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湖北省武汉市东湖高新区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1．如图，艄公使用一根竹篙，就能让竹排快速前行；向左侧用力撑篙；可以让竹排向右转弯。下列说法正确的是（　　）
A．艄公用力撑篙时，竹篙是施力物体
B．竹排前行时，以竹排为参照物，站在其上面的艄公是运动的
C．竹排向右转弯说明力可以改变物体的运动状态
D．艄公对竹排的压力就是他的重力
2．关于下列情景，说法正确的是（　　）
A．图甲：箱子静止时所受水平推力和摩擦力是一对平衡力
B．图乙：任何情况下，在A处推门最容易
C．图丙：人对桶的拉力和桶的重力是一对相互作用力
D．图丁：重力的方向总是垂直于接触面向下
3．如图所示是探究阻力对物体运动影响的实验装置，第一次实验让小车从棉布表面滑过，第二次实验去掉棉布，让小车直接从木板表面滑过，观察小车滑行的距离。下列说法正确的是（　　）
A．第一次实验，木板和斜面都应铺上棉布
B．第二次实验小车滑行距离更大，是因为小车惯性更大
C．两次实验运动的小车都会停下来，说明物体的运动需要力来维持
D．本实验不能直接验证牛顿第一定律
4．利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法错误的是（　　）
A．为减小摩擦，应选择尽量光滑的水平桌面
B．定滑轮的作用是改变拉力的方向
C．将小车扭转一定角度，是为了使小车受到的拉力不在同一条直线上
D．左右托盘中分别加入1N和的钩码后，小车做匀速直线运动，小车水平方向所受合力为
5．下列情景中，属于增大摩擦力的是（　　）
A．古人用滚木移动巨木
B．冰壶比赛中运动员用刷子刷冰
C．运动员的蹬冰鞋鞋底由橡胶制成
D．气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触
6．如图所示，一个图钉帽的面积是，图钉尖的面积是，手指对图钉帽的压力是20N，图钉帽与手指完全接触，下列说法错误的是（　　）
A．图钉尖对墙的压强相当于4000m深处水所产生的压强
B．手指对图钉帽的压强是
C．图钉尖对墙的压力是20N
D．图钉帽的面积比较大，是为了减小图钉帽对手的压强
7．关于下列情景，说法错误的是（　　）
A．图甲：玻璃管内不小心进入了少量空气，会影响实验结果
B．图乙：吸盘中的空气排得越干净，吸盘受到的摩擦力越大，越不容易从墙面脱落
C．图丙：向上提起活塞时，阀门A下方气压小于外界大气压
D．图丁：往吸管B中吹气，吸管A中的水面会上升
8．如图所示，某同学在水平地面上的两个足够高的圆柱形容器甲、乙（底面积）中分别倒入体积相等的液体a和b，液体对容器底部的压强。下列操作后，仍然能使的是（　　）
①分别倒入相同深度的液体a和b
②分别倒入相同质量的液体a和b
③分别倒入相同体积的液体a和b
④分别在两容器中浸没一个体积相同的铜球和铝球
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
9．如图所示，有一个重力为G的长方体悬浮在液体中，其受到的浮力为，液体对长方体向下和向上的压力分别为和。下列说法错误的是（　　）
A．
B．
C．长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D．若物体悬浮于更深的位置，与图示位置相比，、之差不变
10．如图所示，把吸管的下端密闭并缠绕一段铜丝做成自制简易密度计。将其放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的杯子中，它会竖直立在液体中，静止时两个杯子中的液面相平。下列说法正确的是（　　）
A．甲杯中液体的密度比乙杯中液体的密度大
B．甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
C．密度计在甲杯中受到的浮力比乙杯中受到的浮力大
D．液体对甲、乙两杯底部的压力大小相等
11．如图所示，我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高，还能大幅降低能耗，避免现场粉尘、泥浆等的污染，实现绿色施工。塔吊把质量为的构件先竖直向上匀速提升到30m的楼顶，用时50s，再水平匀速移动3m，用时10s。整个过程中，塔吊对构件所做的功和功率分别为（　　）
A．； B．；
C．； D．；
12．如图所示是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．水平面越光滑越好
B．木块被撞的远近反映了钢球动能的大小
C．改变钢球在斜面上滚下时高度，是为了研究物体的动能跟高度的关系
D．用不同质量的小球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制
13．如图所示，蹦床运动员从某位置静止下落，与蹦床接触后，继续向下运动直至最低点。若不考虑空气阻力，关于该过程的分析，下列说法正确的是（　　）
A．接触蹦床前，运动员的重力势能只有一部分转化为动能
B．整个过程中，运动员机械能守恒
C．从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中，运动员的动能先增大后减小
D．运动员动能为零时，蹦床弹性势能最小
14．如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．自行车手闸
B．羊角锤
C．托盘天平
D．赛艇的船桨
15．如图是《天工开物》中记载的踏碓舂米的情景。一根木杠被架在柱子上，可以绕着固定点O转动，木杠的前端A点装有圆锥状石块，用脚反复踩踏木杠的后端B点，就可以舂米。若碓头质量为20kg，OA长度为，OB长度为1m，不计木杠自重和转动过程中点O处的阻力。关于该踏碓说法正确的是（　　）
A．被踩起的木杠属于省力杠杆
B．脚踩踏的位置离O点越近越省力
C．若要使木杠水平平衡，B点受力至少为300N
D．若垂直于木杠用力踩B点，当碓头缓慢抬起时，B点受力大小不变
16．如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，这样比直接向上抬起货物省力很多。这块倾斜的木板就是斜面。斜面是与水平面成一定角度的平面，也是一种简单机械。下列说法错误的是（　　）
A．木板受到的摩擦力的方向沿斜面向下
B．将货物沿着木板匀速往上推时，货物受平衡力作用
C．同样的高度，斜面的倾角越小，斜面就越长，也就越省力
D．盘山公路是斜面在生活中的应用
17．某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，重为750N的工人师傅站在水平地面上，双脚与地面的接触面积为，用竖直向下300N的拉力拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重550N，不计绳重与摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．图中人对地面的压强为
B．所用动滑轮的重力是50N
C．绳子自由端移动的速度为0.8m/s
D．该工人师傅使用此滑轮组最多能提升150kg的物体
18．如图甲所示，一个质量为3kg、底面积为、高为20cm且质地分布均匀的圆柱体放在质量不能忽略的薄壁柱形容器内，容器底面积为。现缓慢向容器中加入酒精，容器对地面的压强随加入酒精的质量m的变化如图乙所示，下列说法中错误的是（　　）
A．容器的质量为
B．容器的高为18cm
C．加入酒精质量为2kg时，物体刚好漂浮
D．图乙中的数值为1300
19．北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功，三名航天员顺利进入太空。在加速升空过程中，载人飞船相对于运载火箭是　 　（填“运动”或“静止”）的，航天员的重力势能　 　，机械能　 　（均填“变大”“变小”或“不变”）。
20．如图所示是由中航工业自主研制的国产载人飞艇“祥云”AS700。当AS700载人飞艇以4150kg的最大起飞质量在空中悬停时受到的浮力为　 　N，此时飞艇内部的气体密度　 　（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。若该飞艇从光谷广场出发飞往天河机场，全程，耗时，则飞艇的平均速度为　 　。
21．在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）实验过程中，弹簧测力计水平向右拉着木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力的大小　 　（填“大于”“等于”或“小于”）测力计的示数；
（2）通过对比第1次和第2次实验可知：接触面粗糙程度相同时，　 　越大，滑动摩擦力越大；
（3）第2次实验中钩码与木块一起向右做匀速直线运动，该过程中木块受到的摩擦力方向为　 　，请在图丁中画出钩码的受力示意图　 　；
（4）刚开始做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第8s时受到的摩擦力为　 　N。
22．在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，实验装置如图所示。
（1）图甲压强计是通过观察U形管中　 　来显示橡皮膜所受压强的大小。
（2）根据　 　两图所示现象可以知道拦河大坝设计成上窄下宽的原因。
（3）如图丙、图丁所示，保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，可知在液体内部同一深度，向各个方向的压强都　 　。
（4）了解了液体压强特点后，某同学取①②③三根相同的玻璃管，两端开口，底部用相同的橡皮薄膜封闭，橡皮膜的绷紧程度也相同。在其中倒入三种不同的液体，三根玻璃管底部橡皮膜形变程度如图甲所示，其中液体密度最大的是　 　（填序号）。
（5）某同学用图己所示的装置测量未知液体的密度：左侧加入适量的水，水的密度为，右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量：
①右侧待测液体到容器底的深度
②左侧水到容器底的深度
③橡皮膜中心到容器底的深度
则待测液体密度为　 　（用字母表示）。
23．如图是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
（1）由乙、丙两图可以得出物体受到液体的浮力为　 　N，再由另外两图得出物块排开液体所受重力。可初步得出结论：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于　 　。
（2）图乙中的溢水杯装满水，溢水杯对水平桌面的压强为，图丙中的溢水口不再有水溢出时，溢水杯对水平桌面的压强为，则　 　（填“>”“<”或“=”）。
（3）实验时，若图乙中溢水杯未装满水，测出物体的浮力　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）根据实验数据，可以计算出物体的密度　 　。
（5）如果在图丙中将物体的位置下降一些，使物体浸没水中的深度增加（未触底），物体静止时，读出弹簧测力计的示数，这样做是为了　 　。
24．如图是“探究杠杆的平衡条件”实验。
（1）如图甲，挂钩码前，杠杆静止，为完成实验可以将杠杆左端的平衡螺母向　 　（填“左”或“右”）调节，使杠杆　 　。
（2）如图乙，这时杠杆受到的动力或阻力是　 　（填“钩码的重力”或“钩码对杠杆的拉力”）。若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，杠杆会沿着　 　（填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）如图丙，将弹簧测力计绕B点从b位置缓慢转到a位置，杠杆保持静止，在此过程中拉力F大小　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。请在图丙中画出弹簧测力计在b位置时拉力F的力臂　 　。
25．如图所示是“测量滑轮组的机械效率”实验，得到的数据如表所示。
次数 钩码重/ 钩码上升的距离/ 弹簧测力计的示数/ 绳端上升的距离/ 机械效率
1 2 5 1 15
2 3 5 15
3 4 5 15
（1）在实验操作中应该　 　拉动弹簧测力计。
（2）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为　 　N，机械效率约为　 　%（保留到），额外功为　 　J。
（3）分析数据可得，使用同一滑轮组提升重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高。
（4）若忽略绳重及摩擦，下列方法中，能提高滑轮组机械效率的是　 　（填序号）。
①增加钩码的重力
②换质量更小的动滑轮
③增大钩码上升的距离
④改变绕线方式
26．布兰兹哈奇号是由中船集团上海外高桥造船建造的阿芙拉型成品油轮，它是全球首艘采用风帆助推的同类型油轮，满载时排水量120000t，在全球航运业迈向绿色低碳转型进程中，极具开创性意义。这样庞大的船体，让它具备强大的运输能力，一次能够运输超过80万桶成品油。该船最大亮点是配备了创新的风帆系统，风帆高达40米，面积比篮球场还大。航行时，依托数字控帆系统和机械液压装置，风帆可实时自动捕捉最佳风向，如同向日葵追光般，精准调整角度，实现升降、开合与旋转等动作，为船舶额外提供推力。
（1）布兰兹哈奇号满载时所受浮力是多少？
（2）当布兰兹哈奇号在海面上匀速直线航行时，水平推进器和风帆提供的动力为，总输出功率达到24000kW，则该油轮2h可航行多少km？
（3）将油轮浸入海水中的部分看作长方体，满载时油轮浸入水中深度为，当油轮卸下48000t成品油后，油轮在水中的深度会减小多少m？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】力的概念及单位；力的作用效果；运动和静止的相对性
【解析】【解答】A．当艄公用力撑篙时，艄公是施加力的物体，竹篙是受到力的物体，因此A错误；
B．竹排在水面航行过程中，站在竹排上的艄公和竹排之间的相对位置没有发生改变，因此以竹排为参照物，艄公是静止的，因此B错误；
C．力可以改变物体的运动状态，竹排向右转弯时，它的运动方向发生了改变，这正好说明力能够改变物体的运动状态，因此C正确；
D．压力是垂直作用在物体表面的力，重力是地球对物体的吸引产生的力，二者在方向、施力物体等方面都有本质区别，所以艄公对竹排的压力并不是他的重力，因此D错误。
故选C。
【分析】1、力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变；
2、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；
3、压力是垂直作用在物体表面的力；
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心，公式为G=mg。
2．【答案】A
【知识点】力作用的相互性；重力的方向；二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A．图甲里的箱子保持静止，属于平衡状态，水平方向上箱子同时受到水平推力和静摩擦力，这两个力大小相等、方向相反，且满足同一直线、同一物体的条件，是一对平衡力，故A正确。
B．推门的时候，力的作用效果确实和力的作用点有关，但不能说任何时候在A点推门都是最省力的，力的作用效果还会受到推力大小、方向等因素的影响，故B错误。
C．图丙中，人对桶的拉力和桶自身的重力都作用在桶这个同一个物体上，二者是一对平衡力；而相互作用力是分别作用在两个不同物体上的，故C错误。
D．物体所受重力的方向始终是竖直向下的，并不是一定垂直于接触面向下，故D错误。
故选A。
【分析】平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上；
力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变；力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变；
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心，公式为G=mg。
3．【答案】D
【知识点】牛顿第一定律；惯性及其现象；阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】A．实验中，应将小车从同一斜面的同一高度自由下滑，使小车到达斜面底端的速度相同，改变水平面的粗糙程度，所以第一次实验中只在水平木板上铺上棉布，故A错误；
B．物体的惯性只与物体质量有关，小车滑行过程中质量不变，惯性不变，故B错误；
C．两次实验中运动的小车都会停下来，是由于小车受到阻力，说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D．由于摩擦不能消除，没有不受力的物体，所以牛顿第一定律无法用实验直接验证，故D正确。
故选D。
【分析】（1）小车在不同材料上的滑行的距离不同，是由于小车受到的阻力不同，阻力大小与接触面的粗糙程度有关；
（2）一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性；惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；
（3）力是改变物体运动状态，不是维持物体运动状态的原因；
（4）根据牛顿第一定律分析。
4．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；探究二力平衡的条件；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A．本实验探究二力平衡的条件，研究对象是小车受到的两个拉力，为了减小摩擦力对实验结果的影响，需要将小车放置在光滑水平桌面，这样就可以减小小车和水平面之间的摩擦力，故A正确，不符合题意；
B．本实验中，拉力的大小和钩码重力大小相等，实验里定滑轮起到的作用是改变拉力的方向，故B正确，不符合题意；
C．将小车扭转一个角度之后，小车受到的两个拉力就不在同一直线上，这个操作的目的就是探究二力平衡时，两个力是否需要作用在同一直线上，故C正确，不符合题意；
D．当小车在桌面上做匀速直线运动时，小车处于平衡状态，平衡状态下物体水平方向受到的合力为0，故D错误，符合题意。
故选D。
【分析】1、探究二力平衡试验仪器，砝码、纸片、铁支架，选择卡片可以不考虑物体重力，不选择木块是可以减少摩擦力的影响，避免影响两侧砝码质量不同，带来错误结论；
2、实验步骤： 在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个力方向 相反，调整砝码数量改变拉力大小， 为了探究平衡力是否在同一直线上，进行如下操作：当小卡片平衡后，小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ，将卡片 一剪为二；
3、二力平衡的条件为：大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上，物体处于匀速直线运动或者静止状态时，受力平衡。
5．【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、古人采用滚木搬运巨木，是通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力，故A错误；
B、冰壶比赛里运动员刷冰，会让冰面表层熔化形成水膜，让冰壶和冰面之间隔开水膜，是通过让接触面分离的方式减小摩擦力，故B错误；
C、运动员的蹬冰鞋鞋底使用橡胶制作，在压力大小不变的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确；
D、气垫船依靠压缩空气让船体和水面脱离接触，是通过接触面分离的方式减小摩擦力，故D错误。
故选C。
【分析】增大摩擦力的方法：增加接触面的粗糙程度，如鞋底的花纹、杠杆运动员手上的镁粉，增加压力，如紧捏自行车的闸。
6．【答案】A
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强的大小及其计算；液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AC．固体可以传递压力，因此图钉尖对墙壁的压力和手指对图钉帽的压力大小相等，即图钉尖对墙的压力，由此可以计算出图钉尖对墙的压强：，再计算4000m深度处水产生的压强：，故A错误，符合题意；C正确，不符合题意；
B．计算手指对图钉帽的压强可得：，故B正确，不符合题意；
D．图钉帽的受力面积大于图钉尖的受力面积，根据压强公式可知：压力一定时，增大受力面积可以减小图钉帽对手的压强，故D正确，不符合题意。
故选A。
【分析】1、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
2、液体压强的计算：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。
7．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；大气压强的测量方法；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A．托里拆利实验中，若玻璃管内不慎混入少量空气，那么管内水银上方就会存在气压，最终管内外的水银液面高度差会比正常情况更小，故A正确，不符合题意；
B．吸盘可以吸附在墙面上，本质是大气压作用的结果。吸盘保持静止时，受到的摩擦力和自身重力是一对平衡力，二者大小始终相等。即使将吸盘内空气排出得更彻底，大气对吸盘的压力会更大，但静摩擦力始终等于吸盘的重力，并不会随之增大，故B错误，符合题意；
C．使用活塞式抽水机时，向上提起活塞，阀门A会在大气压作用下关闭，活塞下方的空气变稀薄，内部气压小于外界大气压，水就会在大气压作用下上升，故C正确，不符合题意；
D．向吸管B吹气时，管A上方空气流速变大，压强减小，小于容器液面处的大气压，管A中的水就会在大气压的作用下上升，故D正确，不符合题意。
故选B。
【分析】1、托里拆利实验，测量大气压的数值，为水银柱支撑的高度，大气压为P=ρgh，玻璃管中没有空气时，水银的高度为760mm，玻璃管中有空气，则撑起水银高度变小。
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；
3、大气压的应用；吸盘是将吸盘内部的气压减小，导致外界大气压大于内部气压，将吸盘压在墙面，和吸管吸取饮料的原理相同；
4、压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力。
8．【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强大小比较；液体压强的计算
【解析】【解答】由题图可知，两个容器的底面积，两种液体对容器底部产生的压强大小相等，同时甲容器中液体 a 的液面高度小于乙容器中液体 b 的液面高度。根据公式可知。根据和可得；由于，所以，；
①分别向两个容器内倒入高度相同的液体 a 和液体 b，则a液体对容器底部的压强，b液体对容器底部压强。结合液体密度与原有液面高度条件对比分析，最终得出两种液体对容器底部的总压强不满足对应大小关系，故①说法错误。
②分别向两个容器内倒入质量相同的液体 a 和液体 b，由于这类柱形容器中，液体对容器底部的压力大小等于液体自身的总重力，
a液体对容器底部的压强，b液体对容器底部压强，
由于，，则，故②说法错误。
③分别向两个容器内倒入体积相同的液体 a 和液体 b，依次列出此时液体 a 对容器底部的总压强表达式与液体 b 对容器底部的总压强表达式。结合液体密度、容器底面积等已知条件综合判断，二者压强大小关系成立，因此③说法正确。
④将体积完全相同的铜球和铝球，分别浸没放入装有液体 a、液体 b 的容器当中，设两个金属球的体积一致，根据球体体积与容器底面积，分别算出两种液体液面上升的高度、。再结合液体压强公式，分别求出加入球体后两种液体对容器底部的总压强、。结合前期推出的密度、底面积关系进行对比，压强大小关系符合推导结果，因此④说法正确。
综合以上分析可知，①②表述错误，③④表述正确，故 A、B、D 不符合题意，C 符合题意。
故选 C。
【分析】1、液体压强的计算：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；
2、圆柱形物体静止在水平桌面，对桌面的压力等于重力；
3、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。
9．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；浮力及其产生原因；浮力大小的计算
【解析】【解答】A．液体压强随深度增加而增大，同一液体中，深度越大压强越大，因此悬浮在液体中的长方体，它的上位置更浅，上表面受到的液体压强小于下表面受到的液体压强。根据，上下表面积S相同，可得长方体上表面受到的液体压力小于下表面受到的液体压力，也就是，故A正确，不符合题意；
B．长方体悬浮在液体中，保持静止状态，受力平衡。对长方体进行受力分析可知，长方体受到竖直向下的重力G，以及上表面受到竖直向下的压力，同时下表面受到竖直向上的压力，根据受力平衡可得关系式，故B错误，符合题意；
C．当长方体悬浮在液体中时，它相对的两个侧面，对应位置深度相同，因此受到的液体压强大小相等，根据，受力面积也相同，所以相对侧面受到的液体压力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，满足二力平衡的条件，因此长方体相对侧面受到的液体压力是相互平衡，故C正确，不符合题意；
D．如果将长方体悬浮到更深的位置，长方体上下表面的深度差始终保持不变，根据液体压强公式可得上下表面的压强差Δp不变，而受力面积S也不变，结合公式可知，上下表面受到的压力差不变，也就是和的差值不变，故D正确，不符合题意；。
故选B。
【分析】1、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；
2、受力分析，当物体浸没液体中，物体受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力，浮力为物体上下表面受到的压力差；
3、平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上。
10．【答案】B
【知识点】压强大小比较；物体的浮沉条件及其应用；制作微型密度计
【解析】【解答】AC. 从图中可以看出，密度计在甲、乙两种液体里都处于漂浮状态，根据漂浮条件，密度计受到的浮力都等于自身的重力，因此密度计在两种液体中受到的浮力大小相等。观察排开液体的体积可以发现，密度计在甲液体中排开液体的体积更大，根据公式，浮力相等时，排开液体体积越大，液体密度越小，因此甲液体的密度小于乙液体的密度，故A、C错误。
B. 观察题图可知，放入密度计前，甲液体的总体积小于乙液体的总体积，结合已经推出的甲液体密度小于乙液体密度的结论，根据公式可得，甲液体的质量小于乙液体的质量，再根据可知，甲液体的重力小于乙液体的重力。烧杯对桌面的压力等于烧杯、液体、密度计三者的总重力，即，烧杯相同、密度计相同，因此乙烧杯的总压力更大。两个烧杯放在水平桌面上，底面积相同，根据压强公式，压力越大，对桌面的压强越大，因此甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强，故B正确。
D. 放入密度计后，两个烧杯中的液面高度是相同的，已知甲液体密度小于乙液体密度，根据液体压强公式可知，乙液体对烧杯底部的压强更大，再根据，烧杯底面积相同，因此乙液体对烧杯底部的压力更大，故D错误。
故选B。
【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；
2、由1分析可知，密度计漂浮在液面上，所以浮力计的重力等于浮力，重力相同，浮力相同；
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、由2分析，排开液体体积关系；
5、液体压强的计算：公式为p=ρgh，固体压强的计算：公式为F=pS；
6、物体静止在桌面上，物体的重力等于压力，重力的计算G=ρgV。
11．【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】先求出构件自身重力。构件竖直匀速上升时，拉力与重力二力平衡，二者大小相等，据此算出拉力大小，进而求得拉力竖直方向所做的功。
构件水平匀速移动过程中，拉力方向竖直向上，物体未沿拉力方向移动距离，此阶段拉力不做功，做功为 0。整合全程做功总量，再结合运动时间算出拉力做功功率。
故 A正确，选 A。
【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，
功率的计算：公式为W=Pt；
做功的条件：物体受到力，且物体沿着力的方向产生了位移。
12．【答案】B
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；物理学方法
【解析】【解答】AB．本实验以钢球作为研究对象，探究的是钢球的动能大小；实验采用转换法，通过比较物块在同一水平面上被撞击后移动的距离，来判断钢球到达水平面时的动能大小。如果水平面越光滑，钢球推动物块后移动的距离会越长，更不方便观察比较，实验操作难度更大，故A错误，B正确；
C．改变钢球从斜面上滚下的高度，钢球到达斜面底端时的速度不同，而钢球质量保持不变，该操作是为了探究动能和速度的关系，故C错误；
D．改变钢球质量进行实验，得到的结论是：速度一定时，物体质量越大，动能越大，该结论可以解释对机动车限制最高载重（质量）的原因，无法解释限制行驶速度的要求，故D错误。
故选B。
【分析】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，如本题通过比较物块在同一水平面上被撞击后移动的距离，来判断钢球到达水平面时的动能大小；
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，在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究动能和速度的关系，需要控制质量相同，钢球从斜面上滚下的高度不同。
13．【答案】C
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．运动员在空中下落、还没接触蹦床的过程中，若不计空气阻力，运动员的机械能总量保持不变；这个过程中运动员的质量不变，下落速度不断增大，因此动能增大，同时高度不断减小，重力势能减小，也就是重力势能转化为动能，故A错误。
B．运动员接触蹦床之后，运动员自身的机械能会不断转化为蹦床的弹性势能，因此运动员的机械能是减少的，故B错误。
C．运动员落到蹦床上后继续向下运动的过程中，蹦床对运动员的弹力会随形变量增大而逐渐变大：刚开始向下运动时，弹力大小小于重力，运动员仍然会向下加速；当弹力增大到和重力大小相等时，运动员的速度达到最大值；如果继续向下运动，弹力会大于重力，运动员开始做减速运动。因此整个向下过程中，运动员的动能是先增大后减小的，故C正确。
D．运动员下落到最低点时，速度为零，此时运动员的机械能已经全部转化为蹦床的弹性势能，蹦床的弹性势能达到最大值，故D错误。
故选C。
【分析】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；
弹性势能：物体受到力，发生形变，形变量越大，弹性势能越大。
14．【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A．自行车手闸使用过程中，动力臂比阻力臂更大，因此属于省力杠杆，A不符合题意；
B．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．使用托盘天平时，动力臂和阻力臂长度相等，属于等臂杠杆，故C不符合题意；
D．赛艇的船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
【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。
15．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】A、用脚踏碓舂米，杠杆支点为O点，当木杠处于水平位置时，动力臂小于阻力臂，因此该杠杆属于费力杠杆，故A错误。
B、人脚越靠近支点O，动力臂的长度就越小，根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂都保持不变的情况下，动力臂越小，所需的动力越大，因此越费力，故B错误。
C、木杠水平平衡时，根据杠杆平衡条件，可以列式得到：，计算后解得，故C正确。
D、如果垂直于木杠在B点用力踩踏，此时动力臂始终等于OB的长度，保持不变；抬起碓头的过程中，碓头重力即阻力大小不变，但阻力臂会逐渐减小，根据杠杆平衡条件可知，B点所需的动力会逐渐减小，即B点受到的力减小，故D错误。
故选C。
【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；
杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即，据公式分析力臂变化，力的变化情况。
16．【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；摩擦力的方向；斜面的机械效率
【解析】【解答】A．当沿斜面向上推货物时，货物受到的摩擦力方向沿斜面向下；根据力的作用是相互的，木板受到的摩擦力方向应为沿斜面向上，故A错误，符合题意；
B．物体受平衡力作用时，会保持静止或匀速直线运动状态；将货物沿斜面匀速向上推动时，货物运动状态不变，因此受平衡力作用，故B正确，不符合题意；
C．当斜面高度相同时，倾斜程度越小，斜面越长，就越省力，故C正确，不符合题意；
D．根据斜面的省力特点，生活中的盘山公路就是斜面的典型应用，故D正确，不符合题意。
故选A。
【分析】1、物体受到摩擦力的方向和物体运动方向相反，向上推货物时，货物受到的摩擦力方向沿斜面向下；
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；
3、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；
4、斜面作用省力机械，斜面越长，越省力，越费距离。
17．【答案】D
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A．人站在地面上，受到竖直向上的绳端拉力，因此人对地面的压力等于自身重力减去绳子拉力，代入数据即可求出压力大小，再由压强公式算出人对地面压强，故A正确，不符合题意。
B．由图示滑轮组可知承担物重的绳子段数n=2，忽略绳重及摩擦，依据滑轮组拉力计算公式，变形后可求出动滑轮自身重力，故B正确，不符合题意。
C．结合物体上升速度，利用绳端速度与物体速度的关系，算出绳子自由端移动速度，故C正确，不符合题意。
D．人能施加的最大绳端拉力等于自身重力，即，同理代入滑轮组拉力公式，可算出该装置能够拉起的最大物重，进一步换算得出最大提升物体质量，故D错误，符合题意。
故选 D。
【分析】1、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；
2、重力的计算：公式为G=mg，压强的计算：公式为F=pS。
18．【答案】B
【知识点】密度公式及其应用；压强的大小及其计算；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A. 由乙图可知未加入酒精时容器对地压强，据此求出容器对地压力，即为整体总重力。减去圆柱体重力，算出容器自重，进而求得容器质量，故A 正确，不符题意。
B. 先算出圆柱体密度，其密度小于酒精密度，放入后处于漂浮状态，可求出漂浮时排开酒精体积。加入 3kg 酒精后压强不再改变，说明酒精已盛满容器，此时酒精的体积为，算出容器容积，进而求得容器高度，B 错误，符合题意。
C. 算出 2kg 酒精对应的体积与浸入深度，求出圆柱体所受浮力，此时浮力与物体重力相等，物体恰好漂浮，C 正确，不符题意。
D. 倒入 3kg 酒精装满容器后，求出整体总压力，再算出容器对地总压强，D 正确，不符题意。
故选 B。
【分析】1、压力的计算：公式为F=pS，结合受力分析，容器的自重等于整体的总重力和圆柱体的重力差；
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；
4、密度的计算：公式为。
19．【答案】静止；变大；变大
【知识点】势能的影响因素；机械能及其转化；参照物及其选择
【解析】【解答】 载人飞船与运载火箭在飞行过程中，相对位置没有发生改变，因此以运载火箭为参照物，载人飞船是静止的。
当航天员随飞船加速升空时，航天员自身质量保持不变：一方面升空过程中高度不断增加，因此重力势能增大；另一方面升空过程中速度不断变大，因此动能也增大。而机械能是动能与重力势能的总和，因此航天员的机械能也会变大。
【分析】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；
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。
20．【答案】41500；小于；
【知识点】密度公式及其应用；速度公式及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】已知飞艇的总质量为4150kg，飞艇此时恰好悬浮在空中，根据二力平衡条件可知，飞艇受到的浮力等于自身总重力，因此可得飞艇所受浮力。
飞艇可以在空中悬浮，原理是飞艇内部填充的气体密度小于外界空气的密度，使得飞艇受到的浮力大小等于自身的总重力，因此可以悬浮在空中。
根据速度计算公式，代入路程与时间的数据，可得飞艇的飞行速度。
【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；
2、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。
21．【答案】（1）等于
（2）压力
（3）水平向左；
（4）3
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）实验进行时，需要沿水平方向向右拉动弹簧测力计，使木块做匀速直线运动；此时木块在水平方向受力平衡，滑动摩擦力的大小和弹簧测力计的示数大小相等。
（2）分析第1、2两次实验的数据可以发现，两次实验的接触面粗糙程度相同，第二次实验的压力更大，弹簧测力计的示数也更大，因此可以得到结论：当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）第二次实验中，钩码和木块一起向右做匀速直线运动；木块相对于长木板向右运动，因此木块受到的滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，为水平向左；而钩码和木块之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，因此钩码不受摩擦力，只在竖直方向受到重力和支持力，两个力大小相等方向相反，钩码的受力示意图如下图：
（4）从图丙可以看出，时间段内物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，拉力和滑动摩擦力大小相等，是一对平衡力；结合图乙可知，该过程拉力大小为3N，因此滑动摩擦力也为3N。在时间段内物体做减速运动，由于物体对接触面的压力、接触面的粗糙程度都没有发生变化，因此滑动摩擦力大小不变，仍为3N，所以第7s时摩擦力大小为3N。
【分析】1、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，所以拉力等于摩擦力；
2、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，如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度，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；
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。
4、平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上。
（1）实验过程中，弹簧测力计水平向右拉着木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，此时木块受到的滑动摩擦力的大小等于测力计的示数。
（2）通过对比第1次和第2次实验可知，接触面的粗糙程度相同，第2次压力大，测力计示数也大，故得出接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[1][2]第2次实验中钩码与木块一起向右做匀速直线运动，该过程中木块受到的摩擦力方向与木块相对运动的方向相反，为水平向左，因钩码相对木板没有相对运动的趋势，不受摩擦力，只受竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用，钩码的受力示意图如下所示：
（4）由图丙知物体做匀速运动，此时物体处于平衡状态，受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙知此过程的拉力为3N，所以滑动摩擦力为3N；物体做减速运动，但由于压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，仍为3N，故第8s时，摩擦力为3N。
22．【答案】（1）液面高度差
（2）乙、丙
（3）相等
（4）③
（5）
【知识点】液体压强的特点；液体压强计算公式的应用；探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】（1）U形管压强计的工作原理是通过观察U形管两侧的液面高度差，来体现橡皮膜受到的压强大小，橡皮膜受到的压强越大，对应的液面高度差也越大，这种将不易直接观察的压强转换为容易观察的液面高度差的方法，是转换法的应用。
（2）观察乙、丙两图可以发现，两次实验中液体的密度相同，只有橡皮膜所处的深度不同，因此该实验是探究液体内部压强大小和液体深度的关系。从实验现象可以看出，丙图中橡皮膜深度更大，U形管的液面高度差更大，由此可以得到结论：在同种液体中，液体深度越深，液体内部产生的压强越大。根据这个结论，拦河坝底部所处深度大，受到的液体压强更大，因此拦河坝需要设计成上窄下宽的形状。
（3）对比丙、丁两图可知，两次实验的液体密度相同、橡皮膜所处深度相同，只有橡皮膜的朝向不同，最终U形管两侧的液面高度差相同，也就是橡皮膜受到的压强大小相等，根据控制变量的实验思想可以得到结论：在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强大小相等。
（4）根据橡皮膜的形变程度可以判断压强大小：对比①和②，两次橡皮膜深度相同，①的橡皮膜形变程度更大，说明①处液体压强更大，因此①的液体密度大于②的液体密度；对比①和③，两次橡皮膜形变程度相同，说明受到的液体压强相等，③的橡皮膜深度更小，根据液体压强规律可知，深度更小的③液体密度更大。因此三种液体中密度最大的是③。
（5）当橡皮膜恰好变平时，说明橡皮膜两侧受到的液体压强相等，根据液体压强公式，可以得到等式：
整理等式后，可以解得待测液体的密度表达式为；
【分析】1、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，如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小；
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，在同种液体中，液体深度越深，液体内部产生的压强越大。
3、橡皮膜相平，液体此时的压强相同，结合压强公式计算液体的密度。
（1）U形管压强计是通过观察U形管中液面高度差反映橡皮膜所受压强大小，液面高度差越大则橡皮膜所受压强越大，这里采用了转换法。
（2）根据图乙、丙所示，液体密度相同，深度不同，可以研究液体内部压强大小与液体深度的关系。据图可知，丙中深度更大，U形管左右两侧液面高度差更大，故可得出结论：同种液体中，深度越大，液体产生的压强越大。根据研究得出的结论，拦河坝底部深度大，承受的液体压强更大，应设计成上窄下宽的形状。
（3）如图丙、图丁所示，液体密度和深度相同，橡皮膜方向不同，U形管左右两侧液面高度差相同，即压强相同，根据控制变量法可得出结论：同种液体、同一深度，液体向各个方向的压强相等。
（4）如图所示，①、②比较，两玻璃管液体深度相同，①玻璃管橡皮膜形变程度较大，液体压强大，则①液体密度比②液体密度大；①、③比较，两玻璃管的橡皮膜形变程度相同，液体压强相同，③液体深度较小，所以③液体密度比①液体密度大，故液体密度最大的是③。
（5）橡皮膜刚好变平，则两侧受到的液体压强相等，根据则有
则解得待测液体密度的表达式为
23．【答案】（1）1；排开液体的重力大小
（2）=
（3）不变
（4）
（5）验证浸没在液体中的物体受到的浮力的大小与深度无关
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；浮力大小的计算
【解析】【解答】（1）利用称重法测浮力，对比乙、丙两图数据，可算出物体所受浮力大小；甲、丁两图算出物块排开液体的总重力。实验结论：浸在液体里的物体，所受浮力等于物体排开液体受到的重力。
（2）溢水杯盛满水时，桌面受到固定压强。物体浸入水中后，溢出液体重力与物体所受浮力相等，物体对液体的压力和浮力互为相互作用力，大小相等，因此溢水杯对桌面整体压力保持不变。由压强公式可知，溢水杯对水平桌面的压强保持恒定。
（3）实验过程中溢水杯未装满水，不会影响物体重力与浸没时拉力的测量数值，因此通过称重法求得的浮力数值不受影响。
（4）先求出物体完全浸没在水中时受到的浮力，依据阿基米德原理求出排开水的体积，该体积等同于物体自身体积，最后代入公式计算得出物体密度。
（5）仅增大物体浸没深度且不触碰容器底部，液体密度与物体排液体积均无变化，物体所受浮力大小不变。根据拉力计算公式可知，弹簧测力计示数保持不变，由此证明：物体浸没在液体中时，所受浮力大小与浸入液体的深度没有关系。
【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、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、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、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力。
（1）[1]根据称重法测浮力，由乙、丙两图可以得出物体受到液体的浮力为
[2]由甲、丁得出物块排开液体所受重力
可初步得出结论：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体的重力大小。
（2）如果图乙中的溢水杯装满水时，溢水杯对水平桌面的压强为，图乙中的溢水口不再有水溢出时，溢出水的重力等于浮力，而物体对烧杯和液体的压力与浮力是相互作用力，大小相等，故杯子对桌面的压力大小不变，由，则溢水杯对水平桌面的压强不变，即。
（3）实验时，若图乙中溢水杯未装满水，但是测量物重与物体浸于液体中时的拉力不受影响，所以由称重法测出物体的浮力不变。
（4）物体浸没在水中时受到液体的浮力为，根据阿基米德原理，物体排开水的体积，即物体的体积为
计算出物体的密度
（5）如果在图丙中将物体的位置下降一些，使物体浸没水中的深度增加未触底，物体静止时，读出弹簧测力计的示数，因水的密度、排开水的体积不变，由可知它受到的浮力不变，根据，弹簧秤的示数不变，由此说明浸没在液体中的物体受到的浮力的大小与深度无关。
24．【答案】（1）右；在水平位置平衡
（2）钩码对杠杆的拉力；逆时针
（3）变小；
【知识点】力臂的画法；杠杆的动态平衡分析；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）本题调节杠杆平衡时，杠杆右端偏高，说明杠杆左端偏重，因此应将平衡螺母向更高的右端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便在实验中测量力臂。
（2） 动力和阻力都是作用在杠杆上的力，作用效果是使杠杆转动，因此这里使杠杆转动的力是钩码对杠杆的拉力；而钩码的重力，受力物体是钩码本身，不是杠杆，因此不能认为动力/阻力是钩码的重力。设每个钩码的重力为G，杠杆每一小格的长度为L。若在杠杆两侧的钩码各取下一个，那么左侧力与力臂的乘积为：，右侧力与力臂的乘积为：，由于，左侧乘积更大，因此杠杆无法平衡，左端会下沉，杠杆会沿逆时针方向转动。
（3）根据杠杆平衡条件分析：弹簧测力计绕B点从b位置转动到$a$位置的过程中，钩码总重力不变，阻力臂长度也保持不变，因此阻力与阻力臂的乘积保持不变；而拉力的动力臂在这个过程中是逐渐变大的，因此拉力$F$会逐渐变小。
力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离。当测力计在b位置时，先将拉力的作用线反向延长，再从支点$O$向拉力作用线作垂线，得到的垂线段就是该拉力的力臂，作图结果如下：
【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。
（1）[1][2]如图杠杆右端偏高，调节左端平衡螺母时，要向向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，便于实验中测量力臂。
（2）[1]动力或阻力是作用在杠杆上使杠杆转动的力，则动力或阻力是钩码对杠杆的拉力，钩码的重力受力物体是钩码，不是杠杆。
[2]设一个钩码重为G，杠杆一个小格长度是L，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，
则左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，
，杠杆不能平衡，左端下沉，即杠杆会逆时针转动。
（3）[1]根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕B点从b位置缓慢转到a位置过程中，钩码的重力不变，其阻力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从b到a的过程逐渐增大，所以拉力F逐渐变小。
[2]力臂是支点到力的作用线的距离。将测力计在b时的拉力反向沿长，过支点O向力的作用线所画出的垂线段即为拉力的力臂。如图所示：
25．【答案】（1）竖直匀速
（2）；；
（3）物重越重
（4）①②
【知识点】滑轮（组）的机械效率；增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】（1）本实验操作中，要保证拉力大小恒定，需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时滑轮组处于平衡状态，拉力等于弹簧测力计示数。
（2）观察弹簧测力计可知，它的分度值为，第3次实验时，弹簧测力计的读数为。 第3次实验的有用功计算如下：
第3次实验的总功为：
因此本次测量滑轮组的机械效率约为：
第3次实验的额外功为总功与有用功的差值，即：
（3）分析表格中的实验数据，本实验使用的是同一个滑轮组，提升重物升高相同高度时，被提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，因此结论为：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
（4）①增加被提升钩码的重力，也就是增大物重，在额外功近似不变的情况下，有用功增大，有用功占总功的比例增大，滑轮组的机械效率会提高，因此该方法可行；
②换用质量更小的动滑轮，相当于减小了动滑轮的重力，提升相同重物时，克服动滑轮重力做的额外功减少，总功减少，有用功不变，因此有用功占总功的比例增大，滑轮组的机械效率会提高，因此该方法可行；
③④忽略绳重和摩擦的影响，对滑轮组机械效率公式推导可得：
由此可知，滑轮组的机械效率和钩码提升的高度、滑轮组的绕线方法均无关，改变这两个量不会提高机械效率，因此这两种方法不可行。综上，能提高机械效率的是①②。
【分析】1、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，所以拉力等于摩擦力；
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、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。
4、机械效率的计算：，据公式分析提高机械效率的方法。
（1）在实验操作中，为了使拉力大小不变，应该竖直匀速拉动弹簧测力计。
（2）[1]由图得，测力计的分度值为，第3次测量时，弹簧测力计示数为。
[2]第3次实验时所做的有用功为
第3次实验时所做的总功为
第3次测量滑轮组的机械效率约为
[3]第3次做的额外功为
（3）分析实验数据，使用同一滑轮组提升不同重物上升相同的高度，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高，则实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，物重越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）①增加钩码的重力，即增加物重，滑轮组的机械效率会变大，故①符合题意；
②换质量小的动滑轮相当于减小动滑轮的重力，即可减小额外功，在提升物重一定时，滑轮组的机械效率会变大，故②符合题意；
③④机械效率是有用功与总功的比值，忽略绳重及摩擦，由机械效率公式推导，由此可知，滑轮组机械效率与钩码被提升的高度、绕线的方法都无关，故③④不符合题意。
26．【答案】（1）解：根据阿基米德原理，油轮满载时所受浮力等于其排开海水的重力。油轮质量为m=120000t=1.2×108kg，g=10N/kg
则浮力
（2）解：做匀速直线航行时，总输出功率P=24000kW=2.4×107W，水平方向合力F=3×106N。
由功率公式P=Fv，解得船的航行速度
2h=7200s内航行的路程
（3）解：设油轮在水中截面积为S，满载时浸入深度为h1=12.5m
则满载时排开的海水体积V1=Sh1，排开的海水质量m1=ρV1=ρSh1（ρ取1×103kg/m3）
当卸下48000t后油轮质量剩余72000t，设此时浸入深度为h2，则排开的海水质量m2=ρSh2
因为m1=120000t=1.2×108kg
m1=ρSh1
1.2×108kg=1×103kg/m3×S×12.5ｍ
S=9600m2
卸油后m2=72000t=7.2×107kg
7.2×107kg=1×103kg/m3×9600m2×h2
h2=7.5m
h=h1-h2=12.5m-7.5m=5.0m
【知识点】速度公式及其应用；阿基米德原理
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理，油轮满载时所受浮力等于其排开海水的重力。即；
（2）做匀速直线航行时，总输出功率P，水平方向合力F，由功率公式P=Fv，计算船的航行速度；结合速度公式计算航行的路程
（3）设油轮在水中截面积为S，满载时浸入深度为h1，满载时排开的海水体积V1=Sh1，排开的海水质量m1=ρV1=ρSh1，当卸下48000t后油轮质量剩余72000t，设此时浸入深度为h2，则排开的海水质量m2=ρSh2，根据m1=ρSh1计算S，卸油后m2，据此计算h=h1-h2。
（1）根据阿基米德原理，油轮满载时所受浮力等于其排开海水的重力。油轮质量为m=120000t=1.2×108kg，g=10N/kg
则浮力
（2）做匀速直线航行时，总输出功率P=24000kW=2.4×107W，水平方向合力F=3×106N。
由功率公式P=Fv，解得船的航行速度
2h=7200s内航行的路程
（3）设油轮在水中截面积为S，满载时浸入深度为h1=12.5m
则满载时排开的海水体积V1=Sh1，排开的海水质量m1=ρV1=ρSh1（ρ取1×103kg/m3）
当卸下48000t后油轮质量剩余72000t，设此时浸入深度为h2，则排开的海水质量m2=ρSh2
因为m1=120000t=1.2×108kg
m1=ρSh1
1.2×108kg=1×103kg/m3×S×12.5ｍ
S=9600m2
卸油后m2=72000t=7.2×107kg
7.2×107kg=1×103kg/m3×9600m2×h2
h2=7.5m
h=h1-h2=12.5m-7.5m=5.0m
1 / 1湖北省武汉市东湖高新区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1．如图，艄公使用一根竹篙，就能让竹排快速前行；向左侧用力撑篙；可以让竹排向右转弯。下列说法正确的是（　　）
A．艄公用力撑篙时，竹篙是施力物体
B．竹排前行时，以竹排为参照物，站在其上面的艄公是运动的
C．竹排向右转弯说明力可以改变物体的运动状态
D．艄公对竹排的压力就是他的重力
【答案】C
【知识点】力的概念及单位；力的作用效果；运动和静止的相对性
【解析】【解答】A．当艄公用力撑篙时，艄公是施加力的物体，竹篙是受到力的物体，因此A错误；
B．竹排在水面航行过程中，站在竹排上的艄公和竹排之间的相对位置没有发生改变，因此以竹排为参照物，艄公是静止的，因此B错误；
C．力可以改变物体的运动状态，竹排向右转弯时，它的运动方向发生了改变，这正好说明力能够改变物体的运动状态，因此C正确；
D．压力是垂直作用在物体表面的力，重力是地球对物体的吸引产生的力，二者在方向、施力物体等方面都有本质区别，所以艄公对竹排的压力并不是他的重力，因此D错误。
故选C。
【分析】1、力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变；
2、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；
3、压力是垂直作用在物体表面的力；
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心，公式为G=mg。
2．关于下列情景，说法正确的是（　　）
A．图甲：箱子静止时所受水平推力和摩擦力是一对平衡力
B．图乙：任何情况下，在A处推门最容易
C．图丙：人对桶的拉力和桶的重力是一对相互作用力
D．图丁：重力的方向总是垂直于接触面向下
【答案】A
【知识点】力作用的相互性；重力的方向；二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A．图甲里的箱子保持静止，属于平衡状态，水平方向上箱子同时受到水平推力和静摩擦力，这两个力大小相等、方向相反，且满足同一直线、同一物体的条件，是一对平衡力，故A正确。
B．推门的时候，力的作用效果确实和力的作用点有关，但不能说任何时候在A点推门都是最省力的，力的作用效果还会受到推力大小、方向等因素的影响，故B错误。
C．图丙中，人对桶的拉力和桶自身的重力都作用在桶这个同一个物体上，二者是一对平衡力；而相互作用力是分别作用在两个不同物体上的，故C错误。
D．物体所受重力的方向始终是竖直向下的，并不是一定垂直于接触面向下，故D错误。
故选A。
【分析】平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上；
力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变；力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变；
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心，公式为G=mg。
3．如图所示是探究阻力对物体运动影响的实验装置，第一次实验让小车从棉布表面滑过，第二次实验去掉棉布，让小车直接从木板表面滑过，观察小车滑行的距离。下列说法正确的是（　　）
A．第一次实验，木板和斜面都应铺上棉布
B．第二次实验小车滑行距离更大，是因为小车惯性更大
C．两次实验运动的小车都会停下来，说明物体的运动需要力来维持
D．本实验不能直接验证牛顿第一定律
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律；惯性及其现象；阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】A．实验中，应将小车从同一斜面的同一高度自由下滑，使小车到达斜面底端的速度相同，改变水平面的粗糙程度，所以第一次实验中只在水平木板上铺上棉布，故A错误；
B．物体的惯性只与物体质量有关，小车滑行过程中质量不变，惯性不变，故B错误；
C．两次实验中运动的小车都会停下来，是由于小车受到阻力，说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D．由于摩擦不能消除，没有不受力的物体，所以牛顿第一定律无法用实验直接验证，故D正确。
故选D。
【分析】（1）小车在不同材料上的滑行的距离不同，是由于小车受到的阻力不同，阻力大小与接触面的粗糙程度有关；
（2）一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性；惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；
（3）力是改变物体运动状态，不是维持物体运动状态的原因；
（4）根据牛顿第一定律分析。
4．利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法错误的是（　　）
A．为减小摩擦，应选择尽量光滑的水平桌面
B．定滑轮的作用是改变拉力的方向
C．将小车扭转一定角度，是为了使小车受到的拉力不在同一条直线上
D．左右托盘中分别加入1N和的钩码后，小车做匀速直线运动，小车水平方向所受合力为
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；探究二力平衡的条件；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A．本实验探究二力平衡的条件，研究对象是小车受到的两个拉力，为了减小摩擦力对实验结果的影响，需要将小车放置在光滑水平桌面，这样就可以减小小车和水平面之间的摩擦力，故A正确，不符合题意；
B．本实验中，拉力的大小和钩码重力大小相等，实验里定滑轮起到的作用是改变拉力的方向，故B正确，不符合题意；
C．将小车扭转一个角度之后，小车受到的两个拉力就不在同一直线上，这个操作的目的就是探究二力平衡时，两个力是否需要作用在同一直线上，故C正确，不符合题意；
D．当小车在桌面上做匀速直线运动时，小车处于平衡状态，平衡状态下物体水平方向受到的合力为0，故D错误，符合题意。
故选D。
【分析】1、探究二力平衡试验仪器，砝码、纸片、铁支架，选择卡片可以不考虑物体重力，不选择木块是可以减少摩擦力的影响，避免影响两侧砝码质量不同，带来错误结论；
2、实验步骤： 在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个力方向 相反，调整砝码数量改变拉力大小， 为了探究平衡力是否在同一直线上，进行如下操作：当小卡片平衡后，小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ，将卡片 一剪为二；
3、二力平衡的条件为：大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上，物体处于匀速直线运动或者静止状态时，受力平衡。
5．下列情景中，属于增大摩擦力的是（　　）
A．古人用滚木移动巨木
B．冰壶比赛中运动员用刷子刷冰
C．运动员的蹬冰鞋鞋底由橡胶制成
D．气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触
【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、古人采用滚木搬运巨木，是通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力，故A错误；
B、冰壶比赛里运动员刷冰，会让冰面表层熔化形成水膜，让冰壶和冰面之间隔开水膜，是通过让接触面分离的方式减小摩擦力，故B错误；
C、运动员的蹬冰鞋鞋底使用橡胶制作，在压力大小不变的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确；
D、气垫船依靠压缩空气让船体和水面脱离接触，是通过接触面分离的方式减小摩擦力，故D错误。
故选C。
【分析】增大摩擦力的方法：增加接触面的粗糙程度，如鞋底的花纹、杠杆运动员手上的镁粉，增加压力，如紧捏自行车的闸。
6．如图所示，一个图钉帽的面积是，图钉尖的面积是，手指对图钉帽的压力是20N，图钉帽与手指完全接触，下列说法错误的是（　　）
A．图钉尖对墙的压强相当于4000m深处水所产生的压强
B．手指对图钉帽的压强是
C．图钉尖对墙的压力是20N
D．图钉帽的面积比较大，是为了减小图钉帽对手的压强
【答案】A
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强的大小及其计算；液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AC．固体可以传递压力，因此图钉尖对墙壁的压力和手指对图钉帽的压力大小相等，即图钉尖对墙的压力，由此可以计算出图钉尖对墙的压强：，再计算4000m深度处水产生的压强：，故A错误，符合题意；C正确，不符合题意；
B．计算手指对图钉帽的压强可得：，故B正确，不符合题意；
D．图钉帽的受力面积大于图钉尖的受力面积，根据压强公式可知：压力一定时，增大受力面积可以减小图钉帽对手的压强，故D正确，不符合题意。
故选A。
【分析】1、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
2、液体压强的计算：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。
7．关于下列情景，说法错误的是（　　）
A．图甲：玻璃管内不小心进入了少量空气，会影响实验结果
B．图乙：吸盘中的空气排得越干净，吸盘受到的摩擦力越大，越不容易从墙面脱落
C．图丙：向上提起活塞时，阀门A下方气压小于外界大气压
D．图丁：往吸管B中吹气，吸管A中的水面会上升
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；大气压强的测量方法；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A．托里拆利实验中，若玻璃管内不慎混入少量空气，那么管内水银上方就会存在气压，最终管内外的水银液面高度差会比正常情况更小，故A正确，不符合题意；
B．吸盘可以吸附在墙面上，本质是大气压作用的结果。吸盘保持静止时，受到的摩擦力和自身重力是一对平衡力，二者大小始终相等。即使将吸盘内空气排出得更彻底，大气对吸盘的压力会更大，但静摩擦力始终等于吸盘的重力，并不会随之增大，故B错误，符合题意；
C．使用活塞式抽水机时，向上提起活塞，阀门A会在大气压作用下关闭，活塞下方的空气变稀薄，内部气压小于外界大气压，水就会在大气压作用下上升，故C正确，不符合题意；
D．向吸管B吹气时，管A上方空气流速变大，压强减小，小于容器液面处的大气压，管A中的水就会在大气压的作用下上升，故D正确，不符合题意。
故选B。
【分析】1、托里拆利实验，测量大气压的数值，为水银柱支撑的高度，大气压为P=ρgh，玻璃管中没有空气时，水银的高度为760mm，玻璃管中有空气，则撑起水银高度变小。
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；
3、大气压的应用；吸盘是将吸盘内部的气压减小，导致外界大气压大于内部气压，将吸盘压在墙面，和吸管吸取饮料的原理相同；
4、压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力。
8．如图所示，某同学在水平地面上的两个足够高的圆柱形容器甲、乙（底面积）中分别倒入体积相等的液体a和b，液体对容器底部的压强。下列操作后，仍然能使的是（　　）
①分别倒入相同深度的液体a和b
②分别倒入相同质量的液体a和b
③分别倒入相同体积的液体a和b
④分别在两容器中浸没一个体积相同的铜球和铝球
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强大小比较；液体压强的计算
【解析】【解答】由题图可知，两个容器的底面积，两种液体对容器底部产生的压强大小相等，同时甲容器中液体 a 的液面高度小于乙容器中液体 b 的液面高度。根据公式可知。根据和可得；由于，所以，；
①分别向两个容器内倒入高度相同的液体 a 和液体 b，则a液体对容器底部的压强，b液体对容器底部压强。结合液体密度与原有液面高度条件对比分析，最终得出两种液体对容器底部的总压强不满足对应大小关系，故①说法错误。
②分别向两个容器内倒入质量相同的液体 a 和液体 b，由于这类柱形容器中，液体对容器底部的压力大小等于液体自身的总重力，
a液体对容器底部的压强，b液体对容器底部压强，
由于，，则，故②说法错误。
③分别向两个容器内倒入体积相同的液体 a 和液体 b，依次列出此时液体 a 对容器底部的总压强表达式与液体 b 对容器底部的总压强表达式。结合液体密度、容器底面积等已知条件综合判断，二者压强大小关系成立，因此③说法正确。
④将体积完全相同的铜球和铝球，分别浸没放入装有液体 a、液体 b 的容器当中，设两个金属球的体积一致，根据球体体积与容器底面积，分别算出两种液体液面上升的高度、。再结合液体压强公式，分别求出加入球体后两种液体对容器底部的总压强、。结合前期推出的密度、底面积关系进行对比，压强大小关系符合推导结果，因此④说法正确。
综合以上分析可知，①②表述错误，③④表述正确，故 A、B、D 不符合题意，C 符合题意。
故选 C。
【分析】1、液体压强的计算：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；
2、圆柱形物体静止在水平桌面，对桌面的压力等于重力；
3、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。
9．如图所示，有一个重力为G的长方体悬浮在液体中，其受到的浮力为，液体对长方体向下和向上的压力分别为和。下列说法错误的是（　　）
A．
B．
C．长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D．若物体悬浮于更深的位置，与图示位置相比，、之差不变
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；浮力及其产生原因；浮力大小的计算
【解析】【解答】A．液体压强随深度增加而增大，同一液体中，深度越大压强越大，因此悬浮在液体中的长方体，它的上位置更浅，上表面受到的液体压强小于下表面受到的液体压强。根据，上下表面积S相同，可得长方体上表面受到的液体压力小于下表面受到的液体压力，也就是，故A正确，不符合题意；
B．长方体悬浮在液体中，保持静止状态，受力平衡。对长方体进行受力分析可知，长方体受到竖直向下的重力G，以及上表面受到竖直向下的压力，同时下表面受到竖直向上的压力，根据受力平衡可得关系式，故B错误，符合题意；
C．当长方体悬浮在液体中时，它相对的两个侧面，对应位置深度相同，因此受到的液体压强大小相等，根据，受力面积也相同，所以相对侧面受到的液体压力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，满足二力平衡的条件，因此长方体相对侧面受到的液体压力是相互平衡，故C正确，不符合题意；
D．如果将长方体悬浮到更深的位置，长方体上下表面的深度差始终保持不变，根据液体压强公式可得上下表面的压强差Δp不变，而受力面积S也不变，结合公式可知，上下表面受到的压力差不变，也就是和的差值不变，故D正确，不符合题意；。
故选B。
【分析】1、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；
2、受力分析，当物体浸没液体中，物体受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力，浮力为物体上下表面受到的压力差；
3、平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上。
10．如图所示，把吸管的下端密闭并缠绕一段铜丝做成自制简易密度计。将其放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的杯子中，它会竖直立在液体中，静止时两个杯子中的液面相平。下列说法正确的是（　　）
A．甲杯中液体的密度比乙杯中液体的密度大
B．甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
C．密度计在甲杯中受到的浮力比乙杯中受到的浮力大
D．液体对甲、乙两杯底部的压力大小相等
【答案】B
【知识点】压强大小比较；物体的浮沉条件及其应用；制作微型密度计
【解析】【解答】AC. 从图中可以看出，密度计在甲、乙两种液体里都处于漂浮状态，根据漂浮条件，密度计受到的浮力都等于自身的重力，因此密度计在两种液体中受到的浮力大小相等。观察排开液体的体积可以发现，密度计在甲液体中排开液体的体积更大，根据公式，浮力相等时，排开液体体积越大，液体密度越小，因此甲液体的密度小于乙液体的密度，故A、C错误。
B. 观察题图可知，放入密度计前，甲液体的总体积小于乙液体的总体积，结合已经推出的甲液体密度小于乙液体密度的结论，根据公式可得，甲液体的质量小于乙液体的质量，再根据可知，甲液体的重力小于乙液体的重力。烧杯对桌面的压力等于烧杯、液体、密度计三者的总重力，即，烧杯相同、密度计相同，因此乙烧杯的总压力更大。两个烧杯放在水平桌面上，底面积相同，根据压强公式，压力越大，对桌面的压强越大，因此甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强，故B正确。
D. 放入密度计后，两个烧杯中的液面高度是相同的，已知甲液体密度小于乙液体密度，根据液体压强公式可知，乙液体对烧杯底部的压强更大，再根据，烧杯底面积相同，因此乙液体对烧杯底部的压力更大，故D错误。
故选B。
【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；
2、由1分析可知，密度计漂浮在液面上，所以浮力计的重力等于浮力，重力相同，浮力相同；
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、由2分析，排开液体体积关系；
5、液体压强的计算：公式为p=ρgh，固体压强的计算：公式为F=pS；
6、物体静止在桌面上，物体的重力等于压力，重力的计算G=ρgV。
11．如图所示，我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高，还能大幅降低能耗，避免现场粉尘、泥浆等的污染，实现绿色施工。塔吊把质量为的构件先竖直向上匀速提升到30m的楼顶，用时50s，再水平匀速移动3m，用时10s。整个过程中，塔吊对构件所做的功和功率分别为（　　）
A．； B．；
C．； D．；
【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】先求出构件自身重力。构件竖直匀速上升时，拉力与重力二力平衡，二者大小相等，据此算出拉力大小，进而求得拉力竖直方向所做的功。
构件水平匀速移动过程中，拉力方向竖直向上，物体未沿拉力方向移动距离，此阶段拉力不做功，做功为 0。整合全程做功总量，再结合运动时间算出拉力做功功率。
故 A正确，选 A。
【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，
功率的计算：公式为W=Pt；
做功的条件：物体受到力，且物体沿着力的方向产生了位移。
12．如图所示是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．水平面越光滑越好
B．木块被撞的远近反映了钢球动能的大小
C．改变钢球在斜面上滚下时高度，是为了研究物体的动能跟高度的关系
D．用不同质量的小球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制
【答案】B
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；物理学方法
【解析】【解答】AB．本实验以钢球作为研究对象，探究的是钢球的动能大小；实验采用转换法，通过比较物块在同一水平面上被撞击后移动的距离，来判断钢球到达水平面时的动能大小。如果水平面越光滑，钢球推动物块后移动的距离会越长，更不方便观察比较，实验操作难度更大，故A错误，B正确；
C．改变钢球从斜面上滚下的高度，钢球到达斜面底端时的速度不同，而钢球质量保持不变，该操作是为了探究动能和速度的关系，故C错误；
D．改变钢球质量进行实验，得到的结论是：速度一定时，物体质量越大，动能越大，该结论可以解释对机动车限制最高载重（质量）的原因，无法解释限制行驶速度的要求，故D错误。
故选B。
【分析】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，如本题通过比较物块在同一水平面上被撞击后移动的距离，来判断钢球到达水平面时的动能大小；
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，在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究动能和速度的关系，需要控制质量相同，钢球从斜面上滚下的高度不同。
13．如图所示，蹦床运动员从某位置静止下落，与蹦床接触后，继续向下运动直至最低点。若不考虑空气阻力，关于该过程的分析，下列说法正确的是（　　）
A．接触蹦床前，运动员的重力势能只有一部分转化为动能
B．整个过程中，运动员机械能守恒
C．从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中，运动员的动能先增大后减小
D．运动员动能为零时，蹦床弹性势能最小
【答案】C
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．运动员在空中下落、还没接触蹦床的过程中，若不计空气阻力，运动员的机械能总量保持不变；这个过程中运动员的质量不变，下落速度不断增大，因此动能增大，同时高度不断减小，重力势能减小，也就是重力势能转化为动能，故A错误。
B．运动员接触蹦床之后，运动员自身的机械能会不断转化为蹦床的弹性势能，因此运动员的机械能是减少的，故B错误。
C．运动员落到蹦床上后继续向下运动的过程中，蹦床对运动员的弹力会随形变量增大而逐渐变大：刚开始向下运动时，弹力大小小于重力，运动员仍然会向下加速；当弹力增大到和重力大小相等时，运动员的速度达到最大值；如果继续向下运动，弹力会大于重力，运动员开始做减速运动。因此整个向下过程中，运动员的动能是先增大后减小的，故C正确。
D．运动员下落到最低点时，速度为零，此时运动员的机械能已经全部转化为蹦床的弹性势能，蹦床的弹性势能达到最大值，故D错误。
故选C。
【分析】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；
弹性势能：物体受到力，发生形变，形变量越大，弹性势能越大。
14．如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．自行车手闸
B．羊角锤
C．托盘天平
D．赛艇的船桨
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A．自行车手闸使用过程中，动力臂比阻力臂更大，因此属于省力杠杆，A不符合题意；
B．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．使用托盘天平时，动力臂和阻力臂长度相等，属于等臂杠杆，故C不符合题意；
D．赛艇的船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
【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。
15．如图是《天工开物》中记载的踏碓舂米的情景。一根木杠被架在柱子上，可以绕着固定点O转动，木杠的前端A点装有圆锥状石块，用脚反复踩踏木杠的后端B点，就可以舂米。若碓头质量为20kg，OA长度为，OB长度为1m，不计木杠自重和转动过程中点O处的阻力。关于该踏碓说法正确的是（　　）
A．被踩起的木杠属于省力杠杆
B．脚踩踏的位置离O点越近越省力
C．若要使木杠水平平衡，B点受力至少为300N
D．若垂直于木杠用力踩B点，当碓头缓慢抬起时，B点受力大小不变
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】A、用脚踏碓舂米，杠杆支点为O点，当木杠处于水平位置时，动力臂小于阻力臂，因此该杠杆属于费力杠杆，故A错误。
B、人脚越靠近支点O，动力臂的长度就越小，根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂都保持不变的情况下，动力臂越小，所需的动力越大，因此越费力，故B错误。
C、木杠水平平衡时，根据杠杆平衡条件，可以列式得到：，计算后解得，故C正确。
D、如果垂直于木杠在B点用力踩踏，此时动力臂始终等于OB的长度，保持不变；抬起碓头的过程中，碓头重力即阻力大小不变，但阻力臂会逐渐减小，根据杠杆平衡条件可知，B点所需的动力会逐渐减小，即B点受到的力减小，故D错误。
故选C。
【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；
杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即，据公式分析力臂变化，力的变化情况。
16．如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，这样比直接向上抬起货物省力很多。这块倾斜的木板就是斜面。斜面是与水平面成一定角度的平面，也是一种简单机械。下列说法错误的是（　　）
A．木板受到的摩擦力的方向沿斜面向下
B．将货物沿着木板匀速往上推时，货物受平衡力作用
C．同样的高度，斜面的倾角越小，斜面就越长，也就越省力
D．盘山公路是斜面在生活中的应用
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；摩擦力的方向；斜面的机械效率
【解析】【解答】A．当沿斜面向上推货物时，货物受到的摩擦力方向沿斜面向下；根据力的作用是相互的，木板受到的摩擦力方向应为沿斜面向上，故A错误，符合题意；
B．物体受平衡力作用时，会保持静止或匀速直线运动状态；将货物沿斜面匀速向上推动时，货物运动状态不变，因此受平衡力作用，故B正确，不符合题意；
C．当斜面高度相同时，倾斜程度越小，斜面越长，就越省力，故C正确，不符合题意；
D．根据斜面的省力特点，生活中的盘山公路就是斜面的典型应用，故D正确，不符合题意。
故选A。
【分析】1、物体受到摩擦力的方向和物体运动方向相反，向上推货物时，货物受到的摩擦力方向沿斜面向下；
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；
3、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；
4、斜面作用省力机械，斜面越长，越省力，越费距离。
17．某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，重为750N的工人师傅站在水平地面上，双脚与地面的接触面积为，用竖直向下300N的拉力拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重550N，不计绳重与摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．图中人对地面的压强为
B．所用动滑轮的重力是50N
C．绳子自由端移动的速度为0.8m/s
D．该工人师傅使用此滑轮组最多能提升150kg的物体
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A．人站在地面上，受到竖直向上的绳端拉力，因此人对地面的压力等于自身重力减去绳子拉力，代入数据即可求出压力大小，再由压强公式算出人对地面压强，故A正确，不符合题意。
B．由图示滑轮组可知承担物重的绳子段数n=2，忽略绳重及摩擦，依据滑轮组拉力计算公式，变形后可求出动滑轮自身重力，故B正确，不符合题意。
C．结合物体上升速度，利用绳端速度与物体速度的关系，算出绳子自由端移动速度，故C正确，不符合题意。
D．人能施加的最大绳端拉力等于自身重力，即，同理代入滑轮组拉力公式，可算出该装置能够拉起的最大物重，进一步换算得出最大提升物体质量，故D错误，符合题意。
故选 D。
【分析】1、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；
2、重力的计算：公式为G=mg，压强的计算：公式为F=pS。
18．如图甲所示，一个质量为3kg、底面积为、高为20cm且质地分布均匀的圆柱体放在质量不能忽略的薄壁柱形容器内，容器底面积为。现缓慢向容器中加入酒精，容器对地面的压强随加入酒精的质量m的变化如图乙所示，下列说法中错误的是（　　）
A．容器的质量为
B．容器的高为18cm
C．加入酒精质量为2kg时，物体刚好漂浮
D．图乙中的数值为1300
【答案】B
【知识点】密度公式及其应用；压强的大小及其计算；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A. 由乙图可知未加入酒精时容器对地压强，据此求出容器对地压力，即为整体总重力。减去圆柱体重力，算出容器自重，进而求得容器质量，故A 正确，不符题意。
B. 先算出圆柱体密度，其密度小于酒精密度，放入后处于漂浮状态，可求出漂浮时排开酒精体积。加入 3kg 酒精后压强不再改变，说明酒精已盛满容器，此时酒精的体积为，算出容器容积，进而求得容器高度，B 错误，符合题意。
C. 算出 2kg 酒精对应的体积与浸入深度，求出圆柱体所受浮力，此时浮力与物体重力相等，物体恰好漂浮，C 正确，不符题意。
D. 倒入 3kg 酒精装满容器后，求出整体总压力，再算出容器对地总压强，D 正确，不符题意。
故选 B。
【分析】1、压力的计算：公式为F=pS，结合受力分析，容器的自重等于整体的总重力和圆柱体的重力差；
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；
4、密度的计算：公式为。
19．北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功，三名航天员顺利进入太空。在加速升空过程中，载人飞船相对于运载火箭是　 　（填“运动”或“静止”）的，航天员的重力势能　 　，机械能　 　（均填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】静止；变大；变大
【知识点】势能的影响因素；机械能及其转化；参照物及其选择
【解析】【解答】 载人飞船与运载火箭在飞行过程中，相对位置没有发生改变，因此以运载火箭为参照物，载人飞船是静止的。
当航天员随飞船加速升空时，航天员自身质量保持不变：一方面升空过程中高度不断增加，因此重力势能增大；另一方面升空过程中速度不断变大，因此动能也增大。而机械能是动能与重力势能的总和，因此航天员的机械能也会变大。
【分析】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；
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。
20．如图所示是由中航工业自主研制的国产载人飞艇“祥云”AS700。当AS700载人飞艇以4150kg的最大起飞质量在空中悬停时受到的浮力为　 　N，此时飞艇内部的气体密度　 　（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。若该飞艇从光谷广场出发飞往天河机场，全程，耗时，则飞艇的平均速度为　 　。
【答案】41500；小于；
【知识点】密度公式及其应用；速度公式及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】已知飞艇的总质量为4150kg，飞艇此时恰好悬浮在空中，根据二力平衡条件可知，飞艇受到的浮力等于自身总重力，因此可得飞艇所受浮力。
飞艇可以在空中悬浮，原理是飞艇内部填充的气体密度小于外界空气的密度，使得飞艇受到的浮力大小等于自身的总重力，因此可以悬浮在空中。
根据速度计算公式，代入路程与时间的数据，可得飞艇的飞行速度。
【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；
2、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。
21．在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）实验过程中，弹簧测力计水平向右拉着木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力的大小　 　（填“大于”“等于”或“小于”）测力计的示数；
（2）通过对比第1次和第2次实验可知：接触面粗糙程度相同时，　 　越大，滑动摩擦力越大；
（3）第2次实验中钩码与木块一起向右做匀速直线运动，该过程中木块受到的摩擦力方向为　 　，请在图丁中画出钩码的受力示意图　 　；
（4）刚开始做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第8s时受到的摩擦力为　 　N。
【答案】（1）等于
（2）压力
（3）水平向左；
（4）3
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）实验进行时，需要沿水平方向向右拉动弹簧测力计，使木块做匀速直线运动；此时木块在水平方向受力平衡，滑动摩擦力的大小和弹簧测力计的示数大小相等。
（2）分析第1、2两次实验的数据可以发现，两次实验的接触面粗糙程度相同，第二次实验的压力更大，弹簧测力计的示数也更大，因此可以得到结论：当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）第二次实验中，钩码和木块一起向右做匀速直线运动；木块相对于长木板向右运动，因此木块受到的滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，为水平向左；而钩码和木块之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，因此钩码不受摩擦力，只在竖直方向受到重力和支持力，两个力大小相等方向相反，钩码的受力示意图如下图：
（4）从图丙可以看出，时间段内物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，拉力和滑动摩擦力大小相等，是一对平衡力；结合图乙可知，该过程拉力大小为3N，因此滑动摩擦力也为3N。在时间段内物体做减速运动，由于物体对接触面的压力、接触面的粗糙程度都没有发生变化，因此滑动摩擦力大小不变，仍为3N，所以第7s时摩擦力大小为3N。
【分析】1、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，所以拉力等于摩擦力；
2、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，如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度，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；
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。
4、平衡力的特点为：大小相同，方向相反，作用在同一个物体上。
（1）实验过程中，弹簧测力计水平向右拉着木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，此时木块受到的滑动摩擦力的大小等于测力计的示数。
（2）通过对比第1次和第2次实验可知，接触面的粗糙程度相同，第2次压力大，测力计示数也大，故得出接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[1][2]第2次实验中钩码与木块一起向右做匀速直线运动，该过程中木块受到的摩擦力方向与木块相对运动的方向相反，为水平向左，因钩码相对木板没有相对运动的趋势，不受摩擦力，只受竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用，钩码的受力示意图如下所示：
（4）由图丙知物体做匀速运动，此时物体处于平衡状态，受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙知此过程的拉力为3N，所以滑动摩擦力为3N；物体做减速运动，但由于压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，仍为3N，故第8s时，摩擦力为3N。
22．在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，实验装置如图所示。
（1）图甲压强计是通过观察U形管中　 　来显示橡皮膜所受压强的大小。
（2）根据　 　两图所示现象可以知道拦河大坝设计成上窄下宽的原因。
（3）如图丙、图丁所示，保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，可知在液体内部同一深度，向各个方向的压强都　 　。
（4）了解了液体压强特点后，某同学取①②③三根相同的玻璃管，两端开口，底部用相同的橡皮薄膜封闭，橡皮膜的绷紧程度也相同。在其中倒入三种不同的液体，三根玻璃管底部橡皮膜形变程度如图甲所示，其中液体密度最大的是　 　（填序号）。
（5）某同学用图己所示的装置测量未知液体的密度：左侧加入适量的水，水的密度为，右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量：
①右侧待测液体到容器底的深度
②左侧水到容器底的深度
③橡皮膜中心到容器底的深度
则待测液体密度为　 　（用字母表示）。
【答案】（1）液面高度差
（2）乙、丙
（3）相等
（4）③
（5）
【知识点】液体压强的特点；液体压强计算公式的应用；探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】（1）U形管压强计的工作原理是通过观察U形管两侧的液面高度差，来体现橡皮膜受到的压强大小，橡皮膜受到的压强越大，对应的液面高度差也越大，这种将不易直接观察的压强转换为容易观察的液面高度差的方法，是转换法的应用。
（2）观察乙、丙两图可以发现，两次实验中液体的密度相同，只有橡皮膜所处的深度不同，因此该实验是探究液体内部压强大小和液体深度的关系。从实验现象可以看出，丙图中橡皮膜深度更大，U形管的液面高度差更大，由此可以得到结论：在同种液体中，液体深度越深，液体内部产生的压强越大。根据这个结论，拦河坝底部所处深度大，受到的液体压强更大，因此拦河坝需要设计成上窄下宽的形状。
（3）对比丙、丁两图可知，两次实验的液体密度相同、橡皮膜所处深度相同，只有橡皮膜的朝向不同，最终U形管两侧的液面高度差相同，也就是橡皮膜受到的压强大小相等，根据控制变量的实验思想可以得到结论：在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强大小相等。
（4）根据橡皮膜的形变程度可以判断压强大小：对比①和②，两次橡皮膜深度相同，①的橡皮膜形变程度更大，说明①处液体压强更大，因此①的液体密度大于②的液体密度；对比①和③，两次橡皮膜形变程度相同，说明受到的液体压强相等，③的橡皮膜深度更小，根据液体压强规律可知，深度更小的③液体密度更大。因此三种液体中密度最大的是③。
（5）当橡皮膜恰好变平时，说明橡皮膜两侧受到的液体压强相等，根据液体压强公式，可以得到等式：
整理等式后，可以解得待测液体的密度表达式为；
【分析】1、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，如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小；
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，在同种液体中，液体深度越深，液体内部产生的压强越大。
3、橡皮膜相平，液体此时的压强相同，结合压强公式计算液体的密度。
（1）U形管压强计是通过观察U形管中液面高度差反映橡皮膜所受压强大小，液面高度差越大则橡皮膜所受压强越大，这里采用了转换法。
（2）根据图乙、丙所示，液体密度相同，深度不同，可以研究液体内部压强大小与液体深度的关系。据图可知，丙中深度更大，U形管左右两侧液面高度差更大，故可得出结论：同种液体中，深度越大，液体产生的压强越大。根据研究得出的结论，拦河坝底部深度大，承受的液体压强更大，应设计成上窄下宽的形状。
（3）如图丙、图丁所示，液体密度和深度相同，橡皮膜方向不同，U形管左右两侧液面高度差相同，即压强相同，根据控制变量法可得出结论：同种液体、同一深度，液体向各个方向的压强相等。
（4）如图所示，①、②比较，两玻璃管液体深度相同，①玻璃管橡皮膜形变程度较大，液体压强大，则①液体密度比②液体密度大；①、③比较，两玻璃管的橡皮膜形变程度相同，液体压强相同，③液体深度较小，所以③液体密度比①液体密度大，故液体密度最大的是③。
（5）橡皮膜刚好变平，则两侧受到的液体压强相等，根据则有
则解得待测液体密度的表达式为
23．如图是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
（1）由乙、丙两图可以得出物体受到液体的浮力为　 　N，再由另外两图得出物块排开液体所受重力。可初步得出结论：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于　 　。
（2）图乙中的溢水杯装满水，溢水杯对水平桌面的压强为，图丙中的溢水口不再有水溢出时，溢水杯对水平桌面的压强为，则　 　（填“>”“<”或“=”）。
（3）实验时，若图乙中溢水杯未装满水，测出物体的浮力　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）根据实验数据，可以计算出物体的密度　 　。
（5）如果在图丙中将物体的位置下降一些，使物体浸没水中的深度增加（未触底），物体静止时，读出弹簧测力计的示数，这样做是为了　 　。
【答案】（1）1；排开液体的重力大小
（2）=
（3）不变
（4）
（5）验证浸没在液体中的物体受到的浮力的大小与深度无关
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；浮力大小的计算
【解析】【解答】（1）利用称重法测浮力，对比乙、丙两图数据，可算出物体所受浮力大小；甲、丁两图算出物块排开液体的总重力。实验结论：浸在液体里的物体，所受浮力等于物体排开液体受到的重力。
（2）溢水杯盛满水时，桌面受到固定压强。物体浸入水中后，溢出液体重力与物体所受浮力相等，物体对液体的压力和浮力互为相互作用力，大小相等，因此溢水杯对桌面整体压力保持不变。由压强公式可知，溢水杯对水平桌面的压强保持恒定。
（3）实验过程中溢水杯未装满水，不会影响物体重力与浸没时拉力的测量数值，因此通过称重法求得的浮力数值不受影响。
（4）先求出物体完全浸没在水中时受到的浮力，依据阿基米德原理求出排开水的体积，该体积等同于物体自身体积，最后代入公式计算得出物体密度。
（5）仅增大物体浸没深度且不触碰容器底部，液体密度与物体排液体积均无变化，物体所受浮力大小不变。根据拉力计算公式可知，弹簧测力计示数保持不变，由此证明：物体浸没在液体中时，所受浮力大小与浸入液体的深度没有关系。
【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、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、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、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力。
（1）[1]根据称重法测浮力，由乙、丙两图可以得出物体受到液体的浮力为
[2]由甲、丁得出物块排开液体所受重力
可初步得出结论：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体的重力大小。
（2）如果图乙中的溢水杯装满水时，溢水杯对水平桌面的压强为，图乙中的溢水口不再有水溢出时，溢出水的重力等于浮力，而物体对烧杯和液体的压力与浮力是相互作用力，大小相等，故杯子对桌面的压力大小不变，由，则溢水杯对水平桌面的压强不变，即。
（3）实验时，若图乙中溢水杯未装满水，但是测量物重与物体浸于液体中时的拉力不受影响，所以由称重法测出物体的浮力不变。
（4）物体浸没在水中时受到液体的浮力为，根据阿基米德原理，物体排开水的体积，即物体的体积为
计算出物体的密度
（5）如果在图丙中将物体的位置下降一些，使物体浸没水中的深度增加未触底，物体静止时，读出弹簧测力计的示数，因水的密度、排开水的体积不变，由可知它受到的浮力不变，根据，弹簧秤的示数不变，由此说明浸没在液体中的物体受到的浮力的大小与深度无关。
24．如图是“探究杠杆的平衡条件”实验。
（1）如图甲，挂钩码前，杠杆静止，为完成实验可以将杠杆左端的平衡螺母向　 　（填“左”或“右”）调节，使杠杆　 　。
（2）如图乙，这时杠杆受到的动力或阻力是　 　（填“钩码的重力”或“钩码对杠杆的拉力”）。若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，杠杆会沿着　 　（填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）如图丙，将弹簧测力计绕B点从b位置缓慢转到a位置，杠杆保持静止，在此过程中拉力F大小　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。请在图丙中画出弹簧测力计在b位置时拉力F的力臂　 　。
【答案】（1）右；在水平位置平衡
（2）钩码对杠杆的拉力；逆时针
（3）变小；
【知识点】力臂的画法；杠杆的动态平衡分析；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）本题调节杠杆平衡时，杠杆右端偏高，说明杠杆左端偏重，因此应将平衡螺母向更高的右端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便在实验中测量力臂。
（2） 动力和阻力都是作用在杠杆上的力，作用效果是使杠杆转动，因此这里使杠杆转动的力是钩码对杠杆的拉力；而钩码的重力，受力物体是钩码本身，不是杠杆，因此不能认为动力/阻力是钩码的重力。设每个钩码的重力为G，杠杆每一小格的长度为L。若在杠杆两侧的钩码各取下一个，那么左侧力与力臂的乘积为：，右侧力与力臂的乘积为：，由于，左侧乘积更大，因此杠杆无法平衡，左端会下沉，杠杆会沿逆时针方向转动。
（3）根据杠杆平衡条件分析：弹簧测力计绕B点从b位置转动到$a$位置的过程中，钩码总重力不变，阻力臂长度也保持不变，因此阻力与阻力臂的乘积保持不变；而拉力的动力臂在这个过程中是逐渐变大的，因此拉力$F$会逐渐变小。
力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离。当测力计在b位置时，先将拉力的作用线反向延长，再从支点$O$向拉力作用线作垂线，得到的垂线段就是该拉力的力臂，作图结果如下：
【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。
（1）[1][2]如图杠杆右端偏高，调节左端平衡螺母时，要向向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，便于实验中测量力臂。
（2）[1]动力或阻力是作用在杠杆上使杠杆转动的力，则动力或阻力是钩码对杠杆的拉力，钩码的重力受力物体是钩码，不是杠杆。
[2]设一个钩码重为G，杠杆一个小格长度是L，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，
则左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，
，杠杆不能平衡，左端下沉，即杠杆会逆时针转动。
（3）[1]根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕B点从b位置缓慢转到a位置过程中，钩码的重力不变，其阻力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从b到a的过程逐渐增大，所以拉力F逐渐变小。
[2]力臂是支点到力的作用线的距离。将测力计在b时的拉力反向沿长，过支点O向力的作用线所画出的垂线段即为拉力的力臂。如图所示：
25．如图所示是“测量滑轮组的机械效率”实验，得到的数据如表所示。
次数 钩码重/ 钩码上升的距离/ 弹簧测力计的示数/ 绳端上升的距离/ 机械效率
1 2 5 1 15
2 3 5 15
3 4 5 15
（1）在实验操作中应该　 　拉动弹簧测力计。
（2）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为　 　N，机械效率约为　 　%（保留到），额外功为　 　J。
（3）分析数据可得，使用同一滑轮组提升重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高。
（4）若忽略绳重及摩擦，下列方法中，能提高滑轮组机械效率的是　 　（填序号）。
①增加钩码的重力
②换质量更小的动滑轮
③增大钩码上升的距离
④改变绕线方式
【答案】（1）竖直匀速
（2）；；
（3）物重越重
（4）①②
【知识点】滑轮（组）的机械效率；增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】（1）本实验操作中，要保证拉力大小恒定，需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时滑轮组处于平衡状态，拉力等于弹簧测力计示数。
（2）观察弹簧测力计可知，它的分度值为，第3次实验时，弹簧测力计的读数为。 第3次实验的有用功计算如下：
第3次实验的总功为：
因此本次测量滑轮组的机械效率约为：
第3次实验的额外功为总功与有用功的差值，即：
（3）分析表格中的实验数据，本实验使用的是同一个滑轮组，提升重物升高相同高度时，被提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，因此结论为：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
（4）①增加被提升钩码的重力，也就是增大物重，在额外功近似不变的情况下，有用功增大，有用功占总功的比例增大，滑轮组的机械效率会提高，因此该方法可行；
②换用质量更小的动滑轮，相当于减小了动滑轮的重力，提升相同重物时，克服动滑轮重力做的额外功减少，总功减少，有用功不变，因此有用功占总功的比例增大，滑轮组的机械效率会提高，因此该方法可行；
③④忽略绳重和摩擦的影响，对滑轮组机械效率公式推导可得：
由此可知，滑轮组的机械效率和钩码提升的高度、滑轮组的绕线方法均无关，改变这两个量不会提高机械效率，因此这两种方法不可行。综上，能提高机械效率的是①②。
【分析】1、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，所以拉力等于摩擦力；
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、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。
4、机械效率的计算：，据公式分析提高机械效率的方法。
（1）在实验操作中，为了使拉力大小不变，应该竖直匀速拉动弹簧测力计。
（2）[1]由图得，测力计的分度值为，第3次测量时，弹簧测力计示数为。
[2]第3次实验时所做的有用功为
第3次实验时所做的总功为
第3次测量滑轮组的机械效率约为
[3]第3次做的额外功为
（3）分析实验数据，使用同一滑轮组提升不同重物上升相同的高度，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高，则实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，物重越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）①增加钩码的重力，即增加物重，滑轮组的机械效率会变大，故①符合题意；
②换质量小的动滑轮相当于减小动滑轮的重力，即可减小额外功，在提升物重一定时，滑轮组的机械效率会变大，故②符合题意；
③④机械效率是有用功与总功的比值，忽略绳重及摩擦，由机械效率公式推导，由此可知，滑轮组机械效率与钩码被提升的高度、绕线的方法都无关，故③④不符合题意。
26．布兰兹哈奇号是由中船集团上海外高桥造船建造的阿芙拉型成品油轮，它是全球首艘采用风帆助推的同类型油轮，满载时排水量120000t，在全球航运业迈向绿色低碳转型进程中，极具开创性意义。这样庞大的船体，让它具备强大的运输能力，一次能够运输超过80万桶成品油。该船最大亮点是配备了创新的风帆系统，风帆高达40米，面积比篮球场还大。航行时，依托数字控帆系统和机械液压装置，风帆可实时自动捕捉最佳风向，如同向日葵追光般，精准调整角度，实现升降、开合与旋转等动作，为船舶额外提供推力。
（1）布兰兹哈奇号满载时所受浮力是多少？
（2）当布兰兹哈奇号在海面上匀速直线航行时，水平推进器和风帆提供的动力为，总输出功率达到24000kW，则该油轮2h可航行多少km？
（3）将油轮浸入海水中的部分看作长方体，满载时油轮浸入水中深度为，当油轮卸下48000t成品油后，油轮在水中的深度会减小多少m？
【答案】（1）解：根据阿基米德原理，油轮满载时所受浮力等于其排开海水的重力。油轮质量为m=120000t=1.2×108kg，g=10N/kg
则浮力
（2）解：做匀速直线航行时，总输出功率P=24000kW=2.4×107W，水平方向合力F=3×106N。
由功率公式P=Fv，解得船的航行速度
2h=7200s内航行的路程
（3）解：设油轮在水中截面积为S，满载时浸入深度为h1=12.5m
则满载时排开的海水体积V1=Sh1，排开的海水质量m1=ρV1=ρSh1（ρ取1×103kg/m3）
当卸下48000t后油轮质量剩余72000t，设此时浸入深度为h2，则排开的海水质量m2=ρSh2
因为m1=120000t=1.2×108kg
m1=ρSh1
1.2×108kg=1×103kg/m3×S×12.5ｍ
S=9600m2
卸油后m2=72000t=7.2×107kg
7.2×107kg=1×103kg/m3×9600m2×h2
h2=7.5m
h=h1-h2=12.5m-7.5m=5.0m
【知识点】速度公式及其应用；阿基米德原理
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理，油轮满载时所受浮力等于其排开海水的重力。即；
（2）做匀速直线航行时，总输出功率P，水平方向合力F，由功率公式P=Fv，计算船的航行速度；结合速度公式计算航行的路程
（3）设油轮在水中截面积为S，满载时浸入深度为h1，满载时排开的海水体积V1=Sh1，排开的海水质量m1=ρV1=ρSh1，当卸下48000t后油轮质量剩余72000t，设此时浸入深度为h2，则排开的海水质量m2=ρSh2，根据m1=ρSh1计算S，卸油后m2，据此计算h=h1-h2。
（1）根据阿基米德原理，油轮满载时所受浮力等于其排开海水的重力。油轮质量为m=120000t=1.2×108kg，g=10N/kg
则浮力
（2）做匀速直线航行时，总输出功率P=24000kW=2.4×107W，水平方向合力F=3×106N。
由功率公式P=Fv，解得船的航行速度
2h=7200s内航行的路程
（3）设油轮在水中截面积为S，满载时浸入深度为h1=12.5m
则满载时排开的海水体积V1=Sh1，排开的海水质量m1=ρV1=ρSh1（ρ取1×103kg/m3）
当卸下48000t后油轮质量剩余72000t，设此时浸入深度为h2，则排开的海水质量m2=ρSh2
因为m1=120000t=1.2×108kg
m1=ρSh1
1.2×108kg=1×103kg/m3×S×12.5ｍ
S=9600m2
卸油后m2=72000t=7.2×107kg
7.2×107kg=1×103kg/m3×9600m2×h2
h2=7.5m
h=h1-h2=12.5m-7.5m=5.0m
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