精品解析:湖北襄阳市樊城区2025-2026学年下学期期末学业质量监测八年级物理
2026-08-08
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2份
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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) | 湖北省 |
| 地区(市) | 襄阳市 |
| 地区(区县) | 樊城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.32 MB |
| 发布时间 | 2026-08-08 |
| 更新时间 | 2026-08-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59132521.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
樊城区2025—2026学年度下学期期末学业质量监测
八年级物理试题
(时间:100分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(共12题,每题3分,共36分。在每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图,铺设瓷砖时,工人使用橡胶锤而不用铁锤,这主要是利用了橡胶的( )
A. 密度小 B. 塑性好 C. 弹性好 D. 硬度大
2. 在学校的拔河训练中,甲、乙两位同学沿南北方向同时拉同一根绳子。甲施加的拉力大小为5 N,乙施加的拉力大小为7 N,但两人具体是向南拉还是向北拉并不确定。若不计绳子的质量及其他阻力,则这两个拉力的合力不可能是( )
A. 向南12N B. 向北5N C. 向南2N D. 向北2N
3. 北极熊在薄冰上行走时,偶尔会听到冰面发出“咔嚓”声,似乎有开裂的危险。此时它会立刻趴下,四脚伸开(如图甲),缓慢地爬过冰面,到了安全地带再站起来继续行走(如图乙)。北极熊从站立改为趴下爬行的主要目的是( )
A. 减小对冰面的压力 B. 减小对冰面的压强
C. 增大与冰面的摩擦 D. 增大身体的稳定性
4. 在古代,习武之人常用一种名为“石锁”的器械练习力量——它形似哑铃,重量从几十斤到几百斤不等。下列在院中训练石锁的四个情景中,人对石锁做了功的是( )
A. 咬紧牙关,奋力去搬地上的石锁,但石锁纹丝不动
B. 成功将石锁提起后,双臂伸直,稳稳地站在原地保持静止
C. 深吸一口气,将石锁从脚边缓慢举过头顶,直至双臂伸直
D. 举着石锁,沿水平方向匀速走过一段距离(石锁高度不变)
5. 襄阳传统面食“猪油饼”制作时,要先将面粉加水和成面团,用筷子搅拌成絮状,再揉成光滑的面团;随后搓条、揪成小剂,用手掌压成薄片,抹上猪油、盐、葱花等,再卷成小圆筒状,压扁后整齐地码在烤盘上,上火烤制15分钟左右。关于其制作过程,下列说法错误的是( )
A. 搅拌过程中,手对筷子的力改变了筷子的运动状态
B. 揉成面团的过程中,面团是受力物体
C. 卷成小圆筒状的过程中,体现了力能使物体形状发生改变
D. 码在烤盘上的猪油饼对烤盘的力与烤盘对猪油饼的力作用点相同
6. 2026年春运铁路客流数据刷新多项历史纪录,预计达5.4亿人次。保证乘客安全乘车是铁路部门的首要任务。如图所示是某城市车站的候车站台,乘客候车时不能越过安全线,以下现象不能用此现象的规律解释的是( )
A. 飞机的机翼使飞机起飞时获得更大的升力
B. 热气球下方开口处燃烧液化气使气球升空
C. 电动车安装遮阳伞存在安全隐患
D. 在野外游泳时,务必远离有漩涡的地方
7. 建筑工地上,工人师傅使用一个质量不计的动滑轮来竖直提升建材。如图所示,绳子一端固定,绕过动滑轮后,工人竖直向上拉动绳子自由端,使系在动滑轮下的建材匀速上升,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A. 工人向上拉绳的力大于建材的重力
B. 工人向上拉绳的力等于建材重力的一半
C. 绳子自由端移动的距离小于建材上升的高度
D. 工人拉力做的功大于克服建材重力做的功
8. 在“防溺水安全系列教育”活动中,专家指导:若不小心落水,应保持冷静,将手臂浸在水中,头后仰,口鼻露出水面,身体放松,这样就能自然漂浮。反之,如果惊慌失措,将双臂高高举出水面,身体反而会下沉。从物理学的角度分析,落水后将手臂浸在水中而非举出水面,其好处是( )
A. 浸入水的深度增大,受到的浮力增大
B. 排开水的体积减小,受到的浮力增大
C. 排开水的体积增大,受到的浮力增大
D. 减小了自身的重力,受到的浮力增大
9. 2025年,我国“天宫”空间站为国家级太空实验室已稳定运行多年,航天员们在失重环境下开展了一系列科学实验。在空间站内,航天员飘浮在工作舱中,连吃饭喝水都需要特殊装置辅助,睡觉也要把自己固定在睡袋里。在这种失重条件下,下列哪个实验是航天员能够成功完成的( )
A. 探究液体压强的影响因素 B. 用弹簧测力计测拉力
C. 探究浮力大小影响因素 D. 用托里拆利实验测量空间站内气压
10. 生活中有许多与惯性有关的现象。如图所示的四个情景中,关于惯性的说法正确的是( )
A. 图甲:用力快速击打一摞棋子中下方的一个,该棋子飞出,而上面的棋子几乎保持静止后落下——这说明被击飞的棋子不具有惯性
B. 图乙:工人手握锤柄,将锤柄下端往木凳上用力撞击几下,松动的锤头就紧紧套在锤柄上——这是由于锤头受到了惯性的作用,要保持原来的运动状态
C. 图丙:标枪运动员在投掷前需要助跑一段距离,这样才能投得更远——这是因为运动员助跑后速度增大,身体的惯性也随之增大
D. 图丁:汽车行驶时,驾驶员和前排乘客必须系好安全带——这是为了防止汽车突然刹车时,人体因惯性带来的危害
11. 蹦床运动是运动员借助床面的弹性,在空中完成各种翻腾、转体等技巧动作的一项竞技项目。如图所示,运动员从最高点由静止开始竖直下落,在点首次接触床面,随后继续下压至最低点。若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 运动员下落到点时速度最大
B. 运动员在最低点时所受合力为零
C. 运动员从点运动到点过程中动能增大
D. 运动员从点运动到点过程中机械能不守恒
12. 周末,襄襄帮爸爸整理杂物间,用到了好几种工具。在使用过程中,他发现有的工具用起来很省力,有的却费力,但各有各的用途。以下四种机械在使用时,从省力费力的角度来看,与另外三个不同的是( )
A. 赛艇的桨 B. 羊角锤起钉子
C. 开瓶器开瓶盖 D. 抽水机的柄
二、填空题(共6题,每空1分,共14分)
13. 如图所示,2026年2月11日长征十号运载火箭一级箭体按程序受控安全溅落于预定海域。在降落预定海域要实施制动减速,需要将发动机喷管朝向___________(选填“下方”或“上方”),此现象说明力的作用是___________的。
14. 如图,是我国科研团队自主研制的直径的超大型盾构机主轴承,该轴承的问世标志着我国的科研水平迈上更高的台阶,人们在轴承里安装滚珠,是为了变滑动摩擦为________摩擦;在日常使用过程中,人们常常会在轴承上加润滑油,这样做是通过使接触面分离来________(选填“增大”或“减小”)摩擦。
15. 如图所示,滑雪爱好者小红穿上滑雪板后同样双脚站立对雪地的压强会________,若小红抬起右脚时,他对地面的压强将________(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”);滑雪手杖下端很尖,这是通过________的方法增大压强。
16. 图甲是古人利用水碓自动舂米的场景,其结构如图乙。其中碓头、碓杆和水舱是一个整体,还配有可移动的支架。水注入空心水舱后会使碓头缓缓抬起,到达一定高度后水舱中的水就会从尾部流出从而使碓头下降撞击碓窝中的谷物,水舱重新注水重复上述过程。
为了提高舂米效果,碓头的质量应________(选填“较小”或“较大”)。要想增大碓头击打的频率,可以________(选填“向左”或“向右”)移动支架。
17. 如图甲所示,活塞式抽水机是利用________把水从低处抽到高处的。图乙是某小组用自己制作的简易活塞式抽水机抽水的情景。将塑料片粘在活塞________(选填“上方”或“下方”)作为阀门,把________(选填“塑料球”或“玻璃球”)放到瓶子里作为阀门B,该抽水机的结构如图丙所示。
18. 某物理兴趣小组利用频闪摄影技术研究高空坠物的危害。如图为小球从静止开始无阻力自由下落时,每隔相等时间曝光一次所拍摄的频闪照片。若将小球下落的总高度均分为前后相等的两段,则小球在前半段和后半段下落过程中,重力所做的功分别为和,重力做功的功率分别为和。请比较它们的大小:_______,_______(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
三、探究实践题(共7题,共30分。其中19-20题,每图2分,其余每空1分。)
19. 在繁忙的集装箱码头上,正面起重机(俗称“正面吊”)是搬运大型集装箱的重要设备,如图甲所示。图乙是正面吊起重臂吊起集装箱的简化示意图,其中O是起重臂的支点,端吊挂着集装箱,端由可伸缩的撑杆提供支撑力。请在图乙中完成以下作图。
(1)拉力(钢绳对起重臂的拉力)的力臂;
(2)撑杆对起重臂的作用力。
20. 央视春晚从《秧BOT》到《武BOT》,人形机器人正从圈内走入寻常生活,成为科技与艺术融合的鲜活例证。如图为一款人形机器人在户外表演时,正从舞台台阶上缓步走下。请在图中点处作出机器人所受重力,以及行走时脚处受地面摩擦力的示意图。
21. 某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50 g。
(1)如图甲所示,小组同学在左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时,松手后发现木块仍保持静止,此时木块在水平方向受到的力________(选填“平衡”或“不平衡”);
(2)经过思考与交流后,实验小组决定改进实验设计。樊樊同学设计了如图乙所示实验装置,目的是减小________对小车平衡的影响;
(3)阳阳同学用轻质卡片设计了如图丙所示实验装置,但同组的城城在安装调试时,误将卡片组装成图丁所示的样子。用此装置________(选填“能”或“不能”)完成本探究。松手后可观察到小卡片________(选填“向左下运动”“向右上运动”或“仍静止”)。
22. 小明家里的旧沙发垫坐上去后总会慢慢往下滑,每次都要重新整理,十分不便。后来妈妈更换了一款背面有颗粒防滑层的新沙发垫,坐上去稳稳当当。小明想:新旧沙发垫的摩擦真的不一样么?于是他决定利用所学物理知识进行实验探究。
(1)如图甲所示,小明将旧沙发垫背面朝上平铺在水平面上,用弹簧测力计________拉动木块在旧沙发垫上做直线运动,根据________原理间接测量木块与沙发垫之间的滑动摩擦力;
(2)比较甲、乙两次实验得出结论:压力相同时,________越大,滑动摩擦力越大。由此也能解释新沙发垫为什么不容易滑落;
(3)实验结束后,有同学提出新问题:斜面能够省力,那摩擦力呢?于是他们利用已有器材进行实验,如图丙所示,用弹簧测力计沿斜面向上以4 N的拉力匀速拉动木块沿斜面向上运动,已知木块重5N,斜面倾角为。请你判断木块所受摩擦力大小_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)4N;
(4)另一小组同学利用二轴力平台进一步测量了自行车通过时车轮所受的摩擦力(平行于平台方向)。图丁为平台记录的摩擦力随时间变化的图像。
观察图像可知,自行车两次经过平台时,摩擦力均出现了两个峰值,且两个峰值一正一负,这说明人蹬车骑行时,前后轮所受摩擦力的方向__________(选填“相同”或“相反”)。
23. 为了探究液体压强的特点,某同学做了如下实验。
(1)在制作压强计时,有三块相同形状的橡皮膜可供选择。将同一小球分别放在三块橡皮膜上,观察其形变程度如图1所示。为提高压强计的灵敏度,应选择橡皮膜_________(选填“A”、“B”或“C”);
(2)若探头在空气中自然放置时,发现U形管两侧液面不相平,下一步的操作是________;
(3)调节好的U形管压强计________(选填“是”或“不是”)连通器;
(4)为使实验现象更明显,U形管中的液体最好用________(选填“染色酒精”“水”或“水银”);比较图2实验甲、乙,可以探究液体压强与________的关系;
(5)对比图甲实验,可知图丙中的液体密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
24. 在游泳时,我们会有这样的体验:从浅水区走向深水区,会感觉身体越来越“轻”。这引发了同学们的思考:浮力的大小究竟与哪些因素有关?为此,他们提出了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关
猜想3:浮力的大小可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,他们在可密封的圆柱体内装一些铅粒,然后将圆柱体悬挂在测力计下,使圆柱体分别在空气中、水中不同深度静止时,读出弹簧测力计的示数,实验操作如图a~e所示。
(1)与图a相比,图b中弹簧测力计的示数变小的原因是_________________________,图b中圆柱体受到的浮力为_________N。
(2)分析a、b、c三次实验数据可验证猜想_________是正确的;分析a、c、d三次实验,发现弹簧测力计示数相同,说明猜想1是错误的;分析_________三次实验,可验证猜想3是正确的。
(3)实验结束后,有同学发现整个实验过程中弹簧测力计都忘记调零,这样测得物体浸没在水中时受到的浮力_________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(4)物理小组的同学根据浮力知识设计了如图所示的简易密度计:将塑料吸管的两端封闭并在底端缠上铜丝作为配重,在塑料吸管(标度杆)上固定一个合适的浮子并调整配重就做成一个简易密度计。图中、两个位置所对应的液体密度分别为、,若想增大该密度计这两个标记间的距离,请你提出一种改进措施_____________________。
25. 杆秤作为我国传统度量工具,制作轻巧、使用方便,曾是市井交易中不可或缺的“公平尺”。如今,它虽逐渐淡出日常生活,但其背后蕴含的杠杆原理仍是物理学习的重要内容。
【项目提出】跨学科实践小组决定制作简易杆秤,在实践中学物理、用物理。
【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成,结构如图所示。
称量时将待测物体放在秤盘中,移动秤砣(挂绳)在秤杆上的位置,直到秤杆水平平衡,根据秤砣(挂绳)所在位置的刻度即可读出物体质量。制作杆秤时需要重点考虑:秤杆材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。
【项目实施】
(1)选材:为保证秤杆在反复使用中不易弯折、形变微小,选择秤杆时应优先考虑_______(选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”);
(2)制作:①选取一根可忽略重力的杆做秤杆,在其左端依次标出、两点,并在处系上提纽;将质量为的小盘系于处作为秤盘;将质量为的钩码作为秤砣,挂在提纽右侧的秤杆上。手提提纽,若发现A端(秤盘端)偏高,则应将秤砣向________(选填“左”或“右”)移动,直到秤杆在水平位置平衡(如图所示)。此时,在_________(选填“提纽”或“秤砣”)位置标上“0”刻度线;
②分别将质量已知的不同钩码放在秤盘上,移动秤砣使杆秤重新在水平位置平衡,并在秤杆上标记秤砣对应的位置,标上对应的质量数值,完成刻度标注。
(3)称量:用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知,忽略绳重,当秤杆在水平位置平衡时,秤杆上秤砣的挂绳到点的距离是,则此土豆的质量为________g。
(4)交流评估:若换用质量更大的秤盘,则零刻度线的位置________(选填“会”或“不会”)发生改变。
四、综合应用题(共3题,共20分。其中26题5分,27题7分,28题8分)
26. 如图是襄阳市春园西路高架桥的辅路匝道,可看成一个斜面。已知匝道长,垂直高度为。司机驾驶一辆质量为的汽车,以1500 N的恒定牵引力沿匝道匀速驶上高架桥,整个过程用时。(忽略汽车长度,取)求:
(1)汽车牵引力做功的功率;
(2)该段匝道的机械效率。
27. 2026年1月,我国自主研制的全球首台兆瓦级浮空风力发电系统S2000成功试飞,标志着我国在新能源领域再获突破。如图所示,该装置本质上是一个充满氦气的浮空飞艇,可在空中利用浮力悬停,并在高空气流中持续发电。整套系统总质量为11 t,从陆上工厂运往试飞场地时,采取公路集装箱运输模式——集装箱卡车自重,轮胎与地面的总接触面积为。试飞中,该装置从地面由静止开始爬升,历时2200 s内到达高的预定位置,随后稳定悬停(悬停时装置不受缆绳拉力)。已知高空的空气密度,取。
(1)将系统装入卡车集装箱后,集装箱卡车对水平路面的压强;
(2)装置在空中悬停时,该系统所受的浮力;
(3)装置从地面上升至处,上升过程中重力做功的平均功率。
28. 我国自主研发的“深海智能养殖网箱”已在我国南海海域投入使用,如图甲所示。该设备集成了多项发明专利,主要由储水浮舱、网箱、竖直缆绳及海底系泊锚组成,结构如图乙所示。它通过调节浮舱内的水量和缆绳的收放长度,灵活控制浮力与缆绳拉力,从而实现模块化安装,并在恶劣海况下保持良好的抗风浪稳定性。在某次无风浪的平静海况下,储水浮舱和网箱的总重力为;网箱材料排开海水的总体积为,其底部距离海面;储水浮舱总体积,有的体积露出海面,此时两根竖直缆绳均处于绷紧状态,对设备施加向下的拉力。(缆绳的体积忽略不计,取,)求:
(1)网箱底部受到的海水压强;
(2)储水浮舱受到的浮力;
(3)当台风来临前,系泊锚自动收缩,将缆绳缩短,使整个设备完全浸没在海面以下,同时缆绳的总拉力增大至;为保持设备稳定,储水浮舱应向外排水还是向内注水?请通过计算说明。
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樊城区2025—2026学年度下学期期末学业质量监测
八年级物理试题
(时间:100分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(共12题,每题3分,共36分。在每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图,铺设瓷砖时,工人使用橡胶锤而不用铁锤,这主要是利用了橡胶的( )
A. 密度小 B. 塑性好 C. 弹性好 D. 硬度大
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.橡胶弹性好,敲击时发生弹性形变,能缓冲撞击力,避免损坏瓷砖,与密度和塑性无关,故AB不符合题意,C符合题意;
D.铁锤比橡胶的硬度大,使用铁锤易敲碎瓷砖,故D不符合题意。
故选C。
2. 在学校的拔河训练中,甲、乙两位同学沿南北方向同时拉同一根绳子。甲施加的拉力大小为5 N,乙施加的拉力大小为7 N,但两人具体是向南拉还是向北拉并不确定。若不计绳子的质量及其他阻力,则这两个拉力的合力不可能是( )
A. 向南12N B. 向北5N C. 向南2N D. 向北2N
【答案】B
【解析】
【详解】同一直线上二力合成满足:两力同向时,两力反向时。
当两力同向时
方向与两力方向一致,可向南可向北;
当两力反向时
方向与7N拉力方向一致,可向南可向北;
因此合力大小可能为12N或2N,方向可能向南也可能向北,但不可能为5N,故选B。
3. 北极熊在薄冰上行走时,偶尔会听到冰面发出“咔嚓”声,似乎有开裂的危险。此时它会立刻趴下,四脚伸开(如图甲),缓慢地爬过冰面,到了安全地带再站起来继续行走(如图乙)。北极熊从站立改为趴下爬行的主要目的是( )
A. 减小对冰面的压力 B. 减小对冰面的压强
C. 增大与冰面的摩擦 D. 增大身体的稳定性
【答案】B
【解析】
【详解】趴在冰面上,是为了增大受力面积,从而在压力一定时,可以减小压强,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 在古代,习武之人常用一种名为“石锁”的器械练习力量——它形似哑铃,重量从几十斤到几百斤不等。下列在院中训练石锁的四个情景中,人对石锁做了功的是( )
A. 咬紧牙关,奋力去搬地上的石锁,但石锁纹丝不动
B. 成功将石锁提起后,双臂伸直,稳稳地站在原地保持静止
C. 深吸一口气,将石锁从脚边缓慢举过头顶,直至双臂伸直
D. 举着石锁,沿水平方向匀速走过一段距离(石锁高度不变)
【答案】C
【解析】
【详解】A.用力搬石锁但没有搬动,人对石锁施加了力,但石锁没有在力的方向上移动距离,因此人对石锁不做功,故A不符合题意;
B.成功将石锁提起后,双臂伸直,稳稳地站在原地保持静止,人对石锁施加了力,但石锁没有移动距离,因此人对石锁不做功,故B不符合题意;
C.将石锁从脚边缓慢举过头顶,直至双臂伸直,人对石锁施加了向上的力,石锁在力的方向上移动了距离,满足做功的两个条件,因此人对石锁做了功,故C符合题意;
D.举着石锁,沿水平方向匀速走过一段距离(石锁高度不变),人对石锁的力方向竖直向上,石锁的运动方向为水平方向,石锁没有在提力的方向上移动距离,因此人对石锁不做功,故D不符合题意。
故选C。
5. 襄阳传统面食“猪油饼”制作时,要先将面粉加水和成面团,用筷子搅拌成絮状,再揉成光滑的面团;随后搓条、揪成小剂,用手掌压成薄片,抹上猪油、盐、葱花等,再卷成小圆筒状,压扁后整齐地码在烤盘上,上火烤制15分钟左右。关于其制作过程,下列说法错误的是( )
A. 搅拌过程中,手对筷子的力改变了筷子的运动状态
B. 揉成面团的过程中,面团是受力物体
C. 卷成小圆筒状的过程中,体现了力能使物体形状发生改变
D. 码在烤盘上的猪油饼对烤盘的力与烤盘对猪油饼的力作用点相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.搅拌过程中,手对筷子施力使筷子运动,确实改变了运动状态(从静止到运动,或速度、方向的变化),故A正确;
B.揉面团时,手对面团施加力,面团是承受力的物体,也就是受力物体,故B正确;
C.卷成小圆筒状,面团形状发生改变,体现了力能使物体形状发生改变,故C正确;
D.猪油饼对烤盘的力作用点在烤盘上,烤盘对猪油饼的力作用点在猪油饼上,两力作用点不同,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
6. 2026年春运铁路客流数据刷新多项历史纪录,预计达5.4亿人次。保证乘客安全乘车是铁路部门的首要任务。如图所示是某城市车站的候车站台,乘客候车时不能越过安全线,以下现象不能用此现象的规律解释的是( )
A. 飞机的机翼使飞机起飞时获得更大的升力
B. 热气球下方开口处燃烧液化气使气球升空
C. 电动车安装遮阳伞存在安全隐患
D. 在野外游泳时,务必远离有漩涡的地方
【答案】B
【解析】
【详解】站台安全线的原理是:流体流速越大的位置,压强越小。列车进站时,靠近列车一侧空气流速快压强小,人外侧流速慢压强大,会将人推向列车引发危险。
A.飞机机翼为上凸下平形状,飞行时机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,形成向上的压力差获得升力,符合流体压强与流速的规律,故A不符合题意;
B.热气球升空是因为加热后球内空气密度变小,热气球受到的空气浮力大于自身重力,利用的是空气浮力原理,故B符合题意;
C.电动车遮阳伞多为上凸下平的形状,行驶时遮阳伞上方空气流速大压强小,下方流速小压强大,产生向上的升力使电动车行驶不稳,符合流体压强与流速的规律,可以用题干规律解释,故C不符合题意;
D.漩涡处水流流速大压强小,漩涡外侧水流流速小压强大,会将人压向漩涡,符合流体压强与流速的规律,故D不符合题意。
故选 B。
7. 建筑工地上,工人师傅使用一个质量不计的动滑轮来竖直提升建材。如图所示,绳子一端固定,绕过动滑轮后,工人竖直向上拉动绳子自由端,使系在动滑轮下的建材匀速上升,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A. 工人向上拉绳的力大于建材的重力
B. 工人向上拉绳的力等于建材重力的一半
C. 绳子自由端移动的距离小于建材上升的高度
D. 工人拉力做的功大于克服建材重力做的功
【答案】B
【解析】
【详解】设建材重力为,工人拉力为,建材上升高度为,绳子自由端移动距离为,已知动滑轮质量不计,不计绳重和摩擦,建材匀速上升,受力平衡。本题中动滑轮的轴随建材一起运动,两段绳子向上拉动滑轮和建材,同一根绳子拉力处处相等,因此受力满足,且绳子自由端移动距离。
A.由推导得,拉力小于建材重力,故A错误;
B.由可得,拉力等于建材重力的一半,故B正确;
C.由可知,绳子自由端移动距离,故C错误;
D.拉力做的总功,克服建材重力做的有用功,因此,两者相等,故D错误。
故选B。
8. 在“防溺水安全系列教育”活动中,专家指导:若不小心落水,应保持冷静,将手臂浸在水中,头后仰,口鼻露出水面,身体放松,这样就能自然漂浮。反之,如果惊慌失措,将双臂高高举出水面,身体反而会下沉。从物理学的角度分析,落水后将手臂浸在水中而非举出水面,其好处是( )
A. 浸入水的深度增大,受到的浮力增大
B. 排开水的体积减小,受到的浮力增大
C. 排开水的体积增大,受到的浮力增大
D. 减小了自身的重力,受到的浮力增大
【答案】C
【解析】
【详解】落水后,将手臂浸在水中,头后仰,可以增大排开水的体积,由可知,可以增大浮力。故选C。
9. 2025年,我国“天宫”空间站为国家级太空实验室已稳定运行多年,航天员们在失重环境下开展了一系列科学实验。在空间站内,航天员飘浮在工作舱中,连吃饭喝水都需要特殊装置辅助,睡觉也要把自己固定在睡袋里。在这种失重条件下,下列哪个实验是航天员能够成功完成的( )
A. 探究液体压强的影响因素 B. 用弹簧测力计测拉力
C. 探究浮力大小影响因素 D. 用托里拆利实验测量空间站内气压
【答案】B
【解析】
【详解】A.液体压强公式为,失重环境下液体内部不存在压强,无法完成实验,故A不符合题意;
B.弹簧测力计测拉力的原理是弹性限度内弹簧伸长量与所受拉力成正比,与重力无关,可正常测量拉力,故B符合题意;
C.浮力本质是浸在流体中物体受到的上下压力差,失重环境下流体内无压强,不存在浮力,无法完成实验,故C不符合题意;
D.托里拆利实验利用水银柱的重力与大气压平衡测量气压,失重环境下无法平衡大气压,不能完成实验,故D不符合题意。
故选B。
10. 生活中有许多与惯性有关的现象。如图所示的四个情景中,关于惯性的说法正确的是( )
A. 图甲:用力快速击打一摞棋子中下方的一个,该棋子飞出,而上面的棋子几乎保持静止后落下——这说明被击飞的棋子不具有惯性
B. 图乙:工人手握锤柄,将锤柄下端往木凳上用力撞击几下,松动的锤头就紧紧套在锤柄上——这是由于锤头受到了惯性的作用,要保持原来的运动状态
C. 图丙:标枪运动员在投掷前需要助跑一段距离,这样才能投得更远——这是因为运动员助跑后速度增大,身体的惯性也随之增大
D. 图丁:汽车行驶时,驾驶员和前排乘客必须系好安全带——这是为了防止汽车突然刹车时,人体因惯性带来的危害
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中,一切物体都有惯性,被击飞的棋子也具有惯性,故A错误;
B.图乙中,惯性是属性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.图丙中,惯性大小只与质量有关,与速度无关,故C错误;
D.图丁中,汽车刹车时,人体由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动,系安全带可防止因惯性带来的危害,故D正确。
故选D。
11. 蹦床运动是运动员借助床面的弹性,在空中完成各种翻腾、转体等技巧动作的一项竞技项目。如图所示,运动员从最高点由静止开始竖直下落,在点首次接触床面,随后继续下压至最低点。若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 运动员下落到点时速度最大
B. 运动员在最低点时所受合力为零
C. 运动员从点运动到点过程中动能增大
D. 运动员从点运动到点过程中机械能不守恒
【答案】D
【解析】
【详解】A.运动员从A到B的过程中只受重力,做加速运动;接触B点后,床面的弹力从0开始逐渐增大,在弹力小于重力的阶段,运动员合力仍向下,会继续加速,直到弹力等于重力时速度才达到最大,因此速度最大的点在B、C之间,而非B点,故A错误;
B.运动员在最低点C时,床面的弹力远大于运动员的重力,合力方向竖直向上,不为零,故B错误;
C.从A到速度最大的点,运动员动能持续增大;从速度最大的点到C点,弹力大于重力,运动员做减速运动,动能逐渐减小,因此从A到C的过程中动能先增大后减小,并非一直增大,故C错误;
D.运动员从到过程中,克服弹力做功,运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能,机械能减小,故D正确。
故选D。
12. 周末,襄襄帮爸爸整理杂物间,用到了好几种工具。在使用过程中,他发现有的工具用起来很省力,有的却费力,但各有各的用途。以下四种机械在使用时,从省力费力的角度来看,与另外三个不同的是( )
A. 赛艇的桨 B. 羊角锤起钉子
C. 开瓶器开瓶盖 D. 抽水机的柄
【答案】A
【解析】
【详解】赛艇的桨在使用时,动力臂小于阻力臂,即,由杠杆平衡条件,得,因,故,属于费力杠杆;
羊角锤起钉子、开瓶器开瓶盖、抽水机的柄在使用时,动力臂均大于阻力臂,即,由杠杆平衡条件,得,因,故,均属于省力杠杆。
故选 A。
二、填空题(共6题,每空1分,共14分)
13. 如图所示,2026年2月11日长征十号运载火箭一级箭体按程序受控安全溅落于预定海域。在降落预定海域要实施制动减速,需要将发动机喷管朝向___________(选填“下方”或“上方”),此现象说明力的作用是___________的。
【答案】 ①. 下方 ②. 相互
【解析】
【详解】火箭箭体向下落向海面,要实现制动减速,需要获得向上的反作用力。根据力的作用的相互性,火箭向下喷气时,气体对火箭产生向上的反作用力,因此需要将发动机喷管朝向下方;这个现象说明了力的作用是相互的。
14. 如图,是我国科研团队自主研制的直径的超大型盾构机主轴承,该轴承的问世标志着我国的科研水平迈上更高的台阶,人们在轴承里安装滚珠,是为了变滑动摩擦为________摩擦;在日常使用过程中,人们常常会在轴承上加润滑油,这样做是通过使接触面分离来________(选填“增大”或“减小”)摩擦。
【答案】 ①.
滚动 ②.
减小
【解析】
【详解】相同条件下,滚动摩擦远小于滑动摩擦,在轴承内安装滚珠,就是将原本部件间的滑动摩擦转换为滚动摩擦,以此减小摩擦力;
给轴承加润滑油后,油膜会让两个互相接触的摩擦面彼此分离,这种方式可以减小接触面的粗糙程度带来的阻碍作用,最终起到减小摩擦的效果。
15. 如图所示,滑雪爱好者小红穿上滑雪板后同样双脚站立对雪地的压强会________,若小红抬起右脚时,他对地面的压强将________(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”);滑雪手杖下端很尖,这是通过________的方法增大压强。
【答案】 ①. 变小 ②. 变大 ③. 减小受力面积
【解析】
【详解】压强公式为 ,压强大小与压力大小、受力面积有关:穿上滑雪板后双脚站立,小红对雪地的压力等于自身重力,压力不变,受力面积变大,因此压强变小。抬起右脚后,小红对地面的压力仍然等于自身重力不变,受力面积变为原来的一半,因此压强变大。滑雪手杖下端很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大压强。
16. 图甲是古人利用水碓自动舂米的场景,其结构如图乙。其中碓头、碓杆和水舱是一个整体,还配有可移动的支架。水注入空心水舱后会使碓头缓缓抬起,到达一定高度后水舱中的水就会从尾部流出从而使碓头下降撞击碓窝中的谷物,水舱重新注水重复上述过程。
为了提高舂米效果,碓头的质量应________(选填“较小”或“较大”)。要想增大碓头击打的频率,可以________(选填“向左”或“向右”)移动支架。
【答案】 ①.
较大 ②.
向左
【解析】
【详解】高度相同时,物体质量越大,重力势能越大,下落转化的动能越多,舂米效果越好,故碓头质量应较大;
由杠杆平衡条件可知,向左移动支架,水舱侧动力臂变长,碓头侧阻力臂变短,抬起碓头所需水的重力更小,注水时间更短;同时碓头起落高度更小,周期更短,因此击打频率增大。
17. 如图甲所示,活塞式抽水机是利用________把水从低处抽到高处的。图乙是某小组用自己制作的简易活塞式抽水机抽水的情景。将塑料片粘在活塞________(选填“上方”或“下方”)作为阀门,把________(选填“塑料球”或“玻璃球”)放到瓶子里作为阀门B,该抽水机的结构如图丙所示。
【答案】 ①.
大气压 ②.
上方 ③.
玻璃球
【解析】
【详解】活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处。阀门A为向上开启的单向阀,塑料片粘在活塞上方时,下方水压可顶开塑料片通水,上方水压可将塑料片压紧密封,满足单向通水要求。阀门B为向上开启的单向阀,玻璃球密度大于水,可依靠自身重力回落至底部进水口处密封,防止水倒流,满足使用要求。
18. 某物理兴趣小组利用频闪摄影技术研究高空坠物的危害。如图为小球从静止开始无阻力自由下落时,每隔相等时间曝光一次所拍摄的频闪照片。若将小球下落的总高度均分为前后相等的两段,则小球在前半段和后半段下落过程中,重力所做的功分别为和,重力做功的功率分别为和。请比较它们的大小:_______,_______(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 ①.
等于 ②.
小于
【解析】
【详解】根据重力做功公式,小球重力不变,将总下落高度均分为前后相等的两段,即前半段下落高度和后半段下落高度相等,因此重力做的功;
小球从静止开始自由下落,速度会越来越大,在通过相等路程时,后半段的平均速度更大,因此后半段的运动时间更短。根据功率公式,两段路程重力做功相等,后半段的时间更小,所以后半段重力做功的功率更大,即小于。
三、探究实践题(共7题,共30分。其中19-20题,每图2分,其余每空1分。)
19. 在繁忙的集装箱码头上,正面起重机(俗称“正面吊”)是搬运大型集装箱的重要设备,如图甲所示。图乙是正面吊起重臂吊起集装箱的简化示意图,其中O是起重臂的支点,端吊挂着集装箱,端由可伸缩的撑杆提供支撑力。请在图乙中完成以下作图。
(1)拉力(钢绳对起重臂的拉力)的力臂;
(2)撑杆对起重臂的作用力。
【答案】
【解析】
【小问1详解】
过A点沿F1的方向画力的作用线,用虚线,从支点O向拉力F1的作用线作垂线,支点O到垂足之间的线段就是力臂l1,标注垂直符号和l1,据此作图。
【小问2详解】
撑杆对起重臂的力的作用点在起重臂的B点,方向沿撑杆斜向上,从B点出发沿该方向画带箭头的线段,标注F2,据此作图。
20. 央视春晚从《秧BOT》到《武BOT》,人形机器人正从圈内走入寻常生活,成为科技与艺术融合的鲜活例证。如图为一款人形机器人在户外表演时,正从舞台台阶上缓步走下。请在图中点处作出机器人所受重力,以及行走时脚处受地面摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】重力的方向竖直向下,从O点竖直向下画一条带箭头的线段表示重力G;机器人行走时后脚向后蹬地,相对地面有向后运动的趋势,摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,所以脚A处受到的摩擦力方向水平向前,从A点水平向前画一条带箭头的线段表示摩擦力f。
21. 某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50 g。
(1)如图甲所示,小组同学在左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时,松手后发现木块仍保持静止,此时木块在水平方向受到的力________(选填“平衡”或“不平衡”);
(2)经过思考与交流后,实验小组决定改进实验设计。樊樊同学设计了如图乙所示实验装置,目的是减小________对小车平衡的影响;
(3)阳阳同学用轻质卡片设计了如图丙所示实验装置,但同组的城城在安装调试时,误将卡片组装成图丁所示的样子。用此装置________(选填“能”或“不能”)完成本探究。松手后可观察到小卡片________(选填“向左下运动”“向右上运动”或“仍静止”)。
【答案】(1)平衡 (2)摩擦力
(3) ①. 能 ②. 仍静止
【解析】
【小问1详解】
以木块为研究对象,此时木块处于静止状态,受到水平向左的拉力,和水平向右拉力的作用,因,所以一定还受水平向左的摩擦力的作用,即与和处于三力平衡状态。
【小问2详解】
图乙将木块换成了小车,利用滚动摩擦代替滑动摩擦,目的是减小摩擦对小车平衡的影响。
【小问3详解】
图丁中,两个拉力仍在一条直线上,大小相等,方向相反,都作用在纸片上,符合二力平衡的条件,故可完成本探究,松手后可观察到小卡片仍静止。
22. 小明家里的旧沙发垫坐上去后总会慢慢往下滑,每次都要重新整理,十分不便。后来妈妈更换了一款背面有颗粒防滑层的新沙发垫,坐上去稳稳当当。小明想:新旧沙发垫的摩擦真的不一样么?于是他决定利用所学物理知识进行实验探究。
(1)如图甲所示,小明将旧沙发垫背面朝上平铺在水平面上,用弹簧测力计________拉动木块在旧沙发垫上做直线运动,根据________原理间接测量木块与沙发垫之间的滑动摩擦力;
(2)比较甲、乙两次实验得出结论:压力相同时,________越大,滑动摩擦力越大。由此也能解释新沙发垫为什么不容易滑落;
(3)实验结束后,有同学提出新问题:斜面能够省力,那摩擦力呢?于是他们利用已有器材进行实验,如图丙所示,用弹簧测力计沿斜面向上以4 N的拉力匀速拉动木块沿斜面向上运动,已知木块重5N,斜面倾角为。请你判断木块所受摩擦力大小_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)4N;
(4)另一小组同学利用二轴力平台进一步测量了自行车通过时车轮所受的摩擦力(平行于平台方向)。图丁为平台记录的摩擦力随时间变化的图像。
观察图像可知,自行车两次经过平台时,摩擦力均出现了两个峰值,且两个峰值一正一负,这说明人蹬车骑行时,前后轮所受摩擦力的方向__________(选填“相同”或“相反”)。
【答案】(1) ①. 水平匀速直线 ②. 二力平衡 (2)接触面粗糙程度
(3)小于 (4)相反
【解析】
【小问1详解】
测量滑动摩擦力时,需用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,此时水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理,弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小。
【小问2详解】
甲、乙实验中木块对接触面的压力相同,新沙发垫背面的颗粒防滑层让接触面更粗糙,乙的滑动摩擦力更大(测力计示数更大),因此结论为:压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
【小问3详解】
木块是沿斜面匀速向上运动的,这说明木块在沿斜面方向上受到的合力为零。因为重力本身就有让物体沿斜面往下滑的趋势, 拉力是4N,其中一部分要用来抵抗物体沿斜面往下滑的趋势,剩下的才用来抵抗摩擦力,所以摩擦力一定比4N小。
【小问4详解】
摩擦力的正负代表摩擦力的方向,图像中两个峰值一正一负,说明前后轮受到的摩擦力方向相反:骑行时后轮是主动轮,地面给后轮的摩擦力是前进的动力,方向向前;前轮是从动轮,地面给前轮的摩擦力是阻力,方向向后,因此二者摩擦力方向相反。
23. 为了探究液体压强的特点,某同学做了如下实验。
(1)在制作压强计时,有三块相同形状的橡皮膜可供选择。将同一小球分别放在三块橡皮膜上,观察其形变程度如图1所示。为提高压强计的灵敏度,应选择橡皮膜_________(选填“A”、“B”或“C”);
(2)若探头在空气中自然放置时,发现U形管两侧液面不相平,下一步的操作是________;
(3)调节好的U形管压强计________(选填“是”或“不是”)连通器;
(4)为使实验现象更明显,U形管中的液体最好用________(选填“染色酒精”“水”或“水银”);比较图2实验甲、乙,可以探究液体压强与________的关系;
(5)对比图甲实验,可知图丙中的液体密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
【答案】(1)A (2)拆除软管重新安装
(3)不是 (4) ①. 染色酒精 ②. 液体密度
(5)大于
【解析】
【小问1详解】
相同压力下橡皮膜A的形变程度最大,说明它最容易发生形变,轻微的压强变化就能让它明显变形,可以提升压强计的灵敏度。
【小问2详解】
探头在空气中时,U形管两侧液面不平,是因为U形管两侧液面上方的气压不相等,需拆除软管重新连接,让两侧液面都和大气相通,液面就会恢复相平。
【小问3详解】
连通器的定义是上端开口、底部相连通的容器,而调节好的压强计U形管的一侧是封闭的(和探头橡皮膜上方的密闭空间相连),不符合连通器的特点。
【小问4详解】
根据液体压强公式,在相同压强下,U形管内液体的密度越小,液面高度差就越大,实验现象越明显,染色酒精的密度小于水和水银,现象最突出;甲、乙实验中探头的深度、朝向都相同,只有烧杯内的液体种类不同(密度不同),因此是探究液体压强与液体密度的关系。
【小问5详解】
对比甲图,丙图中探头的深度比甲的探头深度更小,但U形管的液面高度差却比甲更大,说明丙中探头受到的液体压强比甲更大;根据,在压强更大、深度更小的情况下,可以推得该液体的密度大于水的密度。
24. 在游泳时,我们会有这样的体验:从浅水区走向深水区,会感觉身体越来越“轻”。这引发了同学们的思考:浮力的大小究竟与哪些因素有关?为此,他们提出了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关
猜想3:浮力的大小可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,他们在可密封的圆柱体内装一些铅粒,然后将圆柱体悬挂在测力计下,使圆柱体分别在空气中、水中不同深度静止时,读出弹簧测力计的示数,实验操作如图a~e所示。
(1)与图a相比,图b中弹簧测力计的示数变小的原因是_________________________,图b中圆柱体受到的浮力为_________N。
(2)分析a、b、c三次实验数据可验证猜想_________是正确的;分析a、c、d三次实验,发现弹簧测力计示数相同,说明猜想1是错误的;分析_________三次实验,可验证猜想3是正确的。
(3)实验结束后,有同学发现整个实验过程中弹簧测力计都忘记调零,这样测得物体浸没在水中时受到的浮力_________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(4)物理小组的同学根据浮力知识设计了如图所示的简易密度计:将塑料吸管的两端封闭并在底端缠上铜丝作为配重,在塑料吸管(标度杆)上固定一个合适的浮子并调整配重就做成一个简易密度计。图中、两个位置所对应的液体密度分别为、,若想增大该密度计这两个标记间的距离,请你提出一种改进措施_____________________。
【答案】(1) ①. 圆柱体受到竖直向上的浮力 ②. 0.4
(2) ①. 2 ②. a、d、e
(3)不变 (4)选用横截面积更小的吸管(或增加配重)
【解析】
【小问1详解】
与图a相比,图b中弹簧测力计的示数变小,变小的原因是圆柱体浸入水中,受到水竖直向上的托力,说明圆柱体受到了水竖直向上的浮力作用。
由图b可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为2.6N,根据称重法可知,圆柱体受到的浮力为
【小问2详解】
分析a、b、c三次实验,随着圆柱体浸入水中的体积增大,弹簧测力计示数减小,说明浮力增大,可验证猜想2(跟浸入液体的体积有关)是正确的。
要验证猜想3(跟液体的密度有关),需要控制圆柱体浸入液体的体积和浸没在液体中的深度相同,改变液体的密度。分析a、d、e三次实验,d中圆柱体浸没在水中,e中圆柱体浸没在盐水中,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,浮力不同,可验证猜想3是正确的。
【小问3详解】
根据称重法计算浮力可知,若弹簧测力计都没有校零,重力和拉力的差值不受零点偏移影响,计算出的浮力大小不变。
【小问4详解】
密度计漂浮,则,
横截面积S越小,相同对应的Δh越大,刻度间距变大;若横截面积S不变,增加配重,可以增大,对应的Δh越大,刻度间距变大。
25. 杆秤作为我国传统度量工具,制作轻巧、使用方便,曾是市井交易中不可或缺的“公平尺”。如今,它虽逐渐淡出日常生活,但其背后蕴含的杠杆原理仍是物理学习的重要内容。
【项目提出】跨学科实践小组决定制作简易杆秤,在实践中学物理、用物理。
【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成,结构如图所示。
称量时将待测物体放在秤盘中,移动秤砣(挂绳)在秤杆上的位置,直到秤杆水平平衡,根据秤砣(挂绳)所在位置的刻度即可读出物体质量。制作杆秤时需要重点考虑:秤杆材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。
【项目实施】
(1)选材:为保证秤杆在反复使用中不易弯折、形变微小,选择秤杆时应优先考虑_______(选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”);
(2)制作:①选取一根可忽略重力的杆做秤杆,在其左端依次标出、两点,并在处系上提纽;将质量为的小盘系于处作为秤盘;将质量为的钩码作为秤砣,挂在提纽右侧的秤杆上。手提提纽,若发现A端(秤盘端)偏高,则应将秤砣向________(选填“左”或“右”)移动,直到秤杆在水平位置平衡(如图所示)。此时,在_________(选填“提纽”或“秤砣”)位置标上“0”刻度线;
②分别将质量已知的不同钩码放在秤盘上,移动秤砣使杆秤重新在水平位置平衡,并在秤杆上标记秤砣对应的位置,标上对应的质量数值,完成刻度标注。
(3)称量:用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知,忽略绳重,当秤杆在水平位置平衡时,秤杆上秤砣的挂绳到点的距离是,则此土豆的质量为________g。
(4)交流评估:若换用质量更大的秤盘,则零刻度线的位置________(选填“会”或“不会”)发生改变。
【答案】(1)质地坚硬
(2) ①. 左 ②. 秤砣
(3)110 (4)会
【解析】
【小问1详解】
秤杆在使用时,不能发生弯折变形,故在选材时要优先考虑质地坚硬。
【小问2详解】
在使用中的杆秤可看做杠杆,提纽B点可看做支点,若发现A端(秤盘端)偏高,根据杠杆平衡条件,说明右侧力与力臂的乘积偏大,要让杠杆水平平衡,则应将秤砣向左移,以便减小右侧力臂。此时秤盘没有装物体时,在秤砣的位置记为“0”刻度线的位置。
【小问3详解】
根据杠杆平衡条件得
代入数据得
计算得土豆的重力为
故土豆的质量为
【小问4详解】
零刻度线用来平衡秤盘自身重力,若秤盘质量变大时,平衡时秤砣位置会发生改变,即则零刻度线的位置会发生改变。
四、综合应用题(共3题,共20分。其中26题5分,27题7分,28题8分)
26. 如图是襄阳市春园西路高架桥的辅路匝道,可看成一个斜面。已知匝道长,垂直高度为。司机驾驶一辆质量为的汽车,以1500 N的恒定牵引力沿匝道匀速驶上高架桥,整个过程用时。(忽略汽车长度,取)求:
(1)汽车牵引力做功的功率;
(2)该段匝道的机械效率。
【答案】(1)
(2)
约
【解析】
【小问1详解】
牵引力做的总功
牵引力做功的功率
【小问2详解】
汽车的重力
克服重力做的有用功
匝道的机械效率
27. 2026年1月,我国自主研制的全球首台兆瓦级浮空风力发电系统S2000成功试飞,标志着我国在新能源领域再获突破。如图所示,该装置本质上是一个充满氦气的浮空飞艇,可在空中利用浮力悬停,并在高空气流中持续发电。整套系统总质量为11 t,从陆上工厂运往试飞场地时,采取公路集装箱运输模式——集装箱卡车自重,轮胎与地面的总接触面积为。试飞中,该装置从地面由静止开始爬升,历时2200 s内到达高的预定位置,随后稳定悬停(悬停时装置不受缆绳拉力)。已知高空的空气密度,取。
(1)将系统装入卡车集装箱后,集装箱卡车对水平路面的压强;
(2)装置在空中悬停时,该系统所受的浮力;
(3)装置从地面上升至处,上升过程中重力做功的平均功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
卡车装载系统后静止在水平路面, 总质量
总重力
水平路面压力
对路面的压强
【小问2详解】
装置在空中悬停,处于二力平衡状态,浮力等于系统总重力。
系统总重力
则所受浮力
【小问3详解】
装置上升过程中, 重力做功
则重力做功的平均功率
28. 我国自主研发的“深海智能养殖网箱”已在我国南海海域投入使用,如图甲所示。该设备集成了多项发明专利,主要由储水浮舱、网箱、竖直缆绳及海底系泊锚组成,结构如图乙所示。它通过调节浮舱内的水量和缆绳的收放长度,灵活控制浮力与缆绳拉力,从而实现模块化安装,并在恶劣海况下保持良好的抗风浪稳定性。在某次无风浪的平静海况下,储水浮舱和网箱的总重力为;网箱材料排开海水的总体积为,其底部距离海面;储水浮舱总体积,有的体积露出海面,此时两根竖直缆绳均处于绷紧状态,对设备施加向下的拉力。(缆绳的体积忽略不计,取,)求:
(1)网箱底部受到的海水压强;
(2)储水浮舱受到的浮力;
(3)当台风来临前,系泊锚自动收缩,将缆绳缩短,使整个设备完全浸没在海面以下,同时缆绳的总拉力增大至;为保持设备稳定,储水浮舱应向外排水还是向内注水?请通过计算说明。
【答案】(1)
(2)
(3)储水浮舱应向外排水
设备完全浸没在海面以下,缆绳总拉力向下,大小为 ,需调整水量使设备受力平衡保持稳定。
完全浸没时总排开体积
根据阿基米德原理可得总浮力
设备稳定时受力平衡,满足则所需总重力
原总重力 大于所需总重力 ,故需向外排水减小总重力。
【解析】
【小问1详解】
平静海况下,网箱底部深度为15m,根据液体压强公式可得
【小问2详解】
平静海况下,储水浮舱部分浸入海水,其排开海水体积为总体积减去露出体积,即
根据阿基米德原理可得储水浮舱受到的浮力
【小问3详解】
设备完全浸没在海面以下,缆绳总拉力向下,大小为 ,需调整水量使设备受力平衡保持稳定。
完全浸没时总排开海水体积
根据阿基米德原理可得总浮力
设备稳定时受力平衡,满足
则所需总重力
原总重力 大于所需总重力
故需向外排水减小总重力。
需向外排出水的重力
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