2024-2025学年物理(沪粤版)八年级下册 期末测试卷(A3/A4考试版、解析版、答题卡)

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2024-2025学年物理(沪粤版)八年级下册 期末测试卷(A3/A4考试版、解析版、答题卡)

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2024-2025学年物理(沪粤版)八年级下册
期末测试卷
(考试时间:80分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号写在答题卡和本试题卷上,并认真核对条形码上的姓名、准考证号和相关信息;
2.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂方框,修改时用橡皮擦干净,不留痕迹;
3.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写,否则作答无效;
4.在草稿纸、试题卷上作答无效;
5.请勿折叠答题卡,保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁;
6.答题卡上不得使用涂改液、涂改胶和贴纸。
一、单项选择题(每小题3分,共24分)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
1.以下估算最接近实际的是(  )
A.物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强约为2Pa
B.一个中学生在水中所受浮力约为5000N
C.大足境内的巴岳山山顶的大气压约为1.5×105Pa
D.一个成年人站在水平地面上,人对地面的压强大约是1.8×104Pa
2.毽子是“魔童”哪吒钟爱的玩具。如图,毽子被竖直踢到最高点后又竖直下落到水平地面上静止。下列有关说法正确的是(  )
A.毽子在最高点时处于平衡状态
B.到达最高点,所有外力都消失,毽子将保持静止
C.毽子在地面静止时,受到的支持力和重力是一对相互作用力
D.在地面静止时,毽子对地面的压力就是受到的重力
3.自从学校布置家务劳动的作业后,小李同学不仅提高了做家务的能力,还从中领悟了很多物理道理,下面是小李同学的一些认识,其中错误的是(  )
A.打鸡蛋时,向碗沿一碰,鸡蛋就破了,是因为鸡蛋受到的力比碗受到的力大
B.切菜用的菜刀刀刃很薄,是通过减小受力面积来增大压强
C.包铰子时手对铰子的压力是由于手发生形变产生的
D.拖把手柄上凹凸不平的花纹是在利用摩擦
4.我国春节习俗很多,下列习俗对应的现象能用分子动理论解释的是(  )
A.大扫除清理家具上灰尘的时候尘土飞扬
B.烟花爆竹燃放后冒出浓浓白烟
C.蒸馒头的时候掀开锅盖冒出浓浓白雾
D.除夕夜家家户户做年夜饭,到处都是酒肉飘香
5.如图所示的简单机械中,忽略机械自重、绳重以及摩擦,提升同一重物,最省力的是(  )
A. B.
C. D.
6.各省市军舰命名数量排名第一的为山东省:29艘。如图为我国第一艘国产航空母舰﹣“山东舰”,最大吃水深度10.5m,至少可以搭载36架歼﹣15舰载机。已知ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列说法正确的是(  )
A.山东舰最大吃水深度时,其底部受到海水的压强是1.05×106Pa
B.达到最大吃水深度时,舰底2m2的表面受到水的压力是2.1×105N
C.一架舰载机起飞后,山东舰底部受到海水的压强变大
D.山东舰在海水密度更大的海域航行时所受浮力也越大
7.如图所示,是照相馆常用的照片切刀,下列工具使用时与照片切刀属于同类杠杆的是(  )
A.独轮车 B.船桨
C.笤帚 D.托盘天平
8.质量相同的A、B两物体在两台机器的牵引力作用下竖直向上运动,A运动的v﹣t图象如图甲所示,B运动的s﹣t图象如图乙所示,忽略空气阻力影响,则(  )
A.物体A、B都做匀速直线运动
B.物体A受到的拉力大小与它的重力大小相等
C.物体B运动过程中受力平衡
D.物体B在前6s内物体的平均速度为10m/s
二、填空题(每空1分,共18分)
9.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,1897年汤姆孙通过阴极射线实验发现了     ,说明原子是可分的,1911年卢瑟福通过α粒子散射实验建立了类似行星绕日的     模型说明原子结构,后来,人们发现原子核是由带正电荷的     和不带电的中子构成的。
10.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度为5m/s,将弹簧压缩到最短(图丙)的整个过程中,小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.3N的压力就缩短0.5cm,整个过程中始终发生弹性形变。小球在最低点处于    (选填“平衡”或“非平衡”)状态,在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度变化情况是    ,小球受到的重力为    N。(不考虑空气阻力)
11.不计空气阻力,重50N的物体悬挂在气球的下方匀速上升,物体受到的合力为    N;当悬绳突然断掉后的一瞬间,物体将    (选填“向上运动”“向下运动”或“停止”)。
12.如图所示,一辆自身质量为1.6t的小轿车静止停放在水平地面上,每条轮胎与地面的接触面积为200cm2,则该汽车静止时对地面的压力为     N,每个轮胎对水平地面的压强为     Pa,在水平路面上高速行驶时车子对地面的压力     自身重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。(g=10N/kg)
13.如图所示是跳台滑雪运动员在空中滑行的情景:
(1)运动员在空中滑翔时受到的力     (选填“是”或“不是”)平衡力,运动员特有的姿势与滑雪板的组合,能使他在空中滑行更远的距离,这是由于运动员背上的空气流速     (选填“大于”或“小于”)滑雪板下面的空气流速,从而产生向     的升力;
(2)滑雪板比较宽是通过增大     的方式减小压强。
14.将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手,物块最终处于     (填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块浸入水中的体积是     cm3,物块受到的浮力为     N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
三、作图题(第15题2分,第16题2分,第17题2分,共6分)
15.如图所示使轻质杠杆在如图所示位置平衡,画出阻力臂l2,以及画出最小的动力F1并画出其力臂l1,使杠杆在图中位置平衡。
16.用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。
17.作图题:图中一个重为15N小球静止在水中,请画出小球所受浮力和重力。
四、实验探究题(第18题6分,第19题6分,第20题7分,第21题6分,共25分)
18.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。(6分)
(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速运动,这是利用了     原理。
(2)若比较甲和丙,可得结论:    。
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,木块处于     (选填“平衡”或“非平衡”)状态,此时木块的重力与桌面对木块的支持力是一对     (选填“平衡”或“非平衡”)力。
(4)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f与压力F的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,当物体放在水平桌面上时对水平桌面的压力大小等于物体的重力。在图戊所示实验中,木块A重为5N,长木板重为10N,木块与木板间的动摩擦因数大小为0.2,木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将木板匀速抽出,则拉力F=     N。若此时再增大拉力F,弹簧测力计的示数     (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.“探究杠杆的平衡条件”的实验中。(6分)
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆    平衡状态(选填“是”或“不是”),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向    调;
(2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为    N;
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数    (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点    (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度;
(5)探究完成后,小苏同学制作了如图丁所示的杆秤,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C处的秤组,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点,此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图丁所示。下列说法正确的是    。
A.秤砣的质量是0.5kg
B.越靠近提纽处刻度值越大
C.距离C点12.5cm,有两个刻度,分别为1kg和3.1kg
D.在测量范围内,该杆秤称量任意质量物体并保持平衡,手对提纽的拉力不变
20.同学们进行有关浮力的实验。(7分)
(一)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们依据生活经验进行了如下的猜想:
猜想1:浮力与物体浸入液体的体积有关;
猜想2:浮力与液体的密度有关;
猜想3:浮力与物体浸没的深度有关。
进行实验:先用弹簧测力计测出金属块的重力如图(a)所示,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度(液体均未溢出),并记录弹簧测力计的示数,如图所示。
(1)通过     图,分析可知:猜想3是错误的。
(2)分析比较图(a)、(b)、(c)、(d)可知:同一种液体,浸入液体的体积越大,受到的浮力越     。
(3)根据以上实验,可求出图(f)中液体的密度是     g/cm3。
(二)同学们想探究“物体受到的浮力大小与物体的形状是否有关”。于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二:将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,发现它漂浮在水面上。通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力     (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次橡皮泥受到的浮力,于是有同学得到结论:物体受到的浮力大小与其形状有关。其他同学指出这个结论是错误的,错误的原因是     。
(三)课后实践活动中,同学们设计并制作了微型密度计测量液体的密度。密度计选用下端封口的塑料吸管作为标度杆,并在下端缠上金属丝作为配重,使其能够竖立着漂浮在液体中,如图(g)所示。由于被测液体盛在约100mL的小瓶中,所以要考虑到测量密度时不能有液体溢出,也要保证密度计不能触底。
(1)设计要求1:为了防止液体溢出,制作密度计时要先估测密度计的重力,使之不能过大。
(2)设计要求2:为了保证密度计不能触底,密度计标度杆的横截面积不能太     。
(3)在作品展示环节,同学们发现有的自制密度计在测量液体密度时,相邻刻度线的间距过小。在满足设计要求的前提下,要增大刻度间的距离,可以适当     (写出一条可行的做法即可)。
21.在“探究液体压强的大小与哪些因素有关”的实验中。(6分)
(1)实验前,发现压强计U形管两侧液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是   (填选项)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.取下橡皮管,重新进行安装
(2)本次实验中,通过观察U形管两侧液面的    来比较液体压强的大小。
(3)实验时,固定探头在水中的深度,多次改变探头朝向,是为了探究在同种液体中,同一深度处,    。
(4)通过比较图    两次实验,可知液体压强的大小与液体的深度有关。根据实验现象得出的结论可知:拦河大坝要做成    (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
【拓展】红红用图戊装置测量未知液体的密度,容器中间有一个竖直的挡板把容器平分成左右两部分,挡板中有一块橡皮膜,在该橡皮膜上施加微小的力都能使其发生很明显的变化。
①在容器的左侧加水,使水面在橡皮膜中间的位置,测量此时水面到容器底部的距离h1;
②然后继续加入适量水到橡皮膜上方的某一位置,测量此时水面到容器底部的距离h2;
③在容器的右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜恢复原状,测量此时右侧液面到容器底部的距离h3;
④待测液体密度的表达式为ρ= (用ρ水、h1、h2、h3表示)。
五、计算题(第22题7分,第23题7分,共14分)
22.如图所示,某款“自动擦窗机器人”真空泵将吸盘内空气抽出后“吸”在竖直玻璃窗上,机器人的质量2kg,求:
(1)当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,机器人所受摩擦力的大小;
(2)擦窗机器人的运行速度为20cm/s,在宽4m、高2.8m的窗玻璃上从最左侧水平匀速擦到最右侧(机器人宽度不计)所需的时间;
(3)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10 3m2,若吸盘对玻璃的压强为1×105Pa,则吸盘对玻璃的压力。
23.在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知货箱重100t,体积为40m3,沉入60m深的海底(未陷入),利用如图所示的打捞船进行打捞。(ρ海水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
根据以上信息计算:
(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水多大的压强?
(2)集装箱沉没时,受到的浮力是多大?
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力是多大?
六、综合能力题(第24题6分,第25题7分,共13分)
24.2019年5月17日23时48分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射一颗北斗导航卫星。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。卫星在工作轨道运行时,离地球最近的点叫近地点最远的一点叫远地点,卫星在大气层外运行,不受空气阻力。(6分)
(1)如图甲,火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,该推力的施力物体是     。此时卫星相对长征三号丙运载火箭是     (选填“运动”或“静止”)的。若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于     状态(选填“静止”或“匀速直线运动”);
(2)图乙为监控系统先后间隔2s拍摄到的火箭点火后竖直向上做直线运动时所在位置的照片,已知火箭的总长度为52m,在照片上已按一定比例标示出刻度,在这2s内火箭的平均速度为  m/s。
(3)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有     ,能够继续飞行。
(4)如图丙,卫星沿椭圆形轨道运行时,卫星受     (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
25.小南发现他家鱼缸中的鱼,在鱼鳍和鱼尾不动时,也能实现上浮和下沉,于是他买了一款“仿生鱼”(如图甲所示),研究鱼在鱼鳍和鱼尾不动时,上浮和下沉的原理。下面是他的实践过程,请帮助他完成下列内容:
【项目分解】
(1)研究仿生鱼的结构
(2)研究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
【项目实施】
(1)研究仿生鱼的结构
小南把仿生鱼拆卸后发现,仿生鱼的表面材质柔软,有弹性,内部有一个小型电机,可以给仿生鱼供电,控制鱼鳍和鱼尾摆动,当电机供电控制鱼鳍向后划水,可实现鱼在水中向前游动,是利用了     原理。仿生鱼内部还有一个可以自动充气和放气的类似于鱼腹中“鱼鲸”的装置。当向鱼腹充气时,仿生鱼的腹部就会变大,放气时仿生鱼腹部变小,此过程中鱼腹发生的是     (“弹性”或“非弹性”)形变。
(2)探究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
小南发现控制仿生鱼的鱼鳍和鱼尾不动时,只需控制自动充气装置,改变鱼的体积,就可以实现仿生鱼上浮和下沉。他猜想仿生鱼受到的浮力可能与其浸没的     (填“质量”或“体积”)有关,于是他设计如图乙所示实验。已知物块甲和乙为重力相同但体积不同的物体,乙和丙是体积相同密度不同的两种物质。为了验证自己的猜想是否正确,他应选择     两个物块进行实验。通过分析数据得出:鱼在水中不动时若想上浮,只需     (填“增大”或“减小”)鱼鲸的体积。
(3)小南通过图乙装置还想探究浮力与物体密度是否有关。通过分析②⑤、③⑥四次实验数据可知:物体在液体中受到的浮力与物体密度     (填“有”或“无”)关。
【项目拓展】
(4)随着科技的发展,潜水打捞技术日渐成熟,“潜水浮袋”(与鱼在水中改变体积类似,在水中打开后体积自动变大)越来越多地被人们应用于潜水打捞。如图丙所示为潜水员使用“潜水浮袋”打捞沉物的情景。该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来,一个“潜水浮袋”充气后的体积约为0.1m3,重力约为20N,水的密度为1.0×103kg/m3,至少需要     个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。
第7页 共12页 ◎ 第8页 共12页
第1页 共12页 ◎ 第2页 共12页中小学教育资源及组卷应用平台
2024-2025学年物理(沪粤版)八年级下册
期末测试卷
(测试时间:80分钟 满分:100分)
一、单项选择题(每小题3分,共24分)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
1.以下估算最接近实际的是(  )
A.物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强约为2Pa
B.一个中学生在水中所受浮力约为5000N
C.大足境内的巴岳山山顶的大气压约为1.5×105Pa
D.一个成年人站在水平地面上,人对地面的压强大约是1.8×104Pa
2.毽子是“魔童”哪吒钟爱的玩具。如图,毽子被竖直踢到最高点后又竖直下落到水平地面上静止。下列有关说法正确的是(  )
A.毽子在最高点时处于平衡状态
B.到达最高点,所有外力都消失,毽子将保持静止
C.毽子在地面静止时,受到的支持力和重力是一对相互作用力
D.在地面静止时,毽子对地面的压力就是受到的重力
3.自从学校布置家务劳动的作业后,小李同学不仅提高了做家务的能力,还从中领悟了很多物理道理,下面是小李同学的一些认识,其中错误的是(  )
A.打鸡蛋时,向碗沿一碰,鸡蛋就破了,是因为鸡蛋受到的力比碗受到的力大
B.切菜用的菜刀刀刃很薄,是通过减小受力面积来增大压强
C.包铰子时手对铰子的压力是由于手发生形变产生的
D.拖把手柄上凹凸不平的花纹是在利用摩擦
4.我国春节习俗很多,下列习俗对应的现象能用分子动理论解释的是(  )
A.大扫除清理家具上灰尘的时候尘土飞扬
B.烟花爆竹燃放后冒出浓浓白烟
C.蒸馒头的时候掀开锅盖冒出浓浓白雾
D.除夕夜家家户户做年夜饭,到处都是酒肉飘香
5.如图所示的简单机械中,忽略机械自重、绳重以及摩擦,提升同一重物,最省力的是(  )
A. B.
C. D.
6.各省市军舰命名数量排名第一的为山东省:29艘。如图为我国第一艘国产航空母舰﹣“山东舰”,最大吃水深度10.5m,至少可以搭载36架歼﹣15舰载机。已知ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列说法正确的是(  )
A.山东舰最大吃水深度时,其底部受到海水的压强是1.05×106Pa
B.达到最大吃水深度时,舰底2m2的表面受到水的压力是2.1×105N
C.一架舰载机起飞后,山东舰底部受到海水的压强变大
D.山东舰在海水密度更大的海域航行时所受浮力也越大
7.如图所示,是照相馆常用的照片切刀,下列工具使用时与照片切刀属于同类杠杆的是(  )
A.独轮车 B.船桨
C.笤帚 D.托盘天平
8.质量相同的A、B两物体在两台机器的牵引力作用下竖直向上运动,A运动的v﹣t图象如图甲所示,B运动的s﹣t图象如图乙所示,忽略空气阻力影响,则(  )
A.物体A、B都做匀速直线运动
B.物体A受到的拉力大小与它的重力大小相等
C.物体B运动过程中受力平衡
D.物体B在前6s内物体的平均速度为10m/s
二、填空题(每空1分,共18分)
9.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,1897年汤姆孙通过阴极射线实验发现了     ,说明原子是可分的,1911年卢瑟福通过α粒子散射实验建立了类似行星绕日的     模型说明原子结构,后来,人们发现原子核是由带正电荷的     和不带电的中子构成的。
10.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度为5m/s,将弹簧压缩到最短(图丙)的整个过程中,小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.3N的压力就缩短0.5cm,整个过程中始终发生弹性形变。小球在最低点处于    (选填“平衡”或“非平衡”)状态,在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度变化情况是    ,小球受到的重力为    N。(不考虑空气阻力)
11.不计空气阻力,重50N的物体悬挂在气球的下方匀速上升,物体受到的合力为    N;当悬绳突然断掉后的一瞬间,物体将    (选填“向上运动”“向下运动”或“停止”)。
12.如图所示,一辆自身质量为1.6t的小轿车静止停放在水平地面上,每条轮胎与地面的接触面积为200cm2,则该汽车静止时对地面的压力为     N,每个轮胎对水平地面的压强为     Pa,在水平路面上高速行驶时车子对地面的压力     自身重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。(g=10N/kg)
13.如图所示是跳台滑雪运动员在空中滑行的情景:
(1)运动员在空中滑翔时受到的力     (选填“是”或“不是”)平衡力,运动员特有的姿势与滑雪板的组合,能使他在空中滑行更远的距离,这是由于运动员背上的空气流速     (选填“大于”或“小于”)滑雪板下面的空气流速,从而产生向     的升力;
(2)滑雪板比较宽是通过增大     的方式减小压强。
14.将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手,物块最终处于     (填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块浸入水中的体积是     cm3,物块受到的浮力为     N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
三、作图题(第15题2分,第16题2分,第17题2分,共6分)
15.如图所示使轻质杠杆在如图所示位置平衡,画出阻力臂l2,以及画出最小的动力F1并画出其力臂l1,使杠杆在图中位置平衡。
16.用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。
17.作图题:图中一个重为15N小球静止在水中,请画出小球所受浮力和重力。
四、实验探究题(第18题6分,第19题6分,第20题7分,第21题6分,共25分)
18.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。(6分)
(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速运动,这是利用了     原理。
(2)若比较甲和丙,可得结论:    。
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,木块处于     (选填“平衡”或“非平衡”)状态,此时木块的重力与桌面对木块的支持力是一对     (选填“平衡”或“非平衡”)力。
(4)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f与压力F的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,当物体放在水平桌面上时对水平桌面的压力大小等于物体的重力。在图戊所示实验中,木块A重为5N,长木板重为10N,木块与木板间的动摩擦因数大小为0.2,木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将木板匀速抽出,则拉力F=     N。若此时再增大拉力F,弹簧测力计的示数     (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.“探究杠杆的平衡条件”的实验中。(6分)
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆    平衡状态(选填“是”或“不是”),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向    调;
(2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为    N;
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数    (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点    (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度;
(5)探究完成后,小苏同学制作了如图丁所示的杆秤,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C处的秤组,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点,此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图丁所示。下列说法正确的是    。
A.秤砣的质量是0.5kg
B.越靠近提纽处刻度值越大
C.距离C点12.5cm,有两个刻度,分别为1kg和3.1kg
D.在测量范围内,该杆秤称量任意质量物体并保持平衡,手对提纽的拉力不变
20.同学们进行有关浮力的实验。(7分)
(一)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们依据生活经验进行了如下的猜想:
猜想1:浮力与物体浸入液体的体积有关;
猜想2:浮力与液体的密度有关;
猜想3:浮力与物体浸没的深度有关。
进行实验:先用弹簧测力计测出金属块的重力如图(a)所示,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度(液体均未溢出),并记录弹簧测力计的示数,如图所示。
(1)通过     图,分析可知:猜想3是错误的。
(2)分析比较图(a)、(b)、(c)、(d)可知:同一种液体,浸入液体的体积越大,受到的浮力越     。
(3)根据以上实验,可求出图(f)中液体的密度是     g/cm3。
(二)同学们想探究“物体受到的浮力大小与物体的形状是否有关”。于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二:将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,发现它漂浮在水面上。通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力     (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次橡皮泥受到的浮力,于是有同学得到结论:物体受到的浮力大小与其形状有关。其他同学指出这个结论是错误的,错误的原因是     。
(三)课后实践活动中,同学们设计并制作了微型密度计测量液体的密度。密度计选用下端封口的塑料吸管作为标度杆,并在下端缠上金属丝作为配重,使其能够竖立着漂浮在液体中,如图(g)所示。由于被测液体盛在约100mL的小瓶中,所以要考虑到测量密度时不能有液体溢出,也要保证密度计不能触底。
(1)设计要求1:为了防止液体溢出,制作密度计时要先估测密度计的重力,使之不能过大。
(2)设计要求2:为了保证密度计不能触底,密度计标度杆的横截面积不能太     。
(3)在作品展示环节,同学们发现有的自制密度计在测量液体密度时,相邻刻度线的间距过小。在满足设计要求的前提下,要增大刻度间的距离,可以适当     (写出一条可行的做法即可)。
21.在“探究液体压强的大小与哪些因素有关”的实验中。(6分)
(1)实验前,发现压强计U形管两侧液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是   (填选项)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.取下橡皮管,重新进行安装
(2)本次实验中,通过观察U形管两侧液面的    来比较液体压强的大小。
(3)实验时,固定探头在水中的深度,多次改变探头朝向,是为了探究在同种液体中,同一深度处,    。
(4)通过比较图    两次实验,可知液体压强的大小与液体的深度有关。根据实验现象得出的结论可知:拦河大坝要做成    (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
【拓展】红红用图戊装置测量未知液体的密度,容器中间有一个竖直的挡板把容器平分成左右两部分,挡板中有一块橡皮膜,在该橡皮膜上施加微小的力都能使其发生很明显的变化。
①在容器的左侧加水,使水面在橡皮膜中间的位置,测量此时水面到容器底部的距离h1;
②然后继续加入适量水到橡皮膜上方的某一位置,测量此时水面到容器底部的距离h2;
③在容器的右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜恢复原状,测量此时右侧液面到容器底部的距离h3;
④待测液体密度的表达式为ρ= (用ρ水、h1、h2、h3表示)。
五、计算题(第22题7分,第23题7分,共14分)
22.如图所示,某款“自动擦窗机器人”真空泵将吸盘内空气抽出后“吸”在竖直玻璃窗上,机器人的质量2kg,求:
(1)当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,机器人所受摩擦力的大小;
(2)擦窗机器人的运行速度为20cm/s,在宽4m、高2.8m的窗玻璃上从最左侧水平匀速擦到最右侧(机器人宽度不计)所需的时间;
(3)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10 3m2,若吸盘对玻璃的压强为1×105Pa,则吸盘对玻璃的压力。
23.在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知货箱重100t,体积为40m3,沉入60m深的海底(未陷入),利用如图所示的打捞船进行打捞。(ρ海水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
根据以上信息计算:
(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水多大的压强?
(2)集装箱沉没时,受到的浮力是多大?
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力是多大?
六、综合能力题(第24题6分,第25题7分,共13分)
24.2019年5月17日23时48分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射一颗北斗导航卫星。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。卫星在工作轨道运行时,离地球最近的点叫近地点最远的一点叫远地点,卫星在大气层外运行,不受空气阻力。(6分)
(1)如图甲,火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,该推力的施力物体是     。此时卫星相对长征三号丙运载火箭是     (选填“运动”或“静止”)的。若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于     状态(选填“静止”或“匀速直线运动”);
(2)图乙为监控系统先后间隔2s拍摄到的火箭点火后竖直向上做直线运动时所在位置的照片,已知火箭的总长度为52m,在照片上已按一定比例标示出刻度,在这2s内火箭的平均速度为  m/s。
(3)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有     ,能够继续飞行。
(4)如图丙,卫星沿椭圆形轨道运行时,卫星受     (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
25.小南发现他家鱼缸中的鱼,在鱼鳍和鱼尾不动时,也能实现上浮和下沉,于是他买了一款“仿生鱼”(如图甲所示),研究鱼在鱼鳍和鱼尾不动时,上浮和下沉的原理。下面是他的实践过程,请帮助他完成下列内容:
【项目分解】
(1)研究仿生鱼的结构
(2)研究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
【项目实施】
(1)研究仿生鱼的结构
小南把仿生鱼拆卸后发现,仿生鱼的表面材质柔软,有弹性,内部有一个小型电机,可以给仿生鱼供电,控制鱼鳍和鱼尾摆动,当电机供电控制鱼鳍向后划水,可实现鱼在水中向前游动,是利用了     原理。仿生鱼内部还有一个可以自动充气和放气的类似于鱼腹中“鱼鲸”的装置。当向鱼腹充气时,仿生鱼的腹部就会变大,放气时仿生鱼腹部变小,此过程中鱼腹发生的是     (“弹性”或“非弹性”)形变。
(2)探究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
小南发现控制仿生鱼的鱼鳍和鱼尾不动时,只需控制自动充气装置,改变鱼的体积,就可以实现仿生鱼上浮和下沉。他猜想仿生鱼受到的浮力可能与其浸没的     (填“质量”或“体积”)有关,于是他设计如图乙所示实验。已知物块甲和乙为重力相同但体积不同的物体,乙和丙是体积相同密度不同的两种物质。为了验证自己的猜想是否正确,他应选择     两个物块进行实验。通过分析数据得出:鱼在水中不动时若想上浮,只需     (填“增大”或“减小”)鱼鲸的体积。
(3)小南通过图乙装置还想探究浮力与物体密度是否有关。通过分析②⑤、③⑥四次实验数据可知:物体在液体中受到的浮力与物体密度     (填“有”或“无”)关。
【项目拓展】
(4)随着科技的发展,潜水打捞技术日渐成熟,“潜水浮袋”(与鱼在水中改变体积类似,在水中打开后体积自动变大)越来越多地被人们应用于潜水打捞。如图丙所示为潜水员使用“潜水浮袋”打捞沉物的情景。该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来,一个“潜水浮袋”充气后的体积约为0.1m3,重力约为20N,水的密度为1.0×103kg/m3,至少需要     个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)2024-2025学年八年级下册 期末测试卷
物理(沪粤版)·答题卡

A
O
F2
B
LLL∠LL∠
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2024-2025学年物理(沪粤版)八年级下册
期末测试卷
(测试时间:80分钟 满分:100分)
一、单项选择题(每小题3分,共24分)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
1.以下估算最接近实际的是(  )
A.物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强约为2Pa
B.一个中学生在水中所受浮力约为5000N
C.大足境内的巴岳山山顶的大气压约为1.5×105Pa
D.一个成年人站在水平地面上,人对地面的压强大约是1.8×104Pa
【答案】D
【解析】解:
A、物理课本的质量约为m=250g=0.25kg,物理课本长约25cm、宽约20cm,
受力面积S=25cm×20cm=500cm2=0.05m2,
则课本对桌面的压强约为:p50Pa,故A不符合实际;
B、一个中学生的质量m=50kg,中学生在水中时处于漂浮或悬浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,
则中学生在水中所受浮力约为:F浮=G=mg=50kg×10N/kg=500N,故B不符合实际;
C、通常海平面的大气压强约为p=1.0×105Pa,大气压随高度升高而减小,山顶的大气压小于1.0×105Pa,故C错误;
D、成年人的体重约为m=70kg,其重力G=mg=70kg×10N/kg=700N,
双脚与地面的接触面积约为S=400cm2=4×10﹣2m2,
则成年人双脚站立时对地面的压强约为:p1.75×104Pa,故D符合实际。
故选:D。
2.毽子是“魔童”哪吒钟爱的玩具。如图,毽子被竖直踢到最高点后又竖直下落到水平地面上静止。下列有关说法正确的是(  )
A.毽子在最高点时处于平衡状态
B.到达最高点,所有外力都消失,毽子将保持静止
C.毽子在地面静止时,受到的支持力和重力是一对相互作用力
D.在地面静止时,毽子对地面的压力就是受到的重力
【答案】B
【解析】解:A、毽子在最高点时只受重力作用,受力不平衡,处于非平衡状态,故A错误;
B、毽子到达最高点时瞬间静止,此时所有外力都消失,毽子将保持静止,故B正确;
C、毽子在地面静止时,受到的支持力和重力,同一个受力物体,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故C错误;
D、毽子在地面静止时,对地面的压力与毽子受到的重力作用在不同的物体上,二者不是同一个力,压力的施力物体是毽子,重力的施力物体是地球,故D错误。
故选:B。
3.自从学校布置家务劳动的作业后,小李同学不仅提高了做家务的能力,还从中领悟了很多物理道理,下面是小李同学的一些认识,其中错误的是(  )
A.打鸡蛋时,向碗沿一碰,鸡蛋就破了,是因为鸡蛋受到的力比碗受到的力大
B.切菜用的菜刀刀刃很薄,是通过减小受力面积来增大压强
C.包铰子时手对铰子的压力是由于手发生形变产生的
D.拖把手柄上凹凸不平的花纹是在利用摩擦
【答案】A
【解析】解:A.鸡蛋和碗之间的力属于相互作用力,大小相等,所以打鸡蛋时,向碗沿一碰,鸡蛋就破了,此时鸡蛋受到的力等于碗受到的力,故A错误;
B.切菜用的菜刀刀刃很薄,由可知,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B正确;
C.力的作用是相互的,包铰子给饺子一个压力,饺子给手一个反作用力,手在力的作用下发生形变,所以包铰子时手对铰子的压力是由于手发生形变产生的,故C正确;
D.拖把手柄上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,以防止手柄从手中滑落,属于利用摩擦,故D正确。
故选:A。
4.我国春节习俗很多,下列习俗对应的现象能用分子动理论解释的是(  )
A.大扫除清理家具上灰尘的时候尘土飞扬
B.烟花爆竹燃放后冒出浓浓白烟
C.蒸馒头的时候掀开锅盖冒出浓浓白雾
D.除夕夜家家户户做年夜饭,到处都是酒肉飘香
【答案】D
【解析】解:A.尘土飞扬是固体小颗粒发生的机械运动,不属于分子的运动,故A错误;
B.浓浓白烟,白烟为固体小颗粒,属于机械运动,不属于分子的运动,故B错误;
C.浓浓白雾,白雾为液体小液滴,属于机械运动,不属于分子的运动,故C错误;
D.除夕夜家家户户做年夜饭,到处都是酒肉飘香,是扩散现象,是由于分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
5.如图所示的简单机械中,忽略机械自重、绳重以及摩擦,提升同一重物,最省力的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】解:忽略机械自重、绳重以及摩擦;
A、A图为定滑轮,拉力等于重力,即F1=G;
B、B图为杠杆,根据F1L1=F2L2可知,F2G;
C、C图为动滑轮,F3G;
D、D图为杠杆,动力臂L1OA,阻力臂L2OA,根据F1L1=F2L2可知,F4=G。
故选:B。
6.各省市军舰命名数量排名第一的为山东省:29艘。如图为我国第一艘国产航空母舰﹣“山东舰”,最大吃水深度10.5m,至少可以搭载36架歼﹣15舰载机。已知ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列说法正确的是(  )
A.山东舰最大吃水深度时,其底部受到海水的压强是1.05×106Pa
B.达到最大吃水深度时,舰底2m2的表面受到水的压力是2.1×105N
C.一架舰载机起飞后,山东舰底部受到海水的压强变大
D.山东舰在海水密度更大的海域航行时所受浮力也越大
【答案】B
【解析】解:AB.山东舰最大吃水深度处,其底部受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa,
舰底2m2的表面受到水的压力是F=pS=1.05×105Pa×2m2=2.1×105N,故A错误,B正确;
C.舰载机飞出后,山东舰漂浮,浮力等于重力,因重力减小,故受到的浮力减小,根据阿基米德原理知,排开海水的体积减小,航母会上浮一些,其底部所处的深度减小,根据p=ρgh知,山东舰底部受到海水的压强减小,故C错误;
D、东舰在海水密度更大的海域航行时,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,故D错误。
故选:B。
7.如图所示,是照相馆常用的照片切刀,下列工具使用时与照片切刀属于同类杠杆的是(  )
A.独轮车 B.船桨
C.笤帚 D.托盘天平
【答案】A
【解析】解:照片切刀使用过程中,动力臂大于阻力臂,省力费距离,因此切刀属于省力杠杆。
A、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A符合题意;
B、船桨在使用过程中,阻力臂大于动力臂,属于费力杠杆,故B不符合题意;
C、笤帚在使用过程中,阻力臂大于动力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故D不符合题意。
故选:A。
8.质量相同的A、B两物体在两台机器的牵引力作用下竖直向上运动,A运动的v﹣t图象如图甲所示,B运动的s﹣t图象如图乙所示,忽略空气阻力影响,则(  )
A.物体A、B都做匀速直线运动
B.物体A受到的拉力大小与它的重力大小相等
C.物体B运动过程中受力平衡
D.物体B在前6s内物体的平均速度为10m/s
【答案】B
【解析】解:A、图甲中,图线与时间轴平行,表示速度不变,做匀速直线运动;图乙中,图线弯曲,表示路程与时间不成正比,不是匀速直线运动,故A错误;
B、物体A做匀速直线运动,受到的拉力大小与它的重力大小相等,故B正确;
C、物体B做变速度运动,因此,运动过程中受力不平衡,故C错误;
D、物体B在前6s内的平均速度为:v0.1m/s,故D错误。
故选:B。
二、填空题(每空1分,共18分)
9.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,1897年汤姆孙通过阴极射线实验发现了  电子  ,说明原子是可分的,1911年卢瑟福通过α粒子散射实验建立了类似行星绕日的  核式  模型说明原子结构,后来,人们发现原子核是由带正电荷的  质子  和不带电的中子构成的。
【答案】电子;核式;质子。
【解析】解:由文字记载得,1897年汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子,说明原子是可分的。
1911年卢瑟福通过α粒子散射实验建立了类似行星绕日的核式模型说明原子结构,得出原子是由原子核与核外电子组成。
后来,人们通过进一步探究发现原子核是由带正电荷的原子不带电的中子构成的。
故答案为:电子;核式;质子。
10.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度为5m/s,将弹簧压缩到最短(图丙)的整个过程中,小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.3N的压力就缩短0.5cm,整个过程中始终发生弹性形变。小球在最低点处于 非平衡  (选填“平衡”或“非平衡”)状态,在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度变化情况是 先变大,后变小  ,小球受到的重力为 3  N。(不考虑空气阻力)
【答案】非平衡;先变大,后变小;3。
【解析】解:小球在最低点时弹力大于重力,合力向上,处于非平衡状态;
由图象看出:在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中,小球速度先变大后变小;
在小球向下运动过程中,受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力。开始时,重力大于弹力,合力向下,小球速度越来越大;
随弹簧压缩量的增大,弹力越来越大,当弹力与重力相等时,两力是一对平衡力,合力为零。小球再向下运动,弹力大于重力,合力向下,小球速度减小。由此可见,当重力G与弹力F是一对平衡力时,小球速度最大。此时,由图可知弹簧的压缩量ΔL=5cm,由平衡条件得;G=F=0.3N/0.5cm×5cm=3N。
故答案为:非平衡;先变大,后变小;3。
11.不计空气阻力,重50N的物体悬挂在气球的下方匀速上升,物体受到的合力为 0  N;当悬绳突然断掉后的一瞬间,物体将 向上运动  (选填“向上运动”“向下运动”或“停止”)。
【答案】0;向上运动。
【解析】解:因物体随气球匀速上升,处于平衡状态,故物体受到的合力为0N,当悬绳突然断开后,物体由于惯性会保持原来的运动状态,所以会继续向上运动一段距离。
故答案为:0;向上运动。
12.如图所示,一辆自身质量为1.6t的小轿车静止停放在水平地面上,每条轮胎与地面的接触面积为200cm2,则该汽车静止时对地面的压力为  1.6×104  N,每个轮胎对水平地面的压强为  2×105  Pa,在水平路面上高速行驶时车子对地面的压力  小于  自身重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。(g=10N/kg)
【答案】1.6×104;2×105;变小。
【解析】解:(1)该汽车受到的重力:G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
汽车静止时对水平地面的压力:F压=G=1.6×104N,
汽车静止时对水平地面的压强:p2×105Pa;
则其中的一个轮胎对地面的压强与整车对地面的压强相等,为2×105Pa;
(2)小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,汽车在压强差下产生向上的升力,汽车对路面的压力变小。
故答案为:1.6×104;2×105;变小。
13.如图所示是跳台滑雪运动员在空中滑行的情景:
(1)运动员在空中滑翔时受到的力  不是  (选填“是”或“不是”)平衡力,运动员特有的姿势与滑雪板的组合,能使他在空中滑行更远的距离,这是由于运动员背上的空气流速  大于  (选填“大于”或“小于”)滑雪板下面的空气流速,从而产生向  上  的升力;
(2)滑雪板比较宽是通过增大  受力面积  的方式减小压强。
【答案】(1)不是;大于;上;(2)受力面积。
【解析】解:(1)运动员在飞行的过程中运动状态发生了变化,受到非平衡力的作用;运动员如图所示的姿势,使背上流过的空气流速大于从滑雪板下面流过的空气流速,而气体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,从而产生向上的升力;
(2)运动员使用滑雪板,在压力一定时,增大了与雪地的受力面积,从而减小压强。
故答案为:(1)不是;大于;上;(2)受力面积。
14.将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手,物块最终处于  漂浮  (填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块浸入水中的体积是  60  cm3,物块受到的浮力为  0.6  N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】漂浮;60;0.6。
【解析】解:(1)物体完全浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N;
物体的重力为:
G=mg=60×10﹣3kg×10N/kg=0.6N;
G物<F浮,物体上浮,最后漂浮;
(2)物体浮在水面上,所以物块受到的浮力为:F浮′=G物=0.6N。
(3)根据F浮=ρ水gV排可得,物块浸入水中部分的体积:
V浸=V排′6×10﹣5m3=60cm3。
故答案为:漂浮;60;0.6。
三、作图题(第15题2分,第16题2分,第17题2分,共6分)
15.如图所示使轻质杠杆在如图所示位置平衡,画出阻力臂l2,以及画出最小的动力F1并画出其力臂l1,使杠杆在图中位置平衡。
【答案】
【解析】解:反向延长F2的作用线,从O点作其垂线,垂线段长为阻力臂L2,
由图可知,力F1作用在B点且垂直于OB时,OB为最长力臂L1,再过B点做动力臂L1的垂线即为最小动力Fl,方向垂直杠杆向上;如图所示:
16.用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。
【答案】
【解析】解:要使滑轮组最省力,需要承担物重的绳子数最多,由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,最多能绕出由3段绳子承担物重,所以要从定滑轮绕起,绕绳方法如下:
17.作图题:图中一个重为15N小球静止在水中,请画出小球所受浮力和重力。
【答案】
【解析】解:小球在水中漂浮而静止时,所受到的浮力大小F浮=G=15N,作用点在重心上,过小球重心沿竖直向上的方向画一条有向线段,用符号F浮表示,大小为6N.如图所示:
四、实验探究题(第18题6分,第19题6分,第20题7分,第21题6分,共25分)
18.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。(6分)
(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速运动,这是利用了  二力平衡  原理。
(2)若比较甲和丙,可得结论: 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大  。
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,木块处于  平衡  (选填“平衡”或“非平衡”)状态,此时木块的重力与桌面对木块的支持力是一对  非平衡  (选填“平衡”或“非平衡”)力。
(4)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f与压力F的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,当物体放在水平桌面上时对水平桌面的压力大小等于物体的重力。在图戊所示实验中,木块A重为5N,长木板重为10N,木块与木板间的动摩擦因数大小为0.2,木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将木板匀速抽出,则拉力F=  7  N。若此时再增大拉力F,弹簧测力计的示数  不变  (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)二力平衡;(2)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(3)平衡;非平衡;(4)7;不变。
【解析】解:(1)根据二力平衡条件可知,应使弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等;
(2)由甲、丙两图,接触面压力相同,接触面粗糙程度不相同,丙中接触面粗糙程度更大,弹簧测力计示数更大,由数据可知,在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)如图丁可知,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于非平衡状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力不是一对平衡力,理由是:拉力与摩擦力不在同一直线;
(4)在图戊所示实验中,木块重为5N,木块受到的滑动摩擦力为:f=5N×0.2=1N,方向水平向左,根据力的相互性,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向右;
木板对地面的压力为:10N+5N=15N,木板与地面之间的摩擦力为:f′=15N×0.4=6N,方向水平向右;
若用拉力F将木板匀速抽出,根据力的平衡,则拉力:F=6N+1N=7N;
压力和接触面粗糙程度不变,增大拉力F,摩擦力不变,木块相对地面静止,木块受到的摩擦力和拉力是平衡力,所以弹簧测力计示数不变。
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(3)平衡;非平衡;(4)7;不变。
19.“探究杠杆的平衡条件”的实验中。(6分)
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 是  平衡状态(选填“是”或“不是”),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 左  调;
(2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 1.5  N;
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数 不变  (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点 顺时针  (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度;
(5)探究完成后,小苏同学制作了如图丁所示的杆秤,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C处的秤组,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点,此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图丁所示。下列说法正确的是 C  。
A.秤砣的质量是0.5kg
B.越靠近提纽处刻度值越大
C.距离C点12.5cm,有两个刻度,分别为1kg和3.1kg
D.在测量范围内,该杆秤称量任意质量物体并保持平衡,手对提纽的拉力不变
【答案】(1)是;左;(2)1.5;(3)不变;(4)顺时针;(5)C。
【解析】解:(1)杠杆静止或匀速转动时都属于平衡状态,如图杠杆是静止状态,此时杠杆是平衡状态;如图杠杆的左端上翘,平衡螺母向上翘的左端移动,使杠杆在水平位置平衡;(2)一钩码重为0.5N,设杠杆的分度值为L,根据杠杆平衡条件由甲图可知:2×0.5N×3L=FB×2L,所以FB=1.5N;(3)力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变;(4)根据杠杆平衡条件知要使弹簧测力计读数减小,在阻力和阻力臂不变时,需要增大动力臂,当弹簧测力计与杠杆垂直时,动力臂最长,拉力最小,所以需要将弹簧测力计顺时针转动;(5)A、当提着B处秤纽、秤砣挂在D点、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时,秤杆可以在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可得GA AB=G秤砣 BD,由G=mg可得mAg AB=m秤砣g BD,则m秤砣0.4kg,故A错误;B、根据杠杆的平衡条件可知:当提着B处秤纽,A点所挂物体重力较大时,秤砣向右移动,否则向左移动,所以越靠近提纽处刻度值越小,故B错误;C、当提起B处秤纽时,阻力臂为AB=2cm,动力臂BD′=3cm+12.5cm=15.5cm,根据杠杆的平衡条件可列式:G AB=G秤砣 BD′,由G=mg可得mg AB=m秤砣g BD′,则m3.1kg,当提起C处秤纽时,阻力臂为AC=AB+BC=2cm+3cm=5cm,动力臂CD′=12.5cm,根据杠杆的平衡条件可列式:G AC=G秤砣 CD′,由G=mg可得mg AC=m秤砣g CD′,则m1kg,故C正确;D、手对提纽的拉力大小为等于物体的重力与秤砣重力和,故D错误。故选:C。故答案为:(1)是;左;(2)1.5;(3)不变;(4)顺时针;(5)C。
20.同学们进行有关浮力的实验。(7分)
(一)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们依据生活经验进行了如下的猜想:
猜想1:浮力与物体浸入液体的体积有关;
猜想2:浮力与液体的密度有关;
猜想3:浮力与物体浸没的深度有关。
进行实验:先用弹簧测力计测出金属块的重力如图(a)所示,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度(液体均未溢出),并记录弹簧测力计的示数,如图所示。
(1)通过  (a)(d)(e)  图,分析可知:猜想3是错误的。
(2)分析比较图(a)、(b)、(c)、(d)可知:同一种液体,浸入液体的体积越大,受到的浮力越  大  。
(3)根据以上实验,可求出图(f)中液体的密度是  0.8  g/cm3。
(二)同学们想探究“物体受到的浮力大小与物体的形状是否有关”。于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二:将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,发现它漂浮在水面上。通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力  小于  (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次橡皮泥受到的浮力,于是有同学得到结论:物体受到的浮力大小与其形状有关。其他同学指出这个结论是错误的,错误的原因是  没有控制物体排开液体的体积相同  。
(三)课后实践活动中,同学们设计并制作了微型密度计测量液体的密度。密度计选用下端封口的塑料吸管作为标度杆,并在下端缠上金属丝作为配重,使其能够竖立着漂浮在液体中,如图(g)所示。由于被测液体盛在约100mL的小瓶中,所以要考虑到测量密度时不能有液体溢出,也要保证密度计不能触底。
(1)设计要求1:为了防止液体溢出,制作密度计时要先估测密度计的重力,使之不能过大。
(2)设计要求2:为了保证密度计不能触底,密度计标度杆的横截面积不能太  小  。
(3)在作品展示环节,同学们发现有的自制密度计在测量液体密度时,相邻刻度线的间距过小。在满足设计要求的前提下,要增大刻度间的距离,可以适当  增大配重或用更细的吸管  (写出一条可行的做法即可)。
【答案】(一)(1)(a)(d)(e);(2)大;(3)0.8;(二)小于;没有控制物体排开液体的体积相同;(三)(2)小;(3)增大配重或用更细的吸管。
【解析】解:(一)(1)比较图(a)(d)(e)可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,受到的浮力相同,说明浮力的大小与深度无关,猜想3是错误的;
(2)分析比较图(a)、(b)、(c)、(d)可知:同一种液体,浸入液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,受到的浮力越大;
(3)由图(a)、(d)可知,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N,
物体排开水的体积等于物体的体积,由F浮=ρ水gV排水可得,物体排开水的体积:
V排水1×10﹣4m3,
物体排开水的体积等于物体的体积,即V物体=1×10﹣4m3;
由图(f)可知,弹簧测力计的示数为F′=1.9N
由图(a)、(f)所示实验可知,物块浸没在盐水中所受浮力:
F浮液=G﹣F′=2.7N﹣1.9N=0.8N,
浮力F浮液=ρ液gV排液,
此时物体排开液体的体积V排液=V物体=1×10﹣4m3;
液体的密度:ρ液0.8×103kg/m3=0.8g/cm3;
(二)①由物体的浮沉条件可知,橡皮泥下沉时F浮1<G,橡皮泥漂浮时F浮2=G,则F浮1<F浮2,即:第一次橡皮泥受到的浮力小于第二次橡皮泥受到的浮力;
②探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体密度相同,错误原因就是没有利用控制变量法,即没有控制物体排开液体的体积相同;
(三)(2)浮力一定时,横截面积越小,浸入的深度越深,更容易触底,所以为了保证密度计不能触底,密度计标度杆的横截面积不能太小;
(3)为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,即要求密度计放入某液体中时,密度计竖直浸入液体的深度变大,根据h知,当ρ液一定时,可适当增大配重或用更细的吸管。
故答案为:(一)(1)(a)(d)(e);(2)大;(3)0.8;(二)小于;没有控制物体排开液体的体积相同;(三)(2)小;(3)增大配重或用更细的吸管。
21.在“探究液体压强的大小与哪些因素有关”的实验中。(6分)
(1)实验前,发现压强计U形管两侧液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 B  (填选项)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.取下橡皮管,重新进行安装
(2)本次实验中,通过观察U形管两侧液面的 高度差  来比较液体压强的大小。
(3)实验时,固定探头在水中的深度,多次改变探头朝向,是为了探究在同种液体中,同一深度处, 向各个方向的压强大小关系  。
(4)通过比较图 乙、丙  两次实验,可知液体压强的大小与液体的深度有关。根据实验现象得出的结论可知:拦河大坝要做成 上窄下宽  (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
【拓展】红红用图戊装置测量未知液体的密度,容器中间有一个竖直的挡板把容器平分成左右两部分,挡板中有一块橡皮膜,在该橡皮膜上施加微小的力都能使其发生很明显的变化。
①在容器的左侧加水,使水面在橡皮膜中间的位置,测量此时水面到容器底部的距离h1;
②然后继续加入适量水到橡皮膜上方的某一位置,测量此时水面到容器底部的距离h2;
③在容器的右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜恢复原状,测量此时右侧液面到容器底部的距离h3;
④待测液体密度的表达式为ρ= ρ水  (用ρ水、h1、h2、h3表示)。
【答案】(1)B;(2)高度差;(3)向各个方向的压强大小关系;(4)乙、丙;上窄下宽;
【拓展】
ρ水。
【解析】解:(1)实验前,发现压强计U形管两侧的液面出现如图甲所示的情景,可知左侧管中气压大于大气压,接下来正确的调节方法是取下橡皮管,重新进行安装,故选:B。
(2)本次实验中,通过观察U形管两侧液面的高度差来比较液体压强的大小,采用了转换法;
(3)实验时,固定探头在水中的深度,多次改变探头朝向,是为了探究在同种液体、同一深度处,向各个方向的压强大小关系。
(4)研究液体压强的大小与液体的深度有关,要控制液体的密度相同,通过比较图 乙、丙两次实验,可知液体压强的大小随液体的深度增大而变大,根据实验现象得出的结论可知:拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(5)③在容器的右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜变平,测量此时右侧液面到容器底部的距离h3;因两侧液体产生压强相同,根据p=ρgh有
ρ水(h2﹣h1)=ρ(h3﹣h1)
④待测液体密度的表达式为
ρ= ρ水
故答案为:(1)B;(2)高度差;(3)向各个方向的压强大小关系;(4)乙、丙;上窄下宽;
【拓展】
ρ水。
五、计算题(第22题7分,第23题7分,共14分)
22.如图所示,某款“自动擦窗机器人”真空泵将吸盘内空气抽出后“吸”在竖直玻璃窗上,机器人的质量2kg,求:
(1)当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,机器人所受摩擦力的大小;
(2)擦窗机器人的运行速度为20cm/s,在宽4m、高2.8m的窗玻璃上从最左侧水平匀速擦到最右侧(机器人宽度不计)所需的时间;
(3)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10 3m2,若吸盘对玻璃的压强为1×105Pa,则吸盘对玻璃的压力。
【答案】(1)机器人所受摩擦力的大小为20N;
(2)擦窗机器人所需的时间为20s;
(3)吸盘对玻璃的压力为120N。
【解析】解:(1)当机器人在竖直玻璃板上静止时,在竖直方向上受到重力和摩擦力作用,两个力是一对平衡力,根据二力平衡可知,摩擦力大小为f=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)机器人的运行速度为20cm/s,机器人在窗玻璃上从最左侧水平匀速擦到最右侧(机器人宽度不计)的过程中移动的距离为s=4m=400cm,
由v可得,所需的时间为;
(3)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10 3m2,若吸盘对玻璃的压强为1×105Pa,由p可得,吸盘对玻璃的压力为F=pS=1×105Pa×1.2×10﹣3m2=120N。
答:(1)机器人所受摩擦力的大小为20N;
(2)擦窗机器人所需的时间为20s;
(3)吸盘对玻璃的压力为120N。
23.在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知货箱重100t,体积为40m3,沉入60m深的海底(未陷入),利用如图所示的打捞船进行打捞。(ρ海水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
根据以上信息计算:
(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水多大的压强?
(2)集装箱沉没时,受到的浮力是多大?
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力是多大?
【答案】(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水的压强为6.6×105Pa;
(2)集装箱沉没时,受到的浮力是4.4×105N;
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力是5.6×105N。
【解析】解:(1)由p=ρgh知道,未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水多大的压强:
p=ρ水gh=1.1×103kg/m3×10N/kg×60m=6.6×105Pa;
(2)集装箱沉没时,受到的浮力是:

(3)货箱的重力为:

集装箱匀速上升的过程中,由平衡条件知道,绳子的拉力是:
F=G物﹣F浮=1.0×106N﹣4.4×105N=5.6×105N。
答:(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水的压强为6.6×105Pa;
(2)集装箱沉没时,受到的浮力是4.4×105N;
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力是5.6×105N。
六、综合能力题(第24题6分,第25题7分,共13分)
24.2019年5月17日23时48分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射一颗北斗导航卫星。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。卫星在工作轨道运行时,离地球最近的点叫近地点最远的一点叫远地点,卫星在大气层外运行,不受空气阻力。(6分)
(1)如图甲,火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,该推力的施力物体是  燃气  。此时卫星相对长征三号丙运载火箭是  静止  (选填“运动”或“静止”)的。若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于  匀速直线  状态(选填“静止”或“匀速直线运动”);
(2)图乙为监控系统先后间隔2s拍摄到的火箭点火后竖直向上做直线运动时所在位置的照片,已知火箭的总长度为52m,在照片上已按一定比例标示出刻度,在这2s内火箭的平均速度为  52  m/s。
(3)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有  惯性  ,能够继续飞行。
(4)如图丙,卫星沿椭圆形轨道运行时,卫星受  非平衡  (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
【答案】(1)燃气;静止;匀速直线运动;(2)52;(3)惯性;(4)非平衡。
【解析】解:(1)高温高压燃气从尾部喷出,力的作用是相互的,燃气会施加给火箭一个推力,故该推力的施力物体是燃气。
卫星和征三号丙运载火箭没有位置的改变,故卫星相对长征三号丙运载火箭是静止的。
若此时火箭所受的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,火箭将保持原来的运动状态,即处于匀速直线运动状态。
(2)在这2s内火箭的平均速度为52m/s。
(3)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有惯性,要保持原来的运动状态,能够继续飞行。
(4)卫星沿椭圆形轨道运行时,速度在发生改变,故卫星受非平衡力。
故答案为:(1)燃气;静止;匀速直线运动;(2)52;(3)惯性;(4)非平衡。
25.小南发现他家鱼缸中的鱼,在鱼鳍和鱼尾不动时,也能实现上浮和下沉,于是他买了一款“仿生鱼”(如图甲所示),研究鱼在鱼鳍和鱼尾不动时,上浮和下沉的原理。下面是他的实践过程,请帮助他完成下列内容:
【项目分解】
(1)研究仿生鱼的结构
(2)研究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
【项目实施】
(1)研究仿生鱼的结构
小南把仿生鱼拆卸后发现,仿生鱼的表面材质柔软,有弹性,内部有一个小型电机,可以给仿生鱼供电,控制鱼鳍和鱼尾摆动,当电机供电控制鱼鳍向后划水,可实现鱼在水中向前游动,是利用了  力的作用是相互的  原理。仿生鱼内部还有一个可以自动充气和放气的类似于鱼腹中“鱼鲸”的装置。当向鱼腹充气时,仿生鱼的腹部就会变大,放气时仿生鱼腹部变小,此过程中鱼腹发生的是  弹性  (“弹性”或“非弹性”)形变。
(2)探究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
小南发现控制仿生鱼的鱼鳍和鱼尾不动时,只需控制自动充气装置,改变鱼的体积,就可以实现仿生鱼上浮和下沉。他猜想仿生鱼受到的浮力可能与其浸没的  体积  (填“质量”或“体积”)有关,于是他设计如图乙所示实验。已知物块甲和乙为重力相同但体积不同的物体,乙和丙是体积相同密度不同的两种物质。为了验证自己的猜想是否正确,他应选择  甲、乙  两个物块进行实验。通过分析数据得出:鱼在水中不动时若想上浮,只需  增大  (填“增大”或“减小”)鱼鲸的体积。
(3)小南通过图乙装置还想探究浮力与物体密度是否有关。通过分析②⑤、③⑥四次实验数据可知:物体在液体中受到的浮力与物体密度  无  (填“有”或“无”)关。
【项目拓展】
(4)随着科技的发展,潜水打捞技术日渐成熟,“潜水浮袋”(与鱼在水中改变体积类似,在水中打开后体积自动变大)越来越多地被人们应用于潜水打捞。如图丙所示为潜水员使用“潜水浮袋”打捞沉物的情景。该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来,一个“潜水浮袋”充气后的体积约为0.1m3,重力约为20N,水的密度为1.0×103kg/m3,至少需要  3  个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。
【答案】(1)力的作用是相互的;弹性;(2)体积;甲、乙;增大;(3)无;(4)3。
【解析】解:(1)电机供电控制鱼鳍向后划水,给水一个向后的力,由于力的作用是相互的,水会给鱼一个向前的力,所以仿生鱼在水中向前游动,所以利用了力的作用是相互的原理。当向鱼腹充气时,仿生鱼的腹部就会变大,放气时腹部又恢复原状,说明仿生鱼会发生弹性形变。
(2)由题意可知,仿生鱼在水中不动时,改变鱼的体积,就可以实现仿生鱼上浮和下沉,故猜想仿生鱼受到的浮力可能与排开液体的体积有关。
为了验证自己的猜想是否正确,他需要选择两个体积不同而重力相同的物块进行实验,即甲、乙两个对比,当物体全部浸没时,即可改变排开液体的体积,所以比较②、⑤两次弹簧测力计的示数差和①、④两次弹簧测力计的示数差。
②、⑤两次弹簧测力计的示数差为

①、④两次弹簧测力计的示数差为

通过计算发现两次浮力大小不同,所以可以得到浮力大小与排开液体的体积有关。
鱼在水中不动时若想上浮,需要增大浮力,故增大体积来上浮;
(3)由②、⑤和③、⑥可知,两次弹簧测力计的示数差都是4N,密度不同,而物体排开液体的体积相同时,物体受到的浮力相同,故物体在液体中受到的浮力与物体密度无关。
(4)由题可知,该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来,即物体受到的浮力
F浮=F=2800N;
一个“潜水浮袋”充气后的体积约为0.1m3,水的密度为1.0×103kg/m3,所以一个“潜水浮袋”完全浸没所能产生的浮力为

每个可以产生的拉力为F'=F浮﹣G=1000N﹣20N=980N;
所以所需要的个数为
n2.86取3个。
故答案为:(1)力的作用是相互的;弹性;(2)体积;甲、乙;增大;(3)无;(4)3。
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