天津市和平区2022-2023学年八年级下学期期末检测物理试题

这是一份天津市和平区2022-2023学年八年级下学期期末检测物理试题，共25页。试卷主要包含了填空题等内容，欢迎下载使用。

1．（3分）生活中经常需要估测或估算，下列估测和估算正确的是（ ）
A．一本人教社八年级下册物理课本的重力约为3N
B．一名中学生（正常体重）浮在游泳池的水面上时受到的浮力约为60N
C．你站在地面时，大气对你正面的压强约为1.013×105Pa
D．一名中学生（正常体重）上一层楼做的功约为180J
2．（3分）在平直的地面上有一辆小车匀速前进，下列说法正确的是（ ）
A．车对地面的压力和地面对车的支持力是一对平衡力
B．车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
C．车受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
D．地面对车的支持力和车受到的阻力是一对平衡力
3．（3分）如图所示四个实例中，属于增大压强的是（ ）
A．篆刻刀的刀刃很锋利B．骆驼宽大的脚掌
C．铁轨下铺设枕木D．滑雪板面积较大
4．（3分）如图所示，下列事例中属于增大摩擦的是（ ）
A．加润滑油B．滚动轴承
C．涂防滑粉D．冰壶运动
5．（3分）用托里拆利实验测定大气压的数值（玻璃管内水银面上方是真空）。下列过程会导致测量数值发生变化的是（ ）
A．换用稍粗点的玻璃管
B．使玻璃管稍下降一点
C．使玻璃管稍倾斜 一点
D．将实验从山下移到山上
6．（3分）小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（ ）
A．9JB．30JC．90JD．300J
7．（3分）用大小相同的力F作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（ ）
A．W1＝B．W1＝4W2C．W1＝2W2D．W1＝W2
8．（3分）如图所示，是一些与机械能有关的实例，其中机械能增大的是（ ）
A． 汽车水平加速行驶B．滚摆向下运动
C． 卫星绕地球运动D．运动员被蹦床弹起
9．（3分）如图是用撬棒撬石头的情景，选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（3分）滑块被固定在斜面底端的压缩弹簧弹出，滑块离开弹簧后沿斜面向上运动的过程中，不考虑空气阻力，图中关于滑块的受力示意图正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）每小题给出的四个选项中，均有多个符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，不选或选错的得零分。请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置。
（多选）11．（3分）如图所示，在斜面上将一个重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时t，已知沿斜面向上的拉力F。斜面长s、斜面高h。下列说法正确的是（ ）
A．有用功为Gh
B．拉力的功率为
C．斜面的机械效率为
D．物体受到的摩擦力为
（多选）12．（3分）如图所示四幅图对应的说法正确的是（ ）
A．图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时，该同学受到的摩擦力方向向上
B．图乙中筷子提米在空中静止时，筷子所受米给它的摩擦力方向向上
C．图丙中力F拉动木板B使其速度逐渐变大的过程中，弹簧测力计的示数也变大
D．图丁中重200N的小车要水平方向的力推着它做匀速直线运动，重力做功为0J
（多选）13．（3分）如图所示，小明利用一根吸管制作一个简易密度计，下列说法中正确的是（ ）
A．这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，排开液体的重力相同
B．这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体密度越大，它露出液面部分长度越长
C．如图乙所示为设计好的密度计的一部分，刻度上至A下至B，量程为ρ1～ρ2。若把它放到某种液体中，液面恰好在AB的中点C，这种液体的密度比AB密度的平均值大
D．若将A上方剪掉，该密度计C处对应的刻度将变小
三、填空题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
14．（4分）物理知识在生活中应用广泛。如图甲所示，挂勺子用的塑料挂钩吸盘能“吸”在光滑的墙上，是因为 作用的结果。如图乙所示，茶壶的壶嘴与壶身构成 ，若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后，壶嘴和壶身中水面相平。
15．（4分）在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中，某同学做了如图所示的实验。
比较实验的甲、乙两图可得结论： ；
比较乙、丙两图可得结论： 。
16．（4分）如图甲、乙是同学们做过的两个物理实验。
甲的现象：“从B管右端向管内吹气，A管水面上升”；说明的原理是 ，
乙现象：“迅速击打硬纸板，鸡蛋不会随硬纸板飞出”；说明的原理 。
17．（4分）杠杆的平衡条件是 。如图所示杠杆处平衡状态，则L1＝ L2（每个钩码的重力相等）。
18．（4分）功率是25kW的拖拉机，它4h做的功如果由平均功率是0.4kW的耕牛去完成，需要时间 h．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW，速度为80km/h，汽车行驶2h，卡车的牵引力是 。
19．（4分）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物上升h，重物的重力为G1，动滑轮的重力为G2，装置的机械效率为η，则拉力F为 ，额外功为 。
四、综合题（本大题共7小题，共37分）解题中要求有必要的分析和说明，计算题还要有公式及数据代入过程，结果要有数值和单位.
20．（3分）轻质杠杆可绕O转动，杠杆上吊一重物G，在力F1作用下杠杆静止在如图位置，请在图中作出最小的力F1的示意图和它的力臂L1及杠杆所受阻力F2的示意图和它的力臂L2。
21．（3分）在图中用线代表绳子，连成最省力的滑轮组。
22．（7分）如图所示，某人利用滑轮组以0.2m/s的速度，把重为600N的箱子匀速提高了4m，滑轮组的机械效率为80%，求：
（1）作用在绳子自由端的拉力F；
（2）F的功率；
（3）若不计绳重和摩擦，求匀速提升重300N的箱子时该装置的机械效率。
23．（6分）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向 （填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，其目的是 。
（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 （填“左”或“右”）端会下沉。进行调整后再次平衡，得到结论动力×动力臂＝阻力×阻力臂，是否科学，请解释原因 。
（3）如图丙所示，若不在D点挂钩码，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 （填“变小”、“变大”或“不变”）。并做出力在b点时的力臂。
24．（6分）某同学在探究“物体的动能跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想：
猜想一：物体动能大小与物体的质量有关
猜想二：物体动能大小与物体的运动速度有关
为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、三个钢球（质量分别为0.1kg、0.2kg和0.3kg）、木块和长木板。
（1）实验装置如图所示，让钢球从高为h的斜槽上由静止滚下，碰到水平面上的木块后，观察到 说明钢球的动能越大。
（2）为了验证猜想一，请设计一个记录实验数据的表格。
（3）分析表中数据可以得到猜想二的实验结论是 。
（4）这套装置还能做什么实验 。
（5）本实验主要的研究方法是控制变量法，下列实验中也用到了这种方法的是 。
A.探究压力的作用效果跟什么因素有关
B.探究杠杆的平衡条件
C.测量固体的密度
25．（6分）同学们使用电子秤、烧杯、用铁架台悬挂一只质量为800g的小铁块、细线、适量水、抹布，利用浮力知识进行测量液体密度，同学们还发现电子秤有一个去皮功能键。方法是：只要打开电源，放上烧杯，再按去皮功能键，示数就变为零，再往烧杯内加入要测量的液体，显示的就是液体的质量，这样测量更便捷，所以测量时使用了该功能。如要用该装置快速测量液体密度，请写出主要的实验步骤，并用已知量和测量量写出液体密度的数学表达式。（计算中取g＝10N/kg，铁的密度取8×103kg/m3）并分析这种密度计的测量范围是怎样的，如电子秤的分度值是0.1g，这个装置的精度如何？
26．（6分）如图（a）所示，一个质量为m、底面积为S的薄壁圆柱形容器（足够高）放在水平地面上，且容器内盛有体积为V的水，水的密度为ρ。
（1）若将一个底面积为S0、高度为h0的实心金属圆柱体A，缓慢竖直地浸入水中，如图（b）所示，画出A的受力图。
（2）若圆柱体A缓慢浸入后使得容器对水平地面的压强增大一倍（A未浸没），求此时圆柱体A底部所处深度h。
（3）如将A物体向上提升h1（未离开水面），则所用拉力增加多少。
参考答案
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意，请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置。
1．（3分）生活中经常需要估测或估算，下列估测和估算正确的是（ ）
A．一本人教社八年级下册物理课本的重力约为3N
B．一名中学生（正常体重）浮在游泳池的水面上时受到的浮力约为60N
C．你站在地面时，大气对你正面的压强约为1.013×105Pa
D．一名中学生（正常体重）上一层楼做的功约为180J
【解答】解：A、一本人教社八年级下册物理课本的质量约0.2kg，重力约为G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，故A错误；
B、一个中学生的正常体重约为500N，一个中学生在游泳池潜水时，受到的浮力等于自身的重力，约为500N，故B错误；
C、标准大气压约为1.013×105Pa，你站在地面时，大气对你正面的压强跟标准大气压差不多，故C正确；
D、一个中学生的正常体重约为500N，一层楼的高度约3m，一个中学生登上一层楼所做的功约为W＝Gh＝500N×3m＝1500J，故D错误。
故选：C。
2．（3分）在平直的地面上有一辆小车匀速前进，下列说法正确的是（ ）
A．车对地面的压力和地面对车的支持力是一对平衡力
B．车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
C．车受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
D．地面对车的支持力和车受到的阻力是一对平衡力
【解答】解：A、车对地面的压力和地面对车的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，但作用在不同的两个物体，它们是一对相互作用力，故A错误；
B、车受到的重力和地面对车的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力，故B正确；
C、车受到的重力和地面受到的压力，这两个力方向相同，不是一对相互作用力，故C错误；
D、地面对车的支持力方向是竖直向上，车受到的阻力沿水平方向，不在同一直线上，它们不是一对平衡力，故D错误。
故选：B。
3．（3分）如图所示四个实例中，属于增大压强的是（ ）
A．篆刻刀的刀刃很锋利B．骆驼宽大的脚掌
C．铁轨下铺设枕木D．滑雪板面积较大
【解答】解：A、篆刻刀的刀刃很锋利，是在压力一定时，减小受力面积来增大压强，故A符合题意；
B、骆驼宽大的脚掌，是在压力一定时，增大受力面积减小压强，故B不符合题意；
C、在铁轨下面铺枕木，是在压力一定时，增大受力面积减小对路基的压强，保护路基，故C不符合题意；
D、滑雪板的面积较大，是在压力一定时，增大受力面积减小对雪地的压强，防止陷入雪中，故D不符合题意。
故选：A。
4．（3分）如图所示，下列事例中属于增大摩擦的是（ ）
A．加润滑油B．滚动轴承
C．涂防滑粉D．冰壶运动
【解答】解：A．加润滑油，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故A不符合题意；
B．滚动轴承，是用滚动代替滑动来减小摩擦力，故B不符合题意；
C．涂防滑粉，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C符合题意；
D．冰壶运动，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故D不符合题意。
故选：C。
5．（3分）用托里拆利实验测定大气压的数值（玻璃管内水银面上方是真空）。下列过程会导致测量数值发生变化的是（ ）
A．换用稍粗点的玻璃管
B．使玻璃管稍下降一点
C．使玻璃管稍倾斜 一点
D．将实验从山下移到山上
【解答】解：
A、换内径较粗的玻璃管，对水银柱产生的压强没有影响，大气压不变，能支持的水银柱高度也不变，故测量值没有变化，故A错误；
B、玻璃管稍下降一点，大气压不变，能支持的水银柱高度也不变，故测量值没有变化，故B错误；
C、使玻璃管稍倾斜一点，大气压不变，能支持的水银柱高度也不变，故C错误；
D、将实验装置从山下移到山上，高度的增加会使大气压减小，故能支持的水银柱高度减小，测量值变小，故D正确。
故选：D。
6．（3分）小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（ ）
A．9JB．30JC．90JD．300J
【解答】解：由题知，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则提30个鸡蛋的力大约为F＝N＝15N；
每层楼的高度大约为3米，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h＝3m×2＝6m；
小华提鸡蛋的力做功约为：W＝Fs＝15N×6m＝90J。
故选：C。
7．（3分）用大小相同的力F作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（ ）
A．W1＝B．W1＝4W2C．W1＝2W2D．W1＝W2
【解答】解：两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W＝Fs可以判断两个力做功相等，即W1＝W2。
故选：D。
8．（3分）如图所示，是一些与机械能有关的实例，其中机械能增大的是（ ）
A． 汽车水平加速行驶B．滚摆向下运动
C． 卫星绕地球运动D．运动员被蹦床弹起
【解答】解：A、汽车在水平路面上加速行驶，速度增大，高度不变，故动能增大，势能不变，所以机械能增大，符合题意；
B、滚摆上下摆动时，要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能减小，不符合题意；
C、卫星绕地球转动过程中，没有空气摩擦，故总的机械能保持不变，动能和重力势能不变地转化，不符合题意；
D、运动员被蹦床弹起，在人上升过程中，与空气摩擦，机械减小，故不符合题意；
故选：A。
9．（3分）如图是用撬棒撬石头的情景，选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1，从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂l1；
阻力是石头对撬棒的作用力F2，方向竖直向下，反向延长F2，从支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2；
故选：B。
10．（3分）滑块被固定在斜面底端的压缩弹簧弹出，滑块离开弹簧后沿斜面向上运动的过程中，不考虑空气阻力，图中关于滑块的受力示意图正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：A、滑块离开弹簧后沿斜面向上运动的过程中，受平行于斜面向下的摩擦力作用，同时受重力和支持力作用，支持力与斜面垂直，故A错误；
B、滑块离开弹簧后沿斜面向上运动的过程中，受平行于斜面向下的摩擦力作用，同时受重力和支持力作用，图中缺少摩擦力示意图，故B错误；
CD、滑块离开弹簧后沿斜面向上运动的过程中，受平行于斜面向下的摩擦力作用，同时受竖直向下的重力和垂直于斜面向外的支持力作用，故C正确，D错误。
故选：C。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）每小题给出的四个选项中，均有多个符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，不选或选错的得零分。请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置。
（多选）11．（3分）如图所示，在斜面上将一个重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时t，已知沿斜面向上的拉力F。斜面长s、斜面高h。下列说法正确的是（ ）
A．有用功为Gh
B．拉力的功率为
C．斜面的机械效率为
D．物体受到的摩擦力为
【解答】解：A、使用斜面的目的是提升重物，因此克服物体重力所做的功为有用功，即W有＝Gh，故A正确；
B、由题意可知，拉力为F，斜面长为s，故拉力所做的功为：W总＝Fs，
则拉力的功率为：
P＝＝，故B正确；
C、斜面的机械效率为：
η＝＝，故C错误；
D、由题意可知，所做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝Fs﹣Gh，
克服斜面摩擦力所做的功为额外功，即：W额＝fs，
则物体受到斜面的摩擦力为：f＝＝，故D正确。
故选：ABD。
（多选）12．（3分）如图所示四幅图对应的说法正确的是（ ）
A．图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时，该同学受到的摩擦力方向向上
B．图乙中筷子提米在空中静止时，筷子所受米给它的摩擦力方向向上
C．图丙中力F拉动木板B使其速度逐渐变大的过程中，弹簧测力计的示数也变大
D．图丁中重200N的小车要水平方向的力推着它做匀速直线运动，重力做功为0J
【解答】解：A、图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时，其重力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力与重力方向相反，即摩擦力方向竖直向上，故A正确；
B、图乙中筷子提米在空中静止时，米受到筷子给它的摩擦力和重力是一对平衡力，即筷子给米的摩擦力方向竖直向上，米对筷子的摩擦力和筷子对米的摩擦力是相互作用力，方向竖直向下，故B错误；
C、图丙中在力F拉动木板B使其速度逐渐变大的过程中，上方物体与弹簧测力计之间保持相对静止，其压力与接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，弹簧测力计的示数将不变，故C错误；
D、图丁中重200N的小车要水平方向的力推着它做匀速直线运动，在重力方向上没有移动距离，重力做功为0J，故D正确。
故选：AD。
（多选）13．（3分）如图所示，小明利用一根吸管制作一个简易密度计，下列说法中正确的是（ ）
A．这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，排开液体的重力相同
B．这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体密度越大，它露出液面部分长度越长
C．如图乙所示为设计好的密度计的一部分，刻度上至A下至B，量程为ρ1～ρ2。若把它放到某种液体中，液面恰好在AB的中点C，这种液体的密度比AB密度的平均值大
D．若将A上方剪掉，该密度计C处对应的刻度将变小
【解答】解：AB、密度计始终漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，根据阿基米德原理可知，密度计漂浮在不同液体中排开液体的重力相等；如果液体的密度越大，根据阿基米德原理可知，密度计浸入液体中的体积越小，即越往上浮，则露出液面部分的长度越长，故AB正确；
C、设S为管底面积，A点到吸管底部的深度为h1，B点到吸管底的深度为h2，则液面恰好在AB的中点C时，深度h＝，
因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则有F浮A＝F浮B＝G，由F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSh可知，ρ1gSh1＝ρ2gSh2，则有＝，
当液面恰好在AB的中点C时，有F浮A＝F浮C＝G，则有ρ1gSh1＝ρgSh，所以液体的密度ρ＝＝＝＝＝，
平均密度为：ρ平均＝，则ρ平均﹣ρ＝﹣＝＞0，所以则ρ平均＞ρ，即若把它放到某种液体中，液面恰好在AB的中点C，这种液体的密度比AB密度的平均值小，故C错误；
D、若将 A上方剪掉，密度计的重力减小，则浮力变小，根据F浮＝ρ液gV排可知，密度一定，密度计排开液体的体积变小，即浸入液体的体积变小，浸入液体的深度减小，C在液面上，刻度值变小，故D正确。
故选：ABD。
三、填空题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
14．（4分）物理知识在生活中应用广泛。如图甲所示，挂勺子用的塑料挂钩吸盘能“吸”在光滑的墙上，是因为 大气压强 作用的结果。如图乙所示，茶壶的壶嘴与壶身构成 连通器 ，若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后，壶嘴和壶身中水面相平。
【解答】解：挂勺子用的塑料挂钩吸盘能“吸”在光滑的墙上，是因为大气压强的作用；茶壶的壶嘴与壶身构成连通器。
故答案为：大气压强；连通器。
15．（4分）在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中，某同学做了如图所示的实验。
比较实验的甲、乙两图可得结论： 在受力面积相同时，压力越大压力的作用效果越明显 ；
比较乙、丙两图可得结论： 在压力相同时，受力面积力越小压力的作用效果越明显 。
【解答】解：观察甲、乙两图可以发现，细沙的受力面积是一定的，小凳子对细沙的压力不同，压力越大细沙的形变越大，压力的作用效果越明显，也就说明了压力的作用效果和压力有关；
观察乙、丙两图可以发现，小凳子对细沙的压力相同，细沙的受力面积不同，是探究压力的作用效果和受力面积的关系；细沙的形变程度不同，也就说明了压力的作用效果和受力面积有关。
故答案为：在受力面积相同时，压力越大压力的作用效果越明显；在压力相同时，受力面积力越小压力的作用效果越明显。
16．（4分）如图甲、乙是同学们做过的两个物理实验。
甲的现象：“从B管右端向管内吹气，A管水面上升”；说明的原理是 在流体中，流速越大的位置压强越小 ，
乙现象：“迅速击打硬纸板，鸡蛋不会随硬纸板飞出”；说明的原理 物体具有惯性 。
【解答】解：（1）从B管右端向管内吹气时，A管上端的空气流速快，压强小。由于大气压强的作用，液体从烧杯中压入A管中，A管中的水会上升。
（2）鸡蛋原来是静止的，迅速击打硬纸板，硬纸板受力飞出，但鸡蛋由于惯性还要保持原来的静止状态，所以鸡蛋不会随硬纸板飞出，而是落入水中。
故答案为：在流体中，流速越大的位置压强越小，物体具有惯性。
17．（4分）杠杆的平衡条件是 F1L1＝F2L2 。如图所示杠杆处平衡状态，则L1＝ 2 L2（每个钩码的重力相等）。
【解答】解：杠杆平衡的条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，字母表示为：F1L1＝F2L2。
因为F1：F2＝1：2，所以，即L1＝2L2
故答案为：F1L1＝F2L2，L1＝2L2
18．（4分）功率是25kW的拖拉机，它4h做的功如果由平均功率是0.4kW的耕牛去完成，需要时间 250 h．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW，速度为80km/h，汽车行驶2h，卡车的牵引力是 9090N 。
【解答】解：
（1）由P＝可得，4h内拖拉机所做的功：
W＝Pt＝25kW×4h＝100kW•h；
由牛做这些功需要的时间：
t′＝＝＝250h；
（2）80km/h＝＝m/s，
又因为P＝＝＝Fv，
所以卡车的牵引力：F＝＝＝9090N；
故答案为：250；9090N。
19．（4分）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物上升h，重物的重力为G1，动滑轮的重力为G2，装置的机械效率为η，则拉力F为 ，额外功为 。
【解答】解：
使用动滑轮提升重物时，有用功：W有＝G1h；
拉力做的总功：W总＝Fs＝F×2h；
动滑轮的机械效率：η＝＝＝，
则拉力F为：F＝；
额外功为：W额＝W总﹣W有＝Fs﹣G1h＝×2h﹣G1h＝﹣G1h＝。
故答案为：；。
四、综合题（本大题共7小题，共37分）解题中要求有必要的分析和说明，计算题还要有公式及数据代入过程，结果要有数值和单位.
20．（3分）轻质杠杆可绕O转动，杠杆上吊一重物G，在力F1作用下杠杆静止在如图位置，请在图中作出最小的力F1的示意图和它的力臂L1及杠杆所受阻力F2的示意图和它的力臂L2。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。图中杠杆O为支点，当动力作用在最右端时，力臂最长，力最小，则O与杠杆最右端的连线为最长动力臂L1，过最右端垂直于最长动力臂L1向上作出最小动力示意图；
杠杆所受阻力F2的作用点在杠杆上，方向竖直向下，据此作出阻力F2的示意图，然后过O点做阻力F2作用线的垂线段，垂线段的长即为阻力F2的力臂L2。如图所示：
21．（3分）在图中用线代表绳子，连成最省力的滑轮组。
【解答】解：要求用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，则绳子的起始端应系在动滑轮的上面挂钩上，此时，承担物重的绳子股数最多、最省力，如下图所示：
22．（7分）如图所示，某人利用滑轮组以0.2m/s的速度，把重为600N的箱子匀速提高了4m，滑轮组的机械效率为80%，求：
（1）作用在绳子自由端的拉力F；
（2）F的功率；
（3）若不计绳重和摩擦，求匀速提升重300N的箱子时该装置的机械效率。
【解答】解：（1）有用功：W有用＝Gh＝600N×4m＝2400J，
由η＝得拉力做的总功为：
W总＝＝＝3000J，
拉力移动距离：s＝nh＝3×4m＝12m，
由W总＝Fs得对绳子的拉力为：
F＝＝＝250N；
（2）拉力移动的速度为：v绳＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
拉力的功率：
P＝＝＝Fv绳＝250N×0.6m/s＝150W；
（3）若不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）得动滑轮重力为：
G动＝nF﹣G＝3×250N﹣600N＝150N，
匀速提升重300N的箱子时该装置的机械效率为：
η′＝＝＝×100%≈66.7%。
答：（1）作用在绳子自由端的拉力F为250N；
（2）F的功率为150W；
（3）若不计绳重和摩擦，匀速提升重300N的箱子时该装置的机械效率为66.7%。
23．（6分）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向 右 （填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，其目的是 便于测量力臂同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 。
（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 左 （填“左”或“右”）端会下沉。进行调整后再次平衡，得到结论动力×动力臂＝阻力×阻力臂，是否科学，请解释原因 不科学，一次实验数据得出结论具有偶然性 。
（3）如图丙所示，若不在D点挂钩码，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 变大 （填“变小”、“变大”或“不变”）。并做出力在b点时的力臂。
【解答】解：（1）图甲中，杠杆右端偏高，说明杠杆的重心在左侧，则左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：
F左L左＝F右L右，即4G×2L＞2G×3L，故左端下沉；
通过实验总结实验结论时，一般要进行多次实验，避免实验结果偶然性太大，使实验结论更具普遍性，该同学由一次实验数据得出结论，所以实验结论不科学；
（3）保持D 点不变，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，此时F的力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，动力变大；
从支点到力的作用线的距离叫力臂，从支点向动力作用线做垂线，垂线段的长度即力臂L，如图所示。
故答案为：（1）右；便于测量力臂同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）左；不科学，一次实验数据得出结论具有偶然性；（3）变大；见解答。
24．（6分）某同学在探究“物体的动能跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想：
猜想一：物体动能大小与物体的质量有关
猜想二：物体动能大小与物体的运动速度有关
为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、三个钢球（质量分别为0.1kg、0.2kg和0.3kg）、木块和长木板。
（1）实验装置如图所示，让钢球从高为h的斜槽上由静止滚下，碰到水平面上的木块后，观察到 木块被推动距离的大小 说明钢球的动能越大。
（2）为了验证猜想一，请设计一个记录实验数据的表格。
（3）分析表中数据可以得到猜想二的实验结论是 当物体的质量一定时，物体的速度越大，动能就越大 。
（4）这套装置还能做什么实验 阻力对物体运动的影响 。
（5）本实验主要的研究方法是控制变量法，下列实验中也用到了这种方法的是 A 。
A.探究压力的作用效果跟什么因素有关
B.探究杠杆的平衡条件
C.测量固体的密度
【解答】解：（1）物体动能大小不能直接观察，实验中通过观察木块被推动距离的大小来反映钢球对木块做功的多少，从而间接判断钢球动能的大小；
（2）物体动能大小与物体的质量和速度有关，探究物体动能大小与质量关系时，要控制物体到达水平面时的速度一定，即控制钢球在斜面上的高度相同，改变物体的质量；设计表格如下：
（3）由表中数据可得出结论：当物体的质量一定时，物体的速度越大，动能就越大；
（4）这套装置还能做阻力对物体运动的影响的实验；
（5）本实验探究主要运用的科学探究方法是控制变量法：
A、因为压力的作用效果与压力的大小和接触面积有关，因此探究压力的作用效果跟什么因素有关时，采用的是控制变量法；
B、探究杠杆的平衡条件时为了获得普遍规律实验测量了多组数据分析，因此采用的是归纳法；
C、测量固体的密度多次测量取平均值，为了减小误差，没有采用控制变量法；
故选：A。
故答案为：（1）木块被推动距离的大小；（2）见上表；（3）当物体的质量一定时，物体的速度越大，动能就越大；（4）阻力对物体运动的影响；（5）A。
25．（6分）同学们使用电子秤、烧杯、用铁架台悬挂一只质量为800g的小铁块、细线、适量水、抹布，利用浮力知识进行测量液体密度，同学们还发现电子秤有一个去皮功能键。方法是：只要打开电源，放上烧杯，再按去皮功能键，示数就变为零，再往烧杯内加入要测量的液体，显示的就是液体的质量，这样测量更便捷，所以测量时使用了该功能。如要用该装置快速测量液体密度，请写出主要的实验步骤，并用已知量和测量量写出液体密度的数学表达式。（计算中取g＝10N/kg，铁的密度取8×103kg/m3）并分析这种密度计的测量范围是怎样的，如电子秤的分度值是0.1g，这个装置的精度如何？
【解答】解：由题知，小铁块的重力G＝mg＝0.8kg×10N/kg＝8N，
根据密度公式得，其体积V＝；
实验步骤：
①先放烧杯，再去皮，然后将适量的纯净水倒入烧杯内，在水面处做标记，用电子秤测得水的质量为m1；
②用细线拴住小铁块，将小铁块轻轻放入水中，不触碰烧杯的壁和底，用电子秤测得质量为m2；
③小铁块受到的浮力：F浮＝（m2﹣m1）g；
④根据阿基米德原理，计算液体的密度：ρ液＝。
由液体密度的数学表达知，这种密度计的测量范围是由电子秤的测量范围决定，所以，这种密度计的测量范围较大；如电子秤的分度值是0.1g，这个装置的精度较高。
答：实验步骤：见解答；表达式：；这种密度计的测量范围较大；精度较高。
26．（6分）如图（a）所示，一个质量为m、底面积为S的薄壁圆柱形容器（足够高）放在水平地面上，且容器内盛有体积为V的水，水的密度为ρ。
（1）若将一个底面积为S0、高度为h0的实心金属圆柱体A，缓慢竖直地浸入水中，如图（b）所示，画出A的受力图。
（2）若圆柱体A缓慢浸入后使得容器对水平地面的压强增大一倍（A未浸没），求此时圆柱体A底部所处深度h。
（3）如将A物体向上提升h1（未离开水面），则所用拉力增加多少。
【解答】解：（1）对图（b）中的圆柱体A进行受力分析可知，A共受到三个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的拉力、还有一个是竖直向上的浮力，且重力等于拉力和浮力之和，作用点都画在其重心上，如图所示；
（2）未放入圆柱体A时，容器对水平地面的压强：
p1＝＝＝，
逐渐浸入圆柱体A，水面升高，容器对水平地面的压强：
p2＝＝＝，
因为p2＝2p1，
所以有：＝2，
则F浮＝mg+ρVg，
又因为F浮＝G排＝m排g＝ρV排g＝ρS0hg，
所以，h＝＝＝+。
（3）如将A物体向上提升h1（未离开水面），设此过程中水面下降的高度为Δh，
根据ΔV排的两种计算方法可得：ΔV排＝SΔh＝S0（h1+Δh），
解得水面下降的高度为Δh＝，
则A物体受到浮力的减小量：ΔF浮＝ρgΔV排＝ρgSΔh＝，
因物体处于平衡状态，则所用拉力增加量：ΔF＝ΔF浮＝。
答：（1）如图；
（2）此时圆柱体A底部所处深度h为+；
（3）如将A物体向上提升h1（未离开水面），则所用拉力增加了。次数
钢球质量m/kg
钢球下落高度h/cm
木块移动距离s/cm
1
0.1
10
8
2
0.1
25
19
3
0.2
20
26
4
0.2
10
15
5
0.3
10
22
6
0.3
15
30
次数
钢球质量m/kg
钢球下落高度h/cm
木块移动距离s/cm
1
0.1
10
8
2
0.1
25
19
3
0.2
20
26
4
0.2
10
15
5
0.3
10
22
6
0.3
15
30
次数
钢球下落高度h/cm
钢球质量m/kg
木块移动距离s/cm
1
10
0.1
8
2
10
0.2
15
3
10
0.3
22