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广东省惠州市五校联盟2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试题
1．关于惯性，下列说法正确的是（　　）
A．静止的物体没有惯性
B．运动的物体才有惯性
C．物体运动速度越大，惯性越大
D．物体在任何状态下都有惯性，且惯性大小只与质量有关
2．如图所示，小明同学双脚陷入泥沼，当他拔起右脚时，他的左脚（　　）
A．陷入的深度不变，因为泥沼受到的压力不变
B．陷入的深度不变，因为泥沼受到的压强不变
C．陷得更深，因为泥沼受到的压强增大
D．陷得更深，因为泥沼受到的压力增大
3．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．做功快的机械，功率一定大，机械效率也一定高
B．使用省力杠杆可以省功
C．额外功在总功中所占比例越小的机械，其机械效率越高
D．功率大的机械，做功一定多
4．如图所示，物块A、B放置在水平桌面上，正确的说法是（　　）
A．A的重力和B对A的支持力是一对作用力和反作用力
B．A对B的压力和桌面对B的支持力是一对平衡力
C．B对桌面的压力和A对B的压力是一对作用力和反作用力
D．A对B的压力和B对A的支持力是一对作用力和反作用力
5．杠杆在生产、生活中有着广泛的应用，如图所示，下列工具中属于费力杠杆的是（　　）
A．①、②
B．②、③
C．①、③
D．①、④
6．如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是（　　）
A．甲球所受的浮力最小 B．乙球所受的浮力最小
C．丙球所受的浮力最小 D．丁球所受的浮力最小
7．如图所示，物体A重100N，在水平拉力F=20N的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，下列说法错误的是（　　）
A．受到的摩擦力为48N B．拉力F做功的功率为8W
C．拉力F做的总功为120J D．拉力F做的有用功为96J
8．2025年4月，“神舟二十号”载人飞船火箭发射成功。火箭加速升空过程中，火箭向下喷出高温高压燃气，由于力的作用是　 　的，火箭获得向上的推力，火箭受到的重力　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）推力。船箭分离后飞船快速交会对接于“天和”核心舱，对接后，以空间站为参照物，“神舟二十号”飞船是　 　。
9．如图所示，为某山地自行车。轮胎表面有凹凸的花纹，是为了　 　（选填“增大”或“减小”）摩擦；要让自行车更快地停下来，可以用力捏闸，这是通过增大　 　来增大摩擦；捏闸时动力臂大于阻力臂，此时手闸是　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆。
10．如图甲所示，重为5N的物体A放在粗糙程度相同的水平地面上。用水平拉力F作用于物体A，拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体A的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知，0~6s内物体做　 　运动，摩擦力为　 　N，9~12s物体受到的合力为　 　N。
11．一个边长为10cm的正方体物块，重80N，放在水平地面上。则物块对地面的压强为　 　Pa，若用30N 的水平推力使它沿水平地面匀速前进2m，重力做的功为　 　J。若将该物块浸没在水中（不接触容器底），它受到的浮力大小为　 　N。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
12．一艘轮船从长江驶入大海，它受到的浮力　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），船身将　 　 （选填“上浮”或“下沉”）一些。潜水艇是靠改变　 　实现上浮和下潜的。
13．明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是　 　（选填“A”“B”或“C”）点。设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90N，若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在C点最小的力应为　 　N。（不计井绳的粗细和自重）
14．下图所示，在探究斜面机械效率的活动中，分别用力将A、B两个完全相同的物体匀速拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，则力对物体A做的有用功为　 　J，物体A所在斜面的机械效率　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）物体B所在斜面的机械效率，若物体B所在斜面长为1米，则B受到的摩擦力为　 　。
15．（1）图中有一个铁球在水中下沉，在图中画出铁球在竖直方向上所受力的示意图；
（2）如图所示的拉力装置，请在图中画出：杠杆所受拉力的力臂L1以及小球所受重力的示意图（重心已标出）；
（3）如图所示，一辆汽车不慎陷入泥坑而难以脱困，司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子，请你用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动汽车。
16．探究“物体的动能与哪些因素有关”时，实验过程如图所示。
（1）图中实验是在探究物体的动能与　 　的关系；
实验中，“物体的动能”指的是　 　 （选填“小球”或“木块”）的动能；
（2）由甲、乙两图得出实验结论　 　；
（3）假设实验装置的水平面的可选对象有①粗糙的木板、②平滑的玻璃、③绝对光滑的平面，则一定不能选择的是　 　 （填序号），原因是　 　；
若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，则应补充的实验器材是　 　。
17．同学们自制了一个杠杆，用来探究杠杆的平衡条件。
（1）以中点为支点，调节平衡螺母让杠杆在水平位置平衡，这样做既消除　 　，且在实验中方便　 　。
（2）小明将钩码挂在杠杆支点两侧，记录的实验数据如下表所示。
动力F/N 动力臂/cm 阻力FL/N 阻力臂l2/cm
2 5 5 2
分析实验数据，小明得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，你认为他的结论是　 　（选填“正确”或“错误”）的，理由是　 　。
（3）他还需要进行的操作是　 　。
（4）小华改进了小明的实验，如图所示，他用弹簧测力计在B点竖直向下拉杠杆，读出杠杆平衡时弹簧测力计的示数F1.为了探究动力和阻力位于支点一侧时杠杆的平衡条件，小华改在A点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆再次保持水平平衡，读出此时弹簧测力计的示数F2，则F2　 　F1.（选填““<”“>”或“=”）。
18．小春在做“探究浮力大小的影响因素”实验时，用到了弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯、一定量的水和盐水，她的实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
（1）由图甲可知，圆柱体浸没在水中时所受浮力为　 　N；若先完成步骤D，再完成步骤A，测得的浮力将　 　（选填“偏大”“偏小”或“准确”）。
（2）分析图甲步骤A、B、C，可知浮力的大小与　 　有关。
（3）分析图甲步骤　 　，可知浮力的大小与液体密度有关。
（4）图甲步骤B所示是将圆柱体缓慢浸入水中的过程，则图乙中，能正确反映圆柱体接触容器底之前，弹簧测力计示数F随圆柱体下表面与水面距离h变化的关系的图像是　 　（选填字母）
（5）根据小春测得的数据，可知盐水与水的密度之比为　 　。
19．一辆质量为1500kg的汽车在水平路面上匀速行驶。已知汽车轮胎与地面的接触的总面积为 600cm2，行驶过程中受到的阻力恒为400 N。
（1）计算汽车静止在水平地面上时，轮胎对地面的压强是多少？（取g=10N/kg）
（2）若汽车以72km/h的速度匀速行驶，此时发动机的输出功率是多少？
20．如图所示，是某建筑工地所用的起重机的吊臂上的滑轮组，由电动机向滑轮组提供动力。若用该滑轮组匀速提升质量为500kg的物体，在重物上升0.8m的过程中，拉力F为 2000N，求：
（1）滑轮组做的有用功为多少？（g=10N/kg）
（2）吊车滑轮组的机械效率是多大？
（3）不考虑绳子与滑轮的摩擦，动滑轮的重是多少？
21．如图是一种电梯的结构示意图：A为电梯厢，B为滑轮，绕电动机过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯为居民出入带来很大的便利。（不计钢丝绳，滑轮重及摩擦，g取10N/kg）
（1）由图可知电梯厢底端的滑轮B为　 　滑轮（选填“动”或“定”）；
（2）小军家住11楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家，电梯在40s内将小军送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是　 　，当电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力对小军　 　（选填“有”或“没有”）做功，此过程小军的动能　 　，机械能　 　（选填“变大”，“变小”或“不变”）；
（3）某次运行中，电梯将总质量为240kg的小军一家人送回家时，电动机拉力F为6000N，在此过程中，电梯的机械效率是　 　%。若小军自己一人坐电梯，电梯的机械效率　 　（选填“变大”，“变小”或“不变”）。
22．“新光华”号半潜船为10万吨级半潜船，是国内最大、全球第二大半潜船。半潜船是通过改变自身重量实现上浮和下沉的。半潜船浸没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上工作平台使用。如图所示、半潜船通过调整水舱内的压载水质量、把装货甲板沉入水中，等待货物装载，当货物拖至甲板上方后，再次调整水舱内的压载水，船体上浮，即完成装载。
（1）装货后，半潜船所受的合力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），要使半潜船上浮，应　 　（选填“增加”或“减少”）水舱内的水量；在半潜船船身从最大潜深上升至甲板与海平面相平的过程中，船身所受浮力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）当半潜船依次处于图中三种状态时，从左至右船底受到水的压强分别为p1，p2，p3，则压强最大的是　 　，水舱内水的质量分别为m1、m2，m3，则质量最大的是　 　；
（3）当甲板下潜至水下3m时，它受到水的压强为　 　Pa；（（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（4）半潜船上安装的船舶驱动系统功率为6000kW、效率为80%，当它以6m/s的速度匀速航行时，半潜船所受的阻力是　 　N。
23．《天工开物》记载了一种农用机械，名为“筒车”，如题图甲所示。筒车利用水流冲击水轮，使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动，当筒口转到低处时便舀满水，随着轮轴上升，筒口到达高处时倒出水来，以此循环往复，以满足农田灌溉的需求。
（1）筒车的工作原理是把流水的　 　转化为　 　能。
（2）筒车在匀速转动的过程中，安装在筒车上的竹筒受　 　（填“平衡”或“非平衡”）力的作用，当水流变湍急时，筒车提升水的功率会变　 　。
（3）竹筒浸没在水里的时候被灌满了水，随筒车转动到高处时泄水，泄出的水落入水槽后被引向农田，若每个竹筒每次可装水的重为G，水轮上有N个竹筒，水轮的半径为R，则转动一圈对水做的有用功W=　 　。
（4）某筒车上均匀分布了N个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2.5L，通过调整水槽的位置，竹筒中40%的水会落入水槽，若筒车的转速为每分钟5圈。筒车连续工作5h可以通过水槽为农田浇灌2.4×104kg的水，则N=　 　（ρ水=1.0×103kg/m3）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】AB．惯性是物体固有的属性，所有物体无论处于静止状态还是运动状态，都具有惯性，因此A和B错误。
CD．物体的惯性在任何状态下都存在，其大小仅取决于物体的质量，质量越大，惯性越大。惯性大小与物体的速度无关，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述。
2．【答案】C
【知识点】压强大小比较
【解析】【详细解析】当人双脚陷入泥沼时，人对泥土的压力（F）等于其自身重力（G）。根据压强公式可知，压强p增大为原来的2倍。增大的压强会使脚更深地陷入泥沼，故C正确，ABD错误。
故选C。
【分析】压强的计算公式：P=F/S，增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力，增加受力面积。
3．【答案】C
【知识点】功率的概念；机械效率；功的概念
【解析】【解答】A．机械效率定义为有用功与总功的比值。功率表示做功快慢，与机械效率无直接关系，故A错误。
B．根据功的原理，使用任何机械都不能省功。故B错误。
C．总功为有用功与额外功之和。当额外功占比减小时，有用功占比增大，机械效率提高，故C正确。
D．功率仅反映单位时间做功量，总功还需考虑时间，故D错误。
故选C。
【分析】1、功率是表征物体做功快慢的物理量；机械效率表征有用功和总功的比值，二者无直接关系；
2、功的计算：公式为W=Pt。
4．【答案】D
【知识点】力作用的相互性；平衡力的辨别；平衡力和相互作用力的区分
【解析】【解答】A．物体A受到重力和B对A的支持力，这两个力满足大小相等、方向相反、作用线共线且都作用于A物体，构成平衡力关系，故A错误；
B．A对B的压力与桌面对B的支持力数值不等，故不构成平衡力，故B错误；
C．B对桌面的压力与A对B的压力不仅数值不等，且方向相同，因此不满足作用力与反作用力的关系，故C错误；
D．A对B的压力与B对A的支持力满足：大小均为，方向相反，作用线共线且分别作用于B、A两个物体，符合作用力与反作用力定义，故D正确。
故选D。
【分析】1、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上.
2、平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上。
5．【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】①起子在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
②镊子在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
③筷子在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
④羊角锤在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
因此，属于费力杠杆的是②和③；
故选B。
【分析】省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
6．【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据题目描述，四个球排开水的体积关系为：。根据浮力公式，可以得出四个球受到的浮力关系为：。故A正确，B、C、D错误。故选A。
【分析】浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大。
7．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．滑轮组缠绕绳子数为3，滑轮组的机械效率为，解得，故A不符合题意；
B．绳子自由端移动速度为物体移动速度的3倍，即
拉力F的功率为故B符合题意；
C．拉力F做的总功为，故C不符合题意；
D．滑轮组做的有用功为克服物体重力做功，即
故D不符合题意。
故选B。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力；
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
8．【答案】相互；小于；静止
【知识点】力作用的相互性；二力平衡的条件及其应用；参照物及其选择
【解析】【解答】根据牛顿第三定律，火箭发射时向下喷射高温高压燃气，火箭对燃气施加向下的作用力，同时燃气对火箭产生大小相等、方向相反的反作用力，这个向上的反作用力推动火箭升空。
当火箭加速上升时，火箭受到的合外力方向向上，说明此时火箭受到的推力大于其重力。
在对接完成后，若以空间站为参考系，"神舟二十号"飞船与空间站的相对位置保持不变，因此飞船相对于空间站处于静止状态。
【分析】1、物体相对运动：物体与参照物运动状态不一致，所以物体相对参照物运动，物体与参照物运动状态不一致，所以物体相对参照物静止；
2、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
9．【答案】增大；压力；省力
【知识点】增大或减小摩擦的方法；杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】轮胎表面设计有凹凸不平的花纹，这是通过增大接触面的粗糙程度来增加摩擦力，其原理是在压力保持恒定的情况下，增大接触面的粗糙程度能有效提高摩擦系数。
要使自行车实现更快速的制动，可以施加更大的力量握紧刹车装置。这个操作的本质是在保持接触面粗糙程度不变的前提下，通过增加正压力来提升摩擦力的大小。
当操作刹车装置时，由于动力臂长度大于阻力臂长度，根据杠杆原理可知所需施加的动力小于需要克服的阻力，这种设计使得刹车装置成为一个省力杠杆系统。
【分析】滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。
省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等壁杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
10．【答案】加速直线；6；6
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力与图象的结合；力的合成与应用；探究影响摩擦力大小因素的实验；时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】根据速度-时间(v t)图像分析，在0~6秒区间内，物体速度随时间均匀增加，表明物体处于匀加速直线运动状态。分析v t图像可知： 6~9秒区间物体保持匀速直线运动，处于平衡状态，此时摩擦力与拉力构成平衡力，大小相等。 结合力-时间(F t)图像数据，6~9秒的拉力值为6N，故摩擦力亦为6N。 虽然0~6秒和9~12秒区间物体做变速运动，但由于滑动摩擦力仅取决于接触面粗糙程度和正压力，因此全程摩擦力保持6N不变。
由v t图像可得： 9~12秒区间物体做匀减速运动，竖直方向重力与支持力平衡，水平方向仅受6N摩擦力作用，故合外力大小为6N。
【分析】1、根据速度的公式计算分析，速度公式为v=s/t，根据题目中所给的信息，如已知速度时间求解路程，或者已知路程和时间求解速度，匀速运动的特点，在st曲线上为一条倾斜向上的直线，在vt曲线为一条水平直线。
2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用，所以6-9N，摩擦力等于拉力；
3、滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。
11．【答案】8000；0；10
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；是否做功的判断
【解析】【解答】物体静止在地面上，物体对地面的压力等于物体的重力，即，对地面的受力面积，结合压强公式计算可知物体对地面的压强；物体沿水平地面匀速前进，重力与前进的距离垂直，所以重力做的功为0J。物块浸没在水中受到的浮力大小为。
【分析】1、重力和压力：物体静止在桌面上，对地面的压力等于重力；
2、压强的计算公式：P=F/S，增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力，增加受力面积；
3、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
4、做功的条件：物体受到力，且在力的方向上产生位移。
12．【答案】不变；上浮；自身的重力
【知识点】阿基米德原理；浮力的利用；物体的浮沉条件及其应用；浮力的应用——潜水艇
【解析】【解答】轮船从长江驶入大海时，其质量保持不变，因此重力也不变。由于轮船始终处于漂浮状态，根据浮沉条件，它在长江和海水中所受的浮力均等于自身重力G，故浮力大小不变。由漂浮条件可得浮力公式：，结合阿基米德原理，推导得排液体积表达式：。由于海水密度大于江水密度，在浮力不变的情况下，轮船排开海水的体积将减小，导致船身上浮。
潜水艇通过调节水舱中的水量来改变自身重力，当重力大于浮力时下沉，小于浮力时上浮，从而实现浮沉控制。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
2、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度。
13．【答案】省力；B；30
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的分类；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】（1）在使用辘轳提水时，动力作用在大轮上，阻力作用在小轮上，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
（2）根据乙图可知，在使用辘轳提水时，两个轮都绕着B点转动，则B点为支点。
（3）水桶的总重力为阻力，动力作用在C点，此时动力臂与阻力臂的比为3：1，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：；
解得：F=30N。
即作用在C点的最小力为30N。
【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）当杠杆转动时，围绕着固定不动的点为支点；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
14．【答案】2；小于；0.5N
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】已知力对物体 A 做的总功 W总A =3J，额外功 W额A =1J，据此计算有用功：
当有用功相同时，总功越大，机械效率越低。题目中两个物体完全相同（重力相同），上升高度也相同，因此由可知，两者的有用功是相等的。力对物体 B 做的总功 W总B =2.5J，对比可知 W总A >W总B ，因此物体 A 所在斜面的机械效率小于物体 B 所在斜面的机械效率。
物体 B 的有用功与 A 的有用功相等，即，B 克服摩擦力做的额外功：，额外功由克服摩擦做功产生， B 所受的摩擦力：。
【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：。
15．【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】力的三要素及力的示意图；物体的浮沉条件及其应用；浮力的示意图；力臂的画法；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）根据题意可知，铁球在水中下沉过程中，它受到的浮力小于重力。二者都作用在铁球的重心上，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，如下图所示：
（2）根据图片可知，O点为杠杆的支点，绳子的拉力作用在B点，方向沿绳子斜向上。通过支点O点作拉力F1作用线的垂线，垂线段的长度就是动力臂l1。小球的重力作用在重心上，方向竖直向下，如下图所示：
（3）根据图片可知，滑轮组由一个定滑轮和动滑轮组成，则滑轮组上承担拉力的绳子段数n=3。因为绳子段数n为奇数，则绳头系在动滑轮上，然后按照从内到外的顺序进行缠绕，如下图所示：
【分析】（1）对铁球进行受力分析，根据浮沉条件比较浮力和重力大小，进而确定方向和作用点，最后沿力的方向画带箭头的线段即可；
（2）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离；
（3）首先根据滑轮组中动滑轮的个数确定承担拉力的绳子的最大段数，然后确定绳头的位置，最后完成缠绕即可。
（1）铁球在水中下沉过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，根据物体沉浮条件，浮力小于重力，表示重力的线段大于表示浮力的线段，如图所示：
（2）重力作用在重物的重心上，方向竖直向下；力臂则是O点到拉力F1所在直线的距离，如图所示：
（3）只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，如果将绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后绕过右边的动滑轮，再绕过定滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子股数为n=2，更费力。所以最省力的绕法如图所示：
16．【答案】（1）速度；小球
（2）当物体的质量相同时，速度越大，物体的动能越大
（3）③；木块被撞后以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离；质量不同的小球
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）实验中采用同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下，小球质量相同，到达斜面底端时速度不同，撞击木块后移动的距离也不同。该实验探究的是物体动能与速度的关系。
在研究动能影响因素时，由于动能大小无法直接测量，通过小球对木块做功的多少来间接反映动能大小，即通过木块被推动的距离来判断小球动能大小。这里运用了转换法，实验对象是小球，因此"物体的动能"中的"物体"特指小球。
（2）在甲、乙两实验中，小球质量相同。甲实验中初始速度较大，推动木块的距离更远，做功更多，表明甲实验中小球动能更大。由此得出结论：质量相同的物体，速度越大，其动能越大。
（3）若水平面绝对光滑（无摩擦），木块被撞后将保持匀速直线运动，无法通过比较运动距离来判断动能大小，因此不能选择③这种绝对光滑的平面。
若要研究"动能与质量的关系"，需要控制速度相同而改变质量，因此需要补充不同质量的小球作为实验器材。
【分析】1、转换法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如通过木块被推动的距离来判断小球动能大小；
2、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
3、当水平面光滑时，无法通过木块被推动的距离来判断小球动能大小；
4、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如要研究"动能与质量的关系"，需要控制速度相同而改变质量，在研究单一变量对试验结果的影响时，要保持非研究因素的相同。
（1）[1]实验中用的是同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下，小球的质量相同，小球到达斜面底端的速度不同，撞击木块移动的距离不同，因此实验探究的是物体的动能与速度的关系。
[2]探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体现，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球对木块做功的多少，从而判断出小球具有的动能的大小，运用转换法，所以实验对象是小球， 因此“物体的动能”中“物体”指的是小球。
（2）甲、乙两实验中，小球的质量相同，甲实验中小球到达水平面初始速度大，将木块推动的距离远，对木块做的功多，说明甲实验中小球的动能大， 因此可得结论为：当物体的质量相同时，速度越大，它的动能越大。
（3）[1][2]水平面如果绝对光滑，没有摩擦，木块被撞后将以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离，所以不能选择绝对光滑的平面，即不能选择③。
[3]若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，需要控制速度相同，小球的质量不同，因此应补充的实验器材是质量不同的小球。
17．【答案】（1）杠杆自重对实验的影响；测量力臂
（2）错误；因为一组数据具有偶然性，不能得出普遍规律
（3）应改变杠杆两侧钩码的个数或位置，多收集几组实验数据
（4）=
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）在实验中，将杠杆的中点作为支点，通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置达到平衡状态。此时施加的力方向与杠杆垂直，力臂直接落在杠杆上。这种操作方式不仅消除了杠杆自身重力对实验结果的干扰，还便于在实验过程中直接测量力臂的大小。
（2）杠杆平衡的正确条件是：动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积（）。小明得出的结论“动力加动力臂等于阻力加阻力臂”是错误的，原因在于他只进行了一次实验，仅获得一组数据，缺乏普遍性，无法反映杠杆平衡的真实规律。
（3）为了减少实验结果的偶然性并得出更具普遍性的结论，小明应调整杠杆两侧钩码的数量或位置，进行多次实验以收集多组数据。
（4）小华将拉力点改为A点，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆重新在水平位置平衡，记录此时弹簧测力计的读数。无论拉力作用在B点还是A点，阻力与阻力臂的乘积保持不变。根据杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积也保持不变。从图中可以看出，和的力臂长度相等，因此。
【分析】1、 探究杠杆平衡的条件 ，原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂，首先对杠杆进行调平：调平原理为动力×动力臂=阻力×阻力臂，当指针偏左表明左侧较重，所以需要增加右侧力和力臂；调平的原因为：减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响；
2、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置，记录多组试验数据，分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系；其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆，反之属于在省力杠杆；
3、最后，使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析，改变拉力的方向，实质为改变动力臂的大小，动力臂变小，则动力变大；
4、1、 探究杠杆平衡的条件 ，原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂，首先对杠杆进行调平：调平原理为动力×动力臂=阻力×阻力臂，当指针偏左表明左侧较重，所以需要增加右侧力和力臂；调平的原因为：减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响
2、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置，记录多组试验数据，分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系；其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆，反之属于在省力杠杆；
3、最后，使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析，改变拉力的方向，实质为改变动力臂的大小，动力臂变小，则动力变大。
（1）[1][2]实验时，以杠杆中点为支点，调节平衡螺母让杠杆在水平位置平衡，此时力的方向恰好与杠杆垂直，力臂在杠杆上，这样做既消除杠杆自重对实验的影响，且在实验中方便测量力臂。
（2）[3][4]杠杆平衡条件是：“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”。小明得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，该结论是错误的，因为他只做一次实验，只有一组数据，具有偶然性，不能得出普遍规律。
（3）[5]为了使收集的证据避免偶然性，得出普遍规律，小明应改变杠杆两侧钩码的个数或位置，多收集几组实验数据。
（4）[6]小华改在A点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆再次保持水平平衡，读出此时弹簧测力计的示数F2。无论在B点拉还是在A点拉，阻力与阻力臂不变，阻力与阻力臂的乘积不变，根据杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积也不变，由图知F2和F1的力臂相等，则F2=F1。
18．【答案】（1）1；偏大
（2）物体排开液体的体积
（3）A、D、E
（4）D
（5）11：10
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】（1）根据图A测量结果，圆柱体的重力G=2.4N；图C显示圆柱体浸没在水中时弹簧测力计读数F拉=1.4N。根据称重法原理，浮力计算公式为：若实验顺序调整为先D后A，由于圆柱体表面残留液体会导致重力测量值G偏大，根据浮力计算公式，最终浮力计算结果将系统性偏大。
（2）对比图A、B、C的实验数据可见：在液体密度ρ保持恒定时，随着物体排开液体体积V排的增大，弹簧测力计示数持续减小，对应浮力值逐步增大。这组对照实验有效验证了浮力大小与排开液体体积的正相关关系。
（3）通过图A、D、E的对比分析可知：当物体完全浸没时，在不同密度液体中测得的浮力存在显著差异。该现象确证了液体密度ρ是影响浮力大小的关键因素。
（4）物体浸入过程中浮力变化可分为两个阶段： 浸没前阶段：浮力随浸入深度h增加而线性增大（因V排持续增加）； 完全浸没后阶段：浮力保持恒定，对应弹簧测力计示数F呈现先单调递减后保持稳定的特征，故正确图像应选择D选项。
（5）圆柱体的体积
E图中物体完全浸没时的弹簧测力计的示数为1.3N，则物体浸没在盐水中时受到的浮力，盐水的密度
可知盐水与水的密度之比为。
【分析】1、称重法测量物体浮力：先测出物体的重力，然后将物体浸入水中，弹簧测力计的示数就会减小，减小的示数就是物体受到的浮力，
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大
3、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，在研究单一变量对试验结果的影响时，要保持非研究因素的相同，探究浮力和液体密度的关系，需要控制液体密度不同，其余因素相同。
（1）[1]由图A可知圆柱体重力为2.4N，由图C可知圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为1.4N，根据称重法可得圆柱体在水中受到的浮力为
[2]若先完成步骤D，得圆柱体在液体中的示重，再完成步骤A，得圆柱体的重力G，由于圆柱体上沾有水，故测得G偏大，由可知测得的浮力将偏大。
（2）分析比较图A、B、C，可以发现液体密度相同，物体排开液体的体积增大，测力计示数在变小，则受到的浮力也在增大，故可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
（3）分析比较图A、D、E，物体浸没在不同的液体中，排开液体的体积相同，受到的浮力不同，可知浮力的大小与液体密度有关。
（4）浸没前，物体浸入水中越深，排开液体的体积越大，受到的浮力越大，完全浸没后，受到的浮力与浸没深度无关，所以浮力大小是先变大后不变，则弹簧测力计示数F先变小后不变，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（5）圆柱体的体积
E图中物体完全浸没时的弹簧测力计的示数为1.3N，则物体浸没在盐水中时受到的浮力
盐水的密度
可知盐水与水的密度之比为
19．【答案】（1）解：汽车静止时，轮胎对地面的压力等于其重力，即
此时轮胎对地面的压强是。
（2）解：汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，即，汽车的速度，此时发动机的输出功率是。
【知识点】功率的计算；功率计算公式的应用；压力及重力与压力的区别；压强的大小及其计算
【解析】【分析】（1）汽车静止时，轮胎对地面的压力等于其重力，即，根据压强公式计算可知轮胎对地面的压强；
（2）汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，汽车的速度为v，结合功率公式P=Fv计算可知发动机的输出功率。
（1）汽车静止时，轮胎对地面的压力等于其重力，即
此时轮胎对地面的压强是
（2）汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，即
汽车的速度
此时发动机的输出功率是
20．【答案】（1）解：重物的重力为G=mg=500 kg×10 N/kg=5000 N
重物克服重力所做功为有用功，其大小为
（2）解：由图乙可知，共有n=3段绳子承担动滑轮，则重物上升0.8 m时拉绳移动的距离s=3×0.8 m=2.4 m
则总功大小为
滑轮组的机械效率为
（3）解：不计摩擦时，各段绳子拉力相等且都为F=2000 N，共有n=3段绳子承担动滑轮，则总拉力为nF=3×2000 N=6000 N
此力需平衡重物和动滑轮本身的重力之和，即nF=mg+G动，代入数值解得G动=1000 N。
【知识点】动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）重物的重力为G=mg，结合做功公式计算重物克服重力所做功；
（2）由图乙可知，共有n=3段绳子承担动滑轮，则重物上升0.8 m时拉绳移动的距离为物体移动距离的3倍，进而根据W=Fs计算总功大小，结合效率公式计算滑轮组的机械效率；
（3）不计摩擦时，各段绳子拉力相等且都为F=2000 N，共有n=3段绳子承担动滑轮，则总拉力为nF，此力需平衡重物和动滑轮本身的重力之和，即nF=mg+G动，据此计算动滑轮的重力。
（1）重物的重力为G=mg=500 kg×10 N/kg=5000 N
重物克服重力所做功为有用功，其大小为
（2）由图乙可知，共有n=3段绳子承担动滑轮，则重物上升0.8 m时拉绳移动的距离s=3×0.8 m=2.4 m
则总功大小为
滑轮组的机械效率为
（3）不计摩擦时，各段绳子拉力相等且都为F=2000 N，共有n=3段绳子承担动滑轮，则总拉力为nF=3×2000 N=6000 N
此力需平衡重物和动滑轮本身的重力之和，即nF=mg+G动，代入数值解得G动=1000 N
21．【答案】（1）动
（2）0.75m/s；有；不变；变大
（3）20；变小
【知识点】机械能及其转化；速度公式及其应用；定滑轮及其工作特点；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）由图示结构可得，滑轮 B 随电梯厢同步运动，位置不断变化，因此滑轮 B 属于动滑轮。
（2）① 从 1 楼运行至 11 楼，实际上升间隔为 10 层楼高，据此求出电梯上升总高度；再结合运动时间，利用速度公式即可计算电梯上升的平均速度。② 电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力竖直向上，小军在支持力方向上移动了距离，同时满足做功的两个必要条件，因此电梯的支持力对小军做功。③④ 电梯匀速上升阶段，小军质量、运动速度保持不变，动能大小不变；所处高度不断增加，重力势能增大。机械能为动能与势能之和，因此小军的机械能整体变大。
（3）① 该装置中动滑轮承担绳子段数为 2，据此得出钢丝绳自由端移动距离；先计算拉力所做的总功，再根据人和电梯总重力与上升高度，求出有用功；最后依据机械效率公式，算出电梯工作时的机械效率。② 滑轮组机械效率受物重、动滑轮重力、摩擦等因素影响。在其他条件不变时，提升的物体重力越大，有用功占比越高，机械效率越高。若仅小军单人乘坐，提升总重力减小，有用功减少，因此电梯的机械效率会变小。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：。
3、动滑轮拉力的计算，，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍。
（1）由图可知电梯厢底端的滑轮B与电梯厢一起运动，故为动滑轮。
（2）[1]1楼到11楼，升高的高度为10个楼高为
因此电梯上升的平均速度为
[2]当电梯匀速上升时，小军在电梯对小军的支持力的方向上通过了距离，满足了做功的两个要素，所以对小军有做功。
[3][4]电梯匀速上升的过程中小军的质量和速度均不变，故其动能不变，但高度变大，重力势能变大，所以他的机械能变大。
（3）[1]由图可知动滑轮上有2段钢丝绳，则钢丝绳移动的距离为
拉力做的总功为
小军一家人总重力为
拉力做的有用功为
则电梯的机械效率为
[2]由于机械效率与物重、动滑轮重、绳重及摩擦等有关，其它条件不变的前提下，物重越大，电梯的机械效率越高。若小军自己一人坐电梯，其它条件不变，物重减小，故电梯的机械效率变小。
22．【答案】（1）不变；减少；变小
（2）p2；m2
（3）3×104
（4）8×105
【知识点】功率计算公式的应用；压强的大小及其计算；液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1） 半潜船在装货前后均处于漂浮状态，根据平衡条件，其合力始终为零，因此装货过程中合力保持不变。
半潜船通过调节水舱压载水量改变自身重力，从而实现上浮或下沉。若需上浮，应减少水舱内的储水量以降低总重力。
由阿基米德原理 分析：船身从最大潜深上升至甲板与海平面齐平的过程中，海水密度 和重力加速度 不变，但排开液体的体积 减小，故浮力逐渐减小。
（2） 根据液体压强公式，对比图中三种状态，中间状态时船底深度最大，因此对应压强 p2最大。
半潜船下沉深度与水舱内压载水质量正相关。图中中间状态下沉最深，说明此时水舱内水的质量 m2 达到最大值。
（3）海水密度，，，则
（4）已知效率为80%，有用功率P有用=P总η=6000kW×80%=4800kW=4.8×106W，半潜船匀速航行时，说明此时半潜船所受的阻力的大小和牵引力大小相等，半潜船所受的阻力
。
【分析】1、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度；
浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大
2、压强的计算：公式为P=ρgh，压强和液体的密度、浸没深度有关，且密度越大，压强越大，深度越大，压强越大， 在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强 相同；
3、功率的计算：公式为。
（1）[1]因为半潜船装货后处于漂浮状态，始终处于平衡状态，根据平衡条件，物体在平衡状态下所受合力为0，装货前后合力都为0，所以合力不变。
[2]根据题意可知，半潜船是通过调整船身压载水量来实现上浮和下沉，即通过改变自身重力调节上浮和下沉；要使半潜船上浮，应减少水舱内的水量。
[3]根据阿基米德原理，在半潜船船身从最大潜深上升至甲板与海平面相平的过程中，液体密度不变，g是常量，船身排开液体的体积逐渐变小，所以船身所受浮力变小。
（2）[1]液体压强公式为，ρ是液体密度，g是常量，h是深度。从左至右观察题图，中间图船底在水中的深度h2最大，所以船底受到水的压强p2最大。
[2]半潜船通过调整水舱内压载水质量实现上浮和下沉，下沉时水舱内水的质量大，图中中间状态（第二种状态）半潜船下沉最深，所以此时水舱内水的质量m2最大。
（3）根据液体压强公式，海水密度，，
则
（4）已知效率为80%，根据
可得，有用功率P有用=P总η=6000kW×80%=4800kW=4.8×106W
由于半潜船匀速航行时，说明处于受力平衡状态，此时半潜船所受的阻力的大小和牵引力大小相等，由可得，半潜船所受的阻力
23．【答案】（1）动；重力势
（2）非平衡力；大
（3）2NGR
（4）16
【知识点】机械能及其转化；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）根据题意可知，流动的水推动筒车转动，从而将水带到高处，则将流水的动能转化为重力势能。
（2）① 筒车在匀速转动的过程中， 虽然速度不变但是运动方向不断改变，故运动状态发生改变，所以受非平衡力作用。
②当水流变湍急时，则筒车的转速增大，在相同时间内会把更多的水带到高处，根据可知，筒车提升水的功率会变大。
（3）根据图片可知，筒车将水带到最高点时，升高的距离等于筒车的直径2R，水轮上有N个竹筒，每个竹筒每次可装水的重为G，则筒车旋转一周对水所做的功为W=G总h=NG×2R=2NGR。
（4）根据题意可知，筒车的转速为每分钟5圈，连续工作5h，筒车转动的圈数；
则筒车装水的体积；
筒车旋转一周装水的体积；
筒车上均匀分布了N个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2.5L，则。
【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此判断两个能量的大小，进而确定能量的转化情况即可；
（2）①平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态；
②根据公式分析判断。
（3）根据描述确定筒车提升水的重力和高度，根据W=Gh计算则筒车旋转一周对水所做的功；
（4）根据计算筒车装水的体积，根据计算筒车旋转一周装水的体积，根据计算N的数值。
（1）[1][2]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
（2）[1]筒车匀速转动，但运动方向改变，故运动状态发生改变，受非平衡力作用。
[2]当水流变湍急时，水的流量更大，可提升更多的水到高处，单位时间做功更多，筒车提升水的功率会变大，故筒车应安装在水流较急的地方。
（3）筒车转动到高处时泄水，水升高2R，水轮上有N个竹筒，每个竹筒每次可装水的重为G，则筒车旋转一周对水所做的功为W=G总h=NG×2R=2NGR
（4）筒车的转速为每分钟5圈，连续工作5h，筒车转动的圈数
则筒车装水的体积
筒车旋转一周装水的体积
筒车上均匀分布了N个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2.5L，则
1 / 1广东省惠州市五校联盟2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试题
1．关于惯性，下列说法正确的是（　　）
A．静止的物体没有惯性
B．运动的物体才有惯性
C．物体运动速度越大，惯性越大
D．物体在任何状态下都有惯性，且惯性大小只与质量有关
【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】AB．惯性是物体固有的属性，所有物体无论处于静止状态还是运动状态，都具有惯性，因此A和B错误。
CD．物体的惯性在任何状态下都存在，其大小仅取决于物体的质量，质量越大，惯性越大。惯性大小与物体的速度无关，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述。
2．如图所示，小明同学双脚陷入泥沼，当他拔起右脚时，他的左脚（　　）
A．陷入的深度不变，因为泥沼受到的压力不变
B．陷入的深度不变，因为泥沼受到的压强不变
C．陷得更深，因为泥沼受到的压强增大
D．陷得更深，因为泥沼受到的压力增大
【答案】C
【知识点】压强大小比较
【解析】【详细解析】当人双脚陷入泥沼时，人对泥土的压力（F）等于其自身重力（G）。根据压强公式可知，压强p增大为原来的2倍。增大的压强会使脚更深地陷入泥沼，故C正确，ABD错误。
故选C。
【分析】压强的计算公式：P=F/S，增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力，增加受力面积。
3．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．做功快的机械，功率一定大，机械效率也一定高
B．使用省力杠杆可以省功
C．额外功在总功中所占比例越小的机械，其机械效率越高
D．功率大的机械，做功一定多
【答案】C
【知识点】功率的概念；机械效率；功的概念
【解析】【解答】A．机械效率定义为有用功与总功的比值。功率表示做功快慢，与机械效率无直接关系，故A错误。
B．根据功的原理，使用任何机械都不能省功。故B错误。
C．总功为有用功与额外功之和。当额外功占比减小时，有用功占比增大，机械效率提高，故C正确。
D．功率仅反映单位时间做功量，总功还需考虑时间，故D错误。
故选C。
【分析】1、功率是表征物体做功快慢的物理量；机械效率表征有用功和总功的比值，二者无直接关系；
2、功的计算：公式为W=Pt。
4．如图所示，物块A、B放置在水平桌面上，正确的说法是（　　）
A．A的重力和B对A的支持力是一对作用力和反作用力
B．A对B的压力和桌面对B的支持力是一对平衡力
C．B对桌面的压力和A对B的压力是一对作用力和反作用力
D．A对B的压力和B对A的支持力是一对作用力和反作用力
【答案】D
【知识点】力作用的相互性；平衡力的辨别；平衡力和相互作用力的区分
【解析】【解答】A．物体A受到重力和B对A的支持力，这两个力满足大小相等、方向相反、作用线共线且都作用于A物体，构成平衡力关系，故A错误；
B．A对B的压力与桌面对B的支持力数值不等，故不构成平衡力，故B错误；
C．B对桌面的压力与A对B的压力不仅数值不等，且方向相同，因此不满足作用力与反作用力的关系，故C错误；
D．A对B的压力与B对A的支持力满足：大小均为，方向相反，作用线共线且分别作用于B、A两个物体，符合作用力与反作用力定义，故D正确。
故选D。
【分析】1、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上.
2、平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上。
5．杠杆在生产、生活中有着广泛的应用，如图所示，下列工具中属于费力杠杆的是（　　）
A．①、②
B．②、③
C．①、③
D．①、④
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】①起子在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
②镊子在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
③筷子在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
④羊角锤在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
因此，属于费力杠杆的是②和③；
故选B。
【分析】省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
6．如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是（　　）
A．甲球所受的浮力最小 B．乙球所受的浮力最小
C．丙球所受的浮力最小 D．丁球所受的浮力最小
【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据题目描述，四个球排开水的体积关系为：。根据浮力公式，可以得出四个球受到的浮力关系为：。故A正确，B、C、D错误。故选A。
【分析】浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大。
7．如图所示，物体A重100N，在水平拉力F=20N的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，下列说法错误的是（　　）
A．受到的摩擦力为48N B．拉力F做功的功率为8W
C．拉力F做的总功为120J D．拉力F做的有用功为96J
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A．滑轮组缠绕绳子数为3，滑轮组的机械效率为，解得，故A不符合题意；
B．绳子自由端移动速度为物体移动速度的3倍，即
拉力F的功率为故B符合题意；
C．拉力F做的总功为，故C不符合题意；
D．滑轮组做的有用功为克服物体重力做功，即
故D不符合题意。
故选B。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力；
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
8．2025年4月，“神舟二十号”载人飞船火箭发射成功。火箭加速升空过程中，火箭向下喷出高温高压燃气，由于力的作用是　 　的，火箭获得向上的推力，火箭受到的重力　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）推力。船箭分离后飞船快速交会对接于“天和”核心舱，对接后，以空间站为参照物，“神舟二十号”飞船是　 　。
【答案】相互；小于；静止
【知识点】力作用的相互性；二力平衡的条件及其应用；参照物及其选择
【解析】【解答】根据牛顿第三定律，火箭发射时向下喷射高温高压燃气，火箭对燃气施加向下的作用力，同时燃气对火箭产生大小相等、方向相反的反作用力，这个向上的反作用力推动火箭升空。
当火箭加速上升时，火箭受到的合外力方向向上，说明此时火箭受到的推力大于其重力。
在对接完成后，若以空间站为参考系，"神舟二十号"飞船与空间站的相对位置保持不变，因此飞船相对于空间站处于静止状态。
【分析】1、物体相对运动：物体与参照物运动状态不一致，所以物体相对参照物运动，物体与参照物运动状态不一致，所以物体相对参照物静止；
2、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
9．如图所示，为某山地自行车。轮胎表面有凹凸的花纹，是为了　 　（选填“增大”或“减小”）摩擦；要让自行车更快地停下来，可以用力捏闸，这是通过增大　 　来增大摩擦；捏闸时动力臂大于阻力臂，此时手闸是　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆。
【答案】增大；压力；省力
【知识点】增大或减小摩擦的方法；杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】轮胎表面设计有凹凸不平的花纹，这是通过增大接触面的粗糙程度来增加摩擦力，其原理是在压力保持恒定的情况下，增大接触面的粗糙程度能有效提高摩擦系数。
要使自行车实现更快速的制动，可以施加更大的力量握紧刹车装置。这个操作的本质是在保持接触面粗糙程度不变的前提下，通过增加正压力来提升摩擦力的大小。
当操作刹车装置时，由于动力臂长度大于阻力臂长度，根据杠杆原理可知所需施加的动力小于需要克服的阻力，这种设计使得刹车装置成为一个省力杠杆系统。
【分析】滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。
省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等壁杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
10．如图甲所示，重为5N的物体A放在粗糙程度相同的水平地面上。用水平拉力F作用于物体A，拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体A的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知，0~6s内物体做　 　运动，摩擦力为　 　N，9~12s物体受到的合力为　 　N。
【答案】加速直线；6；6
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力与图象的结合；力的合成与应用；探究影响摩擦力大小因素的实验；时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】根据速度-时间(v t)图像分析，在0~6秒区间内，物体速度随时间均匀增加，表明物体处于匀加速直线运动状态。分析v t图像可知： 6~9秒区间物体保持匀速直线运动，处于平衡状态，此时摩擦力与拉力构成平衡力，大小相等。 结合力-时间(F t)图像数据，6~9秒的拉力值为6N，故摩擦力亦为6N。 虽然0~6秒和9~12秒区间物体做变速运动，但由于滑动摩擦力仅取决于接触面粗糙程度和正压力，因此全程摩擦力保持6N不变。
由v t图像可得： 9~12秒区间物体做匀减速运动，竖直方向重力与支持力平衡，水平方向仅受6N摩擦力作用，故合外力大小为6N。
【分析】1、根据速度的公式计算分析，速度公式为v=s/t，根据题目中所给的信息，如已知速度时间求解路程，或者已知路程和时间求解速度，匀速运动的特点，在st曲线上为一条倾斜向上的直线，在vt曲线为一条水平直线。
2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用，所以6-9N，摩擦力等于拉力；
3、滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。
11．一个边长为10cm的正方体物块，重80N，放在水平地面上。则物块对地面的压强为　 　Pa，若用30N 的水平推力使它沿水平地面匀速前进2m，重力做的功为　 　J。若将该物块浸没在水中（不接触容器底），它受到的浮力大小为　 　N。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
【答案】8000；0；10
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；是否做功的判断
【解析】【解答】物体静止在地面上，物体对地面的压力等于物体的重力，即，对地面的受力面积，结合压强公式计算可知物体对地面的压强；物体沿水平地面匀速前进，重力与前进的距离垂直，所以重力做的功为0J。物块浸没在水中受到的浮力大小为。
【分析】1、重力和压力：物体静止在桌面上，对地面的压力等于重力；
2、压强的计算公式：P=F/S，增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力，增加受力面积；
3、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
4、做功的条件：物体受到力，且在力的方向上产生位移。
12．一艘轮船从长江驶入大海，它受到的浮力　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），船身将　 　 （选填“上浮”或“下沉”）一些。潜水艇是靠改变　 　实现上浮和下潜的。
【答案】不变；上浮；自身的重力
【知识点】阿基米德原理；浮力的利用；物体的浮沉条件及其应用；浮力的应用——潜水艇
【解析】【解答】轮船从长江驶入大海时，其质量保持不变，因此重力也不变。由于轮船始终处于漂浮状态，根据浮沉条件，它在长江和海水中所受的浮力均等于自身重力G，故浮力大小不变。由漂浮条件可得浮力公式：，结合阿基米德原理，推导得排液体积表达式：。由于海水密度大于江水密度，在浮力不变的情况下，轮船排开海水的体积将减小，导致船身上浮。
潜水艇通过调节水舱中的水量来改变自身重力，当重力大于浮力时下沉，小于浮力时上浮，从而实现浮沉控制。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
2、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度。
13．明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是　 　（选填“A”“B”或“C”）点。设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90N，若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在C点最小的力应为　 　N。（不计井绳的粗细和自重）
【答案】省力；B；30
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的分类；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】（1）在使用辘轳提水时，动力作用在大轮上，阻力作用在小轮上，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
（2）根据乙图可知，在使用辘轳提水时，两个轮都绕着B点转动，则B点为支点。
（3）水桶的总重力为阻力，动力作用在C点，此时动力臂与阻力臂的比为3：1，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：；
解得：F=30N。
即作用在C点的最小力为30N。
【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）当杠杆转动时，围绕着固定不动的点为支点；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
14．下图所示，在探究斜面机械效率的活动中，分别用力将A、B两个完全相同的物体匀速拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，则力对物体A做的有用功为　 　J，物体A所在斜面的机械效率　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）物体B所在斜面的机械效率，若物体B所在斜面长为1米，则B受到的摩擦力为　 　。
【答案】2；小于；0.5N
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】已知力对物体 A 做的总功 W总A =3J，额外功 W额A =1J，据此计算有用功：
当有用功相同时，总功越大，机械效率越低。题目中两个物体完全相同（重力相同），上升高度也相同，因此由可知，两者的有用功是相等的。力对物体 B 做的总功 W总B =2.5J，对比可知 W总A >W总B ，因此物体 A 所在斜面的机械效率小于物体 B 所在斜面的机械效率。
物体 B 的有用功与 A 的有用功相等，即，B 克服摩擦力做的额外功：，额外功由克服摩擦做功产生， B 所受的摩擦力：。
【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：。
15．（1）图中有一个铁球在水中下沉，在图中画出铁球在竖直方向上所受力的示意图；
（2）如图所示的拉力装置，请在图中画出：杠杆所受拉力的力臂L1以及小球所受重力的示意图（重心已标出）；
（3）如图所示，一辆汽车不慎陷入泥坑而难以脱困，司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子，请你用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动汽车。
【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】力的三要素及力的示意图；物体的浮沉条件及其应用；浮力的示意图；力臂的画法；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）根据题意可知，铁球在水中下沉过程中，它受到的浮力小于重力。二者都作用在铁球的重心上，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，如下图所示：
（2）根据图片可知，O点为杠杆的支点，绳子的拉力作用在B点，方向沿绳子斜向上。通过支点O点作拉力F1作用线的垂线，垂线段的长度就是动力臂l1。小球的重力作用在重心上，方向竖直向下，如下图所示：
（3）根据图片可知，滑轮组由一个定滑轮和动滑轮组成，则滑轮组上承担拉力的绳子段数n=3。因为绳子段数n为奇数，则绳头系在动滑轮上，然后按照从内到外的顺序进行缠绕，如下图所示：
【分析】（1）对铁球进行受力分析，根据浮沉条件比较浮力和重力大小，进而确定方向和作用点，最后沿力的方向画带箭头的线段即可；
（2）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离；
（3）首先根据滑轮组中动滑轮的个数确定承担拉力的绳子的最大段数，然后确定绳头的位置，最后完成缠绕即可。
（1）铁球在水中下沉过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，根据物体沉浮条件，浮力小于重力，表示重力的线段大于表示浮力的线段，如图所示：
（2）重力作用在重物的重心上，方向竖直向下；力臂则是O点到拉力F1所在直线的距离，如图所示：
（3）只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，如果将绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后绕过右边的动滑轮，再绕过定滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子股数为n=2，更费力。所以最省力的绕法如图所示：
16．探究“物体的动能与哪些因素有关”时，实验过程如图所示。
（1）图中实验是在探究物体的动能与　 　的关系；
实验中，“物体的动能”指的是　 　 （选填“小球”或“木块”）的动能；
（2）由甲、乙两图得出实验结论　 　；
（3）假设实验装置的水平面的可选对象有①粗糙的木板、②平滑的玻璃、③绝对光滑的平面，则一定不能选择的是　 　 （填序号），原因是　 　；
若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，则应补充的实验器材是　 　。
【答案】（1）速度；小球
（2）当物体的质量相同时，速度越大，物体的动能越大
（3）③；木块被撞后以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离；质量不同的小球
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）实验中采用同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下，小球质量相同，到达斜面底端时速度不同，撞击木块后移动的距离也不同。该实验探究的是物体动能与速度的关系。
在研究动能影响因素时，由于动能大小无法直接测量，通过小球对木块做功的多少来间接反映动能大小，即通过木块被推动的距离来判断小球动能大小。这里运用了转换法，实验对象是小球，因此"物体的动能"中的"物体"特指小球。
（2）在甲、乙两实验中，小球质量相同。甲实验中初始速度较大，推动木块的距离更远，做功更多，表明甲实验中小球动能更大。由此得出结论：质量相同的物体，速度越大，其动能越大。
（3）若水平面绝对光滑（无摩擦），木块被撞后将保持匀速直线运动，无法通过比较运动距离来判断动能大小，因此不能选择③这种绝对光滑的平面。
若要研究"动能与质量的关系"，需要控制速度相同而改变质量，因此需要补充不同质量的小球作为实验器材。
【分析】1、转换法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如通过木块被推动的距离来判断小球动能大小；
2、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
3、当水平面光滑时，无法通过木块被推动的距离来判断小球动能大小；
4、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如要研究"动能与质量的关系"，需要控制速度相同而改变质量，在研究单一变量对试验结果的影响时，要保持非研究因素的相同。
（1）[1]实验中用的是同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下，小球的质量相同，小球到达斜面底端的速度不同，撞击木块移动的距离不同，因此实验探究的是物体的动能与速度的关系。
[2]探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体现，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球对木块做功的多少，从而判断出小球具有的动能的大小，运用转换法，所以实验对象是小球， 因此“物体的动能”中“物体”指的是小球。
（2）甲、乙两实验中，小球的质量相同，甲实验中小球到达水平面初始速度大，将木块推动的距离远，对木块做的功多，说明甲实验中小球的动能大， 因此可得结论为：当物体的质量相同时，速度越大，它的动能越大。
（3）[1][2]水平面如果绝对光滑，没有摩擦，木块被撞后将以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离，所以不能选择绝对光滑的平面，即不能选择③。
[3]若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，需要控制速度相同，小球的质量不同，因此应补充的实验器材是质量不同的小球。
17．同学们自制了一个杠杆，用来探究杠杆的平衡条件。
（1）以中点为支点，调节平衡螺母让杠杆在水平位置平衡，这样做既消除　 　，且在实验中方便　 　。
（2）小明将钩码挂在杠杆支点两侧，记录的实验数据如下表所示。
动力F/N 动力臂/cm 阻力FL/N 阻力臂l2/cm
2 5 5 2
分析实验数据，小明得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，你认为他的结论是　 　（选填“正确”或“错误”）的，理由是　 　。
（3）他还需要进行的操作是　 　。
（4）小华改进了小明的实验，如图所示，他用弹簧测力计在B点竖直向下拉杠杆，读出杠杆平衡时弹簧测力计的示数F1.为了探究动力和阻力位于支点一侧时杠杆的平衡条件，小华改在A点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆再次保持水平平衡，读出此时弹簧测力计的示数F2，则F2　 　F1.（选填““<”“>”或“=”）。
【答案】（1）杠杆自重对实验的影响；测量力臂
（2）错误；因为一组数据具有偶然性，不能得出普遍规律
（3）应改变杠杆两侧钩码的个数或位置，多收集几组实验数据
（4）=
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）在实验中，将杠杆的中点作为支点，通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置达到平衡状态。此时施加的力方向与杠杆垂直，力臂直接落在杠杆上。这种操作方式不仅消除了杠杆自身重力对实验结果的干扰，还便于在实验过程中直接测量力臂的大小。
（2）杠杆平衡的正确条件是：动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积（）。小明得出的结论“动力加动力臂等于阻力加阻力臂”是错误的，原因在于他只进行了一次实验，仅获得一组数据，缺乏普遍性，无法反映杠杆平衡的真实规律。
（3）为了减少实验结果的偶然性并得出更具普遍性的结论，小明应调整杠杆两侧钩码的数量或位置，进行多次实验以收集多组数据。
（4）小华将拉力点改为A点，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆重新在水平位置平衡，记录此时弹簧测力计的读数。无论拉力作用在B点还是A点，阻力与阻力臂的乘积保持不变。根据杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积也保持不变。从图中可以看出，和的力臂长度相等，因此。
【分析】1、 探究杠杆平衡的条件 ，原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂，首先对杠杆进行调平：调平原理为动力×动力臂=阻力×阻力臂，当指针偏左表明左侧较重，所以需要增加右侧力和力臂；调平的原因为：减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响；
2、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置，记录多组试验数据，分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系；其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆，反之属于在省力杠杆；
3、最后，使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析，改变拉力的方向，实质为改变动力臂的大小，动力臂变小，则动力变大；
4、1、 探究杠杆平衡的条件 ，原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂，首先对杠杆进行调平：调平原理为动力×动力臂=阻力×阻力臂，当指针偏左表明左侧较重，所以需要增加右侧力和力臂；调平的原因为：减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响
2、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置，记录多组试验数据，分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系；其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆，反之属于在省力杠杆；
3、最后，使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析，改变拉力的方向，实质为改变动力臂的大小，动力臂变小，则动力变大。
（1）[1][2]实验时，以杠杆中点为支点，调节平衡螺母让杠杆在水平位置平衡，此时力的方向恰好与杠杆垂直，力臂在杠杆上，这样做既消除杠杆自重对实验的影响，且在实验中方便测量力臂。
（2）[3][4]杠杆平衡条件是：“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”。小明得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，该结论是错误的，因为他只做一次实验，只有一组数据，具有偶然性，不能得出普遍规律。
（3）[5]为了使收集的证据避免偶然性，得出普遍规律，小明应改变杠杆两侧钩码的个数或位置，多收集几组实验数据。
（4）[6]小华改在A点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆再次保持水平平衡，读出此时弹簧测力计的示数F2。无论在B点拉还是在A点拉，阻力与阻力臂不变，阻力与阻力臂的乘积不变，根据杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积也不变，由图知F2和F1的力臂相等，则F2=F1。
18．小春在做“探究浮力大小的影响因素”实验时，用到了弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯、一定量的水和盐水，她的实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
（1）由图甲可知，圆柱体浸没在水中时所受浮力为　 　N；若先完成步骤D，再完成步骤A，测得的浮力将　 　（选填“偏大”“偏小”或“准确”）。
（2）分析图甲步骤A、B、C，可知浮力的大小与　 　有关。
（3）分析图甲步骤　 　，可知浮力的大小与液体密度有关。
（4）图甲步骤B所示是将圆柱体缓慢浸入水中的过程，则图乙中，能正确反映圆柱体接触容器底之前，弹簧测力计示数F随圆柱体下表面与水面距离h变化的关系的图像是　 　（选填字母）
（5）根据小春测得的数据，可知盐水与水的密度之比为　 　。
【答案】（1）1；偏大
（2）物体排开液体的体积
（3）A、D、E
（4）D
（5）11：10
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】（1）根据图A测量结果，圆柱体的重力G=2.4N；图C显示圆柱体浸没在水中时弹簧测力计读数F拉=1.4N。根据称重法原理，浮力计算公式为：若实验顺序调整为先D后A，由于圆柱体表面残留液体会导致重力测量值G偏大，根据浮力计算公式，最终浮力计算结果将系统性偏大。
（2）对比图A、B、C的实验数据可见：在液体密度ρ保持恒定时，随着物体排开液体体积V排的增大，弹簧测力计示数持续减小，对应浮力值逐步增大。这组对照实验有效验证了浮力大小与排开液体体积的正相关关系。
（3）通过图A、D、E的对比分析可知：当物体完全浸没时，在不同密度液体中测得的浮力存在显著差异。该现象确证了液体密度ρ是影响浮力大小的关键因素。
（4）物体浸入过程中浮力变化可分为两个阶段： 浸没前阶段：浮力随浸入深度h增加而线性增大（因V排持续增加）； 完全浸没后阶段：浮力保持恒定，对应弹簧测力计示数F呈现先单调递减后保持稳定的特征，故正确图像应选择D选项。
（5）圆柱体的体积
E图中物体完全浸没时的弹簧测力计的示数为1.3N，则物体浸没在盐水中时受到的浮力，盐水的密度
可知盐水与水的密度之比为。
【分析】1、称重法测量物体浮力：先测出物体的重力，然后将物体浸入水中，弹簧测力计的示数就会减小，减小的示数就是物体受到的浮力，
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大
3、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，在研究单一变量对试验结果的影响时，要保持非研究因素的相同，探究浮力和液体密度的关系，需要控制液体密度不同，其余因素相同。
（1）[1]由图A可知圆柱体重力为2.4N，由图C可知圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为1.4N，根据称重法可得圆柱体在水中受到的浮力为
[2]若先完成步骤D，得圆柱体在液体中的示重，再完成步骤A，得圆柱体的重力G，由于圆柱体上沾有水，故测得G偏大，由可知测得的浮力将偏大。
（2）分析比较图A、B、C，可以发现液体密度相同，物体排开液体的体积增大，测力计示数在变小，则受到的浮力也在增大，故可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
（3）分析比较图A、D、E，物体浸没在不同的液体中，排开液体的体积相同，受到的浮力不同，可知浮力的大小与液体密度有关。
（4）浸没前，物体浸入水中越深，排开液体的体积越大，受到的浮力越大，完全浸没后，受到的浮力与浸没深度无关，所以浮力大小是先变大后不变，则弹簧测力计示数F先变小后不变，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（5）圆柱体的体积
E图中物体完全浸没时的弹簧测力计的示数为1.3N，则物体浸没在盐水中时受到的浮力
盐水的密度
可知盐水与水的密度之比为
19．一辆质量为1500kg的汽车在水平路面上匀速行驶。已知汽车轮胎与地面的接触的总面积为 600cm2，行驶过程中受到的阻力恒为400 N。
（1）计算汽车静止在水平地面上时，轮胎对地面的压强是多少？（取g=10N/kg）
（2）若汽车以72km/h的速度匀速行驶，此时发动机的输出功率是多少？
【答案】（1）解：汽车静止时，轮胎对地面的压力等于其重力，即
此时轮胎对地面的压强是。
（2）解：汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，即，汽车的速度，此时发动机的输出功率是。
【知识点】功率的计算；功率计算公式的应用；压力及重力与压力的区别；压强的大小及其计算
【解析】【分析】（1）汽车静止时，轮胎对地面的压力等于其重力，即，根据压强公式计算可知轮胎对地面的压强；
（2）汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，汽车的速度为v，结合功率公式P=Fv计算可知发动机的输出功率。
（1）汽车静止时，轮胎对地面的压力等于其重力，即
此时轮胎对地面的压强是
（2）汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，即
汽车的速度
此时发动机的输出功率是
20．如图所示，是某建筑工地所用的起重机的吊臂上的滑轮组，由电动机向滑轮组提供动力。若用该滑轮组匀速提升质量为500kg的物体，在重物上升0.8m的过程中，拉力F为 2000N，求：
（1）滑轮组做的有用功为多少？（g=10N/kg）
（2）吊车滑轮组的机械效率是多大？
（3）不考虑绳子与滑轮的摩擦，动滑轮的重是多少？
【答案】（1）解：重物的重力为G=mg=500 kg×10 N/kg=5000 N
重物克服重力所做功为有用功，其大小为
（2）解：由图乙可知，共有n=3段绳子承担动滑轮，则重物上升0.8 m时拉绳移动的距离s=3×0.8 m=2.4 m
则总功大小为
滑轮组的机械效率为
（3）解：不计摩擦时，各段绳子拉力相等且都为F=2000 N，共有n=3段绳子承担动滑轮，则总拉力为nF=3×2000 N=6000 N
此力需平衡重物和动滑轮本身的重力之和，即nF=mg+G动，代入数值解得G动=1000 N。
【知识点】动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）重物的重力为G=mg，结合做功公式计算重物克服重力所做功；
（2）由图乙可知，共有n=3段绳子承担动滑轮，则重物上升0.8 m时拉绳移动的距离为物体移动距离的3倍，进而根据W=Fs计算总功大小，结合效率公式计算滑轮组的机械效率；
（3）不计摩擦时，各段绳子拉力相等且都为F=2000 N，共有n=3段绳子承担动滑轮，则总拉力为nF，此力需平衡重物和动滑轮本身的重力之和，即nF=mg+G动，据此计算动滑轮的重力。
（1）重物的重力为G=mg=500 kg×10 N/kg=5000 N
重物克服重力所做功为有用功，其大小为
（2）由图乙可知，共有n=3段绳子承担动滑轮，则重物上升0.8 m时拉绳移动的距离s=3×0.8 m=2.4 m
则总功大小为
滑轮组的机械效率为
（3）不计摩擦时，各段绳子拉力相等且都为F=2000 N，共有n=3段绳子承担动滑轮，则总拉力为nF=3×2000 N=6000 N
此力需平衡重物和动滑轮本身的重力之和，即nF=mg+G动，代入数值解得G动=1000 N
21．如图是一种电梯的结构示意图：A为电梯厢，B为滑轮，绕电动机过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯为居民出入带来很大的便利。（不计钢丝绳，滑轮重及摩擦，g取10N/kg）
（1）由图可知电梯厢底端的滑轮B为　 　滑轮（选填“动”或“定”）；
（2）小军家住11楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家，电梯在40s内将小军送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是　 　，当电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力对小军　 　（选填“有”或“没有”）做功，此过程小军的动能　 　，机械能　 　（选填“变大”，“变小”或“不变”）；
（3）某次运行中，电梯将总质量为240kg的小军一家人送回家时，电动机拉力F为6000N，在此过程中，电梯的机械效率是　 　%。若小军自己一人坐电梯，电梯的机械效率　 　（选填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】（1）动
（2）0.75m/s；有；不变；变大
（3）20；变小
【知识点】机械能及其转化；速度公式及其应用；定滑轮及其工作特点；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】（1）由图示结构可得，滑轮 B 随电梯厢同步运动，位置不断变化，因此滑轮 B 属于动滑轮。
（2）① 从 1 楼运行至 11 楼，实际上升间隔为 10 层楼高，据此求出电梯上升总高度；再结合运动时间，利用速度公式即可计算电梯上升的平均速度。② 电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力竖直向上，小军在支持力方向上移动了距离，同时满足做功的两个必要条件，因此电梯的支持力对小军做功。③④ 电梯匀速上升阶段，小军质量、运动速度保持不变，动能大小不变；所处高度不断增加，重力势能增大。机械能为动能与势能之和，因此小军的机械能整体变大。
（3）① 该装置中动滑轮承担绳子段数为 2，据此得出钢丝绳自由端移动距离；先计算拉力所做的总功，再根据人和电梯总重力与上升高度，求出有用功；最后依据机械效率公式，算出电梯工作时的机械效率。② 滑轮组机械效率受物重、动滑轮重力、摩擦等因素影响。在其他条件不变时，提升的物体重力越大，有用功占比越高，机械效率越高。若仅小军单人乘坐，提升总重力减小，有用功减少，因此电梯的机械效率会变小。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：。
3、动滑轮拉力的计算，，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍。
（1）由图可知电梯厢底端的滑轮B与电梯厢一起运动，故为动滑轮。
（2）[1]1楼到11楼，升高的高度为10个楼高为
因此电梯上升的平均速度为
[2]当电梯匀速上升时，小军在电梯对小军的支持力的方向上通过了距离，满足了做功的两个要素，所以对小军有做功。
[3][4]电梯匀速上升的过程中小军的质量和速度均不变，故其动能不变，但高度变大，重力势能变大，所以他的机械能变大。
（3）[1]由图可知动滑轮上有2段钢丝绳，则钢丝绳移动的距离为
拉力做的总功为
小军一家人总重力为
拉力做的有用功为
则电梯的机械效率为
[2]由于机械效率与物重、动滑轮重、绳重及摩擦等有关，其它条件不变的前提下，物重越大，电梯的机械效率越高。若小军自己一人坐电梯，其它条件不变，物重减小，故电梯的机械效率变小。
22．“新光华”号半潜船为10万吨级半潜船，是国内最大、全球第二大半潜船。半潜船是通过改变自身重量实现上浮和下沉的。半潜船浸没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上工作平台使用。如图所示、半潜船通过调整水舱内的压载水质量、把装货甲板沉入水中，等待货物装载，当货物拖至甲板上方后，再次调整水舱内的压载水，船体上浮，即完成装载。
（1）装货后，半潜船所受的合力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），要使半潜船上浮，应　 　（选填“增加”或“减少”）水舱内的水量；在半潜船船身从最大潜深上升至甲板与海平面相平的过程中，船身所受浮力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）当半潜船依次处于图中三种状态时，从左至右船底受到水的压强分别为p1，p2，p3，则压强最大的是　 　，水舱内水的质量分别为m1、m2，m3，则质量最大的是　 　；
（3）当甲板下潜至水下3m时，它受到水的压强为　 　Pa；（（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（4）半潜船上安装的船舶驱动系统功率为6000kW、效率为80%，当它以6m/s的速度匀速航行时，半潜船所受的阻力是　 　N。
【答案】（1）不变；减少；变小
（2）p2；m2
（3）3×104
（4）8×105
【知识点】功率计算公式的应用；压强的大小及其计算；液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1） 半潜船在装货前后均处于漂浮状态，根据平衡条件，其合力始终为零，因此装货过程中合力保持不变。
半潜船通过调节水舱压载水量改变自身重力，从而实现上浮或下沉。若需上浮，应减少水舱内的储水量以降低总重力。
由阿基米德原理 分析：船身从最大潜深上升至甲板与海平面齐平的过程中，海水密度 和重力加速度 不变，但排开液体的体积 减小，故浮力逐渐减小。
（2） 根据液体压强公式，对比图中三种状态，中间状态时船底深度最大，因此对应压强 p2最大。
半潜船下沉深度与水舱内压载水质量正相关。图中中间状态下沉最深，说明此时水舱内水的质量 m2 达到最大值。
（3）海水密度，，，则
（4）已知效率为80%，有用功率P有用=P总η=6000kW×80%=4800kW=4.8×106W，半潜船匀速航行时，说明此时半潜船所受的阻力的大小和牵引力大小相等，半潜船所受的阻力
。
【分析】1、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度；
浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大
2、压强的计算：公式为P=ρgh，压强和液体的密度、浸没深度有关，且密度越大，压强越大，深度越大，压强越大， 在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强 相同；
3、功率的计算：公式为。
（1）[1]因为半潜船装货后处于漂浮状态，始终处于平衡状态，根据平衡条件，物体在平衡状态下所受合力为0，装货前后合力都为0，所以合力不变。
[2]根据题意可知，半潜船是通过调整船身压载水量来实现上浮和下沉，即通过改变自身重力调节上浮和下沉；要使半潜船上浮，应减少水舱内的水量。
[3]根据阿基米德原理，在半潜船船身从最大潜深上升至甲板与海平面相平的过程中，液体密度不变，g是常量，船身排开液体的体积逐渐变小，所以船身所受浮力变小。
（2）[1]液体压强公式为，ρ是液体密度，g是常量，h是深度。从左至右观察题图，中间图船底在水中的深度h2最大，所以船底受到水的压强p2最大。
[2]半潜船通过调整水舱内压载水质量实现上浮和下沉，下沉时水舱内水的质量大，图中中间状态（第二种状态）半潜船下沉最深，所以此时水舱内水的质量m2最大。
（3）根据液体压强公式，海水密度，，
则
（4）已知效率为80%，根据
可得，有用功率P有用=P总η=6000kW×80%=4800kW=4.8×106W
由于半潜船匀速航行时，说明处于受力平衡状态，此时半潜船所受的阻力的大小和牵引力大小相等，由可得，半潜船所受的阻力
23．《天工开物》记载了一种农用机械，名为“筒车”，如题图甲所示。筒车利用水流冲击水轮，使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动，当筒口转到低处时便舀满水，随着轮轴上升，筒口到达高处时倒出水来，以此循环往复，以满足农田灌溉的需求。
（1）筒车的工作原理是把流水的　 　转化为　 　能。
（2）筒车在匀速转动的过程中，安装在筒车上的竹筒受　 　（填“平衡”或“非平衡”）力的作用，当水流变湍急时，筒车提升水的功率会变　 　。
（3）竹筒浸没在水里的时候被灌满了水，随筒车转动到高处时泄水，泄出的水落入水槽后被引向农田，若每个竹筒每次可装水的重为G，水轮上有N个竹筒，水轮的半径为R，则转动一圈对水做的有用功W=　 　。
（4）某筒车上均匀分布了N个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2.5L，通过调整水槽的位置，竹筒中40%的水会落入水槽，若筒车的转速为每分钟5圈。筒车连续工作5h可以通过水槽为农田浇灌2.4×104kg的水，则N=　 　（ρ水=1.0×103kg/m3）
【答案】（1）动；重力势
（2）非平衡力；大
（3）2NGR
（4）16
【知识点】机械能及其转化；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）根据题意可知，流动的水推动筒车转动，从而将水带到高处，则将流水的动能转化为重力势能。
（2）① 筒车在匀速转动的过程中， 虽然速度不变但是运动方向不断改变，故运动状态发生改变，所以受非平衡力作用。
②当水流变湍急时，则筒车的转速增大，在相同时间内会把更多的水带到高处，根据可知，筒车提升水的功率会变大。
（3）根据图片可知，筒车将水带到最高点时，升高的距离等于筒车的直径2R，水轮上有N个竹筒，每个竹筒每次可装水的重为G，则筒车旋转一周对水所做的功为W=G总h=NG×2R=2NGR。
（4）根据题意可知，筒车的转速为每分钟5圈，连续工作5h，筒车转动的圈数；
则筒车装水的体积；
筒车旋转一周装水的体积；
筒车上均匀分布了N个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2.5L，则。
【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此判断两个能量的大小，进而确定能量的转化情况即可；
（2）①平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态；
②根据公式分析判断。
（3）根据描述确定筒车提升水的重力和高度，根据W=Gh计算则筒车旋转一周对水所做的功；
（4）根据计算筒车装水的体积，根据计算筒车旋转一周装水的体积，根据计算N的数值。
（1）[1][2]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
（2）[1]筒车匀速转动，但运动方向改变，故运动状态发生改变，受非平衡力作用。
[2]当水流变湍急时，水的流量更大，可提升更多的水到高处，单位时间做功更多，筒车提升水的功率会变大，故筒车应安装在水流较急的地方。
（3）筒车转动到高处时泄水，水升高2R，水轮上有N个竹筒，每个竹筒每次可装水的重为G，则筒车旋转一周对水所做的功为W=G总h=NG×2R=2NGR
（4）筒车的转速为每分钟5圈，连续工作5h，筒车转动的圈数
则筒车装水的体积
筒车旋转一周装水的体积
筒车上均匀分布了N个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2.5L，则
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