内容正文:
2025—2026学年度下学期期末考试八年级物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,对竹篮做的功是___________(选填“有用功”或“额外功”),这现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率___________(选填“高”或“低”)。
2. 如图所示,是下压式葡萄酒开瓶器,其主要功能就是拔出软木塞。它的基本结构由把手及螺旋钻组成,其中螺旋钻相当于___________(选填“斜面”或“轮轴”);欲将把手柄端向下压拔出软木塞时,它相当于一个___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
3. 如图,这是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向右擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向________ 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是通过 _____ 来增大摩擦。
4. 小莉家装修住房时,在衣柜中安装了如图所示的L形直角挂衣架(避免衣服因折叠变形),挂衣架OD段共有4个挂衣孔,固定螺钉与墙之间的最大力为300N。当把总重20N的衣物挂在C孔时,C孔的受力面积为,C孔受到的压强为___________Pa;若每个孔都挂衣服时,为了减轻螺钉受到的拉力和保护墙面,相对比厚重衣服应将轻薄衣服优先挂在___________孔;若只用一个挂衣孔,D孔最大能够承重___________N(挂衣架自重和形变不计)。
5. “跨学科实践”内容目的是实现知行合一、学以致用。如图甲活塞式抽水机利用___________工作的;图乙是同学们在跨学科实践——制作简易杆秤的活动中的一张照片,用金属盘作为秤盘,用20g的钩码作为秤砣,O为定盘星的位置,忽略杆秤自重;当秤盘中放入物体后移动秤砣直到杆秤在水平位置平衡时,秤砣位置如图乙所示,则所测物体质量为___________g;某次称量,杆秤平衡时右端小幅度向上翘起,则所测量结果比物体实际质量___________(选填“偏大”或“偏小”)。
6. 如图所示,斜面光滑且足够长。在斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧,将与弹簧不相连的物块压缩到B点静止释放,物块被弹簧弹出后,沿斜面上滑到最远点A点。现换成物块()重复上述操作,最后其沿斜面上滑到最远点C点(图中未画出)。不计空气阻力,则___________(选填“大于”、“等于”或“小于”),从能量转化的角度说明理由:___________。
二、选择题(16分,13、14为双选题)
7. 2022版课程标准中提到,7-9年级的学生,要主动承担一定的家庭清洁、烹饪、家居美化等日常生活劳动。小墨同学对日常生活劳动场景中的一些量进行了下列估测,其中最符合事实的是( )
A. 两个鸡蛋的重力约为10N
B. 教室里单人课桌桌面受到大气的压力约为
C. 将一袋5kg的大米从一楼提至七楼家中,对大米做的功约为900J
D. 一个苹果漂浮在水中受到的浮力约为15N
8. 日常生活中,处处有物理,下列分析正确的是( )
A. 鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力
B. 竖直向上抛出的篮球达到最高点时,受到平衡力的作用
C. 小朋友荡秋千到最高点时受到的外力突然全部消失,他将保持静止状态
D. 短跑运动员冲过终点后,不能立刻停下,说明物体的速度越大惯性越大
9. 如图甲为兰州水车博览园中体量最大的水车,单轮直径16.5米,依靠黄河水流自转,可将河水提升约20米,古时能灌溉300余亩农田。它由一个大型的水轮和许多竹筒组成(如图乙)。当河水冲击水轮转动时,竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中,水流向岸上的农田。下列说法正确的是( )
A. 河水冲击水轮转动,说明力可以改变物体的形状
B. 水从水槽流向农田过程中,其所受的重力没有做功
C. 竹筒内的水倒入水槽过程中,其重力势能转化为动能
D. 竹筒内的水被匀速提升过程中,其机械能保持不变
10. 日常生活中能发现许多与物理知识有关的现象,下列说法正确的是( )
A. 高压锅能很快煮熟食物,是由于锅内气压增大,水的沸点减小
B. 拿着自制气压计从一楼上五楼,管内水柱变低,说明大气压随高度的增加而减小
C. 孔明灯利用内部气体密度大于外部空气密度实现升空
D. 潜水艇通过向舱外排水实现上浮,上浮过程中(未露出水面)浮力大小不变
11. 两个完全相同的滑轮,分别以图示两种方式,将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度,不计绳重和摩擦,甲、乙的机械效率为η1、η2,拉力F1、F2做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( )
A. F1=2F2 B. η1>η2
C. W1>W2 D. P1=P2
12. 水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲液体的密度小于乙液体的密度
B. 小球A受到的浮力大于小球B受到的浮力
C. 甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D. 甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力
13. 如图(1)所示为甲、乙两种物质的质量与体积的关系;现用甲、乙两种物质分别制成体积、高度均相同的A、B两个实心柱体如图(2)所示;若将它们放置在水平桌面上,它们对桌面的压强分别为、,若将它们放到足够多的水里静止后,所受的浮力分别为、,则它们之间关系正确的是( )
A. B.
C. D.
14. 许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一,如图所示,对比于各个实验,下列说法中正确的是( )
A. 图甲实验中小车最终会停下来,说明力是维持物体运动的原因
B. 图乙的实验中,让同一个小球A从斜面上不同高度由静止开始下滑,是为了探究动能大小与速度的关系
C. 图丙所示的实验中,当沿斜面匀速拉动木块时,木块所受的拉力与摩擦力是一对平衡力
D. 图丙所示的实验中,斜面机械效率为
三、作图题
15. 如图所示,一物体(为其重心)静止在盛有水的烧杯中,烧杯静止在斜面上,请画出物体受到的浮力和烧杯受到的摩擦力f(作用点已给出)的示意图
16. 如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图。请在图中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及其力臂l1。
四、实验探究题
17. 小明利用图甲、乙探究“滑动摩擦力的大小与压力大小关系”
(1)图丙是小明将在实验中使用的弹簧测力计,指针不在“0”刻度线处,他应对弹簧测力计进行的操作___________。
A. 把挂钩向右推 B. 把刻度面板向左移
(2)实验时应用弹簧测力计拉着木块使其在水平木板上做___________运动,图乙中弹簧测力计示数为___________N。
(3)多次改变压力大小进行实验,将实验数据记录在表格丁中,表格中空白处应填入的内容是___________
(4)根据数据分析总结实验结论为:___________
18. 如图,是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置,实验中每个钩码质量相等。
次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.5
6
1
3
2
1
8
2
4
3
1.5
4
3
2
(1)图甲,杠杆在此位置静止,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。若要将其调整到水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调;
(2)实验过程中使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是___________。
(3)小明在调平的杠杆左右两侧的不同位置分别挂上数量不同的钩码进行多次实验,当杠杆在水平位置再次平衡时测出的数据如表格所示;分析实验数据可得出杠杆的平衡条件是___________(用式子表示)
(4)如图丙,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”);说明理由:___________
19. 小明同学学习过浮力后,利用实验器材巩固练习“浮力大小的影响因素”和“浮力与排开液体的重力关系”;下图是小明的实验操作过程。(虚线框中为对应的液体和所排开液体);
根据以上操作,小明进行实验分析
(一)浮力大小的影响因素
(1)分析BEG三图可得实验结论:___________
(二)浮力与排开液体的重力关系
(2)实验要求溢水杯中装满水,请你写出具体做法:___________
(3)分析ABCD四图,由___________两图得出物块在水中所受浮力,再由另外两图得出物块排开水所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小___________它排开的液体所受的重力大小。小明同学将物体浸没在水中、又将水换成盐水继续实验如图EFGH,得到了与(3)相同的结论。
(4)根据以上实验操作,可知所用盐水密度为___________。(g取10N/kg),若要完成上述实验操作,所选物体密度应___________(选填“大于”“等于”、“小于”)所选液体密度。
(5)实验结束后,小明发现弹簧测力计的指针没有在零刻度线处,这对实验___________(选填“有”或“无”)影响。
五、综合计算题(9分+9分;共计18分)
20. 如图所示,工人用滑轮组将重为的货物在10s内匀速提高了4m,工人对绳子的拉力,不计绳重及一切摩擦。求:
(1)滑轮组中滑轮A的作用是___________(选填“改变力的方向”或“省力”);
(2)拉力F做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)动滑轮的重力。
21. 我国自主设计的“爱达·花城号”邮轮于2026年5月正式试航,如图甲所示。该邮轮满载排水量为。船舷上画有不同海水的“吃水线”,表示船安全航行时最大排水体积的位置,淡水密度取,求:
海水
密度/()
冬季海洋(W)
夏季海洋(S)
(1)邮轮在淡水中静止时,水对5m深处船体的压强;
(2)邮轮在淡水中满载航行时排开水的体积;
(3)“爱达·花城号”邮轮满载时以的功率匀速直线航行,航行时受到的阻力为邮轮总重的0.02倍,则该邮轮匀速航行3km所用的时间。
(4)如图乙所示“F”为邮轮在淡水中的“吃水线”,根据表中的海水密度在图乙的虚线框中画出冬季海洋线W和夏季海洋线S的合理位置,标注吃水线名称并说明依据。
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2025—2026学年度下学期期末考试八年级物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,对竹篮做的功是___________(选填“有用功”或“额外功”),这现象所包含的物理道理是“竹篮打水”的机械效率___________(选填“高”或“低”)。
【答案】 ①.
额外功 ②.
低
【解析】
【详解】有用功是为达到预期目的所做的功,额外功是对人们无用但又不得不做的功。竹篮打水的目的是获取水,对竹篮做的功并非实现目标所需的功,因此属于额外功;
机械效率(其中)。竹篮打水时,水最终全部漏出,有用功几乎为0,结合公式可知,此时机械效率低。
2. 如图所示,是下压式葡萄酒开瓶器,其主要功能就是拔出软木塞。它的基本结构由把手及螺旋钻组成,其中螺旋钻相当于___________(选填“斜面”或“轮轴”);欲将把手柄端向下压拔出软木塞时,它相当于一个___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
【答案】 ①. 斜面 ②. 省力
【解析】
【详解】螺旋钻的螺纹可以看成绕在圆柱上的斜面,转动时能沿轴向逐渐进入软木塞,因此螺旋钻相当于斜面。
下压把手柄端拔出软木塞时,把手绕支点转动,动力作用在柄端,动力臂大于阻力臂,能用较小的力拔出软木塞,所以它相当于一个省力杠杆。
3. 如图,这是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向右擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向________ 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是通过 _____ 来增大摩擦。
【答案】 ①. 左 ②. 增大压力
【解析】
【详解】[1]当小明向右擦拭桌面时,此时抹布相对于桌面向右运动,抹布受到桌面的摩擦力方向与抹布的运动方向相反,即抹布受到桌面的摩擦力方向是向左的。
[2]加大用力是为了在接触面的粗糙程度不变时,通过增大压力从而增大摩擦。
4. 小莉家装修住房时,在衣柜中安装了如图所示的L形直角挂衣架(避免衣服因折叠变形),挂衣架OD段共有4个挂衣孔,固定螺钉与墙之间的最大力为300N。当把总重20N的衣物挂在C孔时,C孔的受力面积为,C孔受到的压强为___________Pa;若每个孔都挂衣服时,为了减轻螺钉受到的拉力和保护墙面,相对比厚重衣服应将轻薄衣服优先挂在___________孔;若只用一个挂衣孔,D孔最大能够承重___________N(挂衣架自重和形变不计)。
【答案】 ①. ②. D ③. 75
【解析】
【详解】[1]衣物对C孔的压力等于衣物重力,即
压强
[2]该挂衣架可看作以O为支点的杠杆,衣服对杠杆的拉力是阻力,阻力臂为挂孔到O点的水平距离。根据杠杆平衡条件,衣服悬挂位置越远,阻力臂越大,相同阻力下螺钉受到的拉力就越大。因此为减小螺钉所受拉力,应将厚重衣服挂在阻力臂小(靠近O)的孔,轻薄衣服优先挂在阻力臂大(远离O)的D孔。
[3]阻力臂
螺钉最大拉力,螺钉拉力的力臂(O到螺钉的竖直距离),根据杠杆平衡条件得
代入数据得
解得
5. “跨学科实践”内容目的是实现知行合一、学以致用。如图甲活塞式抽水机利用___________工作的;图乙是同学们在跨学科实践——制作简易杆秤的活动中的一张照片,用金属盘作为秤盘,用20g的钩码作为秤砣,O为定盘星的位置,忽略杆秤自重;当秤盘中放入物体后移动秤砣直到杆秤在水平位置平衡时,秤砣位置如图乙所示,则所测物体质量为___________g;某次称量,杆秤平衡时右端小幅度向上翘起,则所测量结果比物体实际质量___________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①. 大气压 ②. 75 ③. 偏小
【解析】
【详解】图甲活塞式抽水机工作时,活塞上提使管内气压减小,外界大气压把水压入抽水机,所以它利用大气压工作。
图乙中O为定盘星位置,说明秤盘自身的影响已由秤砣在O处抵消;由图可知,秤盘悬点到支点的距离,秤砣质量,秤砣从O点向右移动的距离。根据杠杆平衡条件,物体和秤砣对支点的力矩相等,有,两边都有,可约去,所以
若杆秤平衡时右端小幅度向上翘起,说明秤砣一侧偏高,秤砣到支点的力臂偏小,读数偏小,因此本次所测量结果比物体实际质量偏小。
6. 如图所示,斜面光滑且足够长。在斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧,将与弹簧不相连的物块压缩到B点静止释放,物块被弹簧弹出后,沿斜面上滑到最远点A点。现换成物块()重复上述操作,最后其沿斜面上滑到最远点C点(图中未画出)。不计空气阻力,则___________(选填“大于”、“等于”或“小于”),从能量转化的角度说明理由:___________。
【答案】 ①. 大于 ②. 两次弹簧都被压缩到B点,弹性形变程度相同,因此弹簧具有的弹性势能相等,斜面光滑无能量损失,弹簧的弹性势能全部转化为物块的重力势能,重力势能相等时,物块质量越大,上升的高度越小,滑行路程越短,因此由可知,大于
【解析】
【详解】略
二、选择题(16分,13、14为双选题)
7. 2022版课程标准中提到,7-9年级的学生,要主动承担一定的家庭清洁、烹饪、家居美化等日常生活劳动。小墨同学对日常生活劳动场景中的一些量进行了下列估测,其中最符合事实的是( )
A. 两个鸡蛋的重力约为10N
B. 教室里单人课桌桌面受到大气的压力约为
C. 将一袋5kg的大米从一楼提至七楼家中,对大米做的功约为900J
D. 一个苹果漂浮在水中受到的浮力约为15N
【答案】C
【解析】
【详解】A.两个鸡蛋的质量约为0.1kg,根据
重力远小于10N,故A不符合题意;
B.大气压强,单人课桌桌面面积约,大气压力
远小于,故B不符合题意;
C.大米的重力
一楼到七楼的垂直高度约为
根据,对大米做的功
故C符合题意;
D.一个苹果质量约为0.15kg,重力
苹果漂浮时浮力等于重力,即,远小于15N,故D不符合题意。
故选C。
8. 日常生活中,处处有物理,下列分析正确的是( )
A. 鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力
B. 竖直向上抛出的篮球达到最高点时,受到平衡力的作用
C. 小朋友荡秋千到最高点时受到的外力突然全部消失,他将保持静止状态
D. 短跑运动员冲过终点后,不能立刻停下,说明物体的速度越大惯性越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.力的作用是相互的,鸡蛋碰石头时,鸡蛋受到的力的大小等于石头受到的力的大小,故A错误;
B.竖直向上抛出的篮球达到最高点时,只受重力作用,因此受非平衡力的作用,故B错误;
C.一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,小朋友荡秋千到最高点时受到的外力突然全部消失,如果所有的外力突然全部消失,小朋友将保持静止状态,故C正确;
D.惯性大小只与质量有关,与速度大小无关,故D错误。
故选C。
9. 如图甲为兰州水车博览园中体量最大的水车,单轮直径16.5米,依靠黄河水流自转,可将河水提升约20米,古时能灌溉300余亩农田。它由一个大型的水轮和许多竹筒组成(如图乙)。当河水冲击水轮转动时,竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中,水流向岸上的农田。下列说法正确的是( )
A. 河水冲击水轮转动,说明力可以改变物体的形状
B. 水从水槽流向农田过程中,其所受的重力没有做功
C. 竹筒内的水倒入水槽过程中,其重力势能转化为动能
D. 竹筒内的水被匀速提升过程中,其机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.河水冲击水轮转动,水轮的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故A错误;
B.水从水槽流向农田过程中,水受重力,且沿重力方向向下移动了距离,因此重力对水做了功,故B错误;
C.动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关。竹筒内的水倒入水槽过程中,水的质量不变,高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,因此是重力势能转化为动能,故C正确;
D.机械能等于动能与势能之和。竹筒内的水被匀速提升过程中,水的质量不变,速度不变,因此动能不变;高度升高,重力势能增大,因此机械能增大,故D错误。
故选C。
10. 日常生活中能发现许多与物理知识有关的现象,下列说法正确的是( )
A. 高压锅能很快煮熟食物,是由于锅内气压增大,水的沸点减小
B. 拿着自制气压计从一楼上五楼,管内水柱变低,说明大气压随高度的增加而减小
C. 孔明灯利用内部气体密度大于外部空气密度实现升空
D. 潜水艇通过向舱外排水实现上浮,上浮过程中(未露出水面)浮力大小不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.液体的沸点随气压的增大而升高,高压锅锅内气压增大,水的沸点升高,从而能很快煮熟食物,故A错误;
B.从一楼上五楼,外界大气压减小,自制气压计瓶内气压大于外界气压,会将水压入管内,使管内水柱变高,故B错误;
C.孔明灯内部气体被加热后,体积膨胀,密度小于外部空气密度,根据物体的浮沉条件,当浮力大于自身重力时实现升空,故C错误;
D.潜水艇通过向舱外排水减小自身重力,当重力小于浮力时上浮;上浮过程中未露出水面,排开水的体积不变,水的密度不变,由阿基米德原理可知,浮力大小不变,故D正确。
故选D。
11. 两个完全相同的滑轮,分别以图示两种方式,将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度,不计绳重和摩擦,甲、乙的机械效率为η1、η2,拉力F1、F2做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( )
A. F1=2F2 B. η1>η2
C. W1>W2 D. P1=P2
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲是定滑轮,乙是动滑轮,不计绳重和摩擦,甲的拉力等于物体的重力,即
F1=G
乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半,即
2F2=G+G动
所以
F1<2F2
A错误;
BC.不计绳重和摩擦,因为物重相同,提升的高度相同,故甲做的有用功等于乙做的有用功;因为甲用定滑轮提升,乙用动滑轮提升,所以甲做的额外功为零,小于乙做的额外功,总功等于有用功和额外功之和,所以甲做的总功小于乙做的总功,即
W1<W2
因为机械效率是有用功与总功的比值,由可知甲的机械效率大于乙的机械效率,即
η1>η2
故B正确,C错误;
D.将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度,由可知所用时间相同,甲做的总功小于乙做的总功,由可知甲的功率小于乙的功率,即
P1<P2
故D错误。
故选B。
12. 水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲液体的密度小于乙液体的密度
B. 小球A受到的浮力大于小球B受到的浮力
C. 甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D. 甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为两小球完全相同,即两小球密度相等。由图可知,小球处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,此时甲液体的密度大于小球的密度,即;小球处于悬浮状态,根据物体浮沉条件可知,乙液体的密度等于小球的密度,即。所以两种液体的密度关系为,故A错误;
B.因为两个小球完全相同,所以两小球重力相等。由图可知,小球处于漂浮状态,根据漂浮条件,此时浮力等于重力,即;小球处于悬浮状态,根据悬浮条件,浮力也等于重力,即。所以两小球受到的浮力相等,即,故B错误;
C.因为当两球静止时,两液面高度相同,即相同,且,根据液体压强公式可知,甲乙两种液体对烧杯底的压强大小关系为,故C正确;
D.两个烧杯完全相同,则底面积相等,由可得,因为,相等,所以甲液体对容器底的压力大于乙液体对容器底的压力,故D错误。
故选C。
13. 如图(1)所示为甲、乙两种物质的质量与体积的关系;现用甲、乙两种物质分别制成体积、高度均相同的A、B两个实心柱体如图(2)所示;若将它们放置在水平桌面上,它们对桌面的压强分别为、,若将它们放到足够多的水里静止后,所受的浮力分别为、,则它们之间关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由图可知,当甲的体积为10cm3时,其质量为40g,所以甲的密度为
当乙的体积为20cm3时,其质量为10g,所以乙的密度为
因为A、B为两个体积、高度均相同的实心柱体,所以将它们放置在水平桌面上时对桌面的压强为
则它们对桌面的压强之比为
故A正确,B错误;
CD.因为水的密度为,甲的密度大于水的密度,所以将A放入足够多的水中静止时,A沉底,浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,则此时A受到的浮力为
乙的密度小于水的密度,所以将B放入足够多的水中静止时,B漂浮,浮力等于物体受到的重力,且两物体的体积相等,则此时B受到的浮力为
则A、B受到的浮力之比为
故C错误,D正确。
故选AD。
14. 许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一,如图所示,对比于各个实验,下列说法中正确的是( )
A. 图甲实验中小车最终会停下来,说明力是维持物体运动的原因
B. 图乙的实验中,让同一个小球A从斜面上不同高度由静止开始下滑,是为了探究动能大小与速度的关系
C. 图丙所示的实验中,当沿斜面匀速拉动木块时,木块所受的拉力与摩擦力是一对平衡力
D. 图丙所示的实验中,斜面机械效率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.甲实验中,小车最终停下来是因为受到阻力作用,运动状态发生改变,说明力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故A错误;
B.乙实验中,同一个小球质量相同,从斜面上不同高度滑下后到达水平面的速度不同,控制质量不变、改变速度,是为了探究动能大小与速度的关系,故B正确;
C.丙实验中,沿斜面匀速拉动木块时,木块沿斜面方向受到三个力:向上的拉力、向下的摩擦力、重力沿斜面向下的分力,拉力大小等于摩擦力与重力分力之和,拉力和摩擦力大小不相等,不符合二力平衡的条件,不是一对平衡力,故C错误;
D.丙实验中,设斜面长为,木块重力为,提升高度为,拉力为,摩擦力为,有用功,总功,额外功;根据总功和有用功、额外功的关系,可得,因此机械效率,故D正确。
故选BD。
三、作图题
15. 如图所示,一物体(为其重心)静止在盛有水的烧杯中,烧杯静止在斜面上,请画出物体受到的浮力和烧杯受到的摩擦力f(作用点已给出)的示意图
【答案】
【解析】
【详解】浮力的方向竖直向上,从物体重心竖直向上作带箭头的线段,标注为;
烧杯静止在斜面上,有沿斜面向下滑的趋势,摩擦力阻碍相对运动趋势,因此方向沿斜面向上,从题目给出的作用点沿斜面向上作带箭头的线段,标注为。
16. 如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图。请在图中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及其力臂l1。
【答案】
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂固定时,动力臂越长,动力越小。最长动力臂为支点到动力作用点的距离,连接,标注为动力臂;水桶拉力使杠杆顺时针转动,动力需要使杠杆逆时针转动,因此过点作垂直于OA向下的带箭头线段,标注为,就是最小动力,据此作图。
四、实验探究题
17. 小明利用图甲、乙探究“滑动摩擦力的大小与压力大小关系”
(1)图丙是小明将在实验中使用的弹簧测力计,指针不在“0”刻度线处,他应对弹簧测力计进行的操作___________。
A. 把挂钩向右推 B. 把刻度面板向左移
(2)实验时应用弹簧测力计拉着木块使其在水平木板上做___________运动,图乙中弹簧测力计示数为___________N。
(3)多次改变压力大小进行实验,将实验数据记录在表格丁中,表格中空白处应填入的内容是___________
(4)根据数据分析总结实验结论为:___________
【答案】(1)B (2) ①. 匀速直线 ②. 3.4
(3)压力大小F压/N
(4)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
【解析】
【小问1详解】
弹簧测力计指针不在“0”刻度线处,应进行调零。图丙中指针在0刻度线左侧,需要把刻度面板向左移,使零刻度线对准指针,故选B。
【小问2详解】
实验时应拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等方向相反。图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,读出示数为3.4N。
【小问3详解】
本实验研究滑动摩擦力的大小与压力大小关系,表格中记录了弹簧测力计的示数,空白处应填入压力大小。
【小问4详解】
由表格丁中数据可知,压力越大,弹簧测力计的示数越大,说明滑动摩擦力越大,故可以得出结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
18. 如图,是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置,实验中每个钩码质量相等。
次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.5
6
1
3
2
1
8
2
4
3
1.5
4
3
2
(1)图甲,杠杆在此位置静止,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。若要将其调整到水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调;
(2)实验过程中使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是___________。
(3)小明在调平的杠杆左右两侧的不同位置分别挂上数量不同的钩码进行多次实验,当杠杆在水平位置再次平衡时测出的数据如表格所示;分析实验数据可得出杠杆的平衡条件是___________(用式子表示)
(4)如图丙,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”);说明理由:___________
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右
(2)便于直接读出力臂
(3)
(4) ①. 变大 ②. 拉力方向变斜,拉力的力臂变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,拉力应变大
【解析】
【小问1详解】
图甲中杠杆虽然没有处于水平位置,但能保持静止,说明杠杆受力后处于平衡状态。
此时杠杆左端偏低、右端偏高,要使杠杆调到水平位置平衡,应将平衡螺母向右调,使右端下降、左端上升。
【小问2详解】
实验时让杠杆在水平位置平衡,力臂就等于支点到力作用点的距离,便于从杠杆上的刻度直接读出力臂,减小测量误差。
【小问3详解】
由表中数据可知,三次实验均满足“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。设动力为F1,动力臂为l1,阻力为F2,阻力臂为l2,则杠杆平衡条件为。
【小问4详解】
图丙中弹簧测力计从a位置移至b位置时,拉力方向由竖直方向变为斜向下,拉力作用线到支点的距离减小,即动力臂l1变小;阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,要保持杠杆在水平位置平衡,动力F1应变大,所以弹簧测力计的示数变大。
19. 小明同学学习过浮力后,利用实验器材巩固练习“浮力大小的影响因素”和“浮力与排开液体的重力关系”;下图是小明的实验操作过程。(虚线框中为对应的液体和所排开液体);
根据以上操作,小明进行实验分析
(一)浮力大小的影响因素
(1)分析BEG三图可得实验结论:___________
(二)浮力与排开液体的重力关系
(2)实验要求溢水杯中装满水,请你写出具体做法:___________
(3)分析ABCD四图,由___________两图得出物块在水中所受浮力,再由另外两图得出物块排开水所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小___________它排开的液体所受的重力大小。小明同学将物体浸没在水中、又将水换成盐水继续实验如图EFGH,得到了与(3)相同的结论。
(4)根据以上实验操作,可知所用盐水密度为___________。(g取10N/kg),若要完成上述实验操作,所选物体密度应___________(选填“大于”“等于”、“小于”)所选液体密度。
(5)实验结束后,小明发现弹簧测力计的指针没有在零刻度线处,这对实验___________(选填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大
(2)向溢水杯中加水,直到水从溢水口恰好溢出
(3) ①. B、C ②. 等于
(4) ①. ②. 大于
(5)无
【解析】
【小问1详解】
BEG 三图中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同(B 图未浸入液体,E 图在水中,G 图在盐水中),弹簧测力计示数不同,说明浮力不同。根据称重法测浮力,物体重力不变,不同则浮力不同,所以可得实验结论:当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
【小问2详解】
实验要求溢水杯中装满水,具体做法是:向溢水杯中加水,直到水从溢水口恰好溢出,此时溢水杯中水是满的。
【小问3详解】
根据称重法测浮力,由 B 图知物体重力,C 图知物体浸在水中时弹簧测力计示数,则物体在水中所受浮力
所以由 BC 两图得出物块在水中所受浮力
由 A 图知空桶重力,D 图知桶和排开的水的总重力,则物块排开水所受重力
所以可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力大小。
【小问4详解】
由 B 图知物体重力,G 图知物体浸没在盐水中时弹簧测力计示数,根据称重法可得物体在盐水中受到的浮力
由 B 图和 E 图可得物体浸没在水中受到的浮力
根据,物体在水中和盐水中都浸没,排开液体体积相等,
盐水密度
若要完成上述实验操作,所选物体密度应大于所选液体密度,这样物体才能在液体中下沉浸没,便于测量浮力和排开液体的重力。
【小问5详解】
弹簧测力计指针没有在零刻度线处,在实验前可以通过调零解决,若未调零,在测量物体重力、空桶重力、桶和排开液体总重力等数据时都会有偏差,在计算浮力和排开液体重力时,偏差会相互抵消,所以这对实验无影响。
五、综合计算题(9分+9分;共计18分)
20. 如图所示,工人用滑轮组将重为的货物在10s内匀速提高了4m,工人对绳子的拉力,不计绳重及一切摩擦。求:
(1)滑轮组中滑轮A的作用是___________(选填“改变力的方向”或“省力”);
(2)拉力F做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)动滑轮的重力。
【答案】(1)
省力 (2)
400W (3)
90% (4)
100N
【解析】
【小问1详解】
定滑轮轴固定不动,作用是改变力的方向;动滑轮轴随物体运动,作用是省力。滑轮A随货物一起运动,属于动滑轮,因此作用是省力。
【小问2详解】
由图可知,承担物重的绳子段数,设物体提升高度为,绳子自由端移动距离为,则
拉力做的总功
拉力F做功的功率
【小问3详解】
提升货物的有用功
机械效率
【小问4详解】
不计绳重及一切摩擦,拉力满足关系变形得动滑轮重力
21. 我国自主设计的“爱达·花城号”邮轮于2026年5月正式试航,如图甲所示。该邮轮满载排水量为。船舷上画有不同海水的“吃水线”,表示船安全航行时最大排水体积的位置,淡水密度取,求:
海水
密度/()
冬季海洋(W)
夏季海洋(S)
(1)邮轮在淡水中静止时,水对5m深处船体的压强;
(2)邮轮在淡水中满载航行时排开水的体积;
(3)“爱达·花城号”邮轮满载时以的功率匀速直线航行,航行时受到的阻力为邮轮总重的0.02倍,则该邮轮匀速航行3km所用的时间。
(4)如图乙所示“F”为邮轮在淡水中的“吃水线”,根据表中的海水密度在图乙的虚线框中画出冬季海洋线W和夏季海洋线S的合理位置,标注吃水线名称并说明依据。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
;依据:浮力不变时,液体密度越大,排开液体体积越小,吃水深度越小,符合密度关系。
【解析】
【小问1详解】
邮轮在淡水中静止时,水对5m深处船体的压强
【小问2详解】
排开水的体积
【小问3详解】
邮轮满载漂浮,根据漂浮条件,邮轮总重力
由题意得阻力
邮轮匀速直线航行,牵引力与阻力平衡,即
功率
由公式得,航行速度
路程
由得,所用时间
【小问4详解】
邮轮满载时在不同水域均处于漂浮状态,浮力等于自身重力,因此浮力大小保持不变。根据阿基米德原理,浮力一定时,液体密度越大,排开液体的体积越小,吃水深度越小,吃水线位置越低。由表格可知密度关系为,因此夏季海洋线在淡水线下方,冬季海洋线在夏季海洋线下方,从上到下顺序为、、。
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