【精品解析】山东省青岛市即墨区2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试题

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山东省青岛市即墨区2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试题
1.如图所示,建筑工人在砌墙时常用铅垂线来检查墙壁是否竖直。这是利用了(  )
A.重力的方向 B.重力的大小
C.重力的作用点 D.重力与质量的关系
2.向水杯中倒水时,握手柄的部位不同,感觉所施的力也不同,说明力的作用效果(  )
A.与力的大小有关 B.与力的作用点有关
C.与力的方向有关 D.与受力面积有关
3.输入苏轼的“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”词句后,某国产AI智能软件快速生成如图所示的图片。下列对弯弓射箭现象的分析,错误的是(  )
A.用力把弓拉弯,说明力能改变物体的形状
B.弓被拉得越弯,它具有的弹性势能就越大
C.弓把箭射出的过程中动能转化成弹性势能
D.离弦的箭速度越大,其具有的动能就越大
4.2025年5月29日,天问二号探测器由火箭成功发射,开启小行星取样和科学探测征程。发射时,高温高压的燃气从尾部喷出,火箭就获得了上升的推力,该推力的施力物体是(  )
A.高温高压的燃气 B.地球
C.火箭下方的空气 D.发射台
5.在中国空间站的“天宫课堂”上,航天员王亚平做了太空抛物实验:冰墩墩被王亚平轻轻一推,便几乎沿直线匀速“飘”向叶光富。下列知识中,能解释此运动现象的是(  )
A.液体压强规律 B.阿基米德原理
C.杠杆平衡条件 D.牛顿第一定律
6.端午节为每年农历五月初五,是我国四大传统节日之一。端午划龙舟时,并行的龙舟不能靠得太近,否则容易相撞,其中蕴含的原理与以下相同的是(  )
A.骑电动车时戴头盔 B.热气球升空
C.排油烟机吹走油烟 D.高压锅煮饭
7.如图所示的装置中,不是利用连通器的原理工作的是(  )
A.茶壶
B.存水弯
C.自制气压计
D.三峡船闸
8.南北朝时期的《关尹子 九药篇》记载:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”瓶中装满水,瓶口密封,瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于(  )
A.大气压的作用 B.弹力的作用
C.摩擦力的作用 D.浮力的作用
9.下列实例中,重力对舰艇或飞机做功的是(  )
A.福建号航母漂浮在水面上
B.C919商用大飞机在水平跑道上滑行
C.直-20直升机悬停在空中
D.歼-15战斗机沿斜向下方向减速降落
10.用如图所示的滑轮升降重力为G的国旗时,在竖直方向上对绳子施力,分别使该国旗在空中静止、匀速上升、匀速下降,人对绳子的拉力分别为F1、F2、F3,忽略绳子重及摩擦,下列说法正确的是(  )
A.F1与G彼此平衡 B.F1=F2=F3
C.F2>F1>F3 D.F2=F3>F1
11.如图所示,在靠得较近的两辆小车上分别放甲、乙磁铁,同时松开两磁铁后,发现两小车同时由静止向两侧运动。以下由该现象得出的结论中,正确的是(  )
A.物体间力的作用是相互的 B.力可以改变物体的运动状态
C.相互作用的两个力同时发生 D.相互作用的两个力方向相同
12.平直公路上有一辆公交车,图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是小蓝在该车内观察到同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的右方,以下判断正确的是(  )
A.乙图中,车此时一定处于静止状态
B.丙图中,车此时可能在刹车礼让行人
C.乙图中,拉环没有惯性;丙、丁图中,拉环产生惯性
D.丁图中,拉环此时所受的重力与吊绳对它的拉力彼此不平衡
13.如图,小海同学将篮球掷向地面,经过甲位置后碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示。忽略空气的作用力,下列说法正确的是(  )
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 12 6
乙 11 8
A.篮球从甲位置到乙位置过程中,其机械能是守恒的
B.篮球与地面碰撞过程损失的机械能为1J
C.篮球在甲位置的动能比它在乙位置的动能大
D.篮球从乙位置继续上升过程中,其动能变大
14.如图甲所示,用滑轮组提升物体M,在40s内使绳子自由端竖直匀速移动6m,人对绳的拉力F做功随绳子自由端移动距离s变化的关系如图乙所示。已知物体M重600N,动滑轮重100N。关于该过程,下列说法正确的是(  )
A.M上升距离为2m B.拉力F大小为400N
C.拉力F的功率为60W D.滑轮组的机械效率为85.7%
15.彩球“温度计”可粗测环境温度。如图所示,容器内装有某特定液体(随着温度升高,液体密度会减小),液体中有体积相等、质量不同的彩球,球上标有温度值(彩球2标记25℃,相邻编号的彩球温度值间隔为2℃)。当液体温度随外界变化时,悬浮的彩球上标注的温度即为液体温度。图中彩球均保持静止,忽略彩球体积变化,下列说法正确的是(  )
A.彩球2在甲、乙状态下所受浮力相等
B.彩球1标注温度为23℃
C.图乙状态下,液体温度t满足23℃<t<25℃
D.要降低该温度计所测得的最低温度,可增加一个与彩球4体积相等、质量更大的彩球
16.利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撬起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。
(1)金属棒是     (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,使用它时     (选填“能”或“不能”)改变力的方向;
(2)金属棒上与冰箱接触部分做得较宽大是为了减小     ;
(3)底座装有滚轮是为了减小     。
17.2025年春晚,机器人扭秧歌舞、转手绢,进行了一场精彩绝伦的人机共舞表演。
(1)当手绢在机器人手上快速旋转时,手绢的运动状态   (选填“不变”或“改变”);
(2)某机器人重力为470N,其质量为   kg;当它双脚站立在水平舞台上静止时,每只脚与地面接触面积为100cm2,它对舞台的压强为   Pa;该机器人抬起一只脚后,它对舞台的压强变化情况为:   ;
(3)机器人向前走动时,脚底与舞台之间的摩擦是    (选填“有益”或“有害”)的。
18.雨滴在空中下落时,所受空气阻力的方向与运动方向相反;所受空气阻力的大小与速度的大小有关,速度越大,阻力越大。
(1)雨滴从高空由静止竖直下落,下落过程中受到重力G和空气阻力f的作用:
在雨滴下落越来越快的过程中,它所受的空气阻力     (选填“增大”“减小”或“不变”),雨滴所受合力的大小为F合=     (用G、f表示),合力的方向为     ;当雨滴下落速度逐渐增大到一定程度时,f     G,雨滴将做匀速直线运动。
(2)作出雨滴(O为其重心)在匀速竖直下落过程中所受力的示意图   。
(3)在下落过程中,若雨滴所受重力消失,则雨滴将    (填字母)。
A.立即静止 B.先下降后静止
C.先下降后上升 D.做匀速直线运动
19.如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以O为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
(1)图乙中,C点受到衣服的拉力为F,请画出拉力F的力臂l   。
(2)衣服重为5N,分别挂在B、C、D处,挂在     处时,A点受到的支持力FN最小,最小值为     N。
20.如图甲所示为组合式滑梯,小朋友从不同滑梯或同一滑梯的不同高度滑至底端时,快慢有所不同,速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。
这一现象引起了小海的思考:人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢?
他猜想与人开始下滑的起点高度有关。
如图乙所示,小海用垫块、硬纸板及木块进行模拟实验:用一端置于垫块上、另一端置于水平桌面上的纸板模拟滑梯,用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人,通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小。
请你回答下列问题:
(1)如图乙所示,木块从纸板上由静止开始滑下,它在水平桌面上运动一段距离后会停下来,原因是受到     的作用;
(2)如图丙a所示,从纸板顶端释放木块,木块运动至桌面上的A点;如图丙b所示,从纸板中部释放木块,木块运动至桌面上的B点。比较木块两次在桌面上的运动距离,可以得出结论:木块沿纸板下滑的起点越高,滑至底端时速度越     ,它在水平桌面上运动的距离越     ;
(3)根据上述探究,小海认为,要保证人不因速度过大而冲出滑梯,设计时可考虑在滑梯底端再连接一段斜向上放置的滑梯,结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性:    ;
(4)结合你坐滑梯的经历,写出可能会影响人沿滑梯下滑快慢的其他因素:    (写出1个因素即可)。
21.“做中学”是一种重要的学习方法,小海利用塑料瓶开展实践体验活动。
(1)如图甲,把装满水的塑料瓶子放在水平桌面上,瓶子对桌面的压力与瓶子所受的重力大小   ,这是因为:瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对   力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对   力。
(2)小海发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续探究,将塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,通过海绵的   来反映压力的作用效果,实验说明压力的作用效果与   有关。
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体,其内部压强的大小与液体的   有关。
22.小蓝要推地面上两个完全相同的纸箱,纸箱可叠放,也可并排放,哪种放法推起来更轻松?于是,她利用弹簧测力计、反面比正面更粗糙的木板、表面粗糙程度相同的长方体木块及钩码进行了如图甲、乙、丙、丁所示的4次操作,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
(1)实验中,将水平长木板固定,用弹簧测力计沿水平方向匀速缓慢拉动木板上的木块,目的是让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小    。甲、乙、丙、丁操作中,弹簧测力计的示数分别为0.7N、1.0N、0.7N、1.2N。
(2)甲、乙探究的是滑动摩擦力大小与     的关系;乙、丁说明滑动摩擦力的大小与接触面的     有关;探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关的操作是     。
(3)在丁操作中,分别较慢、较快地拉动木块做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数均为1.2N,说明滑动摩擦力大小与速度大小     。
(4)小蓝发现匀速拉动木块时不好控制且不方便读数,于是她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表),你认为应采用哪个方案?答:    。
方案一 方案二 方案三
用细线将木块连接到墙上后(连接点等高),通过测力计拉动水平木板 用细线将木块连接到墙上后(连接点等高),通过测力计拉动底部有轮子的水平木板 测力计固定于墙上,用细线将木块与测力计相连后(连接点等高),直接拉动水平木板
(5)如图戊,两个完全相同的纸箱,分别按图示方式摆放,使它们沿水平地面做匀速直线运动,水平推力F1、F2大小关系为F1    F2(选填“>”“=”或“<”)。
23.小蓝发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,她猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体密度有关。为此她进行了如下探究,请你帮她完成实验。
(1)实验思路:选取     相同、    不同的实心物体A与B分别浸没在水中,测出它们所受的浮力并进行比较。
(2)实验过程:按照实验思路依次进行如图所示的操作,观察图甲可知物体A在水中受到的拉力F2=     N,并计算出物体A所受的浮力F浮A;从图乙中可知物体B在水中所受的浮力F浮B=     N。
(3)实验结论:物体A、B所受的浮力大小关系为F浮A    F浮B,据此可得出的初步结论是     。
(4)实验评估:若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则对所算出的浮力大小     (选填“有”或“无”)影响。
24.弹簧测力计的弹簧断去一小部分,把剩下部分仍装在测力计上,校正零点后它还能正常测力吗?为此,兴趣小组用一根弹簧探究弹簧伸长量(x)与它受到拉力(F)的关系,得到如图甲所示的F—x关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:弹簧的伸长量x与它受到的拉力F成   比,拉力F与伸长量x的比值k保持不变,这根弹簧k的大小为   (写上单位);
(2)将该弹簧截去一部分,剩余部分的k是否会发生变化?小组同学提出了如下猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大。
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行了如下探究:
把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙所示;
在弹簧下端挂5个钩码,静止时如图丙所示,每个钩码重0.5N,则弹簧受到钩码的拉力F=   N,此时弹簧的伸长量x=   cm;
多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表:
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F—x图像   (对应图线记为b);
比较图线a、b,可知   (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
25.如图所示为我国自主研发的一种AI装卸机器人,它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将质量为500kg的货物沿竖直方向匀速提升,机器人对货物做功的功率为800W。求本次提升过程:
(1)机器人对货物所做的功;
(2)货物被提升的高度。
26.某团队设计了电热水器“自动注水装置”,如图甲所示,该装置由柱形硬质浮杆、力传感器、储水桶、进水口等组成。竖直浮杆高度为60cm,底面积为3×10-3m2,浮杆底部与储水桶不密合。力传感器固定在桶壁上,它与浮杆接触但无压力。
现开始向空储水桶中注水,当浮杆对力传感器的压力为12N时,进水口停止注水,完成一个注水过程,该过程中浮杆对力传感器的压力F与桶中所注水的深度h之间关系的图像如图乙所示。ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)当桶中所注水深度h1=0.1m时,水对桶底的压强p及浮杆所受的浮力F浮;
(2)浮杆所受重力G0;
(3)停止注水时,桶中水的深度h2。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】重力的方向
【解析】【解答】重力的方向总是竖直向下的,故铅垂线的方向是竖直向下的。当墙壁的立边与铅垂线平行时,说明墙壁是竖直的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】根据重力方向的知识和应用判断。
2.【答案】B
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】 握手柄的部位不同,即力的作用点不同,感觉所施的力不同,说明力的作用效果与力的作用点有关,故 B 正确;
故答案为:B。
【分析】本题易错点:概念混淆,误将 “受力面积” 当成影响力的作用效果的因素,忽略了力的三要素只有大小、方向、作用点,受力面积影响的是压强,与力的作用效果无关。
3.【答案】C
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化;力的作用效果
【解析】【解答】A、用力把弓拉弯,弓的形状发生改变,说明力能改变物体的形状,故 A 正确;
B、弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关,弓被拉得越弯,弹性形变越大,弹性势能就越大,故 B 正确;
C、弓把箭射出的过程中,弓的弹性形变减小,箭的速度增大,是弹性势能转化为动能,而非动能转化为弹性势能,故 C 错误;
D、动能的大小与物体的质量和速度有关,箭的质量不变,离弦的速度越大,动能就越大,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
力的作用效果:力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量,其大小与弹性形变的程度有关,在弹性限度内,弹性形变越大,弹性势能越大。
动能与弹性势能的相互转化:当物体的弹性形变减小、速度增大时,弹性势能转化为动能;反之,动能转化为弹性势能。
动能的影响因素:动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能越大,公式为 。
4.【答案】A
【知识点】力的概念及单位;力作用的相互性
【解析】【解答】A、火箭发射时,高温高压的燃气从尾部喷出,火箭对燃气施加向下的力,根据力的作用是相互的,燃气会对火箭施加向上的反作用力,因此推力的施力物体是高温高压的燃气,故 A 正确;
B、地球对火箭的力主要是重力,不是推力的施力物体,故 B 错误;
C、火箭在大气层外飞行时下方没有空气,且推力并非由空气提供,故 C 错误;
D、发射台在火箭起飞后与火箭无直接相互作用,不是推力的施力物体,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题考查力的作用是相互的这一核心知识点。力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,也会受到另一个物体的反作用力,施力物体同时也是受力物体。
5.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律;液体压强的特点;阿基米德原理;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】空间站内处于微重力环境,几乎没有空气阻力,冰墩墩被推出后,不受外力作用(或所受合力几乎为零),根据牛顿第一定律,物体不受外力时将保持原来的匀速直线运动状态,因此冰墩墩会沿直线匀速运动,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题考查 牛顿第一定律(惯性定律)的应用。牛顿第一定律指出:一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
6.【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、骑电动车时戴头盔是利用惯性和缓冲作用保护头部,与流体压强无关,故 A 错误;
B、热气球升空是利用空气浮力,与流体压强无关,故 B 错误;
C、排油烟机工作时,空气流速快、压强小,油烟在大气压作用下被压入油烟机,利用了流体压强与流速的关系,与龙舟原理相同,故 C 正确;
D、高压锅煮饭是利用气压越高沸点越高的原理,与流体压强无关,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题考查流体压强与流速的关系:流体中流速越大的位置,压强越小。
龙舟并行时,两船之间水流流速快、压强小,外侧水流流速慢、压强大,会产生向中间的压力差,使龙舟容易相撞。
7.【答案】C
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】A、茶壶的壶身与壶嘴底部相连通,上端开口,利用了连通器原理,故 A 不符合题意;
B、洗手池的存水弯,底部连通、上端开口,利用了连通器原理,故 B 不符合题意;
C、自制气压计的瓶子是密闭的,上端不与外界大气相通,不是连通器,故 C 符合题意;
D、三峡船闸的闸室与上下游可通过阀门连通,利用了连通器原理,故 D 不符合题意;
故答案为:C。
【分析】本题考查连通器的定义:上端开口、底部互相连通的容器,当内部装有同种液体且液体不流动时,各容器液面保持相平。
8.【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】A、当瓶上的一个小孔被闭住时,瓶内上方空气与外界隔绝,随着水的流出,瓶内气压会逐渐减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,水被托住,无法流出,故 A 正确;
B、弹力是物体发生弹性形变产生的力,与水无法流出的现象无关,故 B 错误;
C、摩擦力发生在接触面上,主要阻碍相对运动,不是水无法流出的主要原因,故 C 错误;
D、浮力是物体在液体中受到的向上的力,与本题现象无关,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题考查大气压的应用:当容器内气压小于外界大气压时,外界大气压会对液体产生向上的压力,足以克服液体重力,阻止液体流出。
9.【答案】D
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A、福建号航母漂浮在水面上,在重力方向(竖直方向)上没有移动距离,重力不做功,故 A 错误;
B、C919 在水平跑道上滑行,运动方向为水平,与重力方向(竖直向下)垂直,在重力方向上没有移动距离,重力不做功,故 B 错误;
C、直 - 20 直升机悬停在空中,位置不变,在重力方向上没有移动距离,重力不做功,故 C 错误;
D、歼 - 15 沿斜向下降落,在竖直方向上向下移动了距离,重力方向竖直向下,重力做功,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题考查做功的两个必要因素:作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离。重力做功的条件是物体在竖直方向上发生位移。
10.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中是定滑轮,定滑轮不省力,忽略绳重与摩擦时,绳子拉力大小等于国旗重力;国旗静止、匀速上升、匀速下降时都处于平衡状态,拉力均等于,即。
A、作用在绳子上,作用在国旗上,两个力受力物体不同,不是一对平衡力,故A错误;
B、静止、匀速上升、匀速下降均为平衡状态,拉力大小都等于国旗重力,因此,故B正确;
C、三种状态拉力大小相等,不存在的关系,故C错误;
D、三种状态拉力大小相等,不存在的关系,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、平衡力条件:同一物体、大小相等、方向相反、同一直线,两力受力物体不同;
B、定滑轮特点:不省力,只能改变力的方向;平衡状态下拉力等于物重;
C、匀速运动、静止都是平衡态,拉力不变;
D、无论上升、下降、静止,拉力均等于重力,大小一致。
11.【答案】A,B,C
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】A、两小车同时由静止向两侧运动,说明甲磁铁对乙磁铁施加力的同时,乙磁铁也对甲磁铁施加了反作用力,体现了物体间力的作用是相互的,故 A 正确;
B、小车原本静止,受力后向两侧运动,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故 B 正确;
C、两小车同时运动,说明甲、乙磁铁间的相互作用力是同时发生的,故 C 正确;
D、两小车向两侧运动,受力方向相反,说明相互作用的两个力方向相反,故 D 错误;
故答案为:ABC。
【分析】本题考查力的作用是相互的和力的作用效果相关知识:
力的作用是相互的:一个物体对另一个物体施加力的同时,也会受到对方的反作用力,且相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,同时产生、同时消失。
力的作用效果:力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态(包括速度大小和运动方向的改变)。
12.【答案】B,D
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、乙图中拉环竖直下垂,车可能处于静止或匀速直线运动状态,并非一定静止,故 A 错误;
B、丙图中拉环向车头方向(右方)摆动,说明车的速度减小(刹车),拉环因惯性保持原来的运动状态,会向前摆动,故 B 正确;
C、惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,与运动状态无关,故 C 错误;
D、丁图中拉环向左摆动,吊绳拉力与重力不在同一直线上,不满足二力平衡条件,故 D 正确;
故答案为:BD。
【分析】本题考查惯性现象与二力平衡条件:
拉环竖直下垂时,车可能静止或匀速直线运动,并非一定静止。
丙图拉环向车头方向摆动,说明车在减速,拉环因惯性保持原运动状态向前摆,符合刹车礼让行人的场景。
惯性是物体固有属性,任何状态下都存在,与运动无关。
丁图中拉环倾斜,吊绳拉力与重力不在同一直线,不满足二力平衡条件,因此不是平衡力。
13.【答案】B,C
【知识点】动能大小的比较;动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】A、篮球从甲位置到乙位置的过程中,机械能由 12J 变为 11J,总量减少,说明机械能不守恒,故 A 错误;
B、篮球在甲位置的机械能为 12J,在乙位置的机械能为 11J,二者差值即为碰撞过程损失的机械能,计算得 12J-11J=1J,故 B 正确;
C、根据 “动能 = 机械能 - 重力势能”,甲位置动能为 12J-6J=6J,乙位置动能为 11J-8J=3J,6J>3J,故 C 正确;
D、篮球从乙位置继续上升时,质量不变,速度减小,动能变小,故 D 错误;
故答案为:BC。
【分析】本题解题思路围绕机械能的组成与变化展开:
机械能守恒的判断:机械能守恒的条件是只有重力做功,本题中机械能总量发生变化,因此不守恒;
机械能损失的计算:损失的机械能等于碰撞前后机械能的差值;
动能的计算与比较:利用 “动能 = 机械能 - 重力势能” 的关系,分别计算两位置的动能再进行比较;
上升过程的动能变化:上升时速度减小,动能随速度减小而变小。
14.【答案】B,C
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A、由图甲可知,滑轮组绳子段数,物体上升高度,故A错误;
B、由图乙可知,当时,拉力做功,根据,拉力,故B正确;
C、拉力的功率,故C正确;
D、有用功,机械效率,故D错误;
故答案为:BC。
【分析】本题解题思路围绕滑轮组的功、功率和机械效率展开:
物体上升高度计算:根据滑轮组绳子段数,利用计算物体上升距离;
拉力大小计算:结合图像,读取总功,再利用计算拉力;
拉力功率计算:利用公式,代入总功和时间直接求解;
机械效率计算:先算出克服物体重力做的有用功,再根据计算效率,注意区分有用功和总功。
15.【答案】A,C,D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、彩球 2 的重力恒定,甲图中悬浮,浮力等于重力;乙图中漂浮,浮力也等于重力。因此两种状态下浮力相等,A 正确。
B、液体温度越高,密度越小;彩球悬浮时,其密度等于液体密度。彩球 1 比彩球 2 更容易漂浮,说明其密度更小,对应液体温度更高。彩球 2 标记为 25℃,相邻间隔 2℃,故彩球 1 标注温度应为 27℃,而非 23℃,B 错误。
C、乙图中彩球 2 漂浮,说明液体密度大于彩球 2 的密度,对应温度低于 25℃;彩球 3 下沉,说明液体密度小于彩球 3 的密度,对应温度高于 23℃。因此液体温度范围为 23℃D、最低测量温度对应液体密度最大的情况,此时需要密度更大的彩球才能悬浮。添加一个与彩球 4 体积相等、质量更大的彩球,可在更低温度下悬浮,从而拓展低温测量范围,D 正确。
故答案为:ACD。
【分析】本题解题思路围绕物体浮沉条件与阿基米德原理展开:
浮力分析:根据漂浮、悬浮时浮力等于重力的规律,判断同一物体在不同状态下的浮力大小;
彩球标注温度推断:结合液体密度随温度升高而减小的规律,由彩球的浮沉状态判断其密度大小,进而推断对应的标注温度;
液体温度范围判断:根据漂浮、沉底的彩球与液体密度的大小关系,结合温度与密度的关联,推导液体温度的区间;
温度计量程拓展:根据 “悬浮时彩球密度等于液体密度” 的原理,分析如何通过添加更大密度的彩球来降低可测量的最低温度。
16.【答案】(1)省力;能
(2)压强
(3)摩擦力
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】(1) 用金属棒撬起家具时,金属棒相当于杠杆。向下用力时,动力臂大于阻力臂,因此属于省力杠杆,同时还能改变力的方向。
故答案为:省力;能;
(2) 金属棒与冰箱接触的部分做得较宽大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小对冰箱的压强。
故答案为:压强;
(3) 底座装有滚轮,是用滚动代替滑动的方式,从而减小摩擦力,方便移动家具。
故答案为:摩擦力;
【分析】(1) 本题考查杠杆的应用,根据动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆类型,动力臂大于阻力臂时为省力杠杆,同时杠杆可以改变力的方向。
(2) 本题考查减小压强的方法,明确压强公式 ,在压力 一定时,增大受力面积 可以减小压强。
(3) 本题考查减小摩擦的方法,知道用滚动代替滑动可以减小摩擦力,滚轮就是利用这一原理设计的。
(1)[1][2]由图知,用金属棒撬起家具时,如果向下用力,可以将洗衣机向上撬起,金属棒相当于撬棍,且动力臂大于阻力臂,所以此时金属棒属于省力杠杆,使用它时能改变力的方向。
(2)金属棒上与冰箱接触部分做得较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(3)底座装有滚轮,用滚动代替滑动,是为了减小摩擦。
17.【答案】(1)改变
(2)47;23500;变大
(3)有益
【知识点】力的作用效果;重力及其大小的计算;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1) 当手绢在机器人手上快速旋转时,手绢的运动方向不断改变,因此其运动状态发生了改变。
故答案为:改变;
(2) 机器人的相关计算:机器人的质量:
双脚站立时对舞台的压强:
抬起一只脚后,机器人对舞台的压力不变,受力面积减小一半,根据 ,压强会变大。
故答案为:47;23500;变大;
(3) 机器人行走时,脚与地面间存在相对运动趋势,地面给机器人的摩擦力推动机器人向前运动,因此这种摩擦力是有益的。
故答案为:有益;
【分析】(1) 考查运动状态的判断,解题思路:物体运动状态的改变包括速度大小或运动方向的改变,手绢旋转时运动方向不断变化,因此运动状态改变。
(2) 考查重力、压强的计算与压强变化分析,解题思路:先根据 计算机器人的质量;再根据 计算双脚站立时的压强;最后根据压力不变、受力面积变化,结合压强公式分析压强的变化。
(3) 考查摩擦力的作用,解题思路:机器人行走时,地面给脚的摩擦力是其前进的动力,因此属于有益摩擦。
(1)当手绢在机器人手上快速旋转时,手绢的运动方向在不断改变,故其运动状态改变。
(2)[1]该机器人的质量为
[2]当它双脚站立在水平舞台上静止时,对舞台的压强为
[3]该机器人抬起一只脚后,它对舞台的压力不变,受力面积减小一半,根据可知,它对舞台的压强变大。
(3)机器人在行走时,与地面之间有相对运动趋势,受到地面的摩擦力,此摩擦力使机器人向前运动,所以此摩擦力是有益的。
18.【答案】(1)增大;G-f;竖直向下;=
(2)
(3)B
【知识点】重力示意图;牛顿第一定律;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】(1) 雨滴下落过程中,速度逐渐增大,根据“空气阻力随速度增大而增大”的规律,因此空气阻力 会增大;雨滴受竖直向下的重力 和竖直向上的空气阻力 ,由于重力大于阻力,合力 ,方向竖直向下;当雨滴匀速直线运动时,处于平衡状态,合力为零,此时 。
故答案为:增大;G-f;竖直向下;=;
(2) 雨滴匀速竖直下落时,受重力 (竖直向下,作用点在重心 )和空气阻力 (竖直向上,作用点在重心 ),且 (二力平衡)。从重心 出发,画一条竖直向下的带箭头线段表示 ,再画一条等长的竖直向上的带箭头线段表示 ,如图所示:;
故答案为:;
(3) 根据牛顿第一定律,物体不受外力时总保持静止或匀速直线运动状态。雨滴下落时具有向下的速度,若重力消失,雨滴仍受与运动方向相反的空气阻力,会做减速运动;随着速度减小,阻力也减小,最终速度减为0后静止,故选项B符合题意。
故答案为:B;
【分析】(1) 考查力与运动的关系,根据“空气阻力与速度的关系”分析阻力变化;通过重力与阻力的大小关系,判断合力的大小和方向;匀速运动时合力为零,因此阻力等于重力。
(2) 考查受力示意图的绘制,匀速运动的物体受平衡力作用,重力和阻力大小相等、方向相反,作用点都在重心,按要求画出两个等长、反向的力即可。
(3) 考查牛顿第一定律的应用,分析重力消失后雨滴的受力情况,空气阻力使雨滴减速,速度减小则阻力减小,最终雨滴静止,据此判断选项。
(1)[1]由题意“空气阻力的大小与速度的大小有关,速度越大,阻力越大”,雨滴下落越来越快(速度增大),因此空气阻力f 增大。
[2]雨滴受竖直向下的重力G和竖直向上的空气阻力f,因雨滴加速下落(合力不为零,且重力大于阻力),故合力F合 =G f 。
[3]重力方向竖直向下,阻力方向竖直向上,重力更大,因此合力方向竖直向下。
[4]雨滴匀速直线运动时,处于平衡状态(合力为零),故f= G。
(2)雨滴匀速竖直下落时,受重力G(竖直向下,作用点在重心O)和空气阻力f(竖直向上,作用点在重心O),且G=f(二力平衡),从重心O出发,画一条竖直向下的带箭头线段表示G,再画一条等长的竖直向上的带箭头线段表示f,如图所示:
(3)根据牛顿第一定律,物体不受外力时,总保持静止或匀速直线运动状态。雨滴下落过程中具有向下的速度,若重力消失,雨滴仍受空气阻力(方向与运动方向相反),因阻力作用做减速运动,速度减小导致阻力减小,最终速度减为0后静止,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
19.【答案】(1)
(2)B;6
【知识点】杠杆的平衡条件;力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】(1) 衣服对横杆的拉力 竖直向下,支点为 。过支点 向拉力 的作用线作垂线,垂线段 即为拉力的力臂,如图所示:;
故答案为:

(2)衣服挂在B点时,阻力臂最短,根据杠杆平衡条件 ,此时A点受到的支持力最小,最省力。
已知衣服重力 ,最小阻力臂 ,动力臂 ,代入杠杆平衡公式:
解得最小动力 。
故答案为:B;6;
【分析】(1) 考查力臂的画法,明确力臂是支点到力的作用线的垂直距离,过支点向力的作用线作垂线,垂线段即为力臂。
(2) 考查杠杆平衡条件的应用,根据杠杆平衡条件,在动力臂和阻力一定时,阻力臂越短,动力越小;将已知的力臂和阻力代入公式,即可求出最小动力的大小。
(1)受到衣服的拉力F竖直向下,过O点做力的垂线即为力臂,如图所示:
(2)[1]衣服挂在B点时,阻力臂最小,根据F1l1=F2 l 2可知,此时最省力,A点受到的支持力最小。
[2]衣服重为5N,最小阻力臂为0.3m,动力臂为0.25m,根据FN l1=G l2可知,FN×0.25m=5N×0.3m
解得最小动力FN=6N。
20.【答案】(1)摩擦力
(2)大;远
(3)在滑梯底端连接一段斜向上的滑梯是必要的。若滑梯底端为水平,人会以较大速度冲出滑梯;连接斜向上滑梯后,人在该部分运动时高度增加,动能转化为重力势能,速度减小,能避免因速度过大冲出滑梯,保障安全。
(4)滑梯的粗糙程度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1) 木块从纸板上由静止滑下后,在水平桌面上运动一段距离会停下来,原因是受到了桌面摩擦力的阻碍作用。
故答案为:摩擦力;
(2) 从纸板顶端释放木块时,木块在水平桌面上运动的距离更远。实验中通过木块在水平桌面上运动的距离来反映它滑至底端时的速度大小,由此可得出结论:木块沿纸板下滑的高度越高,滑至底端时的速度越大,在水平桌面上运动的距离就越远。
故答案为:大;远;
(3) 在滑梯底端连接一段斜向上的滑梯是必要的。若滑梯底端为水平,人会以较大速度冲出滑梯;连接斜向上滑梯后,人在该部分运动时高度增加,动能转化为重力势能,速度减小,能避免因速度过大冲出滑梯,保障安全。
故答案为:在滑梯底端连接一段斜向上的滑梯是必要的。若滑梯底端为水平,人会以较大速度冲出滑梯;连接斜向上滑梯后,人在该部分运动时高度增加,动能转化为重力势能,速度减小,能避免因速度过大冲出滑梯,保障安全;
(4) 影响人沿滑梯下滑快慢的其他因素:滑梯的粗糙程度。滑梯表面越光滑,摩擦力越小,人下滑的速度越快;反之,滑梯表面越粗糙,摩擦力越大,下滑速度越慢。
故答案为:滑梯的粗糙程度;
【分析】(1) 考查摩擦力对物体运动的影响,木块在水平桌面运动时,摩擦力会阻碍其运动,使其速度逐渐减小直至停止。
(2) 考查动能与速度的关系及转换法的应用,通过木块在水平桌面运动的距离反映其到达底端时的速度,进而分析下滑高度对速度的影响。
(3) 考查机械能的转化在生活中的应用,斜向上的滑梯能将人的动能转化为重力势能,减小速度,避免冲出滑梯,保障安全。
(4) 考查影响滑动摩擦力的因素,滑梯的粗糙程度会改变摩擦力大小,摩擦力越小,人下滑时速度越快;反之则越慢。
(1)木块从纸板上由静止开始滑下,摩擦力会阻碍木块的运动,在水平桌面上运动一段距离后会停下来,原因是受到摩擦力的作用。
(2)[1][2]比较木块两次在桌面上的运动距离,从纸板顶端释放木块时,木块在水平桌面上运动的距离更远。因为通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端 O 点时速度的大小,所以可以得出结论:木块沿纸板下滑的高度越高,滑至底端时速度越大,它在水平桌面上运动的距离越远。
(3)在滑梯底端再连接一段斜向上放置的滑梯是有必要的。如果滑梯底端是水平的,人就会以较大的速度冲出滑梯。而连接一段斜向上的滑梯后,人滑到斜向上的滑梯部分时,高度增加,从而使速度减小,这样就能避免人因速度过大而冲出滑梯,保证了人的安全。
(4)可能会影响人沿滑梯下滑快慢的其他因素:滑梯的粗糙程度。滑梯表面越光滑,摩擦力越小,人下滑的速度就会越快;反之,滑梯表面越粗糙,摩擦力越大,下滑速度就会越慢。
21.【答案】(1)相等;平衡;相互作用
(2)形变程度;受力面积
(3)深度
【知识点】平衡力的辨别;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;液体压强的特点
【解析】【解答】(1) 瓶子静止在桌面上时,桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是一对平衡力,二者大小相等;而瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是一对相互作用力,二者大小也相等。因此,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小。
故答案为:相等;平衡;相互作用;
(2) 实验中通过海绵的形变程度来反映压力的作用效果(转换法)。乙、丙两次实验中,瓶子对海绵的压力相同,受力面积不同,海绵的形变程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
故答案为:形变程度;受力面积;
(3) 在塑料瓶侧壁不同高度钻孔,下方的孔深度更大,水喷出的距离更远。这一现象表明:同种液体内部的压强大小与液体的深度有关,深度越大,液体压强越大。
故答案为:深度;
【分析】(1) 考查平衡力与相互作用力的辨析,解题思路:先判断瓶子的受力情况,明确支持力与重力是平衡力,再通过相互作用力的关系,推导出压力与重力的大小关系。
(2) 考查影响压力作用效果的因素,解题思路:利用转换法,通过海绵形变程度反映压力作用效果;控制压力相同,改变受力面积,探究受力面积对压力作用效果的影响。
(3) 考查液体压强的特点,解题思路:通过不同深度小孔喷水的现象,观察到深度越大,水喷得越远,说明同种液体的压强随深度的增加而增大。
(1)[1][2][3]瓶子受到的支持力与重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力;瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,大小相等,故瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小。
(2)[1][2]如图乙、丙所示,由转换法,通过海绵的形变程度来反映压力的作用效果,实验中压力相同,受力面积不同,海绵的形变程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,下面的孔深度大,射出的水距离更远,此现象表明:同种液体,其内部压强的大小与液体的深度有关。
22.【答案】(1)相等
(2)压力大小;粗糙程度;甲、丙
(3)无关
(4)方案三
(5)=
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1) 实验中,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,因此弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
故答案为:相等;
(2) 甲、乙两次实验中,接触面粗糙程度相同,压力不同,探究的是滑动摩擦力与压力大小的关系;乙、丁两次实验中,压力相同,接触面粗糙程度不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,需控制压力和接触面粗糙程度不变,只改变接触面积,因此应选择甲、丙两次实验。
故答案为:压力大小;粗糙程度;甲、丙;
(3) 在丁操作中,分别以较慢和较快的速度拉动木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数均为1.2N,说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
故答案为:无关;
(4) 实验中为了更方便地测量摩擦力,可采用方案三:将木块通过弹簧测力计固定在墙上,直接拉动下方的长木板。此时木块始终处于静止状态,受力平衡,弹簧测力计的示数始终等于木块受到的滑动摩擦力大小,无需控制木板匀速运动,操作更简便。
故答案为:方案三;
(5) 两个完全相同的纸箱,无论平放还是竖放,对地面的压力大小和接触面的粗糙程度都相同,因此滑动摩擦力大小相等;纸箱做匀速直线运动时,推力与摩擦力平衡,故水平推力 。
故答案为:=;
【分析】(1) 考查二力平衡在滑动摩擦力测量中的应用,匀速直线运动的物体受平衡力作用,水平方向上拉力与滑动摩擦力大小相等,因此测力计示数可反映摩擦力大小。
(2) 考查控制变量法在探究滑动摩擦力影响因素中的应用,滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度有关,探究时需控制其中一个变量不变,改变另一个变量;探究与接触面积的关系时,需控制压力和粗糙程度不变。
(3) 考查滑动摩擦力与运动速度的关系,两次实验中压力和接触面粗糙程度不变,仅改变运动速度,测力计示数不变,说明滑动摩擦力大小与速度无关。
(4) 考查实验方案的优化,方案三让木块保持静止,无需控制木板匀速运动,测力计示数稳定,操作更简便,能更准确地测量摩擦力。
(5) 考查滑动摩擦力的影响因素及二力平衡的应用,滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定,与接触面积无关;匀速运动时推力与摩擦力平衡,因此两次推力大小相等。
(1)实验中,将水平长木板固定,用弹簧测力计沿水平方向匀速缓慢拉动木板上的木块,木块在水平方向上受测力计的拉力和摩擦力为一对平衡力,大小相等,所以用弹簧测力计沿水平方向匀速缓慢拉动木板上的木块是为了让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小相等。
(2)[1]甲、乙实验中,接触面粗糙程度相同,而压力不同,探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
[2]乙、丁实验中,压力相同,而接触面粗糙程度不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
[3]探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,要控制压力和接触面的粗糙程度相同,只改变接触面积大小,故操作是甲、丙。
(3)在丁操作中,分别较慢、较快地拉动木块做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数均为1.2N,说明滑动摩擦力大小与速度大小无关。
(4)由于实验中要测量木块受到的摩擦力大小,所以应通过弹簧测力计将木块连接到墙上,用弹簧测力计测木块的拉力,然后直接拉动下面的长木板,根据二力平衡可知此时弹簧测力计的示数指示的力的大小与木块受到的摩擦力大小相等,故应该采用方案三。
(5)图戊中两个完全相同的纸箱,分别按图示方式摆放,使它们沿水平地面做匀速直线运动,因压力大小和接触面粗糙程度相同,故滑动摩擦力相同,由二力平衡知识,水平推力F1、F2大小关系为F1=F2。
23.【答案】(1)体积;密度
(2)2.4;1.6
(3)=;浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关
(4)无
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1) 探究浮力大小与浸没物体密度的关系时,需控制排开液体的体积和液体密度不变,只改变物体密度,因此应选用体积相同、密度不同的实心物体。
故答案为:体积;密度;
(2) 弹簧测力计的分度值为0.2N,指针位于2N刻度线后两格,因此示数为:,根据称重法 :
物体A在水中所受浮力:
物体B在水中所受浮力:
故答案为:2.4;1.6;
(3) 由计算结果可知 ;体积相同、密度不同的物体浸没在水中时浮力相同,因此可得出结论:浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
故答案为:=;浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关;
(4) 若弹簧测力计未调零,只会影响其绝对读数,但称重法计算浮力时,利用的是两次示数的差值(),因此对浮力的计算结果无影响。
故答案为:无;
【分析】(1) 考查控制变量法在浮力实验中的应用,解题思路:探究浮力与物体密度的关系时,需控制排开液体的体积和液体密度不变,只改变物体密度,因此选择体积相同、密度不同的物体。
(2) 考查弹簧测力计读数与称重法求浮力,解题思路:先根据分度值读取测力计示数,再利用称重法公式 计算浮力大小。
(3) 考查实验结论的推导,解题思路:对比两次实验的浮力数据,在排开液体体积相同的情况下,浮力与物体密度无关。
(4) 考查实验误差分析,解题思路:称重法计算浮力时利用的是两次示数的差值,因此测力计未调零不会影响浮力的计算结果。
(1)[1][2]为探究浮力的大小与浸没在液体中的物体密度有关,只改变物体密度,不改变排开液体体积,故选用体积相同,密度不同的实心物体。
(2)[1]从图甲中看出弹簧测力计的分度值是0.2N,根据指针位置距离2N刻度有两个格,故此时F2=2N+2×0.2N=2.4N
用称重法求浮力F浮=G-F,从图乙中可知物体A在水中所受的浮力F浮A=4N-2.4N=1.6N
[2]用称重法求浮力F浮=G-F,从图乙中可知物体B在水中所受的浮力F浮B=3N-1.4N=1.6N
(3)[1]根据(2)中实验计算数据,F浮A=1.6N,F浮B=1.6N,可以得出结论,物体A、B所受的浮力大小关系为F浮A =F浮B。
[2]体积相同,密度不同的实心物体A与B分别浸没在水中,测出它们所受的浮力相同,据此可得出的初步结论是浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
(4)若弹簧测力计未调零,只会影响读数,而用称重法求浮力时,用到的是弹簧测力计示数的变化量,故对所算出的浮力大小无影响。
24.【答案】(1)正;
(2)2.5;2.50;;丙
【知识点】弹力;探究弹簧测力计原理的实验;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1) 由图甲的F-x图像可知,图像是一条过原点的倾斜线段,说明在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比;
由图甲,当伸长量时,拉力,根据公式,可得弹簧的劲度系数:
故答案为: 正 ;;
(2) 钩码静止时,弹簧对钩码的拉力与钩码总重力是一对平衡力,大小相等。每个钩码重,挂5个钩码时,弹簧对钩码的拉力:
弹簧对钩码的拉力与钩码对弹簧的拉力是一对相互作用力,因此弹簧受到的拉力;
乙图中弹簧原长为,丙图中长度为,因此弹簧的伸长量:
根据记录表中数据,描点可画出拉力与伸长量的关系图像(图线);
由图线可知,当时,,则截去部分后弹簧的劲度系数:
,说明截去一部分后弹簧的变大,因此丙同学的猜想正确。
故答案为: 2.5 ;2.50;;丙;
【分析】(1) 考查弹簧弹力与伸长量的关系及劲度系数的计算。
观察图像特征,过原点的直线表明弹簧在弹性限度内,伸长量与拉力成正比,这是胡克定律的直观体现;
利用公式计算劲度系数,该系数反映了弹簧的“软硬程度”,拉力与伸长量的比值即为劲度系数,可直接从图像读取对应数据代入计算。
(2) 考查二力平衡、相互作用力的应用及劲度系数的变化分析。
利用二力平衡条件,钩码静止时拉力等于重力,再通过相互作用力的关系,得出弹簧受到的拉力;
通过弹簧长度差计算伸长量,为后续分析提供数据;
描点绘制图像,直观展示截去部分后弹簧的弹力与伸长量关系;
计算截去后弹簧的劲度系数并与原弹簧对比,验证猜想,核心逻辑是截短后的弹簧更“硬”,相同拉力下伸长量更小,劲度系数会增大。
(1)[1]由图甲可以看出F—x关系图像是一条过原点的倾斜的线段,说明弹簧的伸长量x与它受到的拉力F成正比关系;
[2]由图甲可知,当x=6cm时,F=3N,则可求出
(2)[1]钩码静止时,根据二力平衡可知,弹簧对钩码的拉力等于钩码的总重力,每个钩码重0.5N,挂5个钩码,则弹簧对钩码的拉力F拉=G总=5×0.5N=2.5N
因为弹簧对钩码的拉力与钩码对弹簧的拉力是一对相互作用力,大小相等,所以弹簧受到钩码的拉力
[2]乙图指针在5.00cm处,丙图指针在7.50cm处,故
[3]根据记录表中数据,描点得出图像,如图所示:
[4]根据图线b可知,当x1=5cm时,F1=5N,可以计算出
所以截去一部分后弹簧的k变大了,故丙同学的猜想是正确的。
25.【答案】(1)解:已知机器人对货物做功的功率为 ,工作时间 ,根据功的计算公式 ,可得机器人对货物所做的功:
(2)解:首先计算货物的重力:
提升货物时,机器人对货物做的功等于克服货物重力做的功,即 ,因此货物被提升的高度:
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1) 考查功与功率的关系计算,已知功率和时间,直接利用公式 计算机器人对货物做的功。
(2) 考查重力与功的综合计算,先通过 计算货物重力,再利用克服重力做功的公式 变形,求出货物被提升的高度。
(1)机器人对货物做功的功率为800W,根据可知,机器人对货物所做的功
(2)货物的重力
根据可得,货物被提升的高度
26.【答案】(1)解:当桶中水深 时,水对桶底的压强:
根据阿基米德原理,浮杆所受浮力:
(2)解:当水深 时,传感器示数为零,说明浮杆处于漂浮状态,此时浮力与浮杆重力平衡,故浮杆的重力:
(3)解:停止注水时传感器读数为 ,说明浮杆对传感器的压力为 ,根据力的作用是相互的,传感器对浮杆的支持力也为 。此时浮杆受到的浮力为重力与支持力之和,浮力的增大量等于支持力大小,即 。根据阿基米德原理:
代入数据解得水深增加量:
桶中最终水深:
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1) 考查液体压强和阿基米德原理的基础计算,先利用液体压强公式 计算桶底受到的压强;再根据阿基米德原理 ,代入浮杆的底面积和浸入深度,求出浮力大小。
(2) 考查物体漂浮条件的应用,当传感器示数为零时,浮杆不受传感器的支持力,处于漂浮状态,根据二力平衡条件,浮力与浮杆重力大小相等,因此浮杆重力等于此时的浮力。
(3) 考查阿基米德原理的拓展应用,先分析浮杆的受力情况,明确传感器的示数等于浮杆对传感器的压力,即浮力的增大量;再利用阿基米德原理公式 变形,求出水深的增加量,进而得到桶内的最终水深。
(1)当桶中所注水深度h1=0.1m时,水对桶底部的压强为
根据阿基米德原理可知,浮杆所受浮力
(2)由图乙可知,当h1=0.10m时,传感器示数为零,说明浮杆恰好漂浮且未压传感器,此时浮力等于浮杆的重力,故
(3)当停止注水时此时传感器读数为12 N,故增大的浮力为12N,根据阿基米德原理可知, ,即
解得增大深度为,故桶中深度为
1 / 1山东省青岛市即墨区2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试题
1.如图所示,建筑工人在砌墙时常用铅垂线来检查墙壁是否竖直。这是利用了(  )
A.重力的方向 B.重力的大小
C.重力的作用点 D.重力与质量的关系
【答案】A
【知识点】重力的方向
【解析】【解答】重力的方向总是竖直向下的,故铅垂线的方向是竖直向下的。当墙壁的立边与铅垂线平行时,说明墙壁是竖直的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】根据重力方向的知识和应用判断。
2.向水杯中倒水时,握手柄的部位不同,感觉所施的力也不同,说明力的作用效果(  )
A.与力的大小有关 B.与力的作用点有关
C.与力的方向有关 D.与受力面积有关
【答案】B
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】 握手柄的部位不同,即力的作用点不同,感觉所施的力不同,说明力的作用效果与力的作用点有关,故 B 正确;
故答案为:B。
【分析】本题易错点:概念混淆,误将 “受力面积” 当成影响力的作用效果的因素,忽略了力的三要素只有大小、方向、作用点,受力面积影响的是压强,与力的作用效果无关。
3.输入苏轼的“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”词句后,某国产AI智能软件快速生成如图所示的图片。下列对弯弓射箭现象的分析,错误的是(  )
A.用力把弓拉弯,说明力能改变物体的形状
B.弓被拉得越弯,它具有的弹性势能就越大
C.弓把箭射出的过程中动能转化成弹性势能
D.离弦的箭速度越大,其具有的动能就越大
【答案】C
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化;力的作用效果
【解析】【解答】A、用力把弓拉弯,弓的形状发生改变,说明力能改变物体的形状,故 A 正确;
B、弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关,弓被拉得越弯,弹性形变越大,弹性势能就越大,故 B 正确;
C、弓把箭射出的过程中,弓的弹性形变减小,箭的速度增大,是弹性势能转化为动能,而非动能转化为弹性势能,故 C 错误;
D、动能的大小与物体的质量和速度有关,箭的质量不变,离弦的速度越大,动能就越大,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
力的作用效果:力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量,其大小与弹性形变的程度有关,在弹性限度内,弹性形变越大,弹性势能越大。
动能与弹性势能的相互转化:当物体的弹性形变减小、速度增大时,弹性势能转化为动能;反之,动能转化为弹性势能。
动能的影响因素:动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能越大,公式为 。
4.2025年5月29日,天问二号探测器由火箭成功发射,开启小行星取样和科学探测征程。发射时,高温高压的燃气从尾部喷出,火箭就获得了上升的推力,该推力的施力物体是(  )
A.高温高压的燃气 B.地球
C.火箭下方的空气 D.发射台
【答案】A
【知识点】力的概念及单位;力作用的相互性
【解析】【解答】A、火箭发射时,高温高压的燃气从尾部喷出,火箭对燃气施加向下的力,根据力的作用是相互的,燃气会对火箭施加向上的反作用力,因此推力的施力物体是高温高压的燃气,故 A 正确;
B、地球对火箭的力主要是重力,不是推力的施力物体,故 B 错误;
C、火箭在大气层外飞行时下方没有空气,且推力并非由空气提供,故 C 错误;
D、发射台在火箭起飞后与火箭无直接相互作用,不是推力的施力物体,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题考查力的作用是相互的这一核心知识点。力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,也会受到另一个物体的反作用力,施力物体同时也是受力物体。
5.在中国空间站的“天宫课堂”上,航天员王亚平做了太空抛物实验:冰墩墩被王亚平轻轻一推,便几乎沿直线匀速“飘”向叶光富。下列知识中,能解释此运动现象的是(  )
A.液体压强规律 B.阿基米德原理
C.杠杆平衡条件 D.牛顿第一定律
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律;液体压强的特点;阿基米德原理;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】空间站内处于微重力环境,几乎没有空气阻力,冰墩墩被推出后,不受外力作用(或所受合力几乎为零),根据牛顿第一定律,物体不受外力时将保持原来的匀速直线运动状态,因此冰墩墩会沿直线匀速运动,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题考查 牛顿第一定律(惯性定律)的应用。牛顿第一定律指出:一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
6.端午节为每年农历五月初五,是我国四大传统节日之一。端午划龙舟时,并行的龙舟不能靠得太近,否则容易相撞,其中蕴含的原理与以下相同的是(  )
A.骑电动车时戴头盔 B.热气球升空
C.排油烟机吹走油烟 D.高压锅煮饭
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、骑电动车时戴头盔是利用惯性和缓冲作用保护头部,与流体压强无关,故 A 错误;
B、热气球升空是利用空气浮力,与流体压强无关,故 B 错误;
C、排油烟机工作时,空气流速快、压强小,油烟在大气压作用下被压入油烟机,利用了流体压强与流速的关系,与龙舟原理相同,故 C 正确;
D、高压锅煮饭是利用气压越高沸点越高的原理,与流体压强无关,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题考查流体压强与流速的关系:流体中流速越大的位置,压强越小。
龙舟并行时,两船之间水流流速快、压强小,外侧水流流速慢、压强大,会产生向中间的压力差,使龙舟容易相撞。
7.如图所示的装置中,不是利用连通器的原理工作的是(  )
A.茶壶
B.存水弯
C.自制气压计
D.三峡船闸
【答案】C
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】A、茶壶的壶身与壶嘴底部相连通,上端开口,利用了连通器原理,故 A 不符合题意;
B、洗手池的存水弯,底部连通、上端开口,利用了连通器原理,故 B 不符合题意;
C、自制气压计的瓶子是密闭的,上端不与外界大气相通,不是连通器,故 C 符合题意;
D、三峡船闸的闸室与上下游可通过阀门连通,利用了连通器原理,故 D 不符合题意;
故答案为:C。
【分析】本题考查连通器的定义:上端开口、底部互相连通的容器,当内部装有同种液体且液体不流动时,各容器液面保持相平。
8.南北朝时期的《关尹子 九药篇》记载:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”瓶中装满水,瓶口密封,瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于(  )
A.大气压的作用 B.弹力的作用
C.摩擦力的作用 D.浮力的作用
【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】A、当瓶上的一个小孔被闭住时,瓶内上方空气与外界隔绝,随着水的流出,瓶内气压会逐渐减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,水被托住,无法流出,故 A 正确;
B、弹力是物体发生弹性形变产生的力,与水无法流出的现象无关,故 B 错误;
C、摩擦力发生在接触面上,主要阻碍相对运动,不是水无法流出的主要原因,故 C 错误;
D、浮力是物体在液体中受到的向上的力,与本题现象无关,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题考查大气压的应用:当容器内气压小于外界大气压时,外界大气压会对液体产生向上的压力,足以克服液体重力,阻止液体流出。
9.下列实例中,重力对舰艇或飞机做功的是(  )
A.福建号航母漂浮在水面上
B.C919商用大飞机在水平跑道上滑行
C.直-20直升机悬停在空中
D.歼-15战斗机沿斜向下方向减速降落
【答案】D
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A、福建号航母漂浮在水面上,在重力方向(竖直方向)上没有移动距离,重力不做功,故 A 错误;
B、C919 在水平跑道上滑行,运动方向为水平,与重力方向(竖直向下)垂直,在重力方向上没有移动距离,重力不做功,故 B 错误;
C、直 - 20 直升机悬停在空中,位置不变,在重力方向上没有移动距离,重力不做功,故 C 错误;
D、歼 - 15 沿斜向下降落,在竖直方向上向下移动了距离,重力方向竖直向下,重力做功,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题考查做功的两个必要因素:作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离。重力做功的条件是物体在竖直方向上发生位移。
10.用如图所示的滑轮升降重力为G的国旗时,在竖直方向上对绳子施力,分别使该国旗在空中静止、匀速上升、匀速下降,人对绳子的拉力分别为F1、F2、F3,忽略绳子重及摩擦,下列说法正确的是(  )
A.F1与G彼此平衡 B.F1=F2=F3
C.F2>F1>F3 D.F2=F3>F1
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中是定滑轮,定滑轮不省力,忽略绳重与摩擦时,绳子拉力大小等于国旗重力;国旗静止、匀速上升、匀速下降时都处于平衡状态,拉力均等于,即。
A、作用在绳子上,作用在国旗上,两个力受力物体不同,不是一对平衡力,故A错误;
B、静止、匀速上升、匀速下降均为平衡状态,拉力大小都等于国旗重力,因此,故B正确;
C、三种状态拉力大小相等,不存在的关系,故C错误;
D、三种状态拉力大小相等,不存在的关系,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、平衡力条件:同一物体、大小相等、方向相反、同一直线,两力受力物体不同;
B、定滑轮特点:不省力,只能改变力的方向;平衡状态下拉力等于物重;
C、匀速运动、静止都是平衡态,拉力不变;
D、无论上升、下降、静止,拉力均等于重力,大小一致。
11.如图所示,在靠得较近的两辆小车上分别放甲、乙磁铁,同时松开两磁铁后,发现两小车同时由静止向两侧运动。以下由该现象得出的结论中,正确的是(  )
A.物体间力的作用是相互的 B.力可以改变物体的运动状态
C.相互作用的两个力同时发生 D.相互作用的两个力方向相同
【答案】A,B,C
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】A、两小车同时由静止向两侧运动,说明甲磁铁对乙磁铁施加力的同时,乙磁铁也对甲磁铁施加了反作用力,体现了物体间力的作用是相互的,故 A 正确;
B、小车原本静止,受力后向两侧运动,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故 B 正确;
C、两小车同时运动,说明甲、乙磁铁间的相互作用力是同时发生的,故 C 正确;
D、两小车向两侧运动,受力方向相反,说明相互作用的两个力方向相反,故 D 错误;
故答案为:ABC。
【分析】本题考查力的作用是相互的和力的作用效果相关知识:
力的作用是相互的:一个物体对另一个物体施加力的同时,也会受到对方的反作用力,且相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,同时产生、同时消失。
力的作用效果:力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态(包括速度大小和运动方向的改变)。
12.平直公路上有一辆公交车,图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是小蓝在该车内观察到同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的右方,以下判断正确的是(  )
A.乙图中,车此时一定处于静止状态
B.丙图中,车此时可能在刹车礼让行人
C.乙图中,拉环没有惯性;丙、丁图中,拉环产生惯性
D.丁图中,拉环此时所受的重力与吊绳对它的拉力彼此不平衡
【答案】B,D
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A、乙图中拉环竖直下垂,车可能处于静止或匀速直线运动状态,并非一定静止,故 A 错误;
B、丙图中拉环向车头方向(右方)摆动,说明车的速度减小(刹车),拉环因惯性保持原来的运动状态,会向前摆动,故 B 正确;
C、惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,与运动状态无关,故 C 错误;
D、丁图中拉环向左摆动,吊绳拉力与重力不在同一直线上,不满足二力平衡条件,故 D 正确;
故答案为:BD。
【分析】本题考查惯性现象与二力平衡条件:
拉环竖直下垂时,车可能静止或匀速直线运动,并非一定静止。
丙图拉环向车头方向摆动,说明车在减速,拉环因惯性保持原运动状态向前摆,符合刹车礼让行人的场景。
惯性是物体固有属性,任何状态下都存在,与运动无关。
丁图中拉环倾斜,吊绳拉力与重力不在同一直线,不满足二力平衡条件,因此不是平衡力。
13.如图,小海同学将篮球掷向地面,经过甲位置后碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示。忽略空气的作用力,下列说法正确的是(  )
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 12 6
乙 11 8
A.篮球从甲位置到乙位置过程中,其机械能是守恒的
B.篮球与地面碰撞过程损失的机械能为1J
C.篮球在甲位置的动能比它在乙位置的动能大
D.篮球从乙位置继续上升过程中,其动能变大
【答案】B,C
【知识点】动能大小的比较;动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】A、篮球从甲位置到乙位置的过程中,机械能由 12J 变为 11J,总量减少,说明机械能不守恒,故 A 错误;
B、篮球在甲位置的机械能为 12J,在乙位置的机械能为 11J,二者差值即为碰撞过程损失的机械能,计算得 12J-11J=1J,故 B 正确;
C、根据 “动能 = 机械能 - 重力势能”,甲位置动能为 12J-6J=6J,乙位置动能为 11J-8J=3J,6J>3J,故 C 正确;
D、篮球从乙位置继续上升时,质量不变,速度减小,动能变小,故 D 错误;
故答案为:BC。
【分析】本题解题思路围绕机械能的组成与变化展开:
机械能守恒的判断:机械能守恒的条件是只有重力做功,本题中机械能总量发生变化,因此不守恒;
机械能损失的计算:损失的机械能等于碰撞前后机械能的差值;
动能的计算与比较:利用 “动能 = 机械能 - 重力势能” 的关系,分别计算两位置的动能再进行比较;
上升过程的动能变化:上升时速度减小,动能随速度减小而变小。
14.如图甲所示,用滑轮组提升物体M,在40s内使绳子自由端竖直匀速移动6m,人对绳的拉力F做功随绳子自由端移动距离s变化的关系如图乙所示。已知物体M重600N,动滑轮重100N。关于该过程,下列说法正确的是(  )
A.M上升距离为2m B.拉力F大小为400N
C.拉力F的功率为60W D.滑轮组的机械效率为85.7%
【答案】B,C
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A、由图甲可知,滑轮组绳子段数,物体上升高度,故A错误;
B、由图乙可知,当时,拉力做功,根据,拉力,故B正确;
C、拉力的功率,故C正确;
D、有用功,机械效率,故D错误;
故答案为:BC。
【分析】本题解题思路围绕滑轮组的功、功率和机械效率展开:
物体上升高度计算:根据滑轮组绳子段数,利用计算物体上升距离;
拉力大小计算:结合图像,读取总功,再利用计算拉力;
拉力功率计算:利用公式,代入总功和时间直接求解;
机械效率计算:先算出克服物体重力做的有用功,再根据计算效率,注意区分有用功和总功。
15.彩球“温度计”可粗测环境温度。如图所示,容器内装有某特定液体(随着温度升高,液体密度会减小),液体中有体积相等、质量不同的彩球,球上标有温度值(彩球2标记25℃,相邻编号的彩球温度值间隔为2℃)。当液体温度随外界变化时,悬浮的彩球上标注的温度即为液体温度。图中彩球均保持静止,忽略彩球体积变化,下列说法正确的是(  )
A.彩球2在甲、乙状态下所受浮力相等
B.彩球1标注温度为23℃
C.图乙状态下,液体温度t满足23℃<t<25℃
D.要降低该温度计所测得的最低温度,可增加一个与彩球4体积相等、质量更大的彩球
【答案】A,C,D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、彩球 2 的重力恒定,甲图中悬浮,浮力等于重力;乙图中漂浮,浮力也等于重力。因此两种状态下浮力相等,A 正确。
B、液体温度越高,密度越小;彩球悬浮时,其密度等于液体密度。彩球 1 比彩球 2 更容易漂浮,说明其密度更小,对应液体温度更高。彩球 2 标记为 25℃,相邻间隔 2℃,故彩球 1 标注温度应为 27℃,而非 23℃,B 错误。
C、乙图中彩球 2 漂浮,说明液体密度大于彩球 2 的密度,对应温度低于 25℃;彩球 3 下沉,说明液体密度小于彩球 3 的密度,对应温度高于 23℃。因此液体温度范围为 23℃D、最低测量温度对应液体密度最大的情况,此时需要密度更大的彩球才能悬浮。添加一个与彩球 4 体积相等、质量更大的彩球,可在更低温度下悬浮,从而拓展低温测量范围,D 正确。
故答案为:ACD。
【分析】本题解题思路围绕物体浮沉条件与阿基米德原理展开:
浮力分析:根据漂浮、悬浮时浮力等于重力的规律,判断同一物体在不同状态下的浮力大小;
彩球标注温度推断:结合液体密度随温度升高而减小的规律,由彩球的浮沉状态判断其密度大小,进而推断对应的标注温度;
液体温度范围判断:根据漂浮、沉底的彩球与液体密度的大小关系,结合温度与密度的关联,推导液体温度的区间;
温度计量程拓展:根据 “悬浮时彩球密度等于液体密度” 的原理,分析如何通过添加更大密度的彩球来降低可测量的最低温度。
16.利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撬起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。
(1)金属棒是     (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,使用它时     (选填“能”或“不能”)改变力的方向;
(2)金属棒上与冰箱接触部分做得较宽大是为了减小     ;
(3)底座装有滚轮是为了减小     。
【答案】(1)省力;能
(2)压强
(3)摩擦力
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】(1) 用金属棒撬起家具时,金属棒相当于杠杆。向下用力时,动力臂大于阻力臂,因此属于省力杠杆,同时还能改变力的方向。
故答案为:省力;能;
(2) 金属棒与冰箱接触的部分做得较宽大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小对冰箱的压强。
故答案为:压强;
(3) 底座装有滚轮,是用滚动代替滑动的方式,从而减小摩擦力,方便移动家具。
故答案为:摩擦力;
【分析】(1) 本题考查杠杆的应用,根据动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆类型,动力臂大于阻力臂时为省力杠杆,同时杠杆可以改变力的方向。
(2) 本题考查减小压强的方法,明确压强公式 ,在压力 一定时,增大受力面积 可以减小压强。
(3) 本题考查减小摩擦的方法,知道用滚动代替滑动可以减小摩擦力,滚轮就是利用这一原理设计的。
(1)[1][2]由图知,用金属棒撬起家具时,如果向下用力,可以将洗衣机向上撬起,金属棒相当于撬棍,且动力臂大于阻力臂,所以此时金属棒属于省力杠杆,使用它时能改变力的方向。
(2)金属棒上与冰箱接触部分做得较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(3)底座装有滚轮,用滚动代替滑动,是为了减小摩擦。
17.2025年春晚,机器人扭秧歌舞、转手绢,进行了一场精彩绝伦的人机共舞表演。
(1)当手绢在机器人手上快速旋转时,手绢的运动状态   (选填“不变”或“改变”);
(2)某机器人重力为470N,其质量为   kg;当它双脚站立在水平舞台上静止时,每只脚与地面接触面积为100cm2,它对舞台的压强为   Pa;该机器人抬起一只脚后,它对舞台的压强变化情况为:   ;
(3)机器人向前走动时,脚底与舞台之间的摩擦是    (选填“有益”或“有害”)的。
【答案】(1)改变
(2)47;23500;变大
(3)有益
【知识点】力的作用效果;重力及其大小的计算;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1) 当手绢在机器人手上快速旋转时,手绢的运动方向不断改变,因此其运动状态发生了改变。
故答案为:改变;
(2) 机器人的相关计算:机器人的质量:
双脚站立时对舞台的压强:
抬起一只脚后,机器人对舞台的压力不变,受力面积减小一半,根据 ,压强会变大。
故答案为:47;23500;变大;
(3) 机器人行走时,脚与地面间存在相对运动趋势,地面给机器人的摩擦力推动机器人向前运动,因此这种摩擦力是有益的。
故答案为:有益;
【分析】(1) 考查运动状态的判断,解题思路:物体运动状态的改变包括速度大小或运动方向的改变,手绢旋转时运动方向不断变化,因此运动状态改变。
(2) 考查重力、压强的计算与压强变化分析,解题思路:先根据 计算机器人的质量;再根据 计算双脚站立时的压强;最后根据压力不变、受力面积变化,结合压强公式分析压强的变化。
(3) 考查摩擦力的作用,解题思路:机器人行走时,地面给脚的摩擦力是其前进的动力,因此属于有益摩擦。
(1)当手绢在机器人手上快速旋转时,手绢的运动方向在不断改变,故其运动状态改变。
(2)[1]该机器人的质量为
[2]当它双脚站立在水平舞台上静止时,对舞台的压强为
[3]该机器人抬起一只脚后,它对舞台的压力不变,受力面积减小一半,根据可知,它对舞台的压强变大。
(3)机器人在行走时,与地面之间有相对运动趋势,受到地面的摩擦力,此摩擦力使机器人向前运动,所以此摩擦力是有益的。
18.雨滴在空中下落时,所受空气阻力的方向与运动方向相反;所受空气阻力的大小与速度的大小有关,速度越大,阻力越大。
(1)雨滴从高空由静止竖直下落,下落过程中受到重力G和空气阻力f的作用:
在雨滴下落越来越快的过程中,它所受的空气阻力     (选填“增大”“减小”或“不变”),雨滴所受合力的大小为F合=     (用G、f表示),合力的方向为     ;当雨滴下落速度逐渐增大到一定程度时,f     G,雨滴将做匀速直线运动。
(2)作出雨滴(O为其重心)在匀速竖直下落过程中所受力的示意图   。
(3)在下落过程中,若雨滴所受重力消失,则雨滴将    (填字母)。
A.立即静止 B.先下降后静止
C.先下降后上升 D.做匀速直线运动
【答案】(1)增大;G-f;竖直向下;=
(2)
(3)B
【知识点】重力示意图;牛顿第一定律;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【解答】(1) 雨滴下落过程中,速度逐渐增大,根据“空气阻力随速度增大而增大”的规律,因此空气阻力 会增大;雨滴受竖直向下的重力 和竖直向上的空气阻力 ,由于重力大于阻力,合力 ,方向竖直向下;当雨滴匀速直线运动时,处于平衡状态,合力为零,此时 。
故答案为:增大;G-f;竖直向下;=;
(2) 雨滴匀速竖直下落时,受重力 (竖直向下,作用点在重心 )和空气阻力 (竖直向上,作用点在重心 ),且 (二力平衡)。从重心 出发,画一条竖直向下的带箭头线段表示 ,再画一条等长的竖直向上的带箭头线段表示 ,如图所示:;
故答案为:;
(3) 根据牛顿第一定律,物体不受外力时总保持静止或匀速直线运动状态。雨滴下落时具有向下的速度,若重力消失,雨滴仍受与运动方向相反的空气阻力,会做减速运动;随着速度减小,阻力也减小,最终速度减为0后静止,故选项B符合题意。
故答案为:B;
【分析】(1) 考查力与运动的关系,根据“空气阻力与速度的关系”分析阻力变化;通过重力与阻力的大小关系,判断合力的大小和方向;匀速运动时合力为零,因此阻力等于重力。
(2) 考查受力示意图的绘制,匀速运动的物体受平衡力作用,重力和阻力大小相等、方向相反,作用点都在重心,按要求画出两个等长、反向的力即可。
(3) 考查牛顿第一定律的应用,分析重力消失后雨滴的受力情况,空气阻力使雨滴减速,速度减小则阻力减小,最终雨滴静止,据此判断选项。
(1)[1]由题意“空气阻力的大小与速度的大小有关,速度越大,阻力越大”,雨滴下落越来越快(速度增大),因此空气阻力f 增大。
[2]雨滴受竖直向下的重力G和竖直向上的空气阻力f,因雨滴加速下落(合力不为零,且重力大于阻力),故合力F合 =G f 。
[3]重力方向竖直向下,阻力方向竖直向上,重力更大,因此合力方向竖直向下。
[4]雨滴匀速直线运动时,处于平衡状态(合力为零),故f= G。
(2)雨滴匀速竖直下落时,受重力G(竖直向下,作用点在重心O)和空气阻力f(竖直向上,作用点在重心O),且G=f(二力平衡),从重心O出发,画一条竖直向下的带箭头线段表示G,再画一条等长的竖直向上的带箭头线段表示f,如图所示:
(3)根据牛顿第一定律,物体不受外力时,总保持静止或匀速直线运动状态。雨滴下落过程中具有向下的速度,若重力消失,雨滴仍受空气阻力(方向与运动方向相反),因阻力作用做减速运动,速度减小导致阻力减小,最终速度减为0后静止,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
19.如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以O为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
(1)图乙中,C点受到衣服的拉力为F,请画出拉力F的力臂l   。
(2)衣服重为5N,分别挂在B、C、D处,挂在     处时,A点受到的支持力FN最小,最小值为     N。
【答案】(1)
(2)B;6
【知识点】杠杆的平衡条件;力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】(1) 衣服对横杆的拉力 竖直向下,支点为 。过支点 向拉力 的作用线作垂线,垂线段 即为拉力的力臂,如图所示:;
故答案为:

(2)衣服挂在B点时,阻力臂最短,根据杠杆平衡条件 ,此时A点受到的支持力最小,最省力。
已知衣服重力 ,最小阻力臂 ,动力臂 ,代入杠杆平衡公式:
解得最小动力 。
故答案为:B;6;
【分析】(1) 考查力臂的画法,明确力臂是支点到力的作用线的垂直距离,过支点向力的作用线作垂线,垂线段即为力臂。
(2) 考查杠杆平衡条件的应用,根据杠杆平衡条件,在动力臂和阻力一定时,阻力臂越短,动力越小;将已知的力臂和阻力代入公式,即可求出最小动力的大小。
(1)受到衣服的拉力F竖直向下,过O点做力的垂线即为力臂,如图所示:
(2)[1]衣服挂在B点时,阻力臂最小,根据F1l1=F2 l 2可知,此时最省力,A点受到的支持力最小。
[2]衣服重为5N,最小阻力臂为0.3m,动力臂为0.25m,根据FN l1=G l2可知,FN×0.25m=5N×0.3m
解得最小动力FN=6N。
20.如图甲所示为组合式滑梯,小朋友从不同滑梯或同一滑梯的不同高度滑至底端时,快慢有所不同,速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。
这一现象引起了小海的思考:人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢?
他猜想与人开始下滑的起点高度有关。
如图乙所示,小海用垫块、硬纸板及木块进行模拟实验:用一端置于垫块上、另一端置于水平桌面上的纸板模拟滑梯,用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人,通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小。
请你回答下列问题:
(1)如图乙所示,木块从纸板上由静止开始滑下,它在水平桌面上运动一段距离后会停下来,原因是受到     的作用;
(2)如图丙a所示,从纸板顶端释放木块,木块运动至桌面上的A点;如图丙b所示,从纸板中部释放木块,木块运动至桌面上的B点。比较木块两次在桌面上的运动距离,可以得出结论:木块沿纸板下滑的起点越高,滑至底端时速度越     ,它在水平桌面上运动的距离越     ;
(3)根据上述探究,小海认为,要保证人不因速度过大而冲出滑梯,设计时可考虑在滑梯底端再连接一段斜向上放置的滑梯,结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性:    ;
(4)结合你坐滑梯的经历,写出可能会影响人沿滑梯下滑快慢的其他因素:    (写出1个因素即可)。
【答案】(1)摩擦力
(2)大;远
(3)在滑梯底端连接一段斜向上的滑梯是必要的。若滑梯底端为水平,人会以较大速度冲出滑梯;连接斜向上滑梯后,人在该部分运动时高度增加,动能转化为重力势能,速度减小,能避免因速度过大冲出滑梯,保障安全。
(4)滑梯的粗糙程度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1) 木块从纸板上由静止滑下后,在水平桌面上运动一段距离会停下来,原因是受到了桌面摩擦力的阻碍作用。
故答案为:摩擦力;
(2) 从纸板顶端释放木块时,木块在水平桌面上运动的距离更远。实验中通过木块在水平桌面上运动的距离来反映它滑至底端时的速度大小,由此可得出结论:木块沿纸板下滑的高度越高,滑至底端时的速度越大,在水平桌面上运动的距离就越远。
故答案为:大;远;
(3) 在滑梯底端连接一段斜向上的滑梯是必要的。若滑梯底端为水平,人会以较大速度冲出滑梯;连接斜向上滑梯后,人在该部分运动时高度增加,动能转化为重力势能,速度减小,能避免因速度过大冲出滑梯,保障安全。
故答案为:在滑梯底端连接一段斜向上的滑梯是必要的。若滑梯底端为水平,人会以较大速度冲出滑梯;连接斜向上滑梯后,人在该部分运动时高度增加,动能转化为重力势能,速度减小,能避免因速度过大冲出滑梯,保障安全;
(4) 影响人沿滑梯下滑快慢的其他因素:滑梯的粗糙程度。滑梯表面越光滑,摩擦力越小,人下滑的速度越快;反之,滑梯表面越粗糙,摩擦力越大,下滑速度越慢。
故答案为:滑梯的粗糙程度;
【分析】(1) 考查摩擦力对物体运动的影响,木块在水平桌面运动时,摩擦力会阻碍其运动,使其速度逐渐减小直至停止。
(2) 考查动能与速度的关系及转换法的应用,通过木块在水平桌面运动的距离反映其到达底端时的速度,进而分析下滑高度对速度的影响。
(3) 考查机械能的转化在生活中的应用,斜向上的滑梯能将人的动能转化为重力势能,减小速度,避免冲出滑梯,保障安全。
(4) 考查影响滑动摩擦力的因素,滑梯的粗糙程度会改变摩擦力大小,摩擦力越小,人下滑时速度越快;反之则越慢。
(1)木块从纸板上由静止开始滑下,摩擦力会阻碍木块的运动,在水平桌面上运动一段距离后会停下来,原因是受到摩擦力的作用。
(2)[1][2]比较木块两次在桌面上的运动距离,从纸板顶端释放木块时,木块在水平桌面上运动的距离更远。因为通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端 O 点时速度的大小,所以可以得出结论:木块沿纸板下滑的高度越高,滑至底端时速度越大,它在水平桌面上运动的距离越远。
(3)在滑梯底端再连接一段斜向上放置的滑梯是有必要的。如果滑梯底端是水平的,人就会以较大的速度冲出滑梯。而连接一段斜向上的滑梯后,人滑到斜向上的滑梯部分时,高度增加,从而使速度减小,这样就能避免人因速度过大而冲出滑梯,保证了人的安全。
(4)可能会影响人沿滑梯下滑快慢的其他因素:滑梯的粗糙程度。滑梯表面越光滑,摩擦力越小,人下滑的速度就会越快;反之,滑梯表面越粗糙,摩擦力越大,下滑速度就会越慢。
21.“做中学”是一种重要的学习方法,小海利用塑料瓶开展实践体验活动。
(1)如图甲,把装满水的塑料瓶子放在水平桌面上,瓶子对桌面的压力与瓶子所受的重力大小   ,这是因为:瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对   力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对   力。
(2)小海发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续探究,将塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,通过海绵的   来反映压力的作用效果,实验说明压力的作用效果与   有关。
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体,其内部压强的大小与液体的   有关。
【答案】(1)相等;平衡;相互作用
(2)形变程度;受力面积
(3)深度
【知识点】平衡力的辨别;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;液体压强的特点
【解析】【解答】(1) 瓶子静止在桌面上时,桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是一对平衡力,二者大小相等;而瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是一对相互作用力,二者大小也相等。因此,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小。
故答案为:相等;平衡;相互作用;
(2) 实验中通过海绵的形变程度来反映压力的作用效果(转换法)。乙、丙两次实验中,瓶子对海绵的压力相同,受力面积不同,海绵的形变程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
故答案为:形变程度;受力面积;
(3) 在塑料瓶侧壁不同高度钻孔,下方的孔深度更大,水喷出的距离更远。这一现象表明:同种液体内部的压强大小与液体的深度有关,深度越大,液体压强越大。
故答案为:深度;
【分析】(1) 考查平衡力与相互作用力的辨析,解题思路:先判断瓶子的受力情况,明确支持力与重力是平衡力,再通过相互作用力的关系,推导出压力与重力的大小关系。
(2) 考查影响压力作用效果的因素,解题思路:利用转换法,通过海绵形变程度反映压力作用效果;控制压力相同,改变受力面积,探究受力面积对压力作用效果的影响。
(3) 考查液体压强的特点,解题思路:通过不同深度小孔喷水的现象,观察到深度越大,水喷得越远,说明同种液体的压强随深度的增加而增大。
(1)[1][2][3]瓶子受到的支持力与重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力;瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,大小相等,故瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小。
(2)[1][2]如图乙、丙所示,由转换法,通过海绵的形变程度来反映压力的作用效果,实验中压力相同,受力面积不同,海绵的形变程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,下面的孔深度大,射出的水距离更远,此现象表明:同种液体,其内部压强的大小与液体的深度有关。
22.小蓝要推地面上两个完全相同的纸箱,纸箱可叠放,也可并排放,哪种放法推起来更轻松?于是,她利用弹簧测力计、反面比正面更粗糙的木板、表面粗糙程度相同的长方体木块及钩码进行了如图甲、乙、丙、丁所示的4次操作,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
(1)实验中,将水平长木板固定,用弹簧测力计沿水平方向匀速缓慢拉动木板上的木块,目的是让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小    。甲、乙、丙、丁操作中,弹簧测力计的示数分别为0.7N、1.0N、0.7N、1.2N。
(2)甲、乙探究的是滑动摩擦力大小与     的关系;乙、丁说明滑动摩擦力的大小与接触面的     有关;探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关的操作是     。
(3)在丁操作中,分别较慢、较快地拉动木块做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数均为1.2N,说明滑动摩擦力大小与速度大小     。
(4)小蓝发现匀速拉动木块时不好控制且不方便读数,于是她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表),你认为应采用哪个方案?答:    。
方案一 方案二 方案三
用细线将木块连接到墙上后(连接点等高),通过测力计拉动水平木板 用细线将木块连接到墙上后(连接点等高),通过测力计拉动底部有轮子的水平木板 测力计固定于墙上,用细线将木块与测力计相连后(连接点等高),直接拉动水平木板
(5)如图戊,两个完全相同的纸箱,分别按图示方式摆放,使它们沿水平地面做匀速直线运动,水平推力F1、F2大小关系为F1    F2(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)相等
(2)压力大小;粗糙程度;甲、丙
(3)无关
(4)方案三
(5)=
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1) 实验中,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,因此弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
故答案为:相等;
(2) 甲、乙两次实验中,接触面粗糙程度相同,压力不同,探究的是滑动摩擦力与压力大小的关系;乙、丁两次实验中,压力相同,接触面粗糙程度不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,需控制压力和接触面粗糙程度不变,只改变接触面积,因此应选择甲、丙两次实验。
故答案为:压力大小;粗糙程度;甲、丙;
(3) 在丁操作中,分别以较慢和较快的速度拉动木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数均为1.2N,说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
故答案为:无关;
(4) 实验中为了更方便地测量摩擦力,可采用方案三:将木块通过弹簧测力计固定在墙上,直接拉动下方的长木板。此时木块始终处于静止状态,受力平衡,弹簧测力计的示数始终等于木块受到的滑动摩擦力大小,无需控制木板匀速运动,操作更简便。
故答案为:方案三;
(5) 两个完全相同的纸箱,无论平放还是竖放,对地面的压力大小和接触面的粗糙程度都相同,因此滑动摩擦力大小相等;纸箱做匀速直线运动时,推力与摩擦力平衡,故水平推力 。
故答案为:=;
【分析】(1) 考查二力平衡在滑动摩擦力测量中的应用,匀速直线运动的物体受平衡力作用,水平方向上拉力与滑动摩擦力大小相等,因此测力计示数可反映摩擦力大小。
(2) 考查控制变量法在探究滑动摩擦力影响因素中的应用,滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度有关,探究时需控制其中一个变量不变,改变另一个变量;探究与接触面积的关系时,需控制压力和粗糙程度不变。
(3) 考查滑动摩擦力与运动速度的关系,两次实验中压力和接触面粗糙程度不变,仅改变运动速度,测力计示数不变,说明滑动摩擦力大小与速度无关。
(4) 考查实验方案的优化,方案三让木块保持静止,无需控制木板匀速运动,测力计示数稳定,操作更简便,能更准确地测量摩擦力。
(5) 考查滑动摩擦力的影响因素及二力平衡的应用,滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定,与接触面积无关;匀速运动时推力与摩擦力平衡,因此两次推力大小相等。
(1)实验中,将水平长木板固定,用弹簧测力计沿水平方向匀速缓慢拉动木板上的木块,木块在水平方向上受测力计的拉力和摩擦力为一对平衡力,大小相等,所以用弹簧测力计沿水平方向匀速缓慢拉动木板上的木块是为了让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小相等。
(2)[1]甲、乙实验中,接触面粗糙程度相同,而压力不同,探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
[2]乙、丁实验中,压力相同,而接触面粗糙程度不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
[3]探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,要控制压力和接触面的粗糙程度相同,只改变接触面积大小,故操作是甲、丙。
(3)在丁操作中,分别较慢、较快地拉动木块做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数均为1.2N,说明滑动摩擦力大小与速度大小无关。
(4)由于实验中要测量木块受到的摩擦力大小,所以应通过弹簧测力计将木块连接到墙上,用弹簧测力计测木块的拉力,然后直接拉动下面的长木板,根据二力平衡可知此时弹簧测力计的示数指示的力的大小与木块受到的摩擦力大小相等,故应该采用方案三。
(5)图戊中两个完全相同的纸箱,分别按图示方式摆放,使它们沿水平地面做匀速直线运动,因压力大小和接触面粗糙程度相同,故滑动摩擦力相同,由二力平衡知识,水平推力F1、F2大小关系为F1=F2。
23.小蓝发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,她猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体密度有关。为此她进行了如下探究,请你帮她完成实验。
(1)实验思路:选取     相同、    不同的实心物体A与B分别浸没在水中,测出它们所受的浮力并进行比较。
(2)实验过程:按照实验思路依次进行如图所示的操作,观察图甲可知物体A在水中受到的拉力F2=     N,并计算出物体A所受的浮力F浮A;从图乙中可知物体B在水中所受的浮力F浮B=     N。
(3)实验结论:物体A、B所受的浮力大小关系为F浮A    F浮B,据此可得出的初步结论是     。
(4)实验评估:若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则对所算出的浮力大小     (选填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)体积;密度
(2)2.4;1.6
(3)=;浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关
(4)无
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1) 探究浮力大小与浸没物体密度的关系时,需控制排开液体的体积和液体密度不变,只改变物体密度,因此应选用体积相同、密度不同的实心物体。
故答案为:体积;密度;
(2) 弹簧测力计的分度值为0.2N,指针位于2N刻度线后两格,因此示数为:,根据称重法 :
物体A在水中所受浮力:
物体B在水中所受浮力:
故答案为:2.4;1.6;
(3) 由计算结果可知 ;体积相同、密度不同的物体浸没在水中时浮力相同,因此可得出结论:浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
故答案为:=;浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关;
(4) 若弹簧测力计未调零,只会影响其绝对读数,但称重法计算浮力时,利用的是两次示数的差值(),因此对浮力的计算结果无影响。
故答案为:无;
【分析】(1) 考查控制变量法在浮力实验中的应用,解题思路:探究浮力与物体密度的关系时,需控制排开液体的体积和液体密度不变,只改变物体密度,因此选择体积相同、密度不同的物体。
(2) 考查弹簧测力计读数与称重法求浮力,解题思路:先根据分度值读取测力计示数,再利用称重法公式 计算浮力大小。
(3) 考查实验结论的推导,解题思路:对比两次实验的浮力数据,在排开液体体积相同的情况下,浮力与物体密度无关。
(4) 考查实验误差分析,解题思路:称重法计算浮力时利用的是两次示数的差值,因此测力计未调零不会影响浮力的计算结果。
(1)[1][2]为探究浮力的大小与浸没在液体中的物体密度有关,只改变物体密度,不改变排开液体体积,故选用体积相同,密度不同的实心物体。
(2)[1]从图甲中看出弹簧测力计的分度值是0.2N,根据指针位置距离2N刻度有两个格,故此时F2=2N+2×0.2N=2.4N
用称重法求浮力F浮=G-F,从图乙中可知物体A在水中所受的浮力F浮A=4N-2.4N=1.6N
[2]用称重法求浮力F浮=G-F,从图乙中可知物体B在水中所受的浮力F浮B=3N-1.4N=1.6N
(3)[1]根据(2)中实验计算数据,F浮A=1.6N,F浮B=1.6N,可以得出结论,物体A、B所受的浮力大小关系为F浮A =F浮B。
[2]体积相同,密度不同的实心物体A与B分别浸没在水中,测出它们所受的浮力相同,据此可得出的初步结论是浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
(4)若弹簧测力计未调零,只会影响读数,而用称重法求浮力时,用到的是弹簧测力计示数的变化量,故对所算出的浮力大小无影响。
24.弹簧测力计的弹簧断去一小部分,把剩下部分仍装在测力计上,校正零点后它还能正常测力吗?为此,兴趣小组用一根弹簧探究弹簧伸长量(x)与它受到拉力(F)的关系,得到如图甲所示的F—x关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:弹簧的伸长量x与它受到的拉力F成   比,拉力F与伸长量x的比值k保持不变,这根弹簧k的大小为   (写上单位);
(2)将该弹簧截去一部分,剩余部分的k是否会发生变化?小组同学提出了如下猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大。
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行了如下探究:
把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙所示;
在弹簧下端挂5个钩码,静止时如图丙所示,每个钩码重0.5N,则弹簧受到钩码的拉力F=   N,此时弹簧的伸长量x=   cm;
多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表:
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F—x图像   (对应图线记为b);
比较图线a、b,可知   (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
【答案】(1)正;
(2)2.5;2.50;;丙
【知识点】弹力;探究弹簧测力计原理的实验;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1) 由图甲的F-x图像可知,图像是一条过原点的倾斜线段,说明在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比;
由图甲,当伸长量时,拉力,根据公式,可得弹簧的劲度系数:
故答案为: 正 ;;
(2) 钩码静止时,弹簧对钩码的拉力与钩码总重力是一对平衡力,大小相等。每个钩码重,挂5个钩码时,弹簧对钩码的拉力:
弹簧对钩码的拉力与钩码对弹簧的拉力是一对相互作用力,因此弹簧受到的拉力;
乙图中弹簧原长为,丙图中长度为,因此弹簧的伸长量:
根据记录表中数据,描点可画出拉力与伸长量的关系图像(图线);
由图线可知,当时,,则截去部分后弹簧的劲度系数:
,说明截去一部分后弹簧的变大,因此丙同学的猜想正确。
故答案为: 2.5 ;2.50;;丙;
【分析】(1) 考查弹簧弹力与伸长量的关系及劲度系数的计算。
观察图像特征,过原点的直线表明弹簧在弹性限度内,伸长量与拉力成正比,这是胡克定律的直观体现;
利用公式计算劲度系数,该系数反映了弹簧的“软硬程度”,拉力与伸长量的比值即为劲度系数,可直接从图像读取对应数据代入计算。
(2) 考查二力平衡、相互作用力的应用及劲度系数的变化分析。
利用二力平衡条件,钩码静止时拉力等于重力,再通过相互作用力的关系,得出弹簧受到的拉力;
通过弹簧长度差计算伸长量,为后续分析提供数据;
描点绘制图像,直观展示截去部分后弹簧的弹力与伸长量关系;
计算截去后弹簧的劲度系数并与原弹簧对比,验证猜想,核心逻辑是截短后的弹簧更“硬”,相同拉力下伸长量更小,劲度系数会增大。
(1)[1]由图甲可以看出F—x关系图像是一条过原点的倾斜的线段,说明弹簧的伸长量x与它受到的拉力F成正比关系;
[2]由图甲可知,当x=6cm时,F=3N,则可求出
(2)[1]钩码静止时,根据二力平衡可知,弹簧对钩码的拉力等于钩码的总重力,每个钩码重0.5N,挂5个钩码,则弹簧对钩码的拉力F拉=G总=5×0.5N=2.5N
因为弹簧对钩码的拉力与钩码对弹簧的拉力是一对相互作用力,大小相等,所以弹簧受到钩码的拉力
[2]乙图指针在5.00cm处,丙图指针在7.50cm处,故
[3]根据记录表中数据,描点得出图像,如图所示:
[4]根据图线b可知,当x1=5cm时,F1=5N,可以计算出
所以截去一部分后弹簧的k变大了,故丙同学的猜想是正确的。
25.如图所示为我国自主研发的一种AI装卸机器人,它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将质量为500kg的货物沿竖直方向匀速提升,机器人对货物做功的功率为800W。求本次提升过程:
(1)机器人对货物所做的功;
(2)货物被提升的高度。
【答案】(1)解:已知机器人对货物做功的功率为 ,工作时间 ,根据功的计算公式 ,可得机器人对货物所做的功:
(2)解:首先计算货物的重力:
提升货物时,机器人对货物做的功等于克服货物重力做的功,即 ,因此货物被提升的高度:
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1) 考查功与功率的关系计算,已知功率和时间,直接利用公式 计算机器人对货物做的功。
(2) 考查重力与功的综合计算,先通过 计算货物重力,再利用克服重力做功的公式 变形,求出货物被提升的高度。
(1)机器人对货物做功的功率为800W,根据可知,机器人对货物所做的功
(2)货物的重力
根据可得,货物被提升的高度
26.某团队设计了电热水器“自动注水装置”,如图甲所示,该装置由柱形硬质浮杆、力传感器、储水桶、进水口等组成。竖直浮杆高度为60cm,底面积为3×10-3m2,浮杆底部与储水桶不密合。力传感器固定在桶壁上,它与浮杆接触但无压力。
现开始向空储水桶中注水,当浮杆对力传感器的压力为12N时,进水口停止注水,完成一个注水过程,该过程中浮杆对力传感器的压力F与桶中所注水的深度h之间关系的图像如图乙所示。ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)当桶中所注水深度h1=0.1m时,水对桶底的压强p及浮杆所受的浮力F浮;
(2)浮杆所受重力G0;
(3)停止注水时,桶中水的深度h2。
【答案】(1)解:当桶中水深 时,水对桶底的压强:
根据阿基米德原理,浮杆所受浮力:
(2)解:当水深 时,传感器示数为零,说明浮杆处于漂浮状态,此时浮力与浮杆重力平衡,故浮杆的重力:
(3)解:停止注水时传感器读数为 ,说明浮杆对传感器的压力为 ,根据力的作用是相互的,传感器对浮杆的支持力也为 。此时浮杆受到的浮力为重力与支持力之和,浮力的增大量等于支持力大小,即 。根据阿基米德原理:
代入数据解得水深增加量:
桶中最终水深:
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1) 考查液体压强和阿基米德原理的基础计算,先利用液体压强公式 计算桶底受到的压强;再根据阿基米德原理 ,代入浮杆的底面积和浸入深度,求出浮力大小。
(2) 考查物体漂浮条件的应用,当传感器示数为零时,浮杆不受传感器的支持力,处于漂浮状态,根据二力平衡条件,浮力与浮杆重力大小相等,因此浮杆重力等于此时的浮力。
(3) 考查阿基米德原理的拓展应用,先分析浮杆的受力情况,明确传感器的示数等于浮杆对传感器的压力,即浮力的增大量;再利用阿基米德原理公式 变形,求出水深的增加量,进而得到桶内的最终水深。
(1)当桶中所注水深度h1=0.1m时,水对桶底部的压强为
根据阿基米德原理可知,浮杆所受浮力
(2)由图乙可知,当h1=0.10m时,传感器示数为零,说明浮杆恰好漂浮且未压传感器,此时浮力等于浮杆的重力,故
(3)当停止注水时此时传感器读数为12 N,故增大的浮力为12N,根据阿基米德原理可知, ,即
解得增大深度为,故桶中深度为
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