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    2023-2024学年八年级物理下学期期末模拟卷02(全解全析)(人教版)
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    2023-2024学年八年级物理下学期期末模拟卷02(全解全析)(人教版)

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    这是一份2023-2024学年八年级物理下学期期末模拟卷02(全解全析)(人教版),共22页。

    2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
    需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
    在本试卷上无效。
    3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
    一、选择题(共12小题,满分27分。第1-9题为单选题,每题2分;第10-12题为多选题,全对得3分,选对但不全的得2分,选做不得分)
    1.用手拧矿泉水瓶盖时,用相同的力沿顺时针方向可使瓶盖拧紧,沿逆时针方向可把瓶盖拧松,这表明力的作用效果与力的( )。
    A.大小有关B.方向有关C.作用点有关D.以上都有关
    【答案】B。
    【解析】用手拧矿泉水瓶盖时,使用相同的力,沿不同的方向让瓶盖产生拧紧或拧松两种不同的作用效果,这表明力的作用效果与力的方向有关。故选B。
    2.诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘儿童放飞风筝的画面如图所示。以下说法中正确的是( )。
    A.风筝飞得时快时慢不需要力的作用
    B.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力是相互的
    C.越飞越高的风筝相对于地面是静止的
    D.高空中的风筝不受重力的作用
    【答案】B。
    【解析】A.力可以改变物体的运动状态,风筝飞得时快时慢需要力的作用,故A错误;
    B.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力,两力作用在两个物体上,两力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,则两力是相互作用力,故B符合题意;
    C.越飞越高的风筝与地面的相对位置改变,越飞越高的风筝相对于地面是运动的,故C不符合题意;
    D.高空中的风筝始终受重力的作用,故D不符合题意。故选B。
    3.图中踢足球的情景,小华对足球做了功的是( )。
    A.准备开球时,足球踩在脚下不动
    B.前场射门时,足球运动还未离脚
    C.中场传球后,足球在草坪上滚动
    D.后场解围后,足球腾空向上飞行
    【答案】B。
    【解析】A.做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,二者缺一不可;准备开球时,足球踩在脚下不动,足球没有移动,没有移动距离,不做功,故A不符合题意;
    B.前场射门时,足球运动还未离脚,脚对球有力的作用,且在力的方向移到了距离,人对足球做功了,故B符合题意;
    C.中场传球后,足球在草坪上滚动,不再受到人的作用力,人不做功,故C不符合题意;
    D.后场解围后,足球腾空向上飞行,人对球没有作用力,不做功,故D不符合题意。故选B。
    4.以下校园活动的场景中,有关说法正确的是( )。
    A.引体向上——人拉住单杠静止时, 单杠对人的拉力与人的重力平衡
    B.50m测试——人冲过终点时不能立即停下来, 是由于受惯性作用
    C.排球比赛——将排球向上垫起,力只改变了物体的运动状态
    D.掷实心球——若球在最高点时所受外力全部消失,球将保持静止
    【答案】A。
    【解析】A.人拉住单杠静止时,人处于平衡状态,人受到单杠的拉力和重力是一对平衡力,故A正确;
    B.人冲过终点时不能立即停下来,是由于人具有惯性。惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
    C.将排球向上垫起,在垫起的过程中力使排球发生形变,球往上运动,球由静止变为运动,球的运动状态发生改变,故C错误;
    D.掷实心球时,球的运动轨迹是抛物线,当球运动在最高点时在水平方向上有一定的速度,此时若所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,球将一直沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
    故选A。
    5.如图所示,用甲装置探究大气压强与高度的关系,用乙装置探究流体压强与流速的关系。下列说法正确的是( )。
    A.甲装置中细管内水柱的液面比瓶内水面高,说明瓶内气压小于外界大气压
    B.将甲装置从1楼拿到10楼,细管内的液面会下降
    C.乙装置中B管中气体的流速越大,A管中水面上升得越高
    D.乙装置中A管中水面上升说明在流体中流速越快的位置压强越大
    【答案】C。
    【解析】A.因为瓶内封闭气体压强等于大气压与玻璃管内水柱产生的压强之和,所以瓶内气压大于外界大气压,故A错误;
    B.将甲装置从1楼拿到10楼,瓶外大气压减小,瓶内大气压不变,则瓶内的液体会被压进细管,因此细管内的液面上升,故B错误;
    CD.往B管中吹气,吸管A上方空气的流速变大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管水面上升,故C正确,D错误。
    故选C。
    6.如图所示,装满水的甲、乙两个相同水槽,放在水平桌面上。甲水槽内放一个质量较小的鸭子A,乙水槽内放一个质量较大的鸭子B,则下列说法正确的是( )。
    A.甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等
    B.鸭子A、B受到浮力大小相等
    C.甲、乙两水槽对水平桌面的压强大小不相等
    D.鸭子A、B排出水的质量相等
    【答案】A。
    【解析】A.甲、乙两个完全相同的水槽装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,根据p=ρgh可知,水对水槽底的压强相等,故A正确;
    B.由于鸭子漂浮,浮力等于鸭子的重力,由于鸭子A的质量较小,重力小,受到的浮力也小,故B错误;
    C.由于鸭子漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可知G物=F浮=G排
    即鸭子的重力与溢出水的重力相等,则整个装置的重力是相同的,对桌面的压力也是相同的,由可知,甲、乙两水槽对水平桌面的压强大小相等,故C错误;
    D.由于鸭子漂浮,鸭子的重力与溢出水的重力相等,由于鸭子A的质量小于鸭子B的质量,根据G=mg可知,鸭子A的重力小于鸭子B的重力,所以鸭子A排开水的重力小于鸭子B排开水的重力,由G=mg可知,鸭子A排开水的质量小于鸭子B排开水的质量,故D错误。故选A。
    7.如图所示是一个杠杆式简易起吊机的原理示意图,其中杠杆OBA可绕O点转动。现施加一个始终垂直于杠杆的力F,在将重物匀速吊起的过程中,下列说法正确的是( )。
    A.杠杆的阻力臂为OAB.拉力F逐渐变小
    C.动力臂逐渐增大D.此杠杆一定为省力杠杆
    【答案】B。
    【解析】A.从支点到杠杆的重力作用线的距离为阻力臂,OA不是阻力臂,故A错误;
    BC.根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2分析,在将重物匀速吊起的过程中,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变小,所以动力变小,F逐渐变小;故B正确,C错误;
    D.由于不知道动力的作用点,所以无法判定动力臂和阻力臂的大小关系,无法判定杠杆的种类,故D错误。故选B。
    8.如图甲所示,水平面上有三段粗糙程度不同的区域,物块(体积忽略不计)在5N拉力作用下,从A区最左端静止开始运动,在刚进入C区时撤去拉力,物块最终停在C区的最右端。图乙为物块对应区域运动的v﹣t图象( )。

    ①物块在B区运动的距离为6m
    ②物块在A区所受的摩擦力等于5N
    ③拉力在B区做功的功率为15W
    ④在C区,拉力做功的大小等于摩擦力做的功
    A.只有①②正确B.只有①③正确
    C.只有③④正确D.只有①③④正确
    【答案】B。
    【解析】①由图可知,物块在2s~4s内是在区域B上匀速运动,速度是3m/s,物体在2s~4s内通过的路程是s=vt=3m/s×2s=6m
    故①符合题意;
    ②物块运动时,在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力的作用,在2s~4s内在区域B内在做匀速运动,则拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相同,摩擦力大小是5N,物块在0~2s内在区域A内做加速运动,此时的拉力要大于摩擦力,摩擦力小于5N,故②不符合题意;
    ③拉力在B区做功的功率
    故③符合题意;
    ④由图可知,物块在区域C内做减速运动,拉力F=0,拉力做功为零,摩擦力做功不为零,拉力做功小于摩擦力做的功,故④不符合题意。故选B。
    9.如图所示滑轮组中,动滑轮重,重物体放置于粗糙水平桌面上,当动滑轮下方的悬挂物体重时,恰好能够匀速下降。不考虑绳重和滑轮的摩擦,对施加一个水平向左的拉力,使物体恰好能够匀速上升,则拉力大小为( )。
    A.B.C.D.
    【答案】A。
    【解析】由图可知,通过动滑轮绳子的段数。物体B恰好能够匀速下降时,物体A处于平衡状态, A受到的滑动摩擦力和绳子的拉力作用处于平衡状态,二力大小相等,忽略绳重及摩擦,摩擦力
    对A施加一个水平向左的拉力,使B物体恰好能够匀速上升,A向左运动,摩擦力方向向右为4N,右侧绳子拉力为4N不变,根据平衡力知拉力
    故选A。
    10.小明沿水平方向推箱子前行,推力为F,如图甲所示。推箱子过程中,其和的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断正确的是( )。
    A.0~3s,箱子受到摩擦力大小为3NB.t=5s时,箱子受到摩擦力大小为9N
    C.3~9s,箱子受到摩擦力大小不变D.9~12s,箱子受到摩擦力合外力不为0
    【答案】AC。
    【解析】A.由丙图可知,前3s箱子速度为零,箱子处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力;由乙图可知,箱子所受推力为3N,则可知摩擦力也为3N,故A正确;
    BD.由图丙知9~12s内,箱子做匀速直线运动,速度为1m/s,箱子所受推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以箱子受到的合外力为0,由图乙知此时的推力F为6N,摩擦力也为6N,t=5s时,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为6N,故BD 错误;
    C.由图乙知,3~6s箱子做加速运动,6~9s箱子做减速运动,而滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与速度大小无关,所以3~9s,箱子受到摩擦力大小不变,故C正确。
    故选AC。
    11.A、B是材料和表面粗糙程度均相同的匀质实心正方体,其边长之比为2:1.如图甲所示,在F1作用下,A、B一起在水平桌面上做匀速直线运动;如图乙所示,在F2作用下,A、B也一起在同一水平桌面上做匀速直线运动,则下列对甲、乙两图的分析正确的是( )。
    A.推力的大小关系为:F1=F2
    B.A所受摩擦力的大小关系为f甲=f乙
    C.B对支持面的压力大小之比为F甲∶F乙=1∶8
    D.A对支持面的压强大小之比p甲∶p乙=9∶32
    【答案】AD。
    【解析】A.A、B是材料和表面粗糙程度均相同的匀质实心正方体,甲图和乙图都叠放在一起,对水平面的压力都等于A、B两物体重力的和,A、B接触面的粗糙程度相同,从甲图到乙图,改变的只是物体A、B与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以甲、乙两图的摩擦力相等,在两种情况下,物体都处于平衡状态(匀速直线运动),推力都等于摩擦力,故推力F2=F1,故A正确;
    B.图甲中A所受摩擦力的大小为f甲,由乙图知,物体A和B叠放在水平桌面上,当B向右匀速直线运动时,A、B间没有相对运动的趋势,没有摩擦力,即物体A所受的摩擦力f乙=0N,所以A所受摩擦力的大小关系为f甲>f乙,故B错误;
    CD.由V=L3知A、B的体积之比为8∶1,由于A、B的材料相同,所以密度相同,根据G=mg=ρgV
    知,A、B的重力之比为8∶1,由于在水平面上物体对水平面的压力等于物体受到的重力,所以B对支持面的压力大小之比为
    又A对支持面的压强大小之比为
    故D正确,C错误。故选AD。
    12.如图甲,小李同学在电子秤上放一个装有适量水的烧杯,将一个用细线系着的鹅卵石缓慢放入杯中,从石块接触水面到沉底并放手的过程中,电子秤的示数变化如图乙所示,由此可得( )。
    A.鹅卵石的重力为0.88NB.鹅卵石的体积为48cm3
    C.鹅卵石的最大浮力为0.4ND.鹅卵石的密度为1.84g/cm3
    【答案】AC。
    【解析】AC.由图乙可知,t=0时烧杯和水的质量为m1=200g=0.2kg
    当石块全部浸入水中增加的质量为240g-200g=40g=0.04kg
    即石块排开水的质量m排=0.04kg,此时鹅卵石排开水的体积最大,故浮力最大,根据阿基米德原理可知,石块受到的最大浮力为F浮=G排=m排g=0.04kg×10N/kg=0.4N
    当石块沉底、松手后,电子秤的示数为288g,即烧杯、水、石块的总质量为m2=288g=0.288kg
    所以石块的质量为m石=m2-m1=0.288kg-0.2kg=0.088kg
    所以石块的重力为G石=m石g=0.088kg×10N/kg=0.88N,故AC正确;
    B.因为当鹅卵石全部浸没在水中时,受到的浮力为0.4N,根据可得石块的体积为
    故B错误;
    D.因为石块的质量为0.088kg,石块的体积为4×10-5m3,所以石块的密度为
    故D错误。故选AC。
    二、填空题(共8小题,每空1分,满分16分)
    13.知识就是力量!让我们带着发现物理的眼光来观察一些劳动场面吧。如图所示,用扳手拧螺母时,甲比乙更容易拧动螺母,说明力的作用效果与 有关;建造房屋时,工人常常利用图丙中的重锤线检测墙体是否竖直,这是利用了 。
    【答案】力的作用点;重力的方向总是竖直向下的。
    【详解】[1]甲图中用扳手拧螺母时,在距离作用点较远的甲图拧更容易些,这表明力的作用效果与力的作用点有关。
    [2]建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的,当墙体与重垂线平行时,说明墙体是竖直的,否则说明是倾斜的。
    14.“道路千万条,安全第一条;行车不规范, 两行泪”;因此公安交通管理部门要求驾驶员和乘客必须使用安全带,如图所示。请系好安全带,车在高速行驶时,如果不系安全带,汽车一旦发生碰撞突然停止运动,乘客由于 继续向前运动,就会与车身发生碰撞,造成人身伤害。行驶的汽车受到碰撞停止运动,说明力可以改变物体的 。
    【答案】惯性;运动状态。
    【解析】[1]汽车匀速行驶时,乘客随汽车一起运动,乘客由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动,就会与车身发生碰撞,造成人身伤害。
    [2]行驶的汽车受到碰撞停止运动,汽车的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
    15.长的细绳上端固定,下端系一个质量的小球,将小球拉起至细绳与竖直方向成角的位置,然后由静止释放,不计空气阻力,则小球摆到最低点时,重力做功 J,绳子做功 J。
    【答案】0.4;0。
    【解析】[1]不计空气阻力,则小球摆到最低点时,重力做功
    [2]做功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。绳子的拉力方向与小球的运动方向垂直,在拉力方向上没有移动距离,绳子的拉力做功为0J。
    16.在杭州第19届亚运会中,中国跳水梦之队包揽全部十块金牌,延续了自参加亚运会以来不曾让金牌旁落的荣耀,再次实现“十全十美”。如图所示,跳板跳水运动员站在跳板上可以将跳板压弯,说明力可以使物体发生 ;接着跳板可以将人高高弹起,说明物体间力的作用是 的。
    【答案】形变;相互。
    【详解】[1]因为力可以使物体发生形变,所以运动员站在跳板上可以将跳板压弯。
    [2]物体间力的作用是相互的,将跳板压弯,跳板可以将人高高弹起。
    17.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车,因为列车行驶时,靠近列车一侧空气流速大、压强 (选填“大”或“小”)造成的。厨房中常在光滑的瓷砖上用到免打孔挂钩,使用时将吸盘用力按压到瓷砖上,由于 的作用,挂钩将“吸”在瓷砖表面。
    【答案】小;大气压。
    【解析】[1][2]人离列车太近时,高速列车行驶过程中,使人和列车之间的空气流动速度增大,压强减小,人外侧的压强不变,人在内外压强差的作用下,被压向列车出现事故。厨房中常在光滑的瓷砖上用到免打孔挂钩,使用时将吸盘用力按压到瓷砖上,吸盘内的空气被排出,在大气压的作用下吸盘被压在瓷砖上,从而使得挂钩“吸”在瓷砖表面。
    18.小华用“浮沉子”实验模拟潜水艇的浮沉。如图甲,玻璃瓶和矿泉水瓶分别装适量水,玻璃瓶瓶口朝下,漂浮在矿泉水瓶内的水面上。旋紧瓶盖,如图乙,当用力挤压矿泉水瓶时,瓶身变形,说明了力可以改变物体的 ;矿泉水瓶内水面上方的气体压强变大,将部分水压入玻璃瓶内,“浮沉子”的重力 浮力,加速下沉,松手后,“浮沉子”可上浮。
    【答案】形状;大于。
    【解析】[1]力可以改变物体的形状和运动状态,当用力挤压矿泉水瓶时,瓶身变形,说明了力可以改变物体的形状。
    [2]矿泉水瓶内水面上方的气体压强变大,将部分水压入玻璃瓶内,“浮沉子”的重力增加,大于它受到的浮力,那么它加速下沉,松手后,矿泉水瓶内水面上方的气体压强变小,部分水从玻璃瓶流出,“浮沉子”的重力减小,小于它受到的浮力,那么“浮沉子”可上浮。
    19.如图所示,物体A、B的质量分别为1kg和0.4kg,在物体A、B下面分别挂上完全相同的钩码C和D,此时整个装置处于静止状态,不计摩擦、绳重和滑轮重。则钩码D的质量为 kg,装置中滑轮2的作用是 。
    【答案】;0.2;改变力的方向。
    【解析】[1][2]物体A、B的重力分别为GA=mAg=1kg×10N/kg=10N,GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N
    由图可知滑轮2是定滑轮,根据定滑轮的工作特点可知,定滑轮的作用是改变力的方向。滑轮1是动滑轮,物体A、B下面分别挂上两个完全相同的钩码,动滑轮下端受A物体重力与C物体重力,向上受两股绳子的拉力(不计摩擦、绳重和滑轮重)此时整个装置处于静止状态,动滑轮则能省一半的力;则有
    代入数据解得GD=2N;故钩码D的质量为。
    20.有一种被称为“跟屁虫”的游泳救生浮球,用一条带子拴在使用者腰间,游泳时如影随形,是游泳安全的保护神。救生浮球是一个醒目的橙色气囊,其质量为250g,体积为0.01m3,正常游泳时带子是松弛的,气囊漂浮在水面,此时气囊受到的浮力是 N;在人体力不支时,可以将气囊压入水中,此时气囊对人的支持力是 N。(取g=10N/kg,ρ水=1×103 kg/m3)
    【答案】2.5;97.5。
    【解析】[1]气囊漂浮在水中受到的浮力等于重力,即
    [2]气囊全部浸没在水中,气囊受到的浮力为
    气囊受到竖直向上的浮力、竖直向下的压力、竖直向下的重力,所以人对气囊的压力为
    由于物体间力的作用是相互的所以气囊对人的支持力为。
    三、作图题(共2小题,满分4分)
    21.“百里脐橙连崀山”,新宁盛产脐橙,一个个脐橙压弯枝头,在黄绿色的橙叶下熠熠生辉。请画出下图中脐橙的重力示意图。
    【解析】根据重力的方向可知,以O点为作用点,竖直向下为方向,标注G为符号,如图所示:
    22.如下图:画出阻力和阻力臂以及使轻质杠杆在如图位置平衡的最小动力。
    【解析】阻力为施加在B点竖直向下的力,过支点O做阻力的垂线;寻找最小力,先找离支点最远的A点作为施加动力的点,过A点做杠杆的垂线,方向向上即为最小动力,如下图:
    四、简答题(1小题,共3分)
    23.北京冬奥会中国代表团获得9枚金牌,创造冬奥征战史最佳战绩。跳台滑雪运动员由高处急速滑下,到达赛道底部顺势跃向空中,向前滑翔,最终稳稳地落在地面。请用所学的物理知识回答下列问题:
    (1)冲出跳台的运动员为什么能在空中继续飞行?
    (2)运动员在下降过程中动能和重力势能是怎样转化的?
    (3)滑雪板为什么又宽又长?
    【答案】(1)运动员具有惯性;(2)重力势能转化为动能;(3)压力一定,增大受力面积减小压强。
    【解析】(1)一切物体都具有惯性,惯性是指物体保持原来的运动状态不变的性质。运动员冲出跳台后,继续保持原来的运动状态不变,所以运动员冲出跳台后还能在空中继续运动是因为运动员具有惯性。
    (2)运动员在下降过程中,高度逐渐降低,所以重力势能逐渐减小,运动员的速度越来越快,所以动能逐渐增大。所以运动员的重力势能转化为动能。
    (3)根据压强的影响因素可知,减小压强的方法是减小压力或增大受力面积,运动员的重力不变,所以对雪地的压力不变,只能通过增大受力面积来减小压强,所以把滑雪板做的又宽又长。
    五、实验题(共4小题,满分25分)
    24.(4分)小明通过查找资料得知“在弹性限度内,橡皮筋的伸长量与其所受拉力成正比”,于是他根据这个原理利用A、B两根不同的橡皮筋做成橡皮筋测力计。先将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,每个钩码的质量均为50克(如图甲),把分度值为的刻度尺放在旁边进行测量,分别记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量,根据多组测量数据画出的图像如图乙所示。
    (1)小明用橡皮筋B制成一款测力计并测量一个苹果的重力,当挂上苹果后橡皮筋的伸长量为12厘米,则该苹果的重力大小为 N;
    (2)若A自制测力计的最小刻度为,则相邻刻度线之间的距离为 ;
    (3)根据“自制测力计”成果评价量表,说一说你会选择A、B橡皮筋中的哪一根制作成测力计,并说明你们选择理由;(注:相邻两刻度线之间的距离越大,精确度越高)
    答:我会选择 橡皮筋(选填“A”或“B”),理由是 。
    【答案】1.2;2;A;精确度高。
    【解析】(1)[1] 由乙图可知,拉力在1.5N以内时,橡皮筋B受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量成正比,伸长量为5cm时,拉力为0.5N,所以伸长量为12厘米时,拉力应为1.2N,则该苹果的重力大小为1.2N。
    (2)[2] 由乙图可知,拉力在1N以内时,橡皮筋A受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量成正比,橡皮筋A受到的拉力为1N时,伸长量,所以拉力为0.1N时,伸长量应为2cm,即相邻刻度线之间的距离为2cm。
    (3)[3][4] 由乙图可知,拉力相同时,A橡皮筋的伸长量较大,则用A橡皮筋中制作成的测力计精确度高,故选择A橡皮筋。
    25.(6分)物理课上,同学们在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验,使用的器材有弹簧测力计、粗糙程度不同的铁块和木块、长木板。
    (1)小明同学将铁块放在长木板上,用弹簧测力计拉着铁块沿水平方向做匀速直线运动,弹簧测力计示数如图甲所示,匀速拉动铁块,则铁块受到滑动摩擦力的大小等于 N:如图乙所示,他又将木块和铁块叠放在一起,重复上面的操作。比较甲、乙两次实验,得到实验结论: ;
    (2)小红同学仅将铁块与木块位置颠倒,如图丙所示,重复上述实验,发现拉力发生了改变,对比乙丙两图发现,滑动摩擦力大小与 有关;
    (3)小宁同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动铁块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表:
    分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度 (选填“有关”或“无关”),小宁突发奇想,利用原来器材设计了如图丁所示的实验装置,则用拉力F加速拉动木板时,测力计示数为 N;
    【拓展】如图丁,如果在加速拉动木板时,铁块所受的力全部消失,则铁块将处于 状态。(选填“静止”、“加速运动”或“匀速运动”)
    【答案】1.2;接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;接触面粗糙程度;无关;1.2;静止。
    【解析】(1)[1]将铁块放在长木板上,用弹簧测力计拉着铁块沿水平方向做匀速直线运动,铁块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。弹簧测力计的示数如图甲所示,测力计分度值为0.2N,示数为1.2N,则铁块受到的滑动摩擦力的大小等于1.2N。
    [2]如图乙所示,将两个铁块叠放在一起,压力变大了,重复上面的操作。比较图甲、乙两次实验的结果,可以得出结论:接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
    (2)[3]乙、丙两图中压力相同,但接触面的粗糙程度不同,故探究的是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
    (3)[4]由表中数据可知,物体运动速度不同时,所受摩擦力大小相同,可知滑动摩擦力大小与物体运动的速度无关。
    [5]如图丁,铁块与木板间的压力大小以及接触面粗糙程度与甲图相同,故铁块所受滑动摩擦力大小等于甲图中铁块受到的滑动摩擦力大小,为1.2N。
    【拓展】[6]铁块原来处于静止状态,如果铁块所受的力全部消失,根据牛顿第一定律,铁块将保持静止状态。
    26.(7分)某物理兴趣小组为探究浮力的大小跟什么因素有关,做了如图甲所示的实验。
    (1)分析实验步骤 A、B、C,可以说明浮力的大小与 有关;分析实验步骤 A、C、E,可以说明浮力大小跟 有关;
    (2)图D中物体受到的浮力是 N;
    (3)实验结束后同学们想到,如果在图甲D中测力计3N的位置处标出水的密度值,就可以把这个装置改装成一个测量液体密度的密度秤。该密度秤的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的,测力计1.8N刻度所对应的液体密度为 kg/m3。
    (4)受上述实验的启发,他们利用电子秤也可以测量某木块浮力的大小,实验如图乙所示。如图中,电子秤放置于水平桌面上,设木块不吸水且体积不变,木块浸没时受到的浮力 N,木块的密度为 g/cm3。
    【答案】排开液体的体积;液体密度;1;均匀;2.2×103;0.8;0.625。
    【解析】(1)[1][2]比较步骤A、B、C可知,弹簧测力计的示数减小,物块所受浮力也增大;比较步骤步骤A、C,随着液体密度的增大,由称重法可知,说明浮力的大小还与液体密度有关。
    (2)[3]图A中,弹簧测力计示数为4N,物体的质量为0.6kg,根据称重法可知物块所受浮力为
    物体排开液体的体积
    (3)[4][5]物体浸没在液体中时,受到的浮力满足
    结合阿基米德原理,可变形得到弹簧测力计示数为
    物体的重G、物体排开液体的体积V排及g都是常数,所以F与ρ液是一次函数关系,所以该密度秤的刻度是均匀的;若弹簧测力计的示数为1.8N,则物体受到的浮力为
    则液体密度为
    (4)[6][7]将烧杯、水、木块视为一个整体,木块的质量为
    木块漂浮时,有
    木块全部浸入水中时,排开的水的质量为
    木块排开水的体积为
    因木块浸没在水中,所以物体的体积;由可得,木块的密度为

    27.(8分)学习了机械效率知识后,小明对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:A.斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关;B.斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关;C.斜面的机械效率可能跟物重有关;小明为了证实这些猜想是否正确,他设计以下方案并进行了探究,实验4在实验3的基础上木块上加了一个重为2N的钩码进行实验,实验5在实验4的基础上在斜面上铺上毛巾进行实验。
    (1)该实验的原理是 ;
    (2)该实验要求沿斜面向上用弹簧测力计拉着木块做 运动(选填“匀速直线”或“加速直线”);
    (3)分析实验1、2、3可得知:当物重和斜面的粗糙程度一定时,斜面越陡弹簧测力计的示数越 (选填“大”或“小”),斜面的机械效率越 (选填“低”或“高”);
    (4)对比实验3和4数据,能验证上述猜想 (选填“A”、“B”或“C”);
    (5)分析实验4和5数据,可以得出的结论是 ;
    (6)请你算出第5次实验木块在斜面上受到斜面的摩擦力为 ;
    (7)生活中的盘山公路其实是斜面,主要是用来 力(选填“省”或“费”)。
    【答案】;匀速直线;大;高;C;见详解;0.995N;省。
    【解析】(1)[1]在探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验中,根据W有=Gh求出有用功,W总=Fs求出总功,故该实验的原理是
    (2)[2]实验中弹簧测力计在平衡状态下更有利用读数,便于探究斜面的机械效率跟什么因素有关,故要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动。
    (3)[3][4]由表中数据可知,1、2、3次实验中,斜面的粗糙程度相同,斜面倾斜角越大,斜面越陡弹簧测力计的示数越大,效率越高。
    (4)[5]由表中数据可知,3、4次实验中,斜面的粗糙程度和斜面倾斜角相同,物重不同,根据控制变量法可知,是为了探究斜面的机械效率可能跟物重有关,故选C。
    (5)[6]由表中数据可知,4、5次实验中,斜面倾斜角和木块重力相同,斜面的粗糙程度不同,斜面的机械效率不同,斜面越光滑,机械效率越高。
    (6)[7]实验5中,W总=1.68J,W有=0.884J,则额外功为W额=W总﹣W有=1.68J﹣0.884J=0.796J
    则摩擦力的大小为
    (7)[8]根据功的原理,斜面越长,同等情况下所需要的拉力越小,所以生活中的盘山公路其实是斜面,是通过增加长度,来达到省力的目的。
    六、综合题(共3小题,满分25分)
    28.(8分)如图甲所示的金属圆柱体重为80N,中间部分是空心,上端开口,下端密闭(密闭薄片的质量、体积忽略不计)。如图乙是一个底面积为200cm2,高为20cm的空烧杯,空烧杯对水平桌面的压强为l00Pa。再在烧杯中装有深度为10cm的液体后烧杯的总质量为2.2kg如图丙所示。
    (1)空烧杯的重力为多少?
    (2)液体的密度为多少?
    (3)将圆柱体放入图丙的烧杯中触底,液面刚好与杯口相平(液体未溢出,圆柱体不吸收液体),如图丁所示,圆柱体恰好有一半在液面的上方。若将圆柱体从图丁中取出正放在水平桌面上(如图甲所示),沿水平方向切掉一半,圆柱体对桌面的压强为p1;若将圆柱体从图丁中取出杯口朝下倒扣在水平桌面上,沿竖直方向切掉一半(仍然直立),圆柱体对桌面的压强为p2,取出时均不考虑圆柱体带出的液体。已知pl:p2=l:4,求金属圆柱体的材料密度为多少?
    【答案】(1)2N;(2)1g/cm3;(3)4g/cm3。
    【解析】(1)烧杯对水平桌面的压强为l00Pa,则空烧杯对桌面的压力为
    空烧杯的重力等于其对桌面的压力,即
    (2)再在烧杯中装有深度为10cm的液体后烧杯的总质量为2.2kg,则烧杯和液体的总重力为
    液体的重力,
    液体的密度
    (3)将圆柱体放入图丙的烧杯中触底,液面刚好与杯口相平,则液面高20cm,圆柱体恰好有一半在液面的上方,则圆柱体高40cm,液体的体积为
    将圆柱体放入图丙的烧杯后液体的底面积为

    沿水平方向切掉一半,圆柱体对桌面的压强为p1;若将圆柱体从图丁中取出杯口朝下倒扣在水平桌面上,沿竖直方向切掉一半(仍然直立),圆柱体对桌面的压强为p2,两次放置圆柱体对桌面的压力不变,由于pl:p2=l:4
    则由可得

    实心部分的体积为
    金属圆柱体的材料密度为。
    答:(1)空烧杯的重力为2N;(2)液体的密度为1g/cm3;(3)金属圆柱体的材料密度为4g/cm3。
    29.(9分)如图甲《天工开物》记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,汲满水后,人竖直向上拉挂木桶的绳子,通过横杆的作用,后端的配重物下降,可以使装有水的木桶匀速上升,小江制作了如图乙的模拟装置,不计质量的轻杆AB可绕O点无摩擦转动,不计绳重,已知小江的质量为52kg,AO∶OB=1∶4,当B端挂着一个容积为18L质量为2kg的空木桶时,杆AB刚好能保持水平静止,试求:
    (1)A端配重重力;
    (2)如图丙,桶装满水,杆AB保持水平静止,双脚站立的小江对绳的拉力大小;
    (3)若小江每只脚与水平地面的接触面积为250cm2,问(2)中小江对地面的压强。
    【答案】(1)80N;(2)180N;(3)1.4×104Pa。
    【解析】(1)由题意可知,空木桶的重力为G桶=m桶g=2kg×10N/kg=20N
    杠杆水平平衡时,由杠杆的平衡条件可得GA×OA=G桶×OB
    解得A端配重重力为
    (2)桶装满水时,桶中水的重力为G水=m水g=ρ水V水g=1×103kg/m3×18×10-3m3×10N/kg=180N
    则桶和水的总重力为G总=G水+G桶=180N+20N=200N
    由(1)中分析可知,杠杆水平平衡时,此时杠杆B端对绳子的拉力FB等于空桶的重力G桶不变,即
    FB=G桶=20N
    对该绳子受力分析可知,绳子受到向上的杠杆B端的拉力FB、向下的空桶和水的拉力F总、向上的人的拉力F拉,由力的平衡可得FB+F拉=F总=G总
    解得人对绳子向上的拉力为F拉=G总-FB=200N-20N=180N
    (3)由力的作用的相互性可知,绳子对人有向下的拉力F′拉,人同时还受到向下的重力G人和向上的地面的支持力F支,由力的平衡可得F支=G人+F′拉=m人g+F′拉=52kg×10N/kg+180N=700N
    同理可得,人对地面的压力F压等于地面对人的支持力F支,即F压=F支=700N
    故由可得,人对地面的压强为
    答:(1)A端配重重力为80N;(2)双脚站立的小江对绳的拉力大小为180N;(3)小江对地面的压强为1.4×104Pa。
    30.(8分)小明是一位热爱物理、善于观察、爱动手实验的好同学,周末,小明居家做一系列的小实验;
    (1)如图甲所示,小明用尺子快速水平击打盖在杯口的硬纸片,鸡蛋由于具有 并未随纸片一起飞出,纸片飞出后,鸡蛋掉入杯内的清水中;小明往清水中逐渐加盐,发现鸡蛋由沉底变为悬浮最后漂浮在水面上,此实验证明了浮力的大小与液体的 有关,鸡蛋悬浮时受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)漂浮时受到的浮力;
    (2)夏天,小明家附近有很多蚊子,小明发现蚊子虽然那么弱小,它却能叮破我们的皮肤;原来蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大,但由于口器十分尖锐,因而能轻易刺穿皮肤,这是通过减小受力面积的方式从而 (选填“增大”或“减小”)了压强;
    (3)如图乙所示,小明用力将60N重的水桶从地面匀速竖直向上提起0.5m的过程中,手的拉力对水桶所做的功为 J,小明又提着水桶在水平路面上匀速前行了10m,前行过程中手的拉力对水桶所做的功为 J;
    (4)小明想将一颗图钉压入墙面,如图丙所示,图钉尖的面积是0.05mm2,手指对图钉帽的压力大小为20N,图钉尖对墙面的压强大小是 Pa;为了探究液体压强与液体深度的关系:小明在空矿泉水瓶的侧壁不同的深度处开三个小孔,然后装满水,拿去瓶盖,水从小孔射出,如图丁所示,这个现象说明了:液体压强随深度的增加而 。
    【答案】惯性;密度;等于;增大;30;0;4×108;增大。
    【解析】(1)[1]小明用尺子快速水平击打盖在杯口的硬纸片,硬纸片受力的作用而飞出,鸡蛋由于具有惯性,保持静止,并未随纸片一起飞出。
    [2]往清水中逐渐加盐,盐水的密度增大,鸡蛋浸没在水中时,排开盐水的体积一定,由阿基米德原理可知,鸡蛋受到的浮力增大,所以证明了浮力的大小与液体的密度有关。
    [3]由沉浮条件可知,鸡蛋悬浮时,受到的浮力等于鸡蛋的重力,鸡蛋漂浮时,受到的浮力也等于鸡蛋的重力,所以鸡蛋悬浮时受到的浮力等于漂浮时受到的浮力。
    (2)[4]蚊子的口器对皮肤的压力不大,但蚊子的口器十分尖锐,与皮肤的接触面积非常小,这是通过减小受力面积的方式来增大压强。
    (3)[5]将60N重的水桶从地面匀速竖直向上提起0.5m的过程中,手的拉力对水桶所做的功
    W=Fs=60N×0.5m=30J
    [6]提着水桶在水平路面上匀速前行了10m,前行过程中,手的拉力方向竖直向上,水桶水平运动,所以水桶没有在力的方向上运动距离,所以手对水桶所做的功为0。
    (4)[7]图钉尖的面积是0.05mm2,手指对图钉帽的压力大小为20N,则图钉尖对墙面的压力也为20N,则图钉尖对墙面的压强
    [8]由图可知,水从上面小孔射出的距离小,水从下面的小孔射出的距离大,所以下面的水受到的压强大,故这个现象说明了:液体压强随深度的增加而增大。评价内容
    评价标准
    5分
    3分
    1分
    科学性
    精确度高
    精确度较高
    精确度低
    实用性
    量程大,携带方便
    量程较大,携带较方便
    量程小,携带不方便
    美观性
    外形美观,结构完整
    外形较美观,结构较完整
    外形不美观,结构不完整
    实验次数
    1
    2
    3
    4
    运动速度(m/s)
    0.3
    0.4
    0.5
    0.6
    测力计的示数(N)
    1.2
    1.2
    1.2
    1.2
    序号
    接触面的粗糙程度
    斜面倾斜角(斜面倾斜程度)
    木块重力G/N
    斜面高度h/m
    有用功W有/J
    拉力F拉/N
    斜面长s/m
    总功WB/J
    机械效率η/%
    1
    木板
    30°
    1.4
    0.085
    0.119
    0.50
    0.8
    0.4
    29
    2
    木板
    40°
    1.4
    0.155
    0.217
    0.60
    0.8
    0.48
    45
    3
    木板
    50°
    1.4
    0.260
    0.364
    0.80
    0.8
    0.64
    57
    4
    木板
    50°
    3.4
    0.260
    0.884
    1.93
    0.8
    1.55
    57
    5
    毛巾
    50°
    3.4
    0.260
    0.884
    2.10
    0.8
    1.68
    53
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