精品解析：北京市丰台区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题（解析版）

这是一份精品解析：北京市丰台区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题（解析版），共8页。
1.本试卷共8页，共两部分，共26题，满分70分。考试时间70分钟。
2.在试卷和答题卡上认真填写学校名称、班级、姓名和考试号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4.选择题和作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每题2分）
1. 在国际单位制中，力的单位是（ ）
A. 焦耳B. 瓦特C. 牛顿D. 帕斯卡
【答案】C
【解析】
【详解】焦耳是功的单位，瓦特是功率的单位，牛顿是力的单位，帕斯卡是压强的单位，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. 下列实例中，为了增大摩擦的是（ ）
A. 旱冰鞋下装有滚轮B. 在车轮上安装防滑链
C. 冰壶底面打磨得很光滑D. 给车轴加润滑油
【答案】B
【解析】
【详解】A．旱冰鞋下装有小轮是通过将滑动摩擦变为滚动摩擦的方法来减小摩擦的，故A不符合题意；
B．在车轮上安装防滑链，是当压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故B符合题意；
C．冰壶表面打磨的很光滑，是当压力不变时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力的，故C不符合题意；
D．向车轴加润滑油，是通过使接触面脱离来减小摩擦的，故D不符合题意。
故选B。
3. 如图所示的四个实例中，为了增大压强的是（ ）
A. 逃生锤的锤头很尖B. 滑雪板面积很大
C. 书包背带做得较宽D. 载重车装有很多车轮
【答案】A
【解析】
【详解】A．逃生锤的锤头很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A符合题意；
B．滑雪板面积很大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B不符合题意；
C．木书包背带做得较宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C不符合题意；
D．载重车装有很多车轮，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故D不符合题意。
故选A。
4. 图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A. 园艺剪B. 筷子
C. 瓶盖起子D. 核桃夹
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．瓶盖起子使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的四个实例中，属于利用大气压强工作的是（ ）
A. 吸盘挂钩B. 船闸
C. 水翼船D. 高压锅
【答案】A
【解析】
【详解】A．塑料吸盘挂钩是通过挤出吸盘内的气体，使得内部压强减小，是利用大气压来工作的，故A符合题意；
B．船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器；下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器；故船闸是利用连通器原理工作的，与大气压无关，故B不符合题意；
C．水翼船在水下有类似飞机机翼的结构，利用了流体压强与流速的关系等知识，与大气压无关，故C不符合题意；
D．高压锅利用了锅内气压升高，水的沸点升高的原理，故D不符合题意。
故选A 。
6. 如图所示的情境中，主要说明力可以改变物体形状的是（ ）
A. 健身器被拉开B. 棒球被接住
C. 篮球被投出D. 足球被顶回去
【答案】A
【解析】
【详解】A．健身器被拉开，属于力改变了健身器的形状，其运动状态没有发生改变，故A符合题意；
B．棒球被接住，由运动变为静止，所以它的运动状态发生改变，故B不符合题意；
C．篮球被投出，由静止变为运动，所以它的运动状态发生改变，故C不符合题意；
D．足球被顶回去，运动的方向改变，所以它的运动状态发生改变，故D不符合题意。
故选A 。
7. 如图所示，把小桌甲倒放在海绵上，其上放一个物体乙，它们静止时，物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。下列说法正确的是（ ）
A. 甲对海绵的压力就是甲所受的重力
B. 乙对甲的压力和乙所受的重力是一对平衡力
C. 甲对海绵的压力和海绵对甲的支持力是一对相互作用力
D. 乙对甲的压力和海绵对甲的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲对海绵的压力大小等于甲和乙的重力之和，而甲所受的重力只是甲自身的重力，二者大小不相等，且压力和重力的施力物体、受力物体都不同，所以甲对海绵的压力不是甲所受的重力，故A错误。
B．乙对甲的压力，受力物体是甲，乙所受的重力，受力物体是乙，这两个力作用在不同物体上，不满足平衡力“作用在同一物体上”的条件，不是一对平衡力，故B错误。
C．甲对海绵施加压力，海绵会给甲一个支持力，甲对海绵的压力和海绵对甲的支持力，分别作用在海绵和甲这两个不同物体上，且大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合相互作用力的条件，是一对相互作用力，故C正确。
D．乙对甲的压力大小等于乙的重力，海绵对甲的支持力大小等于甲和乙的重力之和，这两个力大小不相等，不满足平衡力“大小相等”的条件，不是一对平衡力，故D错误。
故选C。
8. 如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A. 人用力搬石头没有搬动
B. 人将货物从地面拉到高处
C. 人推一块大石头没推动
D. 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．人用力搬石头没搬动，有力但物体没有在力的方向上移动距离，不做功，故A不符合题意；
B．人将货物从地面拉到高处，有力且货物拉力方向上移动了距离，做功，故B符合题意；
C．人推大石头没推动，有力但物体没有在力的方向上移动距离，不做功，故C不符合题意；
D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人对箱子的力是竖直向上的，箱子在水平方向移动，力的方向与移动方向垂直，不做功，故D不符合题意。
故选B。
9. 如图所示，是探究阻力对物体运动影响的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 小车在水平面上运动时，受到平衡力的作用
B. 小车到达水平面后不能立即停下来，是因为受到惯性的作用
C. 小车最终在水平面上停下来，说明力是维持物体运动的原因
D. 如果小车在运动过程中不受力，它将保持匀速直线运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．小车到达水平面上运动时，水平方向上仅受到阻力的作用，处于非平衡状态，故A错误；
B．惯性是物体的属性，不是力，小车到达水平面后不能立即停下来，是因为小车具有惯性，不能说受到惯性的作用，故B错误；
C．小车最终在水平面上停下来，是因为受到阻力的作用，说明力可以改变物体运动状态，而不是维持物体运动的原因，故C错误；
D．由实验现象可知，接触面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远，若小车在运动过程中不受力，它将保持匀速直线运动状态，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，小明分别用甲、乙两套滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速竖直提升到二楼。用甲滑轮所做的总功为，机械效率为；用乙滑轮所做的总功为，机械效率为。不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】D
【解析】
【详解】不计绳重和摩擦时，甲图中的总功
机械效率
乙图中的总功
机械效率
故
故ABC错误，D正确。
故选D。
11. 如图所示，小明将粗细均匀的轻质吸管一端密封，在吸管内装上适量的铁砂，并在吸管上标上刻度线及相应的密度值，制成了简易密度计。关于该密度计，下列说法正确的是（ ）
A. 密度计上相邻刻度线之间的距离是相等的
B. 密度计越靠下的刻度线对应的密度值越小
C. 若增加吸管内铁砂的质量，密度计上刻度线对应的密度值变大
D. 若增大吸管的横截面积，可使密度计上相邻两条刻度线之间的距离变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．密度计在液体中所受浮力等于密度计的重力，设密度计的横截面积为S，浸入液体中的深度为h，由阿基米德原理可知，密度计所受浮力F浮=ρgV排=ρgSh=G密度计 =m密度计g
由上式可得 则密度计浸入液体深度h 与液体密度ρ成反比，因此刻度线间距随密度增大而减小（非均匀分布），故A错误；
B．由A分析已知，密度计浸入液体深度h 与液体密度ρ成反比，即液体密度越小，密度计浸入液体的深度越大，所以，密度计越靠上的刻度线对应的密度值越小，故B错误；
C．由，可变形得，故若密度计浸入液体深度h和横截面积为S不变，只增加吸管内铁砂的质量m密度计，密度计上刻度线对应的密度值ρ变大，故C正确；
D．由可得，当液体密度变化时，密度计浸入液体的深度的变化量为，若密度计浸入液体深度h和吸管内铁砂的质量m密度计不变，只增大吸管的横截面积S，使密度计上相邻两条刻度线之间的距离变小，故D错误。
故选C 。
12. 如图所示，一个盛有水的薄壁柱形容器静止在水平桌面上，其中水深6cm，容器重9N，高20cm，底面积为300cm²，将一个质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中，已知铝的密度为2.7×10³kg/m³，水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A. 放入铝块前，容器对水平桌面的压力为9N
B. 放入铝块前，水对容器底部的压强为2000Pa
C. 放入铝块后，铝块对容器底部的压强为1700Pa
D. 放入铝块后，水对容器底部的压力为27N
【答案】D
【解析】
【详解】A．放入铝块前，容器中水的体积
水的质量
水的重力
把容器和水看成一个整体，容器对水平桌面的压力为
故A错误；
B．放入铝块前，水对容器底部的压强为
故B错误；
C．实心正方体铝块的体积
铝块的边长
铝块的底面积为
铝块密度大于水的密度，放入后，铝块沉底。水增加的高度为
此时水的深度为
因为水深9cm，铝块高10cm，所以铝块浸在水中深度为9cm。铝块排开水的体积为
铝块在水中受到的浮力为
铝块的重力为
铝块对容器底部的压力为
铝块对容器底部的压强为
故C错误；
D．放入铝块后，水对容器底的压强为
水对容器底的压力为
故D正确。
故选D 。
二、多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每题2分。每题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
13. 如图所示，是利用频闪技术每隔相等时间曝光一次拍摄的苹果下落照片。关于苹果的下落过程，下列说法正确的是（ ）
A. 苹果的动能不变B. 苹果的重力势能减小
C. 苹果的动能转化为重力势能D. 苹果所受重力做功的功率变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．从频闪照片可知，苹果在相等时间内通过的路程逐渐变大，根据​，苹果的速度变大。动能大小与质量和速度有关，质量不变，速度变大，所以动能变大，故A错误；
B．重力势能大小与质量和高度有关，苹果下落过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能减小，故B正确；
C．在苹果下落过程中，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大。是重力势能转化为动能，而不是动能转化为重力势能，故C错误；
D．重力做功W=Gh，功率。苹果下落速度变大，重力G不变，所以重力做功的功率变大，故D正确。
故选BD。
14. 小明沿着水平向右的方向用力推一个静止在水平地面上的木箱，如图甲所示，其推力F的大小与时间t的关系如图乙所示，木箱速度v的大小与时间t的关系如图丙所示。水平地面的粗糙程度相同，下列说法正确的是（ ）
A. 在0~2s内，木箱所受摩擦力为10N
B. 在2~4s内，木箱所受摩擦力为20N
C. 在4~6s内，木箱所受摩擦力为30N
D. 若6s时撤去F，木箱在继续运动过程中所受摩擦力减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由图丙可知，在0~2s内木箱速度为0，处于静止状态，受力平衡，摩擦力等于推力，由图乙可知，此时木块受到的推力为10N，所以摩擦力为10N，故A正确；
BC．由图丙可知，在4~6s内木箱做匀速直线运动，受力平衡，摩擦力等于推力，由图可知，推力为20N，所以滑动摩擦力为20N，由图丙可知，在2~4s内木箱做加速运动，所受摩擦为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度及压力大小有关，在运动过程中，这两个因素均不变，所以滑动摩擦力不变，所以内木箱所受摩擦力为20N，故B正确，C错误；
D．若6s时撤去F，因木箱对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，因此木箱在运动过程受到的摩擦力不变，故D错误。
故选AB。
15. 如图所示，是古人使用桔槔汲水的情境，其中横杆AB是一根可绕固定点O在竖直平面内转动的硬棒，OA∶OB=2∶1，在横杆的A点用细杆连接着一个重为20N的木桶，在B点绑着一个重为400N的配重。木桶入水前，杆AB在水平位置平衡时，人对细杆施加竖直方向的力为F1，人对水平地面的压强为p；装满水的木桶出水后（桶外壁沾水忽略不计），杆AB在水平位置再次平衡时，人对细杆施加竖直方向的力为F2，已知人的重力为500N，两只脚与地面接触的总面积为400cm2，F1、F2的大小相等。不计横杆、细杆和绳子的自重，且汲水过程中细杆始终竖直，下列判断正确的是（ ）
A. 人对细杆施加的力F1为180N
B. 人对水平地面的压强p为1.7×104Pa
C. 装满水时，木桶和水的总重力G为380N
D. 若配重为1100N，此人无法使用该桔槔汲水
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．设人对细杆的力为F1​，根据杠杆平衡条件FA1​×OA=FB​×OB，FA1=G桶+F1=20N+F1，OA∶OB=2∶1，FB​=G配重=400N
则(20N+F1​)×2=400N×1
解得F1​=180N，故A正确；
B．人对地面压力
接触面积
人对水平地面的压强
故B错误；
C．装满水后，设木桶和水总重G，根据杠杆平衡条件FA2×OA=FB​×OB，FA2​=G−F2​，F1​=F2​=180N
则(G−180N)×2=400N×1
解得G=380N，故C正确；
D．若配重，木桶入水前，根据杠杆平衡(20N+F1′​)×2=1100N×1
解得F1′​=530N，人重力500N，人无法提供530N的力，即无法使用该桔槔汲水，故D正确。
故选ACD。
第二部分
三、实验解答题（共28分，16、17、20、21、22题各4分，18题2分，19、23题各3分）
16.
（1）如图甲所示，弹簧测力计的示数为______N；
（2）如图乙所示，物体静止在斜面上，其所受重力的方向沿图中虚线______的方向；（选填“OA”“OB”或“OC”）
（3）如图丙所示，O点为杠杆的支点，拉力F作用在杠杆B点。请画出拉力F对支点O的力臂L；
（4）请用笔画线代替轻绳，在图丁中画出用滑轮组提升重物时最省力绕线方式。
【答案】（1）2.8 （2）OB
（3） （4）
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.8N。
【小问2详解】
重力的方向总是竖直向下的，因此图乙中物体所受的重力方向沿虚线OB的方向。
【小问3详解】
力臂是支点到力的作用线的距离，过O点做拉力F作用线的垂线即为力臂L，如图所示：
【小问4详解】
由可知，当承担物重的绳子股数越大时，拉力F越小，越省力，从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法，如图所示：
17.
（1）小明在探究同一直线上二力合成的规律时，实验装置如图甲所示。他取一根橡皮筋，将其左端固定，其右端自然伸长至E点。先用方向相同的两个力和拉橡皮筋，让它伸长到点。再用一个力代替和拉同一个橡皮筋，______。分析跟、大小和方向之间的关系；
（2）如图乙所示，将两端开口的吸管插入水中，用另一只吸管向的上端持续吹气时，吸管中的水面会______。（选填“上升”或“下降”）
【答案】（1）让它伸长到E'点
（2）上升
【解析】
【小问1详解】
取一根橡皮筋，将其左端固定，其右端自然伸长至E点。先用方向相同的两个力和拉橡皮筋，让它伸长到点。再用一个力代替和拉同一个橡皮筋，让它伸长到E'点。则两次力的作用效果相同，根据等效替代法，力即为和的合力。
【小问2详解】
如图乙所示，将两端开口的吸管插入水中，用另一只吸管向的上端持续吹气时，吸管上方空气流速变大，压强变小，在大气压作用下，吸管中的水面会上升。
18. 为了探究物体动能大小的影响因素，小明利用小球、斜面、木板、木块等器材设计了如图所示的实验，将质量不同的小球从斜面同一高度处由静止释放，在相同的水平面上撞击木块，记下木块滑行的距离。
（1）该实验探究的问题是物体的动能大小与________是否有关。
（2）该实验中，小球到达水平面时的动能大小用________来反映。
【答案】（1）质量 （2）木块滑行的距离
【解析】
【小问1详解】
物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；将质量不同的小球从斜面同一高度处由静止释放，小球下滑到水平面的速度相同，故可探究的问题是物体的动能大小与质量是否有关。
【小问2详解】
根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。
19. 为了探究液体压强与哪些因素有关，小明准备的器材有微小压强计、大水槽、刻度尺及足量的水，如图所示。实验时，他将微小压强计的探头放在水中，实验数据如下表所示。
（1）表中序号为①②③的三组数据说明：液体内部的压强与方向________。
（2）表中序号为③④⑤的三组数据说明：在水中，深度越深________。
（3）若在以上实验器材的基础上，再增加足量的食用盐，还可以探究液体内部的压强与________是否有关。
【答案】（1）无关 （2）液体内部压强越大
（3）液体的密度
【解析】
【小问1详解】
分析表中①②③三组数据，探头朝向不同，探头浸入水中的深度相同，液面高度差相同，可初步得出结论是在同种液体中，液体内部的压强与方向无关。
【小问2详解】
分析表中③④⑤三组数据，探头朝向相同，探头浸入水中的深度不同，液面高度差不同，可初步得出结论是在同种液体中，即在水中，深度越深，液体内部压强越大。
【小问3详解】
若在以上实验器材的基础上，再增加足量的食用盐，使得液体密度不同，则还可以探究液体内部的压强与液体的密度是否有关。
20. 为了探究杠杆的平衡条件，小明准备了铁架台、杠杆、钩码等器材，其中杠杆上相邻刻线间的距离均为5cm，每个钩码的质量均为100g。请回答下列问题：
（1）杠杆安装在支架上，若杠杆右端下沉，如图甲所示，则应将杠杆右侧的平衡螺母向________调（选填“左”或“右”），直至杠杆在水平位置平衡。
（2）如图乙所示，小明将钩码固定在杠杆支点左侧A点，他通过改变杠杆A点悬挂的钩码个数来改变动力F1的大小，将两个钩码悬挂在杠杆支点右侧B点，钩码个数不变，改变B点位置，每次均使杠杆在水平位置平衡，测得OB的长度为阻力臂L2，F1、L2的数据记录如下表所示。请你在丙图中描出动力F1为3N时的数据点，并绘制出本次实验中阻力臂L2随动力F1变化的图线。
（3）根据表中的数据并结合图像推算，当动力F1为7N时，阻力臂L2为______cm。
【答案】（1）左 （2）
（3）35
【解析】
【小问1详解】
杠杆右端下沉，说明杠杆重心在支点右侧，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向左调，让杠杆重心左移。
【小问2详解】
由表格数据，当F1​=3N时，L2​=15cm，在丙图中找到对应的坐标点(3,15)并描点。
然后根据表格中其他数据点(1，5)、(2，10) 、(4，20) 、(5，25) 、(6，30)，用平滑曲线连接这些点，绘制出阻力臂L2​随动力F1​变化的图线，如图所示：
【小问3详解】
由表格中数据和图像可知，阻力臂L2随动力F1成正比关系，且阻力臂L2与力F1的比值为
所以当动力F1为7N时，阻力臂L2为
21. 小明在探究浮力大小的影响因素时，联想到人在水中越往深处走就觉得所受的浮力越大，于是猜想：物体浸没前，其所受的浮力大小与物体浸入水中的深度有关。为了检验猜想是否正确，实验桌上的器材有长方体金属块（如图所示，ab、cd为长方体中线标记线，ρ金属块>ρ水）、满足实验要求的弹簧测力计、刻度尺、细线和装有适量水的烧杯。
（1）以下是他的部分实验步骤，请你补充完整：
①将长方体金属块悬挂在弹簧测力计下，用调好的弹簧测力计测量出长方体金属块所受的重力G。
②将长方体金属块竖放浸入水中，静止时使水面与标记线ab重合，用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h，读出此时弹簧测力计的示数F。
③______，用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h，读出此时弹簧测力计的示数F。
④根据F浮=______，计算出长方体金属块浸入水中不同深度时受到的浮力大小。
（2）画出实验数据记录表格。
【答案】（1） ①. 将长方体金属块横向浸入水中，静止时使水面与标记线cd重合 ②. G-F
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]将长方体金属块悬挂在弹簧测力计下，用调好的弹簧测力计测量出长方体金属块所受的重力G，将长方体金属块竖放浸入水中，静止时使水面与标记线ab重合，此时金属块浸入水中的体积为金属块体积的一半，即
用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h，读出此时弹簧测力计的示数F，则有
将长方体金属块横向浸入水中，静止时使水面与标记线cd重合，此时金属块浸入水中的体积为金属块体积的一半，即
用刻度尺测量出长方体金属块浸入水中的深度h，读出此时弹簧测力计的示数F，则有
[2]根据，计算出长方体金属块浸入水中不同深度时受到的浮力大小，得出当物体浸入液体的体积相同时，浮力大小与物体浸入水中的深度无关。
【小问2详解】
本实验要记录的数据金属块的重力G、金属块浸入水中的深度h、弹簧测力计的示数F、物体所受的浮力F浮。所以表格如下：
22. 小明用如图所示的装置，探究影响滑动摩擦力大小的因素。
（1）实验中______匀速拉动木板。（选填“需要”或“不需要”）
（2）当木块相对于底板处于______状态时，木块在水平方向受到的拉力能表示木块所受滑动摩擦力的大小。
（3）请你画出（2）中木块的受力示意图，并分析说明这种运动状态下，的依据。
【答案】（1）不需要 （2）静止
（3），依据见解析
【解析】
【小问1详解】
该实验装置中，木块相对于底板静止，木板运动，滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与木板运动速度无关。所以实验中不需要匀速拉动木板 。
【小问2详解】
当木块相对于底板处于静止状态时，木块在水平方向受到弹簧测力计的拉力和木板对它的滑动摩擦力，这两个力是一对平衡力。根据二力平衡条件，此时拉力F拉能表示木块所受滑动摩擦力f的大小 。
【小问3详解】
木块在水平方向上受到两个力，拉力F拉方向水平向右，滑动摩擦力f方向水平向左；在竖直方向上受到重力G方向竖直向下，支持力F支方向竖直向上，如图所示：
依据：因为木块静止，处于平衡状态，在水平方向上，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，这两个力大小相等，即f=F拉。
23. 如图所示是一彩球“温度计”，其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体，随着温度升高，这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球，彩球（包括标牌）质量不同，但体积相等，其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时，其标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。该温度计的测温范围是，若挂有22℃温度标牌的彩球质量为，挂有24℃温度标牌的彩球质量为。请你利用所学知识分析并判断与的大小关系。（可画受力示意图辅助说明）
【答案】，见解析
【解析】
【详解】当环境温度为22℃时，液体的密度为ρ1，挂有22℃温度标牌的彩球受力示意图如图甲所示。当环境温度为24℃时，液体的密度为ρ2，挂有24℃温度标牌的彩球受力示意图如图乙所示。
根据二力平衡条件得到甲球受到浮力
乙球受到的浮力
根据阿基米德原理得到甲球受到的浮力
乙球受到的浮力
所以甲球的重力
乙球的重力
甲球的质量
乙球的质量
因为液体密度随着温度的升高而减小，所以
所以两个球的质量关系
四、科普阅读题（共4分）
24. 请阅读《潮汐发电》并回答24题。
潮汐发电
地球上海水的周期性涨落称为潮汐。这种现象主要是由月球、太阳对海水的引力以及地球自转效应造成的。涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而归，水位逐渐下降。我们站在海边，可以感受到海水拍打海岸岩石所发生的激烈碰撞，认识到地球上的海水具有极大的能量。
如何利用这种能量为人类服务呢？潮汐发电就是其中一种很好的方式：在海湾等水位差较大的地方修建堤坝、闸门和厂房，围成水库引导海水流动。如图甲所示，涨潮时，海洋水位高于水库水位，海水流入水库推动水轮机组工作。如图乙所示，落潮时，海洋水位低于水库水位，海水流出水库推动水轮机组工作。从能量转化角度分析，潮汐能是一种势能，它是由海水的水位变化而产生的。当海水涨潮时，海水的势能增加；当海水落潮时，海水的势能减少。在潮汐发电过程中，这种势能被转化为动能，即海水流动的能量。海水的动能再通过做功的方式转移给水轮机，水轮机的动能最终被发电机转化为电能。因此，潮汐发电就是一个将海水的机械能转化为电能的过程。
潮汐发电有很多优点：首先，它是一种可以不断得到补充、永续利用的能源，只要地球、月球和太阳存在，潮汐现象就会持续，因此潮汐发电具有可持续性。其次，潮汐发电过程中不产生温室气体排放，对环境的影响较小，是一种清洁的能源解决方案。此外，潮汐现象具有规律性和预测性，发电量相对稳定，不会像风能和太阳能那样受天气条件的限制。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）潮汐现象主要是由月球、太阳对海水的_______和地球自转效应造成的；
（2）请根据海水的受力情况分析涨潮时海水流入水库的原因；
（3）当流经水轮机的海水质量一定时，堤坝两侧水位差越大，能够发出的电能_______。
【答案】（1）引力 （2）见详解
（3）越多
【解析】
【小问1详解】
由材料信息可知，潮汐现象主要是由月球、太阳对海水的引力和地球自转效应造成的。
【小问2详解】
析涨潮时海水流入水库的原因：在水轮机附近的管道中央选取一个液片为研究对象。涨潮时，海洋水位高于水库水位，根据，可知液片左侧的液体压强大于右侧的液体压强，即。根据，因为受力面积相等，左侧液体向右的压力大于右侧液体向左的压力。因此，总的效果表现为液片受到一个向右的压力，即海水会从海洋流入水库。
【小问3详解】
从能量转化角度分析，潮汐能是一种势能，它是由海水的水位变化而产生的。当海水涨潮时，海水的势能增加；当海水落潮时，海水的势能减少。在潮汐发电过程中，这种势能被转化为动能，即海水流动的能量。当流经水轮机的海水质量一定时，堤坝两侧水位差越大，海水流动的能量越多，能够发出的电能越多。
五、计算题（共8分，25、26题各4分）
25. 为了预防溺水事件的发生，某科技小组同学设计的一种防溺水救生手环，如图甲所示。当有人遇到溺水危险时，只要启动手环上的装置，气瓶中的气体就会快速充满气囊，如图乙所示。溺水者将气囊抱于胸前，就可以使头部露出水面，从而有效地防止溺水。已知一名中学生的质量为63kg，人体密度为1.05×10³kg/m³，水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg，救生手环的质量和充气前的体积忽略不计。求：
（1）该中学生所受的重力G；
（2）要使该中学生的头部（人体头部约占人体总体积的1/10）刚好露出水面，气囊充满气体时的体积V。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
已知一名中学生的质量为63kg，该中学生所受的重力为
【小问2详解】
该同学的体积为
要使该中学生的头部（人体头部约占人体总体积的1/10）刚好露出水面，此时人受到的浮力为
人漂浮在水面，则气囊需要产生的浮力为
故气囊充满气体时的体积为
26. 如图甲所示，是某科技小组同学设计的利用电动机通过滑轮组匀速提升物体的装置图。图乙是使用该电动机提升不同物体时，电动机对绳子竖直向上的拉力F与绳子自由端的速度v的关系图像。当使用该装置匀速竖直提升810N的物体A时，电动机拉动绳子的速度为0.2m/s。若电动机拉动绳子的功率始终保持不变，不计绳重和滑轮的摩擦。求：
（1）动滑轮受到的重力；
（2）若用该装置提升另一物体B时，电动机拉动绳子的速度为0.5m/s，此时滑轮组的机械效率。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知，当绳子自由端的速度为0.2m/s时，绳子自由端的拉力为300N。由图甲可知，承担物重的绳子股数为3，则根据可知动滑轮受到的重力
【小问2详解】
根据图乙可知电动机的功率
当电动机拉动绳子的速度为0.5m/s时，拉力
则物体B的重力
滑轮组的机械效率序号
深度
探头朝向
压强计U形管两侧液面高度差
①
10
向下
9
②
10
向左
9
③
10
向上
9
④
15
向上
12
⑤
20
向上
15
动力F1/N
1
2
3
4
5
6
阻力臂L2/cm
5
10
15
20
25
30
h/cm
G/N
F/N
F浮/N
h/cm
G/N
F/N
F浮/N