重庆市南岸区2024-2025学年八年级下学期期末考试模拟练习卷物理试卷（解析版）

这是一份重庆市南岸区2024-2025学年八年级下学期期末考试模拟练习卷物理试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（共12小题，满分36分，每小题3分）
1．（3分）下列有关生活中的估测值，最接近实际情况的是（ ）
A．教室内空气的密度是1.3g/cm3
B．苏科版初二物理教科书（下册）的质量约为200g
C．一个鸡蛋的重力约为5N
D．一名中学生站立时对地面的压强约为103Pa
【答案】B
【解析】A.教室内空气的密度约为1.3kg/m3＝1.3×10﹣3g/cm3，故A不符合实际；
B.苏科版初二物理教科书（下册）的质量约为200g，故B符合实际；
C.一个鸡蛋的重力约为0.5N，故C不符合实际；
D.一个中学生的体重约为500N，其对地面的压力F＝G，地面的受力面积约为0.04m2，则双脚站立的中学生，对水平地面的压强p=FS=500N0.04m2=1.25×104Pa，故D不符合实际。
2．（3分）下列现象中，属于力现象的是（ ）
A．春天，冰雪熔化B．夏天，电闪雷鸣
C．秋天，红叶满山D．冬天，雪花飘落
【答案】D
【解析】A.冰雪熔化是热现象，故A错误；
B.电闪雷鸣是电现象，故B错误；
C.红叶满山是光现象，故C错误；
D.雪花飘落是受到了重力的作用，是力现象，故D正确。
3．（3分）如图所示，人坐在吊椅（椅面水平）上静止时，下列说法正确的是（ ）
A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力
B．人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力
C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力
D．人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力
【答案】B
【解析】A.人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力大小不相等，方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，不是一对平衡力，故A错误；
B.人所受的重力和吊椅对人的支持力大小相等，方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故B正确；
C.吊椅所受的重力与吊椅对地球的吸引力是相互作用力，故C错误；
D.人所受的重力和人对吊椅的压力是不同性质的两个力，故D错误。
4．（3分）如图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（ ）
A．船桨B．钓鱼竿
C．钢丝钳D．镊子
【答案】C
【解析】A.船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂。属于费力杠杆，故A错误；
B.钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂。属于费力杠杆，故B错误；
C.钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂。属于省力杠杆，故C正确；
D.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂。属于费力杠杆，故D错误。
5．（3分）如图是丰子恺的书画作品，生动描绘了儿童学种瓜的场景，下列说法错误的是（ ）
A．蹲坐的儿童站起来过程中，儿童受到平衡力的作用
B．风吹枝弯，说明力可以改变物体的形状
C．提水桶时感觉到桶在拉手，说明力的作用是相互的
D．提水前行中突然减速，水溅出是由于水具有惯性
【答案】A
【解析】A.蹲坐的儿童站起来，重心上升，重力势能变大，蹲坐的儿童站起来过程中，不是静止或匀速直线运动状态，则儿童受到非平衡力的作用，故A错误；
B.风吹枝弯，说明力可以改变物体的形状，故B正确；
C.提水桶时感到桶在拉手，说明力的作用是相互的，故C正确；
D.提水前行中突然减速，桶速度变小，水由于惯性保持原来的速度，向前运动溅出，故D正确。
6．（3分）如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ）
A．甲：举着杠铃不动
B．乙：将货物从地面搬到车上
C．丙：大力士支撑着大轮胎静止不动
D．丁：小静背着书包在等车
【答案】B
【解析】A.举着杠铃不动，对杠铃有向上的力，但杠铃没有在力的方向上移动距离，所以人对杠铃不做功，故A不合题意；
B.将货物从地面搬到车上，人对货物施加了向上的力，货物在力的方向上移动了距离，所以人对货物做了功，故B符合题意；
C.大力士支撑着大轮胎静止不动，人对轮胎施加了力，但轮胎没有在力的方向上移动距离，所以人对轮胎不做功，故C不合题意；
D.小静背着书包在等车，人对书包施加了向上的力，但书包没有在力的方向上移动距离，所以人对书包不做功，故D不合题意。
7．（3分）很多动物为了适应自身生存的环境，进化出了符合一定物理规律的身体部位，对此，从物理学的角度给出的解释中正确的是（ ）
A．啄木鸟的嘴很尖细，可以增大压强，从而凿开树干，捉到躲藏在深处的虫子
B．骆驼的脚很大，可以减小压力，从而使其在沙漠中自如行走
C．老鹰的爪根尖锐，捕获猎物时是为了减小压强
D．深水里的鱼，捕到岸上时会死掉，主要原因是水面上的压强比深水处大得多
【答案】A
【解析】A.啄木鸟的嘴很尖细，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，有利于其凿开树干，捉到藏在深处的虫子，故A正确；
B.骆驼的脚很大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，从而使其在沙漠中自如行走，故B错误；
C.老鹰的爪根尖锐，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，有利于捕获猎物，故C错误；
D.深水里的海鱼，捕到岸上时会死掉，是因为海鱼生活在深海中，体内有一个压强与体外的海水压强相抗衡，若捞出来，海水压强消失，体内的压强就会把海鱼撑死，故D错误。
8．（3分）某同学将一支自制的简易密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止后的情形如图所示，两液面相平。下列判断正确的是（ ）
A．密度计在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
B．甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C．密度计越靠上的刻度，所标的密度值越大
D．甲液体的密度比乙液体的密度大
【答案】B
【解析】AD.同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，则F浮甲＝F浮乙＝G，即：密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计的重力G，故A错误；
由图知密度计排开液体的体积V排甲＞V排乙，且F浮甲＝F浮乙，
根据F浮＝ρ液V排g可得ρ液=F浮V排g，则ρ甲＜ρ乙，故D错误；
B.由图可知两液体液面相平，ρ甲＜ρ乙，甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小，故B正确；
C.由AD可知，密度计浸入液体的深度越小，说明液体的密度越大，即密度计越靠近上方的刻度，其相应的密度数值越小，故C错误。
9．（3分）将两个完全相同的物体A.B，分别放在甲、乙两种液体中时处于如图所示的漂浮状态，且此时液面处于同一水平高度。由此可判断（ ）
A．A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力
B．甲液体密度小于乙液体密度
C．物体A.B下表面所受液体压强相等
D．甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强
【答案】C
【解析】A.已知物体A.B是完全相同的，则两物体的重力相同，A.B分别放入两杯中，两物体漂浮，受到的浮力F浮＝G，故两物体受到的浮力相同，即F浮A＝F浮B，故A错误；
B.由图可知：B排开液体的体积大，两物体受到的浮力相同，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知：液体的密度ρ甲＞ρ乙，故B错误；
C.因为物体A.B所受的浮力相等，所以上下表面所受的压力差相等，上表面所受液体压力都为0，因此物体A.B下表面所受液体压力相等，根据p=FS可知A.B下表面所受液体压强相等．故C正确。
D.静止时甲、乙液面刚好相平（如图所示），即容器底部的深度相同，图中甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲＞ρ乙，根据p＝ρgh可知，两烧杯底部所受液体的压强分别为p甲＞p乙，故D错误；
10．（3分）水平桌面上两个相同的容器中盛有等量的同种液体，现将体积相同的甲、乙两个实心物块分别放入两个容器中，物块静止时如图所示，则（ ）
A．甲物块受到的浮力比乙的大
B．甲物块的密度比乙的大
C．两容器底部受到液体的压强一样大
D．右边的容器对桌面的压强大
【答案】D
【解析】A.甲、乙物块的体积相同，由图知甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知，在液体密度相同时，甲物块所受浮力小于乙物块所受的浮力，故A错误；
B.由图可知，由甲漂浮在液面，则ρ甲＜ρ液，乙悬浮在液体中，则ρ乙＝ρ液，所以ρ甲＜ρ乙，故B错误；
C.由图可知右边容器中的液体要深一些，由p＝ρgh可知，右边容器底部受到的压强较大，故C错误；
D.因为ρ甲＜ρ乙，且V甲＝V乙，由ρ=mV可知，m甲＜m乙，又因为两个相同的容器中盛有等量的同种液体，所以右边容器的总重力大于左边容器，即右边容器对桌面的压力大于左边容器，由p=FS可知，右边容器对桌面的压强比左边大，故D正确。
11．（3分）如图所示，浮力在生产生活中有很多应用，下列说法正确的是（ ）
A．甲：同一密度计测量酒精和水的密度时，受到的浮力不同
B．乙：“山东号”航母上的舰载机起飞后，航母受到的浮力不变
C．丙：盐水选种时，饱满的种子会静止在容器底部
D．丁：潜水艇通过改变浮力实现下沉和上浮
【答案】C
【解析】A．同一密度计在不同液体中始终漂浮，浮力等于重力，重力不变，则浮力不变，故A错误；
B．“山东号”航母上的舰载机起飞前后，航母始终漂浮，浮力等于重力，舰载机起飞后，重力变小，则受到的浮力变小，故B错误；
C．根据物体的沉浮条件，盐水选种时，饱满的种子密度大于水的密度，会静止在容器底部，故C正确；
D．潜水艇自身体积不变，浮力不变，通过改变自身重力实现下沉和上浮，故D错误。
12．（3分）如图甲所示，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象，若不计水的阻力（g＝10N/kg，ρ＝1.0×103kg/m3），则下列结论错误的是（ ）
A．石料全部没入水中时受到的浮力是500N
B．石料的体积是0.05m3
C．石料的密度是2.5×103kg/m3
D．石料的重力是1400N
【答案】C
【解析】AD.石料以恒定的速度下降，当石料没有浸入水中时，重力与拉力是一对平衡力，则由图乙可知，石料的重力为1400N；
石料浸没后钢丝绳的拉力为900N，则此时石料受到的浮力为：F浮＝G﹣F拉＝1400N﹣900N＝500N；故AD正确；
B.石料浸没在水中，根据F浮＝ρ水V排g可得，石料的体积：
V＝V排=F浮ρ水g=500N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.05m3，故B正确；
C.由G＝mg可得石料的质量：
m=Gg=1400N10N/kg=140kg，
则石料的密度：
ρ石=mV=140kg0.05m3=2.8×103kg/m3，故C错误。
二．填空题（共12小题，满分22分）
13．（2分）首次测出大气压值的著名实验是 _________ 实验。一标准大气压可以支持 _______ mm高的水银柱。
【答案】托里拆利；760
【解析】首次测出大气压值的著名实验是托里拆利实验。一标准大气压可以支持760mm高的水银柱。
14．（2分）陇南绿茶是陇南市“甘味”农产品区域公用品牌之一。泡茶时能闻到浓浓茶香，这是 _______ 现象。拿起杯盖，杯盖内表面会粘有很多小水珠不掉落，说明分子之间存在 _______ （选填“引力”或“斥力”）。
【答案】扩散；引力
【解析】（1）泡茶时能闻到浓浓茶香，这是扩散现象，是由于分子不停做无规则运动造成的。
（2）拿起杯盖，杯盖内表面会粘有很多小水珠不掉落，说明杯盖分子和水分子之间存在相互作用的引力而使它们不分开。
15．（2分）如图所示，两手指略为用力压住铅笔，使它保持静止，则左侧手指所受压力 _______ 右侧手指所受压力（选填“大于”、“小于”或“等于”），再结合对比两侧手指的感受，能够得出的初步结论是：在压力相同时，___________ 越小，压力作用效果越明显。
【答案】等于；受力面积
【解析】（1）铅笔静止时，受力平衡，两侧的压力大小相等。
（2）右侧受力面积更小，手指感觉到更痛，故得出结论：在压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
16．（2分）如图所示，取两张大小相同、彼此正对且自然下垂的白纸，如果从两张纸中同的上端向下吹气，那么，这两张纸将会出现 __________ （选填“互相靠拢”或“彼此远离”）的现象，此实验表明：气体在流速大的地方压强较 ________ （选填“大”或“小”）。
【答案】互相靠拢；小
【解析】当向中间吹气时，中间的空气流动速度增大，压强减小。纸外侧的压强不变，纸受到向内的压强大于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，纸在压力差的作用下互相靠拢；
大量实验表明，在气体或液体中，流速越大的地方，压强越小。
17．（2分）随着我国人工智能技术的不断发展，各种各样的机器人已经走进你我的生活。如图所示是一种“擦窗机器人”，其质量为1.2千克，它的“腹部”有一个吸盘。当“擦窗机器人”的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，由于 _________ 的作用，它能牢牢地“吸”在竖直的玻璃上静止不动，若工人再给它施加个垂直于玻璃的2N的压力，则它受到的摩擦力大小等于 _______ N。
【答案】大气压强；12
【解析】当“擦窗机器人”的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，由于大气压强的原因，它被牢牢地“吸”在竖直的玻璃上静止不动；此时，它自身的重力与它受到的摩擦力是一对平衡力，故f＝G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N。
18．（2分）法国物理学家 __________ 的主要成就之一是对压强进行了研究，压强的单位就是用他的名字来命名的。他还利用著名的“裂桶实验”生动地证明了：液体压强的大小与液体 _______ 有关，而与液体的多少无关。
【答案】帕斯卡；深度
【解析】帕斯卡在物理方面的主要成就就是对流体静力学和大气压强的研究。此外帕斯卡通过“裂桶”实验说明了液体的压强与深度有关，深度越深，压强越大。
19．（2分）如图是某商场的自动扶梯，扶梯的部分几何尺寸如图所示，质量为40kg的小华站在扶梯上从商场一楼到二楼，已知扶梯以1m/s的速度匀速上行。则扶梯对他做的功是 _______ J，对他做功的功率是 _______ W（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】1200；240
【解析】（1）由图可知扶梯的高h＝3m，小华的质量m＝40kg，则扶梯对他做的功为：
W＝Gh＝mgh＝40kg×10N/kg×3m＝1200J；
（2）由勾股定理可求出扶梯的长度为s＝5m，从一楼到二楼的时间为：t=sv=5m1m/s=5s，
则扶梯对他做功的功率为：P=Wt=1200J5s=240W。
20．（2分）如图所示，一个重为50N的木块被F＝15N的水平力压在竖直墙面上，3s内匀速下滑了30cm，则匀速下滑的过程中压力F做的功为 _______ J，重力做功的功率为 _______ W。
【答案】0；5
【解析】木块竖直匀速下滑时，在压力的方向没有通过一定的距离，故压力F不做功，即做功为0J；
重力做的功：W＝Gh＝50N×30×10﹣2m＝15J，
重力做功的功率：P=Wt=15J3s=5W。
21．（2分）如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为 _______ 瓦；
（2）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升10厘米，则装置的机械效率会 _______ （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
【答案】（1）0.6；（2）变大
【解析】（1）由图可知n＝2，拉力移动的距离s＝nh＝2×10×10﹣2m＝0.2m，
则拉力做的功：W＝Fs＝6N×0.2m＝1.2J；
则拉力的功率：P=Wt=1.2J2s=0.6W；
（2）若重物G增大为12牛，而动滑轮的重力不变，根据不计绳重和摩擦时，根据η=W有W总=W有W有+W额外=GhGh+G动h=GG+G动可知，则该装置的机械效率会变大。
22．（2分）如图甲所示，圆柱形容器内装有30cm深的某种液体，柱形物块A的底面积SA＝25cm2，高hA＝20cm，将物块A与足够长的轻质细杆相连，杆的上端固定在天花板上，调节容器的初始位置，使杆对物块A的作用力F为零，再用外力让容器缓慢竖直向上移动，直到物块A刚好接触容器底部为止，h表示物块A的下表面与容器底的距离，杆对物块A的作用力F随h变化的图象如图乙所示，整个过程中没有液体溢出。则物块A浸没时受到的浮力是 _______ N；当容器竖直向上移动6cm时，液体对容器底的压强为_______ Pa。
【答案】12N；9240Pa
【解析】当物块A的下表面与容器底的距离为30cm时，对物块A进行受力分析，
此时物块A受到重力GA与杆对物块A的拉力F1，故GA＝F1＝3N，
此时液体体积V液＝S容器×30cm①；
当物块A刚好浸没时，物块A的下表面与容器底的距离为20cm，此时液体深为40cm，
对物块A进行受力分析，
物块A受到向上的浮力F浮向下的重力GA和杆对A的支持力F2，
故F浮＝GA+F2＝3N+9N＝12N，
V液+VA＝S容器×40cm②，
联立①②得S容器＝50cm2，
由F浮＝ρ液gVA得
ρ液=F浮gVA=12N10N/kg×5×10-4m3=2.4×103kg/m3；
当调节容器到初始位置时，由于杆上的力为0N，
所以此时物体受到的浮力F浮初始＝GA＝3N，
由F浮初始＝ρ液gV排得
V排=F浮初始ρ液g=3N2.4×103kg/m3×10N/kg=1.25×10-4m3=125cm3，
此时液面初始高度
h初始=V液+V排S容器=30cm×50cm2+125cm350cm2=32.5cm；
设容器上移距离为Δh容，液面高度变化为Δh液，则有
SA×Δh容＝Δh液（S容器﹣SA），
代入数据解得Δh液＝6cm，
容器上移后液面高度
h上移＝h初始+Δh液＝32.5cm+6cm＝38.5cm＝0.385m，
故容器上移后压强
p上移＝ρ液gh上移＝2.4×103kg/m3×10N/kg×0.385m＝9240Pa。
23．（1分）攀岩是年轻人非常喜欢的一种运动，如图甲是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景，图乙是这一时刻的简化图，请以重心O为作用点，在图乙中画出运动员所受的重力G和峭壁对运动员的支持力F支的示意图。
【答案】
【解析】运动员处于静止状态，受到竖直向下的重力、垂直于峭壁的支持力的作用，这两个力作用在O点上，力的示意图如图：
24．（1分）请在图中画出使杠杆OAB在图示位置平衡时最小动力F的示意图。
【答案】
【解析】由图示可知，线段OB是最大的动力臂L，此时力F最小，过B点作线段OB的垂线即可作出动力F，方向斜向上，如图所示：
三．实验探究题（共3小题，满分20分）
25．（5分）【实验名称】探究杠杆的平衡条件
【设计并进行实验】（1）实验前，将杠杆的中点处置于支架上，杠杆静止时如图甲所示，这时杠杆处于 _______ （选填“平衡”或“不平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 _______ （选填“左”或“右”）调节。调节杠杆在水平位置平衡是为了 _____________________________________________ 。
（2）杠杆平衡后，小明同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 _______ 个钩码，使杠杆在水平位置平衡。此时，若杠杆两侧A.B处各增加一个钩码，杠杆 _______ （后两空均选填下列字母）。
A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断
（3）小明改用弹簧测力计在图丙中的C位置斜向下拉，若每个钩码重1N，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数将 _______ （选填“大于”“小于”或“等于”）1N。
（4）小明在实验中记录了三组实验数据如下表。
【实验结论】由实验数据可得，杠杆的平衡条件是 ___________________ （用公式表示）。
【答案】（1）平衡；左；消除杠杆的重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂；
（2）4；A；（3）大于；（4）F1L1＝F2L2
【解析】（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时杠杆处于静止状态，杠杆处于平衡状态；说明杠杆的重心在支点右侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡，消除杠杆的重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂；
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，2G×2L＝nG×L，解得：n＝4，即在B位置挂上4个钩码，使杠杆在水平位置平衡；
小明在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2得：3G×2L＞5G×L，所以杠杆左端下沉，故答案为A；
（3）由图丙可知，如果弹簧测力计竖直下拉，根据F1L1＝F2L2可得F2=FALAL2=2N×2L4L=1N，因为小明在C位置斜向下拉，L2小于4L，所以F2大于1N；
（4）根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 （或F1L1＝F2L2）
26．（7分）“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想。
猜想1：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关；
猜想2：浮力的大小跟液体的密度有关；
（1）小明用重为3.2 N的物体A做了如图所示的实验，该实验验证了猜想 _______ 是正确的。可得出结论：在同种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力 _______ 。
（2）下表是小明验证猜想2时收集的实验数据：分析比较表中数据和图 _______ （选填“甲”“乙”或“丙”）实验中的数据可知：浮力的大小与液体的密度 _______ （选填“有关”或“无关”）。
【答案】（1）一；越大；（2）丙；有关
【解析】（1）由图知，物体浸在水中的体积不同，弹簧测力计示数不同，说明物体A受到的浮力不同，可知物体所受浮力与物体排开液体的体积有关，可验证猜想1是正确的；
浸在水中的体积越大，测力计的示数越小，即所受的浮力越大，可得在同种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；
（2）表格中数据及图中的丙都是完全浸没，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，且测力计的示数不同，可探究物体所受浮力与液体密度的关系，并得出浮力与液体的密度有关。
27．（8分）【实验名称】测量金属块的密度：
【实验器材】托盘天平、量筒、水、细线、烧杯、金属块、电子秤；
【实验原理】__________ ；
【实验步骤】（1）将天平放在水平台面上，将游码移至标尺零刻度线处，指针指示的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向 _______ （选填“左”或“右”）端调节，使横梁水平平衡；
（2）将金属块放在天平的 _______ 盘，用镊子向另一个盘中加减砝码并移动游码。当天平横梁再次水平平衡时，所加砝码和游码位置如图乙所示，则金属块的质量为 _______ g；
（3）往量筒中倒入26mL的水，用细线拴住该金属块缓慢放入量筒中，量筒中水面位置如图丙所示，测出金属块的体积为 _______ cm3；
（4）实验测得该金属块的密度为 _______ g/cm3；
【拓展】某同学利用电子秤、一根细绳、烧杯和水设计了另一种实验方案，如图丁所示；
①如图A，向烧杯中倒入适量水，电子秤的示数为m0；
②如图B，将金属块用细线系住，用手拉住细线，使金属块浸没于水中，电子秤的示数为m1；
③如图C，将金属块沉入杯底，松开细线，静止时电子秤的示数为m2；
④金属块的密度ρ金属块＝_________________ （用m0、m1、m2、ρ水表示）。
【答案】ρ=mV；（1）左；（2）左；62.4；（3）10；（4）6.24；（5）m2-m0m1-m0ρ水
【解析】测量物体的密度，需要测量质量和体积，由ρ=mV得到物体的密度，实验原理是ρ=mV。
（1）指针指示的位置如图甲所示，指针右偏说明右盘质量偏大，则平衡螺母应向左调节；
（2）将金属块放在天平的左盘，向右盘添加砝码。由图乙可知金属块的质量为m＝50g+10g+2.4g＝62.4g；
（3）由图丙可知，金属块和水的总体积为V总＝36mL，金属块的体积为V金＝V总﹣V水＝36mL﹣26mL＝10mL＝10cm3；
（4）金属块的密度为
ρ=mV=62.4g10cm3=6.24g/cm3；
（5）图B中，电子秤受到了烧杯和水的重力，并且增加的力为G物﹣F拉，则增加力的大小和浮力大小相等，由阿基米德原理可知，增加力的大小和排开液体的重力相等，所以增加的质量即为金属块排开水的质量，表达式为m1﹣m0，因为物块浸没在水中，物块的体积
V=V排=m1-m0ρ水；
将金属块沉入杯底、松开细线，静止时电子秤的示数为m2，则金属块的质量为m2﹣m0；金属块的密度
ρ金属块=m物V物=m2-m0m1-m0ρ水=m2-m0m1-m0ρ水。
四．计算题（共3小题，满分22分）
28．（6分）已知路灯检修车（如图所示）的质量为3t，当其以30kW的恒定功率在水平路面上匀速行驶时，所受阻力为车重的0.1倍。（g取10N/kg））求：
（1）该路灯检修车在水平路面上匀速行驶时的速度是多少；
（2）在检修路灯时，利用该检修车的升降臂将质量为60kg的检修工人提升8m，用时20s，在这一过程中，升降臂克服工人重力做功的功率是多少。
【答案】（1）汽车的重力：G＝mg＝3000kg×10N/kg＝30000N，
阻力：f＝0.1G＝0.1×30000N＝3000N，
汽车匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力：F＝f＝3000N，
由P=Wt=Fst=Fv得到汽车的速度：v=PF=30000W3000N=10m/s；
（2）升降臂克服工人重力做功：W＝G人h＝m人gh＝60kg×10N/kg×8m＝4800J，
升降臂克服工人重力做功的功率：P人=Wt=4800J20s=240W。
答：（1）该路灯检修车在水平路面上匀速行驶时的速度是10m/s；
（2）在检修路灯时，利用该检修车的升降臂将质量为60kg的检修工人提升8m，用时20s，在这一过程中，升降臂克服工人重力做功的功率是240W。
29．（8分）如图所示是物理科技小组设计的锻炼力量的简易健身器材，重力不计的轻质杠杆AB可绕固定点O无摩擦转动，OA长0.6m。现用不可伸长的轻绳将底面积为100cm2的长方体M挂在杠杆的B端，当在A点施加竖直向下的拉力F为360N时，杠杆B端所受绳子的拉力为180N，此时杠杆处于水平平衡状态，且M对地面的压强为7000Pa。求：
（1）OB长为多少m；
（2）物体M的质量为多少kg；
（3）物理科技小组的同学保持F的大小不变，将F的作用点从A点向O点移动30cm，同时将M沿竖直方向切去15，则切之后M稳定时对地面的压强为多少Pa？
【答案（1）由杠杆平衡条件得，F×OA＝FB×OB，则OB=F×OAFB=360N×0.6m180N=1.2m；
（2）M对地面的压力F′＝pS＝7000Pa×100×10﹣4m2＝70N，地面对M的支持力为F支＝F′＝70N，杠杆对M的拉力F拉＝FB＝180N，M的重力G＝F拉+F支＝180N+70N＝250N，物体M的质量m=Gg=250N10N/kg=25kg；
（3）由杠杆平衡条件得，F×（OA﹣0.3m）＝F′B×OB，M对B端的拉力F′B=360N×(0.6m-0.3m)1.2m=90N，M对B端的拉力FM＝F′B＝90N，将M沿竖直方向切去15，其重力G′=45G=45×250N=200N，切之后M稳定时对地面的压力F压＝G′﹣FM＝200N﹣90N＝110N，M稳定时对地面的压强p′=F压S'=110N100×45×10-4m2=1.375×104Pa
答：（1）OB长为1.2m；
（2）物体M的质量为25kg；
（3）物理科技小组的同学保持F的大小不变，将F的作用点从A点向O点移动30cm，同时将M沿竖直方向切去15，则切之后M稳定时对地面的压强为1.375×104Pa。
30．（8分）浮船打捞铁牛是通过改变船上的沙石将铁牛从河底拉上来，小华对此产生了浓厚的兴趣，于是建立了以下模型进行研究。如图甲所示，金属块A静止在河底，金属块A的体积为2×10﹣4m3，密度为4×103kg/m3，上表面距离水面60cm。如图乙所示，重4N，体积3.6×10﹣3m3的小船装有18N的沙石，细绳将金属块A和小船紧连，细绳对小船的拉力为2N。如图丙所示，将小船内的沙石清除一部分后，小船有23体积露出水面，金属块A被拉离河底静止在水中细绳的质量和体积忽略不计，求：
（1）图甲中，求金属块A上表面受到的水的压强是多少？
（2）图乙中，船露出水面的体积的是多少？
（3）图丙中，小船内剩余沙石的质量是多少？
【答案】（1）图甲中，金属块A上表面受到的水的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣2m＝6000Pa；
（2）甲图中，把小船和沙石看成一个整体，小船和沙石受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，小船处于平衡状态，
根据力的平衡条件可知，小船受到的浮力：F浮＝G沙+G船+F＝4N+18N+2N＝24N，
由F浮＝ρgV排可知，小船排开水的体积：V排=F浮ρ水g=24N1×103kg/m3×10N/kg=2.4×10﹣3m3，
则图乙中，船露出水面的体积：V露＝V船﹣V排＝3.6×10﹣3m3﹣2.4×10﹣3m3＝1.2×10﹣3m3；
（3）将小船内的沙石清除一部分后，小船排开水的体积：
V排′＝（1-23）V船=13×3.6×10﹣3m3＝1.2×10﹣3m3，
小船和金属块A排开水的总体积：V排总＝V排′+VA＝1.2×10﹣3m3+2×10﹣4m3＝1.4×10﹣3m3，
图丙中小船和金属块A受到的浮力之和：F浮总＝ρ水gV排总＝1.0×103kg/m3×10N/kg1.4×10﹣3m3＝14N，
由图可知，小船和金属块A整体处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件可知，小船、剩余沙子和金属块A总重力：G总＝F浮总＝14N，
由ρ=mV可知，金属块A的质量：mA＝ρAVA＝4×103kg/m3×2×10﹣4m3＝0.8kg，
金属块A的重力：GA＝mAg＝0.8kg×10N/kg＝8N，
则小船内剩余沙石的重力：G′＝G总﹣G船﹣GA＝14N﹣4N﹣8N＝2N，
由G＝mg可知，小船内剩余沙石的质量：m′=G'g=2N10N/kg=0.2kg。
答：（1）图甲中，金属块A上表面受到的水的压强是6000Pa；
（2）图乙中，船露出水面的体积的是1.2×10﹣3m3；
（3）图丙中，小船内剩余沙石的质量是0.2kg。
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实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
10
1
20
2
2
10
2
10
3
2
20
4
10
液体种类
物体A在液体中的状态
弹簧测力计的示数/N
物体A受到的浮力/N
酒精
浸没
1.4
1.8
盐水
浸没
0.8
2.4