力学综合练习（一）
一．选择题
1.2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系正确的是( )
B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据物体的浮沉条件和阿基米德原理即可分析判断；物体漂浮或悬浮时浮力等于重力，物体下沉到容器底部时，容器会对物体产生支持力。
【详解】考察船和铁锚为一个整体，考察船和铁锚的总重力为G，
图甲中铁锚部分浸入水中；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F甲、铁锚受到的浮力F浮1，
由于考察船时处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F甲+F浮1=G；
所以，F甲=G-F浮1；
图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮2，
由于考察船时处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F乙+F浮2=G；
所以，F乙=G-F浮2；
图丙中由于铁锚沉底，则铁锚受到支持力的作用，所以，考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮2、支持力F支持，
根据受力平衡可知：F丙+F浮3+F支持=G；
所以，F丙=G-F浮2-F支持；
由于图甲铁锚部分浸入水中；图乙和图丙中铁锚完全浸没水中，则：铁锚排开水的体积V排1＜V排2=V排3=V铁锚，
根据阿基米德原理可知：
F浮1＜F浮2=F浮3，
所以，F甲＞F乙＞F丙。
故选C。
2.如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是( )
A. 战斗机从甲板上起飞后， 航母受到的浮力变小
B. 航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力
C. 甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
D. 甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力
【答案】 A
【考点】平衡力和相互作用力的区分，二力平衡条件的应用，物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据二力平衡的知识分析；
(2)根据浮沉条件判断；
(3)平衡力的条件：大小相等，方向相反、作用在同一物体和同一直线上；
(4)相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在同一直线和两个物体上。
【解答】A.航母始终在水面漂浮，根据二力平衡的知识可知，它受到的浮力等于重力。当战斗机起飞后，航母的重力减小，那么它受到的浮力减小，故A正确；
B.航母能浮在海面上是因为它受到的浮力等于它的总重力，故B错误；
C.甲板上的战斗机受到的重力作用在战斗机上，战斗机对甲板的压力作用在甲板上，二者没有作用在同一物体上且方向相同，肯定不是平衡力，故C错误；
D. 甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力， 二者都作用在飞机上，并不是两个物体上，肯定不是相互作用力，故D错误。
故选A。
3.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c 三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( )
va>vb>vc B. vb>vc>va
C. va>vc>vb D. va=vb=vc
【答案】 D
【考点】速度的变化
【解析】【分析】乒乓球的运动可以分解为水平方向和竖直方向上的两个运动，根据惯性的知识分析三种情况下水平方向的速度大小，根据竖直方向速度和高度的关系分析三种情况下竖直方向速度的大小，最后对合速度进行比较即可。
【解答】乒乓球的运动可以分解为水平方向和竖直方向上的两个运动，
①在水平方向上，由于惯性，乒乓球的速度保持不变，即三者的速度是相同的的；
②在竖直方向上，由于乒乓球的高度相同，那么落地时速度相同；
因此三种情况下，乒乓球落地时的合速度大小相等。、
故选D。
4.兴趣小组用图装置研究压强与流速的关系，将吹风机对准竖管上端向下吹风，在3个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A. 乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力 B. 装置中三个水平玻璃管的横截面积不同
C. 三个水平玻璃管的左端口处压强不相同 D. 该装置可以测量竖管中各处的压强大小
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．乒乓球之所以出现处于如图所示的位置，是由于竖管上下粗细不同，管的上端比较细，风的流速快压强小，下端粗流速慢压强大，所以AB错误，C正确；
D．因为改天中就显示了三个位置，与液体的压强不同，所以该装置不可以测量竖管中各处的压强大小，顾Ｄ错误。
故选C。
5.科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是( )
A. 压强 B. 压力
C. 功率 D. 时间
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，横坐标表示受力面积，纵坐标表示压力，阴影部分面积等于压力和受力面积的乘积，由可知，压强等于压力和受力面积的比值，故A不符合题意；
B．由图可知，横坐标表示受力面积，纵坐标表示压强，阴影部分面积等于压强和受力面积的乘积，由F=pS可知，压强和受力面积的乘积就是压力，故B符合题意；
C．由图可知，横坐标表示做功时间，纵坐标表示功，阴影部分面积等于功和做功时间的乘积，由可知，功率等于功和做功时间的比值，故C不符合题意；
D．由图可知，横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积等于功率和功的乘积，由
可知，做功时间等于功和功率的比值，故D不符合题意。
故选B。
6.如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是( )
密度和浮力都不变 B. 密度和浮力都变大
C. 密度变小，浮力不变 D. 密度变小，浮力变大
【答案】 D
【考点】密度公式的应用，浮力的变化
【解析】【分析】首先确定上升过程中气泡的体积变化，然后根据分析气泡的密度变化，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析受到浮力的变化。
【解答】气泡在上升过程中，体积不断变大，而质量不变，根据公式可知，气泡的密度变小；根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，水的密度不变，气泡排开水的体积变大，那么它受到的浮力不断变大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
7.自行车既是环保的交通工具也是很好的健身器材。下列叙述正确的是( )
A. 给车胎充气增加了车胎内气体的压强
B. 地面对自行车的摩擦力总是阻碍车前进
C. 刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D. 自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
【答案】 A
【考点】惯性，平衡力的辨别，平衡力和相互作用力的区分
【解析】【分析】(1)当体积不变时，气体的质量越大，压强越大；
(2)根据相互作用力的知识分析；
(3)惯性是一种性质，而不是一种力的作用；
(4)平衡力的条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上。
【解答】A.给车胎充气，车胎的体积基本不变，但是气体质量不断增大，因此车胎内气压增大，故A正确；
B.骑车时，车轮给地面向后的推力，而地面反过来施加给车辆向前的摩擦力，从而保证车辆前进，因此地面对自行车的摩擦力并不总是阻碍车前进，故B错误；
C.刹车时自行车由于惯性会继续前进一段距离，故C错误；
D.自行车对地面的压力作用在地面上，而地面对自行车的支持力作用在自行车上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是平衡力，故D错误。
故选A。
8.健身者在没有其它辅助的情况下，下列姿势不可能在水平地面上保持的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
对人进行受力分析，根据二力平衡的条件进行分析。二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，四个条件缺一不可。
【详解】A．地面对人的支持力和人的重力两个力的作用点在重心，但两个力没有作用在同一条直线上，不是一对平衡力，所以A姿势不可能在水平地面上保持，故A符合题意。
BCD．图中地面对人的支持力和人的重力两个力的作用点在重心，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，所以BCD姿势可能在水平地面上保持，故BCD不符合题意。
故选A。
9.下图表示跳水运动员从人水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A. ①→② B. ②→③ C. ③→④ D. ④→⑤
【答案】A
【解析】
【详解】由阿基米德原理知道，物体在液体中所受浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，而运动员从入水到露出水面的过程中，水的密度不变；
A．①→②是入水过程，排开水的体积增大，由知道，运动员受到水的浮力不断增大，故A符合题意，；
BC．②→③，③→④，运动员浸没在水中，其排开水的体积不变，所受浮力不变，故BC不符合题意；
D．④→⑤是露出水面的过程，运动员排开水的体积减小，所受浮力减小， 故D不符合题意。
故选A。
10.将静电球装置放在水平桌面上，未通电时，多只锡碗叠放在静电球上(图甲)。通电后，锡碗依次向上飞起(图乙)，最后落到桌面上，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，静止的锡碗受到惯性的作用
B. 图乙中，以空中的锡碗为参照物，静电球是运动的
C. 图甲中，锡碗受到自身重力和桌面对它的支持力
D. 图乙中，锡碗能飞起来是由于同种电荷相互吸引
【答案】B
【解析】
【详解】A、静止的锡碗受平衡力作用，惯性不是力，不能说受到惯性作用，只能说锡碗具有惯性，故A错误；
B、图乙中，以空中的锡碗为参照物，静电球与锡碗之间发生了位置的改变，因此以空中的锡碗为参照物，静电球是运动的，故B正确；
C、图甲中，锡碗受到自身重力和静电球对它的支持力，不是桌面对它的支持力，故C错误；
D、图乙中，锡碗能飞起来是由于同种电荷相互排斥，而不是吸引，故D错误。
故选：B。
11.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( )
【答案】D
【解析】
【分析】
由于绳和滑轮之间摩擦不计，但弹簧测力计的重力对实验会产生影响，根据定滑轮不能省力的特点，结合“通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小”，逐个分析弹簧测力计的重力对测量结果的产生的影响，然后即可判断。
【详解】(1)在AC两图中，钩码挂在拉环上(即左边测力计倒置使用)，因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC错误；
(2)在BD两图中，钩码挂在挂钩上(即左边测力计正常使用)，所以能直接显示出钩码的重力大小；
①B图中，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B错误；
②设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为F=G1+G；
D图中，左边测力计的示数为：F左=G1；
手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数(即测力计受到向下的拉力)：F右=F-G=G1+G-G=G1；
所以，F左=F右=G1，能得出正确结论，故D装置中能实现所有的要求；
故选：D。
12.在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在( )
A. 加速降落过程中只受重力作用
B. 加速降落过程中机械能逐渐增大
C. 匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D. 匀速降落过程中机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．加速降落过程中，雨滴受到重力和空气阻力的共同作用，故A不符合题意；
B．加速降落过程中，由于空气阻力存在，克服空气的阻力做功，机械能转化为内能，机械能逐渐减小，故B不符合题意；
CD．匀速降落过程中，动能不变，重力势能减小，机械能减小；雨滴克服空气的阻力做功，减少的重力势能全都转化成内能，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
填空题
13.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连，细绳恰好水平，如图所示，当A重3N，B重5N时，M恰好做匀速直线运动，若滑轮摩擦不计，此时M受到的摩擦力大小为_______N。当B刚触地时，若A、M都不会与滑轮相碰，M受到的摩擦力方向为_______。
【答案】 (1). 2 (2). 水平向左
【解析】
【详解】[1]物体 M两侧受到的拉力与物体A、B重力相等，物体 M 恰好向右做匀速直线运动，此时物体M受向左的摩擦力，则由力的平衡条件可得
即f=2N，方向向左。
[2]当B刚触地时，物体M由于惯性不会立即停下来，会继续向右运动，所以M受到的摩擦力方向为水平向左。
14.用力将端面已锉平的两块铅柱紧压在一起，然后将它们悬挂起来，并在下方挂一重物，发现两铅柱不分开(如图甲)。对此现象，小金有疑惑：两铅柱不分开的原因是大气压力造成还是其他引力造成？于是小金将图甲所示的铅柱与重物固定在一个玻璃钟罩内(如图乙)，逐渐抽出钟罩内的空气。
(1)在抽气的过程中钟罩内气体的压强_______(选填“逐渐变小”“一直不变”或逐渐变大”)。
(2)如果在抽气过程中，钟罩内两铅柱分开了，则_______(选填“能”或“不能”)确定图甲所示的两铅柱间有其他引力存在。
(3)如果在抽成真空时，钟罩内两铅柱也不分开，则______(选瑣“能”或“不能”)确定甲图甲所示的两铅柱间有其他引力存在。
【答案】 (1). 逐渐变小 (2). 不能 (3). 能
【解析】
【详解】(1)[1]随着钟罩内气体不断被抽出，钟罩内气体的质量越来越少，钟罩内气体的压强逐渐变小；
(2)[2]在抽气过程中，钟罩内气体对两铅柱的压力变小，此时两铅柱分开，说明可能是大气压的作用使两铅柱粘在一起的，不能确定图甲所示的两铅柱间有其他引力存在。
(3)[3]如果在抽成真空时，钟罩内两铅柱不分开，可以表明不是大气压的作用使两铅柱粘在一起的，能确定甲图甲所示的两铅柱间有其他引力存在。
15.将两张同样的纸分别剪出两个相同的缺口，并在其中一张纸中间部分下端夹一个夹子，如图甲、乙所示。小科和小江各捏住一张纸上沿的两端，拿起后都让纸面竖直且保持静止，此时，夹子受到纸对它的摩擦力大小________自身重力大小。然后，他们用力迅速向两边拉，图甲中纸断成两截，图乙中纸断成三截，多次实验结果均相同。图乙中纸断成三截是因为中间部分夹上夹子后________导致惯性增大。
【答案】 (1). 等于或= (2). 质量增大
【解析】
【分析】根据二力平衡分析夹子受到的摩擦力的大小；惯性是物质本身的一种属性，惯性的大小与质量有关，质量越大，惯性越大。
【详解】夹子处于静止状态，受到竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力，这两个力是一对平衡力，大小相等；在乙中的中间夹上一个夹子，则中间的纸的质量变大，惯性变大，当用力迅速向两边拉时，中间纸的运动状态不容易改变，所以两边的纸会被拉开，纸断成三截。
16.简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：
(1)定滑轮的作用是________；
(2)该状态下的桶盖属于________(填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
【答案】 (1)改变力的方向
(2)省力
【考点】杠杆的分类，定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)定滑轮的作用是改变拉力的方向，而不能省力；
(2)比较动力臂和阻力臂的大小，然后对杠杆进行分类。
【解答】(1)根据乙图可知，如果不使用定滑轮，那么拉力的方向应该向上，使用定滑轮后拉力的方向变为向下，因此定滑轮的作用是：改变力的方向；
(2)如下图所示：
因为动力臂大于阻力臂，所以该状态下的桶盖属于省力杠杆。
17.科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。
(1)在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为________J，这个值也是物体A增加的机械能。
(2)把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧__________g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过___________(填“做功”或“热传递”)的途径实现的。
【已知：水比热容为，酒精的热值为】
【答案】 (1). 1．4 (2). 21 (3). 热传递
【解析】
【详解】(1)[1]由图知道，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×0.1m=0.2m
拉力做的总功
W=Fs=10N×2×0.1m=2J
由×100%知道，克服物体A的重力所做的功
W有用 =W总η=2J×70%=1.4J
(2)[2]由知道，水吸收的热量
Q吸 =cm(t-t0 )=4.2×103 J/(kg ℃)×2kg×(100℃-25℃)=6.3×105 J
由题知，酒精完全燃烧放出的热量
Q放=Q吸 =6.3×105 J
由知道，需要完全燃烧酒精的质量
[3]根据题意知道，烧水时，水的内能增加是通过热传递的方式实现。
答：(1)这一过程中，克服物体A的重力所做的功为1.4J；
(2)把质量为2kg，温度为25℃水加热到100℃，至少需要完全燃烧21g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过热传递的方式实现.
18.2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务，图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，火箭整体的机械能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 (1). 增大 (2). 增大
【解析】
【详解】[1][2]火箭加速上升时，内部的新型返回舱的速度变大，动能变大；高度增大，重力势能增大，火箭整体的机械能增大。
19.小敏将质量为20克，体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器内(图甲)，放手后容器右端下降。撤去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡(图乙)，将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将__________(选填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”)，此时，塑料块所受浮力为__________牛。
【答案】 (1). 水平平衡 (2). 0.2
【解析】
【分析】
知道塑料块的质量和体积，根据求出其密度，然后与水的密度相比较确定放手后塑料块的状态，根据液体压强特点和压强公式得出容器底受到的压力关系，然后得出容器的状态，根据物体浮沉条件求出塑料块所受浮力。
【详解】塑料块的密度==0.8g/cm3，
由ρ＜ρ水可知，放手后塑料块会漂浮在水中，
因液体内部朝各个方向都有压强，且在同一深度液体向各个方向的压强相等，
所以，由的变形式F=pS可知，容器底部受到的压力相等，则放手后容器最终将水平平衡；
此时，塑料块所受浮力F浮=G=mg=20×10-3kg×10N/kg=0.2N。
【点睛】本题考查了密度公式和液体压强公式、压强定义式、物体浮沉条件的应用等。
20.杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=5cm，OB=10cm。
(1)计算秤砣的质量；_________
(2)小金在B处标的刻度应为_______kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为______kg；
(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数_______(选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。
【答案】 (1). 1kg (2). 2 (3). 4 (4). ＜
【解析】
【详解】(1)[1]由杠杆的平衡条件得到
G物×OA=G砣×OB
m物g×OA=m砣g×OB
m砣==1kg
(2)[2]秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，能使杆秤水平平衡，说明B处标的刻度应为2kg。
[3]图中
OB=2OA
OC=2OB=4OA
由杠杆的平衡条件可知
G物1×OA=G砣×OC
m物1g×OA=m砣g×OC
m物1=4×1kg=4kg
则C处的刻度应为4kg。
(3)[4]当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，由杠杆的平衡条件可知
G物×OA=G砣×l
G物×OA的值不变，G砣增大，力臂l变小，读数变小，小于2kg。
21.某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是_______。
(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是_________
(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功_________。
【答案】 (1). 运动员和跳伞设备的总重力大于阻力 (2). ③ (3).
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲可知，跳伞运动员在OA段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力。
(2)[2]①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC阶段，故①不符合题意；
②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0，与图甲曲线中CD阶段不符，故②不符合题意；
③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中CD阶段，故③符合题意；
④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中AB阶段，故④不符合题意。
(3)[3]由图甲可知，运动员在AB段的速度为v=50m/s，时间为
t=40s-20s=20s
由速度公式得，运动员在AB段下降的高度
h=s=vt=50m/s×20s=1000m
则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为
W=Gs=700N×1000m=7×105J
22.升降晾衣架(如图)给目常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是_____。
(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是_____。
(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1．5米，至少对衣服做多少功_____？
(4)由于使用不当，造成隙衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂_____(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
【答案】 (1). 定滑轮 (2). 减小摩擦 (3). 30焦 (4). 挂在9．10，1三个孔上蒙晒会损坏晾衣架
【解析】
【详解】(1)[1]安装在天花板上虚线框内的简单机械应是定滑轮，因为使用他不省力，但可以改变作用力方向。
(2)[2]对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是使接触面彼此分离，从而减小摩擦。
(3)[3]根据题意知道，对衣服做功
W=Gh=20N×1.5m=30J
(4)[4]晾衣架可以看作是一个杠杆，做出绳与晾衣架的交点为杠杆的支点；设L2 为悬挂点到支点的距离，由杠杆平衡条件知道
由于相邻两孔间的距离均为20厘米，所以挂在9、10、11三个空伤晾晒会损坏晾衣架。
23.2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰(如图甲)，正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼-15舰载机，若每架舰载机质量为25吨。(海水的密度取千克/立方米)
(1)舰载机起飞时(如图乙)，以舰载机为参照物，航母是____________(选填运动或静止)
(2)在标准排水量时、航母所受的浮力为____________
(3)当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了____________立方米。(结果保留一位小数)
【答案】 (1). 运动 (2). 牛 (3). 873．8
【解析】
【详解】(1)[1]舰载机起飞时，航母与舰载机的位置不断变化，以舰载机为参照物，航母是运动的。
(2)[2]航母处于漂浮状态，在标准排水量时，航母所受的浮力
(3)[3]物体所受重力与质量成正比，36架舰载机全部飞离航母后，排开海水的质量减小值为
由密度公式得，航母排开海水的体积减少
24.小明在卸货点用水平方向的推力把箱子推到D处，如图甲。经过A处4秒后在B处遇到方方，方方迅速取下小箱子，1秒后在C处小明调整了推力，继续将大箱子推到D处才撤去推力。AD段推力与时间的关系如图乙，箱子速度与时间的关系如图丙。已知大箱子底面积为0.5平方米，质量为20千克，小箱子质量为5千克。
(1)BC段大箱子受到的摩擦力大小为________________
(2)AB段大箱子对地面的压强为________________
(3)CD段小明推力所做的功为________________。
【答案】 (1). 80N (2). (3).
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意可知，箱子运动到B点时用时4s，从B点到C点用时1s，所以图丙中，4s5s表示BC段的运动图象，即大箱子做加速运动；根据题意可知，图丙中5s10s表示CD的运动图象，即大木箱从C点到D点作匀速直线运动，由图乙可知，此时的推力为80N；由于大箱子做匀速直线运动，所以推力与滑动摩擦力是一对平衡力，即
f=F=80N
又因为大木箱在BC段做加速运动时，与CD段相比，地面受到的压力和接触面的粗糙程度均相同，故BC段大木箱受到的滑动摩擦力仍等于大木箱做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力，即为80N。
(2)[2]AB段大箱子对地面的压力
AB段大箱子对地面的压强
(3)[3]根据图丙可知，大木箱做匀速直线运动时的速度：v=1.5m/s，由可得，CD段的路程
由图乙和题意可知CD段小明的推力为80N，则CD段小明推力所做的功
实验探究题
25.为了解决人们在野外生活和工作时的饮水问题，小金开展了便携式野外净水器的设计和制作。
(一)设计方案如图甲所示(其中箭头表示预设的水流方向)。
(1)为了确保水流按预设方向，原水进口和净水出口需要安装单向阀，单向阀类似于人体心脏中心房和心室之间的_______(填写结构名称)。
(2)为了使水质符合饮用水标准，小金选择了三种滤料去除原水中的杂质，三种滤料的用途如表所示，则滤料甲、乙、丙分别为_______(按序填写编号)。
(3)为了使净水器出水快，需要通过加压装置吸水和压水。下列设计中手柄均可带动活塞做直线往复运动，其中能达到人推拉手柄省力这一目的的是________(选填字母)。
(二)小金按其设计方案完成了净水器的制作，并对净水器的净水500效果进行检测已知随着滤料内污染物增加净水流速会降低，当其低于250mL/min时，需对滤料进行处理。图乙为净水器对三种地表水体进行净水实验，得到的净水流速随净水量变化的图像据此判断，在不处理滤料的情况下，此净水器______(选填“能或“不能”)从以上三种地表水体中获取30L净水。
【答案】 (1). 瓣膜 (2). ①②③ (3). B (4). 不能
【解析】
【详解】(1)心脏瓣膜的主要功能是单向阀的作用，使血液只能从右心房到右心室再到肺动脉；左心房到左心室再到主动脉；防止血液倒流。故填：瓣膜。
(2)水的净化除去杂质的顺序是按照颗粒或微粒由大到小的顺序设置的，所以先通过滤料甲除去泥沙、悬浮物等大颗粒污染物，再通过滤料乙除去较大分子有机物、重金属和细菌等，最后通过滤料丙除去残留细菌和小分子有机物、重金属离子和异味等，所以三种滤料的填放顺序为①②③。故填：①②③。
(3)A. 该装置是杠杆原理，手所用的力(动力)与动力臂的乘积等于摩擦力(阻力)与阻力臂的乘积，因为动力臂小于阻力臂，所以动力大于阻力，是费力杠杆原理。故A不符合题意。
B. 该装置是杠杆原理，手所用的力(动力)与动力臂的乘积等于摩擦力(阻力)与阻力臂的乘积，因为动力臂大于阻力臂，所以动力小于阻力，是省力杠杆原理。故B符合题意。
C. C装置手用的力(动力)大于或等于滑动摩擦阻力。故C不符合题意。
故选B。
(4)由图乙可知，当净水量为30L时，三种地表水体的流速都大于250mL/min，所以在不处理滤料的情况下，此净水器不能从以上三种地表水体中获取30L净水。故填：不能。
26.在不打破鸡蛋的前提下，如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度？小科进行了探究。
【查阅资料】
刚产出的鸡蛋密度相近，冷却后里面内容物收缩，会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙，其表面有很多微小气孔，以便于蛋内外的气体交换，同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚，将它们轻放在水中，观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上，其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角，记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一，但尖端基本上比钝端更靠近底面，如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小
(1)从实验现象可知：鸡蛋的气室位置在鸡蛋的______(填“钝端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关，图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为_______________。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下，随着鸡蛋存放时间变长，鸡蛋的_________会变小从而使鸡蛋的密度变小。可以判断，实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
【答案】 (1). 钝端 (2). 1号 2号 3号 (3). 质量
【解析】
【详解】(1)鸡蛋的钝端指的是较大的那一端，此端有两层卵壳膜围成的空腔叫气室，胚盘是胚胎发育的部位，里面含有细胞核。 所以一般情况下，我们要观察到鸡卵结构中的气室，应该敲开鸡蛋的钝端；
(2)气室体积越大，重心越低，沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间的夹角θ越大，所以图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为1号、2号、3号；
(3)自然状态下，随着鸡蛋存放时间变长，水分排出的越多，鸡蛋的质量会变小，根据ρ＝知鸡蛋的密度变小。
27.为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是_____
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是_____，物体才处于静止状态。
(3)如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是_____。
【答案】 (1). 减小研究对象的自重对实验的影响 (2). 在同一条直线上 (3). 作用在物体上的两个力大小满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态
【解析】
【详解】(1)[1]由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以其重力可以不考虑。
(2)[2]图甲中静止的研究对象转到虚线位置，此时两个力不在同一条直线上，松手后发现研究对象发生转动，这表明二力平衡时，这两个力需要满足的条件是在同一条直线上，物体才处于静止状态。
(3)[3]当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，可以观察到物体做匀速直线运动，当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，可以观察到物体做变速运动，所以研究的目的是：作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
28.热机发明后，一直在持续改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲)，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)，热效率为5%一8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；
③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的__________冲程实现。
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于__________的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能”实验(图丙)之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的__________(选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
【答案】 (1). C (2). 燃料在气缸内燃烧，热量散失少，热效率高 (3). 排气
【解析】
【分析】
(1)在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；
(2)燃料在气缸内燃烧时的热效率高一些；
(3)老师在重复演示“做功改变内能”实验(图丙)之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气。
【详解】(1)在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；由图可知，A中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程；B中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；C中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；D中排气门打开，活塞上行，为排气冲程；故“巨大爆发力”由C冲程实现；
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想；
(3)老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气，相当于内燃机的排气冲程。
【点睛】本题考查了内燃机的工作过程，明确内燃机的四个冲程是解题的关键。
29.某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系，在创新实验室做了如下的实验：
如图甲所示，水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连，小车上固定一个宽为厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向M。M处装有光传感器，当有物体经过NM之间把光挡住时，传感器能记录光被挡住的时间t。这样就可求得挡光片经过光电门时的速度、和。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A点运动到B的时间
实验步骤：
①保持重物P质量不变，让小车从OA间任意点释放，分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间和，以及挡光片从A运动到B的时间，计算出单位时间运动速度的改变量(用表示)，则 。重复实验。a近似相等。
②增大重物质量且保持不变，让小车从OA间任意点释放，按照①的操作，计算出单位间运动速度的改变量(用a2表示)重复实验。a2近似相等，且。
(1)在实验①时，某次挡光片经过A位置的挡光时间为0.025秒，则挡光片穿过光束的速度为_______________。
(2)该实验中为什么用重物P来提供拉力 _______________
(3)由实验可得出的结论是______________________________
(4)上述结论可以解释汽车在行驶过程中_______________的现象。
A．制动力(阻力)越大，汽车越容易停下来
B．质量越大，汽车越难停下来
C．速度越大，汽车越难停下来
【答案】 (1). 0.4米/秒 (2). 使物体所受拉力恒定不变 (3). 小车质量不变的前提下，拉力越大小车速度改变得越快 (4). A
【解析】
【详解】(1)[1] 挡光片运动的速度为
(2)[2]重物P通过定滑轮拉动物体，由于重物P的重力不变，则对物体的拉力不变，物体受到的拉力是恒定的。
(3)[3]根据实验步骤①②可知，a2＞a1，这表明在小车的质量不变的情况下，增大重物P的重力，对小车的拉力会变大，小车的速度的增加量越大；故结论为：在小车的质量不变的情况下，拉力越大，小车的速度改变的越快。
(4)[4]A．制动力(阻力)越大，则汽车的运动状态改变的越快，即速度减小的快，汽车越容易停下来，故A正确；
B．质量越大，汽车越难停下来，是因为质量大，惯性大，其运动状态不容易改变，故B错误；
C．在阻力一定的情况下，汽车的速度越大，汽车越难停下来，故C错误。
故选A。
30.2020年5月27日，中国珠峰高程测量登山队从北坡成功登顶，圆满完成峰顶测量任务，亿万民众共同见证这一极限挑战，激起国人满腔豪情。
(1)登顶的一大难关是“第二台阶”，这段垂直高度4米的岩壁上架着“中国梯”(图甲)，登山队员的质量为75千克，爬完岩壁至少需要克服重力做功多少焦耳__________？
(2)科学家在珠峰底部设立了多个观测点(图乙)来测量珠峰高度的目的是__________。
(3)受到测量珠峰高度的启发，小敏用激光笔来测量校内的旗杆高度(图丙)：打开激光笔开关，让激光对准旗杆的顶端，要测算出旗杆高度，需测出的数据有__________。
【答案】 (1). 3000J (2). 多次测量求平均值来减小误差 (3). AB AC OB
【解析】
【分析】
(1)利用G=mg可求得登山队员的重力，再利用W=Gh可求得爬完岩壁至少需要克服重力做功多少焦耳；
(2)多次测量的目的：一是用来求平均值来减小误差，二是为了从不同情况中找到普遍规律，据此选择；
(3)利用相似三角形对应边的比等于相似比可得旗杆的高度。
【详解】(1)登山队员的重力
G=mg=75kg×10N/kg=750N
爬完岩壁做功
W=Gh=750N×4m=3000J
(2)科学家在珠峰底都设立了多个观测点来测量珠峰高度的目的是多次测量求平均值减小误差；
(3)要测算出旗杆高度H，利用相似三角形对应边的比等于相似比，则
因此需测出的数据有 AB、AC、OB。
解答题
31.英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照斯特林发动机原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理_________。
【答案】见解析
【解析】
【详解】根据图示可知，酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
32.有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时，会提前打开车窗，以防车辆不慎落水时错失自救良机。在门窗紧闭的情况下，车辆坠入水中较深时，车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生，可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃，让水快速进入车内，待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中，车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由________。
【答案】①液体的深度越深，压强越大，对车门和车窗产生较大的压力，不易开门
②水对车窗玻璃的压力越大，玻璃对窗框的压力就越大，车窗玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大，不易降下车窗玻璃
③用安全锤的尖端砸玻璃，受力面积小，增大了对玻璃的压强，容易砸碎玻璃
④水进入车内，车门内外受到水的压力大小相接近，人容易推开车门
⑤砸碎车窗玻璃时，窗外水的压强大于车内压强，水能快速进入车内
⑥玻璃被砸碎，说明力能使物体发生形变；推开车门或爬出车窗逃生，说明力能改变物体运动状态
【解析】
【分析】
①液体压强随深度的增加而增大；
②影响摩擦力大小的因素：压力大小、接触面的粗糙程度；
③影响压力作用效果的因素：压力大小、受力面积大小；用安全锤的尖端砸玻璃，受力面积小，增大了对玻璃的压强，容易砸碎玻璃；
④力能使物体发生形变；说明力能改变物体的运动状态。
【详解】①液体的深度越深，压强越大，对车门和车窗产生较大的压力，不易开门
②水对车窗玻璃的压力越大，玻璃对窗框的压力就越大，车窗玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大，不易降下车窗玻璃
③用安全锤的尖端砸玻璃，受力面积小，增大了对玻璃的压强，容易砸碎玻璃
④水进入车内，车门内外受到水的压力大小相接近，人容易推开车门
⑤砸碎车窗玻璃时，窗外水的压强大于车内压强，水能快速进入车内
⑥玻璃被砸碎，说明力能使物体发生形变；推开车门或爬出车窗逃生，说明力能改变物体的运动状态
【点睛】本题将力学知识与实际生活事例相结合，同学们要学会利用所学知识来解释生活中的实际现象。
33.在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AO，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于________杠杆。
(2)请在答题纸相应位置图中，画出对应F2的最小动力F1的示意图。________
【答案】 (1). 省力 (2).
【解析】
【详解】(1)[1]螺丝刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
(2)[2]由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，动力作用在手柄上即A处，因此OA作为动力臂最长；由图知F2使杠杆沿逆时针方向转动，则动力F1应使杠杆沿顺时针方向转动，故F1的方向应该垂直于OA向下；则过A点垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。如下图所示
34.为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
(1)关门所需的最小力F是____________牛。
(2)在图乙中画出F的作用点和方向___________。
【答案】 (1). 4 (2).
【解析】
【详解】(1)[1]已知O为支点，利用杠杆平衡条件可得，F×L门宽=F引力×L引力，即
F×1.2m=6N×0.8m
解得
F=4N
(2)[2]已知O为支点，门宽为1.2米为最长力臂，F的作用点在最右端，方向与门垂直，如图所示
35.如图甲、乙所示，水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器，现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中，乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。(取g=10N/kg)
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强________；
(2)乙图中，向容器内加水至液面高度为10cm，求金属块对容器底部的压力；_________；(取大气压强p=1.0×105Pa)
(3)若向甲图中容器内加水，画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像_________。(需标注相应的数据)
【答案】 (1). (2). 1120N (3).
【解析】
【详解】(1)[1]甲图中金属块对容器底部的压强为
(2)[2]乙图中，向容器内加水至液面高度为10cm，由于金属块与容器底部之间用少量蜡密封，所以金属块不受浮力作用，只受重力和大气压力作用，受到的大气压力为
则金属块对容器底部的压力为
(3)[3]未向甲图中容器内加水时，即h为0时，金属块对容器底部压力为120N，逐渐向甲图中容器内加水时，金属块受到的浮力逐渐变大，对容器底部压力逐渐变小，当金属块全部浸没时，即h=20cm时，受到的浮力为
此时金属块对容器底部压力为
并且保持不变，故图像为
。
36.十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
(1)蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________。
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。
(3)蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2 ， 则活塞受到蒸汽的压力是多少？
(4)蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？
【答案】 (1)内能→机械能
(2)做功
(3)解：F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N
答：活塞受到蒸汽的压力为1.1×105N。
(4)解：h物= ×0.6m=0.3m
W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J
P有= = =1000 W
答：蒸汽机对物体做有用功为 600J， 有用功的功率为 1000W
【考点】压强的大小及其计算，功的计算公式的应用，功率计算公式的应用，热机
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识解答；
(2)汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能；
(3)根据公式F=pS计算活塞受到的蒸汽压力；
(4)首先根据相似三角形原理计算出物体上升的高度，然后根据W=Gh计算蒸汽机对物体做的功；再根据计算蒸汽机对物体做功的功率。
【解答】(1) 蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是内能→机械能 ；
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似。
(3) 活塞受到蒸汽的压力是： F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N ；
(4)根据图片可知，根据相似三角形原理得到：；
即：；
解得： ；
活塞上升一次蒸汽机对物体做了功： W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J ；
蒸汽机对物体做功的功率： 。
37.小明对“篮球在空气中是否受到浮力”进行探究，由此进行一系列的思考与实验，并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。
(1)如图甲，将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上，阀门连接未充气的气球，且处于关闭状态。加砝码使天平平衡。打开阀门，气球变大，天平指针向右偏转。指针向右偏转的原因是________。
(2)为测量篮球受到的浮力大小，小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压U为6伏，定值电阻R0的阻值为10欧，R是力敏电阻，其阻值与所受压力F2的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2安；当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变)，电流表示数为0.15安。力敏电阻R所受压力F2与篮球对左侧托盘的压力FA的关系如图丁所示。请计算篮球所受的浮力________。
(3)图乙中篮球和气球内的气体总质量保持不变，并控制气球体积为篮球的2倍，在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值，就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。现用此装置测量大于1.29千克/米3的空气密度，指针大致指示在何处？请在图戊的刻度盘中用箭头标出，并写出你的判断依据________。
【答案】 (1). 见解析 (2). 0.09牛 (3). 指针如图
与密度为1.29千克/米3的空气相比，装置在密度大于1.29千克/米3的空气中，受到浮力较大，则篮球对盘的压力较小，力敏电阻所受压力也较小，电阻较大，电路中的电流较小，则电压表示数较小
【解析】
【详解】(1)[1]打开阀门，气球变大，根据阿基米德原理，气球受到浮力变大，蓝球对托盘的压力变小了，故天平指针向右偏转。
(2)[2]R与定值电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测定值电阻的电压，当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2A时，根据串联电路的规律及欧姆定律
由图丙知
当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变)，电流表示数为0.15A，根据串联电路的规律及欧姆定律
由图丁知
故
托盘A所受压力的变化量
篮球给气球充气到体积为篮球的2倍，由阿基米德原理，即篮球所受的浮力为
(3)[3]气球体积为篮球的2倍，即气球的体积不变，现用此装置测量大于1.29千克/米3的空气密度，根据阿基米德原理，气球受到的浮力变大，篮球对托盘的压力变小，力敏电阻R所受压力FB也变小，可知压敏电阻变大，根据串联电阻的规律，电路的总电阻变大，由欧姆定律，电路的电流变小，根据U=IR，定值电阻的电压变小，即电压表示数变小，故用此装置测量大于1.29千克/米3的空气密度，指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧，如下图所示
38.随着科技的发展，智能机器人不断出现在宾馆、医院、车站等公共场所。被誉为抗疫“智”先锋的医用消毒机器人，可在无人环境下自主导航，利用闪蒸技术360°无死角消毒，在此次抗击“新冠肺炎”中发挥着重要作用。某品牌消毒机器人部分参数如下表：
××牌消毒机器人
项目 参数
机身自重(千克) 80
运行速度(米/秒) 1
请分析计算下列问题：
(1)该机器人以运行速度匀速行驶5分钟，行驶的路程有多少米？
(2)若该机器人装载8千克消毒液并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为0．008米2，此时该机器人对地面的压强有多大？
(3)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动，若电池的输出功率为140瓦，克服摩擦力做功的功率占电池输出功率的35%，则该机器人受到的摩擦力多大？
【答案】 (1)解：s=vt=1米/秒×5×60秒=300米
(2)解：F=G=mg=(80+8)千克×10牛/千克=880牛
p= =1．1×103帕
(3)解：克服摩擦力做功的功率P=140瓦×35%=49瓦
f=F= =49牛
【考点】速度公式及其应用，压强的大小及其计算，功率计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据公式s=vt计算机器人行驶的路程；
(2)机器人对地面的压力等于它与消毒液的总重力，即F=G总=m总g，然后根据公式计算机器人对地面的压强；
(3)首先根据P=P输出×35%计算出机器人克服摩擦力做功的功率，然后根据公式计算机器人受到的牵引力，最后根据二力平衡计算机器人受到的摩擦力。
39.如图所示，一个内底面积为100cm2的柱形容器中盛有深度为60cm的水，水底有一块底面积为50cm2，高6cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。已知铝块浸没在水中时上升速度恒为。铝的密度为，g取，铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求
(1)铝块的重力________。
(2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间________。
(3)电动机输出功率的大小________。
(4)铝块露出水面后匀速上升的速度________。
(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，水对容器底部压强的减小值________。
【答案】 (1). 8.1牛 (2). 2秒 (3). 1.377瓦特 (4). 0.17米秒 (5). 300帕斯卡
【解析】
【详解】(1)根据题意知道，铝块的体积
由知道，铝块的质量
故铝块的重力
(2)容器中水深60cm=0.6m，铝块高6cm=0.06m，故铝块提升到上表面与水面相平时，铝块被提升的距离
由知道，提升铝块需要的时间
(3)铝块受到的浮力
铝块匀速上升时受到的浮力、电动机的拉力与铝块的重力平衡，所以电动机对铝块的拉力
电动机功率
(4)当铝块露出水面后匀速上升时，绳子拉力
由于此过程中电动机输出功率恒定不变，由知道，铝块上升速度
(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，排开水的体积减小，水面下降，则
所以水面下降的高度
水对容器底部压强的减小值
答：(1)铝块的重力8.1N。
(2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间2s。
(3)电动机输出功率的大小1.377W。
(4)铝块露出水面后匀速上升的速度0.17m/s。
(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，水对容器底部压强的减小值300Pa。力学综合练习（一）
一．选择题
1.2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系正确的是( )
B.
C. D.
2.如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是( )
A. 战斗机从甲板上起飞后， 航母受到的浮力变小
B. 航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力
C. 甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
D. 甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力
3.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c 三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( )
va>vb>vc B. vb>vc>va
C. va>vc>vb D. va=vb=vc
4.兴趣小组用图装置研究压强与流速的关系，将吹风机对准竖管上端向下吹风，在3个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A. 乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力 B. 装置中三个水平玻璃管的横截面积不同
C. 三个水平玻璃管的左端口处压强不相同 D. 该装置可以测量竖管中各处的压强大小
5.科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是( )
A. 压强 B. 压力
C. 功率 D. 时间
6.如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是( )
密度和浮力都不变 B. 密度和浮力都变大
C. 密度变小，浮力不变 D. 密度变小，浮力变大
7.自行车既是环保的交通工具也是很好的健身器材。下列叙述正确的是( )
A. 给车胎充气增加了车胎内气体的压强
B. 地面对自行车的摩擦力总是阻碍车前进
C. 刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D. 自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
8.健身者在没有其它辅助的情况下，下列姿势不可能在水平地面上保持的是( )
A. B. C. D.
9.下图表示跳水运动员从人水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A. ①→② B. ②→③ C. ③→④ D. ④→⑤
10.将静电球装置放在水平桌面上，未通电时，多只锡碗叠放在静电球上(图甲)。通电后，锡碗依次向上飞起(图乙)，最后落到桌面上，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，静止的锡碗受到惯性的作用
B. 图乙中，以空中的锡碗为参照物，静电球是运动的
C. 图甲中，锡碗受到自身重力和桌面对它的支持力
D. 图乙中，锡碗能飞起来是由于同种电荷相互吸引
11.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( )
12.在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在( )
A. 加速降落过程中只受重力作用
B. 加速降落过程中机械能逐渐增大
C. 匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D. 匀速降落过程中机械能保持不变
填空题
13.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连，细绳恰好水平，如图所示，当A重3N，B重5N时，M恰好做匀速直线运动，若滑轮摩擦不计，此时M受到的摩擦力大小为_______N。当B刚触地时，若A、M都不会与滑轮相碰，M受到的摩擦力方向为_______。
14.用力将端面已锉平的两块铅柱紧压在一起，然后将它们悬挂起来，并在下方挂一重物，发现两铅柱不分开(如图甲)。对此现象，小金有疑惑：两铅柱不分开的原因是大气压力造成还是其他引力造成？于是小金将图甲所示的铅柱与重物固定在一个玻璃钟罩内(如图乙)，逐渐抽出钟罩内的空气。
(1)在抽气的过程中钟罩内气体的压强_______(选填“逐渐变小”“一直不变”或逐渐变大”)。
(2)如果在抽气过程中，钟罩内两铅柱分开了，则_______(选填“能”或“不能”)确定图甲所示的两铅柱间有其他引力存在。
(3)如果在抽成真空时，钟罩内两铅柱也不分开，则______(选瑣“能”或“不能”)确定甲图甲所示的两铅柱间有其他引力存在。
15.将两张同样的纸分别剪出两个相同的缺口，并在其中一张纸中间部分下端夹一个夹子，如图甲、乙所示。小科和小江各捏住一张纸上沿的两端，拿起后都让纸面竖直且保持静止，此时，夹子受到纸对它的摩擦力大小________自身重力大小。然后，他们用力迅速向两边拉，图甲中纸断成两截，图乙中纸断成三截，多次实验结果均相同。图乙中纸断成三截是因为中间部分夹上夹子后________导致惯性增大。
16.简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：
(1)定滑轮的作用是________；
(2)该状态下的桶盖属于________(填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
17.科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。
(1)在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为________J，这个值也是物体A增加的机械能。
(2)把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧__________g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过___________(填“做功”或“热传递”)的途径实现的。
【已知：水比热容为，酒精的热值为】
18.2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务，图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，火箭整体的机械能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
19.小敏将质量为20克，体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器内(图甲)，放手后容器右端下降。撤去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡(图乙)，将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将__________(选填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”)，此时，塑料块所受浮力为__________牛。
20.杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=5cm，OB=10cm。
(1)计算秤砣的质量；_________
(2)小金在B处标的刻度应为_______kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为______kg；
(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数_______(选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。
21.某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是_______。
(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是_________
(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功_________。
22.升降晾衣架(如图)给目常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是_____。
(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是_____。
(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1．5米，至少对衣服做多少功_____？
(4)由于使用不当，造成隙衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂_____(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
23.2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰(如图甲)，正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼-15舰载机，若每架舰载机质量为25吨。(海水的密度取千克/立方米)
(1)舰载机起飞时(如图乙)，以舰载机为参照物，航母是____________(选填运动或静止)
(2)在标准排水量时、航母所受的浮力为____________
(3)当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了____________立方米。(结果保留一位小数)
24.小明在卸货点用水平方向的推力把箱子推到D处，如图甲。经过A处4秒后在B处遇到方方，方方迅速取下小箱子，1秒后在C处小明调整了推力，继续将大箱子推到D处才撤去推力。AD段推力与时间的关系如图乙，箱子速度与时间的关系如图丙。已知大箱子底面积为0.5平方米，质量为20千克，小箱子质量为5千克。
(1)BC段大箱子受到的摩擦力大小为________________
(2)AB段大箱子对地面的压强为________________
(3)CD段小明推力所做的功为________________。
实验探究题
25.为了解决人们在野外生活和工作时的饮水问题，小金开展了便携式野外净水器的设计和制作。
(一)设计方案如图甲所示(其中箭头表示预设的水流方向)。
(1)为了确保水流按预设方向，原水进口和净水出口需要安装单向阀，单向阀类似于人体心脏中心房和心室之间的_______(填写结构名称)。
(2)为了使水质符合饮用水标准，小金选择了三种滤料去除原水中的杂质，三种滤料的用途如表所示，则滤料甲、乙、丙分别为_______(按序填写编号)。
(3)为了使净水器出水快，需要通过加压装置吸水和压水。下列设计中手柄均可带动活塞做直线往复运动，其中能达到人推拉手柄省力这一目的的是________(选填字母)。
(二)小金按其设计方案完成了净水器的制作，并对净水器的净水500效果进行检测已知随着滤料内污染物增加净水流速会降低，当其低于250mL/min时，需对滤料进行处理。图乙为净水器对三种地表水体进行净水实验，得到的净水流速随净水量变化的图像据此判断，在不处理滤料的情况下，此净水器______(选填“能或“不能”)从以上三种地表水体中获取30L净水。
26.在不打破鸡蛋的前提下，如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度？小科进行了探究。
【查阅资料】
刚产出的鸡蛋密度相近，冷却后里面内容物收缩，会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙，其表面有很多微小气孔，以便于蛋内外的气体交换，同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚，将它们轻放在水中，观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上，其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角，记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一，但尖端基本上比钝端更靠近底面，如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小
(1)从实验现象可知：鸡蛋的气室位置在鸡蛋的______(填“钝端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关，图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为_______________。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下，随着鸡蛋存放时间变长，鸡蛋的_________会变小从而使鸡蛋的密度变小。可以判断，实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
27.为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是_____
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是_____，物体才处于静止状态。
(3)如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是_____。
28.热机发明后，一直在持续改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲)，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)，热效率为5%一8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；
③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的__________冲程实现。
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于__________的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能”实验(图丙)之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的__________(选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
29.某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系，在创新实验室做了如下的实验：
如图甲所示，水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连，小车上固定一个宽为厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向M。M处装有光传感器，当有物体经过NM之间把光挡住时，传感器能记录光被挡住的时间t。这样就可求得挡光片经过光电门时的速度、和。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A点运动到B的时间
实验步骤：
①保持重物P质量不变，让小车从OA间任意点释放，分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间和，以及挡光片从A运动到B的时间，计算出单位时间运动速度的改变量(用表示)，则 。重复实验。a近似相等。
②增大重物质量且保持不变，让小车从OA间任意点释放，按照①的操作，计算出单位间运动速度的改变量(用a2表示)重复实验。a2近似相等，且。
(1)在实验①时，某次挡光片经过A位置的挡光时间为0.025秒，则挡光片穿过光束的速度为_______________。
(2)该实验中为什么用重物P来提供拉力 _______________
(3)由实验可得出的结论是______________________________
(4)上述结论可以解释汽车在行驶过程中_______________的现象。
A．制动力(阻力)越大，汽车越容易停下来
B．质量越大，汽车越难停下来
C．速度越大，汽车越难停下来
30.2020年5月27日，中国珠峰高程测量登山队从北坡成功登顶，圆满完成峰顶测量任务，亿万民众共同见证这一极限挑战，激起国人满腔豪情。
(1)登顶的一大难关是“第二台阶”，这段垂直高度4米的岩壁上架着“中国梯”(图甲)，登山队员的质量为75千克，爬完岩壁至少需要克服重力做功多少焦耳__________？
(2)科学家在珠峰底部设立了多个观测点(图乙)来测量珠峰高度的目的是__________。
(3)受到测量珠峰高度的启发，小敏用激光笔来测量校内的旗杆高度(图丙)：打开激光笔开关，让激光对准旗杆的顶端，要测算出旗杆高度，需测出的数据有__________。
解答题
31.英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照斯特林发动机原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理_________。
32.有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时，会提前打开车窗，以防车辆不慎落水时错失自救良机。在门窗紧闭的情况下，车辆坠入水中较深时，车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生，可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃，让水快速进入车内，待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中，车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由________。
33.在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AO，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于________杠杆。
(2)请在答题纸相应位置图中，画出对应F2的最小动力F1的示意图。________
34.为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
(1)关门所需的最小力F是____________牛。
(2)在图乙中画出F的作用点和方向___________。
35.如图甲、乙所示，水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器，现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中，乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。(取g=10N/kg)
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强________；
(2)乙图中，向容器内加水至液面高度为10cm，求金属块对容器底部的压力；_________；(取大气压强p=1.0×105Pa)
(3)若向甲图中容器内加水，画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像_________。(需标注相应的数据)
36.十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
(1)蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________。
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。
(3)蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2 ， 则活塞受到蒸汽的压力是多少？
(4)蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？
37.小明对“篮球在空气中是否受到浮力”进行探究，由此进行一系列的思考与实验，并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。
(1)如图甲，将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上，阀门连接未充气的气球，且处于关闭状态。加砝码使天平平衡。打开阀门，气球变大，天平指针向右偏转。指针向右偏转的原因是________。
(2)为测量篮球受到的浮力大小，小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压U为6伏，定值电阻R0的阻值为10欧，R是力敏电阻，其阻值与所受压力F2的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2安；当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变)，电流表示数为0.15安。力敏电阻R所受压力F2与篮球对左侧托盘的压力FA的关系如图丁所示。请计算篮球所受的浮力________。
(3)图乙中篮球和气球内的气体总质量保持不变，并控制气球体积为篮球的2倍，在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值，就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。现用此装置测量大于1.29千克/米3的空气密度，指针大致指示在何处？请在图戊的刻度盘中用箭头标出，并写出你的判断依据________。
38.随着科技的发展，智能机器人不断出现在宾馆、医院、车站等公共场所。被誉为抗疫“智”先锋的医用消毒机器人，可在无人环境下自主导航，利用闪蒸技术360°无死角消毒，在此次抗击“新冠肺炎”中发挥着重要作用。某品牌消毒机器人部分参数如下表：
××牌消毒机器人
项目 参数
机身自重(千克) 80
运行速度(米/秒) 1
请分析计算下列问题：
(1)该机器人以运行速度匀速行驶5分钟，行驶的路程有多少米？
(2)若该机器人装载8千克消毒液并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为0．008米2，此时该机器人对地面的压强有多大？
(3)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动，若电池的输出功率为140瓦，克服摩擦力做功的功率占电池输出功率的35%，则该机器人受到的摩擦力多大？
39.如图所示，一个内底面积为100cm2的柱形容器中盛有深度为60cm的水，水底有一块底面积为50cm2，高6cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。已知铝块浸没在水中时上升速度恒为。铝的密度为，g取，铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求
(1)铝块的重力________。
(2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间________。
(3)电动机输出功率的大小________。
(4)铝块露出水面后匀速上升的速度________。
(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，水对容器底部压强的减小值________。
