2023-2024年下学4月初二物理
本试卷共23题，满分100分，考试时间：80分钟
第I卷（选择题）
一、单选题(本大题共7小题，每小题3分，共21分.在每个小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的)
1．一个足球放在一块长木板上，如图所示，木板和足球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法错误的是（ ）
A．足球受到的支持力是木板产生的弹力
B．足球产生的弹力是由于足球的形变造成的
C．足球对木板的压力属于弹力
D．木板形变是由于木板产生弹力造成的
2．物理兴趣小组的同学对如图所示的实验现象进行了讨论，下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示，压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强的大小
B．图乙所示，杯口的纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了大气压的作用
C．图丙所示，通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D．图丁所示，往纸片中间吹气，纸片靠拢，说明流体中流速越大的地方压强越大
3．月球对物体的吸引力约为地球的，一个人在地球上能举起的物体，那么到月球上他能举起物体的质量为（ ）
A． B． C． D．无法计算
4．如图，A、B两物块叠放在水平桌面上，两物块在拉力F的作用下以相同的速度向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．地面对B的摩擦力大于拉力F
B．地面对B的支持力与B受到的重力是一对平衡力
C．A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对平衡力
D．地面对B的摩擦力与A对B的摩擦力是一对平衡力
5．如图是液压机的工作原理图，小活塞的面积S1和大活塞的面积S2（即S1
C．p1=p2 F1
A． B．
C． D．
7．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列正确的是（ ）
A．0~2s，物体没有被推动，是因为推力小于摩擦力
B．t=3s时，物体所受摩擦力是3N
C．2~4s内物体所受摩擦力逐渐增大
D．t=1s时，物体所受摩擦力是1N
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题(本大题共7小题，每空1分，共21分)
8．把一张卡片放在瓶口上面（如图），再将光滑的扣子放在卡片上静止。用手指使劲弹一下卡片，卡片飞了出去，说明力可以改变物体的 ，但由于扣子具有 ，所以不随卡片飞出，且由于受到 作用，因而向下落入瓶子中。
9．1644年意大利科学家 首先用实验精确地测出了大气压的值，一个标准大气压约为 Pa、某实验小组在老师的指导下做好防护后尝试做该实验，如图所示，当他们将玻璃管稍微倾斜时，管内外水银面高度差 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。
10．花灯，又名灯笼，是中国传统农业时代的文化产物，兼具生活功能与艺术特色。如图所示，手提兔形花灯时，施力物体是 ，受力物体是 ，同时手也会感到花灯向下的拉力，说明物体间力的作用是 。
11．地面上放有一物体重100N，若小明用的力F=20N竖直向上提（如图甲），则物体所受重力和向上提的力这两个力的合力为 N；若小明改用水平向右F=20N的力拉物体向右加速运动（如图乙），则物体反过来对小明的拉力 20N（选填“大于”“等于”或“小于”），此时物体所受摩擦力 20N（选填“大于”“等于”或“小于”）。
12．在高速公路上，一些司机为了降低营运成本，肆意超载，带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准，载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆自重2t的汽车，每一边均有3个车轮，已知该车在某次实际营运中装货10t，每个车轮与地面接触面积为0.02m2。则该车对地面的压强为 ，该车 （填“是”或“否”）超载。在符合规定的行业标准的前提下，这辆车最多载重为 t。
13．如图所示，一个物体重10N，用30N的力F垂直于墙壁压住物体使其静止，则物体受到的摩擦力方向为 ，大小是 N；若压力增大到50N时物体仍然静止，则物体受到的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
14．如图所示，底面积为容器装有重的液体，其底部三处受到水的压强分别为，则 （选填“>”，“<”或“=”），若A点的液体压强为，则B点的液体压强为 。
三．作图题(本大题共3小题，共7分)
15．（1）（本题2分）图甲是小阳坐在吊椅上的场景，请你在图乙简化图中画出小阳受到的重力示意图。（O为小阳的重心）
（2）（本题2分）画出物体A所受的重力和A对挡板B的压力。
（3）（本题3分）如图甲所示，小车A与物体B一起向右做匀速直线运动，当小车A与正前方的墙壁碰撞时，请在乙图中画出物体B受到的重力和摩擦力的示意图（两力均画在重心上）。
四．实验探究题(本大题共3小题，第16题5分，第17题7分，第18题7分，共20分.)
16．（本题6分）小华在练习使用弹簧测力计测物体重力时，她先将测力计竖直放置，反复几次轻拉挂钩后，测力计的指针位置如图甲所示。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
拉力（钩码总重）F/N 0 1 2 3 4 5 6
弹簧伸长量△L/cm 0 0.4 0.8 1.7 1.6 2.0 2.4
（1）小华想要探究弹簧测力计的原理，除了需要如图丙中所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重力已知）、铁架台以外，还需要的测量仪器是 。进行实验后记录数据如表，表中明显错误的数据是第 次实验；
（2）由实验数据可知，弹簧测力计的原理是：在弹性限度内， ；
（3）若将两根同样的弹簧并排使用，更 （选填“易”或“难”）拉伸，则两根同样的弹簧并排使用做成的弹簧测力计比一根同样的弹簧做成的弹簧测力的量程 （选填“大”或“小”）。
17．（本题7分）在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，小华同学根据自己推箱子时，箱子越重，推起来越费力，提出了“影响滑动摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想；小辉同学根据自己推箱子时，地面越粗糙，推起来越费力，提出了“影响滑动摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。
（1）小辉同学为了完成他自己的探究，应选用图中 两图进行实验；
（2）若小华选用正确的实验装置进行实验，得到下表所记录的实验数据：
接触面所受的压力F/N 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
滑动摩擦力f/N 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
根据数据可以得出的结论是：接触面粗糙程度一定时， ；
（3）小华对实验进行了改进：用弹簧测力计拉住木块，并使弹簧测力计固定不动，用力F拉动长木板（如图丁）。若长木板加速运动，木块受到的滑动摩擦力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计读数。请说出改进后的操作方法有哪些优点（写出其中的一点）： ；
（4）如图戊，小华在做家务劳动时，用平行于水平地面的力推沙发，但没有推动。小华根据力和运动的关系推导：沙发没推动是静止状态，推力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）地面对沙发的摩擦力。小辉同学指出沙发受到的重力和 是一对平衡力。
18．（本题7分）亚里士多德曾给出这样一个结论——物体的运动要靠力来维持。后来，伽利略等人对他的结论表示怀疑，并用实验来间接说明。这个实验如图所示，让小车从斜面的同一高度滑下，观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
（1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面、同一 由静止开始滑下；
（2）逐渐减小图中水平面的粗糙程度，比较小车在不同水平表面滑行的 ，可以得出初步的结论：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦阻力就越 ，小车运动得越 。由此联想到在雨雪天驾驶汽车应适当 （选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离；
（3）实验结果能证明 ；（选填序号）
A．物体运动需要力来维持 B．力可以改变物体的运动状态 C．牛顿第一定律
（4）牛顿在前人研究成果的基础上，总结出了牛顿第一定律，它的内容是：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持 。
五．计算题(本大题共2小题，第19题6分，第20题7分，共13分)
19．（本题6分）随着人们健康意识和环保意识的不断增强，骑山地自行车出行已经成为一种时尚。如图的山地自行车，其相关数据见下表。质量是50kg的小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶，g取10N/kg。求：
车架材料 碳纤维
车架材料体积/cm3 2500
车架质量/kg 4
整车质量/kg 10
（1）碳纤维车架的密度；
（2）这辆山地自行车所受重力；
（3）小军骑行该自行车时，地面对自行车的支持力。
20．（本题7分）“木桶定律”告诉我们：一只木桶能装多少水，并不取决于桶壁上最长的那块木板，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。如图所示，空桶的质量为3.3kg，如图所示，桶壁上最长的木板的竖直高度为80cm，最短的木板的竖直高度为38cm，桶底与地面的接触面积为550cm2。求：
（1）空桶对水平地面的压强；
（2）水桶装满275N的水时，桶底受到水的压强；
（3）水桶装满275N的水时，桶底受到水的压力。（桶的厚度不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
六．综合能力题(本大题共3小题，第21题5分，第22题7分，第23题7分，共19分)
21．（本题5分）2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。
嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成，总质量达8200kg。探测器被发射到目标位置后，着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始，经15min降落至月球表面。安全降落的着陆器和上升器组合体进行月球采样，然后将携带的国旗在月面展开后成功解锁分离。此后，着陆器留在月面，上升器携带月球样品从月球表面加速起飞，进入环月轨道后与轨道器和返回器的组合体进行对接，并将月球样品转移到返回器，随后，上升器再次分离，成为环月飞行的“卫星”，轨道器将会再护送返回器一程。最终，独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层，然后借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球（如图）。
（1）总质量为8200kg的探测器在地球上时，它的重力为 N（g=10N/kg）；
（2）1731g的月球样品到达地球后，质量将 ，重力将 （两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）上升器加速离开月球时，相对于月球表面，发动机喷气的方向是向 （选填“上方”、“下方”或“水平方向”）喷出。此过程，上升器受到的是 （选填“平衡力”或“非平衡力”）。
22．（本题7分）如图甲为探究”二力平衡条件”的实验装置示意图：
（1）在两个力的作用下，物体处于平衡状态，我们就说这两个力是平衡力。“物体处于平衡状态”是指物体处于 状态或 状态；
（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，若左右两边的钩码个数不相等，小车 （选填“能”或“不能”）保持平衡。这说明两个力必须大小 （选填“相等”或“不相等”），才能使小车平衡；
（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图乙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须作用在 上的条件；
（4）为了探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡”，同学们在上面步骤的基础上，用锯条将小车从中间锯开，这样小车将 （选填“能”或“不能”）保持静止。这说明只有当两个力作用在 （选填“同一”或“不同”）物体上时，才能使物体保持平衡。
23．（本题7分）黄旭华是中国的“核潜艇之父”，为我国核潜艇事业做出巨大的贡献。核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。图甲是核潜艇的外观。
（1）核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图乙，则潜艇在第80s时受到海水压强为 Pa（潜艇高度不计，海水密度取1.0×103kg/m3， g取10N/kg），上浮过程中（第50s至第100s）潜艇的速度大小为 m/s；
（2）流动的海水属于流体，核潜艇在海里行驶要考虑流体压强和流速的关系。如图丙所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置，U形管中装有水，直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）a管上方的气流速度，b管与a管的水面上方形成气压差，U形管中 （选填“a”或“b”）管水面升高， （选填“a”或“b”）管水面降低，如果升高端的液面比原来升高了5cm，则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为 Pa。（g取10N/kg）
解析版
第I卷（选择题）
一、单选题(本大题共7小题，每小题3分，共21分.在每个小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的)
1．一个足球放在一块长木板上，如图所示，木板和足球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法错误的是（ ）
A．足球受到的支持力是木板产生的弹力
B．足球产生的弹力是由于足球的形变造成的
C．足球对木板的压力属于弹力
D．木板形变是由于木板产生弹力造成的
【答案】D
【详解】A．对足球受力分析可知，足球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，该支持力是木板由于发生弹性形变要向上恢复原状产生的弹力，故A正确，不符合题意；
BC．足球发生弹性形变，有恢复原状的趋势，所以产生弹力，即对木板的压力，故BC正确，不符合题意；
D．木板形变是由于受到足球对它的作用力，不是因为木板要产生弹力造成的，故D错误，符合题意。
故选D。
2．物理兴趣小组的同学对如图所示的实验现象进行了讨论，下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示，压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强的大小
B．图乙所示，杯口的纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了大气压的作用
C．图丙所示，通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D．图丁所示，往纸片中间吹气，纸片靠拢，说明流体中流速越大的地方压强越大
【答案】B
【详解】A．测量液体压强的工具叫压强计，它是根据 U形管两边液面的高度差来判断液体内部压强的大小的，但不能准确测出液体压强的大小；故A错误；
B．装满水的杯子倒置后，纸片和杯中水不掉下来，是因为大气压向上压纸片，使其处于平衡状态，即利用了大气压强，故B正确；
C．压力的作用效果与压力大小和受力面积的大小有关；在探究压力的作用效果与受力面积的关系时，应控制压力相等，图丙所示，因铅笔自身重力的影响，铅笔对两手指的压力不同，无法得出压力的作用效果与受力面积有关，故C错误；
D．向两张纸的中间吹气纸片靠拢，说明流体中流速越大的地方压强越小，故D错误。
故选B。
3．月球对物体的吸引力约为地球的，一个人在地球上能举起的物体，那么到月球上他能举起物体的质量为（ ）
A． B． C． D．无法计算
【答案】C
【详解】在月球上和在地球上人的举力相同，则在月球上举起物体的重力为
G月=G地=1200N
在月球能举起物体质量
故选C。
4．如图，A、B两物块叠放在水平桌面上，两物块在拉力F的作用下以相同的速度向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．地面对B的摩擦力大于拉力F
B．地面对B的支持力与B受到的重力是一对平衡力
C．A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对平衡力
D．地面对B的摩擦力与A对B的摩擦力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A．A、B两个物体在拉力的作用下，以相同的速度向右匀速直线运动，以两个物体为一整体，则水平方向上，这一整体受到水平向右的拉力及地面对B的水平向左的摩擦力是一对平衡力，两个力大小相同，所以地面对B的摩擦力等于拉力F；故A错误；
B．B在竖直方向所受的地面的支持力和竖直向下的重力、A对B的压力是平衡力，所以地面对B的支持力大于B的受到的重力，两者不是平衡力，故B错误；
C．A处于平衡状态，在水平方向所受的拉力和B对A的摩擦力是一对平衡力，据力的作用是相互的，B对A有摩擦力，则A对B也有摩擦力，这两个力是一对相互作用力，故C错误；
D．B处于平衡状态，在水平方向受到的地面对B的摩擦力及A对B的摩擦力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
5．如图是液压机的工作原理图，小活塞的面积S1和大活塞的面积S2（即S1
C．p1=p2 F1
【详解】
根据帕斯卡原理可知，加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递，故两个活塞受到的压强
p1＝p2
因为
S1
F1
6．如图所示，不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上，对地面的压力相等，其底面积之比，密度之比，下列关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】AC．不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上，对地面的压力大小等于物体的重力大小，对地面的压力相等，故A和B的重力相同，由G=mg知道，两圆柱体的质量相等，即
由知道，在质量不变时，体积与密度成反比，因为密度之比，故圆柱体A和B的体积之比为
实心圆柱体A和B的高度之比为
故C正确，A错误；
BD．A、B对地面的压力相等，故A和B的重力相同，则
由 知道，在压力不变时，压强与受力面积成反比，故
故BD错误。
故选C。
7．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列正确的是（ ）
A．0~2s，物体没有被推动，是因为推力小于摩擦力
B．t=3s时，物体所受摩擦力是3N
C．2~4s内物体所受摩擦力逐渐增大
D．t=1s时，物体所受摩擦力是1N
【答案】D
【详解】AD．0~2s，物体没有被推动，是因为推力和摩擦力是一对平衡力，推力等于摩擦力；t=1s时，推力为1N，所以，物体所受摩擦力是1N，故A错误，D正确；
BC．4~6s内，物体做匀速直线运动，受到的摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等，此过程中推力为2N，所以摩擦力也为2N；2~4s内物体对水平地面的压力及接触面的粗糙程度不变，所以，物体所受摩擦力大小不变，仍为2N，t=3s时，物体所受摩擦力也是2N，故BC错误。
故选D。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题(本大题共7小题，每空1分，共21分)
8．把一张卡片放在瓶口上面（如图），再将光滑的扣子放在卡片上静止。用手指使劲弹一下卡片，卡片飞了出去，说明力可以改变物体的 ，但由于扣子具有 ，所以不随卡片飞出，且由于受到 作用，因而向下落入瓶子中。
【答案】 运动状态 惯性 重力
【详解】[1]用手指使劲弹一下卡片，卡片受到手指力的作用飞了出去，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态。
[2][3]卡片飞了出去，但卡片上的扣子由于惯性，会保持原来的运动状态，所以不随卡片飞出。但卡片飞出后，由于扣子受到竖直向下的重力的作用，会向下落入到瓶子中。
9．1644年意大利科学家 首先用实验精确地测出了大气压的值，一个标准大气压约为 Pa、某实验小组在老师的指导下做好防护后尝试做该实验，如图所示，当他们将玻璃管稍微倾斜时，管内外水银面高度差 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】 托里拆利 不变
【详解】[1][2]意大利科学家托里拆利利用水银测出了标准气压值等于760mm高的水银柱产生的压强，数值为1.013×105Pa。
[3]当他们将玻璃管稍微倾斜时，外界气压不变，管内并未进入空气，因此管内外水银面高度差不变。
10．花灯，又名灯笼，是中国传统农业时代的文化产物，兼具生活功能与艺术特色。如图所示，手提兔形花灯时，施力物体是 ，受力物体是 ，同时手也会感到花灯向下的拉力，说明物体间力的作用是 。
【答案】 手 兔形花灯 相互的
【详解】[1][2][3]手提兔形花灯时，手对兔形花灯施加拉力，施力物体是手，受力物体是兔形花灯；物体间力的作用是相互的，所以我们的手也会感到兔形花灯向下的拉力。
11．地面上放有一物体重100N，若小明用的力F=20N竖直向上提（如图甲），则物体所受重力和向上提的力这两个力的合力为 N；若小明改用水平向右F=20N的力拉物体向右加速运动（如图乙），则物体反过来对小明的拉力 20N（选填“大于”“等于”或“小于”），此时物体所受摩擦力 20N（选填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】 80 等于 小于
【详解】[1]由题意可知，物体受到竖直向下的重力G=100N，竖直向上的拉力F=20N，则这个物体受到的这两个力的合力
F=G F=100N 20N=80N
[2]若小明改用水平向右F=20N的力拉物体向右加速运动，由于物体间力的作用是相互的，所以物体反过来对小明的拉力等于20N。
[3]若物体做匀速直线运动，则物体所受的摩擦力等于物体受到的拉力；由于物体做加速运动，所以物体此时受到的摩擦力小于物体受到的拉力，即摩擦力小于20N。
12．在高速公路上，一些司机为了降低营运成本，肆意超载，带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准，载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆自重2t的汽车，每一边均有3个车轮，已知该车在某次实际营运中装货10t，每个车轮与地面接触面积为0.02m2。则该车对地面的压强为 ，该车 （填“是”或“否”）超载。在符合规定的行业标准的前提下，这辆车最多载重为 t。
【答案】 是 6.4
【详解】[1]该车对地面的压力为
受力面积为
该车对地面的压强为
[2]因为
所以该车是超载。
[3]在符合规定的行业标准的前提下，则这辆车对路面的压力最大为
则该车的最大总质量为
故这辆车最多载重为
13．如图所示，一个物体重10N，用30N的力F垂直于墙壁压住物体使其静止，则物体受到的摩擦力方向为 ，大小是 N；若压力增大到50N时物体仍然静止，则物体受到的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 竖直向上 10 不变
【详解】[1][2]用30N的力F垂直于墙壁压住物体使其静止，处于平衡状态，受平衡力作用，即物体在竖直方向上受竖直向下的重力和竖直向上静摩擦力的作用，故摩擦力为
f=G=10N
[3]若压力增大到50N时物体仍然静止时，物体仍平衡，受到的重力不变，与之平衡的摩擦力不变，即摩擦力仍为10N。
14．如图所示，底面积为容器装有重的液体，其底部三处受到水的压强分别为，则 （选填“>”，“<”或“=”），若A点的液体压强为，则B点的液体压强为 。
【答案】 < =
【详解】[1][2]由图可知，A点距离水面的距离为
B点和C点距离水面的距离相等，为30cm，由可知，A点受到的水的压强最小，B点与C点受到的水的压强相等，故<=。
[3]由[1][2]可知，AB深度之比为
所以A点与B点的压强之比为，则B点的压强为
三．作图题(本大题共3小题，共7分)
15．（1）（本题2分）图甲是小阳坐在吊椅上的场景，请你在图乙简化图中画出小阳受到的重力示意图。（O为小阳的重心）
【答案】
【详解】小阳受重力的方向竖直向下，作用点在重心O，从重心O沿竖直向下的方向画一带箭头的线段，标上符号G，如图所示：
（2）（本题2分）画出物体A所受的重力和A对挡板B的压力。
【答案】
【详解】重力方向竖直向下，作用点在A的重心位置；A对挡板B的压力垂直于B斜向下，作用点在A与B接触的位置，如图所示
（3）（本题3分）如图甲所示，小车A与物体B一起向右做匀速直线运动，当小车A与正前方的墙壁碰撞时，请在乙图中画出物体B受到的重力和摩擦力的示意图（两力均画在重心上）。
【答案】
【详解】重力的方向是竖直向下的，过B的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为其所受重力示意图；小车A与B一起向右做匀速直线运动，当小车A与正前方的墙碰撞时，小车停止运动，但B因为具有惯性，所以B会向右运动，则B受到的摩擦力方向水平向左，如图所示：
四．实验探究题(本大题共3小题，第16题5分，第17题7分，第18题7分，共20分.)
16．（本题6分）小华在练习使用弹簧测力计测物体重力时，她先将测力计竖直放置，反复几次轻拉挂钩后，测力计的指针位置如图甲所示。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
拉力（钩码总重）F/N 0 1 2 3 4 5 6
弹簧伸长量△L/cm 0 0.4 0.8 1.7 1.6 2.0 2.4
（1）小华想要探究弹簧测力计的原理，除了需要如图丙中所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重力已知）、铁架台以外，还需要的测量仪器是 。进行实验后记录数据如表，表中明显错误的数据是第 次实验；
（2）由实验数据可知，弹簧测力计的原理是：在弹性限度内， ；
（3）若将两根同样的弹簧并排使用，更 （选填“易”或“难”）拉伸，则两根同样的弹簧并排使用做成的弹簧测力计比一根同样的弹簧做成的弹簧测力的量程 （选填“大”或“小”）。
【答案】 刻度尺 4 弹簧的伸长量与它受到拉力成正比 难 大
【详解】（1）[1]钩码的重力已知，因此不需要测量，实验中要测量的是弹簧的伸长量，所以需要刻度尺。
[2]分析数据发现，除第4次实验数据外，其余6次弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比，因此第4次实验数据是错误的。
（2）[3]由图像可以得出的结论是：在弹性限度内，弹簧的伸长量与它受到拉力成正比；
（3）[4][5]若将两根同样的弹簧并排使用，要使两个弹簧都伸长，需要的力是原来一根弹簧的2倍，故更难拉伸，则两根同样的弹簧并排使用做成的弹簧测力计比一根同样的弹簧做成的弹簧测力的量程大。
17．（本题7分）在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，小华同学根据自己推箱子时，箱子越重，推起来越费力，提出了“影响滑动摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想；小辉同学根据自己推箱子时，地面越粗糙，推起来越费力，提出了“影响滑动摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。
（1）小辉同学为了完成他自己的探究，应选用图中 两图进行实验；
（2）若小华选用正确的实验装置进行实验，得到下表所记录的实验数据：
接触面所受的压力F/N 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
滑动摩擦力f/N 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
根据数据可以得出的结论是：接触面粗糙程度一定时， ；
（3）小华对实验进行了改进：用弹簧测力计拉住木块，并使弹簧测力计固定不动，用力F拉动长木板（如图丁）。若长木板加速运动，木块受到的滑动摩擦力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计读数。请说出改进后的操作方法有哪些优点（写出其中的一点）： ；
（4）如图戊，小华在做家务劳动时，用平行于水平地面的力推沙发，但没有推动。小华根据力和运动的关系推导：沙发没推动是静止状态，推力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）地面对沙发的摩擦力。小辉同学指出沙发受到的重力和 是一对平衡力。
【答案】 甲、丙 压力越大，滑动摩擦力越大 等于 不必控制木板做匀速运动，操作简便 等于 地面对沙发的支持力
【详解】（1）[1]探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，需控制压力大小相同，故选甲、丙两图进行实验；
（2）[2]分析表格数据可知，接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）[3][4]摩擦力大小的影响因素：压力大小和接触面的粗糙程度，长木板加速运动，木块对木板的压力和接触面粗糙程度均不变，故滑动摩擦力大小不变，木块静止，根据二力平衡，木块受到的摩擦力等于弹簧测力计示数，所以不必控制木板做匀速运动，操作简便。
（4）[5][6]沙发没推动是静止状态，根据二力平衡，水平方向的推力等于地面对沙发的摩擦力；竖直方向上沙发受到的重力和地面对沙发的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力。
18．（本题7分）亚里士多德曾给出这样一个结论——物体的运动要靠力来维持。后来，伽利略等人对他的结论表示怀疑，并用实验来间接说明。这个实验如图所示，让小车从斜面的同一高度滑下，观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
（1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面、同一 由静止开始滑下；
（2）逐渐减小图中水平面的粗糙程度，比较小车在不同水平表面滑行的 ，可以得出初步的结论：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦阻力就越 ，小车运动得越 。由此联想到在雨雪天驾驶汽车应适当 （选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离；
（3）实验结果能证明 ；（选填序号）
A．物体运动需要力来维持 B．力可以改变物体的运动状态 C．牛顿第一定律
（4）牛顿在前人研究成果的基础上，总结出了牛顿第一定律，它的内容是：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持 。
【答案】 高度 距离 小 远 增大 B 匀速直线运动状态或静止状态
【详解】（1）[1]每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到水平面时具有相同的速度。
（2）[2][3][4]逐渐减小图中水平面的粗糙程度，比较小车在不同水平表面滑行的距离，根据实验中的现象可得，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动的越远。
[5]由此联想到在雨雪天，道路的摩擦力减小，汽车刹车时的滑行距离变大，为了安全，在雨雪天驾驶汽车应适当增大汽车之间的距离。
（3）[6]由实验结果能证明，小车在阻力的作用下，运动速度越来越小，说明力可以改变物体的运动状态，不是维持物体运动状态的原因，牛顿第一定律不能用实验验证，是科学推理出来的。
故选B。
（4）[7]由（2）知，若水平面绝对光滑，小车不受摩擦力，则小车将永远不停地运动下去即做匀速直线运动，因此牛顿在实验的基础上，通过科学推理总结出了牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
五．计算题(本大题共2小题，第19题6分，第20题7分，共13分)
19．（本题6分）随着人们健康意识和环保意识的不断增强，骑山地自行车出行已经成为一种时尚。如图的山地自行车，其相关数据见下表。质量是50kg的小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶，g取10N/kg。求：
车架材料 碳纤维
车架材料体积/cm3 2500
车架质量/kg 4
整车质量/kg 10
（1）碳纤维车架的密度；
（2）这辆山地自行车所受重力；
（3）小军骑行该自行车时，地面对自行车的支持力。
【答案】（1）1.6×103kg/m3；（2）100N；（3）600N
【详解】解：（1）车架的密度
（2）这辆山地自行车所受重力
（3）小军骑行该自行车时，地面对自行车的支持力等于小军和自行车的总重
答：（1）碳纤维车架的密度1.6×103kg/m3；
（2）这辆山地自行车所受重力100N；
（3）小军骑行该自行车时，地面对自行车的支持力600N。
20．（本题7分）“木桶定律”告诉我们：一只木桶能装多少水，并不取决于桶壁上最长的那块木板，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。如图所示，空桶的质量为3.3kg，如图所示，桶壁上最长的木板的竖直高度为80cm，最短的木板的竖直高度为38cm，桶底与地面的接触面积为550cm2。求：
（1）空桶对水平地面的压强；
（2）水桶装满275N的水时，桶底受到水的压强；
（3）水桶装满275N的水时，桶底受到水的压力。（桶的厚度不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
【答案】（1）600Pa；（2）3.8×103Pa；（3）209N
【详解】解：（1）桶对水平地面的压力
F1=G=mg=3.3kg×10N/kg=33N
则空桶对水平地面的压强为
（2）此桶装满水，水深等于短木板的长，即
h=38cm=0.38m
桶底受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.38m=3.8×103Pa
（3）桶底受到水的压力
F=pS=3.8×103Pa×550×10-4m2=209N
答：（1）空桶对水平地面的压强为600Pa；
（2）水桶装满275N的水时，桶底受到水的压强为3.8×103Pa；
（3）水桶装满275N的水时，桶底受到水的压力为209N。
六．综合能力题(本大题共3小题，第21题5分，第22题7分，第23题7分，共19分)
21．（本题5分）2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。
嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成，总质量达8200kg。探测器被发射到目标位置后，着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始，经15min降落至月球表面。安全降落的着陆器和上升器组合体进行月球采样，然后将携带的国旗在月面展开后成功解锁分离。此后，着陆器留在月面，上升器携带月球样品从月球表面加速起飞，进入环月轨道后与轨道器和返回器的组合体进行对接，并将月球样品转移到返回器，随后，上升器再次分离，成为环月飞行的“卫星”，轨道器将会再护送返回器一程。最终，独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层，然后借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球（如图）。
（1）总质量为8200kg的探测器在地球上时，它的重力为 N（g=10N/kg）；
（2）1731g的月球样品到达地球后，质量将 ，重力将 （两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）上升器加速离开月球时，相对于月球表面，发动机喷气的方向是向 （选填“上方”、“下方”或“水平方向”）喷出。此过程，上升器受到的是 （选填“平衡力”或“非平衡力”）。
【答案】 8.2×104 不变 变大 下方 非平衡力
【详解】（1）[1]总质量为8200kg的探测器在地球上时，它的重力为
G＝mg＝8.2×103kg×10N/kg＝8.2×104N
（2）[2]质量是物体的一种属性，不随形状、状态、温度、位置的改变而改变，所以月球样品到达地球后质量不变。
[3]根据G＝mg可知，从月球到达地球后，g变大，重力变大。
（3）[4]因为力的作用是相互的，为得到竖直向上的力，所以火箭发动机的喷气方向应该是竖直向下的方向。
[5]上升器加速上升过程中速度改变，运动状态改变，所以受到非平衡力的作用。
22．（本题7分）如图甲为探究”二力平衡条件”的实验装置示意图：
（1）在两个力的作用下，物体处于平衡状态，我们就说这两个力是平衡力。“物体处于平衡状态”是指物体处于 状态或 状态；
（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，若左右两边的钩码个数不相等，小车 （选填“能”或“不能”）保持平衡。这说明两个力必须大小 （选填“相等”或“不相等”），才能使小车平衡；
（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图乙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须作用在 上的条件；
（4）为了探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡”，同学们在上面步骤的基础上，用锯条将小车从中间锯开，这样小车将 （选填“能”或“不能”）保持静止。这说明只有当两个力作用在 （选填“同一”或“不同”）物体上时，才能使物体保持平衡。
【答案】 静止 匀速直线运动 不能 相等 同一直线 不能 同一
【详解】（1）[1][2]静止的物体和匀速直线运动的物体都称为物体处于平衡状态，因此“物体处于平衡状态”是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
（2）[3][4]在探究力的大小对二力平衡的影响时，若左右两边的钩码个数不相等，即此时两边的力不相等，所以小车不能保持平衡，即小车不处于静止状态或者匀速直线运动状态，这说明两个力必须大小相等才能使小车平衡。
（3）[5]根据控制变量法的思想可知，保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图丙位置，二力的方向不在同一直线上，松手后，小车将无法在此位置平衡。因此实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须作用在同一直线上的条件。
（4）[6][7]为了探究是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡，即需要有两个物体，所以同学们在上面步骤的基础上，用锯条将小车从中间锯开，这样小车成了两个物体，即将不能保持静止，这说明：只有当两个力作用在同一物体上，才能使物体保持平衡。
23．（本题7分）黄旭华是中国的“核潜艇之父”，为我国核潜艇事业做出巨大的贡献。核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。图甲是核潜艇的外观。
（1）核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图乙，则潜艇在第80s时受到海水压强为 Pa（潜艇高度不计，海水密度取1.0×103kg/m3， g取10N/kg），上浮过程中（第50s至第100s）潜艇的速度大小为 m/s；
（2）流动的海水属于流体，核潜艇在海里行驶要考虑流体压强和流速的关系。如图丙所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置，U形管中装有水，直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）a管上方的气流速度，b管与a管的水面上方形成气压差，U形管中 （选填“a”或“b”）管水面升高， （选填“a”或“b”）管水面降低，如果升高端的液面比原来升高了5cm，则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为 Pa。（g取10N/kg）
【答案】 4×105 2 小于 a b 1000
【详解】（1）[1][2]核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，由乙图可求潜艇上浮速度
则潜艇在第80s时所处的深度
则潜艇在第80s时受到的压强
（2）[3]由丙图发现b管上方横截面积比a管上方横截面积大，则b管上方气流速度小于a管上方的气流速度。
[4][5]由于流体流速大的位置压强小，所以b管与a管的水面上方形成气压差，a管的水面上方气流速度大，压强小，则a管水面升高，b管水面降低。
[6]升高端的液面比原来升高了5cm，则两侧液面高度差为10cm，则两侧液体压强差
