精品解析:陕西西安市新城区2025-2026学年八年级下学期6月期末物理试题
2026-07-16
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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) | 陕西省 |
| 地区(市) | 西安市 |
| 地区(区县) | 新城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.20 MB |
| 发布时间 | 2026-07-16 |
| 更新时间 | 2026-07-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58849436.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025—2026学年度第二学期期末试题
八年级物理学科
一、选择题(共15小题,每小题2分,计30分。第1-13题为单选题,每小题只有一个选项符合题意;第14、15题为多选题,每小题有两个选项符合题意,全部选对得2分,选对但不全得1分,选错得0分)
1. 用手托住两个鸡蛋的力,符合实际的是( )
A. 0.1 N B. 1 N C. 5 N D. 50 N
2. 2026年1月,我国多家企业接连实现T1100级碳纤维千吨级稳定量产、工程化量产,一举打破国外在该高端材料领域的长期垄断。该碳纤维兼具高强度、低密度、耐高温、耐腐蚀等优良特性,成为航空航天、新能源等领域的核心材料。下列场景中,主要利用了该碳纤维耐高温特性的是( )
A. 火箭发动机 B. 无人机机翼 C. 汽车车身框架 D. 深海探测设备
3. 如图是过年时用于装饰玻璃的新型静电窗花,与玻璃简单摩擦后便可轻松地“粘”在光滑的玻璃上。下列说法不正确的是( )
A. 摩擦后的窗花能吸引碎纸屑
B. 摩擦后的玻璃板和窗花带上了异种电荷
C. 摩擦过程中窗花创造了电荷
D. 摩擦过程中发生了电子的转移
4. 劳动节期间,同学骑自行车去植物园参加劳动实践,下列说法正确的是( )
A. 小林骑车加速前进时,惯性增大
B. 自行车轮胎有凹凸花纹可以减小摩擦
C. 刹车后自行车会停下来,说明物体运动需要力来维持
D. 刹车后自行车会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因
5. “物竞天择,适者生存”,动物在进化过程中形成了与环境相适应的体征。下列体征中,为了增大摩擦的是( )
A. 海豹光滑的表皮 B. 斑马关节腔内的滑液
C. 泥鳅身上的黏液 D. 猫舌头上的肉刺
6. 如图所示是新能源汽车,在平直的高速公路加速行驶,下列说法正确的是( )
A. 汽车所受重力方向垂直向下
B. 地面对汽车的支持力和汽车的总重力是一对平衡力
C. 汽车对地面的压力和汽车的总重力是一对相互作用力
D. 汽车的牵引力等于汽车所受阻力
7. 2026年4月,长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式,将千帆星座组网卫星送入预定轨道,发射取得圆满成功。千帆星座是我国自主可控的低轨卫星互联网系统,重点面向“一带一路”和中资企业出海需求,提供高速、实时、安全、可靠的空天地海一体化综合解决方案与服务。下列叙述中正确的是( )
A. 火箭发射前静止,是因为火箭没有受到力的作用
B. 火箭升空过程中,升力是火箭对燃气的力
C. 火箭升空过程中,燃气对火箭的推力大于火箭的重力
D. 火箭升空过程中,火箭所受力的合力等于零
8. 同学完成了“探究重力与质量的关系”的实验,下列说法正确的是( )
A. 如图-1所示,称量质量前若指针偏左,需要将平衡螺母向左调
B. 如图-1所示,称量质量时天平平衡,游码在零刻度线处,物体的质量是130g
C. 如图-2所示,某次实验称量物体所受重力为2.4N
D. 选用不同的物体多次实验,可得出结论:物体的质量与重力成正比
9. 下列现象或事例中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是( )
A. 纸向中间靠拢 B. 无人机升空
C. A管中水柱升高 D. 不掉落的乒乓球
10. “磨刀不误砍柴工”是我国流传甚广的民间谚语,既蕴含生活智慧,也包含物理原理。如图所示:将斧头刃口磨得锋利,主要是为了在砍柴时( )
A. 在压力一定时增大压强 B. 增大施加的压力
C. 减小木材对斧头的阻力 D. 减小斧头对木材的压强
11. 下列场景中,力的作用效果与其他选项不同的是( )
A. 压弯的跳杆 B. 压弯的手机膜
C. 用力把棋子打出去 D. 拉弯的弓箭
12. 2026年4月,北京举办了第二届人形机器人半程马拉松比赛,荣耀科技的“闪电”机器人夺冠,打破了人类男子世界纪录。机器人内部装有惯性测量单元(含加速度计),当机器人冲出终点线减速时,其内部一个原本静止的小球相对于机器人将( )
A. 向前运动 B. 向后运动 C. 保持静止 D. 向下运动
13. 如图所示的工具使用时属于费力杠杆的是( )
A. 核桃夹 B. 羊角锤
C. 镊子 D. 扳手
14. 如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的的长度伸出桌面,此过程中木板对桌面的压强与木板被推动的距离的关系图像如图乙所示。已知木板宽为,下列判断正确的是( )
A. 长木板的底面积为
B. 移动过程中,木板对桌面的压力一直增大
C. 移动过程中,桌面对木板的摩擦力一直增大
D. 当时,木板对桌面的压强为
15. 同学设计了如图所示的水库自动泄洪控制装置模型,模型顶部开有小孔,A为压力传感器,B为不吸水的圆柱体且能沿固定的光滑细杆在竖直方向移动。当模型内水深为15 cm时,B与模型底面刚好接触且压力为零,随着水面上涨,B沿光滑细杆上升,当水面上涨到设计的警戒水位时,B对A的压力为5 N,开始报警并开启泄洪阀门(图中未画出),已知圆柱体B的底面积,高,,取,下列说法正确的是( )
A. 圆柱体B的密度为
B. 开始报警时,B浸入水中的深度为20 cm
C. 若将报警时B对A的压力值调整为3N,可使警戒水位比原设计低2 cm
D. 若用与B材料和底面积均相同、高35 cm的圆柱体C替换B,可使警戒水位比原设计低10 cm
二、填空与作图题(共9小题,每空1分,每图2分,计28分)
16. 被誉为“天下第一剑”的越王勾践剑,它体现了当时短兵器制造的最高水平,是青铜武器中的珍品。已知这柄剑的质量为,假设青铜的密度为,则越王勾践剑的体积是________,如果用钢仿制一把外形相同的“越王勾践剑”,则仿品的质量________(选填“大于”或“小于”)真品的质量,且仿品与真品的质量差值是________。()
17. 卢瑟福根据粒子散射实验提出的原子的结构模型是___________(选填“枣糕模型”或“核式结构模型”),原子是由___________和核外电子组成的。将原子、电子、太阳系、地球、银河系按照尺度大小,从大到小排列:_________________________________。
18. 如图两个质量相等的圆柱形杯子甲、乙放置于水平桌面上,杯底的面积之比为1∶2,装入一定量的水后两液面高度之比为2∶3,甲杯子底部受到水的压强为,乙杯子底部受到水的压强为,则___________,甲、乙两杯底受到的压力之比为___________;甲、乙杯中水的质量之比为___________。
19. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,其满载排水量约8万吨,满载时排开海水的体积约___________m3(海水的密度为)。若福建舰从海水密度大的海域驶入密度小的海域,浮力___________;当战斗机从福建舰上起飞后,舰体所受浮力将会___________。(后面两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
20. 如图-1所示,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,从而避免了冰面破裂。“趴”的作用是减小___________;如图-2所示,把一个平底茶壶放在水平桌面上,壶嘴的水面和壶身的水面是相平的,茶壶相当于___________;如图-3所示,鸟在空中展翅滑翔时不会坠落,是利用“流体中流速越大的位置,压强越___________”的原理而获得升力的。
21. 小明用轻质杆制作了一把如图所示的杆秤,提纽所处位置相当于杠杆的______,这把杆秤在不挂秤砣、不放物体时,提起提纽,恰好能水平平衡。使用它称更轻的物体时,秤砣要离提纽更______(选填“近”或“远”)。在秤盘中放入物体后,将100g的秤砣移至B处时,秤杆再次水平平衡,此时,则物体的质量为______g。
22. 小珠漫步在中医药市集上,能闻到淡淡的药香味,这是___________现象;药液很难被压缩,说明分子间存在___________;市民会使用三伏贴来调理身体,药贴能牢牢粘在身上,是因为分子间存在___________。
23. 如图甲,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:0~3s内,物体处于___________状态,受到的摩擦力是___________N;t=5s时物体受到的摩擦力是___________N。
24.
(1)请在图中画出小球在水中加速上升过程中所受力的示意图。
(2)如图为用螺丝刀撬图钉的示意图,在图中画出动力的力臂和阻力的示意图(的方向竖直)
三、实验与探究题(共4小题,计23分)
25.
(1)如图把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,这个带电物体所带的是___________(选填“正”或“负”)电荷。
(2)如图所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水再次沸腾起来,原因是液体的沸点随气压的降低而___________。
(3)由图甲乙中现象,两次都将橡皮筋的端点拉到同一___________,力与力、共同作用的___________相同。
26. 如图甲、乙、丙三次实验:甲、乙两图接触面较光滑且粗糙程度相同,丙图接触面较粗糙,以探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)在水平拉力的作用下,木块在水平面上做___________运动,此时木块所受滑动摩擦力的大小___________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(2)进行甲丙两次的实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与___________的关系。由此可知,赢得拔河比赛,应选择鞋底花纹更___________(选填“粗糙”或“光滑”)的鞋。
(3)该同学还发现,实验丙中弹簧测力计示数不稳定,对实验装置进行了改进,如图丁所示,分析它的好处___________。他用水平拉力拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,弹簧测力计的示数为,若增大拉力,弹簧测力计的示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
27. 如图是同学探究“影响液体内部压强大小与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察压强计U形管两侧__________________来反映液体压强的大小。
①比较乙、丙两图可知,在同种液体中,液体内部压强随___________增大而增大;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随液体密度增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管液面的高度差___________。
(2)同学学习了液体压强知识后,猜想:液体内部某点的压强跟该点到容器底的距离有关。为此,他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证,实验情况如图所示。
①同学叙述自己的实验推理过程:在甲、乙两烧杯中,、两点到烧杯底部的距离是不同的;通过观察压强计U形管两侧液面高度差,判断出___________(选填“”或“”或“”);由此可以得出结论:液体内部某点压强与该点到容器底部距离有关。
②另一同学反驳说:你在实验中没有控制_________________________________相同,所以结论是错误的。在实验基础上,___________(填序号),才能得出正确结论。
A.把甲杯中的探头上移或把乙杯中的探头下移
B.从甲杯中抽出深的水或向乙杯中加入深的水
28. 探究浮力大小与哪些因素有关
在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,某实验小组提出以下猜想,并利用弹簧测力计、金属块、烧杯、水、盐水等器材进行了如图所示的实验。
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
【证据】
(1)图B中弹簧测力计的示数为___________N,此时金属块受到的浮力大小为___________N。
(2)将金属块逐渐浸入水中,如图B、C、D所示,金属块浸入水中的体积变大,金属块受到的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)金属块浸没后,继续下放弹簧测力计,如图E所示,弹簧测力计示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
将烧杯中的水换成盐水,继续实验,如图F所示。
(4)【解释】根据实验中得到的数据,可知猜想___________是正确的,猜想___________是错误的。
(5)【交流】若完成实验后,发现整个实验过程中弹簧测力计都忘记了调零,则测得物体浸没在水中的浮力___________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
四、综合题(共3小题,计19分)
29. 数九寒冬,飞雪连绵。大雪给我们带来喜悦的同时,还可能会压塌房屋。小明对此进行了探索:他将质量为20 g,容积为200 cm3的玻璃杯中装满雪,用天平测得装满雪的玻璃杯质量为100g,(g取10 N/kg)求:
(1)雪的密度是多少?
(2)某蔬菜大棚顶面积为200 m2,雪的厚度约0.2 m,则大棚顶的雪总重力是多少?
30. 牵引力并不是一种特定性质的力,在中学的物理学科中,我们一般把使物体前进的力称之为牵引力,如:汽车行车时,发动机提供的动力可以称为牵引力。如图为某型号载重卡车的技术参数,当它在水平地面向右做匀速直线运动时,所受的阻力是其总重的0.2倍,此型卡车空载质量为5000kg,满载时约为104kg,其与地面接触总面积约为0.5m2,g取10N/kg,则:
(1)该卡车空载时,所受重力是多少?
(2)该卡车空载时,在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是多少?
(3)已知长沙南湖隧道的路面能承受的最大压强为4×105Pa,该卡车满载时通过隧道是否会对路面造成损坏?(通过计算说明)
31. 实践小组受“水密隔舱”造船技艺的启发,利用快递包装材料气柱袋(如图甲),设计制作了“气柱船”模型,以探究其安全性能。如图乙,船底部由100个可看成圆柱体的轻质气柱袋组成,每个气柱袋底面积为,高度为20cm。上方固定一块质量为1kg的薄木板作为船的甲板。若某个气柱袋发生破损,会迅速瘪掉,体积忽略不计,其余气柱袋不受影响。求:
(1)“气柱船”空载时所受的浮力;
(2)为保证安全,要求水不能没过木板,求木板上可搭载物体的最大质量;
(3)若该“气柱船”实际载重为30N,模拟触礁测试中,缓慢增加气柱袋的破损数量n,并调节搭载物体的位置使木板始终水平。木板到水面的距离h随破损数量n变化的大致图像如图丙,求和。
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2025—2026学年度第二学期期末试题
八年级物理学科
一、选择题(共15小题,每小题2分,计30分。第1-13题为单选题,每小题只有一个选项符合题意;第14、15题为多选题,每小题有两个选项符合题意,全部选对得2分,选对但不全得1分,选错得0分)
1. 用手托住两个鸡蛋的力,符合实际的是( )
A. 0.1 N B. 1 N C. 5 N D. 50 N
【答案】B
【解析】
【详解】一个鸡蛋的质量约50g,两个鸡蛋总质量为,根据重力公式可得两个鸡蛋总重力
托住鸡蛋的力等于鸡蛋的重力,故选B。
2. 2026年1月,我国多家企业接连实现T1100级碳纤维千吨级稳定量产、工程化量产,一举打破国外在该高端材料领域的长期垄断。该碳纤维兼具高强度、低密度、耐高温、耐腐蚀等优良特性,成为航空航天、新能源等领域的核心材料。下列场景中,主要利用了该碳纤维耐高温特性的是( )
A. 火箭发动机 B. 无人机机翼 C. 汽车车身框架 D. 深海探测设备
【答案】A
【解析】
【详解】A.火箭发动机在工作时会产生极高的温度,需要使用能承受高温的材料,故A符合题意;
BCD.无人机机翼、汽车车身框架、深海探测设备主要利用了该碳纤维高强度、低密度、耐腐蚀的特性,对耐高温的特性的要求不高,故BCD不符合题意。
故选A。
3. 如图是过年时用于装饰玻璃的新型静电窗花,与玻璃简单摩擦后便可轻松地“粘”在光滑的玻璃上。下列说法不正确的是( )
A. 摩擦后的窗花能吸引碎纸屑
B. 摩擦后的玻璃板和窗花带上了异种电荷
C. 摩擦过程中窗花创造了电荷
D. 摩擦过程中发生了电子的转移
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦后的窗花带了电,带电体具有吸引轻小物体的性质,碎纸屑属于轻小物体,因此摩擦后的窗花能吸引碎纸屑,故A正确,不符合题意;
B.相互摩擦的两个物体,一个得到电子带负电,一个失去电子带正电,会带上异种电荷,异种电荷相互吸引,因此摩擦后的玻璃板和窗花带上了异种电荷,故B正确,不符合题意;
C.根据电荷守恒规律,电荷不能凭空被创造出来,摩擦起电的本质是电荷的转移,不是创造电荷,故C错误,符合题意;
D.摩擦起电的过程就是电子发生转移的过程,因此摩擦过程中发生了电子的转移,故D正确,不符合题意。
故选 C。
4. 劳动节期间,同学骑自行车去植物园参加劳动实践,下列说法正确的是( )
A. 小林骑车加速前进时,惯性增大
B. 自行车轮胎有凹凸花纹可以减小摩擦
C. 刹车后自行车会停下来,说明物体运动需要力来维持
D. 刹车后自行车会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性大小只和物体质量有关,和运动速度无关,骑车加速时总质量不变,惯性大小不变,故A错误;
B.轮胎凹凸花纹是通过增大接触面的粗糙程度,在压力一定时增大摩擦,故B错误;
CD.刹车后摩擦力让自行车停下,改变了自行车的运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故C错误,D正确。
故选D。
5. “物竞天择,适者生存”,动物在进化过程中形成了与环境相适应的体征。下列体征中,为了增大摩擦的是( )
A. 海豹光滑的表皮 B. 斑马关节腔内的滑液
C. 泥鳅身上的黏液 D. 猫舌头上的肉刺
【答案】D
【解析】
【详解】A.海豹光滑的表皮,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故A不符合题意。
B.斑马关节腔内的滑液,是在压力一定时,通过使接触面彼此分离来减小摩擦,故B不符合题意;
C.泥鳅身上的黏液,是在压力一定时,通过使接触面彼此分离来减小摩擦,故C不符合题意;
D.猫舌头上的肉刺,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D符合题意。
故选D。
6. 如图所示是新能源汽车,在平直的高速公路加速行驶,下列说法正确的是( )
A. 汽车所受重力方向垂直向下
B. 地面对汽车的支持力和汽车的总重力是一对平衡力
C. 汽车对地面的压力和汽车的总重力是一对相互作用力
D. 汽车的牵引力等于汽车所受阻力
【答案】B
【解析】
【详解】A.重力方向的正确表述是竖直向下,不是垂直向下,垂直向下是针对接触面的描述,故A错误;
B.二力平衡的条件是:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。地面对汽车的支持力和汽车总重力都作用在汽车上,满足二力平衡的条件,是一对平衡力,故B正确;
C.汽车对地面的压力是汽车对地面的力,汽车总重力是地球对汽车的力,二者不满足相互作用力的条件,故C错误;
D.汽车加速行驶时运动状态改变,水平方向合力向前,因此牵引力大于阻力,故D错误。
故选B。
7. 2026年4月,长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式,将千帆星座组网卫星送入预定轨道,发射取得圆满成功。千帆星座是我国自主可控的低轨卫星互联网系统,重点面向“一带一路”和中资企业出海需求,提供高速、实时、安全、可靠的空天地海一体化综合解决方案与服务。下列叙述中正确的是( )
A. 火箭发射前静止,是因为火箭没有受到力的作用
B. 火箭升空过程中,升力是火箭对燃气的力
C. 火箭升空过程中,燃气对火箭的推力大于火箭的重力
D. 火箭升空过程中,火箭所受力的合力等于零
【答案】C
【解析】
【详解】A.火箭发射前静止在发射台,受到竖直向下的重力和发射台竖直向上的支持力,二力平衡因此保持静止,故A错误;
B.根据力的作用是相互的,火箭向下喷出燃气时,燃气对火箭产生向上的反作用力,这个向上的反作用力才是火箭升空的升力,故B错误;
C.火箭升空过程中向上做加速运动,合力方向向上,因此向上的燃气推力大于向下的火箭重力,故C正确;
D.若物体合力为零,会保持静止或匀速直线运动状态,火箭升空过程中向上加速,运动状态不断改变,因此合力不为零,故D错误。
故选C。
8. 同学完成了“探究重力与质量的关系”的实验,下列说法正确的是( )
A. 如图-1所示,称量质量前若指针偏左,需要将平衡螺母向左调
B. 如图-1所示,称量质量时天平平衡,游码在零刻度线处,物体的质量是130g
C. 如图-2所示,某次实验称量物体所受重力为2.4N
D. 选用不同的物体多次实验,可得出结论:物体的质量与重力成正比
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用天平称量质量前调平,指针偏左说明左侧更重,需要将平衡螺母向右调节,故A错误;
B.天平的读数为砝码总质量加游码对应刻度值,已知游码在零刻度线处,砝码总质量为
故B正确;
C.由图-2可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,某次实验称量物体所受重力为1.6N,故C错误;
D.质量是物体本身的固有属性,重力随质量的变化而变化,正确结论是:物体的重力与质量成正比,不能说质量与重力成正比,故D错误。
故选B。
9. 下列现象或事例中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是( )
A. 纸向中间靠拢 B. 无人机升空
C. A管中水柱升高 D. 不掉落的乒乓球
【答案】B
【解析】
【详解】A.向两张纸中间吹气时,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,纸外侧的空气流速小,压强大,在压强差的作用下,纸向中间靠拢,利用了流体压强与流速的关系,故A不符合题意;
B.无人机升空是利用螺旋桨旋转时向下排开空气,由于物体间力的作用是相互的,空气对螺旋桨产生向上的推力,从而使无人机升空,没有利用流体压强与流速的关系,故B符合题意;
C.往B管吹气时,A管上方的空气流速变大,压强变小,烧杯中的水在大气压的作用下在A管中上升,利用了流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D.从漏斗口向下吹气,乒乓球上方的空气流速大、压强小,下方的空气流速小、压强大,从而产生一个向上的压力差,使乒乓球不会掉落,利用了流体压强与流速的关系,故D不符合题意。
故选B。
10. “磨刀不误砍柴工”是我国流传甚广的民间谚语,既蕴含生活智慧,也包含物理原理。如图所示:将斧头刃口磨得锋利,主要是为了在砍柴时( )
A. 在压力一定时增大压强 B. 增大施加的压力
C. 减小木材对斧头的阻力 D. 减小斧头对木材的压强
【答案】A
【解析】
【详解】将斧头刃口磨得锋利,主要是为了在砍柴时减小受力面积,从而增大斧头对木材的压强,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
11. 下列场景中,力的作用效果与其他选项不同的是( )
A. 压弯的跳杆 B. 压弯的手机膜
C. 用力把棋子打出去 D. 拉弯的弓箭
【答案】C
【解析】
【详解】压弯跳杆,力使跳杆的形状发生改变,作用效果为改变物体形状; 压弯手机膜,力使手机膜的形状发生改变,作用效果为改变物体形状;用力把棋子打出去,力使棋子从静止变为运动,改变了棋子的运动状态;拉弯的弓箭,力使弓的形状发生改变,作用效果为改变物体形状。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12. 2026年4月,北京举办了第二届人形机器人半程马拉松比赛,荣耀科技的“闪电”机器人夺冠,打破了人类男子世界纪录。机器人内部装有惯性测量单元(含加速度计),当机器人冲出终点线减速时,其内部一个原本静止的小球相对于机器人将( )
A. 向前运动 B. 向后运动 C. 保持静止 D. 向下运动
【答案】A
【解析】
【详解】机器人原本向前运动,减速时,机器人的速度降低,而内部随机器人一起运动的小球,由于惯性要保持原来较大的向前运动速度,因此小球相对于减速的机器人位置会向前偏移。故选A。
13. 如图所示的工具使用时属于费力杠杆的是( )
A. 核桃夹 B. 羊角锤
C. 镊子 D. 扳手
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.核桃夹、羊角锤、扳手使用时,动力臂大于阻力臂,均属于省力杠杆,故ABD不符合题意;
C.镊子使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C符合题意。
故选C。
14. 如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的的长度伸出桌面,此过程中木板对桌面的压强与木板被推动的距离的关系图像如图乙所示。已知木板宽为,下列判断正确的是( )
A. 长木板的底面积为
B. 移动过程中,木板对桌面的压力一直增大
C. 移动过程中,桌面对木板的摩擦力一直增大
D. 当时,木板对桌面的压强为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,当长木板推动的距离L在0至0.10 m之间时,压强p保持30 Pa不变,说明此时长木板没有伸出桌面;
当L大于0.10 m时,压强开始变大,说明长木板开始伸出桌面;当长木板推动的距离为0.30 m时,其伸出桌面的长度为
此时长木板有的长度伸出桌面,所以长木板的总长度为
已知木板宽为0.25 m,则长木板的底面积为,故A错误;
B.在长木板移动的过程中,长木板对桌面的压力等于其自身的重力,由于长木板的重力不变,所以长木板对桌面的压力保持不变,故B错误;
C.在长木板移动的过程中,长木板与桌面之间的接触面粗糙程度不变,对桌面的压力也不变,因此桌面对木板的滑动摩擦力保持不变,故C错误;
D.长木板的重力为
当时,长木板伸出桌面的长度为
此时留在桌面上的木板长度为
木板与桌面的接触面积为
此时木板对桌面的压强为,故D正确。
故选D。
15. 同学设计了如图所示的水库自动泄洪控制装置模型,模型顶部开有小孔,A为压力传感器,B为不吸水的圆柱体且能沿固定的光滑细杆在竖直方向移动。当模型内水深为15 cm时,B与模型底面刚好接触且压力为零,随着水面上涨,B沿光滑细杆上升,当水面上涨到设计的警戒水位时,B对A的压力为5 N,开始报警并开启泄洪阀门(图中未画出),已知圆柱体B的底面积,高,,取,下列说法正确的是( )
A. 圆柱体B的密度为
B. 开始报警时,B浸入水中的深度为20 cm
C. 若将报警时B对A的压力值调整为3N,可使警戒水位比原设计低2 cm
D. 若用与B材料和底面积均相同、高35 cm的圆柱体C替换B,可使警戒水位比原设计低10 cm
【答案】BC
【解析】
【分析】抓初始零压力临界态:这是唯一能求出物体自重、密度的条件,是整道题计算的基础;
统一受力分析模型:无论水位多高,只要B顶住传感器 A,受力平衡固定为:浮力 = 物重 + 杆的压力;压力是相互作用力,B对A的压力等于A对B向下的力;
浮力统一用:底面积 S 不变,浮力只和浸入水深成正比,不用考虑圆柱体总高度,只看水下部分;
水位变化 = 浸入深度变化:细杆竖直固定,B 只能上下平移,浸入深度减少多少,警戒水位就下降多少;
替换物体类选项(D选项):核心变量只有物体重力,材料相同则密度不变,重力随总高度正比例变化,重新列平衡式求新浸入深度即可对比水位变化。
【详解】A.由题意可知当水深15cm时,B浸没的深度,此时B对底面压力为0,即B漂浮,所受浮力与重力大小相等即可得,故A错误;
B.报警时,B受到向下的重力G,向上的浮力,A对B向下的支持力FAB,因为B对A的压力F压与FAB是一对相互作用力,所以。此时B受力平衡,即
因为B的重力
则
由可知
故B正确;
C.当报警压力调整为时,可得
A位置和B高度固定,设A到模型底面的固定高度为L,警戒水位即为水面高度,水面高度等于圆柱底端高度与浸入深度的高度之和,则警戒水位满足
因此水位变化量,即警戒水位比原设计低2cm,故C正确;
D.替换为高的圆柱体C,密度与B相同,可得圆柱体C重力
达到警戒水位时,报警压力仍为5N,则圆柱体C受到的浮力
此时圆柱体C的浸没深度
原警戒水位
新警戒水位
水位变化为
即警戒水位比原设计低4cm,不是10cm,故D错误。
故选BC。
二、填空与作图题(共9小题,每空1分,每图2分,计28分)
16. 被誉为“天下第一剑”的越王勾践剑,它体现了当时短兵器制造的最高水平,是青铜武器中的珍品。已知这柄剑的质量为,假设青铜的密度为,则越王勾践剑的体积是________,如果用钢仿制一把外形相同的“越王勾践剑”,则仿品的质量________(选填“大于”或“小于”)真品的质量,且仿品与真品的质量差值是________。()
【答案】 ①.
100 ②.
小于 ③.
85
【解析】
【详解】青铜的密度
越王勾践剑的体积
用钢仿制外形相同的剑,体积与真品相等,即
钢的密度
仿品的质量
因为,所以仿品的质量小于真品的质量。
真品质量,仿品质量,则质量差值
17. 卢瑟福根据粒子散射实验提出的原子的结构模型是___________(选填“枣糕模型”或“核式结构模型”),原子是由___________和核外电子组成的。将原子、电子、太阳系、地球、银河系按照尺度大小,从大到小排列:_________________________________。
【答案】 ①. 核式结构模型 ②. 原子核 ③. 银河系、太阳系、地球、原子、电子
【解析】
【详解】卢瑟福通过α粒子散射实验的现象分析,提出了原子的核式结构模型;“枣糕模型”是汤姆森提出的原子结构模型,和该实验无关;
原子的结构为中心区域是原子核,核外存在绕原子核运动的电子,因此原子由原子核和核外电子组成;
从尺度大小对比:银河系是包含太阳系的巨型星系,尺度最大;太阳系包含地球,尺度大于地球;地球由大量原子构成,原子的尺度远大于其内部的电子,因此从大到小的排列顺序为银河系、太阳系、地球、原子、电子。
18. 如图两个质量相等的圆柱形杯子甲、乙放置于水平桌面上,杯底的面积之比为1∶2,装入一定量的水后两液面高度之比为2∶3,甲杯子底部受到水的压强为,乙杯子底部受到水的压强为,则___________,甲、乙两杯底受到的压力之比为___________;甲、乙杯中水的质量之比为___________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]液体压强公式为 ,两杯中水的密度相同,因此压强之比等于液面高度之比
[2]压力公式为 ,结合压强之比与底面积之比 得,甲、乙两杯底受到的压力之比为
[3]圆柱形容器中,水对杯底的压力等于水的重力(),因此水的质量之比等于杯底受到的压力之比,即
19. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,其满载排水量约8万吨,满载时排开海水的体积约___________m3(海水的密度为)。若福建舰从海水密度大的海域驶入密度小的海域,浮力___________;当战斗机从福建舰上起飞后,舰体所受浮力将会___________。(后面两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
【答案】 ①.
②.
不变 ③.
减小
【解析】
【详解】满载排水量为
满载时排开海水的体积约
福建舰始终处于漂浮状态,根据物体漂浮条件,浮力等于自身重力,舰体自身重力不变,因此从海水密度大的海域驶入密度小的海域时,浮力不变。
福建舰漂浮时浮力等于总重力,战斗机起飞后,舰体总重力减小,所以舰体所受浮力将会减小。
20. 如图-1所示,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,从而避免了冰面破裂。“趴”的作用是减小___________;如图-2所示,把一个平底茶壶放在水平桌面上,壶嘴的水面和壶身的水面是相平的,茶壶相当于___________;如图-3所示,鸟在空中展翅滑翔时不会坠落,是利用“流体中流速越大的位置,压强越___________”的原理而获得升力的。
【答案】 ①. 压强 ②. 连通器 ③. 小
【解析】
【详解】北极熊趴在冰面上时,在压力不变的情况下,增大了受力面积,对冰面的压强减小,避免冰面破裂。
茶壶的壶嘴和壶身上端开口、底部连通,符合连通器的结构特点,当水静止时,壶嘴和壶身水面保持相平。
鸟的翅膀上凸下平,滑翔时翅膀上方空气流速更大,根据流体压强规律:流体中流速越大的位置,压强越小,因此翅膀上下形成压强差,获得向上的升力。
21. 小明用轻质杆制作了一把如图所示的杆秤,提纽所处位置相当于杠杆的______,这把杆秤在不挂秤砣、不放物体时,提起提纽,恰好能水平平衡。使用它称更轻的物体时,秤砣要离提纽更______(选填“近”或“远”)。在秤盘中放入物体后,将100g的秤砣移至B处时,秤杆再次水平平衡,此时,则物体的质量为______g。
【答案】 ①. 支点 ②. 近 ③. 300
【解析】
【详解】杠杆绕着转动的固定点叫支点,杆秤的提纽是杆秤转动的支撑点,因此相当于杠杆的支点;
根据杠杆平衡条件,可得关系式
秤砣重力、阻力臂不变,称量的物体更轻()时,对应的动力臂更小,因此秤砣要离提纽更近;
将代入杠杆平衡公式得
又根据、,可得物体的质量
22. 小珠漫步在中医药市集上,能闻到淡淡的药香味,这是___________现象;药液很难被压缩,说明分子间存在___________;市民会使用三伏贴来调理身体,药贴能牢牢粘在身上,是因为分子间存在___________。
【答案】 ①. 扩散 ②. 斥力 ③. 引力
【解析】
【详解】在中医药市集上能闻到淡淡的药香味,这是扩散现象,说明药香分子在不停地做无规则运动;当压缩药液时,分子间距离减小,分子间的斥力会阻碍分子进一步靠近,因此药液难以被压缩,说明分子间存在斥力;药贴与皮肤的分子间距离较近,此时分子间的引力会使药贴和皮肤紧密贴合。所以药贴能牢牢粘在身上,说明分子间存在引力。
23. 如图甲,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:0~3s内,物体处于___________状态,受到的摩擦力是___________N;t=5s时物体受到的摩擦力是___________N。
【答案】 ①. 静止 ②. 3 ③. 6
【解析】
【详解】[1][2]由丙图可知,0~3s物体速度为零,处于静止状态,则水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力;由乙图可知,物体所受拉力为3N,所以摩擦力也为3N。
[3]由丙图可知,9s~12s内,物体做匀速直线运动,此时物体受力平衡,即物体受到的推力与滑动摩擦力是一对平衡力。由乙图可知,物体所受推力为6N,则滑动摩擦力为6N;由丙图可知,3s~6s物体做加速运动,而影响滑动摩擦力的因素不变,所以滑动摩擦力大小不变,即时,物体受到的摩擦力为6N。
24.
(1)请在图中画出小球在水中加速上升过程中所受力的示意图。
(2)如图为用螺丝刀撬图钉的示意图,在图中画出动力的力臂和阻力的示意图(的方向竖直)
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
小球在水中主要受到重力和浮力,因为小球是“加速上升”,说明向上的力大于向下的力,即浮力。所以以小球球心为起点。画一条竖直向上的带箭头线段表示浮力 。画一条竖直向下的带箭头线段表示重力 ,且向上的线段(浮力)必须比向下的线段(重力)更长。
【小问2详解】
由图可知,用螺丝刀撬图钉时,螺丝刀绕支点O转动,手柄端(A点)向下压,前端(B点)就会向上撬图钉。图钉被向上撬时,会对螺丝刀产生一个阻碍其向上运动的力,这个力就是阻力。因此,图钉对螺丝刀的阻力方向是竖直向下的,所以从支点O向左画一条水平线段,垂直交于所在的竖直作用线,标上直角符号,该线段即为。在螺丝刀最右端(B点)画一个竖直向下的箭头,标为。
三、实验与探究题(共4小题,计23分)
25.
(1)如图把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,这个带电物体所带的是___________(选填“正”或“负”)电荷。
(2)如图所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水再次沸腾起来,原因是液体的沸点随气压的降低而___________。
(3)由图甲乙中现象,两次都将橡皮筋的端点拉到同一___________,力与力、共同作用的___________相同。
【答案】(1)负 (2)降低
(3) ①. 位置 ②. 效果
【解析】
【小问1详解】
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷;二者互相排斥,说明带电体与橡胶棒带同种电荷,因此带负电。
【小问2详解】
向瓶底浇冷水时,烧瓶内水蒸气遇冷液化,瓶内气压降低,停止沸腾的水再次沸腾,说明水在低于原沸点的温度下重新沸腾,因此可得结论:液体的沸点随气压的降低而降低。
【小问3详解】
探究力的合成的实验,利用等效替代法:只有将橡皮筋端点拉到同一位置,才能保证单独的力的作用效果,和两个力、共同作用的效果相同。
26. 如图甲、乙、丙三次实验:甲、乙两图接触面较光滑且粗糙程度相同,丙图接触面较粗糙,以探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)在水平拉力的作用下,木块在水平面上做___________运动,此时木块所受滑动摩擦力的大小___________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(2)进行甲丙两次的实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与___________的关系。由此可知,赢得拔河比赛,应选择鞋底花纹更___________(选填“粗糙”或“光滑”)的鞋。
(3)该同学还发现,实验丙中弹簧测力计示数不稳定,对实验装置进行了改进,如图丁所示,分析它的好处___________。他用水平拉力拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,弹簧测力计的示数为,若增大拉力,弹簧测力计的示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 等于
(2) ①. 接触面粗糙程度 ②. 粗糙
(3) ①. 不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
在探究滑动摩擦力的实验中,我们需要测量摩擦力的大小。由于摩擦力无法直接测量,我们利用二力平衡的原理来间接测量。当木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力时,这两个力的大小相等。要使木块在水平方向上受力平衡,木块必须处于静止或匀速直线运动状态。在拉动木块的过程中,我们让木块做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受到的弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力大小相等。因此,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
【小问2详解】
由图可知,甲图中木块A在较光滑的木板上,压力为木块A的重力,弹簧测力计示数为。丙图中木块A在较粗糙的木板上,压力同样为木块A的重力,弹簧测力计示数为。即两次实验中,木块对接触面的压力相同,但接触面的粗糙程度不同(丙图较粗糙)。根据控制变量法,这是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。实验结果表明,在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以拔河比赛时,为了增大脚与地面之间的摩擦力,在人的体重(压力)一定的情况下,应该选择鞋底花纹更粗糙的鞋,以增大接触面的粗糙程度。
【小问3详解】
在原来的实验(如甲、乙、丙)中,需要拉动木块做匀速直线运动,但实际操作中很难精确控制木块一直做匀速直线运动,导致弹簧测力计示数不稳定,不易读数。在图丁的改进装置中,拉动长木板时,无论长木板是否做匀速直线运动,木块C相对于地面始终是静止的。此时木块C在水平方向上受到的弹簧测力计的拉力和长木板对它的滑动摩擦力始终是一对平衡力,大小相等。因此,不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作;且弹簧测力计静止,示数稳定,便于读数;
滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的相对运动速度、拉力大小等无关。当用 拉动长木板时,木块C受到的滑动摩擦力为。若增大拉力,长木板会加速运动,但木块C对长木板的压力(等于C的重力)和接触面的粗糙程度都没有改变,所以木块C受到的滑动摩擦力大小不变,依然为。
27. 如图是同学探究“影响液体内部压强大小与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察压强计U形管两侧__________________来反映液体压强的大小。
①比较乙、丙两图可知,在同种液体中,液体内部压强随___________增大而增大;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随液体密度增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管液面的高度差___________。
(2)同学学习了液体压强知识后,猜想:液体内部某点的压强跟该点到容器底的距离有关。为此,他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证,实验情况如图所示。
①同学叙述自己的实验推理过程:在甲、乙两烧杯中,、两点到烧杯底部的距离是不同的;通过观察压强计U形管两侧液面高度差,判断出___________(选填“”或“”或“”);由此可以得出结论:液体内部某点压强与该点到容器底部距离有关。
②另一同学反驳说:你在实验中没有控制_________________________________相同,所以结论是错误的。在实验基础上,___________(填序号),才能得出正确结论。
A.把甲杯中的探头上移或把乙杯中的探头下移
B.从甲杯中抽出深的水或向乙杯中加入深的水
【答案】(1) ①. 液面高度差 ②. 深度 ③. 不变
(2) ①. > ②. 探头到液面的深度 ③. B
【解析】
【小问1详解】
本实验用转换法,通过U形管两侧液面高度差反映液体压强大小;
乙、丙两图是同种液体,探头深度不同,深度越大U形管高度差越大,因此可得:同种液体中,液体内部压强随深度增大而增大;
同种液体同一深度,液体向各个方向压强相等,因此保持探头位置不变,改变方向,U形管液面高度差不变。
【小问2详解】
图甲中压强计U形管两侧液面高度差大于图乙,U形管两侧液面高度差越大压强越大,因此;
探究液体压强与“该点到容器底的距离”的关系时,需要控制液体密度和探头到液面的深度相同,原实验没有控制探头到液面的深度相同,因此结论错误; 要得到正确结论,需要控制深度相同、改变该点到容器底的距离:从甲抽出5cm水(或向乙加入5cm水)后,探头到容器底距离不变,总液面高度改变后,两个探头到液面深度相同,满足实验要求;若移动探头,会让探头到容器底距离相同,无法探究,故选B。
28. 探究浮力大小与哪些因素有关
在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,某实验小组提出以下猜想,并利用弹簧测力计、金属块、烧杯、水、盐水等器材进行了如图所示的实验。
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
【证据】
(1)图B中弹簧测力计的示数为___________N,此时金属块受到的浮力大小为___________N。
(2)将金属块逐渐浸入水中,如图B、C、D所示,金属块浸入水中的体积变大,金属块受到的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)金属块浸没后,继续下放弹簧测力计,如图E所示,弹簧测力计示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
将烧杯中的水换成盐水,继续实验,如图F所示。
(4)【解释】根据实验中得到的数据,可知猜想___________是正确的,猜想___________是错误的。
(5)【交流】若完成实验后,发现整个实验过程中弹簧测力计都忘记了调零,则测得物体浸没在水中的浮力___________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. 2.4 ②. 0.3
(2)变大 (3)不变
(4) ①. 2、3 ②. 1
(5)不变
【解析】
【小问1详解】
由图B可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是2.4N。
由图A可知,金属块受到的重力为2.7N,根据称重法可知,此时金属块受到的浮力
【小问2详解】
由图B、C、D可知,金属块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可知,金属块受到的浮力越大。
【小问3详解】
由图E可知,金属块浸没后继续下放弹簧测力计,金属块受到的拉力不变,根据称重法可知,金属块受到的浮力不变,金属块浸没的深度增加,浮力大小不变。
【小问4详解】
根据以上分析可知,猜想2是正确的,猜想1是错误的。将烧杯中的水换成盐水后,弹簧测力计的示数变小,根据称重法可知,浮力变大,说明浮力大小与液体密度有关,猜想3是正确的。
【小问5详解】
若弹簧测力计都没有调零,那么两次测量结果都应加上或减去测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力大小应不变。
四、综合题(共3小题,计19分)
29. 数九寒冬,飞雪连绵。大雪给我们带来喜悦的同时,还可能会压塌房屋。小明对此进行了探索:他将质量为20 g,容积为200 cm3的玻璃杯中装满雪,用天平测得装满雪的玻璃杯质量为100g,(g取10 N/kg)求:
(1)雪的密度是多少?
(2)某蔬菜大棚顶面积为200 m2,雪的厚度约0.2 m,则大棚顶的雪总重力是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设雪的质量
雪的体积等于玻璃杯的容积,即,则雪的密度
【小问2详解】
大棚顶雪的体积
雪的密度
雪的总质量
雪的总重力
30. 牵引力并不是一种特定性质的力,在中学的物理学科中,我们一般把使物体前进的力称之为牵引力,如:汽车行车时,发动机提供的动力可以称为牵引力。如图为某型号载重卡车的技术参数,当它在水平地面向右做匀速直线运动时,所受的阻力是其总重的0.2倍,此型卡车空载质量为5000kg,满载时约为104kg,其与地面接触总面积约为0.5m2,g取10N/kg,则:
(1)该卡车空载时,所受重力是多少?
(2)该卡车空载时,在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是多少?
(3)已知长沙南湖隧道的路面能承受的最大压强为4×105Pa,该卡车满载时通过隧道是否会对路面造成损坏?(通过计算说明)
【答案】(1)
(2)
(3)不会损坏路面
【解析】
【小问1详解】
该卡车空载时所受重力为
【小问2详解】
该卡车空载时,匀速行驶受到的阻力
因为卡车匀速行驶,卡车受到的牵引力和阻力为一对平衡力,大小相等,所以在水平路面上匀速行驶所受的牵引力
【小问3详解】
该卡车满载时对水平路面的压力
对路面的压强
路面能承受的最大压强为,该卡车满载时通过隧道不会对路面造成损坏。
31. 实践小组受“水密隔舱”造船技艺的启发,利用快递包装材料气柱袋(如图甲),设计制作了“气柱船”模型,以探究其安全性能。如图乙,船底部由100个可看成圆柱体的轻质气柱袋组成,每个气柱袋底面积为,高度为20cm。上方固定一块质量为1kg的薄木板作为船的甲板。若某个气柱袋发生破损,会迅速瘪掉,体积忽略不计,其余气柱袋不受影响。求:
(1)“气柱船”空载时所受的浮力;
(2)为保证安全,要求水不能没过木板,求木板上可搭载物体的最大质量;
(3)若该“气柱船”实际载重为30N,模拟触礁测试中,缓慢增加气柱袋的破损数量n,并调节搭载物体的位置使木板始终水平。木板到水面的距离h随破损数量n变化的大致图像如图丙,求和。
【答案】(1)10N (2)9kg
(3)12cm,60
【解析】
【分析】第一问根据漂浮时浮力等于重力可求解;第二问仍然根据漂浮条件以及求解,其中最大排开水的体积等于所有气柱袋的总体积;第三问根据漂浮条件以及和图像进行分析求解。
【小问1详解】
“气柱船”空载时漂浮,浮力等于总重力,气柱袋为轻质的,重力可忽略,总重力等于甲板重力,则“气柱船”空载时所受的浮力
【小问2详解】
水不没过木板时,最大排开水的体积等于所有气柱袋的总体积,即最大排开水的体积为
最大浮力为
因为漂浮时浮力等于总重力,所以木板上可搭载物体的最大重力为
木板上可搭载物体的最大质量为
【小问3详解】
因为气柱船漂浮在水面上,所以此时的实际浮力为
当无破损,即时,“气柱船”的底面积为
此时排开水的体积为
此时“气柱船”浸在水中的深度为
此时木板到水面的距离为
当木板到水面的距离时,破损数量为,此时“气柱船”浸在水中的深度为,因为气柱船仍然漂浮,重力不变,浮力不变,液体密度不变,排开水的体积不变,所以排开水的体积为
解得
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