甲、乙两种液体中时,弹簧测力计的示数相同,且金属块的下表面到容器底部的距离也相等,则甲液体对容器底部的压强_________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体对容器底部的压强。
23. 小明途经市场时,见到有商人用图甲中的杆秤称量商品的质量。小明思考杆秤会在什么条件下水平平衡?于是他用图乙装置进行探究。
(1)杆秤实质是一个杠杆,提纽处相当于杠杆的 _______ ;
(2)小明把杠杆安装到铁架台上,如图乙所示,此时杠杆是否处于平衡状态?_____(选填“是”或“否”)应将两端的平衡螺母向 _____ 侧适当调节,直至杠杆在水平位置平衡;
(3)完成上述步骤后,在杠杆左右两侧悬挂相同数量的钩码,使杠杆水平平衡,读取力和力臂。下一步做法更合理的是___________;
A. 寻找规律,整理器材 B. 改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次水平平衡
(4)分析可得杠杆的平衡条件是 ________________ (文字表达)。得出杠杆平衡条件后,小明进一步实验。如图丙所示,用弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转拉杠杆,杠杆始终保持水平平衡。该过程中弹簧测力计的示数将 _______ (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 ____________________ ;请在图丙画出拉力F1的力臂l1______。若每个钩码重0.5N,则图丙中竖直方向的弹簧测力计示数为_____N。
(5)如图甲所示,杆秤有两个提纽,使用提纽 _____ (选填“1”或“2”)杆秤的量程更大一些。
四、综合计算题(本题共3个小题,共24分)
24. 智能配送机器人已实现了无接触配送,它具有机动灵活、高效智能等特点。某款配送机器人的部分信息如表所示。求:
车身净重
200kg
车载电源
12V
最大承载量
100kg
摄像头
8个
(1)配送机器人车轮与地面接触总面积为200cm2,满载时对地面压强;
(2)满载时配送机器人以5m/s水平路面上匀速直线行驶时,所受阻力为60N,配送机器人满载时行驶36km,牵引力做的功以及功率。
25. 如图所示,将一个体积为、重8N的木块用细线系在底面积为的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够多的水使木块被浸没时,求:
(1)木块浸没在水中受到的浮力;
(2)木块浸没在水中时,细线对木块的拉力;
(3)剪断细线后,木块处于静止时,容器底部所受水的压强变化了多少Pa?
26. 阅读材料,回答问题。(每空1分,共5分)
变速自行车的奥秘
变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。如图所示是变速自行车的驱动结构,它与普通自行车的区别在于,它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成(普通自行车的后齿轮只有一个)。选择不同的挡位时,自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。在爬坡时自行车受到的摩擦阻力较大,而在下坡时自行车受到的摩擦阻力较小,为了达到更好的骑行效果,变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径。
骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮跟着转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时,链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。
(1)自行车轮胎上的花纹是通过增大____________ 来增大摩擦;车座设计得比较宽大柔软是为了________(选填“增大”或“减小”)压强
(2)后齿轮和后车轮组成一个_______ 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”);
(3)爬坡时,应将链条调整至半径较_____ (选填“大”或“小”)的后齿轮上,从而达到相对省力的目的。
(4)前齿轮和后齿轮在共同工作时,其特征是___________。
A. 相同时间转过的圈数相同
B. 相同时间带动链条转动的长度相同
C. 相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同
D. 相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同
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2025——2026学年第二学期学业水平检测
八年级物理试题
时间:90分钟 分值:100分
一、单项选择题(本题包括15个小题;每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意,错选、多选或不选均得0分)
1. 在我国古代文人的雅集中,有一种充满诗意的活动“曲水流觞”:众人沿曲溪而坐,顺流而下的茶杯偶驻于前,停驻者赋诗或饮茶,若图中陶瓷空茶杯的质量与两个鸡蛋相当,则使其缓慢升高1m所做的功约为( )
A. 1J B. 10J C. 100J D. 1000J
【答案】A
【解析】
【详解】一个鸡蛋质量约50g,两个鸡蛋质量
陶瓷空茶杯的质量与两个鸡蛋相当,则茶杯重力
则使其缓慢升高1m所克服重力做的功约为
故选A。
2. 端午至,龙舟起。聊城大学龙舟队技术精湛以“高速飘逸过弯、急刹闸水停船”的绝技惊艳全网,动作利落如行云流水,瞬间火爆出圈。关于龙舟,下列说法正确的是( )
A. 舟首队员击鼓助威,鼓槌受的弹力是由鼓槌的形变产生的
B. 比赛时龙舟飞驰,使龙舟前进的力的施力物体是人
C. 用船桨划龙舟时,船桨是一个费力杠杆
D. 选手们离开龙舟,龙舟向上浮起后底部受到水的压力变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹力由施力物体形变产生;鼓槌受到的弹力是鼓面发生形变产生,故A错误;
B.划桨时船桨向后推水,力的作用是相互的,水向前推船,使龙舟前进的力施力物体是水,故B错误;
C.船桨的支点在手握处,手到支点距离(动力臂)短,桨入水端到支点距离(阻力臂)长,动力臂<阻力臂,属于费力杠杆,故C正确;
D.选手离开龙舟,龙舟总重力减小,漂浮浮力等于总重力,浮力减小,,,所以,底部受到水的压力变小,故D错误。
故选C。
3. 小滨正在观看多哈世乒赛的直播,运动员一记漂亮的扣杀引起了他的思考。关于这个过程中涉及的力学知识,下列分析正确的是( )
A. 乒乓球速度越大,惯性越大
B. 将乒乓球竖直向上抛,到最高点时受平衡力
C. 击球时,球拍对球的作用力等于球对球拍的作用力
D. 用球拍用力拍球它才会运动,说明力是维持物体运动状态的原因
【答案】C
【解析】
【详解】A.乒乓球质量不变,惯性大小不变,故A错误;
B.竖直上抛的乒乓球到最高点时,只受重力作用,受力不平衡,故B错误;
C.击球时,球拍对球的作用力和球对球拍的作用力是一对相互作用力,相互作用力大小相等,故C正确;
D.用球拍用力拍球它才会运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选C。
4. 下列情景都与压强有关,其中主要利用大气压强的是( )
A. 注射流感疫苗 B. 乒乓球托起瓶中水
C. 船闸 D. 临沂高铁站的黄线
【答案】B
【解析】
【详解】A.注射器注射流感疫苗,是利用人的推力将疫苗药液注射到人体内,故A不符合题意;
B.乒乓球托起瓶中水,利用大气压强将水托起,故B符合题意;
C.船闸是上端开口、底部连通的容器,属于连通器的应用,与大气压无关,故C不符合题意;
D.高铁站的黄线,利用的是流体压强与流速的关系,故D不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 在机器的转轴上安装滚动轴承
B. 磁悬浮列车行驶时不接触轨道
C. 自行车刹车时用力捏闸
D. 给自行车轴加润滑油
【答案】C
【解析】
【详解】A.在机器的转轴上安装滚动轴承,将滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减小摩擦力,故A不符合题意;
B.磁悬浮列车悬浮行驶,通过使接触面脱离,从而减小摩擦力,故B不符合题意;
C.自行车刹车时用力握手闸,通过增大压力,从而增大摩擦力,故C符合题意;
D.自行车轴加润滑油,通过使接触面分离,从而减小摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
6. 如图所示,某兴趣小组对物理课本上的插图进行了讨论,下列介绍正确的是( )
A. 甲图:瓶中的液体只对侧壁有压强
B. 乙图:A管上端气体流速加快压强变大
C. 丙图:若将玻璃管倾斜,管内水银柱竖直高度将变大
D. 丁图:将自制气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内的液柱高度将会升高
【答案】D
【解析】
【详解】A.液体内部向各个方向都有压强,瓶中液体对瓶底、侧壁均有压强,故A错误;
B.流体流速越大,压强越小;A管上端空气流速加快,压强变小,大气压将液体压入A管使水柱升高,故B错误;
C.大气压不变,水银柱竖直高度由大气压决定;玻璃管倾斜时,水银柱长度变长,但竖直高度不变,故C错误;
D.海拔越高,外界大气压越小;从1楼拿到10楼,外界气压降低,瓶内气压会将液体压入玻璃管,液柱高度升高,故D正确。
故选D。
7. 在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”两个实验中,都出现如图所示情景,在图示器材的基础上,以下判断正确的是( )
A. 添加一条棉布和一块玻璃板,可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验
B. 只添加一个木块,可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验
C. 要完成上述两个实验,每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放
D. 两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论
【答案】A
【解析】
【详解】A.探究阻力对物体运动的影响,需要改变水平面粗糙程度来获得不同大小的阻力。现有斜面、小车、长木板,添加棉布和玻璃板后,得到三种不同阻力的水平面,可完成实验,故A正确;
B.探究动能大小的影响因素,需要探究动能与质量、速度两个因素的关系,只添加木块,能让小车撞击木块,通过木块被推动的距离反映动能大小,但是无法改变小车质量,不能完整完成实验,故B错误;
C.只有探究阻力对运动影响的实验,要求小车每次从同一斜面同一位置静止释放,目的是保证小车到达水平长木板的初速度相同;在探究动能实验中,研究动能与速度的关系时,需要让小车从斜面不同位置滑下来改变速度,不是每次都要求同一位置释放,故C错误;
D.只有探究阻力对运动影响的实验,需要通过科学推理得出“不受力时物体做匀速直线运动”的结论;探究动能大小的实验可以直接通过实验现象归纳结论,不属于科学推理,故D错误。
故选A。
8. 2026年6月5日14时34分,长征八号运载火箭载荷12组卫星,共计18颗,全部进入预定轨道,发射圆满成功。在运载火箭加速上升的过程中,关于所搭载的卫星,下列说法正确的是( )
A. 动能增加,重力势能增加,机械能守恒 B. 动能增加,重力势能不变
C. 动能转化为重力势能,机械能不变 D. 动能增加,重力势能增加,机械能增加
【答案】D
【解析】
【详解】动能大小与质量、速度有关;搭载卫星质量不变,火箭加速上升,速度变大,因此动能增加;重力势能大小与质量、高度有关;卫星质量不变,上升过程高度不断升高,因此重力势能增加;动能增加,重力势能增加,机械能增加。火箭发动机推力对卫星做功,额外为卫星提供能量,卫星机械能总量增大。故ABC错误,D正确。
故选D。
9. 关于如图所示的情景,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,投出去的篮球离开手飞入篮筐的过程中,运动员对篮球做了功
B. 图乙中,推出去的冰壶在水平冰面上滑行的过程中,运动员对冰壶做了功
C. 图丙中,运动员从最高点落回蹦床的过程中,运动员受到的重力做了功
D. 图丁中,运动员将杠铃在空中举着静止不动,运动员对杠铃做了功
【答案】C
【解析】
【详解】A.篮球离开手后,运动员不再对篮球施加力,运动员对篮球不做功,故A错误;
B.冰壶被推出后,运动员不再对冰壶施加推力,冰壶依靠惯性滑行,运动员对冰壶不做功,故B错误;
C.运动员下落时,受到竖直向下的重力,且沿重力方向向下移动了距离,重力满足做功条件,重力做了功。故C正确;
D.运动员举杠铃静止,对杠铃有向上的支持力,但杠铃没有移动距离,运动员对杠铃不做功,故D错误。
故选C。
10. 如图是《天工开物》中记载的踏碓(duì)舂米情景。踏碓架在木杠上,可绕着固定点转动,踏碓前端装有圆锥状石块,脚反复踩踏碓后端,就可以舂米。已知碓头重为,为,为,不计木杠自重和转动过程中点处的阻力。关于该踏碓说法正确的是( )
A. 被踩起的木杠属于省力杠杆
B. 脚踩踏的位置离点越近越省力
C. 若要使木杠水平平衡,点受力至少为
D. 碓头抬起时,在点作用力的力臂不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.该杠杆支点为,在木杆转动过程中,碓头的重力为阻力,脚的踩踏力为动力,由于动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A错误;
B.根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变时,脚踩踏位置离越近,动力臂越小,所需动力越大,越费力,故B错误;
C.木杆水平平衡时,阻力臂为OA,当动力方向垂直杠杆时,动力臂最大为OB,动力最小。根据杠杆平衡得,即,故C正确;
D.碓头重力始终竖直向下,碓头抬起时杠杆倾斜,支点到重力作用线的距离(阻力臂)变小,因此力臂发生改变,故D错误。
故选C。
11. “中国基建”被网友亲切称为“基建狂魔”,无数超级工程不仅彰显其硬核实力,更持续为国家发展与民生改善赋能。例如港珠澳大桥,有世界上最宽的海底隧道,隧道由一节节空心沉管连接而成,先将两端封闭,如同一个巨大的长方体空心箱子,让其漂浮在海面上,然后灌水使其沉入海底。下列说法错误的是( )
A. 空心沉管漂浮在水面上它受到的浮力等于空心沉管的重力
B. 灌满水的沉管将下沉至海底,因为它的浮力比此时的重力小
C. 下沉到海底后,沉管下半部分深深埋入海底泥沙中,此时它不受浮力的作用
D. 灌满水的沉管在水下下沉过程中所受浮力不变,下表面所受液体压强不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.当空心沉管漂浮在水面上时,处于静止状态,此时沉管在竖直方向上受到重力和浮力两个力是一对平衡力,大小相等,故A正确;
B.根据物体的浮沉条件,当物体所受浮力小于重力时,物体将下沉。灌满水的沉管下沉至海底,是因为此时沉管的重力大于它所受到的浮力,故B正确;
C.当沉管下半部分深深埋入海底泥沙中时,下表面没有与海水接触,也就不存在向上的液体压力,那么上下表面就没有压力差,所以此时沉管不受浮力的作用,故C正确;
D.根据阿基米德原理,灌满水的沉管在水下下沉过程中,排开液体的体积等于沉管自身的体积,始终不变,液体的密度(海水密度)也不变,所以所受浮力不变;再根据液体压强公式,沉管下表面所处的深度随着下沉过程不断增大,液体密度(海水密度)不变,所以下表面所受液体压强会变大,故D错误。
本题选择描述错误的,故选D。
12. 如图,饮料杯正放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则( )
A. 杯内饮料对底部的压强减小 B. 杯子对桌面的压力增大
C. 杯子对桌面的压强增大 D. 杯内饮料对杯子底的压力不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,当饮料杯由正立改为倒置时,杯内饮料的密度不变,深度变大,所以根据可得,该饮料杯倒置后,杯内饮料对底部的压强会增大,故A错误,不符合题意;
B.当饮料杯由正立改为倒置放在桌面上时,饮料与饮料杯的总质量不变,总重力不变,由受力分析可得,杯子对桌面的压力大小也不变,故B错误,不符合题意;
C.已知当饮料杯由正立改为倒置放在桌面上时,杯子对桌面的压力大小不变,受力面积减小,根据公式可得,杯子对桌面的压强增大,故C正确,符合题意;
D.因为饮料杯为锥形,所以根据液体的压力与容器形状的关系可知,饮料杯正立时,饮料对杯底的压力;饮料杯倒置时,饮料对杯底的压力;所以当饮料杯由正立改为倒置时,杯内饮料对杯子底的压力会变小,故D错误,不符合题意。
故选C。
13. 工人师傅用如图所示的装置把质量为48kg的货物从地面匀速提升6m,所用的拉力为300N。不计绳重及摩擦,g取10N/kg。下列说法中正确的是( )
A. 拉力F做的功为1800J
B. 该滑轮组的机械效率为80%
C. 所用动滑轮的重力为100N
D. 改变绳子的缠绕方式,可以提高滑轮组的机械效率
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可得,拉力F做的功为,故A错误;
B.货物的重力为
该滑轮组的有用功为
该滑轮组的机械效率为,故B正确;
C.不计绳重及摩擦,所用动滑轮的重力为,故C错误;
D.由可知,滑轮组的机械效率与绳子的缠绕方式无关。改变绳子的缠绕方式,不可以提高滑轮组的机械效率,故D错误。
故选B。
14. 2026年米兰冬奥会中国体育代表团创境外参加冬奥会的最佳战绩。如图所示,是中国运动员站在滑雪板上、立于水平地面上的情景。关于滑雪板做得较宽的目的,下列说法正确的是( )
A. 增大压力,增大压强 B. 增大压力,减小压强
C. 增大受力面积,增大压强 D. 增大受力面积,减小压强
【答案】D
【解析】
【详解】运动员站在滑雪板上、立于水平地面上,对地面的压力不变,滑雪板做得较宽是增大了运动员与雪面的受力面积,根据可知,滑雪板做得较宽的目的是在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故选D。
15. 如图所示,装有金属球的小容器A漂浮在盛有水的圆柱形大容器B的水面上,所受的浮力为F1,若把金属球从A中拿出投入水中沉到B的底部时,小容器A所受的浮力大小为F2,池底对金属球的支持力大小为N,那么下列说法错误的是( )
A. 金属球所受重力的大小为F1﹣F2
B. 小容器所受重力的大小为F2
C. 大容器底部受水的压力减小了N
D. 金属球拿出后小容器排开水的重力为F1
【答案】D
【解析】
【详解】AB.初始状态下,装有金属球的小容器A漂浮,总浮力等于总重力,即,金属球拿出后,小容器A单独漂浮,浮力等于自身重力,即,因此可得, 故AB正确;
C.沉底的金属球受力平衡,受力分析可得
原来总排开水的重力
拿出金属球后总排开水的重力为
总排开水的重力减少量
由阿基米德原理和浮力产生原因可得,圆柱形大容器底部受到水的压力等于总排开水的重力,则,故C正确;
D.根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,金属球拿出后小容器A的浮力为,因此小容器排开水的重力为,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
二、填空与作图题(本题包括4个小题;每空1分,作图2分,共14分)
16. 比赛中,运动员让铅球倾斜飞向空中,此现象说明力可以改变物体的_________(选填“形状”或“运动状态”);若在最高点的铅球所受的力都消失,铅球将做_________(选填“静止”或“匀速直线运动”)。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 匀速直线运动
【解析】
【详解】铅球受到力的作用,运动方向和速度都发生变化,说明力可以改变物体的运动状态。
铅球在最高点时,竖直方向速度为0,但水平方向仍有运动速度,若此时所有力都消失,由牛顿第一定律可知,铅球将保持该水平速度做匀速直线运动。
17. 将碗按照如图所示方式摞在一起。当快速抽出碗间的薄板时,碗并没有随薄板一起运动,这是由于碗具有_____。薄板抽出后,碗会自动下落摞在一起,这是_____作用的结果。
【答案】 ①. 惯性 ②. 重力
【解析】
【详解】[1]快速抽出薄板时,碗由于惯性,要保持原来的静止状态,所以不会随薄板一起运动。
[2]薄板抽出后,碗受到重力的作用,重力的方向竖直向下,所以碗会自动下落摞在一起。
18. 图中密度计a、b刻度线其中一个对应的是水、另一个是酒精。将密度计放入水中时水面对应的是图中刻度线_____ 。密度计在水中和在酒精中所受的浮力________ (选填“相等”或“不相等”),请在模型图中画出密度计漂浮在液体中时的受力示意图______。
【答案】 ①. a ②. 相等 ③.
【解析】
【详解】[1][2]密度计始终漂浮,浮力等于自身重力,自身重力不变,因此在水和酒精中浮力相等。根据,浮力不变,液体密度越大,排开液体体积越小,浸入深度越浅。水的密度大于酒精,所以密度计在水中浸入更浅,对应下方刻度a;酒精对应上方刻度b
[3]漂浮的密度计只受重力和浮力,二力平衡,大小相等、方向相反,作用点都在重心,如图所示:
19. 用手握住重为3N的水杯静止,杯子因受到_________ (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的摩擦力而不会掉下来,杯子受到的摩擦力为_____ N;当增大握杯子力时,杯子所受摩擦力将_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。放在水平地面上的木箱,受到水平向右的推力F,F的大小与时间t的关系如图甲所示,木箱运动速度v与时间t的关系如图乙所示,由图像可知,t=4s时,木箱受到的摩擦力为_____ N;0-5秒拉力做功的功率为_______W。t=8s时,木箱受到的合力为________N。
【答案】 ①. 竖直向上 ②. 3 ③. 不变 ④. 120 ⑤. 240 ⑥. 140
【解析】
【详解】手握水杯静止在空中,处于平衡状态,受的重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以水杯受到的摩擦力的大小等于重力,为3N,方向竖直向上。
增大手握杯子的力时,水杯依然保持静止,竖直方向上重力和静摩擦力依然平衡,静摩擦力还是等于重力,所以手对水杯的摩擦力不变。
由图乙的v-t图像可知,在0~5s内物体做匀速直线运动,速度为2m/s,处于平衡状态,摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等,由图甲的F-t图像可知,推力为120N,则摩擦力为120N,所以t=4s时,木箱受到的摩擦力是120N;
拉力做功的功率为
由图乙的v-t图像可知,在5~10s内物体做加速直线运动,由于压力、接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力大小不变,仍为120N;此时的推力为260N,所以合力大小为
三、实验探究题(本题包括4个小题,每空1分,画图2分,共32分)
20. 某汽车研发实验室的研究小组,希望比较A、B、C三种不同配方橡胶轮胎材料在模拟湿滑路面条件下的静摩擦性能(即抓地力)。他们利用如图所示的实验装置进行模拟测试:将三种待测的轮胎橡胶材料,分别制成环形传送带的表面,以模拟不同的路面;将一个长方体木块(模拟车轮与路面的接触部分)放置在传送带上,测试块通过细绳、定滑轮与弹簧测力计相连。
传送带材料种类
A
B
C
弹簧测力计示数/N
4.2
2.8
3.6
(1)实验前,应将测力计在_______ 方向上进行调零;实验开始前应调整定滑轮高度使其左端与木块相连的细线与水平面平行,以确保测力计示数能准确反映木块所受的摩擦力,其原理是__________。测力计下方定滑轮的作用是___________;
(2)启动电动机,使皮带轮转动,此时皮带轮上方的传送带向左运动,此时木块受到摩擦力的方向水平向_____ ;(均选填“左”或“右”)
(3)启动电动机后,发现弹簧测力计示数超过量程,为了顺利完成实验请写出合适的调整方法:_____________________;
(4)依次更换三种轮面材料制成的传送带,在传送带匀速转动且测试块保持相对静止时,记录弹簧测力计的稳定示数,并将数据记录到表中,分析数据可知,_____ 配方轮胎材料模拟的抓地性能(或防滑性能)最好。每次实验的过程中,改变皮带轮的转速____(选填“会”或“不会”)改变弹簧测力计的示数。
【答案】(1) ①. 竖直 ②. 二力平衡 ③. 改变力的方向
(2)左 (3)换用量程更大的弹簧测力计##换用质量较小的木块
(4) ①. A ②. 不会
【解析】
【小问1详解】
实验中,弹簧测力计悬挂起来使用,为了避免弹簧测力计自身重力对实验结果的影响,应将测力计在竖直方向上进行调零;
实验中,木块始终相对地面静止,木块处于平衡状态,木块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,该实验原理是:二力平衡;
测力计下方定滑轮的作用是改变力的方向。
【小问2详解】
启动电动机,使皮带轮转动,此时皮带轮上方的传送带向左运动,木块相对传送带向右运动,此时木块受到摩擦力的方向水平向左。
【小问3详解】
启动电动机后,发现弹簧测力计示数超过量程,说明木块受到的滑动摩擦力较大,则可以换用量程更大的弹簧测力计或者换用质量较小的木块,减小木块受到的摩擦力。
【小问4详解】
由表格中数据可得,弹簧测力计在A配方轮胎材料上的示数最大,说明A配方轮胎材料受到的摩擦力较大,故A配方轮胎材料模拟的抓地性能(或防滑性能)最好;
摩擦力大小与皮带轮的转速无关。实验过程中,改变皮带轮的转速不会改变摩擦力大小,不会改变弹簧测力计的示数。
21. 实验小组要探究“液体内部压强的大小与哪些因素有关”,所用的实验器材有:压强计、大烧杯、刻度尺,足量的水、酒精和浓盐水。
实验次数
液体种类
探头在液体中的深度h/cm
U形管两侧液面的高度差Δh/cm
液体压强的大小
1
酒精
8.0
6.4
不相等
2
水
6.0
6.0
3
浓盐水
5.0
6.5
(1)某同学根据生活经验发现,浴盆中水越深,浴盆的塞子拔出越费劲。这个经验可以作为液体压强的大小与_______ 有关的猜想依据。他还提出了液体内部压强的大小可能与液体的密度等因素有关。
(2)请你帮助同学们在实验前检查一下压强计,看看压强计是否漏气?写出你的检查方法:____________________ 。
(3)某同学将探头放在水中某一深度,只改变探头的方向,U形管内液柱情况如图所示。可以得出:液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强_______ 。
(4)某同学又连续增加探头在水中的深度,发现U形管中液面高度差逐渐增大。
①他猜想:液体内部压强的大小与液体深度有关。
②进一步探究得出:液体的密度相同,深度越深,液体内部压强_______ 。
(5)某同学继续探究“液体内部压强的大小与液体密度是否有关”,他按自己的设计进行了实验,收集的信息和数据如表所示:(ρ酒精<ρ水<ρ浓盐水)但他认为这组实验数据得不出结论,有的同学认为能得出结论。你的观点是?______得出结论(选填“能”或“不能”) ,其理由是:____________________ 。
(6)完成实验后,小安对实验器材进行改装,两个压强计的U形管内装有不同液体C、D,其他均相同,将它们通过T形管连接在同一金属盒上,实验现象如图,则液体密度ρC_______ ρD(选填“大于”“小于”“等于”)
【答案】(1)深度 (2)用手轻按橡皮膜,若U形管两侧液面出现明显高度差,松手后液面恢复相平则说明压强计不漏气,反之则漏气
(3)相等 (4)越大
(5) ①. 不能 ②. 没有保证深度相同
(6)大于
【解析】
【小问1详解】
某同学根据生活经验发现,浴盆中水越深,浴盆的塞子拔出越费劲,说明水的深度越深,水的压强可能越大。这个经验可以作为液体压强的大小与深度有关的猜想依据。
【小问2详解】
用手轻按橡皮膜,若U形管左右两侧出现较明显高度差,松手后液面恢复相平则说明压强计不漏气,说明压强计没有漏气;若U形管左右两侧液面几乎没有变化,说明压强计漏气。
【小问3详解】
某同学将探头放在水中某一深度,只改变探头的方向,由图可得,U形管左右两侧液面高度差不变,由此可以得出:液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强相同。
【小问4详解】
某同学又连续增加探头在水中的深度,发现U形管中液面高度差逐渐增大,说明液体的密度相同,深度越深,液体内部压强越大。
【小问5详解】
探究“液体内部压强的大小与液体密度是否有关”,要控制液体深度相同,由表格中数据可得,实验中没有保证深度相同,无法得出结论。
【小问6详解】
由图可得,两个压强计探头受到的压强相同,C液体的液面高度差较小,D液体的液面高度差较大,由得,液体密度ρC大于ρD。
22. 探究“影响浮力大小的因素”,小红用弹簧测力计挂着同一金属块进行如图所示的实验操作。(、)
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是_________N。
(2)分析图A、B、C可知:浮力的大小与排开液体的体积_________;分析图C、D可知:浮力的大小跟物体浸没的深度_________。(以上两空均选填“有关”或“无关”)
(3)分析图_________可知:物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)金属块的密度为_________。
(5)若弹簧测力计不拉物体,则物体将_________(选填“沉底”“漂浮”或“悬浮”)。
(6)小红把该金属块分别浸入到另外的甲、乙两种液体中时,弹簧测力计的示数相同,且金属块的下表面到容器底部的距离也相等,则甲液体对容器底部的压强_________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体对容器底部的压强。
【答案】(1)1 (2) ①. 有关 ②. 无关
(3)ADE (4)
(5)沉底 (6)大于
【解析】
【小问1详解】
由图A可知,金属块的重力,由图C或图D可知,金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数,根据称重法可得:
【小问2详解】
[1]分析图A、B、C可知:液体密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,浮力不同,说明浮力的大小跟排开液体的体积有关。
[2]分析图C、D可知:金属块浸没在水中的深度不同,但排开液体体积、液体密度都相同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,说明浮力的大小跟物体浸没的深度无关。
【小问3详解】
分析图ADE可知:物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
【小问4详解】
由得,金属块的体积
金属块的质量
金属块的密度为
【小问5详解】
金属块的密度,所以若弹簧测力计不拉物体,物体将沉底。
【小问6详解】
弹簧测力计示数相同,说明金属块在甲、乙液体中受到的浮力相同,甲中小,根据可知,甲液体的 密度大于乙液体的密度,即
又因为浮力相同,,由于物体没有浸没,所以,相等,由可得,两种液体对物体底部的压强相等;
金属块下表面到容器底部的距离相等,由,且金属块下表面到容器底部的液体的压强
综上可知:甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强。
23. 小明途经市场时,见到有商人用图甲中的杆秤称量商品的质量。小明思考杆秤会在什么条件下水平平衡?于是他用图乙装置进行探究。
(1)杆秤实质是一个杠杆,提纽处相当于杠杆的 _______ ;
(2)小明把杠杆安装到铁架台上,如图乙所示,此时杠杆是否处于平衡状态?_____(选填“是”或“否”)应将两端的平衡螺母向 _____ 侧适当调节,直至杠杆在水平位置平衡;
(3)完成上述步骤后,在杠杆左右两侧悬挂相同数量的钩码,使杠杆水平平衡,读取力和力臂。下一步做法更合理的是___________;
A. 寻找规律,整理器材 B. 改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次水平平衡
(4)分析可得杠杆的平衡条件是 ________________ (文字表达)。得出杠杆平衡条件后,小明进一步实验。如图丙所示,用弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转拉杠杆,杠杆始终保持水平平衡。该过程中弹簧测力计的示数将 _______ (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 ____________________ ;请在图丙画出拉力F1的力臂l1______。若每个钩码重0.5N,则图丙中竖直方向的弹簧测力计示数为_____N。
(5)如图甲所示,杆秤有两个提纽,使用提纽 _____ (选填“1”或“2”)杆秤的量程更大一些。
【答案】(1)支点 (2) ①. 是 ②. 右 (3)B
(4) ①. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ②. 变大 ③. 钩码总重和阻力臂不变,拉力的力臂逐渐减小,根据杠杆平衡条件,拉力会变大,因此弹簧测力计示数变大 ④. ⑤. 3
(5)1
【解析】
【小问1详解】
杆秤使用时绕提纽转动,因此提纽相当于杠杆的支点。
【小问2详解】
图乙中杠杆静止,因此处于平衡状态;
杠杆左端下沉、右端抬高,平衡螺母向偏高的右侧调节即可。
【小问3详解】
一次实验结论具有偶然性,探究杠杆平衡条件需要多次实验得到普遍规律,因此下一步应改变钩码数量和位置重复实验,故选B。
【小问4详解】
杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
弹簧测力计向左偏转过程中,钩码总重和阻力臂不变,拉力的力臂逐渐减小,根据杠杆平衡条件,拉力会变大,因此弹簧测力计示数变大;
过支点O作作用线的垂线段,即为力臂;
设杠杆每小格长度为,钩码总重
阻力臂,动力臂,根据杠杆平衡条件得
【小问5详解】
根据杠杆平衡条件推导得最大称量
使用提纽1时,物体到提纽的阻力臂更小,秤砣到杆末端的最大力臂更大,因此最大称量更大,量程更大。
四、综合计算题(本题共3个小题,共24分)
24. 智能配送机器人已实现了无接触配送,它具有机动灵活、高效智能等特点。某款配送机器人的部分信息如表所示。求:
车身净重
200kg
车载电源
12V
最大承载量
100kg
摄像头
8个
(1)配送机器人车轮与地面接触总面积为200cm2,满载时对地面压强;
(2)满载时配送机器人以5m/s水平路面上匀速直线行驶时,所受阻力为60N,配送机器人满载时行驶36km,牵引力做的功以及功率。
【答案】(1)1.5×105Pa
(2)2.16×106J,300W
【解析】
【小问1详解】
配送机器人满载时的总质量
总重力
对地面的压力
满载时对地面压强
【小问2详解】
满载时配送机器人以5m/s水平路面上匀速直线行驶时,处于平衡状态,根据二力平衡的知识,所受牵引力
牵引力做的功
牵引力做的功的功率
25. 如图所示,将一个体积为、重8N的木块用细线系在底面积为的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够多的水使木块被浸没时,求:
(1)木块浸没在水中受到的浮力;
(2)木块浸没在水中时,细线对木块的拉力;
(3)剪断细线后,木块处于静止时,容器底部所受水的压强变化了多少Pa?
【答案】(1)10N;(2)2N;(3)40
【解析】
【详解】解:(1)木块浸没在水中受到的浮力
(2)木块浸没在水中时,细线对木块的拉力
(3)剪断细线后,木块处于静止时,木块漂浮,此时受到的浮力等于它的重力
木块处于静止时,容器底部所受水的压力变化了
则容器底部所受水的压强变化了
答:(1)木块浸没在水中受到的浮力是10N;
(2)木块浸没在水中时,细线对木块的拉力是2N;
(3)容器底部所受水的压强变化了40Pa。
26. 阅读材料,回答问题。(每空1分,共5分)
变速自行车的奥秘
变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。如图所示是变速自行车的驱动结构,它与普通自行车的区别在于,它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成(普通自行车的后齿轮只有一个)。选择不同的挡位时,自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。在爬坡时自行车受到的摩擦阻力较大,而在下坡时自行车受到的摩擦阻力较小,为了达到更好的骑行效果,变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径。
骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮跟着转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时,链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。
(1)自行车轮胎上的花纹是通过增大____________ 来增大摩擦;车座设计得比较宽大柔软是为了________(选填“增大”或“减小”)压强
(2)后齿轮和后车轮组成一个_______ 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”);
(3)爬坡时,应将链条调整至半径较_____ (选填“大”或“小”)的后齿轮上,从而达到相对省力的目的。
(4)前齿轮和后齿轮在共同工作时,其特征是___________。
A. 相同时间转过的圈数相同
B. 相同时间带动链条转动的长度相同
C. 相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同
D. 相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同
【答案】(1) ①. 接触面的粗糙程度 ②. 减小
(2)费力 (3)大
(4)B
【解析】
【小问1详解】
自行车轮胎的花纹,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;车座设计宽大,坐上去时,受力面积更大,是在压力一定时,通过增大受力面积,减小压强。
【小问2详解】
根据材料说明,后齿轮和后车轮作为杠杆,动力臂是后齿轮的半径,阻力臂是后车轮的半径,后齿轮半径更小,因此动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
【小问3详解】
根据杠杆平衡条件,爬坡时阻力和阻力臂不变,换用半径更大的后齿轮,动力臂更大,所需的动力更小,更省力,因此应选择半径较大的后齿轮。
【小问4详解】
前齿轮和后齿轮通过链条传动,工作时相同时间内,两个齿轮带动链条移动的长度相同;但由于前、后齿轮半径不同,周长不同,因此相同时间内转过的圈数不同。
故选B。
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