2020-2021学年河南省平顶山市郏县八年级（下）期末物理试卷 解析版

这是一份2020-2021学年河南省平顶山市郏县八年级（下）期末物理试卷 解析版，共23页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1．5月25日～26日，三门峡首届“黄河船奇”帆船公开赛在天鹅湖国家湿地公园举办。如图所示，帆船运动主要是靠风在帆上产生动力使船前进的，这说明了力可以改变物体的 ；帆船在风力作用下在水中前进，此过程，请举出一对作用力与反作用力： 。
2．（3分）著名的“牛顿第一定律”的表述为：一切物体在 时，总保持 或 。
3．（3分）物体A静止在水平桌面上，如图甲所示，现用一水平推力把物体A向右推动，在A掉落之前，其对水平桌面的压力 ，压强 ，所受摩擦力 。（以上三空选填“变大”“变小”或“不变”）
4．桌面上放置两个相同的烧杯且盛有相同体积的水，准备两块质量相同的橡皮泥，将其中一块橡皮泥圆成一团沉入甲烧杯；将另一块做成小船漂浮于水面，水均未溢出，待两烧杯水面静止后。若甲、乙两烧杯中橡皮泥所受浮力分别为F1、F2，水对容器底部的压强分别为P1、P2，则F1 F2，P1 P2（填“大于”、“小于”或“等于”）。
5．起重机在t时间内将重为G的货物，在与水平面30°夹角的直线方向上，匀速移动了s的距离。请问起重机做了 有用功，此过程，起重机做功的功率为 。（用题中所给的字母表示）。
6．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂上黑墨水，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示，圆斑 （选填A或B）对应的皮球下落高度大；对于本实验，请提出一个具有探究价值的问题： 。
二、选择题（7～12小题为单项选择，13～14小题为双项选择，共16分）
7．使用弹簧测力计时，下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧测力计的原理是在弹性限度内，弹簧的伸长量和所受拉力成正比
B．在失重的太空中，弹簧测力计无法测量力的大小
C．所测力的方向可以不与弹簧伸缩方向在同一直线上
D．测量时弹簧测力计要保持竖直位置
8．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．只要有力作用在物体上，物体就一定运动
C．没有力作用在物体上，物体就慢慢停下来
D．物体运动状态改变时，一定受到了力的作用
9．如图所示，甲、乙两容器质量相等、底面积相同，内装两种不同液体，两容器底部受到的液体压强相等，液体质量分别为m甲和m乙，容器对桌面的压力分别为F甲和F乙，距离容器底部等高的位置有A、B两点，受到的液体压强分别为pA和pB，则（ ）
A．m甲＞m乙，F甲＞F乙，pA＞pB
B．m甲＞m乙，F甲＞F乙，pA＜pB
C．m甲＜m乙，F甲＜F乙，pA＜pB
D．m甲＜m乙，F甲＞F乙，pA＞pB
10．如图中，重为5N的木块A在水中处于静止状态，此时绳子上的拉力为3N，若绳子断开，木块最终再次静止，在此过程中，说法正确的是（ ）
A．木块静止时，其受到绳子的拉力与自身所受的浮力相平衡
B．木块从断开绳子到露出水面静止后的整个过程，浮力逐渐变小
C．木块漂浮后，容器底部所受的压力与之前相比变小
D．木块在整个过程中匀速上浮
11．体育、娱乐活动用到的热气球，充的是被燃烧而体积膨胀的热空气。要使已经升空的热气球下降，下列说法正确的是（ ）
A．加大火力对热空气加热，使浮力变小
B．加大火力对热空气加热，使重力变大
C．减小火力对热空气加热，使浮力变小
D．减小火力对热空气加热，使重力变大
12．一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，接着经过一段泥泞路面，如果汽车始终保持匀速行驶，则汽车行驶过程中发动机的功率随时间的变化关系可能是（ ）
A．B．
C．D．
13．2020年7月23日，我国“天问一号”火星探测器由长征五号遥四运载火箭发射升空，开始火星探测之旅，如图所示。“天问一号”在到达火星附近时，通过“刹车”减速进入环绕火星运行的轨道（“天问一号”在火星大气层外运行，不受火星大气阻力）。在某次环绕火星的椭圆轨道上运行时，“近火点A”高度约280km，“远火点B”高度约5.9×104km，则下列说法正确的是（ ）
A．火箭放置在发射台上准备发射时，发射台对火箭没有做功
B．火箭发射加速升空时，“天问一号”探测器相对于火箭是运动的
C．“天问一号”在火星附近“刹车”减速，但机械能守恒
D．“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中，动能转化为重力势能
14．如图所示，重为G的物体A在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A在水平面上匀速运动时仅受到一对平衡力的作用
B．拉力的功率为2Fv
C．额外功
D．滑轮组的机械效率为
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．如图所示，烧杯内水中的小球正在下沉，不计水的阻力，请做出小球所受力的示意图。
16．如图中ABO看成杠杆，O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）如图所示，是探究“运动和力的关系”的实验装置。
（1）分别将小车放在斜面的 让其自由滑下，观察它在粗糙程度不同的水平表面运动的距离；
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现图 中的小车运动状态改变得最慢；
（3）若小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1 P2（选填“＞“＝”或“＜”）；
（4）用此装置也可进行探究影响动能大小的因素实验，如图丁所示。该实验中运用到了转换法，请简要写出如何实现的“转换” 。
18．（6分）小珍和小强利用微小压强计“探究液体内部的压强特点”。
（1）小强认为装置中连有橡皮管的U形管就是一个连通器，你认为小强的看法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 ；
（2）小强试着用不同大小的力按压金属盒表面的橡皮膜，如图甲所示。当用较大的力按压时，橡皮膜受到的压强较大，发现此时U形管两侧的液面高度差 （选填“较大”或“较小”）；
（3）小珍将探头先后放在同一容器中液体的A、B两点处，U形管两侧液面高度情况分别如图乙、丙所示。他由此判断出两处的压强大小关系为PA PB（选填“大于”“等于”或“小于”），由此可以得到液体内部的压强与 有关；
（4）若用此实验装置探究“同种液体同一深度处各个方向的压强关系”，应怎样进行实验操作，简要叙述： 。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）如图所示，正方体木块漂浮在水面上，总体积的露出水面，不可伸长的悬绳处于松弛状态。已知绳子能承受的最大拉力为4N，木块边长为0.1m，容器底面积为0.04m2，容器中水足够多，容器底有一阀门K，求：
（1）木块的密度。
（2）打开阀门使水缓慢流出，当细绳断裂前一瞬间关闭阀门，求此时木块排开水的体积。
（3）在细绳断后木块再次漂浮时，容器底受到水的压强与绳断前的瞬间相比改变了多少。
21．（9分）建筑工地上，重70kg的工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为10s.（若忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）求：
（1）工人做的有用功。
（2）求此过程中该装置的机械效率。
（3）工人师傅做功的功率。
（4）利用此装置，该工人最多能提起多重的货物？
2020-2021学年河南省平顶山市郏县八年级（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空1分，共14分）
1．5月25日～26日，三门峡首届“黄河船奇”帆船公开赛在天鹅湖国家湿地公园举办。如图所示，帆船运动主要是靠风在帆上产生动力使船前进的，这说明了力可以改变物体的 运动状态 ；帆船在风力作用下在水中前进，此过程，请举出一对作用力与反作用力： 帆船对水的压力和水对帆船的浮力 。
【分析】（1）力的作用效果有两个：力可以改变物体的形状和运动状态，而运动状态包括运动方向和运动速度大小；
（2）物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，而受力物体同时也是施力物体。
【解答】解：风对帆产生的动力使船的运动速度发生变化，即运动状态发生变化，故说明力可以改变物体的运动状态；帆船在风力作用下在水中前进时，帆船对水会有一个向下的压力作用，而力的作用是相互的，则水会对船产生一个向上的浮力作用。
故答案为：运动状态；帆船对水的压力和水对帆船的浮力。
2．（3分）著名的“牛顿第一定律”的表述为：一切物体在 不受力的作用 时，总保持 静止状态 或 匀速直线运动状态 。
【分析】如果物体不受任何力的作用，那么原来静止的物体将永远的保持静止状态；原来运动的物体将永远的保持匀速直线运动状态。
【解答】解：著名的牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
故答案为：不受力的作用；静止状态；匀速直线运动状态。
3．（3分）物体A静止在水平桌面上，如图甲所示，现用一水平推力把物体A向右推动，在A掉落之前，其对水平桌面的压力 不变 ，压强 变大 ，所受摩擦力 不变 。（以上三空选填“变大”“变小”或“不变”）
【分析】放在水平面上的物体对水平面的压力来自于自身的重力，由此判断压力变化情况。
压强的大小与压力和受力面积有关，在压力不变时，受力面积越小，压强会越大，由此判断压强变化情况。
影响滑动摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度，由此判断摩擦力变化情况。
【解答】解：
由题意知，桌面是水平的，而且物体A不落地，因此，对水平桌面产生的压力大小等于A自身的重力，故A对桌面的压力在物体A移动过程中不变；
由题意知，物体A对桌面的压力大小不变，而随着物体A的右移，受力面积逐渐减小，根据压强公式p＝得，A对桌面的压强在物体A移动过程中将变大；
由题意知，物体A向右移动过程中，压力和接触面的粗糙程度没变化，所以在物体A移动过程中摩擦力保持不变。
故答案为：不变；变大；不变。
4．桌面上放置两个相同的烧杯且盛有相同体积的水，准备两块质量相同的橡皮泥，将其中一块橡皮泥圆成一团沉入甲烧杯；将另一块做成小船漂浮于水面，水均未溢出，待两烧杯水面静止后。若甲、乙两烧杯中橡皮泥所受浮力分别为F1、F2，水对容器底部的压强分别为P1、P2，则F1 小于 F2，P1 小于 P2（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【分析】甲烧杯中橡皮泥受到的浮力F1＜G；船状橡皮泥漂浮在水面，所以乙烧杯中橡皮泥受到的浮力F2＝G；而甲乙烧杯中的橡皮泥受到的重力相同，据此判断它们所受浮力的大小关系；再根据阿基米德原理分析排开水的体积关系，得出烧杯中水面升高的多少，利用液体压强公式即可知水对烧杯底部的压强大小。
【解答】解：甲烧杯中橡皮泥沉到底部，橡皮泥受到的浮力：F1＜G；
乙烧杯中船状橡皮泥漂浮在水面，船状橡皮泥受到的浮力：F2＝G；
因为甲乙烧杯中的橡皮泥受到的重力相同，所以由①②可得：F1＜F2；
根据F浮＝ρ水v排g可知，排开水的体积：V1＜V2，即：甲烧杯中橡皮泥排开的水的体积小于乙烧杯中橡皮泥排开的水的体积，因为甲、乙两个相同烧杯中装入水的质量相同，所以乙杯中水面升高得多，因此放入橡皮泥后两杯中水深h1＜h2，根据p＝ρgh可知，p1＜p2。
故答案为：小于；小于。
5．起重机在t时间内将重为G的货物，在与水平面30°夹角的直线方向上，匀速移动了s的距离。请问起重机做了 Gs 有用功，此过程，起重机做功的功率为 。（用题中所给的字母表示）。
【分析】（1）在直角三角形中，30°角所对的直角边等于斜边的一半，据此求货物升高的高度，再利用W＝Gh求起重机做的有用功；
（2）利用P＝求起重机做功功率。
【解答】解：
（1）在直角三角形中，30°角所对的直角边等于斜边的一半，则货物升高的高度h＝s，
起重机做的有用功：
W有用＝Gh＝G×s＝Gs；
（2）起重机做功功率：
P＝＝＝。
故答案为：Gs；。
6．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂上黑墨水，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示，圆斑 （选填A或B）对应的皮球下落高度大；对于本实验，请提出一个具有探究价值的问题： 重力势能的大小与哪些因素有关 。
【分析】重力势能的大小与物体的质量和下落高度有关，下落高度相同时，质量越大，重力势能越大；质量相同时，下落高度越大，重力势能越大；皮球下落过程中，具有的重力势能转化为动能，与地面碰撞接触时又转化为弹性势能。
【解答】解：使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是将动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的（B）皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即其所处的高度较高，即质量相同时，高度越高，重力势能越大。
此实验可提出一个具有探究价值的问题：重力势能的大小与哪些因素有关？
故答案为：B；重力势能的大小与哪些因素有关。
二、选择题（7～12小题为单项选择，13～14小题为双项选择，共16分）
7．使用弹簧测力计时，下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧测力计的原理是在弹性限度内，弹簧的伸长量和所受拉力成正比
B．在失重的太空中，弹簧测力计无法测量力的大小
C．所测力的方向可以不与弹簧伸缩方向在同一直线上
D．测量时弹簧测力计要保持竖直位置
【分析】（1）在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比；
（2）失重状态下，弹簧测力计无法测量重力大小，但可以测量拉力；
（3）弹簧测力计的弹簧轴线方向应该与所测力的方向在同一条直线上；
（4）测量不同方向的力时，弹簧测力计的使用方向可以不同。
【解答】解：A、弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长量和所受拉力成正比，故A正确；
B、在失重的太空中，弹簧测力计无法测量重力的大小，但可以测量拉力的大小，故B错误；
C、在使用弹簧测力计时，为了避免因弹簧与外壳间的摩擦而影响测量结果，应使所测力的方向与弹簧伸缩方向在同一直线上，故C错误；
D、根据测量需要，只要弹簧测力计的轴线与力的方向一致即可，不必让弹簧测力计保持竖直方向，故D错误。
故选：A。
8．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．只要有力作用在物体上，物体就一定运动
C．没有力作用在物体上，物体就慢慢停下来
D．物体运动状态改变时，一定受到了力的作用
【分析】（1）维持物体的运动依靠物体的惯性。
（2）平衡力不能改变物体的运动状态。有力作用在物体上，物体不一定运动；没有力作用在物体上，物体也能运动。
（3）物体的运动状态改变，一定受到力的作用。
【解答】解：A、力不是维持物体运动的原因，维持物体运动的原因是惯性。不符合题意。
B、原来静止的物体，受到平衡力的作用，不能改变运动状态，还保持原来的静止状态。不符合题意。
C、一切外力撤销，物体将保持撤销力时的速度和方向不变，永远运动下去。不符合题意。
D、力是改变物体运动状态的原因，只要物体的运动状态改变，一定受到力的作用。符合题意。
故选：D。
9．如图所示，甲、乙两容器质量相等、底面积相同，内装两种不同液体，两容器底部受到的液体压强相等，液体质量分别为m甲和m乙，容器对桌面的压力分别为F甲和F乙，距离容器底部等高的位置有A、B两点，受到的液体压强分别为pA和pB，则（ ）
A．m甲＞m乙，F甲＞F乙，pA＞pB
B．m甲＞m乙，F甲＞F乙，pA＜pB
C．m甲＜m乙，F甲＜F乙，pA＜pB
D．m甲＜m乙，F甲＞F乙，pA＞pB
【分析】（1）根据两容器底部受到的液体压强相等，即p甲＝p乙，得出ρ甲h甲＝ρ乙h乙，
根据密度公式m＝ρV表示出甲乙的质量；
因为甲为圆柱体，根据体积公式表示出甲的体积，由图表示出乙的体积，进而表示出甲乙的质量比，从而判断出甲乙的质量关系；
（2）在水平面上压力等于重力，根据甲乙液体质量的关系、甲乙容器质量的关系判断出甲乙容器对桌面的压力的关系；
（3）根据两容器底部受到的液体压强相等和甲乙液体的深度判断出甲乙液体密度的关系，由于AB距离容器底部等高，根据p＝ρgh判断出A、B以下部分的压强大小，根据两容器底部受到的液体压强相等判断出A、B上面部分压强的大小关系。
【解答】解：（1）因为两容器底部受到的液体压强相等，即p甲＝p乙，ρ甲gh甲＝ρ乙gh乙，ρ甲h甲＝ρ乙h乙，
根据密度公式ρ＝得甲乙的质量为：m甲＝ρ甲V甲，m乙＝ρ乙V乙，
因为甲为圆柱体，所以甲的体积为：V甲＝S甲h甲，
由图知乙的体积为：V乙＜S乙h乙，
由题意知甲、乙两容器的底面积相同，即S甲＝S乙，
所以甲乙的质量比为：＝＞＝1，
所以m甲＞m乙；
（2）因为在水平面上压力等于重力，即F压＝G总＝m总g，
由题意知甲、乙两容器的质量相同，
所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力，即F甲＞F乙，
（3）因为两容器底部受到的液体压强相等，由图知甲容器中液体的深度大于乙容器中液体的深度，根据p＝ρgh知ρ甲＜ρ乙；
距离容器底部等高的位置有A、B两点，A、B以下部分的压强大小为pA下＜pB下，
因为两容器底部受到的液体压强相等，所以A上面部分的压强大于B上面部分的压强，即pA＞pB，
综合分析A正确。
故选：A。
10．如图中，重为5N的木块A在水中处于静止状态，此时绳子上的拉力为3N，若绳子断开，木块最终再次静止，在此过程中，说法正确的是（ ）
A．木块静止时，其受到绳子的拉力与自身所受的浮力相平衡
B．木块从断开绳子到露出水面静止后的整个过程，浮力逐渐变小
C．木块漂浮后，容器底部所受的压力与之前相比变小
D．木块在整个过程中匀速上浮
【分析】（1）绳子没断之前，木块受到竖直向下的重力、绳子的拉力和竖直向上的浮力，根据力的平衡条件分析拉力与浮力的关系；
（2）根据阿基米德原理分析浮力的变化；
（3）利用p＝ρgh分析压强的变化，再利用F＝pS分析压力的变化；
（4）根据物体受力情况分析物体速度的变化。
【解答】解：A.绳子没断之前，木块受到竖直向下的重力G、绳子的拉力F和竖直向上的浮力F浮，因为此时木块静止，所以有F浮＝G+F＝5N+3N＝8N，即木块受到绳子的拉力小于木块所受的浮力，故A错误；
B.木块从断开绳子到露出水面静止后的整个过程，排开液体的体积先不变（等于木块的体积），后减小，根据F浮＝ρ液gV排可知，木块受到的浮力先不变后减小，故B错误；
C.木块漂浮后排开水的体积减小，容器中液面下降，根据p＝ρgh可知，容器底部受到水的压强减小，根据F＝pS可知，受力面积不变，压强减小，压力减小，故C正确；
D.因为木块在上浮的过程中受到浮力大于重力，所以木块在上浮的过程中做加速运动，故D错误。
故选：C。
11．体育、娱乐活动用到的热气球，充的是被燃烧而体积膨胀的热空气。要使已经升空的热气球下降，下列说法正确的是（ ）
A．加大火力对热空气加热，使浮力变小
B．加大火力对热空气加热，使重力变大
C．减小火力对热空气加热，使浮力变小
D．减小火力对热空气加热，使重力变大
【分析】热气球上升的原因是：球内空气受热膨胀，体积变大，据阿基米德原理，即F浮＝G排＝m排g＝ρ气V排g，故气球此时所受的浮力变大，当气球受到的浮力大于气球的重力时，热气球就能上升。
【解答】解：
热气球是利用球内的热空气比球外的冷空气的密度要小而能够上升的，已经升空的热气球，浮力不变；
AB、加大火力对热空气加热时，球内空气受热膨胀，密度变小，自重变小，而浮力不变，则气球受到的浮力大于气球的重力时，热气球就能上升；故A、B错误；
CD、当减小火力对热空气加热时，球内空气温度降低，密度变大，自重变大，则气球受到的浮力小于气球的重力时，可以使热气球下降；故C错误，D正确。
故选：D。
12．一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，接着经过一段泥泞路面，如果汽车始终保持匀速行驶，则汽车行驶过程中发动机的功率随时间的变化关系可能是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】由生活经验知，汽车在泥泞的路面行驶时要增大其牵引力，根据汽车行驶过程中牵引力的变化由P＝＝Fv分析其功率的变化从而解题。
【解答】解：汽车在泥泞的路面行驶时，受到的阻力变大了，需要增大其牵引力，所以汽车在整个行驶过程中，汽车的牵引力由小变大，汽车行驶的速度保持不变，由P＝＝Fv可知，所以到泥泞路面功率是变大的，故AB错误，因为在泥泞路面上也是匀速直线运动，速度不变，牵引力不变，由P＝Fv可得该过程的功率是恒定的，故C正确，D错误。
故选：C。
13．2020年7月23日，我国“天问一号”火星探测器由长征五号遥四运载火箭发射升空，开始火星探测之旅，如图所示。“天问一号”在到达火星附近时，通过“刹车”减速进入环绕火星运行的轨道（“天问一号”在火星大气层外运行，不受火星大气阻力）。在某次环绕火星的椭圆轨道上运行时，“近火点A”高度约280km，“远火点B”高度约5.9×104km，则下列说法正确的是（ ）
A．火箭放置在发射台上准备发射时，发射台对火箭没有做功
B．火箭发射加速升空时，“天问一号”探测器相对于火箭是运动的
C．“天问一号”在火星附近“刹车”减速，但机械能守恒
D．“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中，动能转化为重力势能
【分析】（1）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；
（2）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止；
（3）（4）机械能等于动能和势能之和，动能和物体的质量和速度有关，重力势能和物体的质量和高度有关。
【解答】解：
A、火箭放置在发射台上准备发射时，发射台对火箭有力的作用，但没有在力的方向上通过距离，没有做功，故A正确；
B、火箭发射加速升空时，“天问一号”探测器相对于火箭之间没有发生位置的变化，是静止的，故B错误；
C、“天问一号”在火星附近“刹车”减速后，质量不变，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小，故具有的机械能减小，故C错误；
D、“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能，故D正确。
故选：AD。
14．如图所示，重为G的物体A在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A在水平面上匀速运动时仅受到一对平衡力的作用
B．拉力的功率为2Fv
C．额外功
D．滑轮组的机械效率为
【分析】（1）物体A在水平面上匀速运动时处于平衡状态，受到的力为平衡力，分析物体A受力情况得出所受平衡力的对数；
（2）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据v绳＝nv物求出绳端移动的速度，利用P＝＝＝Fv求出拉力的功率；
（3）根据W＝Pt和t＝求出拉力做的总功，根据W＝fs求出克服物体所示摩擦力所做的有用功，额外功等于总功减去有用功；
（4）利用η＝求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A．物体A在水平面上匀速运动时处于平衡状态，受到竖直向上的支持力和自身的重力是一对平衡力，受到水平向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，共受到两对平衡力的作用，故A错误；
B．由图可知，滑轮组绳子的有效股数N＝2，则绳端移动的速度v绳＝Nv＝2v，拉力的功率P＝＝＝Fv绳＝F×2v＝2Fv，故B正确；
C．拉力做的总功W总＝Pt＝2Fv×＝2Fs，克服物体所示摩擦力所做的有用功W有＝fs＝Gs，额外功W额＝W总﹣W有＝2Fs﹣Gs＝（2nF﹣G）s，故C错误；
D．滑轮组的机械效率η＝＝＝，故D正确。
故选：BD。
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．如图所示，烧杯内水中的小球正在下沉，不计水的阻力，请做出小球所受力的示意图。
【分析】水中的球在竖直方向上受到重力和浮力的作用，根据小球正在下沉确定两个力的大小关系，按力的示意图的要求作图即可。
【解答】解：
以球心为力的作用点，分别沿着竖直向下的方向和竖直向上的方向作出小球受到的重力和浮力；由于小球是正在下沉，所以其受到的浮力小于重力，由此作出小球受力示意图如图所示：
16．如图中ABO看成杠杆，O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。
【分析】明确图中杠杆的支点、动力以及阻力是画图的关键。力臂是从支点到力的作用线的距离。示意图是表示出力的三要素。
【解答】解：
在图中，动力指的是作用在杠杆上的力，而不是通过定滑轮的力；阻力为重物对杠杆向下的拉力。
过支点O作动力作用线的垂线段，即为动力臂l1；过B点作竖直向下的阻力F2．如图所示：
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）如图所示，是探究“运动和力的关系”的实验装置。
（1）分别将小车放在斜面的 同一高度 让其自由滑下，观察它在粗糙程度不同的水平表面运动的距离；
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现图 丙 中的小车运动状态改变得最慢；
（3）若小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1 ＞ P2（选填“＞“＝”或“＜”）；
（4）用此装置也可进行探究影响动能大小的因素实验，如图丁所示。该实验中运用到了转换法，请简要写出如何实现的“转换” 将动能的大小转化为木块被推动的距离 。
【分析】（1）实验中应该控制小车的初速度是相同的，据此分析；
（2）由实验现象可知，小车受到的阻力越小，运动距离越远，速度减小越慢；
（3）从小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功分析，在木板表面受到的阻力小，滑行距离远，时间长，根据P＝分析功率的大小；
（4）让小车分别从斜面不同高度处由静止滑下撞击木块，探究物体的动能与速度的关系，通过比较木块被推动的距离来反映小车动能的大小。
【解答】解：（1）实验中应该控制小车的初速度是相同的，所以应将小车分别放在斜面的同一高度，让其自由滑下，观察它在粗糙程度不同的水平表面运动的距离；
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现图丙中的小车运动的距离最远，速度减小得最慢，表示其运动状态改变得最慢；
（3）因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1＝W2；但在木板表面滑行时间长，根据P＝知木板表面功率小，棉布表面功率大，即则P1＞P2；
（4）物体的动能与速度和质量有关；让小车分别从斜面不同高度处由静止滑下，小车到达水平面时的速度不同，比较木块被推动的距离，由此得出物体的动能与速度的关系。
故答案为：（1）同一高度；（2）丙；（3）＞；（4）将动能的大小转化为木块被推动的距离。
18．（6分）小珍和小强利用微小压强计“探究液体内部的压强特点”。
（1）小强认为装置中连有橡皮管的U形管就是一个连通器，你认为小强的看法是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 U形管左端处于封闭状态 ；
（2）小强试着用不同大小的力按压金属盒表面的橡皮膜，如图甲所示。当用较大的力按压时，橡皮膜受到的压强较大，发现此时U形管两侧的液面高度差 较大 （选填“较大”或“较小”）；
（3）小珍将探头先后放在同一容器中液体的A、B两点处，U形管两侧液面高度情况分别如图乙、丙所示。他由此判断出两处的压强大小关系为PA 小于 PB（选填“大于”“等于”或“小于”），由此可以得到液体内部的压强与 深度 有关；
（4）若用此实验装置探究“同种液体同一深度处各个方向的压强关系”，应怎样进行实验操作，简要叙述： 将压强计放入液体中同一深度，改变橡皮膜朝向，同时观察U形管中液面高度差变化情况 。
【分析】（1）所谓的连通器就是两端开口，底部相连的仪器，U形管压强计的两端不开口；
（2）探究液体内部的压强需要用到U形管连通器，可以通过改装内部左右两个液面高度差来衡量液体内部的大小，体现了转换法的思想；
（3）要探究液体深度对压强的影响，需要控制液体密度相同；当液体密度相同时，深度越深，压强越大；
（4）液体的压强大小与液体的密度和深度有关；与方向无关，要研究每一个因素对液体压强大小的影响，需要用到控制变量法。
【解答】解：（1）连通器是上端开口与大气相连，下端相连通的容器。装置中连有橡皮管的U形管不是一个连通器，小强的看法是错误的，原因是微小压强计U形管的左侧封闭，并未与大气相连；
（2）力可以使物体发生形变，小强试着用不同大小的力按压金属盒表面的橡皮膜，如图甲所示，橡皮膜向内凸起；当用较大的力按压时，橡皮膜向内凸起的程度变大，橡皮膜受到的压强较大，此时U形管两侧的液面高度差会较大；
（3）如图乙、丙所示，比较微小压强计U形管内液面的高度差可以看出，在A点时的高度差小于在B点，因此A、B两处的压强大小关系为PA小于PB；
（4）若用此实验装置探究“同种液体同一深度处各个方向的压强关系，可将压强计放入液体中同一深度，改变橡皮膜朝向，同时观察U形管中液面高度差变化进行验证。
故答案为：（1）错误；U形管左端处于封闭状态（2）较大（3）小于；深度（4）将压强计放入液体中同一深度，改变橡皮膜朝向，同时观察U形管中液面高度差变化情况。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）如图所示，正方体木块漂浮在水面上，总体积的露出水面，不可伸长的悬绳处于松弛状态。已知绳子能承受的最大拉力为4N，木块边长为0.1m，容器底面积为0.04m2，容器中水足够多，容器底有一阀门K，求：
（1）木块的密度。
（2）打开阀门使水缓慢流出，当细绳断裂前一瞬间关闭阀门，求此时木块排开水的体积。
（3）在细绳断后木块再次漂浮时，容器底受到水的压强与绳断前的瞬间相比改变了多少。
【分析】（1）由于木块漂浮，可得木块受到的浮力等于木块重力，知道木块总体积的露出水面，可求木块排开水的体积与木块体积的关系，再利用F浮＝ρ水V排g＝G木＝ρ木V木g求木块的密度；
（2）当细绳断裂时，受力如图，则此时木块受到的浮力加上拉力等于木块重力，即F浮′+F最大＝G木，
设此时木块排开水的体积为V排′，可得ρ水V排′g+F最大＝ρ木V木g，据此求出此时木块排开水的体积；
（3）在细绳断开后木块再次漂浮时，浮力增加4N，利用F浮＝ρ水V排g求排开水体积增加值；而△V排＝S容△h，据此求水面上升高度，再利用p＝ρgh求容器底受水的压强变化。
【解答】解：
（1）木块漂浮，根据浮沉条件可知，F浮＝G木，
根据阿基米德原理可知：F浮＝ρ水V排g，木块的重力为：G木＝ρ木V木g，
则：ρ水V排g＝ρ木V木g，
木块总体积的露出水面，所以V排＝V木，
木块的密度为：ρ木＝ρ水＝×1×103kg/m3＝0.75×103kg/m3；
（2）如图：
当细绳断裂时，F浮′+F最大＝G木，
设此时木块排开水的体积为V排′，则：
ρ水V排′g+F最大＝ρ木V木g，
即：1×103kg/m3×V排′×10N/kg+4N＝0.75×103kg/m3×（0.1m）3×10N/kg，
解得：
V排′＝3.5×10﹣4m3；
（3）在细绳断开后木块再次漂浮时，浮力增加4N，排开水体积增加：
△V排＝＝＝4×10﹣4m3，
水面上升：
△h＝＝＝0.01m，
△p＝ρg△h＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m＝100Pa。
即：容器底受水的压强增大了100Pa。
答：（1）木块的密度为0.75×103kg/m3；
（2）当细绳断裂前一瞬间关闭阀门，此时木块排开水的体积为3.5×10﹣4m3；
（3）在细绳断开后木块再次漂浮时，容器底受到水的压强与断绳前的瞬间相比，容器底受水的压强增大了100Pa。
21．（9分）建筑工地上，重70kg的工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为10s.（若忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）求：
（1）工人做的有用功。
（2）求此过程中该装置的机械效率。
（3）工人师傅做功的功率。
（4）利用此装置，该工人最多能提起多重的货物？
【分析】（1）利用W＝Gh求工人做的有用功；
（2）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，利用W＝Fs求工人做的总功，此过程中该装置的机械效率等于有用功与总功之比；
（3）利用P＝求工人做功的功率；
（4）忽略绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），据此可求动滑轮重力，工人师傅的最大拉力等于工人自身体重，忽略绳重和摩擦，利用拉力F＝（G+G动）求提升的最大物重。
【解答】解：（1）工人做的有用功：
W有用＝Gh＝200N×6m＝1200J；
（2）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×6m＝12m，
工人做的总功：
W总＝Fs＝125N×12m＝1500J；
此过程中该装置的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）工人做功的功率：
P＝＝＝150W；
（4）忽略绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），则动滑轮重力：
G动＝2F﹣G＝2×125N﹣200N＝50N，
工人师傅的最大拉力：
F最大＝G工人＝m工人g＝70kg×10N/kg＝700N，
忽略绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），则提升的最大物重：
G最大＝2F最大﹣G动＝2×700N﹣50N＝1350N。
答：（1）工人做的有用功为1200J；
（2）求此过程中该装置的机械效率为80%；
（3）工人师傅做功的功率为150W；
（4）利用此装置，该工人最多能提起1350N的货物。