山东省德州市天衢新区2024-2025学年八年级（下）期末物理试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 山东省德州市天衢新区2024-2025学年八年级（下）期末物理试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-22 22:00:00 | ||
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文档简介
2024-2025学年山东省德州市天衢新区八年级（下）期末物理试卷
一、选择题：本大题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．（2分）出色的足球运动员常利用“香蕉球”破门得分。如图所示，运动员的脚踢在球的恰当位置，球划过一道弧线绕过人墙钻入球门，从力的三要素角度分析，这里“恰当的位置”是指力的（ ）
A．大小 B．作用点
C．方向 D．大小和作用点
2．（2分）如图所示的便携式握力器，该握力器上的金属弹簧应具有良好的（ ）
A．弹性 B．塑性 C．导热性 D．隔热性
3．（2分）假期社区服务劳动中，小明用300N的力水平向前拉车，小芳用200N的力水平向前推车，如图所示。则这两个力的合力大小是（ ）
A．100N B．200N C．300N D．500N
4．（2分）北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌图甲是他通过弯道，图乙是他获胜后站立在水平赛场中央欢呼的情形。下列说法正确的是（ ）
A．通过弯道过程中他处于平衡状态
B．图甲中他的手对冰面的压力是冰面形变产生的
C．站立时他受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力
D．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力
5．（2分）如图所示，每块砖的质量相等，长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm，以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小，正确的是（ ）
A．p甲＞p乙＞p丙 B．p乙＞p甲＞p丙
C．p丙＞p乙＞p甲 D．p乙＞p丙＞p甲
6．（2分）如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水，不能判断哪侧是清水，哪侧是浓盐水的是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2分）荒荒从甘肃兰州乘坐飞机沿着北纬36°到国内某地旅游。飞机刚降落时，儿荒发现包装很好的食品袋膨胀了许多。根据图中，他最可能去的地方是（ ）
A．青海省 B．陕西省 C．山西省 D．山东省
8．（2分）2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好，发射取得圆满成功。火箭搭载卫星在加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．火箭的动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．火箭的动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．火箭的动能减小，重力势能增加，机械能不变
9．（2分）小明自制了一个简易密度计：他用一根细竹签作为标度杆，在其下端缠绕适量的铜丝作为“配重”，然后在竹签中部套上一个泡沫球作为“浮子”。他将自制的密度计放入水中时，状态如图所示，然后在标度杆的水位处标上“1g/cm3”。下列分析中不正确的是（ ）
A．“配重”的主要作用是降低重心、提高稳定性、使密度计整体竖立在液体中
B．“浮子”的主要作用是提供足够大的浮力，以使得密度计整体漂浮在液体中
C．根据放入水中的标度来看，该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体
D．如果想要测量密度小于水的液体，可以换一个体积更小些的泡沫球作为浮子
10．（2分）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G。已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
11．（2分）中坝草莓是攀枝花市仁和区的特产，全国农产品地理标志。其味道酸甜可口，有香气，汁液多，广受消费者青睐。小淇在家洗草莓的时候，先用盐水浸泡，后用相同质量的冷水清洗。发现有的草莓漂浮在液面上，有的草莓悬浮在液面中，还有些草莓沉在容器底部。如图所示。（草莓从盐水到清水中，所带走的盐水和草莓本身的质量和体积变化忽略不计）小淇对该现象有以下推断，其中正确的是（ ）
①草莓c在盐水和清水中所受浮力相等
②草莓a在盐水中和清水中所受到的浮力大小相等
③草莓a和b在盐水中受到的浮力一定相等
④两容器中有草莓时，对水平桌面的压强相等
A．①③ B．② C．②④ D．①②③④
12．（2分）如图甲所示，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，物体的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．拉力在B区不做功
B．拉力在C区所做的功为20J
C．拉力在A区做功的功率为30W
D．拉力在A、C区做功的功率相同
二、填空与作图题：本大题包括8小题，填空每空1分，作图每题2分，共14分。
13．（2分）物竞天择，适者生存，植物进化出很多巧妙的生存技能，其中蕴含着丰富的物理知识。如图甲所示，蒲公英的种子御风远行，说明力可以改变物体的 ；如图乙所示，球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方，说明滚动可以 （选填“增大”或“减小”）摩擦。
14．（2分）在今年体育中考时，多数同学选择了排球项目。如图是某同学垫排球时的场景。排球离手后由于 继续向上运动。在排球下落的过程中机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（空气阻力忽略不计）
15．（2分）书法是中华民族文化的瑰宝。如图所示，手执毛笔竖直悬空静止，若手握笔杆的力增大，笔受到的摩擦力将会怎么样呢？甲认为笔受到摩擦力的大小将不变，乙认为笔受到摩擦力将变大。你认为正确的是 的观点，请简要说明理由： 。
16．（1分）如图为体育课上老师示范投掷实心球的示意图。在这四个情景中，老师对实心球做功的是 （填写序号）。
17．（1分）如图所示，让电吹风机的风从空纸盒的左侧吹过，可以看到空纸盒将向 边倒（填“左”或“右”）。
18．（2分）图甲中，用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手，这是通过增大受力面积来 压强；图乙是自制简易蛋黄分离器，挤压矿泉水瓶，让瓶口贴近蛋黄，松开手蛋黄被吸进瓶子里，这是利用 的作用。
19．（2分）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
20．（2分）如图甲是《天工开物》中的舂米工具图，如图是其结构示意图，请在图乙中画出舂米工具脚踏板上的动力F1的力臂L1及A点所受阻力F2的示意图。
三、实验探究题：本大题包括4小题，共22分。
21．（5分）为了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”，小明设计了如图所示的实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，目的是使滑动摩擦力的大小 （选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数；
（2）为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，应比较 两实验；
（3）比较甲、丙两实验，是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系；
（4）上述实验主要运用的研究问题的方法有转换法和 ；
（5）小亮将棉布铺在木板表面，做了图丁所示实验。并提出比较甲、丁两实验也可以完成（3）中的探究关系。小明认为这样做不合理，理由是小亮没有考虑到 对实验的影响。
22．（5分）在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中。
（1）如图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一高为6cm的长方体物块（可塑），测出重力。将它缓慢浸入水中，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据在指定位置的坐标纸上描点，并用平滑的曲线画出物块所受浮力F，随h变化的图像；
（2）分析图像可知：浸没前，h增加，F浮 。浸没后，h增加，F浮 （两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）通过分析计算可以得出该长方体物块的体积为 m3；（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 （选填“相同”或“不相同”）。
23．（5分）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
（1）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析；
（2）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害；
（3）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究： （选填“能”或“不能”）。
24．（7分）在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：
活动一：了解杆秤的构造及物理原理
如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成。
（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 ，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于 杠杆；
活动二：自制简易杆秤
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置。
（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 g的物体，D点处的刻度数为 g；
（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用m1表示秤砣质量，m2表示物体和秤盘质量，l1表示B、C之间的距离，l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 g。
（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 （只写一条即可）。
四、综合应用题：本题包括3小题，共20分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。
25．（6分）图甲为宇树UnitreeG1人形机器人，AI化身，具有超越常人的灵活性，解锁无限运动潜力。可进行高难度的动态动作，如动态站起、坐下折叠、舞棍等。并且G1还基于深度强化学习和仿真训练，借助AI的加速发展，在不断进行升级和演进。若G1人形机器人的质量为35kg，单只脚与地面的接触面积为0.025m2。（g取10N/kg）求：
（1）G1人形机器人的重力；
（2）G1人形机器人双脚静止站立在水平地面时，对地面产生的压强；
（3）在机器人坐下的过程中，其重心降低0.3m，用时2s。则在此过程中机器人重力做功的功率为多大。
26．（7分）如图所示是某起重机上的滑轮组。当用360N的拉力F，将重为810N的物体竖直向上匀速吊起5m时。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）使用A滑轮的作用是为了 （选填“省力”或“改变力的方向”）；
（2）起重机上滑轮组所做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮的重力。
27．（7分）什么船可以轻松扛起航母？答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备（如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等）的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船（如图甲所示），其长255米，宽68米，甲板面积相当于两个标准足球场大小，拥有118个有着独立通海阀的压载水舱，最大下潜深度达30.5米，载重达98000吨。为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船装载货物前，将船上通海阀全部打开，压载水舱进水，船身甲板潜入水中，只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时，启动大型空气压缩机或调载泵，将压载水舱的水排出船体，船身和货物便一起浮出水面，即完成装载。（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）半潜船在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是 （选填“螺旋桨”或“水”）；
（2）当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是 （选填“m1”、“m2”或“m3”）；
（3）如丙图所示，为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请画出此时半潜船的受力示意图（重心O已标出）；
（4）半潜船到达最大下潜深度时，求船底所受海水的压强；
（5）假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t，求此时半潜船所受浮力；
（6）某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物，且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时，请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。
2024-2025学年山东省德州市天衢新区八年级（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B A D C D D A A D C C
题号 12
答案 D
一、选择题：本大题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．（2分）出色的足球运动员常利用“香蕉球”破门得分。如图所示，运动员的脚踢在球的恰当位置，球划过一道弧线绕过人墙钻入球门，从力的三要素角度分析，这里“恰当的位置”是指力的（ ）
A．大小 B．作用点
C．方向 D．大小和作用点
【解答】解：球会划过一道弧线飞转过守门员而使球进入球门是因为击球的作用点不同造成的。
故选：B。
2．（2分）如图所示的便携式握力器，该握力器上的金属弹簧应具有良好的（ ）
A．弹性 B．塑性 C．导热性 D．隔热性
【解答】解：对于握力器主要是应用了金属弹簧具有良好弹性形变来锻炼手部的灵活度和协调性，故A正确；塑性、导热性、隔热性不是握力器的主要目的，故BCD错误。
故选：A。
3．（2分）假期社区服务劳动中，小明用300N的力水平向前拉车，小芳用200N的力水平向前推车，如图所示。则这两个力的合力大小是（ ）
A．100N B．200N C．300N D．500N
【解答】解：小明用300N的力水平向前拉车，小芳用200N的力水平向前推车，两个力的方向相同，则这两个力的合力大小是F＝300N+200N＝500N。
故选：D。
4．（2分）北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌图甲是他通过弯道，图乙是他获胜后站立在水平赛场中央欢呼的情形。下列说法正确的是（ ）
A．通过弯道过程中他处于平衡状态
B．图甲中他的手对冰面的压力是冰面形变产生的
C．站立时他受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力
D．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力
【解答】解：A．平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态，在通过弯道过程中，任子威的运动方向不断变化，运动状态改变，不处于平衡状态，故A错误；
B．图甲中他的手对冰面施加压力，手发生弹性形变，所以手对冰面的压力是手形变产生的，故B错误；
C．站立时他受到的重力作用在他自身，冰面对他的支持力也作用在他自身，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故C正确；
D．站立时他受到的重力方向竖直向下，他对冰面的压力方向也竖直向下，方向相同，不是一对相互作用力，故D错误。
故选：C。
5．（2分）如图所示，每块砖的质量相等，长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm，以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小，正确的是（ ）
A．p甲＞p乙＞p丙 B．p乙＞p甲＞p丙
C．p丙＞p乙＞p甲 D．p乙＞p丙＞p甲
【解答】解：设一块砖的重力为G，根据图示可知，F甲＝3G，F乙＝3G，F丙＝3G，
由p可得p甲，
p乙，
p丙，
所以p乙＞p丙＞p甲，故D正确。
故选：D。
6．（2分）如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水，不能判断哪侧是清水，哪侧是浓盐水的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：
A、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明右边液体压强大，而左边的液面高度等于右边液面的高度，所以根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度小于右侧液体密度，即左侧是清水，右侧是浓盐水，故A不符合题意；
B、由图可知，橡皮膜平着，没有凸起，说明左、右两边边液体压强相等，而左边的液面高度低于右边液面的高度，根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大，即右侧是清水，左侧是浓盐水，故B不符合题意；
C、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明左边液体压强小，而左边的液面高度大于右边液面的高度，所以根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度小于右侧液体密度，即左侧是清水，右侧是浓盐水，故C不符合题意；
D、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明左边液体压强小，而左边的液面高度低于右边液面的高度，所以无法根据p＝ρgh判断左右两侧液体的密度大小关系，故D符合题意。
故选：D。
7．（2分）荒荒从甘肃兰州乘坐飞机沿着北纬36°到国内某地旅游。飞机刚降落时，儿荒发现包装很好的食品袋膨胀了许多。根据图中，他最可能去的地方是（ ）
A．青海省 B．陕西省 C．山西省 D．山东省
【解答】解：由海拔较低的地区到了海拔较高的地区，外界大气压强较小，食品袋内部气压大于外界气压，导致食品袋膨胀。所以，他最可能去的地方是海拔较高的地区青海省。
故选：A。
8．（2分）2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好，发射取得圆满成功。火箭搭载卫星在加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．火箭的动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．火箭的动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．火箭的动能减小，重力势能增加，机械能不变
【解答】解：火箭搭载卫星在加速升空的过程中质量近似不变，而速度变大，则动能变大，高度增大，重力势能变大，机械能变大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
9．（2分）小明自制了一个简易密度计：他用一根细竹签作为标度杆，在其下端缠绕适量的铜丝作为“配重”，然后在竹签中部套上一个泡沫球作为“浮子”。他将自制的密度计放入水中时，状态如图所示，然后在标度杆的水位处标上“1g/cm3”。下列分析中不正确的是（ ）
A．“配重”的主要作用是降低重心、提高稳定性、使密度计整体竖立在液体中
B．“浮子”的主要作用是提供足够大的浮力，以使得密度计整体漂浮在液体中
C．根据放入水中的标度来看，该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体
D．如果想要测量密度小于水的液体，可以换一个体积更小些的泡沫球作为浮子
【解答】解：A、在密度计下端缠绕铜丝作为配重，可降低重心，提高稳定性，使密度计能竖直漂浮在液体中，故A正确。
B、浮子体积较大，根据阿基米德原理F浮＝ρgV排，能排开更多液体，提供足够大的浮力，使密度计整体漂浮在液体中，故B正确。
C、密度计漂浮时，浮力等于重力，即F浮＝G＝ρgV排，液体密度越大，排开液体体积越小。该密度计在水中刻度为 1g/cm3，测量密度比水大的液体时，排开液体体积变小，密度计会上浮一些，便于测量，所以更适合测量密度比水大的液体，故C正确。
D、根据F浮＝G＝ρgV排，测量密度小于水的液体时，需要排开更大体积的液体才能保持漂浮，应换一个体积更大的泡沫球作为浮子，而不是体积更小的，故D错误。
故选：D。
10．（2分）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G。已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
【解答】解：A、甲图是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不省距离，故A正确，不符合题意；
B、利用三个装置，将同一重物提升相同的高度，即做相同的有用功，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，即乙图滑轮比丙图杠杆重，乙克服机械重力所做的额外功最大，由η可知，乙的机械效率最低，故B正确，不符合题意；
C、若始终保持拉力F3的方向竖直向上，则在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，拉力F3保持不变，故C错误，符合题意；
D、若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。
故选：C。
11．（2分）中坝草莓是攀枝花市仁和区的特产，全国农产品地理标志。其味道酸甜可口，有香气，汁液多，广受消费者青睐。小淇在家洗草莓的时候，先用盐水浸泡，后用相同质量的冷水清洗。发现有的草莓漂浮在液面上，有的草莓悬浮在液面中，还有些草莓沉在容器底部。如图所示。（草莓从盐水到清水中，所带走的盐水和草莓本身的质量和体积变化忽略不计）小淇对该现象有以下推断，其中正确的是（ ）
①草莓c在盐水和清水中所受浮力相等
②草莓a在盐水中和清水中所受到的浮力大小相等
③草莓a和b在盐水中受到的浮力一定相等
④两容器中有草莓时，对水平桌面的压强相等
A．①③ B．② C．②④ D．①②③④
【解答】解：①由左图可知，草莓c在盐水和清水中都处于浸没状态，排开液体的体积相同，两种液体的密度不同，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可得，草莓c在盐水和清水中所受浮力不相等，故①错误；
②草莓a在盐水中和清水中都漂浮，根据漂浮条件，浮力等于自身的重力，草莓a在盐水中和清水中所受到的浮力大小相等，故②正确；
③草莓a和b在盐水中都沉底，都浸没，但是前提条件没有提到两个草莓的体积相同，所以无法比较两者所受浮力的大小，故③错误；
④两个完全相同的容器，装有质量相等的盐水和清水，放进去相同的草莓，即草莓重力相同、容器重力相同、液体的重力相同，所以两个容器对桌面的压力也相同，容器的底面积相同，由p可得，两容器中有草莓时，对水平桌面的压强相等，故④正确。
综上所述，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选：C。
12．（2分）如图甲所示，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，物体的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．拉力在B区不做功
B．拉力在C区所做的功为20J
C．拉力在A区做功的功率为30W
D．拉力在A、C区做功的功率相同
【解答】解：A、在2s～3s内在区域B上做匀速运动，拉力和摩擦力是平衡力，拉力等于摩擦力，物体在拉力的方向上通过一定的距离，拉力做功，故A错误；
B、在区域C做减速运动，拉力在C区所做的功为：WC＝FsC＝10N×3m＝30J，故B错误；
C、拉力在A区做的功：WA＝Fs＝10N×3m＝30J，拉力在A区做功的功率：PA15W，故C错误；
D、拉力在C区所做功的功率：PC15W，拉力在A、C区做功的功率相同，故D正确。
故选：D。
二、填空与作图题：本大题包括8小题，填空每空1分，作图每题2分，共14分。
13．（2分）物竞天择，适者生存，植物进化出很多巧妙的生存技能，其中蕴含着丰富的物理知识。如图甲所示，蒲公英的种子御风远行，说明力可以改变物体的 运动状态 ；如图乙所示，球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方，说明滚动可以 减小 （选填“增大”或“减小”）摩擦。
【解答】解：蒲公英的种子受到风对它的力的作用，由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态。
球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方，说明用滚动来代替滑动，可以减小摩擦。
故答案为：运动状态；减小。
14．（2分）在今年体育中考时，多数同学选择了排球项目。如图是某同学垫排球时的场景。排球离手后由于 惯性 继续向上运动。在排球下落的过程中机械能 不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（空气阻力忽略不计）
【解答】解：惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，排球离手由于惯性会继续上升；
排球下落的过程中，若空气阻力忽略不计，排球只受重力作用，机械能保持不变。
故答案为：惯性；不变。
15．（2分）书法是中华民族文化的瑰宝。如图所示，手执毛笔竖直悬空静止，若手握笔杆的力增大，笔受到的摩擦力将会怎么样呢？甲认为笔受到摩擦力的大小将不变，乙认为笔受到摩擦力将变大。你认为正确的是 甲 的观点，请简要说明理由： 与静摩擦力平衡的是笔的重力，笔的重力不变，静摩擦力不变 。
【解答】解：手执毛笔竖直悬空静止，笔受力平衡，竖直方向受到的重力与静摩擦力相平衡，若手握笔杆的力增大，笔受到的摩擦力仍与重力平衡，重力大小不变，则摩擦力大小不变；
故答案为：甲；与静摩擦力平衡的是笔的重力，笔的重力不变，静摩擦力不变。
16．（1分）如图为体育课上老师示范投掷实心球的示意图。在这四个情景中，老师对实心球做功的是 ①③ （填写序号）。
【解答】解：①捡起球时，老师对球有力的作用，球在该力的方向上通过了距离，老师老师对球做功；
②停在空中时，老师对球有力的作用，但球没有在该力的方向上通过距离，老师对球不做功；
③挥动球时，老师对球有力的作用，球在该力的方向上通过了距离，老师对球做功；
④球飞出去，依靠惯性在空中运动，老师对球不再有力的作用，老师对球不做功。
综上分析可知，老师对实心球做功的是①③。
故答案为：①③。
17．（1分）如图所示，让电吹风机的风从空纸盒的左侧吹过，可以看到空纸盒将向 左 边倒（填“左”或“右”）。
【解答】解：电吹风的风从它左边侧面吹过，纸盒左侧的空气流速变大，流体压强与流速的关系：流速越大的位置，压强越小，由于纸盒右侧的大气压不变，则产生了一个向左侧的压强差，将纸盒压向左侧，所以可以看到纸盒将倒向左边。
故答案为：左。
18．（2分）图甲中，用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手，这是通过增大受力面积来 减小 压强；图乙是自制简易蛋黄分离器，挤压矿泉水瓶，让瓶口贴近蛋黄，松开手蛋黄被吸进瓶子里，这是利用 大气压 的作用。
【解答】解：用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手，这是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。
挤压矿泉水瓶时，瓶内的空气被挤出一部分，此时瓶内的气压小于外界大气压。当松开手，瓶口贴近蛋黄时，在大气压的作用下，蛋黄就会被压进瓶子里，所以，这是利用了大气压的作用。
故答案为：减小；大气压。
19．（2分）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 2 J，对物体B做的额外功是 0.5 J。
【解答】解：由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功W有＝WA总﹣WA额＝3J﹣1J＝2J；
A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功
WB额＝WB总﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J。
故答案为：2；0.5。
20．（2分）如图甲是《天工开物》中的舂米工具图，如图是其结构示意图，请在图乙中画出舂米工具脚踏板上的动力F1的力臂L1及A点所受阻力F2的示意图。
【解答】解：从支点O向动力F1的作用线作垂线段，垂线段的长即为其力臂L1；
动力F的作用是使杠杆沿逆时针方向转动，而阻力F2的作用是阻碍其转动，所以F2的方向与F1相反，即竖直向下，作用点在A点，如图所示：
三、实验探究题：本大题包括4小题，共22分。
21．（5分）为了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”，小明设计了如图所示的实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，目的是使滑动摩擦力的大小 等于 （选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数；
（2）为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，应比较 甲、乙 两实验；
（3）比较甲、丙两实验，是为了探究滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 的关系；
（4）上述实验主要运用的研究问题的方法有转换法和 控制变量法 ；
（5）小亮将棉布铺在木板表面，做了图丁所示实验。并提出比较甲、丁两实验也可以完成（3）中的探究关系。小明认为这样做不合理，理由是小亮没有考虑到 接触面材料 对实验的影响。
【解答】解：（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时物块处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）要研究滑动摩擦力大小与压力大小有关，需要控制接触面的粗糙程度相同，改变压力的大小，图甲、乙中接触面的粗糙程度相同，压力不同，故可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系；
（3）由图甲、丙所示实验可知，物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同，甲、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；
（4）在该实验中，通过弹簧测力计的示数来反映滑动摩擦力的大小，这是转换法；在探究滑动摩擦力大小与某个因素的关系时，控制其他因素不变，只改变该因素，这是控制变量法。所以上述实验主要运用的研究问题的方法有转换法和控制变量法。
（5）要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需要控制压力大小不变，接触面的材质等相同，只改变接触面的粗糙程度。比较甲、丁两实验时，不仅接触面的粗糙程度发生了改变，而且接触面的材料也改变，所以小亮的做法不合理，理由是小亮没有考虑到接触面材料对实验的影响。
故答案为：（1）等于；（2）甲、乙；（3）接触面粗糙程度；（4）控制变量法；（5）接触面材料。
22．（5分）在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中。
（1）如图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一高为6cm的长方体物块（可塑），测出重力。将它缓慢浸入水中，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据在指定位置的坐标纸上描点，并用平滑的曲线画出物块所受浮力F，随h变化的图像；
（2）分析图像可知：浸没前，h增加，F浮 增大 。浸没后，h增加，F浮 不变 （两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）通过分析计算可以得出该长方体物块的体积为 6×10﹣5 m3；（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 不相同 （选填“相同”或“不相同”）。
【解答】解：（1）根据F浮＝G﹣F；0cm、2cm、4cm、6cm、8cm、10cm时，受到的浮力分别为0、0.2N、0.4N、0.6N、0.6N、0.6N；由此在图象上描点画出图象，如图：
（2）根据图像知，浸没前，h增加，F浮增大；浸没后，h增加，F浮不变；
（3）根据称重法，由甲图中的A、D可知，长方体物块浸没在水中受到的浮力为F浮＝G﹣F示＝1.0N﹣0.4N＝0.6N；根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排，可得物块排开水的体积，
因为物块浸没，所以；
（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，相同深度时，排开液体的体积不同，受到的浮力不同；重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象是不相同的。
故答案为：（1）；
（2）增大；不变；
（3）6×10﹣5；
（4）不相同。
23．（5分）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
（1）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 乙、丙 两图进行实验分析；
（2）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 不同高度 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 大 。这个结论可用解释汽车 超速 （选填“超速”或“超载”）带来的危害；
（3）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究： 不能 （选填“能”或“不能”）。
【解答】解：（1）为了探究物体动能大小与质量的关系，实验中采用的是控制变量法，需要控制速度相同，质量不同，即使质量不同的钢球从相同斜面的相同高度由静止自由滚下；故选用乙丙进行对比。
（2）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下；实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可用解释汽车超速带来的危害，即质量一定时，车速越快，汽车的动能越大，遇到紧急情况时的制动距离越远，比较危险。
（3）水平面是光滑的，则木块在水平方向上受力为0，竖直方向上受到平衡力作用，根据牛顿第一定律，运动的物体在没有受到力的作用时，将一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小。
故答案为：（1）乙、丙；（2）不同高度；大；超速；（3）不能。
24．（7分）在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：
活动一：了解杆秤的构造及物理原理
如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成。
（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 支点 ，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于 省力 杠杆；
活动二：自制简易杆秤
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置。
（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 1000 g的物体，D点处的刻度数为 400 g；
（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用m1表示秤砣质量，m2表示物体和秤盘质量，l1表示B、C之间的距离，l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 m1 l1＝m2 l2 （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 160 g。
（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 增大秤砣的质量（或将提纽向左移） （只写一条即可）。
【解答】解：
（1）提纽相当于支点，“秤砣虽小压千斤”得到这是一个省力杠杆。
（2）根据杆秤的标度直接得到最右端的质量为1000g，即最多可称1000g的物体。另外杠杆刻度均匀分布，故D点质量为400g。
（3）杠杆平衡原理是F1 l1＝F2 l2，其中F1＝m1g，F2＝m2g，代入得m1g l1＝m2g l2，将g约掉得到m1 l1＝m2 l2，代入得到秤盘的质量为160g。
（4）要测量质量更大的物体，若提纽的位置不变（支点不变、左侧力臂和右侧最大力臂均不变），根据杠杆的平衡条件可知需增大秤砣的质量；若秤砣的质量不变，可以将提纽左移，使左侧力和力臂的乘积适当减小，而右侧力臂增大，此时用原来的秤砣也能使杆秤平衡，从而测出更重物体的质量。
故答案为：（1）支点；省力；（2）1000；400；（3）m1 l1＝m2 l2；160；（4）增大秤砣的质量（或将提纽向左移）。
四、综合应用题：本题包括3小题，共20分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。
25．（6分）图甲为宇树UnitreeG1人形机器人，AI化身，具有超越常人的灵活性，解锁无限运动潜力。可进行高难度的动态动作，如动态站起、坐下折叠、舞棍等。并且G1还基于深度强化学习和仿真训练，借助AI的加速发展，在不断进行升级和演进。若G1人形机器人的质量为35kg，单只脚与地面的接触面积为0.025m2。（g取10N/kg）求：
（1）G1人形机器人的重力；
（2）G1人形机器人双脚静止站立在水平地面时，对地面产生的压强；
（3）在机器人坐下的过程中，其重心降低0.3m，用时2s。则在此过程中机器人重力做功的功率为多大。
【解答】解：（1）机器人的重力G＝mg＝35kg×10N/kg＝350N
（2）机器人对地面的压力F＝G＝350N
机器人对地面产生的压强
（3）机器人重力做功W＝Gh＝350N×0.3m＝105J
做功的功率。
故答案为：（1）G1人形机器人的重力为350N；
（2）对地面产生的压强为7×103Pa；
（3）机器人重力做功的功率为52.5W。
26．（7分）如图所示是某起重机上的滑轮组。当用360N的拉力F，将重为810N的物体竖直向上匀速吊起5m时。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）使用A滑轮的作用是为了 改变力的方向 （选填“省力”或“改变力的方向”）；
（2）起重机上滑轮组所做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮的重力。
【解答】解：（1）如图所示滑轮组中，A为定滑轮，定滑轮不能省力，使用A滑轮的作用是为改变力的方向；
（2）起重机所做的有用功W有＝Gh＝810N×5m＝4050J；
（3）由图可知，n＝3，滑轮组所做的总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝360N×3×5m＝5400J，
滑轮组机械效率为：
；
（4）不计绳重和摩擦，根据可知，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣G＝3×360N﹣810N＝270N。
答：（1）改变力的方向；
（2）起重机上滑轮组所做的有用功为4050J；
（3）滑轮组的机械效率为75%；
（4）动滑轮的重力为270N。
27．（7分）什么船可以轻松扛起航母？答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备（如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等）的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船（如图甲所示），其长255米，宽68米，甲板面积相当于两个标准足球场大小，拥有118个有着独立通海阀的压载水舱，最大下潜深度达30.5米，载重达98000吨。为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船装载货物前，将船上通海阀全部打开，压载水舱进水，船身甲板潜入水中，只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时，启动大型空气压缩机或调载泵，将压载水舱的水排出船体，船身和货物便一起浮出水面，即完成装载。（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）半潜船在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是 水 （选填“螺旋桨”或“水”）；
（2）当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是 m2 （选填“m1”、“m2”或“m3”）；
（3）如丙图所示，为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请画出此时半潜船的受力示意图（重心O已标出）；
（4）半潜船到达最大下潜深度时，求船底所受海水的压强；
（5）假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t，求此时半潜船所受浮力；
（6）某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物，且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时，请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。
【解答】解：（1）力的作用是相互的，半潜船在水面航行时，螺旋桨向后给水向后的力，水给螺旋桨一向前的作用力，故半潜船前行力的施力物体是水。
（2）半潜船通过改变自身重力实现上浮和下沉，重力的改变是通过改变压载水舱内海水的质量来实现的。从图乙可知，中间状态船身甲板潜入水中最多，此时船的重力最大，即水舱内海水的质量最大，所以质量最大的是m2。
（3）半潜船静止漂浮在水面时，受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。以重心O为作用点，分别画出竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，线段长度相等，并标上相应的符号，如图所示：
（4）船底所受海水压强：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30.5m＝3.05×105Pa
（5）由阿基米德原理可知，半潜船所受浮力F浮＝G排＝m排g＝8×103kg×10N/kg＝8×104N
（6）半潜船下潜前处于漂浮状态，所受浮力等于半潜船和压载水的重力之和，即F浮1＝G船+G水1；
半潜船载重上浮后，仍处于漂浮状态，此时所受浮力等于半潜船和压载水及货物的重力之和，
即F浮2＝G船+G货+G水2；
因为半潜船载重上浮后及下潜前甲板均刚好露出海面，船体排开水的体积相等，所以船体所受浮力相等，则有F浮2＝F浮1，即G船+G货+G水2＝G船+G水1；
半潜船排出的压载水中G排＝G水1﹣G水2＝G货，即m排g＝m货g，
解得：m排＝m货＝6.5×104t。
故答案为：（1）水；
（2）m2；
（3）；
（4）半潜船到达最大下潜深度时，船底所受海水的压强为3.05×105Pa；
（5）此时半潜船所受浮力为8×104N；
（6）需要在压载水舱排出6.5×104t海水。
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一、选择题：本大题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．（2分）出色的足球运动员常利用“香蕉球”破门得分。如图所示，运动员的脚踢在球的恰当位置，球划过一道弧线绕过人墙钻入球门，从力的三要素角度分析，这里“恰当的位置”是指力的（ ）
A．大小 B．作用点
C．方向 D．大小和作用点
2．（2分）如图所示的便携式握力器，该握力器上的金属弹簧应具有良好的（ ）
A．弹性 B．塑性 C．导热性 D．隔热性
3．（2分）假期社区服务劳动中，小明用300N的力水平向前拉车，小芳用200N的力水平向前推车，如图所示。则这两个力的合力大小是（ ）
A．100N B．200N C．300N D．500N
4．（2分）北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌图甲是他通过弯道，图乙是他获胜后站立在水平赛场中央欢呼的情形。下列说法正确的是（ ）
A．通过弯道过程中他处于平衡状态
B．图甲中他的手对冰面的压力是冰面形变产生的
C．站立时他受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力
D．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力
5．（2分）如图所示，每块砖的质量相等，长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm，以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小，正确的是（ ）
A．p甲＞p乙＞p丙 B．p乙＞p甲＞p丙
C．p丙＞p乙＞p甲 D．p乙＞p丙＞p甲
6．（2分）如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水，不能判断哪侧是清水，哪侧是浓盐水的是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2分）荒荒从甘肃兰州乘坐飞机沿着北纬36°到国内某地旅游。飞机刚降落时，儿荒发现包装很好的食品袋膨胀了许多。根据图中，他最可能去的地方是（ ）
A．青海省 B．陕西省 C．山西省 D．山东省
8．（2分）2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好，发射取得圆满成功。火箭搭载卫星在加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．火箭的动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．火箭的动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．火箭的动能减小，重力势能增加，机械能不变
9．（2分）小明自制了一个简易密度计：他用一根细竹签作为标度杆，在其下端缠绕适量的铜丝作为“配重”，然后在竹签中部套上一个泡沫球作为“浮子”。他将自制的密度计放入水中时，状态如图所示，然后在标度杆的水位处标上“1g/cm3”。下列分析中不正确的是（ ）
A．“配重”的主要作用是降低重心、提高稳定性、使密度计整体竖立在液体中
B．“浮子”的主要作用是提供足够大的浮力，以使得密度计整体漂浮在液体中
C．根据放入水中的标度来看，该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体
D．如果想要测量密度小于水的液体，可以换一个体积更小些的泡沫球作为浮子
10．（2分）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G。已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
11．（2分）中坝草莓是攀枝花市仁和区的特产，全国农产品地理标志。其味道酸甜可口，有香气，汁液多，广受消费者青睐。小淇在家洗草莓的时候，先用盐水浸泡，后用相同质量的冷水清洗。发现有的草莓漂浮在液面上，有的草莓悬浮在液面中，还有些草莓沉在容器底部。如图所示。（草莓从盐水到清水中，所带走的盐水和草莓本身的质量和体积变化忽略不计）小淇对该现象有以下推断，其中正确的是（ ）
①草莓c在盐水和清水中所受浮力相等
②草莓a在盐水中和清水中所受到的浮力大小相等
③草莓a和b在盐水中受到的浮力一定相等
④两容器中有草莓时，对水平桌面的压强相等
A．①③ B．② C．②④ D．①②③④
12．（2分）如图甲所示，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，物体的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．拉力在B区不做功
B．拉力在C区所做的功为20J
C．拉力在A区做功的功率为30W
D．拉力在A、C区做功的功率相同
二、填空与作图题：本大题包括8小题，填空每空1分，作图每题2分，共14分。
13．（2分）物竞天择，适者生存，植物进化出很多巧妙的生存技能，其中蕴含着丰富的物理知识。如图甲所示，蒲公英的种子御风远行，说明力可以改变物体的 ；如图乙所示，球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方，说明滚动可以 （选填“增大”或“减小”）摩擦。
14．（2分）在今年体育中考时，多数同学选择了排球项目。如图是某同学垫排球时的场景。排球离手后由于 继续向上运动。在排球下落的过程中机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（空气阻力忽略不计）
15．（2分）书法是中华民族文化的瑰宝。如图所示，手执毛笔竖直悬空静止，若手握笔杆的力增大，笔受到的摩擦力将会怎么样呢？甲认为笔受到摩擦力的大小将不变，乙认为笔受到摩擦力将变大。你认为正确的是 的观点，请简要说明理由： 。
16．（1分）如图为体育课上老师示范投掷实心球的示意图。在这四个情景中，老师对实心球做功的是 （填写序号）。
17．（1分）如图所示，让电吹风机的风从空纸盒的左侧吹过，可以看到空纸盒将向 边倒（填“左”或“右”）。
18．（2分）图甲中，用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手，这是通过增大受力面积来 压强；图乙是自制简易蛋黄分离器，挤压矿泉水瓶，让瓶口贴近蛋黄，松开手蛋黄被吸进瓶子里，这是利用 的作用。
19．（2分）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
20．（2分）如图甲是《天工开物》中的舂米工具图，如图是其结构示意图，请在图乙中画出舂米工具脚踏板上的动力F1的力臂L1及A点所受阻力F2的示意图。
三、实验探究题：本大题包括4小题，共22分。
21．（5分）为了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”，小明设计了如图所示的实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，目的是使滑动摩擦力的大小 （选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数；
（2）为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，应比较 两实验；
（3）比较甲、丙两实验，是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系；
（4）上述实验主要运用的研究问题的方法有转换法和 ；
（5）小亮将棉布铺在木板表面，做了图丁所示实验。并提出比较甲、丁两实验也可以完成（3）中的探究关系。小明认为这样做不合理，理由是小亮没有考虑到 对实验的影响。
22．（5分）在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中。
（1）如图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一高为6cm的长方体物块（可塑），测出重力。将它缓慢浸入水中，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据在指定位置的坐标纸上描点，并用平滑的曲线画出物块所受浮力F，随h变化的图像；
（2）分析图像可知：浸没前，h增加，F浮 。浸没后，h增加，F浮 （两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）通过分析计算可以得出该长方体物块的体积为 m3；（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 （选填“相同”或“不相同”）。
23．（5分）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
（1）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析；
（2）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害；
（3）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究： （选填“能”或“不能”）。
24．（7分）在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：
活动一：了解杆秤的构造及物理原理
如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成。
（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 ，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于 杠杆；
活动二：自制简易杆秤
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置。
（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 g的物体，D点处的刻度数为 g；
（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用m1表示秤砣质量，m2表示物体和秤盘质量，l1表示B、C之间的距离，l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 g。
（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 （只写一条即可）。
四、综合应用题：本题包括3小题，共20分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。
25．（6分）图甲为宇树UnitreeG1人形机器人，AI化身，具有超越常人的灵活性，解锁无限运动潜力。可进行高难度的动态动作，如动态站起、坐下折叠、舞棍等。并且G1还基于深度强化学习和仿真训练，借助AI的加速发展，在不断进行升级和演进。若G1人形机器人的质量为35kg，单只脚与地面的接触面积为0.025m2。（g取10N/kg）求：
（1）G1人形机器人的重力；
（2）G1人形机器人双脚静止站立在水平地面时，对地面产生的压强；
（3）在机器人坐下的过程中，其重心降低0.3m，用时2s。则在此过程中机器人重力做功的功率为多大。
26．（7分）如图所示是某起重机上的滑轮组。当用360N的拉力F，将重为810N的物体竖直向上匀速吊起5m时。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）使用A滑轮的作用是为了 （选填“省力”或“改变力的方向”）；
（2）起重机上滑轮组所做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮的重力。
27．（7分）什么船可以轻松扛起航母？答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备（如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等）的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船（如图甲所示），其长255米，宽68米，甲板面积相当于两个标准足球场大小，拥有118个有着独立通海阀的压载水舱，最大下潜深度达30.5米，载重达98000吨。为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船装载货物前，将船上通海阀全部打开，压载水舱进水，船身甲板潜入水中，只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时，启动大型空气压缩机或调载泵，将压载水舱的水排出船体，船身和货物便一起浮出水面，即完成装载。（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）半潜船在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是 （选填“螺旋桨”或“水”）；
（2）当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是 （选填“m1”、“m2”或“m3”）；
（3）如丙图所示，为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请画出此时半潜船的受力示意图（重心O已标出）；
（4）半潜船到达最大下潜深度时，求船底所受海水的压强；
（5）假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t，求此时半潜船所受浮力；
（6）某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物，且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时，请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。
2024-2025学年山东省德州市天衢新区八年级（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B A D C D D A A D C C
题号 12
答案 D
一、选择题：本大题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．（2分）出色的足球运动员常利用“香蕉球”破门得分。如图所示，运动员的脚踢在球的恰当位置，球划过一道弧线绕过人墙钻入球门，从力的三要素角度分析，这里“恰当的位置”是指力的（ ）
A．大小 B．作用点
C．方向 D．大小和作用点
【解答】解：球会划过一道弧线飞转过守门员而使球进入球门是因为击球的作用点不同造成的。
故选：B。
2．（2分）如图所示的便携式握力器，该握力器上的金属弹簧应具有良好的（ ）
A．弹性 B．塑性 C．导热性 D．隔热性
【解答】解：对于握力器主要是应用了金属弹簧具有良好弹性形变来锻炼手部的灵活度和协调性，故A正确；塑性、导热性、隔热性不是握力器的主要目的，故BCD错误。
故选：A。
3．（2分）假期社区服务劳动中，小明用300N的力水平向前拉车，小芳用200N的力水平向前推车，如图所示。则这两个力的合力大小是（ ）
A．100N B．200N C．300N D．500N
【解答】解：小明用300N的力水平向前拉车，小芳用200N的力水平向前推车，两个力的方向相同，则这两个力的合力大小是F＝300N+200N＝500N。
故选：D。
4．（2分）北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌图甲是他通过弯道，图乙是他获胜后站立在水平赛场中央欢呼的情形。下列说法正确的是（ ）
A．通过弯道过程中他处于平衡状态
B．图甲中他的手对冰面的压力是冰面形变产生的
C．站立时他受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力
D．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力
【解答】解：A．平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态，在通过弯道过程中，任子威的运动方向不断变化，运动状态改变，不处于平衡状态，故A错误；
B．图甲中他的手对冰面施加压力，手发生弹性形变，所以手对冰面的压力是手形变产生的，故B错误；
C．站立时他受到的重力作用在他自身，冰面对他的支持力也作用在他自身，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故C正确；
D．站立时他受到的重力方向竖直向下，他对冰面的压力方向也竖直向下，方向相同，不是一对相互作用力，故D错误。
故选：C。
5．（2分）如图所示，每块砖的质量相等，长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm，以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小，正确的是（ ）
A．p甲＞p乙＞p丙 B．p乙＞p甲＞p丙
C．p丙＞p乙＞p甲 D．p乙＞p丙＞p甲
【解答】解：设一块砖的重力为G，根据图示可知，F甲＝3G，F乙＝3G，F丙＝3G，
由p可得p甲，
p乙，
p丙，
所以p乙＞p丙＞p甲，故D正确。
故选：D。
6．（2分）如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水，不能判断哪侧是清水，哪侧是浓盐水的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：
A、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明右边液体压强大，而左边的液面高度等于右边液面的高度，所以根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度小于右侧液体密度，即左侧是清水，右侧是浓盐水，故A不符合题意；
B、由图可知，橡皮膜平着，没有凸起，说明左、右两边边液体压强相等，而左边的液面高度低于右边液面的高度，根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大，即右侧是清水，左侧是浓盐水，故B不符合题意；
C、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明左边液体压强小，而左边的液面高度大于右边液面的高度，所以根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度小于右侧液体密度，即左侧是清水，右侧是浓盐水，故C不符合题意；
D、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明左边液体压强小，而左边的液面高度低于右边液面的高度，所以无法根据p＝ρgh判断左右两侧液体的密度大小关系，故D符合题意。
故选：D。
7．（2分）荒荒从甘肃兰州乘坐飞机沿着北纬36°到国内某地旅游。飞机刚降落时，儿荒发现包装很好的食品袋膨胀了许多。根据图中，他最可能去的地方是（ ）
A．青海省 B．陕西省 C．山西省 D．山东省
【解答】解：由海拔较低的地区到了海拔较高的地区，外界大气压强较小，食品袋内部气压大于外界气压，导致食品袋膨胀。所以，他最可能去的地方是海拔较高的地区青海省。
故选：A。
8．（2分）2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好，发射取得圆满成功。火箭搭载卫星在加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．火箭的动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．火箭的动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．火箭的动能减小，重力势能增加，机械能不变
【解答】解：火箭搭载卫星在加速升空的过程中质量近似不变，而速度变大，则动能变大，高度增大，重力势能变大，机械能变大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
9．（2分）小明自制了一个简易密度计：他用一根细竹签作为标度杆，在其下端缠绕适量的铜丝作为“配重”，然后在竹签中部套上一个泡沫球作为“浮子”。他将自制的密度计放入水中时，状态如图所示，然后在标度杆的水位处标上“1g/cm3”。下列分析中不正确的是（ ）
A．“配重”的主要作用是降低重心、提高稳定性、使密度计整体竖立在液体中
B．“浮子”的主要作用是提供足够大的浮力，以使得密度计整体漂浮在液体中
C．根据放入水中的标度来看，该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体
D．如果想要测量密度小于水的液体，可以换一个体积更小些的泡沫球作为浮子
【解答】解：A、在密度计下端缠绕铜丝作为配重，可降低重心，提高稳定性，使密度计能竖直漂浮在液体中，故A正确。
B、浮子体积较大，根据阿基米德原理F浮＝ρgV排，能排开更多液体，提供足够大的浮力，使密度计整体漂浮在液体中，故B正确。
C、密度计漂浮时，浮力等于重力，即F浮＝G＝ρgV排，液体密度越大，排开液体体积越小。该密度计在水中刻度为 1g/cm3，测量密度比水大的液体时，排开液体体积变小，密度计会上浮一些，便于测量，所以更适合测量密度比水大的液体，故C正确。
D、根据F浮＝G＝ρgV排，测量密度小于水的液体时，需要排开更大体积的液体才能保持漂浮，应换一个体积更大的泡沫球作为浮子，而不是体积更小的，故D错误。
故选：D。
10．（2分）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G。已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
【解答】解：A、甲图是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不省距离，故A正确，不符合题意；
B、利用三个装置，将同一重物提升相同的高度，即做相同的有用功，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，即乙图滑轮比丙图杠杆重，乙克服机械重力所做的额外功最大，由η可知，乙的机械效率最低，故B正确，不符合题意；
C、若始终保持拉力F3的方向竖直向上，则在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，拉力F3保持不变，故C错误，符合题意；
D、若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。
故选：C。
11．（2分）中坝草莓是攀枝花市仁和区的特产，全国农产品地理标志。其味道酸甜可口，有香气，汁液多，广受消费者青睐。小淇在家洗草莓的时候，先用盐水浸泡，后用相同质量的冷水清洗。发现有的草莓漂浮在液面上，有的草莓悬浮在液面中，还有些草莓沉在容器底部。如图所示。（草莓从盐水到清水中，所带走的盐水和草莓本身的质量和体积变化忽略不计）小淇对该现象有以下推断，其中正确的是（ ）
①草莓c在盐水和清水中所受浮力相等
②草莓a在盐水中和清水中所受到的浮力大小相等
③草莓a和b在盐水中受到的浮力一定相等
④两容器中有草莓时，对水平桌面的压强相等
A．①③ B．② C．②④ D．①②③④
【解答】解：①由左图可知，草莓c在盐水和清水中都处于浸没状态，排开液体的体积相同，两种液体的密度不同，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可得，草莓c在盐水和清水中所受浮力不相等，故①错误；
②草莓a在盐水中和清水中都漂浮，根据漂浮条件，浮力等于自身的重力，草莓a在盐水中和清水中所受到的浮力大小相等，故②正确；
③草莓a和b在盐水中都沉底，都浸没，但是前提条件没有提到两个草莓的体积相同，所以无法比较两者所受浮力的大小，故③错误；
④两个完全相同的容器，装有质量相等的盐水和清水，放进去相同的草莓，即草莓重力相同、容器重力相同、液体的重力相同，所以两个容器对桌面的压力也相同，容器的底面积相同，由p可得，两容器中有草莓时，对水平桌面的压强相等，故④正确。
综上所述，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选：C。
12．（2分）如图甲所示，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，物体的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．拉力在B区不做功
B．拉力在C区所做的功为20J
C．拉力在A区做功的功率为30W
D．拉力在A、C区做功的功率相同
【解答】解：A、在2s～3s内在区域B上做匀速运动，拉力和摩擦力是平衡力，拉力等于摩擦力，物体在拉力的方向上通过一定的距离，拉力做功，故A错误；
B、在区域C做减速运动，拉力在C区所做的功为：WC＝FsC＝10N×3m＝30J，故B错误；
C、拉力在A区做的功：WA＝Fs＝10N×3m＝30J，拉力在A区做功的功率：PA15W，故C错误；
D、拉力在C区所做功的功率：PC15W，拉力在A、C区做功的功率相同，故D正确。
故选：D。
二、填空与作图题：本大题包括8小题，填空每空1分，作图每题2分，共14分。
13．（2分）物竞天择，适者生存，植物进化出很多巧妙的生存技能，其中蕴含着丰富的物理知识。如图甲所示，蒲公英的种子御风远行，说明力可以改变物体的 运动状态 ；如图乙所示，球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方，说明滚动可以 减小 （选填“增大”或“减小”）摩擦。
【解答】解：蒲公英的种子受到风对它的力的作用，由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态。
球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方，说明用滚动来代替滑动，可以减小摩擦。
故答案为：运动状态；减小。
14．（2分）在今年体育中考时，多数同学选择了排球项目。如图是某同学垫排球时的场景。排球离手后由于 惯性 继续向上运动。在排球下落的过程中机械能 不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（空气阻力忽略不计）
【解答】解：惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，排球离手由于惯性会继续上升；
排球下落的过程中，若空气阻力忽略不计，排球只受重力作用，机械能保持不变。
故答案为：惯性；不变。
15．（2分）书法是中华民族文化的瑰宝。如图所示，手执毛笔竖直悬空静止，若手握笔杆的力增大，笔受到的摩擦力将会怎么样呢？甲认为笔受到摩擦力的大小将不变，乙认为笔受到摩擦力将变大。你认为正确的是 甲 的观点，请简要说明理由： 与静摩擦力平衡的是笔的重力，笔的重力不变，静摩擦力不变 。
【解答】解：手执毛笔竖直悬空静止，笔受力平衡，竖直方向受到的重力与静摩擦力相平衡，若手握笔杆的力增大，笔受到的摩擦力仍与重力平衡，重力大小不变，则摩擦力大小不变；
故答案为：甲；与静摩擦力平衡的是笔的重力，笔的重力不变，静摩擦力不变。
16．（1分）如图为体育课上老师示范投掷实心球的示意图。在这四个情景中，老师对实心球做功的是 ①③ （填写序号）。
【解答】解：①捡起球时，老师对球有力的作用，球在该力的方向上通过了距离，老师老师对球做功；
②停在空中时，老师对球有力的作用，但球没有在该力的方向上通过距离，老师对球不做功；
③挥动球时，老师对球有力的作用，球在该力的方向上通过了距离，老师对球做功；
④球飞出去，依靠惯性在空中运动，老师对球不再有力的作用，老师对球不做功。
综上分析可知，老师对实心球做功的是①③。
故答案为：①③。
17．（1分）如图所示，让电吹风机的风从空纸盒的左侧吹过，可以看到空纸盒将向 左 边倒（填“左”或“右”）。
【解答】解：电吹风的风从它左边侧面吹过，纸盒左侧的空气流速变大，流体压强与流速的关系：流速越大的位置，压强越小，由于纸盒右侧的大气压不变，则产生了一个向左侧的压强差，将纸盒压向左侧，所以可以看到纸盒将倒向左边。
故答案为：左。
18．（2分）图甲中，用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手，这是通过增大受力面积来 减小 压强；图乙是自制简易蛋黄分离器，挤压矿泉水瓶，让瓶口贴近蛋黄，松开手蛋黄被吸进瓶子里，这是利用 大气压 的作用。
【解答】解：用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手，这是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。
挤压矿泉水瓶时，瓶内的空气被挤出一部分，此时瓶内的气压小于外界大气压。当松开手，瓶口贴近蛋黄时，在大气压的作用下，蛋黄就会被压进瓶子里，所以，这是利用了大气压的作用。
故答案为：减小；大气压。
19．（2分）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 2 J，对物体B做的额外功是 0.5 J。
【解答】解：由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功W有＝WA总﹣WA额＝3J﹣1J＝2J；
A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功
WB额＝WB总﹣W有＝2.5J﹣2J＝0.5J。
故答案为：2；0.5。
20．（2分）如图甲是《天工开物》中的舂米工具图，如图是其结构示意图，请在图乙中画出舂米工具脚踏板上的动力F1的力臂L1及A点所受阻力F2的示意图。
【解答】解：从支点O向动力F1的作用线作垂线段，垂线段的长即为其力臂L1；
动力F的作用是使杠杆沿逆时针方向转动，而阻力F2的作用是阻碍其转动，所以F2的方向与F1相反，即竖直向下，作用点在A点，如图所示：
三、实验探究题：本大题包括4小题，共22分。
21．（5分）为了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”，小明设计了如图所示的实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，目的是使滑动摩擦力的大小 等于 （选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数；
（2）为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，应比较 甲、乙 两实验；
（3）比较甲、丙两实验，是为了探究滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 的关系；
（4）上述实验主要运用的研究问题的方法有转换法和 控制变量法 ；
（5）小亮将棉布铺在木板表面，做了图丁所示实验。并提出比较甲、丁两实验也可以完成（3）中的探究关系。小明认为这样做不合理，理由是小亮没有考虑到 接触面材料 对实验的影响。
【解答】解：（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时物块处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）要研究滑动摩擦力大小与压力大小有关，需要控制接触面的粗糙程度相同，改变压力的大小，图甲、乙中接触面的粗糙程度相同，压力不同，故可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系；
（3）由图甲、丙所示实验可知，物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同，甲、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；
（4）在该实验中，通过弹簧测力计的示数来反映滑动摩擦力的大小，这是转换法；在探究滑动摩擦力大小与某个因素的关系时，控制其他因素不变，只改变该因素，这是控制变量法。所以上述实验主要运用的研究问题的方法有转换法和控制变量法。
（5）要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需要控制压力大小不变，接触面的材质等相同，只改变接触面的粗糙程度。比较甲、丁两实验时，不仅接触面的粗糙程度发生了改变，而且接触面的材料也改变，所以小亮的做法不合理，理由是小亮没有考虑到接触面材料对实验的影响。
故答案为：（1）等于；（2）甲、乙；（3）接触面粗糙程度；（4）控制变量法；（5）接触面材料。
22．（5分）在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中。
（1）如图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一高为6cm的长方体物块（可塑），测出重力。将它缓慢浸入水中，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据在指定位置的坐标纸上描点，并用平滑的曲线画出物块所受浮力F，随h变化的图像；
（2）分析图像可知：浸没前，h增加，F浮 增大 。浸没后，h增加，F浮 不变 （两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）通过分析计算可以得出该长方体物块的体积为 6×10﹣5 m3；（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 不相同 （选填“相同”或“不相同”）。
【解答】解：（1）根据F浮＝G﹣F；0cm、2cm、4cm、6cm、8cm、10cm时，受到的浮力分别为0、0.2N、0.4N、0.6N、0.6N、0.6N；由此在图象上描点画出图象，如图：
（2）根据图像知，浸没前，h增加，F浮增大；浸没后，h增加，F浮不变；
（3）根据称重法，由甲图中的A、D可知，长方体物块浸没在水中受到的浮力为F浮＝G﹣F示＝1.0N﹣0.4N＝0.6N；根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排，可得物块排开水的体积，
因为物块浸没，所以；
（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，相同深度时，排开液体的体积不同，受到的浮力不同；重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象是不相同的。
故答案为：（1）；
（2）增大；不变；
（3）6×10﹣5；
（4）不相同。
23．（5分）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
（1）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 乙、丙 两图进行实验分析；
（2）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 不同高度 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 大 。这个结论可用解释汽车 超速 （选填“超速”或“超载”）带来的危害；
（3）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究： 不能 （选填“能”或“不能”）。
【解答】解：（1）为了探究物体动能大小与质量的关系，实验中采用的是控制变量法，需要控制速度相同，质量不同，即使质量不同的钢球从相同斜面的相同高度由静止自由滚下；故选用乙丙进行对比。
（2）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下；实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可用解释汽车超速带来的危害，即质量一定时，车速越快，汽车的动能越大，遇到紧急情况时的制动距离越远，比较危险。
（3）水平面是光滑的，则木块在水平方向上受力为0，竖直方向上受到平衡力作用，根据牛顿第一定律，运动的物体在没有受到力的作用时，将一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小。
故答案为：（1）乙、丙；（2）不同高度；大；超速；（3）不能。
24．（7分）在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：
活动一：了解杆秤的构造及物理原理
如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成。
（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 支点 ，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于 省力 杠杆；
活动二：自制简易杆秤
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置。
（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 1000 g的物体，D点处的刻度数为 400 g；
（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用m1表示秤砣质量，m2表示物体和秤盘质量，l1表示B、C之间的距离，l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 m1 l1＝m2 l2 （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 160 g。
（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 增大秤砣的质量（或将提纽向左移） （只写一条即可）。
【解答】解：
（1）提纽相当于支点，“秤砣虽小压千斤”得到这是一个省力杠杆。
（2）根据杆秤的标度直接得到最右端的质量为1000g，即最多可称1000g的物体。另外杠杆刻度均匀分布，故D点质量为400g。
（3）杠杆平衡原理是F1 l1＝F2 l2，其中F1＝m1g，F2＝m2g，代入得m1g l1＝m2g l2，将g约掉得到m1 l1＝m2 l2，代入得到秤盘的质量为160g。
（4）要测量质量更大的物体，若提纽的位置不变（支点不变、左侧力臂和右侧最大力臂均不变），根据杠杆的平衡条件可知需增大秤砣的质量；若秤砣的质量不变，可以将提纽左移，使左侧力和力臂的乘积适当减小，而右侧力臂增大，此时用原来的秤砣也能使杆秤平衡，从而测出更重物体的质量。
故答案为：（1）支点；省力；（2）1000；400；（3）m1 l1＝m2 l2；160；（4）增大秤砣的质量（或将提纽向左移）。
四、综合应用题：本题包括3小题，共20分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。
25．（6分）图甲为宇树UnitreeG1人形机器人，AI化身，具有超越常人的灵活性，解锁无限运动潜力。可进行高难度的动态动作，如动态站起、坐下折叠、舞棍等。并且G1还基于深度强化学习和仿真训练，借助AI的加速发展，在不断进行升级和演进。若G1人形机器人的质量为35kg，单只脚与地面的接触面积为0.025m2。（g取10N/kg）求：
（1）G1人形机器人的重力；
（2）G1人形机器人双脚静止站立在水平地面时，对地面产生的压强；
（3）在机器人坐下的过程中，其重心降低0.3m，用时2s。则在此过程中机器人重力做功的功率为多大。
【解答】解：（1）机器人的重力G＝mg＝35kg×10N/kg＝350N
（2）机器人对地面的压力F＝G＝350N
机器人对地面产生的压强
（3）机器人重力做功W＝Gh＝350N×0.3m＝105J
做功的功率。
故答案为：（1）G1人形机器人的重力为350N；
（2）对地面产生的压强为7×103Pa；
（3）机器人重力做功的功率为52.5W。
26．（7分）如图所示是某起重机上的滑轮组。当用360N的拉力F，将重为810N的物体竖直向上匀速吊起5m时。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）使用A滑轮的作用是为了 改变力的方向 （选填“省力”或“改变力的方向”）；
（2）起重机上滑轮组所做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）动滑轮的重力。
【解答】解：（1）如图所示滑轮组中，A为定滑轮，定滑轮不能省力，使用A滑轮的作用是为改变力的方向；
（2）起重机所做的有用功W有＝Gh＝810N×5m＝4050J；
（3）由图可知，n＝3，滑轮组所做的总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝360N×3×5m＝5400J，
滑轮组机械效率为：
；
（4）不计绳重和摩擦，根据可知，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣G＝3×360N﹣810N＝270N。
答：（1）改变力的方向；
（2）起重机上滑轮组所做的有用功为4050J；
（3）滑轮组的机械效率为75%；
（4）动滑轮的重力为270N。
27．（7分）什么船可以轻松扛起航母？答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备（如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等）的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船（如图甲所示），其长255米，宽68米，甲板面积相当于两个标准足球场大小，拥有118个有着独立通海阀的压载水舱，最大下潜深度达30.5米，载重达98000吨。为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船装载货物前，将船上通海阀全部打开，压载水舱进水，船身甲板潜入水中，只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时，启动大型空气压缩机或调载泵，将压载水舱的水排出船体，船身和货物便一起浮出水面，即完成装载。（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）半潜船在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是 水 （选填“螺旋桨”或“水”）；
（2）当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是 m2 （选填“m1”、“m2”或“m3”）；
（3）如丙图所示，为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请画出此时半潜船的受力示意图（重心O已标出）；
（4）半潜船到达最大下潜深度时，求船底所受海水的压强；
（5）假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t，求此时半潜船所受浮力；
（6）某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物，且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时，请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。
【解答】解：（1）力的作用是相互的，半潜船在水面航行时，螺旋桨向后给水向后的力，水给螺旋桨一向前的作用力，故半潜船前行力的施力物体是水。
（2）半潜船通过改变自身重力实现上浮和下沉，重力的改变是通过改变压载水舱内海水的质量来实现的。从图乙可知，中间状态船身甲板潜入水中最多，此时船的重力最大，即水舱内海水的质量最大，所以质量最大的是m2。
（3）半潜船静止漂浮在水面时，受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。以重心O为作用点，分别画出竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，线段长度相等，并标上相应的符号，如图所示：
（4）船底所受海水压强：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30.5m＝3.05×105Pa
（5）由阿基米德原理可知，半潜船所受浮力F浮＝G排＝m排g＝8×103kg×10N/kg＝8×104N
（6）半潜船下潜前处于漂浮状态，所受浮力等于半潜船和压载水的重力之和，即F浮1＝G船+G水1；
半潜船载重上浮后，仍处于漂浮状态，此时所受浮力等于半潜船和压载水及货物的重力之和，
即F浮2＝G船+G货+G水2；
因为半潜船载重上浮后及下潜前甲板均刚好露出海面，船体排开水的体积相等，所以船体所受浮力相等，则有F浮2＝F浮1，即G船+G货+G水2＝G船+G水1；
半潜船排出的压载水中G排＝G水1﹣G水2＝G货，即m排g＝m货g，
解得：m排＝m货＝6.5×104t。
故答案为：（1）水；
（2）m2；
（3）；
（4）半潜船到达最大下潜深度时，船底所受海水的压强为3.05×105Pa；
（5）此时半潜船所受浮力为8×104N；
（6）需要在压载水舱排出6.5×104t海水。
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