2021-2022学年湖北省恩施州来凤县八年级（下）期末物理试卷（Word解析版）

这是一份2021-2022学年湖北省恩施州来凤县八年级（下）期末物理试卷（Word解析版），共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2021-2022学年湖北省恩施州来凤县八年级（下）期末物理试卷

题号
一
二
三
四
五
总分
得分








一、单选题（本大题共12小题，共24分）
1. 关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是(    )
A. 凸透镜有两个实焦点
B. 凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距
C. 平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
D. 把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴
2. 踢出去的足球在草地上滚动，下列列举的各对力中，属于平衡力的是(    )
A. 球所受到的重力和球受的摩擦力 B. 球所受到的重力和草地对球的支持力
C. 球所受到的重力和球对草地的压力 D. 球对草地的压力和草地对球的支持力
3. 如图所示为2022北京冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中不正确的是(    )
A. 短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
B. 跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，运动员所受的重力在做功
C. 冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
D. 冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力没有做功
4. 如图所示，水平面上叠放着A、B两个物体，在水平方向力F的作用下，相对静止，一起向左做匀速直线运动。已知F=8N，物体B上下表面所受摩擦力大小分别为(    )

A. 8N、0N B. 8N、8N C. 0N、8N D. 0N、0N
5. 如图所示，在使用时属于费力杠杆的工具时(    )
A. 剪刀 B. 起子
C. 镊子 D. 钳子
6. 如图，杠杆始终处于水平平衡状态，用手按①—②—③的顺序改变弹簧测力计拉力的方向，此过程中弹簧测力计的示数将：(    )


A. 逐渐变大 B. 先变小后变大 C. 逐渐变小 D. 先变大后变小
7. 将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中，球静止时两烧杯液面相平，如图所示。下列判断正确的是(    )


A. 甲烧杯中液体的密度大 B. 乙烧杯中液体的密度大
C. 乙烧杯中小球受到的浮力大 D. 甲烧杯中小球受到的浮力大
8. 下列说法中不正确的是(    )
A. 力是不能脱离物体而存在的
B. 发生作用的两个物体，每个物体既是施力物体，又是受力物体
C. 施力物体施力在前，受力物体受力在后
D. 两个物体发生力的作用不一定接触
9. 如图所示，质量和底面积都相同的两个容器，分别装有质量和深度均相等的甲、乙两种不同的液体。下列说法正确的是(    )

A. 甲液体的密度小于乙液体的密度 B. 两容器对桌面的压强大小相等
C. 两容器底部所受液体的压强大小相等 D. 两容器底部所受液体的压力大小相等
10. 如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体G，杠杆可绕水平轴无摩擦地转动，绳和杠杆都是轻质的，杠杆上标度的间距相等。要在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(    )
A. 150N
B. 200N
C. 300N
D. 400N
11. 关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是〔)
A. 机械的效率越高，做功越多 B. 机械的效率越高，做功越快
C. 机械的功率越大，做功越多 D. 机械的功率越大，做功越快
12. 小明利用如图所示的水银气压计，测量当地大气压强的大小，他将结果汇报给物理老师，老师告诉他测量结果偏小。小明测量结果偏小的原因可能是下面哪一条(    )
A. 玻璃管没有竖直放置
B. 玻璃管顶部混入少量空气
C. 水银槽内水银的液面太高
D. 玻璃管太粗，管内的水银太重

二、填空题（本大题共7小题，共16分）
13. 如图所示，______图是近视眼，要用______镜来矫正，如果一个近视眼镜的度数是400度，则这个镜子的焦距是______m。

14. 为使某高层建筑内距地面高度80米的水龙头有水，安装在地面上向此高层建筑供水的高压水泵产生的压强至少要______帕。
15. 一个物体重14.7N，将它挂在弹簧测力计下全部浸没在水中称时，测力计的示数为4.9N，则此时物体排开水的重力是______N，受的浮力是______N，物体的体积是______。
16. 龙舟赛上，运动员手持船桨奋力向后划水，龙舟向前运动，这是因为物体间力的作用是______的；比赛时，并排前进的龙舟不能离得太近，是由于两龙舟间水的流速越大，压强越______，容易相撞。


17. 2017年4月26日，我国第二艘航空母舰，也是我国第一艘完全自主研发制造的国产航空母舰“山东舰”，在中国船舶重工集团公司大连造船厂举行下水仪式。这艘航母设计满载排水量为67000吨，当该航母浮在水面上时，它所受的最大浮力是______N.
18. 如图所示，重力不计的杠杆OAB，可绕O点在竖直平面内转动。质量为10kg的物体挂在OA的中点处。已知OA=40cm，AB=30cm，OA垂直于AB，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡，且OA段处于水平位置，则：物体的重力为______N，作用于B端的最小力的力臂等于______cm，该最小力的大小等于______N。
19. 离心式水泵在使用时，泵壳内的压强______大气压(选填“大于”，“小于”或“等于”)；茶壶是______原理的应用；潜水艇是靠改变______来实现上浮、下潜与悬浮的。

三、作图题（本大题共3小题，共6分）
20. 请将如图所示的光路图补充完整。


21. 如图的烧杯中漂浮着一只小球，请画出该小球所受力的示意图；


22. 如图所示，杠杆OA在水平位置平衡，请画出拉力F及重力G的力臂。




四、实验探究题（本大题共2小题，共10分）
23. 在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，同学们提出了下列四个猜想：
A.与接触面所受的压力大小有关；
B.与接触面的粗糙程度有关；
C.与接触面的面积大小有关；
D.与物体运动的速度大小有关。
实验室提供的器材有：木块、长木板、弹簧测力计、砝码、毛巾等。为了验证以上猜想，小明的实验小组按照如图甲、乙、丙所示的实验步骤进行实验：
实验
次数
木块
运动快慢
弹簧测力计
示数(N)
1
较快
1.8
2
慢
1.8
3
较慢
1.8
(1)对比实验步骤______，可以验证猜想A。
(2)对比实验步骤甲和丙，可以验证猜想______(填猜想因素的符号)。
(3)为了测量滑动摩擦力的大小，必须使木块在水平木板上做______运动，根据______测出木块与长木板间的摩擦力。
(4)小明利用图甲步骤中的实验装置验证猜想C。需再把木块______放，并按正确的方法拉动木块，发现两次弹簧测力计的示数相等。从而得出：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小______(填“有关”或“无关”)。
(5)实验小组利用图乙步骤中的实验装置验证猜想D。该小组分别进行了三次实验，得到的实验数据如上表所示，分析表中数据，可以得出：______。

24. 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数
物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4

机械效率η
74.1%
62.5%

(1)实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使钩码上升。
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用______(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。
(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率______(选填“越高”、“不变”或“越低”)。
(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次试验中空缺的数据应为：绳端移动距离s=______m，机械效率η=______。

五、计算题（本大题共2小题，共14分）
25. “蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米 3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？(海水密度取1.0×103千克/米 3，g取10牛/千克)

26. 建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为300N，时间为20s。不计摩擦和绳重，(g取10N/kg)求：
(1)工人做的有用功；
(2)工人做功的功率；
(3)此过程中该装置的机械效率；
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用多大的拉力？
答案和解析

1.【答案】B 
【解析】解：A、凸透镜有两个实焦点，故A正确；
B、焦点到光心的距离叫焦距，故B错误；
C、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点，即焦点，故C正确；
D、根据光路的可逆性，点光源放在焦点上时，通过凸透镜的光线一定平行于主光轴，故D正确。
故选：B。
(1)凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的点，故该点是实焦点；凸透镜在镜的两侧各有一实焦点；焦点到光心的距离叫焦距；
(2)所有平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点，即焦点；
(3)根据光路的可逆性，点光源放在焦点上时，通过凸透镜的光线一定平行于主光轴。
此题主要考查的是学生对凸透镜焦点、焦距概念以及凸透镜对光线的会聚作用的了解和掌握，基础性题目。

2.【答案】B 
【解析】解：
A、球受到的重力的方向竖直向下，球受到摩擦力的方向是水平方向的，不在同一直线上，不符合二力平衡的条件，故A不符合题意；
B、球受到的重力方向竖直向下，草地对球的支持力方向竖直向上，二者大小相等、方向相反，作用在同一直线上，符合二力平衡的条件，故B符合题意；
C、球受的重力方向竖直向下，球对草地的压力方向也竖直向下，不符合二力平衡中作用在同一物体上和方向相反的条件，故C不符合题意；
D、球对草地的压力作用在草地上，草地对球的支持力作用在球上，不符合二力平衡中作用在同一物体上的条件，故D不符合题意。
故选：B。
二力平衡的条件是：作用在同一个物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，据此分析判断。
本题考查平衡力的辨别，牢固掌握二力平衡的四个条件是关键。

3.【答案】A 
【解析】解：A、短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动方向发生改变，所以其运动状态发生改变，故A错误；
B、跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，运动员所受的重力对他做了功，因为在重力的方向上移动了距离，故B正确；
C、冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态，故C正确；
D、冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球没有在重力的方向上通过一定距离，重力没有做功，故D正确。
故选：A。
(1)物体的运动状态改变包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化；
(2)做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致)，二者缺一不可；
(3)任何物体都具有惯性，惯性是物体保持原运动状态不变的性质。
理解受力情况与运动状态间的关系、做功的必要因素、影响惯性的因素，可解答此题。

4.【答案】C 
【解析】解：
A、B两个物体一起向左做匀速直线运动，A、B之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，则AB之间没有摩擦力，故物体B上表面所受摩擦力大小为0N；
物体B向左做匀速直线运动，水平方向上受到向左的拉力F、地面对B水平向右的摩擦力，这两个力是一对平衡力；即物体B的下表面所受摩擦力的大小也为8N，故C正确。
故选：C。
静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；
A相对于B保持静止状态，求出B的上表面受到的摩擦力；
B相对于地面进行匀速直线运动，分析B的受力情况，求出B下表面受到的摩擦力。
本题要把A和B两个物体分别进行受力分析，根据二力平衡条件进行判断，是本题的关键。

5.【答案】C 
【解析】解：
A、图示剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
D、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选：C。
结合图片和生活经验，判断以上几种简单机械在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它们属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。

6.【答案】B 
【解析】解：由图知，测力计在②位置时，其动力臂等于右段杆长，此时动力臂最长，由①→②→③的过程动力臂先变大后变小，根据杠杆的平衡条件，测力计的示数先变小后变大。
故选：B。
杠杆平衡条件：F1L1=F2L2；分析在改变弹簧测力计拉力的方向的过程中力臂的变化情况，从而得出结论。
此题考查了学生对杠杆平衡条件的应用，解决此题的关键是分析出力臂的变化情况。

7.【答案】A 
【解析】解：AB、由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知，ρ甲液>ρ球，ρ乙液=ρ球，所以ρ甲液>ρ乙液，故A正确、B错误；
CD、因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等，都等于小球的重力，故CD错误。
故选：A。
(1)根据小球在甲、乙两杯中的状态判断两种液体与小球的密度关系，进而得出两种液体的密度关系；
(2)根据物体浮沉条件判断小球在两种液体中所受浮力与其重力的关系，进而得出小球在两种液体中所受浮力的大小关系。
本题考查了物体浮沉条件的应用，一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系，同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。

8.【答案】C 
【解析】解：A、力是物体对物体的作用，力是不能脱离物体而存在的，故A正确；
B、力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，故B正确；
C、施力物体同时也是受力物体，不分前后，故C错误；
D、磁极间的相互作用、电荷间的相互作用不用相互接触，故D正确。
故选：C。
力的作用是相互的，力不能离开物体的单独存在，且每一个力都必须有施力物体和受力物体，且两者的角色是可以互换的，由此可以判定各个说法是否正确，进而判定选项。
从力的定义方面出题，力不能离开物体而单独存在，找出施力物体或受力物体是本知识点的命题方向。
两物体之间产生力，不一定相互接触。如磁铁与铁钉的相互作用。

9.【答案】B 
【解析】解：
A.由题意可知，两容器的底面积相等、两液体的质量相等且深度相同，由图可知甲中液体的体积较小，由ρ=mV可知，甲液体的密度大于乙液体的密度，故A错误；
B.由题意可知，两容器的质量和底面积相等、且两液体的质量相等，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg可知两容器对桌面的压力相等，由p=FS可知，两容器对桌面的压强相等，故B正确；
C.甲液体的密度大于乙液体的密度，且两液体的深度相同，由p=ρgh可知，甲容器底部所受液体的压强较大，故C错误；
D.甲容器底部所受液体的压强较大，且两容器的底面积相等，由F=pS可知，甲容器底部所受液体的压力较大，故D错误。
故选：B。
(1)两液体的质量和深度相等，由图可知两液体的体积关系，根据ρ=mV得出两液体的密度关系；
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等，比较两容器和两液体的重力关系得出压力关系，根据p=FS得出两容器对桌面的压强关系；
(3)根据p=ρgh可知，两容器底部所受液体的压强关系；
(4)根据F=pS可知两容器底部所受液体的压力关系。
本题考查了重力公式和固体压强公式、液体压强公式的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。

10.【答案】B 
【解析】解：如图，提升物体需要的拉力：
F拉=12(G+G轮)=12(20N+280N)=150N，
∵力的作用是相互的，
∴杠杆左端受到的拉力：F'=F拉=150N，
∵杠杆平衡，OA：OB=3：4，
∴F'×OB=F×OA，
F=F'×OBOA=150N×43=200N。
故选：B。
根据动滑轮的特点，求出对杠杆左端的力，又知道杠杆所受力的力臂关系，利用杠杆的平衡条件求拉力的大小。
本题综合考查了动滑轮的工作特点、杠杆的平衡条件、力的作用是相互的，考虑动滑轮重求对杠杆的拉力是本题的关键。

11.【答案】D 
【解析】解：A、机械效率高。说明有用功占总功的比值大，做功不一定多，故A错；
B、机械效率高。说明有用功占总功的比值大，做功不一定快，故B错；
C、功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，不知道做功时间，做功不一定多，故C错
D、功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，做功越快，故D正确。
故选：D。
功率是表示做功快慢的物理量，而机械效率是指有用功占总功的比值，二者是不同的物理量，据此分析判断。
本题考查了学生对功、功率概念、机械效率概念的了解与掌握，属于基础题目。

12.【答案】B 
【解析】解：A、玻璃管不竖直时，水银柱的长度会变长，但垂直高度不会变，故A不符合题意；
B、当玻璃管中混入少量空气时，空气的压强与水银柱压强之和等于外界大气压，因此，会使水银柱高度变小，使测量值变小，故B符合题意；
C、水银槽内水银的多少不会影响水银柱的高度，因为水银柱的高度是指管内外水银面的垂直高度差，故C不符合题意；
D、玻璃管中水银柱的压强只与水银的密度和垂直高度有关，粗细不均匀不会影响高度的大小，故D不符合题意。
故选：B。
在托里拆利实验中，要求先将玻璃管装满水银，再倒置在水银槽中，这样玻璃管的上端为真空，水银柱的高度反映了大气压的大小，而当玻璃管中混入空气时，会影响到测量的结果。
在实际进行托里拆利实验时，只有玻璃管内混入少量空气会使测量结果偏小，而管的粗细、放置是否完全竖直、水银槽中水银的多少、上提或下按一点儿等，都不会影响最终的测量结果，这是我们学习这一实验时应全面掌握的。

13.【答案】甲  凹透  0.25 
【解析】解：近视眼的成因是像成在视网膜的前方，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，所以甲是近视眼的成因图；
因为眼镜的度数等于焦距的倒数乘100，所以焦距f=100400m=0.25m。
故答案为：甲；凹透；0.25。
近视眼能看清近处的物体，不能看清远处的物体是因为晶状体太厚或眼球太长，使像成在视网膜的前方，近视眼戴凹透镜使光线发散一些，使像成在视网膜上。
通常所说的凸透镜“度数”等于它的焦距(用米作单位)的倒数乘100。
本题主要考查学生对近视眼的成因以及矫正方法的理解和掌握，是一道基础题，也是中考的热点。

14.【答案】7.84×105 
【解析】解：
∵ρ=1.0×103kg/m3，g=9.8N/kg，h=80m，
∴装在地面上向高层建筑供水的高压水泵产生的压强至少为：
P=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×80m=7.84×105Pa。
故答案为：7.84×105。
已知高层建筑内距地面高度(即水的深度)、密度和g，根据公式P=ρgh可求出高压水泵产生的压强。
本题考查了液体压强的计算，已知量都知道，直接代入数值即可，属于基础题。

15.【答案】9.8  9.8  1×10-3m3 
【解析】解：根据称重法可知，物体全部浸没时受到的浮力F浮=G-F示=14.7N-4.9N=9.8N；
根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开水受到的重力，所以此时物体排开水的重力G排=F浮=9.8N；
根据F浮=ρ水gV排可知，物体排开水的体积V排=F浮ρ水g=9.8N1×103kg/m3×9.8N/kg=1×10-3m3，
物块全部浸没时，排开水的体积等于物块的体积，即V物=V排=1×10-3m3；
故答案为：9.8；9.8；1×10-3m3。
物体所受浮力等于物块的重力减去物块在液体中测力计的示数，根据阿基米德原理可知，浮力的大小等于物块排开液体所受的重力。因为物块全部浸没，排开水的体积等于物块的体积，然后利用F浮=ρ水gV排可求得物块的体积。
本题考查称重法求出浮力、阿基米德原理的应用，知道物体全部浸没时，排开水的体积等于物体的体积是解题的关键。

16.【答案】相互  小 
【解析】解：
运动员用浆向后划水，桨对水施加力的同时，水对桨(龙舟)也施加力的作用，龙舟就向前运动，这说明物体间力的作用是相互的；
并排快速前进的两艘龙舟之间距离不能太近，否则容易发生碰撞，其原因是龙舟之间水的流速变大，压强变小，在外部大的压强作用下，导致龙舟相撞。
故答案为：相互；小。
(1)力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
(2)流体压强与流速的关系是：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。
本题涉及力作用的相互性，以及流速与压强的关系难度不大。

17.【答案】6.7×108 
【解析】解：由阿基米德原理可知，该航母受到的最大浮力(即满载时受到的浮力)：
F浮=G排=m排g=67000×103kg×10N/kg=6.7×108N；
故答案为：6.7×108。
满载排水量是指舰船满载时排开水的质量，根据阿基米德原理求出航空母舰满载时受到的浮力即为所受的最大浮力。
本题考查了学生对阿基米德原理的了解和掌握，知道满载排水量的含义是解题的关键。

18.【答案】100  50  40 
【解析】解：(1)由题意可知，物体的重力：G=mg=10kg×10N/kg=100N；
 (2)当力臂为OB时，力臂最长，此时最省力。连接OB，作用在B点的最小力应垂直于OB向上，如下图所示：


所以OB=402+302=50cm；
作用于B端的最小力的力臂等于50cm；
根据杠杆平衡的条件：G×12OA=F×OB；
100N×20cm=F×50cm；
解得F=40N；
所以作用于B端的最小力等于40N。
故答案为：(1)100N；(2)50cm；40N。
(1)已经给出物体的质量，则用公式G=mg可计算出物体的重力；
(2)根据杠杆平衡的条件，在杠杆中的阻力和阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，此题中最长力臂是O到B点的距离。
此题考查最小力和力臂的画法，根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力。

19.【答案】小于  连通器  自重 
【解析】解：离心式水泵在使用时，泵壳内的压强小于外界大气压，水在外界大气压的作用下压入水泵；
茶壶的壶身和壶嘴上端开口，底部相连通，是一个连通器；
潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮、下潜与悬浮的。
故答案为：小于；连通器；自重。
离心式水泵是利用大气压进行工作；上端开口、底部相连通的容器叫连通器；潜水艇是通过改变自身重力来实现浮沉的。
本题考查大气压、连通器的应用，物体的浮沉条件及其应用，是一道基础题。

20.【答案】解：
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，如图所示：
 
【解析】仔细观察入射光线的特点，根据凸透镜的三条特殊光线作图。
凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。

21.【答案】解：小球漂浮在水面上，重力和浮力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上，这两个力都作用在小球的重心上，如下图所示：
 
【解析】小球在水中受到重力和浮力的作用，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上，由于小球漂浮，因此受到的力是平衡力，重力和浮力大小相等；这两个力都作用在小球的重心上，根据力的示意图的画法作图。
画力的示意图时要考虑到物体的运动状态，当物体处于静止或匀速直线运动时，受到的力就是平衡力。

22.【答案】解：如图，从支点向拉力F的作用线作垂线，垂线段为动力臂L1；
从支点向阻力G的作用线作垂线，垂线段的长度为阻力臂L2，如下图：
。 
【解析】要解决此题，需要掌握力臂的概念及画法。知道力臂是从支点到力的作用线的距离，从支点向动力作用线和阻力作用线引垂线段，线段的长度即为动力臂和阻力臂。
(1)掌握杠杆的五个要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
(2)根据动力和阻力画出动力臂和阻力臂；或根据动力臂和阻力臂画出动力和阻力。

23.【答案】甲、乙  B  匀速直线  二力平衡  侧  无关  滑动摩擦力的大小和物体运动的速度大小无关 
【解析】解：(1)研究滑动摩擦力与接触面所受的压力大小的关系，应让接触面的粗糙程度相同，物体对接触面的压力不同；甲、乙两步骤中，接触面的粗糙程度相同，而压力不同，可对比实验步骤甲、乙，可以验证猜想A。
(2)对比实验步骤甲和丙，接触面的粗糙程度相同，而木块对接触面的压力相同，可研究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系，可以验证猜想B。
(3)为了测量滑动摩擦力的大小，必须使木块在水平木板上做匀速直线运动，此时木块所受的拉力和滑动摩擦力的大小相等，根据二力平衡测出木块与长木板间的摩擦力。
(4)为验证猜想C，应保证接触面的粗糙程度相同，木块对接触面的压力相同，接触面的面积不变，需再把木块侧放，并按正确的方法拉动木块，发现两次弹簧测力计的示数相等。从而得出：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(5)三次实验中木块运动的速度不同，而弹簧测力计的示数相同，根据二力平衡的知识可知木块所受的滑动摩擦力的大小相同，可得出：滑动摩擦力的大小和物体运动的速度大小无关。
故答案为：(1)甲、乙；(2)B；(3)匀速直线；二力平衡；(4)侧；无关；(5)滑动摩擦力的大小和物体运动的速度大小无关。
(1)研究滑动摩擦力与接触面所受的压力大小的关系，应让接触面的粗糙程度相同，物体对接触面的压力不同；
(2)对比实验步骤甲和丙，接触面的粗糙程度相同，而木块对接触面的压力相同，可研究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系；
(3)为了测量滑动摩擦力的大小，必须使木块在水平木板上做匀速直线运动，此时木块所受的拉力和滑动摩擦力的大小相等；
(4)为验证猜想C，应保证接触面的粗糙程度相同，木块对接触面的压力相同，接触面的面积不同，据此分析并得出结论；
(5)三次实验中木块运动的速度不同，而弹簧测力计的示数相同，根据二力平衡的知识可知木块所受的滑动摩擦力的大小相同。
掌握滑动摩擦力大小的影响因素，利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素。

24.【答案】匀速  乙  低  0.3  83.3% 
【解析】解：
(1)实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样示数才会稳定，读出的数值才等于拉力的大小；
(2)实验2中，s2=0.4m，h2=0.1m，则绳子自由端通过的距离是物体上升高度的4倍，所以实验2是用乙图做的实验；
(3)由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率越低；
(4)由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验中，绳端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m，
机械效率：η=W有W总=GhFs=6N×0.1m2.4N×0.3m×100%≈83.3%；
故答案为：(1)匀速；(2)乙；(3)低；(4)0.3；83.3%。
(1)实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同。
(2)根据s=nh确定绳子的股数，判断是哪一个滑轮组；
(3)比较实验1和2的条件和机械效率大小，可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响；
(4)根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式求出滑轮组效率。
在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此控制变量法的运用也十分关键。

25.【答案】解：
(1)蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知潜艇受到浮力：
F浮=G空载=m空载g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N；
(2)满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积V排=V船=30m3，
此时F浮'=ρ海gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N，
满载总重力G满=m满g=(22×103kg+240kg)×10N/kg=2.224×105N，
G注水=F浮'-G满=3×105N-2.224×105N=7.76×104N，
则由G=mg=ρgV可得注入水的体积：
V注入=G注入ρ水g=7.76×104N1.0×103kg/m3×10N/kg=7.76m3。
答：(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N；
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，至少注入7.76m3的水。 
【解析】(1)蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件即可求出浮力；
(2)已知潜艇的总体积，根据浮力公式从而求出浮力，根据满载时需要下沉时潜水器的总重力，然后求出需要注入的海水重力，利用G=mg=ρgV求出水的体积。
本题考查了重力公式、物体的沉浮条件、阿基米德原理的应用，要求认真审题灵活应用相关公式。

26.【答案】解：由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；
(1)工人做的有用功：
W有=Gh=500N×6m=3000J；
(2)拉力端移动距离：
s=2h=2×6m=12m，
工人做的总功：
W总=Fs=300N×12m=3600J；
工人做功的功率：
P=W总t=3600J20s=180W；
(3)此过程中，该装置的机械效率：
η=W有W总×100%=3000J3600J×100%≈83.3%；
(4)不计摩擦和绳重，拉力F=12(G+G轮)，
动滑轮的重力：
G轮=2F-G=2×300N-500N=100N，
匀速提起400N的重物时的拉力大小：
F'=12(G'+G轮)=12(400N+100N)=250N。
答：(1)工人做的有用功为3000J；
(2)工人做功的功率为180W；
(3)此过程中该装置的机械效率为83.3%；
(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用250N的拉力。 
【解析】由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；
(1)知道建材重力和升高的高度，利用W=Gh可以求出有用功。
(2)知道拉力，拉力端移动的距离s=2h，利用W=Fs求总功；知道做功时间，利用P=Wt求工人做功的功率。
(3)求出了有用功和总功，利用效率公式求出此过程中该装置的机械效率。
(4)不计摩擦和绳重，根据滑轮组拉力公式F=12(G+G轮)的变形公式求出动滑轮的重力，再根据F=12(G+G轮)求匀速提起400N的重物时的拉力大小。
本题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是使用滑轮组时有用功、总功、机械效率含义的理解。