内容正文:
初二第二学期期末试卷
物理
2026.07
考生须知
要求作图题用铅笔作答,其它题用黑色字迹的签字笔作答。答案一律写在答题纸上的相应位置,不要写在框外。
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项是符合题意的。共30分,每小题2分,错选或少选均不得分)
1. 在国际单位制中,功率的单位是( )
A. 牛顿(N) B. 瓦特(W) C. 焦耳(J) D. 帕斯卡(Pa)
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.牛顿(N)是力的单位,故A不符合题意;
B.瓦特(W)是功率的单位,故B符合题意;
C.焦耳(J)是能量和功的单位,故C不符合题意;
D.帕斯卡(Pa)是压强的单位,故D不符合题意。
故选B。
2. 关于自行车的结构与使用过程,目的是减小摩擦的是( )
A. 刹车时增大握力 B. 车轮安装滚动轴承
C. 车轮带花纹 D. 车座做得宽大
【答案】B
【解析】
【详解】A.刹车时增大握力,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故A不符合题意;
B.车轮安装滚动轴承,是将滑动摩擦变为滚动摩擦,滚动摩擦远小于滑动摩擦,属于减小摩擦,故B符合题意;
C.轮胎带花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D.车座做得宽大,是通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选B。
3. 在下图所示的各种生产和生活工具中,目的是增大压强的是( )
A. 耕作农机上的履带 B. 攀冰鞋底安装尖的铁刺
C. 图钉帽面积做得较大 D. 载重车有很多车轮
【答案】B
【解析】
【详解】根据压强公式 ,耕作农机的履带,面积较大的图钉帽,载重车的多个车轮,增大了受力面积,压力不变时,减小压强;攀冰鞋底的尖铁刺,减小了与冰面的受力面积,压力不变时,增大压强,便于刺入冰面防滑;故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4. 如图所示的生活用具,在使用中属于省力杠杆的是( )
A. 食品夹 B. 取碗夹
C. 核桃夹 D. 镊子
【答案】C
【解析】
【详解】A.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.取碗夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意;
D.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A. 图甲,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”在一起
B. 图乙,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
C. 图丙,往B管中吹气,可以看到吸管A中的水会被“吸”上来
D. 图丁,等候列车的乘客不要越过安全线,否则可能会被“吸”向列车
【答案】B
【解析】
【详解】A.向两张纸之间吹气,两纸中间空气流速大、压强小,小于纸外侧的大气压,两张纸被压向中间,符合流体压强与流速的关系,故A不符合题意;
B.吸盘压在瓷砖上,是因为排出吸盘内空气后,大气压将吸盘紧紧压在瓷砖表面,利用的是大气压,不能用流体压强与流速的关系解释,故B符合题意;
C.往B管吹气,A管管口上方空气流速变大、压强变小,小于外界大气压,大气压将水压入A管使水面上升,符合流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D.列车驶过时,列车附近空气流速大、压强小,小于人身后的大气压,压强差会将人推向列车,因此不能越过安全线,符合流体压强与流速的关系,故D不符合题意。
故选B。
6. 下列关于物体是否做功的说法中,正确的是( )
A. 小丽背着书包站在路边等车,小丽对书包做了功
B. 被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功
C. 人把箱子从二楼提到三楼,手的提力对箱子没有做功
D. 小刚从地上捡起篮球的过程中,小刚对篮球做了功
【答案】D
【解析】
【详解】A.小丽背着书包站在路边等车,小丽给书包一个向上的力,书包没有向上移动距离,所以小丽对书包没有做功,故A错误;
B.足球离开脚,足球不再受到脚的踢力作用,足球是由于惯性在草地上滚动,所以脚对足球没有做功,故B错误;
C.人把箱子从二楼提到三楼,手对箱子施加了力,并在拉力方向上移动了距离,所以人对箱子做了功,故C错误;
D.小刚从地上捡起篮球时,小刚给篮球一个向上的力,篮球向上移动了距离,所以小刚对篮球做了功,故D正确。
故选D。
7. 关于惯性与惯性现象,下列说法正确的是( )
A. 图甲中紧固锤头,这是利用锤柄的惯性
B. 图乙中标枪运动员通过助跑可以增大标枪的惯性
C. 图丙中被球拍击出的乒乓球是因为受惯性作用才继续运动
D. 图丁中歼击机投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了减小惯性
【答案】D
【解析】
【详解】A.紧固锤头时,锤柄受力停止运动,锤头由于惯性继续向下运动,实际是利用锤头的惯性,不是锤柄的惯性,故A错误;
B.惯性大小只由质量决定,助跑不会改变标枪的质量,无法增大标枪的惯性,故B错误;
C.惯性是物体的属性,不是力,不能表述为“受惯性作用”,故C错误;
D.歼击机抛掉副油箱后,总质量减小,因此惯性减小,可让飞机更灵活,故D正确。
故选 D。
8. 如图所示,为保证安全,轮船的船舷上画有载重线,载重线是船舶在允许的最大载重情况下水面位置的水平线。根据图中载重线位置判断下列说法正确的是( )
A. 同一艘轮船在淡水中排开液体的体积最小
B. 印度洋的海水密度比北大西洋的海水密度大
C. 同一艘轮船在北大西洋和印度洋排开海水的质量相等
D. 夏季海洋线比冬季海洋线高是因为夏季温度高,海水密度大
【答案】C
【解析】
【详解】A.淡水线在所有载重线的最上方,说明同一轮船在淡水中吃水最深,排开液体体积最大,故A错误;
B.印度洋线位置比北大西洋线高,说明,轮船始终漂浮,浮力等于重力不变,由得:印度洋海水密度小于北大西洋海水密度,故B错误;
C.由阿基米德原理和浮沉条件得,变形得排开海水的质量,不变,因此轮船在两个海域排开海水的质量相等,故C正确;
D.夏季温度高,海水受热膨胀,密度更小,根据阿基米德原理,浮力不变时,更大,吃水更深,因此夏季海洋线更高,故D错误。
故选 C。
9. 下列关于机械和功的相关说法,正确的是( )
A. 做功越多的机械,其机械效率一定越高
B. 做有用功多的机械,其机械效率一定高
C. 做功越快的机械,其机械效率一定越高
D. 做功越快的机械,其做功功率一定越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.做功多仅代表总功大,无法确定有用功的占比,机械效率不一定高,故A错误;
B.机械效率是比值关系,仅知道有用功的多少,不知道总功大小,无法判断效率高低,故B错误;
C.做功快慢是功率的物理意义,功率和机械效率是两个完全独立的物理量,做功快不代表机械效率高,故C错误;
D.功率的物理意义就是描述物体做功的快慢,因此做功越快的机械,功率一定越大,故D正确。
故选 D。
10. 如图所示,是某同学在“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列说法中正确的是( )
A. 该实验通过比较海绵的凹陷程度来反映小桌对海绵压力的大小
B. 对比甲、乙两图,可知:压力的作用效果与压力大小有关
C. 乙图中,海绵所受压力的大小等于小桌所受重力的大小
D. 丙图中砝码对小桌的压强一定大于小桌对海绵的压强
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验中海绵受到压力形状发生变化,运用转换法,可以通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,故A错误;
B.甲、乙两图中,小桌受力面积相同,乙图中海绵受到的压力更大,海绵凹陷更明显,可得出结论:受力面积一定时,压力的作用效果与压力大小有关,故B正确;
C.乙图中海绵受到的压力,等于小桌重力与砝码重力之和,大于小桌的重力,故C错误;
D.根据压强公式,砝码对小桌的压力小于小桌对海绵的压力大小,但砝码与小桌的接触面积小于小桌与海绵的接触面积 ,所以无法比较压强的大小,故D错误。
故选B。
11. 关于力和运动的关系,以下说法正确的是( )
A. 用力推课桌没有推动,这是由于课桌所受推力小于其所受到的摩擦力
B. 浸没在水中的潜水艇匀速上浮的过程中,其所受的浮力大于它所受的重力
C. 水平抛出的篮球在空中运动的轨迹为曲线,这是由于篮球受到重力的作用
D. 由树上掉下的苹果下落的速度越来越大,这是由于苹果所受的力越来越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.用力推课桌没有推动,课桌静止处于平衡状态,由二力平衡条件可知推力等于摩擦力,故A错误;
B.潜水艇匀速上浮处于平衡状态,由二力平衡条件可知浮力等于重力,故B错误;
C.重力方向竖直向下,与篮球的水平初速度方向不在同一直线上,力可以改变物体的运动状态,因此篮球运动轨迹为曲线,故C正确;
D.苹果所受重力,苹果质量、均不变,重力大小不变,速度增大是因为重力改变其运动状态,故D错误。
故选C。
12. 下列说法正确的是( )
A. 甲:帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随液体压力的增加而增大
B. 乙:抽水机工作时,提起活塞,水在大气压作用下冲开阀门B
C. 丙:若玻璃管上方混有少量空气,管内外水银面竖直高度差不变
D. 丁:高原地区需要使用高压锅,是因为锅内气压高,水的沸点低
【答案】B
【解析】
【详解】A.帕斯卡裂桶实验证明的是液体压强随深度的增加而增大,故A错误;
B.活塞式抽水机提起活塞时,活塞下方压强减小,水在大气压的作用下冲开下方阀门进入圆筒,符合抽水机的工作原理,故B正确;
C.托里拆利实验中,若玻璃管上方混入少量空气,空气会产生向下的压强,最终管内外水银面的竖直高度差会变小,故C错误;
D.液体沸点随气压升高而升高,高原地区用高压锅是因为锅内气压高,水的沸点更高,更容易煮熟食物,故D错误。
故选B。
13. 西西用毛刷清洗家中的地垫,清洗过程中,毛刷水平向右移动,地垫始终保持静止,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 毛刷对地垫的摩擦力方向为水平向右
B. 毛刷移动速度越快,所受地垫的摩擦力越大
C. 地垫与地面相对静止,所以与地面之间没有摩擦力
D. 增大毛刷对地垫的压力,毛刷受到的摩擦力大小不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.毛刷相对于地垫水平向右运动,地垫对毛刷的摩擦力向左阻碍相对运动;根据力的作用是相互的,毛刷对地垫的摩擦力方向水平向右,故A正确;
B.滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关,和运动速度无关,因此毛刷速度改变,摩擦力大小不变,故B错误;
C.地垫受到毛刷向右的摩擦力,又保持静止,受力平衡,因此地垫一定受到地面向左的静摩擦力,地垫与地面之间存在摩擦力,故C错误;
D.接触面粗糙程度不变时,增大毛刷对地垫的压力,滑动摩擦力会随之增大,因此毛刷受到的摩擦力变大,故D错误。
故选 A。
14. 两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A,B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,,且两种液体对容器底的压强相等,则( )
A. 两个小球的重力: B. 两个小球的浮力:
C. 两种液体的密度: D. 两个容器对桌面的压强:
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.两种液体对容器底的压强相等,且,由可知,两种液体的密度关系为;A小球完全浸没在甲液体中,排开甲液体的体积等于A小球的体积,B小球漂浮在乙液体中,排开乙液体的体积小于B小球的体积,因为两小球体积相等,所以两小球排开液体的体积关系为,甲液体的密度大于乙液体的密度,由可知,两个小球的浮力关系为;因为A小球在甲液体中沉底,受到的重力大于浮力,B小球漂浮在乙液体中,受到的重力等于浮力,所以两个小球的重力关系为,故B符合题意,AC不符合题意;
D.两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据F=pS可知,甲和乙两种液体对容器底的压力相等,都为F,又因为容器为柱形容器且力的作用是相互的,所以液体对容器底的压力等于液体的重力和物体受到浮力之和,即
F=G液+ F浮
所以甲液体的重力为
G甲=F-F浮A
乙液体的重力为
G乙=F-F浮B
甲容器对桌面的压力为
F甲= G容+ G甲+ GA= G容+ F-F浮A+ GA
乙容器对桌面的压力为
F乙= G容+ G乙+ GB= G容+ F-F浮B+ GB
由于F浮B= GB,所以
F乙= G容+ F
因为
GA >F浮A
所以
G容+ F-F浮A+ GA> G容+ F
即两个容器对桌面的压力关系为F甲>F乙,由于两个容器底面积相等,由可知,两个容器对桌面的压强关系为p甲>p乙,故D不符合题意。
故选B。
15. 某同学将一根圆柱形薄壁玻璃管和一个实心玻璃球高温熔接在一起,制成简易密度计,如图甲所示,其刻度全部标记在圆柱玻璃管管壁上。熔接后玻璃管长20cm,横截面积为,将该自制密度计放入水中,玻璃管露出水面12cm,如图乙所示;放入酒精中,玻璃管露出液面8cm,如图丙所示。两个烧杯完全相同,均放置在水平桌面上,且放入密度计后两烧杯内液面相平,则下列说法正确的是( )(已知,)
A. 密度计的质量为0.8kg
B. 两容器中液体对容器底部压强相等
C. 该密度计的量程为
D. 该密度计下端实心玻璃球的体积为
【答案】D
【解析】
【分析】根据漂浮条件,可知密度计在水中和酒精中受到的浮力大小等于其重力,得到两个等式,可求出密度计实心玻璃球的体积和密度计的质量;根据液体压强公式,可判断两容器中液体对容器底部压强的大小;根据密度公式,密度计排开液体的体积与液体密度成反比,即当密度计仅玻璃球浸入,玻璃管完全露出时,密度计可测量最大密度,当密度计玻璃管完全浸入时,密度计可测量最小密度,即可得到密度计的量程。
【详解】AD. 设玻璃球体积为,密度计质量为。密度计漂浮,浮力等于重力。
在水中浸入管长
在水中受到的浮力,即
代入数据有
即 ①
在酒精中浸入管长
在酒精中受到的浮力,即
代入数据有
即 ②
联立①②,解得,,故A错误,D正确;
B. 放入密度计后两烧杯内液面相平,深度相同,两容器中液体对容器底部压强 ,,因为,则,故B错误;
C.密度计刻度全部标记在管壁上。最大测量密度对应仅玻璃球浸入,玻璃管完全露出,即
最大测量密度
最小测量密度对应管刚好全部浸入,即
最小测量密度
该密度计的量程为,故C错误。
故选D。
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的不得分)
16. 如图所示的实例中,属于连通器应用的是( )
A. 存水弯 B. 茶壶
C. 船闸 D. 将墨水吸入笔管中
【答案】ABC
【解析】
【详解】ABC.存水弯、茶壶、船闸均满足上端开口、底部连通的条件,符合连通器定义,属于连通器应用,故ABC正确;
D.将墨水吸入笔管中是利用大气压强,不属于连通器应用,故D错误。
故选ABC。
17. 近年来,中国科技成就让世人瞩目,一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性科技创新成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A. 图甲:复兴号列车运行时,速度越大惯性越大,紧急刹车时对人造成的伤害越大
B. 图乙:客机C919采用碳纤维材料来减轻机身质量,是因为该材料的密度较小
C. 图丙:天宫二号空间站一直绕地球做椭圆轨道运动,其所受到的合力一定不为零
D. 图丁:勇士号潜水器在深海中匀速下潜的过程中,潜水器受到的压强逐渐变大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.惯性是物体的固有属性,惯性大小只与物体的质量有关,与运动速度无关,故A错误;
B.根据,飞机机身体积一定时,密度越小,材料的质量越小。碳纤维密度较小,因此可以减轻机身质量,故B正确;
C.只有静止或匀速直线运动的物体(平衡状态)合力才为零。天宫二号绕地球做椭圆轨道运动时,运动方向不断改变,运动状态发生变化,因此合力一定不为零,故C正确;
D.根据,潜水器下潜过程中,深度不断增大,海水密度不变,因此潜水器受到的压强逐渐变大,故D正确。
故选BCD。
18. 如图所示,苹果漂浮在水面,而梨子却沉到水底。下列说法正确的是( )
A. 若苹果的体积大于梨子的体积,则苹果的密度大于梨子的密度
B. 若苹果和梨子排开水的体积相等,则苹果的质量小于梨子的质量
C. 若苹果和梨子的体积相等,则苹果受到的浮力大于梨子受到的浮力
D. 若苹果和梨子的质量相等,则苹果排开水的质量大于梨子排开水的质量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据浮沉条件可知,苹果漂浮,则
梨子沉底,则
故,故A错误;
B.根据阿基米德原理,已知苹果和梨子排开水的体积相等,可得
根据浮沉条件可得,苹果漂浮,有
梨子沉底,有
故
由可得,故B正确;
C.若苹果和梨子的体积相等,由题图可得,
根据阿基米德原理,可得,故C错误;
D.由可得
根据浮沉条件可得,苹果漂浮,有
梨子沉底,有
故
由阿基米德原理可得
故D正确。
故选BD。
19. 如图甲是阿柯利用器械进行锻炼的示意图,其中杠杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,,在杆A端用细绳悬挂重为200N的配重,他在B端施加竖直方向的力F1使杆AB在水平位置平衡,此时他对水平地面的压强为p。为了锻炼不同位置的肌肉力量,他将固定点平移到A端,杆AB可绕端点A在竖直平面内转动,配重悬挂在O点,在B端施加竖直方向的力F2使杆AB在水平位置再次平衡,如图乙,此时,他对水平地面的压力为F3。已知阿柯重为600N,两只脚与地面接触的总面积为400cm2,不计杆重与绳重,下列判断正确的是( )
A. F1为300N B. p为1500Pa C. F2为120N D. F3为480N
【答案】AC
【解析】
【详解】AC.图甲中,由杠杆平衡条件得
即
图乙中,支点为A点,由杠杆平衡条件得
因,设、,则
即,故AC正确;
B.图甲中人向下拉杠杆,受向上的拉力
人对地面的压力
压强,故B错误;
D.图乙中人向上推杠杆,受向下的压力
人对地面的压力,故D错误。
故选AC。
20. 如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端均施加大小相等的拉力,将、两个不同的物块匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)。已知、两物块重分别为、,动滑轮重为,下列说法正确的是( )
A. 甲滑轮组的机械效率为
B. 甲、乙两滑轮组的机械效率相等
C. 物块的重力小于物块的重力
D. 若,则甲、乙滑轮组中拉力均小于各自所提物体的重力
【答案】AC
【解析】
【详解】由图可知,甲滑轮组承担物重的绳子股数,乙滑轮组。不计绳重和摩擦,根据拉力,可得,。
A.设物体提升高度为,甲绳端移动距离,甲机械效率
故A正确;
B.乙绳端移动距离,乙机械效率
将、代入效率公式得 ,
甲机械效率
乙机械效率
即,故B错误;
C. 两物块重力之差
故,故C正确;
D.若,由可得,,即
此时乙滑轮组中;
甲滑轮组物重
因
则甲滑轮组中拉力大于物重,故D错误。
故选AC。
三、实验解答题(共48分,21-24每空1分,30题3分,其余每空2分)
21.
(1)如图甲所示,是以点为支点的杠杆,是作用在杠杆端的拉力。图中线段与力的作用线在一条直线上,且;线段。则线段____________表示拉力的力臂。(选填“”、“”或“”)
(2)在图乙中画出利用滑轮组来提升重物最省力的绕线方法。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据力臂的定义:力臂是支点到力的作用线的垂直距离。本题支点为,拉力的作用线沿所在直线,已知,符合力臂的定义,因此是拉力的力臂。
【小问2详解】
滑轮组的省力程度由承担物重的绳子段数决定,越大越省力。本题有1个定滑轮、1个动滑轮,最多可实现段绳子承担物重;根据滑轮组绕线的“奇动偶定”规律,为奇数时,绳子固定端系在动滑轮挂钩上,依次绕线即可得到最省力的绕法。
22. 小明利用气球做了两个物理小实验。
(1)如图甲所示,要使两个气球靠近,应用吸管对准____________点(选填“A”、“B”或“C”)沿垂直于纸面方向用力吹气;
(2)如图乙所示,松开封气球口的夹子,气球向右运动,此现象可以说明力可以改变____________。
【答案】(1)B (2)物体的运动状态
【解析】
【小问1详解】
流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。故图甲中要使两个气球靠近,应用吸管对准B点沿垂直于纸面方向用力吹气。
【小问2详解】
乙图中把封口的夹子松开,气球向左喷出气体,在气体推力的作用下向右运动,这说明力可以改变物体的运动状态。
23.
(1)将水平仪放置在桌面上,铅垂线静止时如图甲所示,则此桌面的____________(选填“”或“”)边低。
(2)如图乙所示,在“探究二力平衡的条件”的实验中,将轻质硬纸片扭转一个角度后松手,这是为了探究二力平衡时两个力应____________。
【答案】(1)B (2)作用在同一条直线上
【解析】
【小问1详解】
水平仪利用重力方向总是竖直向下的原理工作:铅垂线会向桌面更低的一侧偏转,图中铅垂线偏向B侧,因此桌面B边更低。
【小问2详解】
将硬纸片扭转一个角度后,两个拉力大小相等、方向相反、作用在同一硬纸片上,但不再作用在同一直线上,因此该操作是为了探究二力平衡时,两个力需要满足的条件:作用在同一条直线上。
24. 在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)如图所示,让小车从同一高度同一斜面由静止沿斜面下滑,目的是使小车到达水平面时具有相同的____________;
(2)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变____________来实现的;
(3)小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,如图丁所示,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线____________(选填“”、“”或“”)。
【答案】(1)速度 (2)接触面的粗糙程度
(3)c
【解析】
【小问1详解】
实验采用控制变量法,让小车从同一斜面同一高度由静止下滑,目的是保证小车到达水平面时,具有相同的初始速度,排除初速度差异对实验结果的干扰。
【小问2详解】
接触面粗糙程度越大,小车受到的运动阻力越大,本实验通过更换粗糙程度不同的水平面,即通过改变接触面粗糙程度,来改变小车受到的阻力。
【小问3详解】
毛巾是三个接触面中最粗糙的,小车受到的阻力最大,速度减小得最快,从运动到停止的时间最短;在图像中,图线c最早降到速度为0,符合毛巾表面小车的运动规律。
25. 为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,小李设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,小李应该将弹簧测力计沿水平方向________拉动木块。
(2)为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关,应选择________两幅图所示的实验步骤来进行实验。
(3)如图丁,某同学将木块沿竖直方向截去一半后探究“滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关”。你认为该探究方案存在的问题是________。
(4)下列实验中采用了与本实验相同的科学研究方法的是________(选填字母)。
A. 探究合力与分力的关系
B. 探究光的传播路径和方向时,引入光线
C. 探究力的作用效果和力的三要素的关系
【答案】(1)匀速直线 (2)乙、丙
(3)没有控制压力大小不变 (4)C
【解析】
【小问1详解】
本实验根据二力平衡原理,只有沿水平方向匀速直线拉动木块时,弹簧测力计的拉力大小才等于滑动摩擦力的大小,因此需要匀速拉动木块。
【小问2详解】
探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力大小相同,只改变接触面粗糙程度,乙、丙两图压力相同、接触面粗糙程度不同,符合实验要求。
【小问3详解】
探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,需要保证压力大小不变;将木块竖直截去一半后,木块对接触面的压力也随之减半,没有控制压力大小不变,因此方案存在错误。
【小问4详解】
本实验采用的科学方法是控制变量法: A选项探究合力与分力的关系用等效替代法,B选项引入光线用物理模型法,C选项探究力的作用效果和力的三要素的关系,需要用到控制变量法,和本实验方法一致,因此选C。
26. 小明为了探究水产生的压强与水的深度的关系,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和底面积为的实心金属圆柱体()进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,测量金属圆柱体受到的重力,并将和记录在表格中。
②在烧杯中装入适量的水,用弹簧测力计提拉金属圆柱体使其浸入水中一部分,不碰触烧杯,静止时记录弹簧测力计的示数,用刻度尺测量金属圆柱体底面在水中的深度,并将和记录在表格中。
③________,静止时记录弹簧测力计的示数,用刻度尺测量金属圆柱体底面在水中的深度,并将和记录在表格中。
④仿照步骤③再做四次。
⑤利用上述数据计算出水的压强________(用实验步骤中的物理量字母表示)并记录在表格中。
(2)画出上述实验的数据记录表格。
【答案】(1) ①. 改变金属圆柱体浸入水中的深度,保证其上表面露出水面,不碰触烧杯 ②.
(2)
实验次数
金属柱重力 G / N
底面积 S / m 2
底面入水深度 h / m
弹簧测力计示数 F / N
水的压强p / Pa
①
②
③
④
⑤
⑥
【解析】
【小问1详解】
本实验探究水的压强与深度的关系,需要多次改变浸入深度得到普遍规律,因此步骤③改变金属圆柱体浸入水中的深度,保证其上表面露出水面、不碰触烧杯以免影响实验结果。
根据称重法,圆柱体受到的浮力;根据浮力产生的原因,浮力是物体上下表面的压力差,圆柱体上表面在水面外,向下压力为0,因此水对圆柱体底面的压力等于浮力,即,结合压强公式,推得水的压强。
【小问2详解】
实验需要记录的物理量有:圆柱体的重力、底面积,每次实验的弹簧测力计示数、浸入深度,计算得到的水的压强,进行多次实验,设计如上表格即可。
27. 某兴趣小组的同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的实验,实验过程中液体均未溢出,并将弹簧测力计的示数分别记录在了下表中:
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
3.8
3.2
2.4
2.4
2.8
(1)实验步骤A中弹簧测力计的示数为________N。
(2)分析实验步骤________,可以说明:浮力大小跟液体的密度有关。
(3)分析实验步骤A、D、E,可以说明:浮力大小跟物体浸入液体的深度________(选填“有关”或“无关”)。
(4)用表格中的数据可以算出图F中液体的密度是________。()
【答案】(1)4.4 (2)A、E、F
(3)无关 (4)
【解析】
【小问1详解】
弹簧测力计的分度值为,指针指在4N下面2小格处,步骤A中弹簧测力计的示数为,即物体重力为。
【小问2详解】
探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变液体密度。步骤E中物体浸没在水中,步骤F中物体浸没在待测液体的同一深度处,排开液体体积相同、液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,因此分析A、E、F可得出浮力与液体密度的关系。
【小问3详解】
A、D、E实验中,液体密度、物体排开液体体积都相同,只有物体浸入深度不同;D、E弹簧测力计示数相同,说明浮力相同,因此浮力大小跟物体浸入液体的深度无关。
【小问4详解】
由称重法可知,物体浸没在水中时所受的浮力为
物体浸没在待测液体中所受的浮力为
因为物体浸没,相同,根据阿基米德原理,可得,故有
代入数据解得
28. 测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表:
实验次数
钩码重
钩码上升高度
拉力
绳子自由端移动距离
机械效率
1
1.0
5
0.6
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做____________运动。
(2)第2次实验时滑轮组的机械效率是____________。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升钩码时,____________;分析3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度____________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)匀速直线
(2)
(3) ①. 提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高 ②. 无关
【解析】
【小问1详解】
实验中,只有拉动钩码做匀速直线运动时,滑轮组受力平衡,弹簧测力计的示数才等于拉力大小,测量结果准确。
【小问2详解】
滑轮组机械效率公式为
【小问3详解】
分析1、2、3次数据,同一滑轮组,提升高度相同时,提升的钩码重力越大,滑轮组机械效率越高,因此使用同一滑轮组提升重物时,提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高; 分析3、4次数据,钩码重力、滑轮组都相同,仅提升高度不同,两次机械效率相等,因此说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
29. 在探究杠杆的平衡条件的实验中:
(1)在挂钩码前,小慧发现杠杆左端低右端高(如图甲),为了完成实验,应将杠杆右端的平衡螺母向____________(选填“左”或“右”)端调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)接着小慧在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡(如图乙)。若在A、B下方再各加一个相同的钩码,则杠杆____________端将下沉(选填“左”或“右”);
(3)图丙为小慧制作的简易“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点转动,不计摩擦和杠杆自身重力;当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时,松开螺母保持OA水平不动,使OB向下折角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆()。保持物块M的位置不变,要使杠杆在图丁所示位置保持平衡,则应将物块N移动到____________(选填字母)。
A. O点处 B. ①点处 C. ②点处 D. ③点处
(4)如图是小慧保持阻力、阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,利用实验数据绘制的与的关系图线。请根据图像分析,当为时,为____________。
【答案】(1)右 (2)左 (3)C
(4)6
【解析】
【小问1详解】
调节杠杆平衡时,平衡螺母向杠杆偏高的一侧调节。本题中杠杆左端低、右端高,因此将平衡螺母向右调节。
【小问2详解】
设每个钩码重力为,每格杠杆长度为。原杠杆平衡:;两侧各加一个钩码后,左侧力与力臂的乘积为,右侧为,左侧乘积更大,因此杠杆左端下沉。
【小问3详解】
原平衡满足 ,保持水平、位置不变,因此左侧力与力臂的乘积不变。向下折后,的重力竖直向下,力臂为支点到重力作用线的水平距离,平衡要求力臂仍等于,即的水平位置到的距离仍为,对应斜杠杆上的②点,因此选C。
【小问4详解】
阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件得。从图像取点可知,因此当时,
30. 如图所示,小东将电子秤归零后置于水平桌面,把装满水的溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数为。随后他将一小球(不溶于水且不吸水)缓慢放入溢水杯中,待小球静止且溢水杯不再溢水时,电子秤的示数为。若,请分析判断小球在水中静止后的浮沉状态并写出推理过程。
【答案】
小球在水中静止后沉底。
放入小球后,电子秤的示数满足关系
已知,因此可得;根据可得。由阿基米德原理可知,小球所受浮力,因此推出。根据物体浮沉条件:当物体重力大于所受浮力时,物体在水中下沉,静止后沉底,因此小球静止后沉底。
【解析】
【详解】略。
四、科普阅读题(共4分)
31. 探秘中性浮力水槽:航天员的水下“太空训练场”
从“东方红一号”升空到“天宫”巡游,中国航天不断刷新高度。而每一次惊艳世界的出舱活动,都离不开地面的千锤百炼。其中,中性浮力水槽作为模拟太空微重力环境的核心设施,是航天员磨砺舱外技能的“主战场”。
建造这座大型水槽的核心目的,是在地面还原太空失重状态。其原理是通过调整配重和改变训练服充气量,让身着装备的航天员在水中达到“中性浮力”状态。此时,航天员及装备受到的浮力与总重力相等,人体在水中既不上浮也不下沉,能够自由悬浮。这种“不上不下”的悬停感,完美复刻了太空中那种特有的“轻飘飘”行动体验。
训练本身极具挑战。航天员需穿戴密闭水下训练服,其内部充入高压气体以模拟真实航天服的坚硬质感。此外,水槽中还配备了水下机械臂辅助作业。值得注意的是,若要模拟其他重力环境,还可以调节浮力状态:若物体所受浮力小于重力则称“负浮力”状态,物体可以缓慢下沉;反之,若物体所受浮力大于重力则称为“正浮力”状态,物体能够上浮。
虽然水的阻力会带来一定影响,但中性浮力训练仍是目前最贴近真实舱外作业的训练方式,为每一次航天任务保驾护航。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)建造中性浮力水槽的主要目的是在地面模拟太空____________环境,训练航天员开展舱外作业与设备维护。
(2)航天员也可在水槽中模拟“月球漫步”。但与太空中的环境不同,同一物体所受月球引力为所受地球引力的,因此需要在水槽中营造____________(选填“正”、“中性”或“负”)浮力的环境。
(3)航天员在中性浮力水槽中训练时,训练服外部挂的实心小铅块所受浮力____________(选填“大于”、“等于”或“小于”)其所受重力。训练时,航天员从水底的工具箱中拿起一个工具,托在手中,他受到工具向下的压力为10N,为了保持悬浮状态,应从训练服外部取下重力为____________N的实心配重铅块。(g取10N/kg,水的密度取,铅的密度取)
【答案】(1)
失重 (2)
负 (3) ①.
小于 ②.
11
【解析】
【小问1详解】
根据题干材料可知,建造这座大型水槽的核心目的是在地面还原太空失重状态。
【小问2详解】
月球上同一物体所受引力为地球的,即物体在月球上的有效重力小于地球重力。要模拟月球漫步,需让航天员在水槽中受到向下的合力(类似月球重力),根据材料定义,当浮力小于重力时为负浮力状态,物体缓慢下沉,符合月球漫步的受力特点。
【小问3详解】
由题意可知,实心小铅块的密度远大于水的密度,根据物体浮沉条件,当物体密度大于液体密度时,物体下沉,此时物体所受浮力小于自身重力。
航天员原本悬浮(总浮力=总重力),工具对航天员的向下压力等于工具的净重力,即,为保持平衡,取下铅块的净重力也需要等于。
设取下铅块的重力为,铅块体积,铅块受到的浮力。
因此净重力满足 ,代入、,解得。
五、计算题(共8分,每题4分)
32. 王莲是睡莲科大型水生植物,叶盘巨大能承重,观赏期植物园会向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的。工作人员将面积为1.5m2、质量为3kg的平底硬质泡沫板放在底面积为2m2的水平莲叶的中央,该莲叶卷边高度为16cm,质量为42kg的小女孩站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示。(g取10N/kg)
(1)小女孩体验“一叶当舟”时,求泡沫板对莲叶的压强;
(2)为保证安全,求该莲叶能托起游客的最大重力(忽略莲叶的自重)。
【答案】(1)
300Pa (2)
770N
【解析】
【小问1详解】
小女孩站在泡沫板上,泡沫板静止在水平莲叶上,泡沫板对莲叶的压力等于泡沫板与小女孩的总重力,即
泡沫板对莲叶的压强
【小问2详解】
忽略莲叶自重,当莲叶浸入水中的深度达最大允许值时,所受浮力最大,能托起的游客重力最大。最大浸入深度
最大排开水的体积
最大浮力
泡沫板的重力
由漂浮条件可知
故游客的最大重力
33. 某工地利用如图所示的滑轮组,将重150N的物体A竖直向上匀速提起2m,用时5s。卷扬机的拉力F为100N,不计绳重和摩擦,卷扬机重力为250N,每个滑轮重力都相同。
(1)拉力F的功率是多少?
(2)滑轮组提升A时的机械效率为多少?
(3)匀速提升物体A时,支架对定滑轮的拉力多大?
【答案】(1)80W (2)75%
(3)250N
【解析】
【小问1详解】
匀速提升物体A时,动滑轮承担物重的绳子段数为,绳子自由端移动距离为
由可得,拉力做的总功为
由可得,拉力的功率为
【小问2详解】
由可得,滑轮组提升A时所做的有用功为
由可得,滑轮组的机械效率
【小问3详解】
匀速提升时,定滑轮静止,受力平衡。不计绳重和摩擦,由拉力可得,动滑轮重力为
因每个滑轮重力相同,故定滑轮重力;定滑轮受向下的自身重力、两段绳子的拉力,向上的支架拉力,由二力平衡可得,支架对定滑轮的拉力为
附加题(共20分,选择题均只有一个正确选项,每题2分;其余每空1分)
34. 小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近( )
A. 9J B. 30J C. 90J D. 300J
【答案】C
【解析】
【详解】每个鸡蛋大约50g,30个鸡蛋的质量大约1.5kg,则这些鸡蛋所受重力约为:1.5kg×10N/kg=15N,1楼到3楼,共上了2层楼,每层层距大约3m,则小华对鸡蛋作用大约为:15N×2×3m=90J.
35. 如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重力为,杯内水的重力为,杯内水对杯底的压力为,杯子对桌面的压力为,杯子受到的支持力为,则下列判断正确的是( )
A. 与是一对平衡力
B. 与是一对相互作用力
C. 与是一对平衡力
D. 与是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.杯子受到的支持力等于水和杯子的总重力,因此杯子重力与杯子受到的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.杯内水的重力竖直向下,杯内水对杯底的压力也是向下的,因此杯内水的重力与杯内水对杯底的压力不是一对相互作用力,故B错误;
C.杯子受到的支持力与杯内水对杯底的压力大小不相等,因此杯内水对杯底的压力与杯子受到的支持力不是一对平衡力,故C错误;
D.杯子对桌面的压力和杯子受到的支持力是两者之间相互,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因此杯子对桌面的压力与杯子受到的支持力是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
36. 下列说法正确的是( )
A. 拍球的过程中手感觉到痛,说明力的作用是相互的
B. 羽毛球被击出后,在空中飞到最高点时处于平衡状态
C. 射箭时用力把弓拉弯,说明力可以改变物体的运动状态
D. 踢出去的足球在地面上越滚越慢,说明物体的运动需要力来维持
【答案】A
【解析】
【详解】A.拍球时手对球施加力,同时球也对手施加反作用力,因此手会感觉到痛,说明力的作用是相互的,故A正确;
B.羽毛球飞到最高点时,只受重力和空气阻力,合力不为零,不是平衡状态,故B错误;
C.用力拉弓使弓变弯,说明力可以改变物体的形状,不是改变物体的运动状态,故C错误;
D.踢出去的足球越滚越慢,是因为阻力改变了足球的运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,运动不需要力来维持,故D错误。
故选 A。
37. 两个质量相等、底面积相同的容器置于水平桌面上,分别装有质量相等的甲、乙两种液体,有四个体积相等的实心小球A、B、C、D,其中C、D两球完全相同。如图所示,将它们分别放入两容器中,B球悬浮在甲液体中,A球漂浮在乙液体中,C球、D球在两种液体中沉到底部。则下列说法中正确的是( )
A. 四个球中A球的密度最大
B. 甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
C. 图甲中C球所受浮力与图乙中D球所受浮力相等
D. 甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
【答案】D
【解析】
【详解】A.从图可知,甲液体的体积小于乙液体的体积,且甲、乙两种液体质量相等,由可知,;C球沉底,故;B球悬浮,故;D球沉底,故;A球漂浮,故。综上所述,四个球中A球密度最小,故A错误;
B.四个小球的体积相等,从图中可知B球排开液体的体积大于A球排开液体的体积,已知,由可知,B球受到的浮力大于A球受到的浮力,且两球分别处于悬浮和漂浮状态,根据可知,,C、D两球完全相同,两容器质量相同,甲、乙两种液体质量相等,容器对桌面的压力等于小球重力、液体重力、容器重力三者之和,由此可知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故B错误;
C.C、D两球完全相同,且全部浸没在液体中,故排开液体的体积相同,已知,由可知,C球受到的浮力大于D球受到的浮力,故C错误;
D.由B选项可知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,且容器的质量相等,即重力相等,则可得甲液体对容器的压力大于乙液体对容器的压力,容器的底面积相同,由可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故D正确。
故选D。
38. 在盛满水的烧杯内放入一个质量为 200g 的冰块,冰块静止后烧杯内溢出水 150g.当冰块熔化后(冰块=0.9×103kg/m3),下列说法正确的是( )
A. 没有水溢出 B. 溢出水 50g C. 溢出水 72.2g D. 溢出水 150g
【答案】B
【解析】
【详解】因为m冰=200g,m排水=150g,根据G=mg可知冰的重力大于排开液体的重力,所以冰块下沉到水底, V排水==0.15×10-3m3,冰在熔化的过程中,质量不变,则熔化成水后,水的体积为:V水==0.2×10-3m3,冰熔化成水后,增加的体积,即为溢出水的体积,则溢出水的体积为:V溢=V水-V冰=0.2×10-3m3-0.15×10-3m3=5×10-5m3,溢出水的质量为:m溢=ρ水V溢=1.0×103kg/m3×5×10-5m3=0.05kg=50g,故B正确.
39. 把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示.甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,则小球的质量是________g,若甲杯中的液体是水(ρ水=1.0×103kg/m3),则小球的密度为________kg/m3 .
【答案】 ①. 50 ②. 1250
【解析】
【分析】(1)图乙中小球漂浮,根据物体漂浮条件可知受到的浮力,根据阿基米德原理可知受到浮力等于排开液体的重力,据此求出小球的质量;
(2)图甲中小球沉入容器底部,根据密度公式求出溢出水的体积即为小球的体积,根据ρ=求出小球的密度.
【详解】(1)因小球在乙液体中漂浮,
所以,乙中小球受到的浮力F浮乙=G球=m球g,
由阿基米德原理可知,F浮乙=G溢乙=m溢乙g,
则m球g=m溢乙g,即m球=m溢乙=50g;
(2)图甲中小球沉入容器底部,
由ρ=可得,小球的体积:
V球=V溢甲== =40cm3,
小球的密度:
ρ球===1.25g/cm3=1250kg/m3.
故答案为50;1250.
40. 为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示,(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)
(1)0s~1s内,地面对物体的支持力是______N;
(2)1s~2s内,拉力F做的功是______J;
(3)2s~3s内,拉力F的功率是______W;
(4)2s~3s内,滑轮组的机械效率是______%。(结果保留一位小数)
【答案】 ①. 30 ②. 187.5 ③. 300 ④. 83.3
【解析】
【详解】(1)[1]由图丙可知,2~3s内物体离开地面以v=2.5m/s的速度匀速上升,由图乙可知,拉力F=40N,由图甲可知,滑轮组的动滑轮绕3段绳,不计绳重和绳与轮之间的摩擦,动滑轮的重力
G动=nF-G=3×40N-100N=20N
由图乙可知,0~1s内物体在F′=30N的拉力作用下静止,对动滑轮和物体整体受力分析可知,受到竖直向上3股绳子的拉力和地面的支持力、竖直向下物体和动滑轮的总重力作用处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
3F′+F支持=G+G动
则地面对物体的支持力
F支持=G+G动-3F′=100N+20N-3×30N=30N
(2)[2]由图甲可知,滑轮组的动滑轮绕3段绳,由图乙可知,1~2s内绳端的拉力F″=50N,由图丁可知,物体上升的高度h=1.25m,则拉力F做的功
W=F″s=F″nh=50N×3×1.25m=187.5J
(3)[3]2~3s内,拉力F=40N,物体上升的速度v=2.5m/s,则F的功率
(4)[4]2~3s内,滑轮组的机械效率
41. 小红和小华用一只弹簧测力计,一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB和一只金属筐,制成了如图所示的装置。制作时,她们将金属筐系于螺纹钢上的B端,当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时,螺纹钢在水平位置平衡,测得OB=5cm。称重时,将重物放入金属筐中,用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端,使之再次在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为10N,则重物的质量是____________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”,制成杆秤,从O点开始,沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度,则该杆秤的分度值为____________kg。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 19 ②. 0.2
【解析】
【详解】圆柱形螺纹钢AB质量分布均匀,其重心在中点位置,重心到O点的距离为
OA的长度为
螺纹钢在O点悬吊时水平平衡,根据杠杆平衡条件
即
两边同时约去,解得
称重时,弹簧测力计竖直向下拉A端,示数,杠杆再次水平平衡。
根据杠杆平衡条件
即
解得
将弹簧测力计换成的秤砣,其重力
当秤砣在A点时,所测物体质量最大,根据杠杆平衡条件
解得
OA段总长度为,每隔标一个刻度,则该杆秤的分度值为
42. 同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成如图甲所示结构,已知,。用细线与模型中心相连,将一个重10N、底面积、高度未知的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有23cm深的某种液体,B的下表面距离液面2cm。现将升降台上升使模型逐渐浸入液体中(整个过程B未触底),该过程中细线的拉力F与升降台上升的高度h的关系如图乙,已知时,B刚浸没。则液体的密度为____________。A、B浸没后剪断细线,稳定后,容器对升降台的压力大小为____________N。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 800## ②. 173.6
【解析】
【详解】当时,圆柱体未浸入液体,拉力等于AB总重力,即;当时B刚浸没,此时拉力,则B受到的浮力
当拉力稳定为66N时,AB完全浸没,总浮力
则A受到的浮力
圆柱体A的体积
由得液体密度
圆柱体AB完全浸没后剪断细线,AB密度大于液体密度,最终沉底,液体无溢出。液体的体积
液体的重力
整体总重力为容器、液体、AB的重力之和,容器对升降台的压力等于总重力
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初二第二学期期末试卷
物理
2026.07
考生须知
要求作图题用铅笔作答,其它题用黑色字迹的签字笔作答。答案一律写在答题纸上的相应位置,不要写在框外。
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项是符合题意的。共30分,每小题2分,错选或少选均不得分)
1. 在国际单位制中,功率的单位是( )
A. 牛顿(N) B. 瓦特(W) C. 焦耳(J) D. 帕斯卡(Pa)
2. 关于自行车的结构与使用过程,目的是减小摩擦的是( )
A. 刹车时增大握力 B. 车轮安装滚动轴承
C. 车轮带花纹 D. 车座做得宽大
3. 在下图所示的各种生产和生活工具中,目的是增大压强的是( )
A. 耕作农机上的履带 B. 攀冰鞋底安装尖的铁刺
C. 图钉帽面积做得较大 D. 载重车有很多车轮
4. 如图所示的生活用具,在使用中属于省力杠杆的是( )
A. 食品夹 B. 取碗夹
C. 核桃夹 D. 镊子
5. 如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A. 图甲,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”在一起
B. 图乙,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
C. 图丙,往B管中吹气,可以看到吸管A中的水会被“吸”上来
D. 图丁,等候列车的乘客不要越过安全线,否则可能会被“吸”向列车
6. 下列关于物体是否做功的说法中,正确的是( )
A. 小丽背着书包站在路边等车,小丽对书包做了功
B. 被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功
C. 人把箱子从二楼提到三楼,手的提力对箱子没有做功
D. 小刚从地上捡起篮球的过程中,小刚对篮球做了功
7. 关于惯性与惯性现象,下列说法正确的是( )
A. 图甲中紧固锤头,这是利用锤柄的惯性
B. 图乙中标枪运动员通过助跑可以增大标枪的惯性
C. 图丙中被球拍击出的乒乓球是因为受惯性作用才继续运动
D. 图丁中歼击机投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了减小惯性
8. 如图所示,为保证安全,轮船的船舷上画有载重线,载重线是船舶在允许的最大载重情况下水面位置的水平线。根据图中载重线位置判断下列说法正确的是( )
A. 同一艘轮船在淡水中排开液体的体积最小
B. 印度洋的海水密度比北大西洋的海水密度大
C. 同一艘轮船在北大西洋和印度洋排开海水的质量相等
D. 夏季海洋线比冬季海洋线高是因为夏季温度高,海水密度大
9. 下列关于机械和功的相关说法,正确的是( )
A. 做功越多的机械,其机械效率一定越高
B. 做有用功多的机械,其机械效率一定高
C. 做功越快的机械,其机械效率一定越高
D. 做功越快的机械,其做功功率一定越大
10. 如图所示,是某同学在“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列说法中正确的是( )
A. 该实验通过比较海绵的凹陷程度来反映小桌对海绵压力的大小
B. 对比甲、乙两图,可知:压力的作用效果与压力大小有关
C. 乙图中,海绵所受压力的大小等于小桌所受重力的大小
D. 丙图中砝码对小桌的压强一定大于小桌对海绵的压强
11. 关于力和运动的关系,以下说法正确的是( )
A. 用力推课桌没有推动,这是由于课桌所受推力小于其所受到的摩擦力
B. 浸没在水中的潜水艇匀速上浮的过程中,其所受的浮力大于它所受的重力
C. 水平抛出的篮球在空中运动的轨迹为曲线,这是由于篮球受到重力的作用
D. 由树上掉下的苹果下落的速度越来越大,这是由于苹果所受的力越来越大
12. 下列说法正确的是( )
A. 甲:帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随液体压力的增加而增大
B. 乙:抽水机工作时,提起活塞,水在大气压作用下冲开阀门B
C. 丙:若玻璃管上方混有少量空气,管内外水银面竖直高度差不变
D. 丁:高原地区需要使用高压锅,是因为锅内气压高,水的沸点低
13. 西西用毛刷清洗家中的地垫,清洗过程中,毛刷水平向右移动,地垫始终保持静止,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 毛刷对地垫的摩擦力方向为水平向右
B. 毛刷移动速度越快,所受地垫的摩擦力越大
C. 地垫与地面相对静止,所以与地面之间没有摩擦力
D. 增大毛刷对地垫的压力,毛刷受到的摩擦力大小不变
14. 两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A,B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,,且两种液体对容器底的压强相等,则( )
A. 两个小球的重力: B. 两个小球的浮力:
C. 两种液体的密度: D. 两个容器对桌面的压强:
15. 某同学将一根圆柱形薄壁玻璃管和一个实心玻璃球高温熔接在一起,制成简易密度计,如图甲所示,其刻度全部标记在圆柱玻璃管管壁上。熔接后玻璃管长20cm,横截面积为,将该自制密度计放入水中,玻璃管露出水面12cm,如图乙所示;放入酒精中,玻璃管露出液面8cm,如图丙所示。两个烧杯完全相同,均放置在水平桌面上,且放入密度计后两烧杯内液面相平,则下列说法正确的是( )(已知,)
A. 密度计的质量为0.8kg
B. 两容器中液体对容器底部压强相等
C. 该密度计的量程为
D. 该密度计下端实心玻璃球的体积为
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的不得分)
16. 如图所示的实例中,属于连通器应用的是( )
A. 存水弯 B. 茶壶
C. 船闸 D. 将墨水吸入笔管中
17. 近年来,中国科技成就让世人瞩目,一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性科技创新成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A. 图甲:复兴号列车运行时,速度越大惯性越大,紧急刹车时对人造成的伤害越大
B. 图乙:客机C919采用碳纤维材料来减轻机身质量,是因为该材料的密度较小
C. 图丙:天宫二号空间站一直绕地球做椭圆轨道运动,其所受到的合力一定不为零
D. 图丁:勇士号潜水器在深海中匀速下潜的过程中,潜水器受到的压强逐渐变大
18. 如图所示,苹果漂浮在水面,而梨子却沉到水底。下列说法正确的是( )
A. 若苹果的体积大于梨子的体积,则苹果的密度大于梨子的密度
B. 若苹果和梨子排开水的体积相等,则苹果的质量小于梨子的质量
C. 若苹果和梨子的体积相等,则苹果受到的浮力大于梨子受到的浮力
D. 若苹果和梨子的质量相等,则苹果排开水的质量大于梨子排开水的质量
19. 如图甲是阿柯利用器械进行锻炼的示意图,其中杠杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,,在杆A端用细绳悬挂重为200N的配重,他在B端施加竖直方向的力F1使杆AB在水平位置平衡,此时他对水平地面的压强为p。为了锻炼不同位置的肌肉力量,他将固定点平移到A端,杆AB可绕端点A在竖直平面内转动,配重悬挂在O点,在B端施加竖直方向的力F2使杆AB在水平位置再次平衡,如图乙,此时,他对水平地面的压力为F3。已知阿柯重为600N,两只脚与地面接触的总面积为400cm2,不计杆重与绳重,下列判断正确的是( )
A. F1为300N B. p为1500Pa C. F2为120N D. F3为480N
20. 如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端均施加大小相等的拉力,将、两个不同的物块匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦)。已知、两物块重分别为、,动滑轮重为,下列说法正确的是( )
A. 甲滑轮组的机械效率为
B. 甲、乙两滑轮组的机械效率相等
C. 物块的重力小于物块的重力
D. 若,则甲、乙滑轮组中拉力均小于各自所提物体的重力
三、实验解答题(共48分,21-24每空1分,30题3分,其余每空2分)
21.
(1)如图甲所示,是以点为支点的杠杆,是作用在杠杆端的拉力。图中线段与力的作用线在一条直线上,且;线段。则线段____________表示拉力的力臂。(选填“”、“”或“”)
(2)在图乙中画出利用滑轮组来提升重物最省力的绕线方法。
22. 小明利用气球做了两个物理小实验。
(1)如图甲所示,要使两个气球靠近,应用吸管对准____________点(选填“A”、“B”或“C”)沿垂直于纸面方向用力吹气;
(2)如图乙所示,松开封气球口的夹子,气球向右运动,此现象可以说明力可以改变____________。
23.
(1)将水平仪放置在桌面上,铅垂线静止时如图甲所示,则此桌面的____________(选填“”或“”)边低。
(2)如图乙所示,在“探究二力平衡的条件”的实验中,将轻质硬纸片扭转一个角度后松手,这是为了探究二力平衡时两个力应____________。
24. 在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)如图所示,让小车从同一高度同一斜面由静止沿斜面下滑,目的是使小车到达水平面时具有相同的____________;
(2)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变____________来实现的;
(3)小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,如图丁所示,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线____________(选填“”、“”或“”)。
25. 为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,小李设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,小李应该将弹簧测力计沿水平方向________拉动木块。
(2)为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关,应选择________两幅图所示的实验步骤来进行实验。
(3)如图丁,某同学将木块沿竖直方向截去一半后探究“滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关”。你认为该探究方案存在的问题是________。
(4)下列实验中采用了与本实验相同的科学研究方法的是________(选填字母)。
A. 探究合力与分力的关系
B. 探究光的传播路径和方向时,引入光线
C. 探究力的作用效果和力的三要素的关系
26. 小明为了探究水产生的压强与水的深度的关系,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和底面积为的实心金属圆柱体()进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,测量金属圆柱体受到的重力,并将和记录在表格中。
②在烧杯中装入适量的水,用弹簧测力计提拉金属圆柱体使其浸入水中一部分,不碰触烧杯,静止时记录弹簧测力计的示数,用刻度尺测量金属圆柱体底面在水中的深度,并将和记录在表格中。
③________,静止时记录弹簧测力计的示数,用刻度尺测量金属圆柱体底面在水中的深度,并将和记录在表格中。
④仿照步骤③再做四次。
⑤利用上述数据计算出水的压强________(用实验步骤中的物理量字母表示)并记录在表格中。
(2)画出上述实验的数据记录表格。
27. 某兴趣小组的同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的实验,实验过程中液体均未溢出,并将弹簧测力计的示数分别记录在了下表中:
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
3.8
3.2
2.4
2.4
2.8
(1)实验步骤A中弹簧测力计的示数为________N。
(2)分析实验步骤________,可以说明:浮力大小跟液体的密度有关。
(3)分析实验步骤A、D、E,可以说明:浮力大小跟物体浸入液体的深度________(选填“有关”或“无关”)。
(4)用表格中的数据可以算出图F中液体的密度是________。()
28. 测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表:
实验次数
钩码重
钩码上升高度
拉力
绳子自由端移动距离
机械效率
1
1.0
5
0.6
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做____________运动。
(2)第2次实验时滑轮组的机械效率是____________。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升钩码时,____________;分析3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度____________(选填“有关”或“无关”)。
29. 在探究杠杆的平衡条件的实验中:
(1)在挂钩码前,小慧发现杠杆左端低右端高(如图甲),为了完成实验,应将杠杆右端的平衡螺母向____________(选填“左”或“右”)端调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)接着小慧在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡(如图乙)。若在A、B下方再各加一个相同的钩码,则杠杆____________端将下沉(选填“左”或“右”);
(3)图丙为小慧制作的简易“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点转动,不计摩擦和杠杆自身重力;当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时,松开螺母保持OA水平不动,使OB向下折角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆()。保持物块M的位置不变,要使杠杆在图丁所示位置保持平衡,则应将物块N移动到____________(选填字母)。
A. O点处 B. ①点处 C. ②点处 D. ③点处
(4)如图是小慧保持阻力、阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,利用实验数据绘制的与的关系图线。请根据图像分析,当为时,为____________。
30. 如图所示,小东将电子秤归零后置于水平桌面,把装满水的溢水杯放在电子秤上,此时电子秤的示数为。随后他将一小球(不溶于水且不吸水)缓慢放入溢水杯中,待小球静止且溢水杯不再溢水时,电子秤的示数为。若,请分析判断小球在水中静止后的浮沉状态并写出推理过程。
四、科普阅读题(共4分)
31. 探秘中性浮力水槽:航天员的水下“太空训练场”
从“东方红一号”升空到“天宫”巡游,中国航天不断刷新高度。而每一次惊艳世界的出舱活动,都离不开地面的千锤百炼。其中,中性浮力水槽作为模拟太空微重力环境的核心设施,是航天员磨砺舱外技能的“主战场”。
建造这座大型水槽的核心目的,是在地面还原太空失重状态。其原理是通过调整配重和改变训练服充气量,让身着装备的航天员在水中达到“中性浮力”状态。此时,航天员及装备受到的浮力与总重力相等,人体在水中既不上浮也不下沉,能够自由悬浮。这种“不上不下”的悬停感,完美复刻了太空中那种特有的“轻飘飘”行动体验。
训练本身极具挑战。航天员需穿戴密闭水下训练服,其内部充入高压气体以模拟真实航天服的坚硬质感。此外,水槽中还配备了水下机械臂辅助作业。值得注意的是,若要模拟其他重力环境,还可以调节浮力状态:若物体所受浮力小于重力则称“负浮力”状态,物体可以缓慢下沉;反之,若物体所受浮力大于重力则称为“正浮力”状态,物体能够上浮。
虽然水的阻力会带来一定影响,但中性浮力训练仍是目前最贴近真实舱外作业的训练方式,为每一次航天任务保驾护航。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)建造中性浮力水槽的主要目的是在地面模拟太空____________环境,训练航天员开展舱外作业与设备维护。
(2)航天员也可在水槽中模拟“月球漫步”。但与太空中的环境不同,同一物体所受月球引力为所受地球引力的,因此需要在水槽中营造____________(选填“正”、“中性”或“负”)浮力的环境。
(3)航天员在中性浮力水槽中训练时,训练服外部挂的实心小铅块所受浮力____________(选填“大于”、“等于”或“小于”)其所受重力。训练时,航天员从水底的工具箱中拿起一个工具,托在手中,他受到工具向下的压力为10N,为了保持悬浮状态,应从训练服外部取下重力为____________N的实心配重铅块。(g取10N/kg,水的密度取,铅的密度取)
五、计算题(共8分,每题4分)
32. 王莲是睡莲科大型水生植物,叶盘巨大能承重,观赏期植物园会向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的。工作人员将面积为1.5m2、质量为3kg的平底硬质泡沫板放在底面积为2m2的水平莲叶的中央,该莲叶卷边高度为16cm,质量为42kg的小女孩站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示。(g取10N/kg)
(1)小女孩体验“一叶当舟”时,求泡沫板对莲叶的压强;
(2)为保证安全,求该莲叶能托起游客的最大重力(忽略莲叶的自重)。
33. 某工地利用如图所示的滑轮组,将重150N的物体A竖直向上匀速提起2m,用时5s。卷扬机的拉力F为100N,不计绳重和摩擦,卷扬机重力为250N,每个滑轮重力都相同。
(1)拉力F的功率是多少?
(2)滑轮组提升A时的机械效率为多少?
(3)匀速提升物体A时,支架对定滑轮的拉力多大?
附加题(共20分,选择题均只有一个正确选项,每题2分;其余每空1分)
34. 小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近( )
A. 9J B. 30J C. 90J D. 300J
35. 如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重力为,杯内水的重力为,杯内水对杯底的压力为,杯子对桌面的压力为,杯子受到的支持力为,则下列判断正确的是( )
A. 与是一对平衡力
B. 与是一对相互作用力
C. 与是一对平衡力
D. 与是一对相互作用力
36. 下列说法正确的是( )
A. 拍球的过程中手感觉到痛,说明力的作用是相互的
B. 羽毛球被击出后,在空中飞到最高点时处于平衡状态
C. 射箭时用力把弓拉弯,说明力可以改变物体的运动状态
D. 踢出去的足球在地面上越滚越慢,说明物体的运动需要力来维持
37. 两个质量相等、底面积相同的容器置于水平桌面上,分别装有质量相等的甲、乙两种液体,有四个体积相等的实心小球A、B、C、D,其中C、D两球完全相同。如图所示,将它们分别放入两容器中,B球悬浮在甲液体中,A球漂浮在乙液体中,C球、D球在两种液体中沉到底部。则下列说法中正确的是( )
A. 四个球中A球的密度最大
B. 甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
C. 图甲中C球所受浮力与图乙中D球所受浮力相等
D. 甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
38. 在盛满水的烧杯内放入一个质量为 200g 的冰块,冰块静止后烧杯内溢出水 150g.当冰块熔化后(冰块=0.9×103kg/m3),下列说法正确的是( )
A. 没有水溢出 B. 溢出水 50g C. 溢出水 72.2g D. 溢出水 150g
39. 把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示.甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,则小球的质量是________g,若甲杯中的液体是水(ρ水=1.0×103kg/m3),则小球的密度为________kg/m3 .
40. 为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示,(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)
(1)0s~1s内,地面对物体的支持力是______N;
(2)1s~2s内,拉力F做的功是______J;
(3)2s~3s内,拉力F的功率是______W;
(4)2s~3s内,滑轮组的机械效率是______%。(结果保留一位小数)
41. 小红和小华用一只弹簧测力计,一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB和一只金属筐,制成了如图所示的装置。制作时,她们将金属筐系于螺纹钢上的B端,当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时,螺纹钢在水平位置平衡,测得OB=5cm。称重时,将重物放入金属筐中,用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端,使之再次在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为10N,则重物的质量是____________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”,制成杆秤,从O点开始,沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度,则该杆秤的分度值为____________kg。(g取10N/kg)
42. 同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成如图甲所示结构,已知,。用细线与模型中心相连,将一个重10N、底面积、高度未知的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有23cm深的某种液体,B的下表面距离液面2cm。现将升降台上升使模型逐渐浸入液体中(整个过程B未触底),该过程中细线的拉力F与升降台上升的高度h的关系如图乙,已知时,B刚浸没。则液体的密度为____________。A、B浸没后剪断细线,稳定后,容器对升降台的压力大小为____________N。(g取10N/kg)
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