資源簡介

2024-2025學年山東省濟寧市任城區八年級（下）期末物理試卷
一、選擇題：本題共15小題，每小題2分，共30分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1．（2分）下列現象中不能說明分子在不停地做無規則運動的是（　　）
A．掃地時塵土在空中飛揚
B．八月桂花飄香
C．打開酒精瓶蓋可以嗅到酒精氣味
D．堆煤的墻角時間久了會變黑
2．（2分）下列現象中，不能用慣性知識解釋的是（　　）
A．跳遠運動員的助跑速度越大，跳遠成績往往越好
B．用力將物體拋出后，物體最終會落到地面上
C．子彈離開槍口后，仍能繼續高速向前飛行
D．古代打仗時，使用絆馬索能將敵方飛奔的馬絆倒
3．（2分）向前直線行駛的車內，小芳給小明連拍兩張照片，窗外同一棵樹如圖所示，拍照過程中車可能（　　）
A．向西減速 B．向西加速 C．向東加速 D．向東減速
4．（2分）如圖所示，人造地球衛星沿橢圓軌道繞地球運行的過程中，機械能是守恒的。當衛星從遠地點向近地點運動時，下列說法正確的是（　　）
A．動能減小，重力勢能增大
B．動能轉化為重力勢能
C．動能增大，重力勢能減小
D．衛星的速度一直在減小
5．（2分）常見的四種剪刀如圖所示，要剪開較硬的物體，從杠桿的原理考慮，選用的剪刀最合適的是（　　）
A．（a） B．（b） C．（c） D．（d）
6．（2分）小杰背著書包回家，在水平路面上行走100m用時100s，乘坐電梯從1樓到21樓用時30s，以下符合實際的是
（　　）
A．電梯對小杰做功約3.6×103J
B．小杰乘坐電梯上升時，對書包不做功
C．電梯對小杰做功的功率約1200W
D．小杰在水平路面行走時，重力做功的功率約600W
7．（2分）“中國核潛艇之父”黃旭華為中國核潛艇事業做出杰出貢獻，獲得2019年度國家最高科學技術獎。同學們深受鼓舞，制作了如圖所示的潛水艇模型。下列說法錯誤的是（　　）
A．潛水艇模型是通過改變潛水艇所受的總重力實現沉浮的
B．向內推注射器活塞，水會被壓入試管中，可實現潛水艇下沉
C．通過推拉注射器活塞，試管內水量適當時，可實現潛水艇懸浮
D．潛水艇模型的試管上纏繞些鐵絲，可更好地保持試管穩定
8．（2分）某薄壁玻璃管粗細均勻、一端開口。早晨在室外將該玻璃管開口向下豎直緩慢插入水中，玻璃管內封閉了一段空氣柱，如圖所示，放手后玻璃管在某位置保持漂浮狀態，玻璃管露出水面的長度為1.0cm。中午時，由于管內空氣升溫膨脹，玻璃管內封閉的空氣柱的長度增加了1.5cm，此時玻璃管露出水面的長度為（　　）
A．1.0cm B．1.5 cm C．2.0 cm D．2.5cm
9．（2分）如圖所示，一個人先后兩次用同樣的時間、同樣大小的力，將不同質量的物體在不同的表面上分別移動相同的距離。該力在此過程中所做功的大小分別為W1、W2，功率的大小分別為P1、P2，關于它們之間的大小關系說法正確的是（　　）
A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2
C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2
10．（2分）教材中講到：“物理學中，把物體保持靜止或勻速直線運動狀態稱為平衡狀態。物體如果在兩個力的作用下處于平衡狀態，這兩個力就互稱為平衡力。”物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，分別作用在兩個物體上。如圖質量為M的木箱放在水平地面上，木箱中有一豎直立桿，一質量為m的小球沿立桿勻速下滑，則在小球下滑的過程中（　　）
A．小球對立桿的摩擦力大小為mg，方向豎直向上
B．地面對木箱的支持力大小為（M+m）g
C．桿對小球沒有摩擦力的作用
D．桿對小球沒有壓力的作用
11．（2分）水平桌面上有一盛水的圓柱形容器，用細線將兩個材質不同的實心小球A、B系在一起放入水中，狀態如圖（a）所示；剪斷細線后A、B最終狀態如圖（b）所示，下列說法中正確的是（　　）
A．剪斷細線后，容器對桌面的壓強不變
B．剪斷細線后，液體對容器底的壓強不變
C．剪斷細線后，小球A所受浮力不變
D．向（b）圖容器加入足量食鹽溶解后，小球A、B所受浮力都變大
12．（2分）如圖所示，一玻璃瓶，瓶口扎上橡皮膜密封，豎直浸入水中，第1次瓶口朝上，第2次瓶口朝下，兩次瓶子在水里的位置相同。從第1次到第2次的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．玻璃瓶內空氣質量變大
B．橡皮膜所受水的壓強不變
C．玻璃瓶內空氣密度變大
D．玻璃瓶受到水的浮力不變
13．（2分）如圖所示，Q為銅制零件，其上部為邊長L＝0.2m的立方體，下部為邊長l＝0.1m的立方體。Q的下表面與容器底部粘合，且水面恰好與Q上表面相平，則零件所受的浮力為（g取10N/kg）（　　）
A．20 N B．60N C．80N D．0N
14．（2分）圖（a）所示的水平杠桿是平衡的。若如圖（b）所示，在支點兩側的物體下方分別加掛一個等重的物體，杠桿將（　　）
A．左端下沉 B．右端下沉
C．仍保持平衡 D．無法判斷
15．（2分）如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，不計繩重和摩擦，在物體勻速上升的過程中拉力F1、F2，兩個滑輪組的機械效率η1、η2的大小關系正確的是（　　）
A．F1＜F2，η1＝η2 B．F1＞F2，η1＜η2
C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＝η2
二、填空題：本題共5小題，每空1分，共15分。
16．（3分）原子核式結構模型是由 　 　 根據α粒子散射實驗提出的。兩塊表面干凈的鉛互相壓緊，下方能夠吊住重物，說明分子間存在 　 　 。將原子、電子、太陽系、地球、銀河系按照尺度大小，從大到小排列：　 　 。
17．（3分）三峽大壩是一項偉大的世紀工程。大壩修成上窄下寬的形狀是因為液體的壓強隨深度的增加而 　 　 ；若大壩蓄水深度為109m，這時大壩底部受到水的壓強為 　 　 Pa（g取10N/kg）；輪船航行時要通過大壩船閘，船閘的設計利用了 　 　 原理。
18．（3分）如圖所示，用斜面、小球、木塊“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗，由于小球動能的大小不便于直接測量，實驗中采用了轉換法，將小球動能的大小轉化為　 　 ，以便進行比較。將質量相同的小球從同一斜面的不同高度由靜止釋放，由實驗可知：質量相同的物體，速度越大，動能越　 　 。如果要探究動能大小與物體質量的關系，根據控制變量法，應該選用質量不同的小球，控制它們的　 　 相同，比較動能的大小。
19．（3分）如圖所示，工人用300N的拉力，把重為500N的貨物G用滑輪組勻速提升了3m（不計繩重和各種摩擦）。則工人做的有用功為　 　 ，滑輪組的機械效率為　 　 （結果保留一位小數），動滑輪所受重力的大小為　 　 。
20．（3分）如圖（a）所示，兩個完全相同的物體A、B疊放在水平桌面上，在水平拉力F＝15N的作用下，一起向右做勻速直線運動，前進了2m，則這個過程中A對B做功為　 　 J；如圖（b）所示，將A、B并排放于同一桌面上，在水平推力F作用下以0.4m/s的速度一起向右做勻速直線運動了5s，則推力F對A做功為　 　 J，A對B的推力的功率是　 　 W。
三、作圖與實驗探究題：本題共5小題，21題4分，22題5分，23題6分，24題7分，25題8分，共30分。
21．（4分）請觀察自行車的手閘（如圖），圖中ABO可視為一種杠桿，請畫出手閘的動力、動力臂、阻力和阻力臂。
22．（5分）八年級6班的同學用如圖1所示的實驗裝置探究“浮力的大小與物體排開液體的體積的關系”，實驗中物體排開液體的體積可由物體上的刻度線顯示出來。小剛通過實驗得到了表一中的實驗數據。
表一
實驗 次數 酒精的密度 ρ/（kg/m3） 物體排開液體 的體積V/m3 物體的重力 G/N 測力計的示數 F/N 浮力 F浮/N
1 0.8×103 40 2 1.7 0.3
2 50 2 1.6 0.4
3 60 2 1.5 0.5
（1）分析表一中的實驗數據，小剛得出的實驗結論是：　 　 。
（2）小剛在和小強進行交流時發現，小強雖然和自己得出了相同的實驗結論，但實驗中使用的液體和記錄的實驗數據并不完全一樣。表二為小強記錄的實驗數據。
表二
實驗 次數 水的密度 ρ/（kg/m3） 物體排開液體 的體積V/m3 物體的重力 G/N 測力計的示數 F/N 浮力 F浮/N
1 1×103 40 2 1.6 0.4
2 50 2 1.5 0.5
3 60 2 1.4 0.6
他們在對兩人的實驗數據進行綜合分析后，發現：浮力的大小除了與排開液體的體積有關外，還與 　 　 有關。
（3）在對比兩人數據時他們還發現，即使在不同液體中，物體也能受到一樣大的浮力。而且浮力大小相等時，酒精的密度小，排開酒精的體積就大；水的密度大，排開水的體積就小。受此啟發，小強提出了關于浮力大小的一個新的猜想：浮力的大小可能跟 　 　 相等。
（4）于是，兩人又用如圖2所示裝置進行了多次實驗，發現每次實驗中彈簧測力計的四個讀數F1、F2、F3、F4之間都滿足關系式 　 　 ，由此驗證了小強新的猜想是正確的。實驗后發現他們得到的實驗結論和阿基米德原理是一致的。
（5）阿基米德原理作為浮力的普遍規律，表一、表二中的實驗數據都應符合這一實驗結論。小剛卻發現表一中1、3兩次數據與這一實驗結論并不相符。他與小強仔細分析后認為，這是由于實驗中測量存在誤差引起的。請寫出一個引起測量誤差的具體原因：　 　 。
23．（6分）小明利用鐵架臺、杠桿、鉤碼和彈簧測力計等器材探究杠桿的平衡條件，實驗使用的鉤碼質量均相等，杠桿上每格長度均相等。
（1）當杠桿在圖（a）所示的位置靜止時，為了方便測量力臂，需要調節杠桿在水平位置平衡，應當將杠桿的平衡螺母向　 　 （選填“左”或“右”）調節。
（2）如圖（b）所示，杠桿處于平衡狀態。若將A、B位置的鉤碼個數各減少1個，杠桿的　 　 （選填“左”或“右”）端將下沉，若此時保持右邊鉤碼位置不變，左邊的鉤碼應該向　 　 （選填“左”或“右”）移動　 　 格才能重新平衡。
（3）小華所在的物理實驗小組進行了如下實驗，他們利用如圖（c）所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件，實驗中測得的數據如下表，有的同學按現有方案得出結論：動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離。實驗過程存在的問題是　 　 。（填寫正確選項）
實驗序號 動力F/N OA/cm 阻力F/N OB/cm
1 1 20 2 10
2 2 15 1.5 20
3 3 5 1 15
A.沒有改變力的大小
B.沒有改變力的方向
C.沒有改變力的作用點
D.實驗次數較少，結論具有偶然性
（4）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是小組同學利用如圖（d）所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計施加豎直向上的拉力使杠桿處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是　 　 。
24．（7分）如圖是“探究滑輪組機械效率”的實驗示意圖。每個滑輪的重均相同，繩子的重可忽略不計。請根據圖中情況分析判斷：
（1）比較圖（a）、（b），圖　 　 的機械效率較大。因為做相同的有用功，圖　 　 的額外功較多。
（2）比較圖（b）、（c），圖　 　 的機械效率較大。因為額外功相同時，圖　 　 的有用功較多。
（3）進行實驗時，　 　 （選填“必須”或“不必”）同時測量鉤碼升高的高度和繩子自由端移動的距離。用彈簧測力計拉著繩子自由端做　 　 運動并記錄　 　 的示數。
25．（8分）桿秤由秤盤（放置待稱量的物體）、秤砣、秤桿（標有刻度，可讀取被稱物體質量）、提紐組成，如圖所示，其中：秤砣質量為100g，A點為秤盤掛繩位置，B點為提紐掛繩位置，C點為0刻度線位置。
（1）桿秤實質上是一個杠桿，如圖所示的杠桿的支點是　 　 點。俗話說“秤砣雖小壓千斤”，基于這句話分析，圖中所示的是　 　 （選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。
（2）忽略秤桿自身重力對桿秤平衡的影響，用m1表示秤砣質量，m2表示物體和秤盤質量，l1表示B、C之間的距離，l2表示A、B之間的距離。根據杠桿平衡條件，當秤砣在C點處平衡時，將滿足　 　 （用上述物理量表示），由此可得，秤盤的質量為　 　 g。
（3）若對此桿秤進行改進，使它能夠測量質量更大的物體，常采用兩種改進方法：
①改變秤砣的質量，換用一個質量更　 　 （選填“大”或“小”）的秤砣。
②做兩個提紐掛繩的位置，另一量程更大的提紐掛繩位置在B點的　 　 （選填“左”或“右”）側。
（4）不法商販常在桿秤上做手腳以蒙蔽顧客。某不法商販做的是收購和出售大米的生意。他家桿秤的AB段可以伸縮為短、中、長三種長度，調整AB段的長度在中間時，此桿秤測量準確，AB＝L。當他收購大米時，他會拉伸或壓縮AB，使AB　 　 （選填“＞”或“＜”）L，以便使測量值偏　 　 （選填“大”或“小”），達到花較少的錢收購更多大米的骯臟目的；反之，當他出售大米時，他會有相反的操作。
四、綜合應用題：本題共3小題，26題7分，27題9分，28題9分，共25分。
26．（7分）圖（a）是利用桔槔在井中汲水的情境。圖（b）是桔槔的杠桿模型，其中AO長1.5m，OB長2m。
（1）若空水桶重為40N，石頭重為150N。要使杠桿在水平位置靜止，則人至少要對系水桶的繩子施加多大的力？
（2）若水桶裝滿水后的總重為260N，石頭重為200N，則把裝水后的水桶從水井中拉起時，人需要給繩子向上的拉力嗎？若無需拉力，請分析說明；若需要拉力，請計算拉力大小。
27．（9分）如圖所示，一輛總質量為1.6×103kg的汽車放置在水平升降臺上，汽車輪胎與升降臺接觸的總面積為0.08m2，升降臺在10s內將汽車豎直向上勻速抬升2m。求：
（1）汽車對升降臺的壓強。
（2）升降臺勻速抬升汽車所做的功。
（3）升降臺抬升汽車的功率。
28．（9分）如圖（a）所示，在雪地、沙漠或松軟的土地上行走要比走在柏油馬路上累得多。從受力的角度解釋：是因為所受阻力較大；從能量的角度解釋：是因為除了克服阻力做功之外，還要向下對雪、沙子或泥土做功。車輛的行走也是這樣。某履帶式雪地車兩條履帶的總寬度為1m，如圖（b）所示，雪地車對水平雪地的壓強為1.5×104Pa，在某次直行時，雪地車將積雪的厚度壓下0.3m。已知雪地車發動機的總機械功率為3×104W，其中60%用于向下壓積雪，其余的用于克服各種機械摩擦及與路面的摩擦等。求：
（1）1min內，雪地車因向下壓雪做的機械功。
（2）1min內，雪地車履帶壓雪的面積。
（3）雪地車行駛的速度。
（4）自行車輪胎中的氣壓較低時，輪胎常處于被壓癟的狀態，騎行時感覺特別費勁。請從能量的角度解釋費勁的原因。
2024-2025學年山東省濟寧市任城區八年級（下）期末物理試卷
參考答案與試題解析
一．選擇題（共15小題）
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 A B A C B C B D C B A
題號 12 13 14 15
答案 C B B D
一、選擇題：本題共15小題，每小題2分，共30分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1．（2分）下列現象中不能說明分子在不停地做無規則運動的是（　　）
A．掃地時塵土在空中飛揚
B．八月桂花飄香
C．打開酒精瓶蓋可以嗅到酒精氣味
D．堆煤的墻角時間久了會變黑
【解答】解：A、塵埃在空中飛舞是固體小顆粒的運動，肉眼能夠看見，不是分子的運動，分子是看不見的，故A正確；
B、桂花飄香是香氣分子不停地做無規則運動的結果，故B錯誤；
C、酒精瓶打開可以聞到酒精氣味，是酒精分子不停地做無規則運動的結果，故C錯誤；
D、堆煤的墻角時間久了會變黑，是煤分子運動到墻里面的結果，故D錯誤。
故選：A。
2．（2分）下列現象中，不能用慣性知識解釋的是（　　）
A．跳遠運動員的助跑速度越大，跳遠成績往往越好
B．用力將物體拋出后，物體最終會落到地面上
C．子彈離開槍口后，仍能繼續高速向前飛行
D．古代打仗時，使用絆馬索能將敵方飛奔的馬絆倒
【解答】解：A、跳遠運動員助跑速度越大，起跳后由于慣性還會保持較大的運動速度，所以跳遠成績往往越好，可以用慣性知識解釋，故A不合題意；
B、用力將物體拋出，物體最終落到地面上，這是由于重力的原因，不能用慣性知識解釋，故B符合題意；
C、子彈離開槍口后，由于慣性，仍能繼續高速向前飛行，可以用慣性知識解釋，故C不合題意；
D、古代打仗時，使用絆馬索能將敵方飛奔的馬絆倒，即馬原來處于運動狀態，當馬碰到絆馬索后，其下身運動停止，而上身由于慣性，繼續保持運動狀態，所以會被絆倒，可以用慣性知識解釋，故D不合題意。
故選：B。
3．（2分）向前直線行駛的車內，小芳給小明連拍兩張照片，窗外同一棵樹如圖所示，拍照過程中車可能（　　）
A．向西減速 B．向西加速 C．向東加速 D．向東減速
【解答】解：由圖可知，以樹為參照物，小明是向西運動的，所以車是向西行駛的
杯子中的水原來隨車一起向西運動，當車突然減速時，杯內的水由于慣性要保持原來較快的速度向西運動，所以水被杯壁擋住，使得水面左高、右低，故小車是向西減速的。
故選：A。
4．（2分）如圖所示，人造地球衛星沿橢圓軌道繞地球運行的過程中，機械能是守恒的。當衛星從遠地點向近地點運動時，下列說法正確的是（　　）
A．動能減小，重力勢能增大
B．動能轉化為重力勢能
C．動能增大，重力勢能減小
D．衛星的速度一直在減小
【解答】解：衛星從遠地點向近地點運動時，質量不變，速度大，衛星和地球的相對距離變小，勢能變小，動能變大，重力勢能轉化為動能，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
5．（2分）常見的四種剪刀如圖所示，要剪開較硬的物體，從杠桿的原理考慮，選用的剪刀最合適的是（　　）
A．（a） B．（b） C．（c） D．（d）
【解答】解：要剪開較硬的物體，必須使用省力的杠桿，因此要選用動力臂比阻力臂長的杠桿；a、c、d選項的三把剪刀的動力臂都比阻力臂短，屬于費力杠桿，只有b選項的動力臂比阻力臂長，屬于省力杠桿，故B符合題意。
故選：B。
6．（2分）小杰背著書包回家，在水平路面上行走100m用時100s，乘坐電梯從1樓到21樓用時30s，以下符合實際的是
（　　）
A．電梯對小杰做功約3.6×103J
B．小杰乘坐電梯上升時，對書包不做功
C．電梯對小杰做功的功率約1200W
D．小杰在水平路面行走時，重力做功的功率約600W
【解答】解：A、小杰與書包的總重力大約為600N，1樓到21樓的高度h＝20×3m＝60m，
電梯對小杰做功W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J，故A不符合實際；
B、小杰乘坐電梯上升時，書包在力的方向上移動了距離，所以對書包做功，故B不符合實際；
C、電梯對小杰做功的功率P1200W，故C符合實際；
D、小杰在水平路面行走時，重力沒有做功，功率也為0，故D不符合實際。
故選：C。
7．（2分）“中國核潛艇之父”黃旭華為中國核潛艇事業做出杰出貢獻，獲得2019年度國家最高科學技術獎。同學們深受鼓舞，制作了如圖所示的潛水艇模型。下列說法錯誤的是（　　）
A．潛水艇模型是通過改變潛水艇所受的總重力實現沉浮的
B．向內推注射器活塞，水會被壓入試管中，可實現潛水艇下沉
C．通過推拉注射器活塞，試管內水量適當時，可實現潛水艇懸浮
D．潛水艇模型的試管上纏繞些鐵絲，可更好地保持試管穩定
【解答】解：A、當潛艇模型浸沒在水中時，排開水的體積不變，所受浮力不變，因此模型的上浮和下沉是通過改變潛艇所受的重力來實現的，故A正確；
B、向內推注射器活塞，水會被壓出試管，此時模型的自重減小，浮力不變，浮力大于重力，模型上浮，故B錯誤；
C、向外拉注射器活塞，試管內水增加，當試管內水量適當時，潛艇模型可能實現懸浮，故C正確；
D、為了保持試管穩定，潛艇模型的試管上繞些鐵絲，故D正確。
故選：B。
8．（2分）某薄壁玻璃管粗細均勻、一端開口。早晨在室外將該玻璃管開口向下豎直緩慢插入水中，玻璃管內封閉了一段空氣柱，如圖所示，放手后玻璃管在某位置保持漂浮狀態，玻璃管露出水面的長度為1.0cm。中午時，由于管內空氣升溫膨脹，玻璃管內封閉的空氣柱的長度增加了1.5cm，此時玻璃管露出水面的長度為（　　）
A．1.0cm B．1.5 cm C．2.0 cm D．2.5cm
【解答】解：設玻璃管長為L，早晨玻璃管內的水高度為h，玻璃管截面積為S，中午玻璃管露出水面的長度為h′，
根據題意，無論早晨還是中午，玻璃管都漂浮在水面上，因此受到的浮力等于玻璃管和管內水的重力之和，
則早晨時存在等式F浮＝G管內水+G管；
即ρ水gS（L﹣1.0cm）＝ρ水gSh+G管；①
中午時存在等式F浮′＝G管內水′+G管；
即ρ水gS（L﹣h′）＝ρ水gS（h﹣1.5cm）+G管；②
①﹣②并化簡得：
h′＝2.5cm。
故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
9．（2分）如圖所示，一個人先后兩次用同樣的時間、同樣大小的力，將不同質量的物體在不同的表面上分別移動相同的距離。該力在此過程中所做功的大小分別為W1、W2，功率的大小分別為P1、P2，關于它們之間的大小關系說法正確的是（　　）
A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2
C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2
【解答】解：由題可知，先后兩次同樣大小的力，將不同質量的物體在不同的表面上分別移動相同的距離，根據W＝Fs可知它們做功相等；又因為兩次所用時間相同，根據P得到功率的大小相同。
故選：C。
10．（2分）教材中講到：“物理學中，把物體保持靜止或勻速直線運動狀態稱為平衡狀態。物體如果在兩個力的作用下處于平衡狀態，這兩個力就互稱為平衡力。”物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，分別作用在兩個物體上。如圖質量為M的木箱放在水平地面上，木箱中有一豎直立桿，一質量為m的小球沿立桿勻速下滑，則在小球下滑的過程中（　　）
A．小球對立桿的摩擦力大小為mg，方向豎直向上
B．地面對木箱的支持力大小為（M+m）g
C．桿對小球沒有摩擦力的作用
D．桿對小球沒有壓力的作用
【解答】解：
A、小球受到桿對小球的豎直向上的滑動摩擦力，此時摩擦力等于小球重力的大小：f＝G球＝mg，由于物體間力的作用是相互的，相互作用力的方向相反，則小球對立桿的摩擦力大小為mg，方向是豎直向下，故A錯誤；
B、把木箱和小球當成一個整體，這個整體靜止在水平地面上，受力平衡，受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，這兩個是一對平衡力，大小相等，故支持力F＝G＝（M+m）g，故B正確；
C、小球沿立桿勻速下滑，做的是勻速直線運動，小球受力平衡，受到豎直向下的重力和桿對小球豎直向上的滑動摩擦力的作用，這兩個力是一對平衡力，故C錯誤；
D、小球在向下運動過程中受到桿對小球的滑動摩擦力的作用，要想產生摩擦力，則必須要有壓力，故桿對小球有壓力的作用，故D錯誤。
故選：B。
11．（2分）水平桌面上有一盛水的圓柱形容器，用細線將兩個材質不同的實心小球A、B系在一起放入水中，狀態如圖（a）所示；剪斷細線后A、B最終狀態如圖（b）所示，下列說法中正確的是（　　）
A．剪斷細線后，容器對桌面的壓強不變
B．剪斷細線后，液體對容器底的壓強不變
C．剪斷細線后，小球A所受浮力不變
D．向（b）圖容器加入足量食鹽溶解后，小球A、B所受浮力都變大
【解答】解：
A、容器對水平面的壓力等于容器的總重力，即F壓＝G液+G容+GA+GB；
由于容器和液體質量均相等，A、B兩球的質量不變，所以，剪斷繩子后容器對桌面的壓力不變；
根據p可知兩容器對水平面的壓強不變，故A正確；
B、由圖甲、乙可知，細線剪斷前后，B排開液體的體積不變，A排開液體的體積變小，排開液體的體積變小，液面降低，由p＝ρgh知液體對容器底的壓強減小，故B錯誤；
C、剪斷細線后，小球A排開液體的體積變小，根據F浮＝ρ液gV排可得所受浮力變小，故C錯誤；
D、向乙圖容器加入足量食鹽溶解后，小球A仍然漂浮，受到的浮力仍等于其自身的重力，向乙圖容器加入足量食鹽溶解后，液體的密度變大，B所受浮力變大，故D錯誤。
故選：A。
12．（2分）如圖所示，一玻璃瓶，瓶口扎上橡皮膜密封，豎直浸入水中，第1次瓶口朝上，第2次瓶口朝下，兩次瓶子在水里的位置相同。從第1次到第2次的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．玻璃瓶內空氣質量變大
B．橡皮膜所受水的壓強不變
C．玻璃瓶內空氣密度變大
D．玻璃瓶受到水的浮力不變
【解答】解：
AC、因玻璃瓶是密封的，則從第1次到第2次的過程中，玻璃瓶內空氣的質量不變，因為在同種液體中液體壓強隨深度的增加而增大，所以橡皮膜受到水的壓強變大，橡皮膜凹得更明顯，則玻璃瓶內空氣的體積變小，由ρ可知玻璃瓶內空氣的密度變大，故A錯誤，C正確；
B、從第1次到第2次的過程中，橡皮膜的深度增加，由p＝ρgh可知橡皮膜受到水的壓強變大，故B錯誤；
D、從第1次到第2次的過程中，橡皮膜凹得更明顯，玻璃瓶排開水的體積變小，由F浮＝ρ水gV排可知玻璃瓶受到水的浮力變小，故D錯誤。
故選：C。
13．（2分）如圖所示，Q為銅制零件，其上部為邊長L＝0.2m的立方體，下部為邊長l＝0.1m的立方體。Q的下表面與容器底部粘合，且水面恰好與Q上表面相平，則零件所受的浮力為（g取10N/kg）（　　）
A．20 N B．60N C．80N D．0N
【解答】解：因為下部立方體由于與容器底部粘合，所以水沒有產生向上的壓力；
因為上部立方體的下表面積的一部分（與水接觸）受到向上的壓力，
所以S＝L2﹣l2＝（0.2m）2﹣（0.1m）2＝0.03m2，
上部立方體的下表面的壓強：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa，
浮力的產生是上下表面的壓力差，
F浮＝pS＝2000Pa×0.03m2＝60N。
故選：B。
14．（2分）圖（a）所示的水平杠桿是平衡的。若如圖（b）所示，在支點兩側的物體下方分別加掛一個等重的物體，杠桿將（　　）
A．左端下沉 B．右端下沉
C．仍保持平衡 D．無法判斷
【解答】解：設一個鉤碼重為G，杠桿一格長為L，（a）圖杠桿平衡是因為：2G×2L＝G×4L；
（b）圖分別加掛一個等重的物體后（為便于研究，設物體的重力為G0），
左邊力與力臂的乘積：（2G+G0）×2L＝4GL+2G0L，
右邊力與力臂的乘積：（G+G0）×4L＝4GL+4G0L，
故右邊力與力臂的乘積較大，
所以杠桿不能平衡，右端下沉；故AC錯誤，B正確；
故選：B。
15．（2分）如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，不計繩重和摩擦，在物體勻速上升的過程中拉力F1、F2，兩個滑輪組的機械效率η1、η2的大小關系正確的是（　　）
A．F1＜F2，η1＝η2 B．F1＞F2，η1＜η2
C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＝η2
【解答】解：（1）由題知，不計繩重及摩擦，拉力F（G物+G輪），n1＝2，n2＝3，
繩子受的拉力：F1（G物+G輪），F2（G物+G輪），所以F1＞F2；
（2）由題知，動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額＝G輪h，W有用＝G物h，
所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同：即W1＝W2，
因為η，所以滑輪組的機械效率相同，即η1＝η2。故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
二、填空題：本題共5小題，每空1分，共15分。
16．（3分）原子核式結構模型是由 　盧瑟福　 根據α粒子散射實驗提出的。兩塊表面干凈的鉛互相壓緊，下方能夠吊住重物，說明分子間存在 　引力　 。將原子、電子、太陽系、地球、銀河系按照尺度大小，從大到小排列：　銀河系＞太陽系＞地球＞原子＞電子　 。
【解答】解：盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型，認為原子中心有一個很小的原子核，集中了原子的全部正電荷和幾乎全部質量，電子在核外繞核運動。
分子間同時存在引力和斥力，兩塊鉛壓緊后能吊住重物，是因為分子間的引力使得它們結合在一起。
銀河系是宇宙中龐大的天體系統，包含太陽系；太陽系包含地球等行星；地球是宏觀天體，而原子是構成物質的微觀粒子，原子由原子核和核外電子組成，電子尺度小于原子。因此從大到小為：銀河系、太陽系、地球、原子、電子。
故答案為：盧瑟福；引力；銀河系＞太陽系＞地球＞原子＞電子。
17．（3分）三峽大壩是一項偉大的世紀工程。大壩修成上窄下寬的形狀是因為液體的壓強隨深度的增加而 　增大　 ；若大壩蓄水深度為109m，這時大壩底部受到水的壓強為 　1.09×106　 Pa（g取10N/kg）；輪船航行時要通過大壩船閘，船閘的設計利用了 　連通器　 原理。
【解答】解：大壩修成上窄下寬的形狀是因為液體的壓強隨深度的增加而增大，底部寬大可以承受更大壓強。
大壩底部受到水的壓強為p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×109m＝1.09×106Pa
輪船航行時要通過大壩船閘，船閘的設計利用了連通器原理，閘室和上下游之間可分別構成連通器，使船閘兩側水面相平，方便船只通行。
故答案為：增大；1.09×106；連通器。
18．（3分）如圖所示，用斜面、小球、木塊“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗，由于小球動能的大小不便于直接測量，實驗中采用了轉換法，將小球動能的大小轉化為　木塊被推動的距離　 ，以便進行比較。將質量相同的小球從同一斜面的不同高度由靜止釋放，由實驗可知：質量相同的物體，速度越大，動能越　大　 。如果要探究動能大小與物體質量的關系，根據控制變量法，應該選用質量不同的小球，控制它們的　速度　 相同，比較動能的大小。
【解答】解：在該實驗中，小球動能的大小通過木塊被推動的距離來反映，木塊被推動得越遠，說明小球的動能越大，這就是轉換法的應用。
將質量相同的小球從同一斜面的不同高度由靜止釋放，高度越高，小球到達水平面時的速度越大，推動木塊移動的距離越遠，動能越大。所以質量相同的物體，速度越大，動能越大。
如果要探究動能大小與物體質量的關系，根據控制變量法，應該控制小球到達水平面時的速度相同，也就是讓質量不同的小球從同一斜面的同一高度由靜止釋放。
故答案為：木塊被推動的距離；大；速度。
19．（3分）如圖所示，工人用300N的拉力，把重為500N的貨物G用滑輪組勻速提升了3m（不計繩重和各種摩擦）。則工人做的有用功為　1500J　 ，滑輪組的機械效率為　83.3%　 （結果保留一位小數），動滑輪所受重力的大小為　100N　 。
【解答】解：工人做的有用功為：
W有＝Gh＝500N×3m＝1500J；
由圖可知，n＝2，該滑輪組的機械效率為：
η100%≈83.3%；
不計繩重和各種摩擦，根據F（G+G動）可知，動滑輪所受重力為：
G動＝nF﹣G＝2×300N﹣500N＝100N。
故答案為：1500J；83.3%；100N。
20．（3分）如圖（a）所示，兩個完全相同的物體A、B疊放在水平桌面上，在水平拉力F＝15N的作用下，一起向右做勻速直線運動，前進了2m，則這個過程中A對B做功為　0　 J；如圖（b）所示，將A、B并排放于同一桌面上，在水平推力F作用下以0.4m/s的速度一起向右做勻速直線運動了5s，則推力F對A做功為　20　 J，A對B的推力的功率是　3　 W。
【解答】解：A、B一起向右做勻速直線運動，所以A、B沒有相對運動的趨勢，A、B間沒有摩擦力，則木塊B受到的摩擦力大小為0N，這個過程中A對B做功為零；
由圖（a）可知，A和B整體在水平方向上受到水平向右的推力F和水平向左的滑動摩擦力，整體做勻速直線運動，這兩個力是平衡力，大小相等，F是15N，所以整體受到地面的滑動摩擦力是15N；從（a）圖到（b）圖，改變A和B的放置情況，壓力大小不變，接觸面粗糙程度不變，A和B整體受到的滑動摩擦力不變，所以（b）圖的滑動摩擦力大小還是15N，整體仍然做勻速直線運動，故（b）圖中推力F大小是15N；將A、B并排放于同一桌面上，在水平推力F作用下運動的路程s＝vt＝0.4m/s×5s＝2m，F對A做功為W＝Fs＝15N×2m＝30J；
A、B在水平推力F作用下以0.4m/s的速度一起向右做勻速直線運動，由于B對地面的壓力為A、B的總壓力的一半，接觸面粗糙程度不變，則b所受的摩擦力為：f'7.5N，又因為B向右做勻速直線運動，所以A對B的推力與B所受的摩擦力是一對平衡力，大小相等，故此時A對B的推力為：FB＝f'＝7.5N，由PFv得到A對B的推力的功率為P＝FBv＝7.5N×0.4m/s＝3W。
故答案為：0；30；3。
三、作圖與實驗探究題：本題共5小題，21題4分，22題5分，23題6分，24題7分，25題8分，共30分。
21．（4分）請觀察自行車的手閘（如圖），圖中ABO可視為一種杠桿，請畫出手閘的動力、動力臂、阻力和阻力臂。
【解答】解：如圖，支點在O點；
過動力的作用點A沿著豎直向下的方向畫出動力F1，從支點O向動力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是動力臂L1；
過阻力的作用點B沿閘線向左的力為阻力F2，從支點O向阻力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是阻力臂L2，如圖所示：
22．（5分）八年級6班的同學用如圖1所示的實驗裝置探究“浮力的大小與物體排開液體的體積的關系”，實驗中物體排開液體的體積可由物體上的刻度線顯示出來。小剛通過實驗得到了表一中的實驗數據。
表一
實驗 次數 酒精的密度 ρ/（kg/m3） 物體排開液體 的體積V/m3 物體的重力 G/N 測力計的示數 F/N 浮力 F浮/N
1 0.8×103 40 2 1.7 0.3
2 50 2 1.6 0.4
3 60 2 1.5 0.5
（1）分析表一中的實驗數據，小剛得出的實驗結論是：　在同一種液體中，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大　 。
（2）小剛在和小強進行交流時發現，小強雖然和自己得出了相同的實驗結論，但實驗中使用的液體和記錄的實驗數據并不完全一樣。表二為小強記錄的實驗數據。
表二
實驗 次數 水的密度 ρ/（kg/m3） 物體排開液體 的體積V/m3 物體的重力 G/N 測力計的示數 F/N 浮力 F浮/N
1 1×103 40 2 1.6 0.4
2 50 2 1.5 0.5
3 60 2 1.4 0.6
他們在對兩人的實驗數據進行綜合分析后，發現：浮力的大小除了與排開液體的體積有關外，還與 　液體的密度　 有關。
（3）在對比兩人數據時他們還發現，即使在不同液體中，物體也能受到一樣大的浮力。而且浮力大小相等時，酒精的密度小，排開酒精的體積就大；水的密度大，排開水的體積就小。受此啟發，小強提出了關于浮力大小的一個新的猜想：浮力的大小可能跟 　物體排開液體的重力的大小　 相等。
（4）于是，兩人又用如圖2所示裝置進行了多次實驗，發現每次實驗中彈簧測力計的四個讀數F1、F2、F3、F4之間都滿足關系式 　F1﹣F3＝F4﹣F2　 ，由此驗證了小強新的猜想是正確的。實驗后發現他們得到的實驗結論和阿基米德原理是一致的。
（5）阿基米德原理作為浮力的普遍規律，表一、表二中的實驗數據都應符合這一實驗結論。小剛卻發現表一中1、3兩次數據與這一實驗結論并不相符。他與小強仔細分析后認為，這是由于實驗中測量存在誤差引起的。請寫出一個引起測量誤差的具體原因：　由刻度線顯示排開液體的體積造成的誤差　 。
【解答】解：（1）由表一中數據知，水的密度不變，物體排開液體的體積在增大，受到的浮力增大，可得在同一液體中，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大；
（2）表一和表二的第一行或第二行或第三行數據，可知物體排開液體的體積相同，所用液體的密度不同，所受的浮力不同，可得物體在液體中受到的浮力與排開液體的體積有關外，還與液體的密度有關；
（3）由題意知，當受浮力相同時，液體的密度小，排開液體的體積就大，液體的密度大，排開液體的體積就小，可知浮力還跟物體排開液體的重力有關；
（4）根據四幅圖得，浮力：F浮＝F1﹣F3，排開液體的重力：G排＝F4﹣F2，根據阿基米德原理，F浮＝G排，即：F1﹣F3＝F4﹣F2。
（5）由于彈簧測力計在估讀時會造成誤差，根據刻度線顯示排開液體的體積時，造成的誤差也是比較大的，所以會造成表一中1、3兩次數據與這一實驗結論不相符。
故答案為：
（1）在同一液體中，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大；
（2）液體的密度；
（3）物體排開液體的重力大小；
（4）F1﹣F3＝F4﹣F2；
（5）參考答案：①彈簧測力計估讀造成的誤差②由刻度線顯示排開液體的體積造成的誤差。
23．（6分）小明利用鐵架臺、杠桿、鉤碼和彈簧測力計等器材探究杠桿的平衡條件，實驗使用的鉤碼質量均相等，杠桿上每格長度均相等。
（1）當杠桿在圖（a）所示的位置靜止時，為了方便測量力臂，需要調節杠桿在水平位置平衡，應當將杠桿的平衡螺母向　右　 （選填“左”或“右”）調節。
（2）如圖（b）所示，杠桿處于平衡狀態。若將A、B位置的鉤碼個數各減少1個，杠桿的　右　 （選填“左”或“右”）端將下沉，若此時保持右邊鉤碼位置不變，左邊的鉤碼應該向　左　 （選填“左”或“右”）移動　1　 格才能重新平衡。
（3）小華所在的物理實驗小組進行了如下實驗，他們利用如圖（c）所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件，實驗中測得的數據如下表，有的同學按現有方案得出結論：動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離。實驗過程存在的問題是　B　 。（填寫正確選項）
實驗序號 動力F/N OA/cm 阻力F/N OB/cm
1 1 20 2 10
2 2 15 1.5 20
3 3 5 1 15
A.沒有改變力的大小
B.沒有改變力的方向
C.沒有改變力的作用點
D.實驗次數較少，結論具有偶然性
（4）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是小組同學利用如圖（d）所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計施加豎直向上的拉力使杠桿處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是　沒考慮杠桿自身重力　 。
【解答】解：（1）由圖可知，杠桿左端下沉，說明左端力和力臂的乘積大于右端力和力臂的乘積。為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向右移動，將杠桿調在水平位置平衡，便于測量力臂的大小。
（2）設每個鉤碼重力為G，杠桿每格長度為L。若將A、B位置的鉤碼個數各減少1個，根據杠桿的平衡條件可得：G×3L＜2G×2L，所以杠桿的右端將下沉。
此時保持右邊鉤碼位置不變，設左邊鉤碼移動到距離支點n格處杠桿重新平衡，根據杠桿平衡條件可得G×nL＝2G×2L，解得n＝4，所以左邊的鉤碼應向左移動1格才能重新平衡。
（3）“動力×支點到動力作用點的距離 ＝阻力×支點到阻力作用點的距離”這個結論是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的。在探究杠桿平衡條件時，要探究普遍規律，需要改變力的方向等條件。而現有方案沒有改變力的方向，所以得出了片面的結論。
故選：B。
（4）觀察圖（d）中，杠桿的重心不在支點上，杠桿自身有重力，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，會導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大，所以測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。
故答案為：（1）右；
（2）右；左；1；
（3）B；
（4）沒考慮杠桿自身重力。
24．（7分）如圖是“探究滑輪組機械效率”的實驗示意圖。每個滑輪的重均相同，繩子的重可忽略不計。請根據圖中情況分析判斷：
（1）比較圖（a）、（b），圖　（a）　 的機械效率較大。因為做相同的有用功，圖　（b）　 的額外功較多。
（2）比較圖（b）、（c），圖　（c）　 的機械效率較大。因為額外功相同時，圖　（c）　 的有用功較多。
（3）進行實驗時，　不必　 （選填“必須”或“不必”）同時測量鉤碼升高的高度和繩子自由端移動的距離。用彈簧測力計拉著繩子自由端做　勻速直線　 運動并記錄　彈簧測力計　 的示數。
【解答】解：
（1）提升物體所做功是有用功，由題（a）、（b）兩圖提起同樣物體，根據W有＝Gh可知兩滑輪組做有用功相同；
繩子的重量可忽略不計，克服動滑輪重所做的功是額外功，由圖（b）中有兩個動滑輪，根據W額＝G動h可知（b）滑輪組做額外功多，總功多；
根據η可知（a）圖滑輪組機械效率較大。
（2）比較圖（b）、（c）兩滑輪組，動滑輪都是兩個，所以做額外功相同，（c）圖滑輪組提起物體重力大，做有用功多，總功多。所以（c）滑輪組機械效率較大。
（3）機械效率η，由此可知，不必同時測量鉤碼升高的高度和繩子自由端移動的距離；
在探究滑輪組機械效率的實驗中，應向上勻速拉動測力計，使物體勻速上升，并記下彈簧測力計的示數。
故答案為：（1）（a）；（b）；（2）（c）；（c）；（3）不必；勻速直線；彈簧測力計。
25．（8分）桿秤由秤盤（放置待稱量的物體）、秤砣、秤桿（標有刻度，可讀取被稱物體質量）、提紐組成，如圖所示，其中：秤砣質量為100g，A點為秤盤掛繩位置，B點為提紐掛繩位置，C點為0刻度線位置。
（1）桿秤實質上是一個杠桿，如圖所示的杠桿的支點是　B　 點。俗話說“秤砣雖小壓千斤”，基于這句話分析，圖中所示的是　省力　 （選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。
（2）忽略秤桿自身重力對桿秤平衡的影響，用m1表示秤砣質量，m2表示物體和秤盤質量，l1表示B、C之間的距離，l2表示A、B之間的距離。根據杠桿平衡條件，當秤砣在C點處平衡時，將滿足　m1l1＝m2l2　 （用上述物理量表示），由此可得，秤盤的質量為　80　 g。
（3）若對此桿秤進行改進，使它能夠測量質量更大的物體，常采用兩種改進方法：
①改變秤砣的質量，換用一個質量更　大　 （選填“大”或“小”）的秤砣。
②做兩個提紐掛繩的位置，另一量程更大的提紐掛繩位置在B點的　左　 （選填“左”或“右”）側。
（4）不法商販常在桿秤上做手腳以蒙蔽顧客。某不法商販做的是收購和出售大米的生意。他家桿秤的AB段可以伸縮為短、中、長三種長度，調整AB段的長度在中間時，此桿秤測量準確，AB＝L。當他收購大米時，他會拉伸或壓縮AB，使AB　＜　 （選填“＞”或“＜”）L，以便使測量值偏　小　 （選填“大”或“小”），達到花較少的錢收購更多大米的骯臟目的；反之，當他出售大米時，他會有相反的操作。
【解答】解：
（1）杠桿繞著轉動的點叫支點，在桿秤中，杠桿繞著B點轉動，所以支點是B點。“秤砣雖小壓千斤”，說明動力臂大于阻力臂，根據杠桿的分類，動力臂大于阻力臂的杠桿是省力杠桿，所以圖中所示的是省力杠桿。
（2）根據杠桿平衡條件F1l1＝F2l2，此時動力為秤砣重力m1g，動力臂為l1，阻力為物體和秤盤重力m2g，阻力臂為l2，所以當秤砣在C點處平衡時，滿足m1gl1＝m2gl2。當秤盤上不放物體時，秤砣在C點桿秤平衡，此時m2就是秤盤質量m盤，已知m1＝100g，l1＝8cm，l2＝10cm，由m1l1＝m盤l2可得。
（3）①根據杠桿平衡條件F1l1＝F2l2，在阻力臂和阻力一定時，動力臂不變，增大動力（即換用質量更大的秤砣），可以測量質量更大的物體。所以換用一個質量更大的秤砣。②做兩個提紐掛繩的位置，當提紐掛繩位置向左移動時，阻力臂減小，動力臂變大，根據杠桿平衡條件，在動力不變的情況下，可以測量質量更大的物體。所以另一量程更大的提紐掛繩位置在B點的左側。
（4）收購大米時，希望少付錢多收米，即測量值偏小。根據杠桿平衡條件m1gl1＝m2gl2，m1（秤砣質量）、l1（秤砣到支點距離）變長，縮短AB，使l2減小，m2的真實值偏大但是測量值就會偏小。所以使AB＜L，以便使測量值偏小。
故答案為：（1）B；省力。
（2）m1l1＝m2l2；80。
（3）大；左。
（4）＜；小。
四、綜合應用題：本題共3小題，26題7分，27題9分，28題9分，共25分。
26．（7分）圖（a）是利用桔槔在井中汲水的情境。圖（b）是桔槔的杠桿模型，其中AO長1.5m，OB長2m。
（1）若空水桶重為40N，石頭重為150N。要使杠桿在水平位置靜止，則人至少要對系水桶的繩子施加多大的力？
（2）若水桶裝滿水后的總重為260N，石頭重為200N，則把裝水后的水桶從水井中拉起時，人需要給繩子向上的拉力嗎？若無需拉力，請分析說明；若需要拉力，請計算拉力大小。
【解答】解：（1）要使杠桿在水平位置靜止，作用在B端的拉力大小等于石頭的重力大小，作用在A端的拉力為人的拉力和空水桶的重力的合力，
根據杠桿的平衡條件可得：（G桶+F人）×LOA＝G石×LOB，即（40N+F人）×1.5m＝150N×2m，
解得：F人＝160N；
（2）當裝滿水的水桶上升時，動力和動力臂的乘積為：G石×LOB＝200N×2m＝400N m，
阻力和阻力臂的乘積為：G總×LOA＝260N×1.5m＝390N m，動力和動力臂的乘積＞阻力和阻力臂的乘積，所以無需拉力。
答：（1）人至少要對系水桶的繩子施加160N的力；
（2）人不需要給繩子向上的拉力，因為此時動力和動力臂的乘積大于阻力和阻力臂的乘積。
27．（9分）如圖所示，一輛總質量為1.6×103kg的汽車放置在水平升降臺上，汽車輪胎與升降臺接觸的總面積為0.08m2，升降臺在10s內將汽車豎直向上勻速抬升2m。求：
（1）汽車對升降臺的壓強。
（2）升降臺勻速抬升汽車所做的功。
（3）升降臺抬升汽車的功率。
【解答】解：（1）汽車對升降臺的壓力：
F＝G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N，
則汽車對升降臺的壓強：
p2×105Pa；
（2）升降臺抬升汽車做的功：
W＝Gh＝1.6×104N×2m＝3.2×104J；
（3）升降臺抬升汽車的功率：
P3.2×103W。
答：（1）汽車對升降臺的壓強為2×105Pa；
（2）升降臺勻速抬升汽車所做的功為3.2×104J；
（3）升降臺抬升汽車的功率為3.2×103W。
28．（9分）如圖（a）所示，在雪地、沙漠或松軟的土地上行走要比走在柏油馬路上累得多。從受力的角度解釋：是因為所受阻力較大；從能量的角度解釋：是因為除了克服阻力做功之外，還要向下對雪、沙子或泥土做功。車輛的行走也是這樣。某履帶式雪地車兩條履帶的總寬度為1m，如圖（b）所示，雪地車對水平雪地的壓強為1.5×104Pa，在某次直行時，雪地車將積雪的厚度壓下0.3m。已知雪地車發動機的總機械功率為3×104W，其中60%用于向下壓積雪，其余的用于克服各種機械摩擦及與路面的摩擦等。求：
（1）1min內，雪地車因向下壓雪做的機械功。
（2）1min內，雪地車履帶壓雪的面積。
（3）雪地車行駛的速度。
（4）自行車輪胎中的氣壓較低時，輪胎常處于被壓癟的狀態，騎行時感覺特別費勁。請從能量的角度解釋費勁的原因。
【解答】解：（1）向下壓積雪的功率為P壓＝60%P＝0.6×3×104W＝1.8×104W，
1min內，雪地車向下壓雪做的功W壓＝P壓t＝1.8×104W×60s＝1.08×106J；
（2）1min內履帶壓雪的總壓力為F壓3.6×106N，
1min內履帶壓雪的總面積S240m2；
（3）雪地車1min行駛的路程s路程240m，
雪地車行駛的速度v4m/s；
（4）由于低氣壓輪胎會發生較大的形變，在騎行過程中，我們輸出的能量除了要克服阻力做功外，還要對輪胎做功，這類似于在雪地或沙漠行走時需要向下對雪或沙子做功，因此，輪胎處于被壓癟的狀態時，騎行時感覺特別費勁。
答：（1）1min內，雪地車因向下壓雪做的機械功是1.08×106J；
（2）1min內，雪地車履帶壓雪的面積是240m2；
（3）雪地車行駛的速度是4m/s；
（4）由于低氣壓輪胎會發生較大的形變，在騎行過程中，我們輸出的能量除了要克服阻力做功外，還要對輪胎做功，這類似于在雪地或沙漠行走時需要向下對雪或沙子做功，因此，輪胎處于被壓癟的狀態時，騎行時感覺特別費勁。
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