广西南宁市第十四中学2025-2026学年下学期八年级期末物理试卷
2026-08-04
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摘要:
**基本信息**
以无人机、全红婵跳水等真实情境为载体,融合《天工开物》传统工具等文化元素,通过基础题与综合应用题的梯度设计,考查力学核心知识,培养物理观念与科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|实验探究题|4题/25分|压强、浮力、杠杆平衡|通过“阻力对运动影响”等实验,考查模型建构与科学推理|
|综合应用题|2题/19分|滑轮组机械效率、液体压强|结合景观池监测仪设计,体现问题解决与科学态度|
内容正文:
广西南宁市第十四中学2025-2026学年下学期八年级期末物理试卷
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.(3分)在国际单位制中,功的单位是( )
A.牛顿(N) B.焦耳(J)
C.瓦特(W) D.帕斯卡(Pa)
2.(3分)小明参加了学校运动会八年级男子组百米跑比赛,比赛前他静止站立在水平跑道时对跑道的压力大小可能是( )
A.500N B.50N C.5N D.0.5N
3.(3分)如图是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景,图中的简单机械M属于( )
A.定滑轮 B.动滑轮 C.斜面 D.滑轮组
4.(3分)下列哪一事例可以说明大气压的存在( )
A.用吸管吸牛奶 B.棒冰融化
C.手握橡皮圈发生形变 D.水往低处流
5.(3分)《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中减小压强的工具是( )
A.甲图:锋利的锄头 B.乙图:重重的碾子
C.丙图:宽宽的扁担 D.丁图:尖尖的凿子
6.(3分)如图所示的四种飞行器,在飞行时利用流体压强与流速关系获得升力的是( )
A. 热气球 B. 飞机
C. 飞艇 D. 火箭
7.(3分)如图所示的器具在使用时,属于省力杠杆的是( )
A.用扫帚扫地 B.用羊角锤起钉
C.用镊子夹物体 D.用筷子夹食物
8.(3分)在公园里游玩时,小王同学使用如图所示的无人机拍摄附近的风景。若无人机匀速向上飞行时,所受一切外力全部消失,无人机会( )
A.匀速上升 B.匀速下落 C.加速下落 D.保持静止
9.(3分)如图所示是奥运期间全红婵跳水的情景,当全红婵加速下落时,下列说法正确的是( )
A.动能减小 B.动能不变
C.重力势能减小 D.机械能增大
10.(3分)利用鸿鹚捕鱼是我国传承千年的古老技艺。如图所示,当捕到鱼的鸿鹚从水中跳到渔船上时,下列有关渔船的说法,正确的是( )
A.船体将上浮一些 B.船体最终会沉底
C.排开水的质量不变 D.所受水的浮力变大
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分
(多选)11.(4分)在体育课上,八年级学生小明在练习“跳发球”,可简化为小明“抛球、腾空、击球、落地”四个过程,如图所示,其中小明对排球做功的过程有( )
A.抛球 B.腾空 C.击球 D.落地
(多选)12.(4分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强:p甲=p乙
B.液体对容器底部的压力:F甲=F乙
C.容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
D.容器对桌面的压力:F甲′=F乙′
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上,不要求写出演算过程。)
13.(2分)篮球场上,球员投篮后,它在空中继续飞行,这表明篮球具有 ;在篮球飞出到静止的过程中,力改变了篮球的 。
14.(2分)如图所示,排水管中U形“存水弯”内的水静止时,两侧的水面总是 的,这是利用了 的原理。
15.(2分)某消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示,电动灭火无人机悬停在空中。如图乙所示,当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时,原本悬停的无人机水平向左飘移,这说明力的作用是 的;使原本悬停的无人机发生飘移的力的施力物体是 。
16.(2分)如图所示,手拿着杯子接水的过程中杯子保持静止,则杯子受到的摩擦力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);当杯子在手中开始向下滑时,用力握住杯子使其保持静止,这是通过 的方式来增大摩擦力。
17.(2分)如图所示,木块在水平向左的力F1和水平向右的力F2的作用下在光滑的水平面上向右做直线运动,其中F1为1N,F2为3N,则木块在水平方向受到的合力为 N,此时木块 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态。
18.(2分)地质队获得了一段地质样品,由密度相同的A、B柱体组成,经测量B的高10cm,底面积240cm2。为分析样品的地质结构,将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲,传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙。则该样品的密度为 kg/m3;当该模型切去部分直接放在水平面上,其对水平面的压强与剩余部分对传感器的压强相等时,切去高度为 cm。
四、作图题(共6分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
19.(2分)如图所示,重为3N的排球在空中飞行,请画出它所受重力的示意图。
20.(2分)如图中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法。
21.(2分)如图是我国古人舂米工具的结构示意图,请在图中画出阻力F2的力臂l2。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
22.(5分)如图所示,小陈做了下列有关压强的实验。
(1)在探究影响压力作用效果的因素实验中,通过观察海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,这种科学研究方法叫做 。
(2)比较甲和 ,说明压力的作用效果与压力大小有关;
(3)如图丁是在某地测量大气压值的实验图,此时的大气压强等于 mm高的水银柱所产生的压强;若将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面的高度差将 ;若将玻璃管稍微向上提一点,管内外水银面的高度差将 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
23.(6分)科学小组用如图1所示的装置完成探究﹣“阻力对物体运动的影响”,
(1)让质量为m的小球从同一斜面的 (填“相同”或“不同”)高度由静止下滑;分析实验现象可得:水平面越光滑,小球受到的阻力越小,小球运动的距离越 (选填“远”或“近”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(2)小组成员增加了质量为的小球和一个木块,可以继续完成探究二“物体动能的大小与哪些因素有关”,如图2所示,让小球从斜面滑下撞击木块,通过比较 来判断小球动能的大小;若要探究动能与速度的关系应选用 两图;若水平面绝对光滑,本实验将 (填“能”或“不能”)达到探究目的。
24.(7分)如图所示,在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小组先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在图中。(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)分析实验步骤A、B、C、D、E,可以说明:同种液体,物体浸在液体中的 越大,受到的浮力越大;浸没后,浮力大小跟 无关;
(2)继续分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟液体的 有关;
(3)在实验步骤B中金属块所受浮力F浮= N,仅利用目前已知数据,小组 (选填“能”或“不能”)计算出该金属块的密度。
(4)同组的另一位同学取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口制成简易密度计,测出了图F中液体的密度:用刻度尺测得简易密度计的长度为L,将密度计放入水中,测得露出水面的高度为h1;再将该密度计放入待测液体中,测得露出液体表面的高度为h2;如图G所示。待测液体的密度表达式为:ρ液= (用所测的物理量L、h1、h2,及水的密度ρ水表示)。
(5)这位同学用该自制的密度计测量食用油的密度,操作时出现了如图H所示的情形,在不更换食用油和密度计的情况下,仍用此密度计能正常测量食用油的密度,可以进行的改进操作是: 。(仅要求写一种,合理即可)
25.(7分)小明利用图示装置“探究杠杆平衡条件”。
(1)实验前若出现图甲情况,应将杠杆的平衡螺母向 (“左”“右”)调,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)图乙中,他用弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆,使杠杆重新在水平位置平衡。目的是便于 ,若他将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的示数将 (“变大”“变小”或“不变”)。
(3)下表是在实验中记录杠杆平衡的部分数据:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
5
1
10
2
3
10
2
15
3
2
30
3
表中空格处所缺的数据是: 。分析表中的实验数据可以得出杠杆平衡的条件是 (用公式表达)。
(4)在学习了杠杆相关知识后,小天自制了一个简易杆秤,如图丙所示,杠杆由杆盘(放置待称量的物体)、提纽,秤杆(标有刻度,可读取被测物体质量)以及200g的秤砣构成,当不挂秤砣,秤盘中不放物体时,提起提纽,杆秤在空中恰好能水平平衡,已知AO间距离为10cm.当放入物体,将秤砣移至距O点30cm的B处时,秤杆水平平衡,则被称物体的质量为 g;若想增大该杆秤的量程,你可采取的方法是 (只写一条即可)。
六.、综合应用题(共19分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位。)
26.(9分)如图所示,工人用滑轮组向上提升800N的重物,拉力大小为500N,使重物在10s内匀速上升1m,若不计绳重及摩擦。求:
(1)动滑轮的重力;
(2)工人拉力的功率;
(3)该滑轮组的机械效率。
27.(10分)同学们受邀为校园内景观池设计液体深度监测仪。如图甲是他们设计的模拟装置示意图,一个足够深且底部固定有传感器的薄壁圆柱形容器,容器底面积为400cm2,传感器的体积忽略不计。将一个质量为1.2kg,底面积为200cm2、高为10cm的圆柱体A放在传感器上方,A与传感器通过不可伸长的细线(质量、体积都不计)相连。向容器中缓慢加入液体,当液体的深度为6cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力。在加液体过程中,传感器测得圆柱体A对它的压力或者绳子对它的拉力F随容器中液体的深度h的变化关系如图乙所示。求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)液体的密度;
(3)当圆柱体A刚好被完全浸没时,停止加液体,切断细线,最终物体静止时,容器底部受到的液体压强。
广西南宁市第十四中学2025-2026学年下学期八年级期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.(3分)在国际单位制中,功的单位是( )
A.牛顿(N) B.焦耳(J)
C.瓦特(W) D.帕斯卡(Pa)
【分析】对每个选项中的单位进行分析,明确各自对应的物理量,确定符合题意的选项。
【解答】解:在国际单位制中,
A、牛顿是力的主单位。不符合题意;
B、焦耳是功和能量的主单位。符合题意;
C、瓦特是功率的主单位。不符合题意;
D、帕斯卡是压强的主单位。不符合题意。
故选:B。
【点评】此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,难度较小,容易解答。
2.(3分)小明参加了学校运动会八年级男子组百米跑比赛,比赛前他静止站立在水平跑道时对跑道的压力大小可能是( )
A.500N B.50N C.5N D.0.5N
【分析】学生双脚站立在水平跑道上时对跑道的压力大小和自身的重力大小相等。
【解答】解:中学生的质量约为50kg,中学生受到的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,人站在地面上时,对地面的压力大小等于人的重力大小,所以比赛前他静止站立在水平跑道时对跑道的压力大小可能是500N,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【点评】本题考查了重力的计算公式,难度较小,属于基础性题目。
3.(3分)如图是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景,图中的简单机械M属于( )
A.定滑轮 B.动滑轮 C.斜面 D.滑轮组
【分析】轴的位置固定不动,这是定滑轮最基本的特征,即滑轮在使用过程中,其轴心位置是保持不变的。
【解答】解:装置顶端的简单机械轴心位置是保持不变的,是定滑轮。
故选:A。
【点评】此题考查了滑轮的分类。
4.(3分)下列哪一事例可以说明大气压的存在( )
A.用吸管吸牛奶 B.棒冰融化
C.手握橡皮圈发生形变 D.水往低处流
【分析】大气压强是由于空气具有重力和流动性而产生的,由此就能判断出生活中大气压存在和应用的一些现象。
【解答】解:A、用吸管吸牛奶时,口腔内气压小于牛奶瓶中的气压,在大气压的作用下,把牛奶压入口内,这是有大气压的缘故,符合题意;
B、棒冰融化是熔化现象,不是大气压的作用,故不符合题意;
C、手握橡皮圈发生形变,是物体的形状发生了变化,与大气压无关,故不符合题意;
D、水往低处流是水具有重力的结果,与大气压无关,故不符合题意;
故选:A。
【点评】大气压在现实生活中的存在和应用特别广泛,生活中要注意观察,此题属于生活常识。
5.(3分)《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中减小压强的工具是( )
A.甲图:锋利的锄头 B.乙图:重重的碾子
C.丙图:宽宽的扁担 D.丁图:尖尖的凿子
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、锋利的锄头,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B、重重的碾子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B不符合题意;
C、宽宽的扁担,增大了受力面积,在压力一定时可以减小对肩膀的压强,故C符合题意;
D、尖尖的凿子,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
6.(3分)如图所示的四种飞行器,在飞行时利用流体压强与流速关系获得升力的是( )
A. 热气球 B. 飞机
C. 飞艇 D. 火箭
【分析】(1)热气球和飞艇都是受到浮力大于重力而上升的。
(2)飞机的机翼上方突起,受到空气的升力作用。
(3)火箭是根据物体间力的作用是相互的而上升的。
【解答】解:A、热气球上升时,热气球受到的浮力大于重力。不符合题意。
B、飞机飞行时,飞机的机翼上方突起,机翼上方空气流速大于下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,机翼上方空气压强小于下方压强,飞机受到向上的升力作用。符合题意。
C、飞艇受到的浮力大于重力而上升的。不符合题意。
D、火箭喷出燃气,火箭给燃气一个向下的力,物体间力的作用是相互的,燃气给火箭一个向上的力,推动火箭上升。不符合题意。
故选:B。
【点评】掌握热气球、飞艇、火箭、飞机、轮船的工作原理。
7.(3分)如图所示的器具在使用时,属于省力杠杆的是( )
A.用扫帚扫地 B.用羊角锤起钉
C.用镊子夹物体 D.用筷子夹食物
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:A、用扫帚扫地过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A错误;
B、用羊角锤起钉过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B正确;
C、用镊子夹物体过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C错误;
D、用筷子夹食物过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
8.(3分)在公园里游玩时,小王同学使用如图所示的无人机拍摄附近的风景。若无人机匀速向上飞行时,所受一切外力全部消失,无人机会( )
A.匀速上升 B.匀速下落 C.加速下落 D.保持静止
【分析】根据牛顿第一定律,可判断物体在失去一切外力时,将保持哪种运动状态。
【解答】解:由题意知,无人机匀速向上飞行,做的是匀速直线运动,当一切外力全部消失时,根据牛顿第一定律,无人机将保持原来的运动状态,所以会匀速上升,故A符合题意,BCD不合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了利用牛顿第一定律来解释生活中的现象,属基础题,难度不大。
9.(3分)如图所示是奥运期间全红婵跳水的情景,当全红婵加速下落时,下列说法正确的是( )
A.动能减小 B.动能不变
C.重力势能减小 D.机械能增大
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
(3)机械能=动能+势能。
【解答】解:加速下落时,速度增大,动能增大,高度减小,重力势能减小;由于存在空气阻力,有一部分机械能转化为内能,机械能减小。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素,属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时,要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
10.(3分)利用鸿鹚捕鱼是我国传承千年的古老技艺。如图所示,当捕到鱼的鸿鹚从水中跳到渔船上时,下列有关渔船的说法,正确的是( )
A.船体将上浮一些 B.船体最终会沉底
C.排开水的质量不变 D.所受水的浮力变大
【分析】当捕到鱼的鸬鹚从水中跳到渔船上时,先判断出船总重的变化,根据物体漂浮条件F浮=G物判断浮力变化;根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排判断渔船排开水的重力和体积的变化,根据G=mg分析排开水的质量变化。
【解答】解:当捕到鱼的鸬鹚从水中跳到渔船上时,渔船的总重力变大,渔船漂浮,受到的浮力等于船的总重力,所以浮力变大,根据阿基米德原理可知,渔船排开水的重力变大,根据G=mg可知,船排开水的质量变大,根据F浮=ρ液V排g可知,水的密度不变,浮力增大,排开水的体积增大,所以小船下沉一些,故ABC错误,D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了漂浮条件和阿基米德原理知识灵活应用,属于比较典型的题目,要熟练掌握。
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分
(多选)11.(4分)在体育课上,八年级学生小明在练习“跳发球”,可简化为小明“抛球、腾空、击球、落地”四个过程,如图所示,其中小明对排球做功的过程有( )
A.抛球 B.腾空 C.击球 D.落地
【分析】做功的两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】解:A.拿着球向上抛,手对球施加了力,球在力的方向上移动了距离,手对球做了功,故A符合题意;
B.球腾空时,球做惯性运动,小明未对球施加力,所以小明没有对球做功,故B不符合题意;
C.击球时,球在力的方向上移动距离,所以对球做功,故C符合题意;
D.完成击球后,球做惯性运动,手不再对球施加力,不再对球做功,故D不符合题意。
故选:AC。
【点评】掌握力是否做功的判断方法,特别是有力、有距离,力对物体不一定做功,需要深刻理解做功的两个必要因素。
(多选)12.(4分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强:p甲=p乙
B.液体对容器底部的压力:F甲=F乙
C.容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
D.容器对桌面的压力:F甲′=F乙′
【分析】(1)液体质量相同,根据图判断出两液体的体积,根据密度公式判断出两液体的密度大小关系,根据p=ρgh判断液体对杯底压强的关系;根据公式p可求得出液体对容器底部的压力大小关系;
(2)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,根据公式p可得出容器对桌面的压强的大小关系。
【解答】解:A、从图中可知乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,根据ρ可知ρ甲>ρ乙,因两容器中液体的深度相同,根据p=ρ液gh知,液体对杯底的压强p甲>p乙,故A错误;
B、容器的底面积相同,根据公式p可知液体对容器底部的压力F甲>F乙,故B错误;
D、水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,容器的质量相等,根据G=mg
可知二者的总重力相等,故容器对桌面的压力F甲′=F乙′,故D正确;
C、容器的底面积相同,由p得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故C正确。
故选:CD。
【点评】本题主要考查了固体压强、液体压强、密度公式的应用,知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力是解题的关键。
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上,不要求写出演算过程。)
13.(2分)篮球场上,球员投篮后,它在空中继续飞行,这表明篮球具有 惯性 ;在篮球飞出到静止的过程中,力改变了篮球的 运动状态 。
【分析】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
【解答】解:球员投篮后,由于具有惯性,它会继续保持向前的运动状态,在空中飞行。
篮球在空中飞行时受到重力和空气阻力的作用,重力和空气阻力改变了篮球的运动状态,使篮球最终落回地面,处于静止状态。
故答案为:惯性;运动状态。
【点评】本题考查了对惯性的认识,对力的作用效果的了解,属基础题,难度不大。
14.(2分)如图所示,排水管中U形“存水弯”内的水静止时,两侧的水面总是 相平 的,这是利用了 连通器 的原理。
【分析】上端开口,下端连通的容器叫连通器,连通器里只有一种液体时,在液体静止时液面是相平的。
【解答】解:U形“存水弯”上端开口、下部是相通的,构成了连通器,在液体不流动时,“反水弯”中液面是相平的,利用了连通器原理工作。
故答案为:相平;连通器。
【点评】本题考查了连通器的应用,属于基础题。
15.(2分)某消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示,电动灭火无人机悬停在空中。如图乙所示,当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时,原本悬停的无人机水平向左飘移,这说明力的作用是 相互 的;使原本悬停的无人机发生飘移的力的施力物体是 干粉 。
【分析】力的作用是相互的,一个物体是施力物体的同时也是受理物体。
【解答】解:当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时,原本悬停的无人机水平向左飘移,这说明力的作用是相互的,干粉使原本悬停的无人机发生飘移。
故答案为:相互;干粉。
【点评】本题考查了力的作用的相互性,属于基础题。
16.(2分)如图所示,手拿着杯子接水的过程中杯子保持静止,则杯子受到的摩擦力将 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”);当杯子在手中开始向下滑时,用力握住杯子使其保持静止,这是通过 增大压力 的方式来增大摩擦力。
【分析】(1)水杯静止在手中,重力和摩擦力相平衡,据此分析在接水过程中杯子受到的摩擦力变化;
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:用杯子接水时,水杯静止在手中,在竖直方向上,杯子受到的重力和摩擦力是一对平衡力,在接水过程中,杯子和水的总重力变大,所以杯子受到的摩擦力将会变大;
摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度,当杯子在手中开始向下滑时,接触面的粗糙程度是一定的,因此可以紧握杯子,通过增大压力的方式来增大摩擦力使其在手中静止。
故答案为:变大;增大压力。
【点评】本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
17.(2分)如图所示,木块在水平向左的力F1和水平向右的力F2的作用下在光滑的水平面上向右做直线运动,其中F1为1N,F2为3N,则木块在水平方向受到的合力为 2 N,此时木块 不处于 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态。
【分析】根据物体的运动状态分析合力的大小。
【解答】解:木块在水平向左的力F1和水平向右的力F2的作用下向右做直线运动,受到的合力为2N,水平向右,两个力大小不相等,所以木块不处于平衡状态。
故答案为:2;不处于。
【点评】本题考查了力的合成,属于基础题。
18.(2分)地质队获得了一段地质样品,由密度相同的A、B柱体组成,经测量B的高10cm,底面积240cm2。为分析样品的地质结构,将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲,传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙。则该样品的密度为 2.5×103 kg/m3;当该模型切去部分直接放在水平面上,其对水平面的压强与剩余部分对传感器的压强相等时,切去高度为 16 cm。
【分析】由图乙可知圆柱体总高度为30cm,B高10cm,据此计算A的高度,再根据液体压强公式计算圆柱体A的密度;
由B的高、底面积、密度根据重力公式、密度公式、体积公式求出B的重力;
再根据压强公式求出B直接对地面的压强;
结合图乙知A单独对地面的压强为5000Pa,对比二者大小关系,推理应切去部分包含内容;
由图乙得出B对A的力使A对地面的压强的增加量Δ,进而根据压强公式得A的底面积,
当该模型切去部分对地面的压强与剩余部分对地面的压强相等时即p1,
由压强公式p=ρgh得A剩余部分高度为,最后利用总高度减去剩余部分高度得出应切去的高度。
【解答】解:由图像乙可知,当h=30cm时,传感器所受压强为0,则A的高度为:
hA=h﹣hB=30cm﹣10cm=20cm=0.2m,
由图像乙可知,当切去10cm时,传感器上所受压强为物体A对传感器的压强,
由p得该样品的密度为:
2.5×103kg/m3,
B的高10cm=0.1m,底面积240cm2=2.4×10﹣2m2,密度为2.5×103kg/m3,
GB=mBg=ρBVB=ρBSBhBg=2.5×103kg/m3×2.4×10﹣2m2×0.1m×10N/kg=60N,
B直接对地面的压强为:
pB2500Pa,
又因A单独对地面的压强为5000Pa,
故若想切去部分直接放在水平面上,其对水平面的压强与剩余部分对传感器的压强相等,应切去部分为全部B和部分A,
B对A的力使A对地面的压强的增加量Δp=(7000﹣5000)Pa,
根据压强公式得A的底面积为:
SA3×10﹣2m2,
当该模型切去部分对地面的压强与剩余部分对地面的压强相等时:
即p17000Pa=3500Pa,
由压强p=ρgh得A剩余部分高度为:
hB′0.14m=14cm,
故切去的高度为30cm﹣14cm=16cm。
故答案为:2.5×103kg/m3;16cm。
【点评】本题考查压强公式、重力公式、密度公式的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
四、作图题(共6分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
19.(2分)如图所示,重为3N的排球在空中飞行,请画出它所受重力的示意图。
【分析】先确定重力的大小、方向、作用点,再根据力的示意图的画法作图。
【解答】解:排球受到重力的作用点在排球的重心(球心),方向竖直向下,大小G=3N,从重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,在箭头附近标上G=3N,如图所示:
【点评】本题考查了重力的示意图的画法,属于基础题目。
20.(2分)如图中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法。
【分析】根据人站在地面上确定人的用力方向,从而可知绳子的有效段数,据此连接。
【解答】解:地上的人用滑轮组提升重物,因人站在地面上,故人只能用下用力,绳子有效段数为2,如下所示:
【点评】本题考查滑轮组的连接,关键是明确绳子的有效段数。
21.(2分)如图是我国古人舂米工具的结构示意图,请在图中画出阻力F2的力臂l2。
【分析】力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离,据此作图。
【解答】解:反向延长画出阻力F2的作用线,从支点O向该作用线作垂线,从支点O到垂足的距离为阻力F2的力臂,如图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法,属于基础题目。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
22.(5分)如图所示,小陈做了下列有关压强的实验。
(1)在探究影响压力作用效果的因素实验中,通过观察海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,这种科学研究方法叫做 转换法 。
(2)比较甲和 乙 ,说明压力的作用效果与压力大小有关;
(3)如图丁是在某地测量大气压值的实验图,此时的大气压强等于 750 mm高的水银柱所产生的压强;若将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面的高度差将 不变 ;若将玻璃管稍微向上提一点,管内外水银面的高度差将 不变 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)(2)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,
(3)得出槽内水银面与管内水银面的竖直高度,这个高度的水银产生的压强等于大气压强的值。
【解答】解:(1)在探究影响压力作用效果的因素实验中,通过观察海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,这种科学研究方法叫做转换法。
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,比较甲和乙,说明压力的作用效果与压力大小有关;
(3)如图丁是在某地测量大气压值的实验图,槽内水银面与管内水银面的竖直高度为750mm,此时的大气压强等于750mm高的水银柱所产生的压强;若将玻璃管稍微倾斜,因大气压强不变,管内外水银面的高度差将不变;若将玻璃管稍微向上提一点,管内外水银面的高度差将不变。
故答案为:(1)转换法;(2)乙;(3)750;不变;不变。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验和托里拆利实验,主要考查了对操作过程的理解。
23.(6分)科学小组用如图1所示的装置完成探究﹣“阻力对物体运动的影响”,
(1)让质量为m的小球从同一斜面的 相同 (填“相同”或“不同”)高度由静止下滑;分析实验现象可得:水平面越光滑,小球受到的阻力越小,小球运动的距离越 远 (选填“远”或“近”),速度减小得越 慢 (选填“快”或“慢”);
(2)小组成员增加了质量为的小球和一个木块,可以继续完成探究二“物体动能的大小与哪些因素有关”,如图2所示,让小球从斜面滑下撞击木块,通过比较 木块被撞击后滑行的距离 来判断小球动能的大小;若要探究动能与速度的关系应选用 甲、丙 两图;若水平面绝对光滑,本实验将 不能 (填“能”或“不能”)达到探究目的。
【分析】(1)探究“阻力对物体运动的影响”,这个实验的核心思想是控制变量法和科学推理法。让质量为m的小球从同一斜面的相同高度由静止下滑,是为了利用重力势能转化为动能的原理,确保小球每次到达水平面时的初速度相同。
力是改变物体运动状态的原因。阻力越小,对小球运动状态的改变就越慢。
(2)探究“物体动能的大小与哪些因素有关”,这个实验巧妙地运用了转换法。通过比较木块被撞击后滑行的距离来间接判断小球动能的大小。木块滑行得越远,说明小球对木块做的功越多,小球的动能就越大。探究动能与速度的关系:
动能大小与质量和速度有关。要探究动能与速度的关系,必须控制质量相同,改变速度。
在这个实验中,若水平面绝对光滑,木块在被小球撞击后将不受摩擦力阻力。根据牛顿第一定律,木块将以撞击后的速度一直做匀速直线运动,永远不会停下来。这样一来,就无法通过比较“木块滑行的距离”来判断动能大小了。
【解答】解:(1)探究“阻力对物体运动的影响”,这个实验的核心思想是控制变量法和科学推理法。让质量为m的小球从同一斜面的相同高度由静止下滑,是为了利用重力势能转化为动能的原理,确保小球每次到达水平面时的初速度相同。这是控制变量法的关键,只有初速度相同,后续运动距离的差异才能完全归因于水平面阻力的不同。实验现象与结论:
在实验中,通过改变水平面的粗糙程度(如毛巾、棉布、木板)来改变阻力大小。观察到的现象是:水平面越光滑,小球受到的阻力越小,小球运动的距离越远,速度减小得越慢。物理本质力是改变物体运动状态的原因。阻力越小,对小球运动状态的改变就越慢。
(2)探究“物体动能的大小与哪些因素有关”,这个实验巧妙地运用了转换法。动能的大小无法直接测量,因此实验中让小球从斜面滑下撞击木块,通过比较木块被撞击后滑行的距离来间接判断小球动能的大小。木块滑行得越远,说明小球对木块做的功越多,小球的动能就越大。探究动能与速度的关系:
动能大小与质量和速度有关。要探究动能与速度的关系,必须控制质量相同,改变速度。操作逻辑:选用同一小球(质量相同),从斜面的不同高度释放。高度越高,到达底端的速度越大。甲、丙两图是“同一个小球,不同释放高度”的组合。探究动能与质量的关系。
在这个实验中,若水平面绝对光滑,木块在被小球撞击后将不受摩擦力阻力。根据牛顿第一定律,木块将以撞击后的速度一直做匀速直线运动,永远不会停下来。这样一来,就无法通过比较“木块滑行的距离”来判断动能大小了,因此本实验将不能达到探究目的。
故答案为:(1)相同;远;慢;(2)木块被撞击后滑行的距离;甲、丙;不能。
【点评】主要涵盖了两个核心探究实验:“阻力对物体运动的影响”和“物体动能的大小与哪些因素有关”,都用到了控制变量法和转换法。
24.(7分)如图所示,在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小组先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在图中。(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)分析实验步骤A、B、C、D、E,可以说明:同种液体,物体浸在液体中的 体积 越大,受到的浮力越大;浸没后,浮力大小跟 浸没的深度 无关;
(2)继续分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟液体的 密度 有关;
(3)在实验步骤B中金属块所受浮力F浮= 0.5 N,仅利用目前已知数据,小组 能 (选填“能”或“不能”)计算出该金属块的密度。
(4)同组的另一位同学取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口制成简易密度计,测出了图F中液体的密度:用刻度尺测得简易密度计的长度为L,将密度计放入水中,测得露出水面的高度为h1;再将该密度计放入待测液体中,测得露出液体表面的高度为h2;如图G所示。待测液体的密度表达式为:ρ液= (用所测的物理量L、h1、h2,及水的密度ρ水表示)。
(5)这位同学用该自制的密度计测量食用油的密度,操作时出现了如图H所示的情形,在不更换食用油和密度计的情况下,仍用此密度计能正常测量食用油的密度,可以进行的改进操作是: 向容器内加食用油 。(仅要求写一种,合理即可)
【分析】(1)(2)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系。
(3)根据称重法测浮力求出在实验步骤B中金属块所受浮力,根据阿基米德原理求出金属块浸没时排开水的体积,即为金属块的体积,根据G=mg求出金属块的质量,根据密度公式求出金属块的密度。
(4)根据体积公式表示出简易密度计在两种液体中排开液体的体积,根据阿基米德原理表示出简易密度计在两种液体中受到的浮力,根据漂浮条件可知简易密度计在两种液体中所受浮力的关系,进而求出待测液体的密度表达式。
(5)密度计是根据漂浮时浮力等于重力的原理工作的。图中密度计下端碰到容器底部,受到的浮力小于其重力,在不更换食用油和密度计的情况下,应增大浮力,根据阿基米德原理分析改进方法。
【解答】解:(1)分析实验步骤A、B、C、D,液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,可以说明:浸在同种液体中的物体,排开液体的体积越大,受到的浮力越大;分析步骤A、D、E,液体密度相同,金属块排开液体的体积相同,浸没的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,说明浸没后浮力大小跟浸没的深度无关。
(2)分析实验步骤A、E、F,金属块排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,金属块所受浮力不同,可以说明浮力大小跟液体的密度有关。
(3)由称重法测浮力可知,在实验步骤B中金属块所受浮力为F浮=G﹣F=2.7N﹣2.2N=0.5N,
金属块的质量为,
由图A、D可知,金属块浸没在水中受到的浮力为F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N,
根据阿基米德原理可得,金属块的体积为,
金属块的密度为。
(4)用刻度尺测得简易密度计的长度为L,将密度计放入水中,测得露出水面的高度为h1,设密度计的横截面积为S,排开水的体积为V排水=S(L﹣h1),
密度计受到的浮力为F浮水=ρ水gV排水=ρ水gS(L﹣h1),
再将该密度计放入待测液体中,测得露出液体表面的高度为h2,排开液体的体积为V排液=S(L﹣h2),
密度计受到的浮力为F浮液=ρ液gV排液=ρ液gS(L﹣h2),
密度计在水中和液体中都处于漂浮状态,受到的浮力都等于其重力,所以ρ水gS(L﹣h1)=ρ液gS(L﹣h2),
则待测液体的密度表达式为。
(5)密度计是根据漂浮时浮力等于重力的原理工作的。图中密度计下端碰到容器底部,受到的浮力小于其重力,在不更换食用油和密度计的情况下,应增加密度计的浮力,由阿基米德原理可知,可以向容器内加食用油,这样可以增大密度计排开食用油的体积,增大浮力,直到密度计漂浮。
故答案为:(1)排开液体的体积;浸没的深度;(2)密度;(3)0.5;2.7×103;(4);(5)向容器内加食用油。
【点评】本题探究“浮力的大小跟哪些因素有关”,考查重力公式、密度公式、控制变量法、称重法测浮力、阿基米德原理和物体漂浮条件的应用。
25.(7分)小明利用图示装置“探究杠杆平衡条件”。
(1)实验前若出现图甲情况,应将杠杆的平衡螺母向 右 (“左”“右”)调,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)图乙中,他用弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆,使杠杆重新在水平位置平衡。目的是便于 在杠杆上直接读出力臂 ,若他将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的示数将 变大 (“变大”“变小”或“不变”)。
(3)下表是在实验中记录杠杆平衡的部分数据:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
5
1
10
2
3
10
2
15
3
2
30
3
表中空格处所缺的数据是: 20 。分析表中的实验数据可以得出杠杆平衡的条件是 F1l1=F2l2 (用公式表达)。
(4)在学习了杠杆相关知识后,小天自制了一个简易杆秤,如图丙所示,杠杆由杆盘(放置待称量的物体)、提纽,秤杆(标有刻度,可读取被测物体质量)以及200g的秤砣构成,当不挂秤砣,秤盘中不放物体时,提起提纽,杆秤在空中恰好能水平平衡,已知AO间距离为10cm.当放入物体,将秤砣移至距O点30cm的B处时,秤杆水平平衡,则被称物体的质量为 600 g;若想增大该杆秤的量程,你可采取的方法是 可在秤砣质量不变时,增加秤杆的长度,或在秤杆长度不变时,增加秤砣的质量 (只写一条即可)。
【分析】(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂;在调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向较高的一端调节;
(2)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,这样方便测量力臂;
弹簧测力计斜拉时,拉力力臂变小,拉力变大;
(3)通过实验得出杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2可求表中空格处所缺的数据;
杠杆平衡条件:F1l1=F2l2;
(4)确定杠杆的支点和力臂,直接应用杠杆的平衡条件来计算;
根据杠杆平衡条件分析增大测量范围的方法。
【解答】解:(1)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节;
(2)图乙中,他用弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做,可以使杠杆自身重力的力臂为0,消除自身的重力影响,目的是便于在杠杆上直接读出力臂。
若他将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,此时阻力和阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,动力会变大,所以测力计的示数将变大。
(3)根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,
2N×30cm=3N×l2,解得l2=20cm;
分析表中的实验数据可以得出杠杆平衡的条件是F1l1=F2l2。
(4)根据杠杆平衡条件可知G物LOA=G秤砣LOB,
即m物LOA=m秤砣LOB,
代入数据m物×10cm=200g×30cm,
解得被称物体的质量m物=600g;
根据 m物LOA=m秤砣LOB 可知,要增大杆秤的量程,即增大 m物 的最大值,可在秤砣质量不变时,增加秤杆的长度,或在秤杆长度不变时,增加秤砣的质量。
故答案为:(1)右;(2)在杠杆上直接读出力臂;变大;(3)20;F1l1=F2l2;(4)600;可在秤砣质量不变时,增加秤杆的长度,或在秤杆长度不变时,增加秤砣的质量。
【点评】本题是探究杠杆平衡条件的实验,考查了对杠杆平衡的理解、如何调节杠杆的平衡以及杠杆平衡条件的应用等知识,难度适中。
六.、综合应用题(共19分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位。)
26.(9分)如图所示,工人用滑轮组向上提升800N的重物,拉力大小为500N,使重物在10s内匀速上升1m,若不计绳重及摩擦。求:
(1)动滑轮的重力;
(2)工人拉力的功率;
(3)该滑轮组的机械效率。
【分析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重及摩擦,利用F(G+G动)求出动滑轮重;
(2)根据W总=Fs=Fnh求出拉力做的总功,利用P求出工人拉力的功率;
(3)根据W有=Gh求出拉力做的有用功,利用η求出该滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)由图可知,n=2,不计绳重及摩擦,动滑轮的重力G动=nF﹣G=2×500N﹣800N=200N;
(2)拉力做的功W总=Fs=Fnh=500N×2×1m=1000J,
拉力的功率为:
;
(3)拉力做的有用功为W有=Gh=800N×1m=800J,
该滑轮组的机械效率为:
。
答:(1)动滑轮的重力为200N;
(2)工人拉力的功率为100W;
(3)该滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用。
27.(10分)同学们受邀为校园内景观池设计液体深度监测仪。如图甲是他们设计的模拟装置示意图,一个足够深且底部固定有传感器的薄壁圆柱形容器,容器底面积为400cm2,传感器的体积忽略不计。将一个质量为1.2kg,底面积为200cm2、高为10cm的圆柱体A放在传感器上方,A与传感器通过不可伸长的细线(质量、体积都不计)相连。向容器中缓慢加入液体,当液体的深度为6cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力。在加液体过程中,传感器测得圆柱体A对它的压力或者绳子对它的拉力F随容器中液体的深度h的变化关系如图乙所示。求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)液体的密度;
(3)当圆柱体A刚好被完全浸没时,停止加液体,切断细线,最终物体静止时,容器底部受到的液体压强。
【分析】先利用体积、质量公式求圆柱密度,再根据无压力时浮力等于重力结合阿基米德原理算液体密度,最后分析浸没、漂浮两种排液体积变化,算出液面下降高度,用液体压强公式求解容器底压强。
【解答】解:(1)由题,圆柱体A的质量:m=1.2kg
圆柱体A的体积:
(1)
圆柱体A的密度:
(2)
(2)向容器中缓慢加入液体,液体深度为6cm时,圆柱体A对传感器无压力,浮力等于重力F浮=G=12N。
此时排开液体体积:
(3)
由F浮=ρ液gV排变形得液体密度:
(4)
(3)液体深度12cm时绳子刚好伸直,物体漂浮,浸入深度仍为6cm,细线长度:
L=12cm﹣6cm=6cm (5)
圆柱体A刚好浸没时排液体积:
(6)
切断细线后物体重新漂浮,浮力等于重力,此时排液体积:
(7)
液面下降高度:
(8)
最终液体深度:
h剩=hA+L﹣Δh=10cm+6cm﹣2cm=14cm=0.14m (9)
容器底部液体压强:
(10)
答:(1)0.6×103kg/m3;
(2)1×103kg/m3;
(3)1400Pa。
【点评】本题分层考查密度、阿基米德原理与液体压强,结合物体漂浮、浸没两种状态对比分析液面变化,完整覆盖浮力压强综合计算核心考点。
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