内容正文:
2025—2026学年度第二学期期末考试试卷
八年级物理
考试时间:90分钟 试卷满分:100分
第一部分 选择题(共23分)
一、选择题(本题共10小题,共23分。1~7题为单选题,每题2分;8~10题为多选题,每题3分,漏选得2分,错选得0分;将正确答案的字母填在相应的表格中。)
1. 举起下列物体所用的力,最接近1N的是( )
A. 一只羊 B. 一块砖 C. 一袋方便面 D. 一根头发
2. 如图所示为一种常用核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,这说明力的作用效果与( )
A. 力的大小有关 B. 力的方向有关 C. 力的作用点有关 D. 受力面积有关
3. 升旗时,利用旗杆顶部的定滑轮可以( )
A. 省力 B. 省功
C. 省距离 D. 改变拉力方向
4. 如图所示,下列工具在正常使用时,属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 瓶盖起子
C. 天平 D. 镊子
5. 把一块完整的砖先平放在地面上,然后侧放在地面上,最后竖放在地面上,下列有关整个过程中说法中正确的是( )
A. 重心高度保持不变 B. 重力大小保持不变
C. 对地面的压力增大 D. 对地面的压强减小
6. 小华设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。底部容器中装的是液体肥,在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
A. B.
C. D.
7. 下列情景中,人对物体做功的是( )
A. 人用力推汽车,汽车不动
B. 人推自行车匀速前进
C. 学生提着水桶水平匀速前进
D. 学生踢球后,球在草地上滚动
※注意:第8、9、10小题为多选题
8. 如图,实验室内的翻滚过山车模型,B点为轨道最低点,C点为轨道弧形部分的最高点。将小球从A点静止释放,小球经过B、C两点后,在右侧轨道上能达到的最高点为D。下列说法正确的是( )
A. 小球在A点重力势能最大
B. 小球在B点动能最大
C. 小球在C点动能为0 J
D. 小球从A到D点运动过程中,机械能守恒
9. 如图,毽子被哪吒竖直踢到最高点后,又竖直下落到水平地面上静止。下列关于毽子上升和下落时所受的合力分析正确的是( )
A. 上升过程中合力方向向上
B. 下落过程中合力方向向下
C. 上升过程的合力大于下落过程的合力
D. 毽子在最高点时合力为零
10. 如图所示,容器底面积为200 cm2,一根细线下吊着物体,容器开始是空的,现在向容器中以200 cm3/min的恒定速度注水,绳子的拉力随注水时间变化如图乙所示。下列说法正确的是(g取10 N/kg,ρ水为)( )
A. 物体的质量为2.4 kg
B. 物体最大的浮力为2.4 N
C. 物体的密度为1.2 g/cm3
D. 第7 min时水对杯底的压强为800 Pa
第二部分 非选择题(共77分)
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共25分)
11. 人们常说“水涨船高”,其中“船高”是以______为参照物的。如图所示,划船用的船桨属于______(填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,使他们前进的力的施力物体是______。
12. 在2025年亚洲冬季运动会上,我国选手在短道速滑接力项目中获得金牌。如图所示是选手们在比赛中转弯时的情景,选手一只手着地,是为了防止在______力的作用下摔倒;转弯过程中选手的运动状态______(填“改变”或“不变”)。
13. 如图所示,将重为G的均匀木棒竖直的悬挂于O点,在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F,让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置,则阻力臂将 _______ (填“变大”“变小”或“不变”),动力F将 _______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
14. 请你补全关于“力与运动”的知识结构图①___________;②___________;③___________。
15. “奋斗者”号潜水器圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。假设海水密度不变,悬停在海面下某一深度处的潜水器,为了实现缓慢上浮,应该___________(填“吸入”或“排除”)一些海水。在海面下缓慢下潜的过程中,受到海水的浮力___________,受到海水的压强___________(后两空填“变大”“变小”或“不变”)。
16. 将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后,手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在液态合金液面以下,直至软管中液柱分离,如图所示,分离段管内是___________。测得管内外液面高度差h为160 cm,小组测得的大气压强为___________Pa(g取10 N/kg,液态镓铟锡合金密度为6.0 g/cm3)。
17. 为了扶正甲树,按照如图方式,将绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树后用力拉绳子。此过程中,甲树相当于___________滑轮,这种方式可以省___________,不计绳重和摩擦,若甲树受到的拉力为400 N,则小明拉绳子的力F为___________N。
18. 我国正在研制的新一代具有全向隐身性能的战机已多次成功试飞。新一代战机在转弯飞行的过程中,战机受力______(选填“平衡”或“不平衡”)。加油机为战机加油时,两机保持相同速度匀速水平飞行,则重力势能减小的是______(选填“加油机”或“战机”),战机的机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
19. 如图,两块完全相同不粘连的砖块叠放在桌子边缘,每块砖长24 cm、宽10 cm,质量是2.4 kg,为使上面的砖伸出的长度最大,则此时上面的砖块对下面砖块的压强为___________Pa,下面砖伸出桌面的长度为___________cm。
20. 如图甲所示,A、B两个薄壁圆柱形容器下半部用细管(体积不计)水平连通后放在水平地面上,将18 kg水经A容器缓慢地注入整个装置的过程中,水对A容器底部的压强p与注入的水的质量m的关系如图乙所示。质量为18 kg的水的重力为___________N,当往整个装置中注入水的质量为5 kg时,水对B容器底部的压强为___________Pa。
三、作图(本题共2小题,每小题2分,共4分)
21. 如图是利用桔槔在井中汲水的情景,O为支点,请画出力F的力臂l。
22. 放置在水平桌面的两个小车上分别固定好如图所示的磁体,推动小车甲使小车乙在水平桌面上向右做匀速直线运动,请你画出小车乙在水平方向上的受力示意图。
四、实验探究题(本题共5小题,每空1分,共26分)
23. 某同学小梅利用下图装置做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,所用的长方体木块如图甲所示,其中一个面粗糙程度较大,其他各面粗糙程度相同。
(1)实验前,先将弹簧测力计在___________方向调零,使指针对准零刻度线;调好后,她用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做___________运动,根据___________可知,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板之间滑动摩擦力的大小。
(2)对比乙、丙两次实验得出:当接触面受到的压力大小和接触面积大小一定时,接触面越___________,滑动摩擦力越大。
(3)对比乙、丁两次实验,初步得出“滑动摩擦力大小与接触面积有关”的结论。你认为她得出这个结论的探究过程是___________(选填“合理”或“不合理”)的,理由是___________________________。
接下来,小梅继续探究……
24. 利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便___________,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆左侧的平衡螺母向___________调节;
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到的实验数据如下表。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
1.5
10.0
0.5
30.0
…
分析表中的数据,初步得到杠杆的平衡条件是___________(用字母表示);
(3)本次探究多次实验的目的是_____________________________;
(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会___________(填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”);
(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b两个位置拉杠杆上同一点C,使杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计的示数分别为Fa和Fb,则Fa___________Fb;
(6)杆秤是我国最古老也是人们仍然在使用的一种称量质量的工具,由秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丁所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较___________(填“近”或“远”)的提纽。
25. 如图甲,小光对冬奥会跳台滑雪很感兴趣,跳台滑雪成绩由飞行距离(起跳点C到落地点D之间的水平距离)和空中姿势两部分组成。于是他设计了图乙装置模拟比赛,让小球从A点沿光滑轨道自由滑下,撞击C处木块,并测量木块在斜面上移动的距离。
实验
小球质量
小球高度
移动距离
①
20g
10cm
9cm
②
20g
40cm
13cm
③
80g
10cm
11cm
(1)小球在A点时具有______能,到达C处撞击木块前主要转化为______能;
(2)多次实验后,记录数据如图丙所示。小光发现数据可用来研究“影响动能大小的因素”,
a.结合数据,可通过______来判断小球动能的大小;
b.比较①、②两次实验可用来研究动能与______的关系;比较①、③两次实验可知,另一条件相同时,小球______越大,其动能越大;
c.根据上述实验小光推断:运动员飞行距离越远,说明其在C点处的动能______(选填“越大”或“越小”);
(3)小光发现运动员均从同一位置A开始下滑,即影响动能大小仅剩质量一个因素。那为什么跳台滑雪运动员却普遍是偏瘦体型?请选择一个角度简要解释:______。
26. 某学习小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想。
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关;
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关。
根据猜想,他们运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验 数据如下表所示。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9
(1)在提升钩码时,应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知,第3次实验是利用图 ___________的装置完成的,它的机械效率η为___________%。
(3)比较第2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是___________(填“正确”或“错误”)的。
(4)通过比较第___________两次实验数据,可以初步得出结论:利用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较第2、3两次实验数据,可得出结论:利用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________。
(6)请提出可能影响滑轮组机械效率的其他因素:___________(一个即可)。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
27. 如图所示是我国自主设计建造的,全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船“雪龙2号”。满载时总质量为1.4×104 t,可在冰厚1.5 m、雪厚0.2 m的环境中连续破冰航行。如图所示,假设当“雪龙2号”满载匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)“雪龙2号”满载匀速直线航行时的动力;
(2)“雪龙2号”满载漂浮在海面上时排开海水的体积;
(3)在水面下2 m深处,1 cm2船体受到的海水的压力。
28. 在美丽乡村建设的工地上,工人借助如图动滑轮,用300 N的拉力F,将质量为50 kg的建筑材料匀速提升2 m,用时10 s。g取10 N/kg。求:
(1)建筑材料的重力G的大小;
(2)动滑轮做的功W有;
(3)拉力F的功率P;
(4)该动滑轮的机械效率(结果保留0.1%)。
29. 课外学习小组开展了制作简易活塞式抽水机的实践活动,同学们集思广义,各显身手,下面是小组同学们交流的实践过程,请下列内容补充完整:
【项目实施】
首先需要了解活塞式抽水机的结构及工作原理:
取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处,这是靠___________的作用,使水升到高处的。结合托里拆利实验,同学们想到尝试设计一款活塞式抽水机。通过计算同学们得出抽水机提升水的最大高度约为___________m(已知标准大气压p0=1.0×105Pa,,g=10N/kg)。在初步了解了活塞式抽水机的工作原理之后,小明设计了一个如图甲所示的抽水机,当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,会发生的现象是( )
A.水从出水管S流出
B.圆筒内水随活塞继续上升
C.圆筒内水面开始下降
D.水保持在出水管S管口下方附近不动,既不上升也不下降
【项目改进】
小明参照图乙所示的活塞式抽水机的结构,对自制抽水机进行了如下改进,如图丙所示:
① 剪下洗涤液的空瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。
② 在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。
③ 在活塞上打两个孔,中间的孔用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔A,作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门B。
④ 装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时阀门B下方的压强___________(选填“大于”或“小于”)阀门B上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B进入圆筒中,活塞反复上下运动,最终成功将水抽到高处。
【项目反思】
小明和同学们发现这样一个问题,自制的活塞式抽水机在工作前,向圆通内灌入一些水,抽水会更容易,这样做的主要目的是___________。小明还发现每个小组制作的抽水机模型各具特色,下列做法能使活塞式抽水机的工作运转流畅的是( )
A.减少活塞和管壁之间的摩擦 B.减少圆筒的重量 C.减少活塞的重量
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2025—2026学年度第二学期期末考试试卷
八年级物理
考试时间:90分钟 试卷满分:100分
第一部分 选择题(共23分)
一、选择题(本题共10小题,共23分。1~7题为单选题,每题2分;8~10题为多选题,每题3分,漏选得2分,错选得0分;将正确答案的字母填在相应的表格中。)
1. 举起下列物体所用的力,最接近1N的是( )
A. 一只羊 B. 一块砖 C. 一袋方便面 D. 一根头发
【答案】C
【解析】
【详解】 根据重力公式,1N力对应可举起的物体质量
A. 一只羊质量约几十kg,重力远大于1N,故A不符合题意;
B. 一块砖质量约2kg,重力约20N,故B不符合题意;
C. 一袋方便面质量约100g,重力接近1N,故C符合题意;
D. 一根头发重力远小于1N,故D不符合题意。
故选C。
2. 如图所示为一种常用核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,这说明力的作用效果与( )
A. 力的大小有关 B. 力的方向有关 C. 力的作用点有关 D. 受力面积有关
【答案】C
【解析】
【分析】力的大小、方向、作用点都会影响力的作用效果。
【详解】力的大小、方向和作用点叫做力的三要素;这三个要素都会影响力作用效果,题中力作用的位置不同,效果不同,是力的作用点影响了力的效果,故C正确。
故选C。
【点睛】
3. 升旗时,利用旗杆顶部的定滑轮可以( )
A. 省力 B. 省功
C. 省距离 D. 改变拉力方向
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力也不能省距离,故D符合题意,AC不符合题意;
B.使用任何机械都不省功,所以使用定滑轮不能省功,故B不符合题意。
故选D。
4. 如图所示,下列工具在正常使用时,属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 瓶盖起子
C. 天平 D. 镊子
【答案】D
【解析】
【详解】A.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
5. 把一块完整的砖先平放在地面上,然后侧放在地面上,最后竖放在地面上,下列有关整个过程中说法中正确的是( )
A. 重心高度保持不变 B. 重力大小保持不变
C. 对地面的压力增大 D. 对地面的压强减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.规则物体的重心在物体几何中心,故砖的重心在砖的对角线的交点上,竖放时重心位置最高,平放时最低。故A错误;
BCD.重力与质量成正比,不同放法砖的质量不变,重力不变,水平面上砖对地面的压力等于重力,则压力不变,平放的受力面积最大,竖放时受力面积最小,根据压强公式可知,砖对地面的压强增大。故B正确,CD错误。
故选B。
6. 小华设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。底部容器中装的是液体肥,在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,本设计利用的是流体压强与流速的关系,为了将肥吸上来,需要增大竖管上方的流速,竖管上方的水流速越大,压强越小,越容易将肥吸上来,所以竖管上方的横管的横截面积应小于左端管口的横截面积,而且是越小越好,所以A的设计最优。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7. 下列情景中,人对物体做功的是( )
A. 人用力推汽车,汽车不动
B. 人推自行车匀速前进
C. 学生提着水桶水平匀速前进
D. 学生踢球后,球在草地上滚动
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车不动,有力无距离,人不做功,故A错误;
B.人对自行车的推力方向与物体位置移动方向一致,推力方向有距离,人对车做功,故B正确;
C.提水桶的力竖直向上,水桶水平方向移动的距离与力的方向垂直,人不做功,故C错误;
D.球滚动时人对球无作用力,有距离无力,人对球不做功,故D错误。
故选 B。
※注意:第8、9、10小题为多选题
8. 如图,实验室内的翻滚过山车模型,B点为轨道最低点,C点为轨道弧形部分的最高点。将小球从A点静止释放,小球经过B、C两点后,在右侧轨道上能达到的最高点为D。下列说法正确的是( )
A. 小球在A点重力势能最大
B. 小球在B点动能最大
C. 小球在C点动能为0 J
D. 小球从A到D点运动过程中,机械能守恒
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小球质量不变,A点高度最高,重力势能最大,故A正确;
B.B点高度最低,重力势能最小,小球从A到B过程中重力势能转化为动能,在B点动能最大,故B正确;
C.小球能经过C点,说明在C点具有速度,动能不为0 J,故C错误;
D.小球在A点静止释放,在D点达到最高点速度为0,因A点高度高于D点,说明部分机械能转化为内能,机械能减小,故D错误。
故选AB。
9. 如图,毽子被哪吒竖直踢到最高点后,又竖直下落到水平地面上静止。下列关于毽子上升和下落时所受的合力分析正确的是( )
A. 上升过程中合力方向向上
B. 下落过程中合力方向向下
C. 上升过程的合力大于下落过程的合力
D. 毽子在最高点时合力为零
【答案】BC
【解析】
【详解】A.上升过程中,毽子受竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力,方向向下,故A错误;
B.下落过程中,毽子受竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,合力,方向向下,故B正确;
C.由和可知,故C正确;
D.毽子在最高点时速度为零,不受空气阻力,但仍受重力作用,合力等于重力,不为零,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,容器底面积为200 cm2,一根细线下吊着物体,容器开始是空的,现在向容器中以200 cm3/min的恒定速度注水,绳子的拉力随注水时间变化如图乙所示。下列说法正确的是(g取10 N/kg,ρ水为)( )
A. 物体的质量为2.4 kg
B. 物体最大的浮力为2.4 N
C. 物体的密度为1.2 g/cm3
D. 第7 min时水对杯底的压强为800 Pa
【答案】CD
【解析】
【详解】由图乙可知,0~4min拉力不变,物体未浸入水中,拉力等于重力,则重力。7min后拉力不变且最小,物体完全浸没,此时拉力。
A. 物体质量,故A错误;
B. 物体最大浮力,故B错误;
C. 物体体积
物体密度,故C正确;
D. 第7min时注水体积
容器内液面下总体积
水深
水对杯底压强,故D正确。
故选CD。
第二部分 非选择题(共77分)
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共25分)
11. 人们常说“水涨船高”,其中“船高”是以______为参照物的。如图所示,划船用的船桨属于______(填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,使他们前进的力的施力物体是______。
【答案】 ①. 河岸 ②. 费力 ③. 水
【解析】
【详解】“水涨船高”描述船的位置升高,船相对于河岸的位置发生了向上的变化,因此“船高”是以河岸为参照物;船桨使用时,动力臂小于阻力臂,因此属于费力杠杆;根据力的作用是相互的,船桨向后划水时,水会给船桨一个向前的反作用力,因此使船前进的施力物体是水。
12. 在2025年亚洲冬季运动会上,我国选手在短道速滑接力项目中获得金牌。如图所示是选手们在比赛中转弯时的情景,选手一只手着地,是为了防止在______力的作用下摔倒;转弯过程中选手的运动状态______(填“改变”或“不变”)。
【答案】 ①. 重 ②. 改变
【解析】
【详解】短道速滑选手在比赛中转弯时,由于身体倾斜,重心偏移,所以选手一只手着地,是为了防止在重力的作用下摔倒。
转弯过程中的速度方向时刻在改变,因此运动状态也一直在改变,处于非平衡状态。
13. 如图所示,将重为G的均匀木棒竖直的悬挂于O点,在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F,让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置,则阻力臂将 _______ (填“变大”“变小”或“不变”),动力F将 _______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 变大 ②. 变大
【解析】
【详解】[1]将木棒缓慢地由最初位置拉到水平位置的过程中,拉力F始终垂直于棒,则动力臂不变,阻力为杠杆的重力,其大小也不变;当木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过一定角度后,重力的力臂(阻力臂)逐渐变大。
[2]因阻力(即重力)不变,阻力臂变大,动力臂不变,所以,由杠杆的平衡条件可知,动力F变大。
14. 请你补全关于“力与运动”的知识结构图①___________;②___________;③___________。
【答案】 ①. 平衡 ②. 匀速直线 ③. 静止
【解析】
【详解】物体运动过程中,可能不受力,可能受平衡力或者受非平衡力的作用。
物体运动状态不变时,可能静止或者做匀速直线运动,匀速直线运动与变速直线运动都属于直线运动。
15. “奋斗者”号潜水器圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。假设海水密度不变,悬停在海面下某一深度处的潜水器,为了实现缓慢上浮,应该___________(填“吸入”或“排除”)一些海水。在海面下缓慢下潜的过程中,受到海水的浮力___________,受到海水的压强___________(后两空填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①.
排除 ②.
不变 ③.
变大
【解析】
【详解】潜水器是通过改变自身重力实现浮沉的:悬停时潜水器浮力等于自身重力,要上浮需要让重力小于浮力,因此需要排除海水减小自身重力。
潜水器在海面下缓慢下潜的过程中,海水密度不变,潜水器排开海水的体积不变,根据阿基米德原理可知受到的浮力不变。
潜水器下潜过程中海水密度不变,潜水器所处深度逐渐增大,根据液体压强公式可知,受到海水的压强变大。
16. 将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后,手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在液态合金液面以下,直至软管中液柱分离,如图所示,分离段管内是___________。测得管内外液面高度差h为160 cm,小组测得的大气压强为___________Pa(g取10 N/kg,液态镓铟锡合金密度为6.0 g/cm3)。
【答案】 ①. 真空状态 ②. 9.6×104
【解析】
【详解】[1]将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后,管内的空气都被排出,则分离段管内是真空。
[2]测得管内外液面高度差h为160 cm,小组测得的大气压强为
17. 为了扶正甲树,按照如图方式,将绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树后用力拉绳子。此过程中,甲树相当于___________滑轮,这种方式可以省___________,不计绳重和摩擦,若甲树受到的拉力为400 N,则小明拉绳子的力F为___________N。
【答案】 ①. 动 ②. 力 ③. 200
【解析】
【详解】[1][2]此过程中,甲树发生移动,相当于动滑轮,这种方式可以省力。
[3]不计绳重和摩擦,若甲树受到的拉力为400 N,则小明拉绳子的力F为
18. 我国正在研制的新一代具有全向隐身性能的战机已多次成功试飞。新一代战机在转弯飞行的过程中,战机受力______(选填“平衡”或“不平衡”)。加油机为战机加油时,两机保持相同速度匀速水平飞行,则重力势能减小的是______(选填“加油机”或“战机”),战机的机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 不平衡 ②. 加油机 ③. 增大
【解析】
【详解】[1]战机转弯飞行时,运动方向改变,即运动状态改变,根据牛顿第一定律,物体运动状态改变时受力不平衡;
[2]重力势能与质量和高度有关,加油机给战机加油时,自身质量减小,高度不变,所以重力势能减小;战机质量增大,高度不变,重力势能增大;
[3]机械能包括动能和势能,战机速度不变,质量增大,动能增大;重力势能增大,所以机械能增大;
19. 如图,两块完全相同不粘连的砖块叠放在桌子边缘,每块砖长24 cm、宽10 cm,质量是2.4 kg,为使上面的砖伸出的长度最大,则此时上面的砖块对下面砖块的压强为___________Pa,下面砖伸出桌面的长度为___________cm。
【答案】 ①. 2000 ②. 6
【解析】
【详解】要使上方砖伸出长度最大且不翻倒,其重心需恰好落在下方砖的边缘处,此时伸出长度为砖长的,砖的下表面积
此时上面的砖块对下面砖块的压强为
把两块砖看作整体,要伸出最大,整体的总重心恰好落在桌面边缘。
设下方砖伸出桌面长度为xcm。
下方砖自身的重心在自身几何中心,下方砖自身的重心距离桌面边缘的距离为12cm−x(在桌面左侧)
上方砖的重心恰好落在下方砖的右边缘,上方砖的重心距离桌面边缘的距离为xcm(在桌面右侧)。 整体的总重心在桌面边缘,则
解得
20. 如图甲所示,A、B两个薄壁圆柱形容器下半部用细管(体积不计)水平连通后放在水平地面上,将18 kg水经A容器缓慢地注入整个装置的过程中,水对A容器底部的压强p与注入的水的质量m的关系如图乙所示。质量为18 kg的水的重力为___________N,当往整个装置中注入水的质量为5 kg时,水对B容器底部的压强为___________Pa。
【答案】 ①. 180 ②. 500
【解析】
【详解】[1]质量为18 kg的水的重力为
[2]由图乙可得,当注入水的质量为4 kg时,A容器的水面到达细管处;当注入水的质量为6 kg时,B容器的水面到达细管处,水面到达细管处,水对容器底部的压强为
当往整个装置中注入水的质量为5 kg时,B容器中水的深度为细管到容器底部的距离的一半,此时水对B容器底部的压强为
三、作图(本题共2小题,每小题2分,共4分)
21. 如图是利用桔槔在井中汲水的情景,O为支点,请画出力F的力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】从支点O向力F的作用线作垂线,用虚线表示,垂足处标上垂直符号。这条垂线段就是力F的力臂l。如图所示:
22. 放置在水平桌面的两个小车上分别固定好如图所示的磁体,推动小车甲使小车乙在水平桌面上向右做匀速直线运动,请你画出小车乙在水平方向上的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】甲小车磁体右端为N极,乙小车磁体左端为N极,同名磁极相互排斥,所以小车乙受到甲施加的水平向右的排斥力。因为小车乙做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡条件,在水平方向上还受到一个与排斥力大小相等、方向相反的力,即地面对小车乙水平向左的摩擦力。在小车乙的重心点,分别沿水平向右画一条带箭头的线段表示排斥力,沿水平向左画一条带箭头的线段表示摩擦力,且两条线段长度相等。
四、实验探究题(本题共5小题,每空1分,共26分)
23. 某同学小梅利用下图装置做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,所用的长方体木块如图甲所示,其中一个面粗糙程度较大,其他各面粗糙程度相同。
(1)实验前,先将弹簧测力计在___________方向调零,使指针对准零刻度线;调好后,她用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做___________运动,根据___________可知,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板之间滑动摩擦力的大小。
(2)对比乙、丙两次实验得出:当接触面受到的压力大小和接触面积大小一定时,接触面越___________,滑动摩擦力越大。
(3)对比乙、丁两次实验,初步得出“滑动摩擦力大小与接触面积有关”的结论。你认为她得出这个结论的探究过程是___________(选填“合理”或“不合理”)的,理由是___________________________。
接下来,小梅继续探究……
【答案】(1) ①. 水平 ②. 匀速直线 ③. 二力平衡
(2)粗糙 (3) ①. 不合理 ②. 没有控制接触面的粗糙程度相同
【解析】
【小问1详解】
弹簧测力计测量的是水平方向的摩擦力,则实验前,先将弹簧测力计在水平方向调零,使指针对准零刻度线。
调好后,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做匀速直线运动,此时它受到的拉力与滑动摩擦力为平衡力。根据二力平衡原理可知,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板之间滑动摩擦力的大小。
【小问2详解】
对比乙、丙两次实验得出:当接触面受到的压力大小和接触面积大小一定时,接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大,滑动摩擦力越大。
【小问3详解】
乙、丁两次实验,接触面的粗糙程度与接触面积均不同,没有控制接触面的粗糙程度相同,则得出“滑动摩擦力大小与接触面积有关”这个结论的探究过程是不合理的。
24. 利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便___________,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆左侧的平衡螺母向___________调节;
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到的实验数据如下表。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
1.5
10.0
0.5
30.0
…
分析表中的数据,初步得到杠杆的平衡条件是___________(用字母表示);
(3)本次探究多次实验的目的是_____________________________;
(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会___________(填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”);
(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b两个位置拉杠杆上同一点C,使杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计的示数分别为Fa和Fb,则Fa___________Fb;
(6)杆秤是我国最古老也是人们仍然在使用的一种称量质量的工具,由秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丁所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较___________(填“近”或“远”)的提纽。
【答案】(1) ①. 测量力臂 ②. 右
(2)
(3)得到普遍规律 (4)右端下沉
(5)小于 (6)近
【解析】
【小问1详解】
[1][2]当杠杆静止时如图甲所示,即杠杆左端下沉,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,使力臂落在杠杆上,应当将杠杆左侧的平衡螺母向右调节。
【小问2详解】
由表中的数据得,杠杆的平衡时动力与动力臂的乘积与阻力与阻力臂的乘积相等,由此可初步得到杠杆的平衡条件是
【小问3详解】
实验中多次实验的目的有求平均值,减小误差或者避免实验的偶然性,得到普遍规律。本次探究多次实验的目的是避免实验的偶然性,得到普遍规律。
【小问4详解】
如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆左端力与力臂的乘积为
杠杆右端力与力臂的乘积为
则杠杆将会右端下沉。
【小问5详解】
如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b两个位置拉杠杆上同一点C,弹簧测力计在a位置拉杠杆时力臂大于弹簧测力计在b位置拉杠杆时力臂,而钩码对杠杆的拉力与对应的力臂不变,由杠杆平衡条件得。
【小问6详解】
使用杆秤称较重的物体时,物体对杆秤的力较大,为了使杆秤在水平位置平衡,常用离秤钩较近的提纽,减小物体对杆秤的力的力臂、增大秤砣对杆秤的力的力臂。
25. 如图甲,小光对冬奥会跳台滑雪很感兴趣,跳台滑雪成绩由飞行距离(起跳点C到落地点D之间的水平距离)和空中姿势两部分组成。于是他设计了图乙装置模拟比赛,让小球从A点沿光滑轨道自由滑下,撞击C处木块,并测量木块在斜面上移动的距离。
实验
小球质量
小球高度
移动距离
①
20g
10cm
9cm
②
20g
40cm
13cm
③
80g
10cm
11cm
(1)小球在A点时具有______能,到达C处撞击木块前主要转化为______能;
(2)多次实验后,记录数据如图丙所示。小光发现数据可用来研究“影响动能大小的因素”,
a.结合数据,可通过______来判断小球动能的大小;
b.比较①、②两次实验可用来研究动能与______的关系;比较①、③两次实验可知,另一条件相同时,小球______越大,其动能越大;
c.根据上述实验小光推断:运动员飞行距离越远,说明其在C点处的动能______(选填“越大”或“越小”);
(3)小光发现运动员均从同一位置A开始下滑,即影响动能大小仅剩质量一个因素。那为什么跳台滑雪运动员却普遍是偏瘦体型?请选择一个角度简要解释:______。
【答案】(1) ①. 重力势 ②. 动
(2) ①. 木块移动的距离 ②. 速度 ③. 质量 ④. 越大
(3)体型大空气阻力大,不利于飞行
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由题可知,小球在A点时,因为处于一定的高度,所以具有重力势能。当小球从A点沿光滑轨道滑下到达C处时,其高度降低,速度增大,重力势能主要转化为动能。
【小问2详解】
[1]实验中,小球动能的大小无法直接测量,而是通过小球对木块做功的多少来间接反映。小球对木块做的功越多,木块被推动的距离就越远。因此,可以通过木块移动的距离的大小来判断小球动能的大小。
[2]比较实验①和②,小球的质量相同,但释放的高度不同,导致小球到达C点时的速度不同。因此,这两次实验是用来研究动能与速度的关系。
[3]比较实验①和③,小球的释放高度相同,即到达C点时的速度相同,但小球的质量不同。实验③中质量更大的小球使木块移动了更远的距离(11cm>9cm ),说明其动能更大。因此,在速度相同时,小球质量越大,其动能越大。
[4]根据实验结论,动能越大,小球能做的功越多,飞行距离也越远。因此,运动员飞行距离越远,说明其在C点处的动能越大。
【小问3详解】
在空中,较小的重力意味着运动员更容易被空气产生的升力托住,从而在空中停留更长时间,飞行更远的距离。因此,为了获得更优的空气动力学性能和更远的飞行距离,跳台滑雪运动员普遍是偏瘦体型。
26. 某学习小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想。
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关;
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关。
根据猜想,他们运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验 数据如下表所示。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9
(1)在提升钩码时,应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知,第3次实验是利用图 ___________的装置完成的,它的机械效率η为___________%。
(3)比较第2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是___________(填“正确”或“错误”)的。
(4)通过比较第___________两次实验数据,可以初步得出结论:利用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较第2、3两次实验数据,可得出结论:利用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________。
(6)请提出可能影响滑轮组机械效率的其他因素:___________(一个即可)。
【答案】(1)匀速向上
(2) ①. 丙 ②. 80
(3)错误 (4)1、2
(5)小 (6)滑轮与绳子间的摩擦力
【解析】
【小问1详解】
在提升钩码时,为了保证弹簧测力计的示数稳定,应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计。
【小问2详解】
分析表中数据可知,第3次实验使用的滑轮组
故第3次实验是利用图丙的装置完成的。
第3次实验的机械效率η为
【小问3详解】
第2次实验使用的滑轮组
第4次实验使用的滑轮组
且钩码重力相同都为4N,可知第2、4两次实验都是利用同一装置完成的,两实验物体被提升高度不同,而机械效率相同,由此可验证猜想Ⅰ是错误的。
【小问4详解】
通过比较第1、2两次实验数据,可以初步得出结论:利用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
【小问5详解】
第2次实验利用图乙的装置完成,有一个动滑轮,第3次实验利用图丙的装置完成,有两个动滑轮,则通过比较第2、3两次实验数据,可得出结论:利用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越小。
【小问6详解】
影响滑轮组机械效率的其他因素可能还有滑轮与绳子间的摩擦力等。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
27. 如图所示是我国自主设计建造的,全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船“雪龙2号”。满载时总质量为1.4×104 t,可在冰厚1.5 m、雪厚0.2 m的环境中连续破冰航行。如图所示,假设当“雪龙2号”满载匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)“雪龙2号”满载匀速直线航行时的动力;
(2)“雪龙2号”满载漂浮在海面上时排开海水的体积;
(3)在水面下2 m深处,1 cm2船体受到的海水的压力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意知,“雪龙2号”满载时的总重力
航行时受到的阻力
“雪龙2号”满载匀速直线航行时,动力与阻力二力平衡,大小相等,故动力
【小问2详解】
“雪龙2号”满载漂浮在海面上时,浮力等于总重力,即
根据阿基米德原理可知,排开海水的体积
【小问3详解】
在水面下2m处海水压强
受力面积
受到的压力
28. 在美丽乡村建设的工地上,工人借助如图动滑轮,用300 N的拉力F,将质量为50 kg的建筑材料匀速提升2 m,用时10 s。g取10 N/kg。求:
(1)建筑材料的重力G的大小;
(2)动滑轮做的功W有;
(3)拉力F的功率P;
(4)该动滑轮的机械效率(结果保留0.1%)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【分析】求动滑轮做的有用功时,因为有用功是对材料做的功,利用重力和提升高度代入计算即可。
根据动滑轮的特点,判断承担物重的绳子段数为2,可得出绳子自由端移动距离,再用计算总功,最后用公式即可计算功率。
因为机械效率是有用功和总功的比值,利用上述结果代入即可得出动滑轮的机械效率。
【小问1详解】
建筑材料的重力
【小问2详解】
动滑轮提升建筑材料做的有用功
【小问3详解】
动滑轮承担物重的绳子段数,拉力移动距离
拉力做的总功
拉力的功率
【小问4详解】
机械效率
29. 课外学习小组开展了制作简易活塞式抽水机的实践活动,同学们集思广义,各显身手,下面是小组同学们交流的实践过程,请下列内容补充完整:
【项目实施】
首先需要了解活塞式抽水机的结构及工作原理:
取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处,这是靠___________的作用,使水升到高处的。结合托里拆利实验,同学们想到尝试设计一款活塞式抽水机。通过计算同学们得出抽水机提升水的最大高度约为___________m(已知标准大气压p0=1.0×105Pa,,g=10N/kg)。在初步了解了活塞式抽水机的工作原理之后,小明设计了一个如图甲所示的抽水机,当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,会发生的现象是( )
A.水从出水管S流出
B.圆筒内水随活塞继续上升
C.圆筒内水面开始下降
D.水保持在出水管S管口下方附近不动,既不上升也不下降
【项目改进】
小明参照图乙所示的活塞式抽水机的结构,对自制抽水机进行了如下改进,如图丙所示:
① 剪下洗涤液的空瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。
② 在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。
③ 在活塞上打两个孔,中间的孔用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔A,作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门B。
④ 装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时阀门B下方的压强___________(选填“大于”或“小于”)阀门B上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B进入圆筒中,活塞反复上下运动,最终成功将水抽到高处。
【项目反思】
小明和同学们发现这样一个问题,自制的活塞式抽水机在工作前,向圆通内灌入一些水,抽水会更容易,这样做的主要目的是___________。小明还发现每个小组制作的抽水机模型各具特色,下列做法能使活塞式抽水机的工作运转流畅的是( )
A.减少活塞和管壁之间的摩擦 B.减少圆筒的重量 C.减少活塞的重量
【答案】 ①. 大气压 ②. 10 ③. C ④. 大于 ⑤. 防止漏气 ⑥. AC
【解析】
【详解】[1]活塞式抽水机工作时,通过活塞运动使得圆筒内气压减小,依靠大气压强将水压入圆筒内,从而使水从低处升到高处。这一现象利用了大气压的作用。
[2]根据液体压强公式p=ρgh,可以计算出大气压能支持的水柱高度。已知标准大气压p0=1.0×105Pa,水的密度ρ水=1.0×103kg/m³,g=10N/kg,代入公式得:
因此抽水机提升水的最大高度约为10m。
[3]当活塞上升到出水管S后继续上升时,外界空气会进入圆筒内,导致圆筒内气压增大,水面会开始下降。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
[4]向上拉动活塞时,圆筒内空间增大,气压减小。此时阀门B下方的水受到的大气压力大于阀门B上方的压力,因此水会推开阀门B进入圆筒中。所以阀门B下方的压强大于阀门B上方的压强。
[5]工作前向圆筒内灌入一些水的主要目的是排出圆筒内的空气,防止漏气,确保抽水机能够形成足够的真空度。
[6]要使活塞式抽水机工作流畅,可以采取以下措施:
A.减少活塞和管壁之间的摩擦,使活塞运动更顺畅;
C.减少活塞的重量,降低操作难度,且可以减少活塞运动的阻力。
而减少圆筒的重量对抽水机的工作性能影响不大,故B不符合题意,AC符合题意。
故选AC。
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