天津市2024年中考物理二模试题按知识点分层汇编-01力学
一．选择题（共20小题）
1．（2024 南开区二模）关于中学生相关数据的估测最符合实际的是（ ）
A．中学生的正常体温约为37℃
B．中学生对水平地面的压力约为50N
C．中学生心脏跳动60次所用时间约为1s
D．中学生将一个鸡蛋从地面举过头顶所做的功约为10J
2．（2024 南开区二模）如图所示的等刻度均匀杠杆保持水平平衡，若测力计示数为4牛，则一个重为2牛的钩码一定挂在杠杆的（ ）
A．b点 B．d点 C．j点 D．k点
3．（2024 天津二模）如图所示的实例中利用大气压的是（ ）
A．加宽的书包带 B．卫生间的地漏
C．压在墙上的吸盘 D．自制的密度计
4．（2024 天津二模）下列数据符合中学生体质测试结果的是（ ）
A．立定跳远：5m B．质量：50kg
C．身高：1.63cm D．50m跑：1s
5．（2024 天津二模）图中所涉及的物理知识描述正确的是（ ）
A．紧固锤头：利用惯性
B．坦克装履带：增大压强
C．用力捏闸：减小摩擦
D．撬棒撬物：费力杠杆
6．（2024 滨海新区二模）下列估测符合实际情况的是（ ）
A．物理书质量约15kg
B．一根筷子长约25cm
C．正常中学生的重力约50N
D．人感觉舒适的环境温度约40℃
7．（2024 滨海新区二模）物理课本放在水平桌面上静止时，下列属于一对平衡力的是（ ）
A．课本受到的重力和桌子受到的重力
B．课本受到的重力和桌面对课本的支持力
C．课本受到的重力和课本对桌面的压力
D．课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力
8．（2024 红桥区二模）关于压强，下列说法正确的是（ ）
A．用吸管把杯中的饮料吸到嘴里是利用了大气压
B．“蛟龙号”潜到7000m深海处受到海水的压强为7×105Pa
C．马德堡半球实验证明了液体内部有压强
D．人在站立时抬起一只脚后，人对地面的压强变小
9．（2024 河北区二模）下列对于家庭厨房用具的估测，最接近实际值的是（ ）
A．锅铲的长度约为1.2m B．饭碗的容积约为30L
C．菜刀的质量约为4kg D．餐桌的高度约为0.8m
10．（2024 河北区二模）如图是某拦河大坝的截面示意图，则A点受到水的压强为（g＝10N/kg）（ ）
A．5×105Pa B．4×105Pa C．3×105Pa D．1×105Pa
11．（2024 河东区二模）一辆汽车在水平公路上匀速行驶，下列与其相关的各对力中，属于平衡力的是（ ）
A．汽车对路面的压力和路面对汽车的支持力
B．汽车受到的牵引力和汽车受到的重力
C．汽车受到的重力和汽车对路面的压力
D．汽车受到的牵引力和汽车受到的阻力
12．（2024 河东区二模）一个小朋友从滑梯上加速下滑的过程中，他的（ ）
A．重力势能增加，动能增加
B．重力势能减少，动能减少
C．重力势能增加，动能减少
D．重力势能减少，动能增加
13．（2024 河东区二模）连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用，图中所示事例中利用连通器原理工作的是（ ）
A．管中水不会流出 B．锅炉水位计
C．水从侧孔喷出 D．两张纸向中间靠拢
14．（2024 和平区二模）北斗导航系统与伽利略导航系统、GPS导航系统并称为世界三大导航系统，如图所示，北斗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星从远地点运行到近地点的运行过程中，下列说法正确的是（ ）
A．势能减小，动能减小 B．势能减小，动能增大
C．势能增大，动能减小 D．势能增大，动能增大
15．（2024 和平区二模）如图所示，是小华同学对一些测量仪器的使用与数据的记录，正确的是（ ）
A．小球直径为1.1cm
B．苹果质量为162g
C．用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，木块所受滑动摩擦力为0.8N
D．此时的温度是﹣4℃
16．（2024 和平区二模）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分，如图是用切刀将黄芪切片的示意图，小明在切刀的N点施加作用力、将切刀M点下方的黄芪切断，下图能正确表示切刀工作示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
17．（2024 北辰区二模）如图所示各种工具都可以看成是杠杆，其中属于费力杠杆的是（ ）
A． 钳子 B． 自行车手闸
C．剪铁片剪刀 D． 赛艇的桨
18．（2024 北辰区二模）如图所示让小铁球从斜面上滚下，在它运动路径的侧旁放一个磁体，观察到小铁球由直线运动改做曲线运动，该现象说明了（ ）
A．力能使物体发生形变
B．力能改变物体的运动状态
C．此时小球受到的是平衡力
D．物体的运动需要力来维持
19．（2024 红桥区二模）对下列安全教育内容进行分析，所用物理知识错误的是（ ）
A．交通安全：驾车要系好安全带——防范惯性危害
B．遇险自救：用破窗锤破窗逃生——牛顿第一定律
C．用电安全：更换灯泡断开电源——安全用电原则
D．出行安全：等候列车不越安全线——流体压强与流速的关系
20．（2024 红桥区二模）下面数据中符合生活实际的是（ ）
A．教室里课桌的高度大约是80dm
B．一名中学生的质量约为500kg
C．人体感觉舒适的气温约为40℃
D．人体安全电压不高于36V
二．多选题（共7小题）
（多选）21．（2024 南开区二模）如图所示，烧杯中装有适量的水（水的密度为ρ0），现有质地均匀，不吸且不溶于水的a、b两实心柱体，质量之比为3：1，体积之比为4：1，将b置于a上面一起放入烧杯中，静止时a的上表面刚好与液面相平，下列说法正确的是（ ）
A．a的密度为0.75ρ0
B．单独把a放入烧杯中，有的体积露出液面
C．单独把b放入烧杯中，有的体积露出液面
D．单独把a放入烧杯中，其下表面液体压强与图中a的下表面液体压强之比为3：4
（多选）22．（2024 天津二模）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重1200N的货物。当工人用F1＝400N的拉力拉绳时，货物没动；当工人用F2＝500N的拉力拉绳时，货物匀速上升。不计绳重和摩擦，下列结果正确的是（ ）
A．动滑轮的重为300N
B．用F1＝400N的力拉绳时，货物对水平面的压力为100N
C．货物匀速上升时，滑轮组的机械效率为60%
D．货物匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%
（多选）23．（2024 滨海新区二模）如图，将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到高处，斜面长s为4m、高h为1m。若拉力F为5N，拉力的功率为5W，则（ ）
A．斜面机械效率为80%
B．拉力做的总功为20J
C．提升物体做的有用功为20J
D．物体由斜面底端运动到高处用时1s
（多选）24．（2024 河北区二模）如图甲所示，足够大圆柱形薄壁容器A放在水平桌面上，容器中盛有少量密度为ρ0的水，其底面积为3S0，现将一底面积为S0的木块B（不吸水）放入容器中，水面上升的高度为h0，此时物块B部分露出水面，如图乙所示。若此时木块对容器底的压强为p0。则（ ）
A．容器内水的质量为6ρ0S0h0
B．容器内水的质量为3ρ0S0h0
C．木块所受的重力为2ρ0gh0S0+p0S0
D．木块所受的重力为3ρ0gh0S0+p0S0
（多选）25．（2024 河东区二模）如图所示，装有适量水（水的密度为ρ0）的柱形容器放在水平桌面上，容器的底面积为S0，将重为G1的金属块A和重为G2的木块B叠放在水中，水面恰好与木块上表面相平；将金属块取下放入水中，金属块下沉到容器底部，当木块再次静止时，水对容器底部的压强减小了p0。下列判断正确的是（ ）
A．木块B的体积为
B．金属块A的体积为
C．木块B再次静止时露出水面的体积为
D．沉到容器底部的金属块A受到的支持力为p0S0
（多选）26．（2024 和平区二模）小明将底面积为S2的柱状蜡烛底部表面烧熔化，然后迅速压在底面积为S1的烧杯底部，向烧杯中加水至刚好淹没蜡烛，测得水深h1（蜡烛与烧杯底密合，如图甲所示）；接着他移动了一下蜡烛，发现最终蜡烛漂浮在水面（如图乙所示），测得此时水深为h2，已知水的密度ρ水。以下结论不正确的是（ ）
A．甲图中蜡烛所受浮力为ρ水gS2h1
B．蜡烛密度为[1]ρ水
C．乙图中蜡烛所受浮力为ρ水gS1（h1﹣h2）
D．乙图中蜡烛下表面所受水的压强为ρ水g（h1 S1）
（多选）27．（2024 北辰区二模）将一底面积为S0、盛有适量密度为ρ0的水的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，一装有铝块的平底金属盒漂浮在水面上，如图甲所示，此时金属盒受到的浮力为F1。将铝块从金属盒中取出放入容器的水中，铝块沉到容器底，如图乙所示，此时金属盒受到的浮力为F2，容器底对铝块的支持力为F3。下列判断正确的是（ ）
A．铝块的重力为F1﹣F2
B．铝块放入水中后，铝块受到的浮力为F1﹣F2+F3
C．铝块放入水中后，水对容器底的压强减小了
D．铝块的体积为
三．填空题（共14小题）
28．（2024 南开区二模）春节吃饺子是中华民族传统习俗。包饺子时，捏出漂亮的花边，说明力可以改变物体的 ；煮一段时间饺子会上浮，上浮时饺子受到水的浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）自身重力。
29．（2024 南开区二模）为减少扬尘对空气质量的影响，锦州市区每天都要进行洒水作业。如图所示，洒水车沿道路匀速行驶，在洒水过程中，洒水车受到地面的摩擦力将 ，整车的动能将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
30．（2024 天津二模）图为探究杠杆平衡条件时的某次实验情形，在A点挂4个钩码，若使杠杆在水平位置仍保持平衡，需要在B点挂 个钩码；若在A、B两处分别再挂上一个钩码，杠杆 （选填“能”或“不能”）在水平位置继续保持平衡。
31．（2024 天津二模）如图所示，小乐用50N的水平推力，10s内使重为500N的小车在水平面上匀速向左移动了10m，此过程中小车受到的阻力为 N，推力做功的功率为 W。
32．（2024 滨海新区二模）工人师傅用100N的力水平推动重为500N的箱子，箱子沿平直路面匀速移动了10m。在这个过程中，地面对箱子的摩擦力为 N，重力做功为 J。
33．（2024 滨海新区二模）货运汽车装有许多车轮，是为了 （选填“增大”或“减小”）对路面压强；透过车窗司机看到路边树木向后移动，他是以 （选填“汽车”或“树木”）为参照物。
34．（2024 河东区二模）黄旭华参与设计的中国海军第一艘核潜艇“长征1号”于1970年12月26日下水。当下潜到300m时，核潜艇受到的压强是 Pa。若其体积约为5000m3，则受到的浮力是 N（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。
35．（2024 河东区二模）小刚外出旅游，用20N的水平拉力拖着35kg的行李箱走到300m外的火车站用了5min，则拉力做的功为 J，拉力的功率为 W。
36．（2024 和平区二模）吸管是生活中常见的物品，小明用吸管进行科学研究：图甲，吸管的一端做得很尖，是为了 ；图乙中，通过B管吹气，A管中的水面上升，其物理原理是 。
37．（2024 和平区二模） 2023年9月23日至10月8日，第19届亚运会在杭州市隆重举行，本届亚运会各种自动化科技应用悉数亮相，餐饮场所使用送餐机器人送餐（如图所示），如果机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动10m，它所受到的阻力为100N，则机器人的重力做功 J，机器人牵引力做功的功率为 。
38．（2024 北辰区二模）如图所示，建筑工人通常用重垂线来检验墙壁是否竖直，这是根据重力的方向总是 的原理制成的；如图，跳水运动员站到踏板上，踏板发生了形变，当她走到踏板前端，踏板弯曲得更大，说明力的作用效果与力的 有关。
39．（2024 北辰区二模）如图是工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，若动力臂是阻力臂的5倍，则工人用50N的力能撬起重为 N的石块；在动力方向不变的情况下，该工人想用更小的力撬起石块，那么他的手应该向 （选填“远离”或“靠近”）支点O的方向移动。（杠杆的自重及摩擦不计）
40．（2024 红桥区二模）小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为 J，重力做功为 J。
41．（2024 河北区二模）自行车把手上设计花纹是为了 摩擦；小明骑自行车上学，骑行1.8km用时5min，则小明在该过程中的平均速度是 m/s。
四．实验探究题（共13小题）
42．（2024 南开区二模）同学们观看奋斗者号潜水器入水过程，思考物体所受浮力的大小跟哪些因素有关，于是进行了如下探究：
（1）同学们通过生活中的实例：清洗樱桃时将其放入水中，部分会沉底，之后加入盐清洗，沉底的樱桃会上浮，由此推理出浮力大小与 有关；
（2）同学们使用弹簧测力计设计如图甲的实验过程，该实验测量浮力大小是利用了 ；（填字母）
A.浮力与重力是一对平衡力
B.浮力与重力是一对相互作用力
C.浮力与拉力是一对相互作用力
D.拉力与浮力之和等于重力
（3）通过实验数据及现象分析，由如图甲C→D的过程可初步得出实验结论：浮力大小与物块浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）；再由如图甲B→C可初步得出结论：物块浸在液体中受到的浮力大小与 有关；
（4）为进一步探究“浸在液体中的物体受到的浮力大小是否与物体的体积有关”，同学选用两个大小不同的塑料盒分别装上不等量的水，使它们的总重力相等，将两盒放入水中，如图乙所示，则这两个盒子受到的浮力大小 （选填“相等”或“不相等”），说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的体积 （选填“有关”或“无关”）。
43．（2024 南开区二模）物理兴趣小组组织同学们测量某一不规则的实心小塑料块的密度（已知水的密度为ρ0，ρ塑＜ρ0），可以选取不同测量方法及器材，比一比谁的方法多，小明决定使用溢水杯、细针（体积不计）、高度及底面积适宜的厚底薄壁圆柱形玻璃杯、刻度尺，请设计出测量小塑料块密度的实验方案。要求：
（1）写出主要实验步骤及需要测量的物理量；
（2）写出小塑料块的密度数学表达式（用已知量和测量量表示）。
44．（2024 天津二模）蓟州“八仙山”是天津著名的风景区之一。小津在此参加社会实践活动后，带回一小块矿石，她很想测一下这块矿石的密度，可只找到细线和足够水，于是她跟老师借了天平、量筒、两个相同的烧杯及胶头滴管，但忘记了砝码。已知水的密度为ρ0，请你利用现有器材帮她设计一个测量矿石密度的实验方案。要求：
（1）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；
（2）写出矿石密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
45．（2024 天津二模）在探究“影响动能大小的因素”的实验中。
（1）让同一个小球分别从斜面上不同高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度是 （选填“相同”或“不同”）的；
（2）让小球从斜面顶端由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s1，如图1所示；让小球从斜面中间由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s2，如图2所示；由上述两次实验现象，可以初步得出结论：同一物体， ，动能越大；
（3）如图3所示，将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点由静止开始滚下，依次经过A、B两点到达C点，设A、B两点的动能分别为EA EB（选填“大于”“等于”或“小于”）。当小球从B点运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿 （选填“a”“b”或“c”）轨道运动。
46．（2024 滨海新区二模）小明想测量一个实心木球的密度（木球的密度小于水的密度）。他准备了如图所示的实验器材：小网兜（不计质量和体积）、实心木球、实心铁球（与木球体积相等）、烧杯（装适量水）、弹簧测力计。请你利用现有器材帮小明设计实验，测出木球密度。（已知：水的密度为ρ水）
（1）写出主要实验步骤和需要测量的物理量；
（2）写出小木球密度的表达式。（用已知量和测量量表示）
47．（2024 红桥区二模）用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
（1）获取相关数据：
①已知圆筒底面积为S；
②调节天平平衡时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，此时应将平衡螺每向 移。如图1，用调好的天平测得空圆筒质量 g；向圆筒中倒入适量水。用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g，计算得到圆筒内水的体积V0＝ cm3。
（2）制作液体密度计：
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记，如图2甲所示，倒掉圆筒内的水，倒入待测液体至标记处，使待测液体体积为V0，将圆筒放入水中，圆筒处于漂浮状态，如图2乙测量圆筒浸入水中的深度h，则待测液体密度ρ液＝ （用m、s、h、V0、ρ0表示），根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值。
48．（2024 红桥区二模）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示：
（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 ；
（2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 ，钢球的动能就越 ；
（3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做直线运动。
49．（2024 河北区二模）用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验时应沿竖直方向 向上拉动弹簧测力计；
（2）第4次实验时所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率η＝ ；
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.换用更轻的动滑轮
B.加快提升物体的速度
50．（2024 河东区二模）小刚在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。如图所示，把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。如图为实验过程中的有关情景。
（1）实验探究的是 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能。
（2）实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小。
（3）观察甲和乙两组实验，可以验证猜想，得出结论：当物体 时，物体所处高度越大，重力势能越大。
（4）通过比较 （选填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）两图，可得出的结论是：物体所处高度相同时，物体 ，重力势能越大。
51．（2024 河东区二模）哈尔滨冰雪大世界吸引了众多的南方游客，零下20多度的室外，游客们把雪团成一个个大大小小的雪球，兴奋的打着雪仗，正在上初二的李英突然闪现一个疑问：雪球是冰吗？它的密度是不是跟冰一样呢？随后她便搜罗来了一些器材：天平（带砝码）、烧杯、保温杯（装有水）、量筒、面粉、保鲜膜。请你从中挑选出合适的工具，帮助她测出雪球的密度吧（其中水的密度已知）。
（1）选择的实验器材；
（2）写出主要的实验步骤；
（3）写出雪球密度的表达式。
52．（2024 和平区二模）小明在复习八年级上册第五章第三节“测量物质的密度”时，在实验室再次测量出小石块的密度。他回到家中进一步做实验，利用身边的物品：圆柱形玻璃杯、小塑料杯、小石块（已知密度ρ石）（如图所示）、刻度尺，测量盐水的密度。请你帮助小明完成；
（1）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
（2）写出待测盐水的密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
53．（2024 和平区二模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节；
表2
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.20 2.0 0.25
2 2.0 0.15 1.5 0.20
3 1.5 0.10 0.15
… … … … …
（2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验，将实验数据填入表2中。第3次实验时情景如图（乙）所示，为使杠杆在水平位置平衡，应该在A点处悬挂 个钩码（每个钩码重力为0.5N，杠杆每小格长度为0.05m）；
（3）分析表2中数据，找出它们之间的关系，可归纳出杠杆的平衡条件： ；
（4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，请写出简单操作思路： 。
54．（2024 北辰区二模）实验小组在探究“影响摩擦力大小因素”的实验中，小吴有如下猜想：
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关；
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
为此，小吴进行了如图所示的实验：
（1）在实验过程中，需用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，根据 的知识可知，滑动摩擦力大小等于拉力大小。
（2）由图甲和图乙比较，可验证猜想 （填“A”或“B”）正确，并可得到结论：接触面粗糙程度相同时， 。
（3）小军认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关，于是将甲图中的木块竖着切去一半，如图丁所示，比较甲、丁两次实验，发现拉力大小不同，由此得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 。
五．计算题（共2小题）
55．（2024 南开区二模）在建筑工地，电动机利用滑轮组提升水泥，如图所示。电动机用30s的时间，将4000N的水泥匀速提升6m，电动机牵引绳子的拉力F为2400N。吊篮和绳子的质量忽略不计。求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率（百分号前保留1位小数）。
56．（2024 北辰区二模）小华采用如下方法测量一物块（不溶于水）的密度：弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1＝3.0N（如图甲所示）；将物块浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数为F2＝2.0N（如图乙所示）。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）物块的质量m；
（2）物块的体积V；
（3）物块的密度ρ。
六．解答题（共4小题）
57．（2024 天津二模）如图所示，水平桌面上有一圆柱形薄壁容器，容器内竖直正立一材料质地均匀、高为h、底面积为S0的杯子。现只向容器中注水，当容器中水的深度为时，杯子对容器底部的压力刚好为零；接下来同时向容器和杯中注水，并继续保持杯子与容器底压力为零，当杯口与容器中水面相平时，杯中水刚好达到杯子容积的一半（整个过程中，杯底与容器底部始终接触但不紧密）。已知水的密度为ρ0，请完成下列任务：
（1）空杯子的质量是 ；
（2）求该杯子材料的密度；
（3）继续向杯中注水直至注满，求此时杯子对容器底部的压强。
58．（2024 滨海新区二模）如图甲，圆筒内放一圆柱形木块（木块不吸水），用细线将木块底部与筒底连接，线长为L0（细线被压在木块下，图中未画出）。木块底面积为S0、高度为h0。现向圆筒内缓慢注水，直到水面恰好与木块上方相平为止，如图乙所示。细线重力和体积忽略不计，（已知：水的密度为ρ水，木块的密度为ρ水）请解答下列问题。
（1）求当木块对圆筒底部的压力恰好为0时，注入水的深度；
（2）求细线对木块的最大拉力；
（3）请在图丙中，定性画出注水过程木块所受浮力与水的深度关系图象。
59．（2024 河北区二模）如图甲所示，装有部分水的平底试管竖直漂浮在圆柱形容器内的水面上，试管中的水面恰与容器壁上的A点相平。现将一小石块完全浸没在试管内的水中，试管仍漂浮在水面上，且试管中的水面恰好仍与容器壁上的A点相平，如图乙所示。若试管粗细均匀、试管壁与容器壁的厚度均不计，试管的横截面积为S1，容器的横截面积为S2，水的密度为ρ0，请解答以下问题：
（1）证明容器壁上A点受到水的压强变化量Δp与容器底部受到水的压强变化量Δp的大小相等；
（2）求出石块的密度。（温馨提示：推导计算过程中需要的物理量，请提前设定！）
60．（2024 和平区二模）体重较重的小明和体重较的小亮在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示，已知座椅和动滑轮的总重为150N，小亮在10s内将小明匀速拉高2m，小亮拉力的功率为150W（不计绳重和摩擦），求：
（1）小亮的拉力为多大？
（2）小明的重力为多大？
（3）该滑轮组的机械效率为多少？
（4）若小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮，小亮的重力为500N，该滑轮组的机械效率为 。
天津市2024年中考物理二模试题按知识点分层汇编-01力学
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．（2024 南开区二模）关于中学生相关数据的估测最符合实际的是（ ）
A．中学生的正常体温约为37℃
B．中学生对水平地面的压力约为50N
C．中学生心脏跳动60次所用时间约为1s
D．中学生将一个鸡蛋从地面举过头顶所做的功约为10J
【解答】解：A.中学生的正常体温约为37℃，故A符合实际；
B.中学生对水平地面的压力等于其重力，约为500N，故B不符合实际；
C.中学生心脏跳动60次所用时间约为1min，故C不符合实际；
D.一个鸡蛋的重力约为0.5N，中学生将一个鸡蛋从地面举过头顶，鸡蛋通过的高度约为2m，中学生对鸡蛋所做的功约为W＝Gh＝0.5N×2m＝1J，故D不符合实际。
故选：A。
2．（2024 南开区二模）如图所示的等刻度均匀杠杆保持水平平衡，若测力计示数为4牛，则一个重为2牛的钩码一定挂在杠杆的（ ）
A．b点 B．d点 C．j点 D．k点
【解答】解：弹簧测力计竖直向上用力，使杠杆逆时针转动，如果钩码挂在杠杆的左端，也会使杠杆逆时针转动，所以钩码要挂在杠杆的右端，钩码要阻碍杠杆转动。
因为，F1L1＝F2L2，
假设杠杆的每一个小格代表1cm，所以，4N×2cm＝2N×L2，
所以，L2＝4cm。
钩码要挂在k点。
故选：D。
3．（2024 天津二模）如图所示的实例中利用大气压的是（ ）
A．加宽的书包带 B．卫生间的地漏
C．压在墙上的吸盘 D．自制的密度计
【解答】解：A．加宽的书包带，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，与大气压无关，故A错误；
B．卫生间的地漏，是利用连通器的原理，与大气压无关，故B错误；
C．用力挤压，排出吸盘内的空气，使里面接近真空，内部气压远小于外界大气压，此时吸盘就会在外界大气压的作用下紧贴在墙面上，利用了大气压，故C正确；
D．密度计的设计利用了物体的浮沉条件，与大气压无关，故D错误。
故选：C。
4．（2024 天津二模）下列数据符合中学生体质测试结果的是（ ）
A．立定跳远：5m B．质量：50kg
C．身高：1.63cm D．50m跑：1s
【解答】解：A．中学生立定跳远的成绩约为2m，故A错误；
B．成年人质量约为60kg，中学生的质量略小于此，约为50kg，故B正确；
C．中学生的身高约为1.63m，故C错误；
D．中学生50m跑的成绩约为8s，故D错误。
故选：B。
5．（2024 天津二模）图中所涉及的物理知识描述正确的是（ ）
A．紧固锤头：利用惯性
B．坦克装履带：增大压强
C．用力捏闸：减小摩擦
D．撬棒撬物：费力杠杆
【解答】解：A．开始时，锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄撞到物体时被迫静止，锤头由于惯性继续向下运动，就会紧套在锤柄上，故A正确；
B．坦克装履带，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小坦克对地面压强，故B错误；
C．用力捏闸，是在接触面粗糙程度相同时，通过增大压力来增大摩擦，故C错误；
D．撬棒使用时，动力臂大于阻力臂，所以撬棒是省力杠杆，故D错误。
故选：A。
6．（2024 滨海新区二模）下列估测符合实际情况的是（ ）
A．物理书质量约15kg
B．一根筷子长约25cm
C．正常中学生的重力约50N
D．人感觉舒适的环境温度约40℃
【解答】解：A、物理书质量约为200g，故A不符合实际；
B、物理课本的长度为26cm，一根筷子长度与它差不多，约25cm，故B符合实际；
C、中学生的质量在50kg左右，受到的重力大约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N左右，故C不符合实际；
D、人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右，故D不符合实际。
故选：B。
7．（2024 滨海新区二模）物理课本放在水平桌面上静止时，下列属于一对平衡力的是（ ）
A．课本受到的重力和桌子受到的重力
B．课本受到的重力和桌面对课本的支持力
C．课本受到的重力和课本对桌面的压力
D．课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力
【解答】解：A、课本受到的重力和桌子受到的重力，二力方向相同、不是作用在一个物体上，不是一对平衡力，故A错误；
B、课本受到的重力和桌面对课本的支持力，二力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故B正确；
C、课本受到的重力和课本对桌面的压力，二力方向相同，不是一对平衡力，故C错误；
D、课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力，是一对相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。
故选：B。
8．（2024 红桥区二模）关于压强，下列说法正确的是（ ）
A．用吸管把杯中的饮料吸到嘴里是利用了大气压
B．“蛟龙号”潜到7000m深海处受到海水的压强为7×105Pa
C．马德堡半球实验证明了液体内部有压强
D．人在站立时抬起一只脚后，人对地面的压强变小
【解答】解：A、嘴将管中的空气吸走，吸管中的气压减小，饮料在外界大气压的作用下沿吸管上升而进入口中，利用的是大气压强，故A正确；
B、“蛟龙号”潜到7000m深海处受到海水的压强约为p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×7000m＝7×107Pa；故B错误；
C、马德堡半球实验证明了大气压的存在，故C错误；
D、人在站立时抬起一只脚后，主要是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故D错误。
故选：A。
9．（2024 河北区二模）下列对于家庭厨房用具的估测，最接近实际值的是（ ）
A．锅铲的长度约为1.2m B．饭碗的容积约为30L
C．菜刀的质量约为4kg D．餐桌的高度约为0.8m
【解答】解：
A、锅铲的长度约为40cm＝0.4m，故A不符合实际；
B、饭碗的容积约为300mL＝0.3L，故B不符合实际；
C、菜刀的质量约为400g＝0.4kg，故C不符合实际；
D、餐桌的高度约为80cm＝0.8m，故D符合实际。
故选：D。
10．（2024 河北区二模）如图是某拦河大坝的截面示意图，则A点受到水的压强为（g＝10N/kg）（ ）
A．5×105Pa B．4×105Pa C．3×105Pa D．1×105Pa
【解答】解：A点所处的深度：h＝40m﹣10m＝30m，
受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa。
故选：C。
11．（2024 河东区二模）一辆汽车在水平公路上匀速行驶，下列与其相关的各对力中，属于平衡力的是（ ）
A．汽车对路面的压力和路面对汽车的支持力
B．汽车受到的牵引力和汽车受到的重力
C．汽车受到的重力和汽车对路面的压力
D．汽车受到的牵引力和汽车受到的阻力
【解答】解：A、汽车对路面的压力和路面对汽车的支持力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故A不符合题意；
B、汽车受到的牵引力和重力，方向不在同一直线上，不是一对平衡力，故B不符合题意；
C、汽车受到的重力和汽车对路面的压力，不是同一受力物体，且这两个力方向相同，不是一对平衡力，故C不符合题意；
D、汽车受到的牵引力和汽车受到的阻力，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，符合二力平衡的条件，故D符合题意。
故选：D。
12．（2024 河东区二模）一个小朋友从滑梯上加速下滑的过程中，他的（ ）
A．重力势能增加，动能增加
B．重力势能减少，动能减少
C．重力势能增加，动能减少
D．重力势能减少，动能增加
【解答】解：小朋友从滑梯上加速下滑的过程中，质量不变高度减小，重力势能减小，而速度变大，动能变大。
故选：D。
13．（2024 河东区二模）连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用，图中所示事例中利用连通器原理工作的是（ ）
A．管中水不会流出 B．锅炉水位计
C．水从侧孔喷出 D．两张纸向中间靠拢
【解答】解：A、水杯倒置水没流出是因为大气压强对纸片有一个向上的支持力，从而托住水，使水不流出，与连通器无关，故A不符合题意；
B、锅炉水位计是上端开口，下部连通，即是利用连通器的原理制成的，故B符合题意；
C、水从侧孔喷出是因为液体具有压强，与连通器无关，故C不符合题意；
D、两张纸向中间靠拢是因为流体流速大的位置压强小，与连通器无关，故D不符合题意。
故选：B。
14．（2024 和平区二模）北斗导航系统与伽利略导航系统、GPS导航系统并称为世界三大导航系统，如图所示，北斗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星从远地点运行到近地点的运行过程中，下列说法正确的是（ ）
A．势能减小，动能减小 B．势能减小，动能增大
C．势能增大，动能减小 D．势能增大，动能增大
【解答】解：人造地球卫星从远地点运行到近地点的运行过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
故选：B。
15．（2024 和平区二模）如图所示，是小华同学对一些测量仪器的使用与数据的记录，正确的是（ ）
A．小球直径为1.1cm
B．苹果质量为162g
C．用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，木块所受滑动摩擦力为0.8N
D．此时的温度是﹣4℃
【解答】解：A、测物体的长度时，读到分度值的下一位，故A错误；
B、天平在使用时被测物体放左盘，故B错误；
C、弹簧测力计的示数反映了测力计对木块的拉力，实验时，木块做匀速直线运动时受平衡力作用，根据二力平衡条件可知，木块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数，而本题没有说明木块做匀速直线运动，故C错误；
D、图中温度计的分度值为1℃，且液面在0℃以下，因而读数是﹣4℃，故D正确。
故选：D。
16．（2024 和平区二模）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分，如图是用切刀将黄芪切片的示意图，小明在切刀的N点施加作用力、将切刀M点下方的黄芪切断，下图能正确表示切刀工作示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：据图可知，当切黄芪时，其会绕着切刀右边的固定点转动，即为支点，所按压的那一点，即动力作用点，方向向下；而黄芪对切刀有一个向上的阻力，该点就是阻力作用点，阻力的方向是向上的。
故选：C。
17．（2024 北辰区二模）如图所示各种工具都可以看成是杠杆，其中属于费力杠杆的是（ ）
A． 钳子 B． 自行车手闸
C．剪铁片剪刀 D． 赛艇的桨
【解答】解：A、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不合题意；
B、自行车手闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不合题意；
C、剪铁片剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不合题意；
D、赛艇的桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意。
故选：D。
18．（2024 北辰区二模）如图所示让小铁球从斜面上滚下，在它运动路径的侧旁放一个磁体，观察到小铁球由直线运动改做曲线运动，该现象说明了（ ）
A．力能使物体发生形变
B．力能改变物体的运动状态
C．此时小球受到的是平衡力
D．物体的运动需要力来维持
【解答】解：（1）小铁球在磁体的作用下由直线运动改做曲线运动，运动状态发生变化，所以A错误，B正确；
（2）物体受平衡力的作用时，只可能处于静止或匀速直线运动状态。而小铁球做曲线运动，此时小球受到到是非平衡力，故C错误；
（3）力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，故D错误；
故选：B。
19．（2024 红桥区二模）对下列安全教育内容进行分析，所用物理知识错误的是（ ）
A．交通安全：驾车要系好安全带——防范惯性危害
B．遇险自救：用破窗锤破窗逃生——牛顿第一定律
C．用电安全：更换灯泡断开电源——安全用电原则
D．出行安全：等候列车不越安全线——流体压强与流速的关系
【解答】解：A、驾车要系好安全带，当突然刹车时，人由于惯性向前倾，安全带可有效防范惯性可能带来的危害，故A正确；
B、用破窗锤破窗时，锤的一端较尖锐，在压力一定时，可减小受力面积，增大压强，有利于击碎玻璃，故B错误；
C、更换灯泡时要断开电源，这样做符合安全用电原则，故C正确；
D、列车行驶时，带动附近的空气流速变大、压强变小，此时人若离列车较近，容易被压向列车一侧，所以等候列车时不能越过安全线，故D正确。
故选：B。
20．（2024 红桥区二模）下面数据中符合生活实际的是（ ）
A．教室里课桌的高度大约是80dm
B．一名中学生的质量约为500kg
C．人体感觉舒适的气温约为40℃
D．人体安全电压不高于36V
【解答】解：A、80dm＝8m，教室的课桌如果是8m的，不符合常识，应该为80cm，故A错误；
B、一名中学生的质量约为50kg，故B错误；
C、人体感觉舒适的气温约为25℃，故C错误；
D、人体安全电压不高于36V，故D正确。
故选：D。
二．多选题（共7小题）
（多选）21．（2024 南开区二模）如图所示，烧杯中装有适量的水（水的密度为ρ0），现有质地均匀，不吸且不溶于水的a、b两实心柱体，质量之比为3：1，体积之比为4：1，将b置于a上面一起放入烧杯中，静止时a的上表面刚好与液面相平，下列说法正确的是（ ）
A．a的密度为0.75ρ0
B．单独把a放入烧杯中，有的体积露出液面
C．单独把b放入烧杯中，有的体积露出液面
D．单独把a放入烧杯中，其下表面液体压强与图中a的下表面液体压强之比为3：4
【解答】解：A、由题意可知，质量之比为3：1，根据重力公式 G＝mg可知，Ga＝3Gb，由题图可知a、b整体处于漂浮状态，受到的浮力等于总重力，即Ga+Gb＝F浮＝ρ水gVa，联立可得，Ga＝ρ水gVa，即：ρaVag＝ρ0gVa，解得ρaρ0＝0.75ρ0，故A正确；
B、因 ρa＜ρ水，故单独把a放入烧杯中，a漂浮，a受到的浮力等于其自身的重力，即 Ga＝F浮'，即 ρaVag＝ρ水gV排，解得：，所以单独把a放入烧杯中，有四分之一的体积露出液面，故B错误；
C、由题意可知，Va＝4Vb，根据ρ可知 ρa：ρb：：3：4，所以，ρbρa0.75ρ0＝ρ0，因 ρb＝ρ0，故单独把b放入烧杯中，b悬浮，故C错误；
D、单独把a放入烧杯中时，a下表面在水中的深度h甲ha，在题图中，a下表面所在深度为 ，根据液体公式 p＝ρg 可知，单独把a放入烧杯中时和题图中a的下表面液体压强之比为3：4，故D正确。
故选：AD。
（多选）22．（2024 天津二模）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重1200N的货物。当工人用F1＝400N的拉力拉绳时，货物没动；当工人用F2＝500N的拉力拉绳时，货物匀速上升。不计绳重和摩擦，下列结果正确的是（ ）
A．动滑轮的重为300N
B．用F1＝400N的力拉绳时，货物对水平面的压力为100N
C．货物匀速上升时，滑轮组的机械效率为60%
D．货物匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%
【解答】解：A、由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，根据F2（G+G动）可知，动滑轮重为：
G动＝nF2﹣G＝3×500N﹣1200N＝300N，故A正确；
B、工人用F1＝400N的拉力拉绳时，货物没动，把动滑轮和货物看做一个整体，受到竖直向上的3段绳子的拉力、支持力和竖直向下的总重力，
根据力的平衡条件和相互作用力的知识可得，货箱对地面的压力：
F压＝F支持＝G总﹣3F1＝1200N+300N﹣3×400N＝300N，故B错误；
CD、该滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%，故C错误，D正确。
故选：AD。
（多选）23．（2024 滨海新区二模）如图，将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到高处，斜面长s为4m、高h为1m。若拉力F为5N，拉力的功率为5W，则（ ）
A．斜面机械效率为80%
B．拉力做的总功为20J
C．提升物体做的有用功为20J
D．物体由斜面底端运动到高处用时1s
【解答】解：ABC、提升物体克服物体重力做的有用功：
W有用＝Gh＝16N×1m＝16J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝5N×4m＝20J，
斜面的机械效率：
η100%100%＝80%，故AB正确、C错误；
D、由P可得做功时间，即物体由斜面底端运动到高处用时：
t4s，故D错误。
故选：AB。
（多选）24．（2024 河北区二模）如图甲所示，足够大圆柱形薄壁容器A放在水平桌面上，容器中盛有少量密度为ρ0的水，其底面积为3S0，现将一底面积为S0的木块B（不吸水）放入容器中，水面上升的高度为h0，此时物块B部分露出水面，如图乙所示。若此时木块对容器底的压强为p0。则（ ）
A．容器内水的质量为6ρ0S0h0
B．容器内水的质量为3ρ0S0h0
C．木块所受的重力为2ρ0gh0S0+p0S0
D．木块所受的重力为3ρ0gh0S0+p0S0
【解答】解：AB、水面上升的高度为h0，若原先的高度为h，则水的体积为：
V水＝3S0h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
V水＝（3S0﹣S0）（h+h0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得到：h＝2h0，
所以，V水＝3S0h＝3S0×2h0＝6S0h0，
则容器内水的质量为：
m水＝ρ0V水＝ρ0×6S0h0＝6ρ0S0h0，故A正确，B错误；
CD、木块B受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝ρ0gS0×（2h0+h0）＝3ρ0gS0h0，
此时木块B对容器底的压强为p0，B对容器底的压力为：
F压＝p0S0，
由于B对容器底的压力与容器底对B的支持力是一对相互作用力，大小相等，
所以支持力：F支＝F压＝p0S0，
木块B在水中受到重力、支持力、浮力，在这三个力的作用下，木块处于静止状态，所以木块B的重力为
G＝F浮+F支＝3ρ0gS0h0+p0S0，故C错误，D正确。
故选：AD。
（多选）25．（2024 河东区二模）如图所示，装有适量水（水的密度为ρ0）的柱形容器放在水平桌面上，容器的底面积为S0，将重为G1的金属块A和重为G2的木块B叠放在水中，水面恰好与木块上表面相平；将金属块取下放入水中，金属块下沉到容器底部，当木块再次静止时，水对容器底部的压强减小了p0。下列判断正确的是（ ）
A．木块B的体积为
B．金属块A的体积为
C．木块B再次静止时露出水面的体积为
D．沉到容器底部的金属块A受到的支持力为p0S0
【解答】解：
A、金属块和木块叠放在水中时，此时水面恰好与木块上表面相平，并且它们处于漂浮状态，则浮力：F浮＝G1+G2，
由阿基米德原理可得，木块的体积：V＝V排，故A错误；
B、金属块和木块叠放在水中时，处于漂浮状态，木块受到总浮力等于木块和金属块的总重力，即：F浮＝G1+G2，
将金属块取下放入水中，木块漂浮，金属块沉底，总浮力等于木块的重力加上金属块的浮力，即F浮′＝G2+F浮金，
所以，总浮力的减小量：ΔF浮＝F浮﹣F浮′＝G1+G2﹣（G2+F浮金）＝G1﹣F浮金﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由题知，金属块沉底后，减小的浮力ΔF浮＝ρ0gΔV排＝ρ0gΔhS0＝p0S0，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
结合①②可得，减小的浮力：ΔF浮＝G1﹣F浮金＝p0S0，
即：G1﹣ρ0gV金属＝p0S0，
所以，V金属，故B正确；
C、金属块和木块叠放在水中时，木块受到的浮力等于木块和金属块的总重力，即：F浮＝G1+G2，
将金属块取下放入水中，木块漂浮在水面上，木块的浮力等于木块的重力，即F浮木′＝G2，
所以木块受到浮力的减小量：ΔF浮木＝F浮﹣F浮木′＝G1+G2﹣G2＝G1，
由阿基米德原理可得木块B再次静止时露出水面的体积：V木露，故C正确；
D、由B知，减小的浮力ΔF浮＝G1﹣F浮金＝p0S0，又因为F浮金＝ρ0gV金属，
所以G1﹣ρ0gV金属＝p0S0，
则金属块沉底时，其受到的支持力：F支＝G1﹣F浮金＝ΔF浮＝p0S0，故D正确。
故选：BCD。
（多选）26．（2024 和平区二模）小明将底面积为S2的柱状蜡烛底部表面烧熔化，然后迅速压在底面积为S1的烧杯底部，向烧杯中加水至刚好淹没蜡烛，测得水深h1（蜡烛与烧杯底密合，如图甲所示）；接着他移动了一下蜡烛，发现最终蜡烛漂浮在水面（如图乙所示），测得此时水深为h2，已知水的密度ρ水。以下结论不正确的是（ ）
A．甲图中蜡烛所受浮力为ρ水gS2h1
B．蜡烛密度为[1]ρ水
C．乙图中蜡烛所受浮力为ρ水gS1（h1﹣h2）
D．乙图中蜡烛下表面所受水的压强为ρ水g（h1 S1）
【解答】解：A、甲图中蜡烛下面没有水，根据浮力产生的原因可知，蜡烛不受浮力的作用，故A错误；
BC、甲图中水的体积为：V水＝S1h1﹣S2h1，
乙图中蜡烛排开水的体积为：V排＝V总﹣V水＝S1h2﹣（S1h1﹣S2h1）＝S1h2﹣S1h1+S2h1，
乙图中蜡烛所受浮力为：F浮＝ρ水gV排＝ρ水g（S1h2﹣S1h1+S2h2），
因为乙图蜡烛漂浮，
所以浮力等于重力，即G＝F浮＝ρ水g（S1h2﹣S1h1+S2h1），
蜡烛的密度为：ρρ水（1）＝[1]ρ水，故B正确、C错误；
D、根据浮力产生的原因可知，乙图中蜡烛下表面所受水的压力等于蜡烛受到的浮力，即F＝ρ水g（S1h2﹣S1h1+S2h1），
若蜡烛竖直漂浮在水面，则蜡烛下表面所受水的压强pρ水g（h1 S1），
由图乙可知，蜡烛的底面积大于S2，则乙图中蜡烛下表面所受水的压强小于ρ水g（h1 S1），故D错误。
故选：ACD。
（多选）27．（2024 北辰区二模）将一底面积为S0、盛有适量密度为ρ0的水的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，一装有铝块的平底金属盒漂浮在水面上，如图甲所示，此时金属盒受到的浮力为F1。将铝块从金属盒中取出放入容器的水中，铝块沉到容器底，如图乙所示，此时金属盒受到的浮力为F2，容器底对铝块的支持力为F3。下列判断正确的是（ ）
A．铝块的重力为F1﹣F2
B．铝块放入水中后，铝块受到的浮力为F1﹣F2+F3
C．铝块放入水中后，水对容器底的压强减小了
D．铝块的体积为
【解答】解：A．甲图中金属盒与铝块漂浮在液面上，浮力等于金属盒和铝块的总重力，即F1＝G金属盒+G铝块，乙图中金属盒漂浮在液面上，浮力等于金属盒的重力，即F2＝G金属盒，所以铝块的重力为：G铝块＝F1﹣F2，故A正确；
B．铝块沉到容器底，受到重力、支持力和浮力，铝块受到的浮力为F浮铝＝G铝块﹣F支持＝F1﹣F2﹣F3，故B错误；
C．原来金属盒和铝块的总浮力为F1＝G金属盒+G铝块，铝块沉到容器底，金属盒和铝块的总浮力F2＝G金属盒+F浮铝，
铝块放入水中后，总浮力的变化量ΔF浮＝F1﹣F2＝G金属盒+G铝块﹣（G金属盒+F浮铝）＝G铝块﹣F浮铝＝F支持＝F3，
铝块放入水中后，水对容器底的压强减小了，故C正确；
D．铝块全部浸入水中，铝块的体积，故D正确。
故选：ACD。
三．填空题（共14小题）
28．（2024 南开区二模）春节吃饺子是中华民族传统习俗。包饺子时，捏出漂亮的花边，说明力可以改变物体的 形状 ；煮一段时间饺子会上浮，上浮时饺子受到水的浮力 大于 （选填“大于”“小于”或“等于”）自身重力。
【解答】解：包饺子时，捏出漂亮的花边，说明力可以改变物体的形状，使物体发生形变。
饺子浸没在水中，当浮力大于重力时，饺子会上浮，直到在水面漂浮。
故答案为：形状；大于。
29．（2024 南开区二模）为减少扬尘对空气质量的影响，锦州市区每天都要进行洒水作业。如图所示，洒水车沿道路匀速行驶，在洒水过程中，洒水车受到地面的摩擦力将 减少 ，整车的动能将 减少 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解答】解：洒水车沿道路匀速行驶，在洒水过程中，质量变小，重力变小，对水平地面的压力变小，由于接触面粗糙程度不变，所以洒水车受到地面的摩擦力将减小；
在洒水过程中，洒水车匀速行驶，速度不变，质量变小，整车的动能将减小。
故答案为：减小；减小。
30．（2024 天津二模）图为探究杠杆平衡条件时的某次实验情形，在A点挂4个钩码，若使杠杆在水平位置仍保持平衡，需要在B点挂 3 个钩码；若在A、B两处分别再挂上一个钩码，杠杆 不能 （选填“能”或“不能”）在水平位置继续保持平衡。
【解答】解：设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：4G×3L＝nG×4L，解得n＝3，即需要在B点挂3个钩码。
在A、B两处分别再挂上一个钩码后，杠杆的左端：F1L1＝（4G+G）×3L＝15GL；杠杆的右端：F2L2＝（3G+G）×4L＝16GL，因为F1L1＜F2L2，所以杠杆不能在水平位置继续保持平衡。
故答案为：3；不能。
31．（2024 天津二模）如图所示，小乐用50N的水平推力，10s内使重为500N的小车在水平面上匀速向左移动了10m，此过程中小车受到的阻力为 50 N，推力做功的功率为 50 W。
【解答】解：小车在水平面上做匀速直线运动时，受到的推力和阻力是一对平衡力，大小相等，水平推力为50N，则此过程中小车受到的阻力为50N。
推力做功的功率为：。
故答案为：50；50。
32．（2024 滨海新区二模）工人师傅用100N的力水平推动重为500N的箱子，箱子沿平直路面匀速移动了10m。在这个过程中，地面对箱子的摩擦力为 100 N，重力做功为 0 J。
【解答】解：（1）因为工人师傅用100N的力沿水平方向推着箱子匀速前进，箱子受推力和摩擦力是一对平衡力，所以箱子受到的摩擦力：f＝F＝100N；
（2）重力的方向是竖直向下的，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J。
故答案为：100；0。
33．（2024 滨海新区二模）货运汽车装有许多车轮，是为了 减小 （选填“增大”或“减小”）对路面压强；透过车窗司机看到路边树木向后移动，他是以 汽车 （选填“汽车”或“树木”）为参照物。
【解答】解：（1）货运汽车装有许多车轮，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对路面的压强。
（2）以汽车为参照物，路边树木与汽车之间的位置在变化，树木是运动的，所以，透过车窗看到路边的树木向后移动，这是以汽车为参照物。
故答案为：减小；汽车。
34．（2024 河东区二模）黄旭华参与设计的中国海军第一艘核潜艇“长征1号”于1970年12月26日下水。当下潜到300m时，核潜艇受到的压强是 3×106 Pa。若其体积约为5000m3，则受到的浮力是 5×107 N（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。
【解答】解：核潜艇受到的压强为：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×300m＝3×106Pa；
核潜艇受到的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5000m3＝5×107N。
故答案为：3×106；5×107。
35．（2024 河东区二模）小刚外出旅游，用20N的水平拉力拖着35kg的行李箱走到300m外的火车站用了5min，则拉力做的功为 6000 J，拉力的功率为 20 W。
【解答】解：拉力做的功W＝Fs＝20N×300m＝6000J，
拉力的功率P20W。
故答案为：6000；20。
36．（2024 和平区二模）吸管是生活中常见的物品，小明用吸管进行科学研究：图甲，吸管的一端做得很尖，是为了 减小受力面积，增大压强 ；图乙中，通过B管吹气，A管中的水面上升，其物理原理是 在流体中，流速越大的位置压强越小 。
【解答】解：（1）吸管一端做得很尖，是在压力一定时，为了减小受力面积，增大压强；
（2）在流体中，流速越大的位置压强越小，当通过B管吹气时，A管上方的空气流动速度增大，压强减小，导致A管内气压小于管外水面大气压，在大气压的作用下，A管内水面上升。
故答案为：减小受力面积，增大压强；在流体中，流速越大的位置压强越小。
37．（2024 和平区二模） 2023年9月23日至10月8日，第19届亚运会在杭州市隆重举行，本届亚运会各种自动化科技应用悉数亮相，餐饮场所使用送餐机器人送餐（如图所示），如果机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动10m，它所受到的阻力为100N，则机器人的重力做功 0 J，机器人牵引力做功的功率为 40W 。
【解答】解：（1）由于机器人在水平路面上做匀速直线运动，没有在重力的方向上移动距离，由做功的两个必要条件可知，此过程中机器人的重力没有做功，即机器人的重力做功为0J；
（2）机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动，处于平衡状态，受到平衡力的作用，大小相等，所以所受的牵引力：F＝f＝100N，
牵引力对机器人做功的功率：PFv＝100N×0.4m/s＝40W。
故答案为：0；40W。
38．（2024 北辰区二模）如图所示，建筑工人通常用重垂线来检验墙壁是否竖直，这是根据重力的方向总是 竖直向下 的原理制成的；如图，跳水运动员站到踏板上，踏板发生了形变，当她走到踏板前端，踏板弯曲得更大，说明力的作用效果与力的 作用点 有关。
【解答】解：
（1）铅垂线检测墙体是否竖直，是运用了重力的方向是竖直向下的。
（2）跳水运动员站到踏板上，踏板发生了形变，运动员走到踏板前端，踏板弯曲得更大，分析两种情况下踏板的受力情况，踏板所受的压力大小均为运动员的重力，方向都是竖直向下，但压力的作用点不一样，说明力的作用效果与力的作用点有关。
故答案为：竖直向下；作用点。
39．（2024 北辰区二模）如图是工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，若动力臂是阻力臂的5倍，则工人用50N的力能撬起重为 250 N的石块；在动力方向不变的情况下，该工人想用更小的力撬起石块，那么他的手应该向 远离 （选填“远离”或“靠近”）支点O的方向移动。（杠杆的自重及摩擦不计）
【解答】解：根据杠杆平衡条件可知，若动力臂是阻力臂的5倍，则阻力为动力的5倍，即G＝5F＝5×50N＝250N；
阻力、阻力臂不变，在动力方向不变的情况下，想用更小的力撬起石块，则应该增大动力臂，即工人的手应该向远离支点O的方向移动。
故答案为：250；远离。
40．（2024 红桥区二模）小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为 150 J，重力做功为 0 J。
【解答】解：
（1）在整个过程中推力做功：W＝Fs＝15N×10m＝150J；
（2）购物车在水平地面上运动，购物车在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即做功为0J。
故答案为：150；0。
41．（2024 河北区二模）自行车把手上设计花纹是为了 增大 摩擦；小明骑自行车上学，骑行1.8km用时5min，则小明在该过程中的平均速度是 6 m/s。
【解答】解：自行车把手上有花纹，是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，
小明骑自行车上学时间t＝5min＝300s，路程s＝1.8km＝1800m，
则小明骑车的速度：
v6m/s。
故答案为：增大；6。
四．实验探究题（共13小题）
42．（2024 南开区二模）同学们观看奋斗者号潜水器入水过程，思考物体所受浮力的大小跟哪些因素有关，于是进行了如下探究：
（1）同学们通过生活中的实例：清洗樱桃时将其放入水中，部分会沉底，之后加入盐清洗，沉底的樱桃会上浮，由此推理出浮力大小与 液体密度 有关；
（2）同学们使用弹簧测力计设计如图甲的实验过程，该实验测量浮力大小是利用了 D ；（填字母）
A.浮力与重力是一对平衡力
B.浮力与重力是一对相互作用力
C.浮力与拉力是一对相互作用力
D.拉力与浮力之和等于重力
（3）通过实验数据及现象分析，由如图甲C→D的过程可初步得出实验结论：浮力大小与物块浸没在液体中的深度 无关 （选填“有关”或“无关”）；再由如图甲B→C可初步得出结论：物块浸在液体中受到的浮力大小与 排开液体的体积 有关；
（4）为进一步探究“浸在液体中的物体受到的浮力大小是否与物体的体积有关”，同学选用两个大小不同的塑料盒分别装上不等量的水，使它们的总重力相等，将两盒放入水中，如图乙所示，则这两个盒子受到的浮力大小 相等 （选填“相等”或“不相等”），说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的体积 无关 （选填“有关”或“无关”）。
【解答】解：（1）浮力与液体密度和排开液体的体积有关，清洗樱桃时将其放入水中，部分会沉底，之后加入盐清洗，沉底的樱桃会上浮，改变了液体的密度，使得浮力改变，由此推理出浮力大小与液体密度有关；
（2）同学们使用弹簧测力计设计如图甲的实验过程，
开始时拉力等于重力，二力平衡，浸入后向上的浮力与拉力的合力与重力平衡，故利用拉力与浮力之和等于重力来测量浮力的，故选：D。
（3）通过实验数据及现象分析，由如图甲C→D的过程，液体的密度和排开液体的体积不变，深度改变，而拉力不变，说明浮力不变，故可初步得出实验结论：浮力大小与物块浸没在液体中的深度无关；再由如图甲B→C，液体的密度不变，改变了排开液体的体积，拉力改变，说明浮力改变，可初步得出结论：物块浸在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关；
（4）它们的总重力相等，将两盒放入水中，如图乙所示，都是漂浮，浮力等于重力，则这两个盒子受到的浮力大小不相等，改变了物体的体积，但浮力不变，说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的体积无关。
故答案为：（1）液体密度；（2）D；（3）无关；排开液体的体积；（4）相等；无关。
43．（2024 南开区二模）物理兴趣小组组织同学们测量某一不规则的实心小塑料块的密度（已知水的密度为ρ0，ρ塑＜ρ0），可以选取不同测量方法及器材，比一比谁的方法多，小明决定使用溢水杯、细针（体积不计）、高度及底面积适宜的厚底薄壁圆柱形玻璃杯、刻度尺，请设计出测量小塑料块密度的实验方案。要求：
（1）写出主要实验步骤及需要测量的物理量；
（2）写出小塑料块的密度数学表达式（用已知量和测量量表示）。
【解答】解：（1）实验步骤：①在溢水杯装满水，将玻璃杯放在溢水杯口下方，再将小塑料块轻轻放入溢水杯中，待溢水杯中不再溢水后，用刻度尺测出玻璃杯中水的高度为h1；
②用细针将小塑料块全部压入水中，继续用玻璃杯收集从溢水杯中溢出的水，待溢水杯中不再溢水后，用刻度尺测出玻璃杯中水的高度为h2；
（2）假设玻璃杯的内底面积为S，在步骤①中，小塑料块漂浮，
由漂浮条件和阿基米德原理可得：F浮＝G排＝G，
由G＝mg可得，m塑g＝m排g，即：m塑＝m排＝ρ水V排＝ρ0Sh1，
在步骤②中，小塑料块浸没在水中，排开水的体积等于小塑料块的体积，即V塑＝V排′＝Sh2，
所以小塑料块的密度：ρ塑。
答：（1）实验步骤：①在溢水杯装满水，将玻璃杯放在溢水杯口下方，再将小塑料块轻轻放入溢水杯中，待溢水杯中不再溢水后，用刻度尺测出玻璃杯中水的高度为h1；
②用细针将小塑料块全部压入水中，继续用玻璃杯收集从溢水杯中溢出的水，待溢水杯中不再溢水后，用刻度尺测出玻璃杯中水的高度为h2；
（2）小塑料块的密度：ρ塑。
44．（2024 天津二模）蓟州“八仙山”是天津著名的风景区之一。小津在此参加社会实践活动后，带回一小块矿石，她很想测一下这块矿石的密度，可只找到细线和足够水，于是她跟老师借了天平、量筒、两个相同的烧杯及胶头滴管，但忘记了砝码。已知水的密度为ρ0，请你利用现有器材帮她设计一个测量矿石密度的实验方案。要求：
（1）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；
（2）写出矿石密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
【解答】解：（1）实验步骤：
①在量筒中放入适量的水，读出此时量筒中水的体积为V0；
②将两个烧杯分别放在调好的天平两端，将矿石放在其中一个烧杯中；
③将量筒中的水倒入另一烧杯中，用胶头滴管进行调节直到天平再次平衡，读出此时量筒中水的体积为V1；
④将石块缓慢浸没在量筒中，读出此时量筒中水的体积为V2。
（2）表达式：
矿石的质量等于托盘烧杯中水的质量，即m＝ρ0（V0﹣V1），矿石的体积V＝V2 V1，则矿石的密度
。
答：（1）见解析；（2）。
45．（2024 天津二模）在探究“影响动能大小的因素”的实验中。
（1）让同一个小球分别从斜面上不同高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度是 不同 （选填“相同”或“不同”）的；
（2）让小球从斜面顶端由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s1，如图1所示；让小球从斜面中间由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s2，如图2所示；由上述两次实验现象，可以初步得出结论：同一物体， 质量越大 ，动能越大；
（3）如图3所示，将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点由静止开始滚下，依次经过A、B两点到达C点，设A、B两点的动能分别为EA 大于 EB（选填“大于”“等于”或“小于”）。当小球从B点运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿 a （选填“a”“b”或“c”）轨道运动。
【解答】解：（1）同一个小球分别从斜面上不同高度由静止滚下，小球到达斜面底端时速度是不同的。
（2）由上述两次实验现象可知，小球从斜面不同高度由静止滚下，高度越高，到达斜面底端时的速度越大，动能越大，木块被撞出的距离越远。所以能得出结论；同一物体，运动速度越大，动能越大。
（3）由于没有忽略空气阻力，经过A、B两点到达C点的过程中，有外力对小球做功，则小球的机械能不守恒，即EA大于EB。
当小球到达C点时，速度为水平向右运动，此时小球所受各个力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持这一状态，所以小球将沿a轨迹运动。故选a。
故答案为：（1）不同；（2）质量越大；（3）大于；a。
46．（2024 滨海新区二模）小明想测量一个实心木球的密度（木球的密度小于水的密度）。他准备了如图所示的实验器材：小网兜（不计质量和体积）、实心木球、实心铁球（与木球体积相等）、烧杯（装适量水）、弹簧测力计。请你利用现有器材帮小明设计实验，测出木球密度。（已知：水的密度为ρ水）
（1）写出主要实验步骤和需要测量的物理量；
（2）写出小木球密度的表达式。（用已知量和测量量表示）
【解答】解：（1）实验步骤：①将实心木球放入网兜中，挂在弹簧测力计下，测出实心木球的重力G0；
②将实心木球和实心铁球放入网兜中，测出此时弹簧测力计的示数G1；
③将实心木球和实心铁球放入水中浸没，读出此时弹簧测力计的示数G2；
（2）实心木球的质量：m；
实心木球和实心铁球浸没在水中受到的浮力：
F浮＝G1﹣G2，由F浮＝ρ水gV排可得，实心木球和实心铁球的体积：
V总＝V排，
因实心铁球与木球体积相等，则实心木球的体积为VV总，
故实心木球的密度：
ρ木。
答：（1）见解答内容；（2）ρ木。
47．（2024 红桥区二模）用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
（1）获取相关数据：
①已知圆筒底面积为S；
②调节天平平衡时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，此时应将平衡螺每向 右 移。如图1，用调好的天平测得空圆筒质量 31.4 g；向圆筒中倒入适量水。用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g，计算得到圆筒内水的体积V0＝ 50 cm3。
（2）制作液体密度计：
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记，如图2甲所示，倒掉圆筒内的水，倒入待测液体至标记处，使待测液体体积为V0，将圆筒放入水中，圆筒处于漂浮状态，如图2乙测量圆筒浸入水中的深度h，则待测液体密度ρ液＝ （用m、s、h、V0、ρ0表示），根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值。
【解答】解：（1）②调节天平平衡时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，说明右盘偏轻，则此时应将平衡螺母向右调节，天平才能平衡；由图1得，空圆筒质量为20g+10g+1.4g＝31.4g；
圆筒中水的质量m0＝81.4g﹣31.4g＝50g，圆筒中水的体积V050cm3；
（2）圆筒漂浮时，排开水的体积为V排＝Sh，受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh，
根据漂浮的条件可得F浮＝G总，即ρ水gSh＝m总g，
解得m总＝ρ水Sh，
圆筒中液体的质量m液＝m总﹣m＝ρ水Sh﹣m，
液体的密度ρ液。
故答案为：（1）②右；31.4；50；（2）。
48．（2024 红桥区二模）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示：
（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 动能 ；
（2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 多 ，钢球的动能就越 大 ；
（3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 阻 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做直线运动。
【解答】解：（1）钢球从斜槽中滚下的过程中，高度降低、速度增大，所以重力势能转化成动能；
（2）钢球质量越大，将木块撞得越远，根据公式W＝Fs可知，对木块做的功越多；根据转换法可知，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大；
（3）木块最终会停下来是因为受到阻力的作用。
故答案为：（1）动能；（2）多；大；（3）阻。
49．（2024 河北区二模）用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验时应沿竖直方向 匀速 向上拉动弹簧测力计；
（2）第4次实验时所做的有用功为 0.3 J，滑轮组的机械效率η＝ 80% ；
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 大 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 无关 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 A 。
A.换用更轻的动滑轮
B.加快提升物体的速度
【解答】解：（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动。
（2）第4次实验时所做的有用功为：W有＝Gh＝6.0N×0.05m＝0.3J；W总＝Fs＝2.5N×0.15m＝0.375J；滑轮组的机械效率为：。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；
分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）A．换用更轻的动滑轮，所做的额外功越少，机械效率越高，故A符合题意；
B．加快提升物体的速度。机械效率不变，故B不符合题意。
故选：A。
故答案为：（1）匀速；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）A。
50．（2024 河东区二模）小刚在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。如图所示，把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。如图为实验过程中的有关情景。
（1）实验探究的是 重物 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能。
（2）实验中通过比较 桌腿陷入沙子的深度 来判断物体重力势能的大小。
（3）观察甲和乙两组实验，可以验证猜想，得出结论：当物体 质量相同 时，物体所处高度越大，重力势能越大。
（4）通过比较 乙和丙 （选填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）两图，可得出的结论是：物体所处高度相同时，物体 质量越大 ，重力势能越大。
【解答】解：（1）让重物从高处落下，探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，探究的是重物的重力势能；
（2）实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的，桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大，运用了转换法；
（3）研究重力势能与高度的关系要控制质量相同，比较甲、乙两图，物体的质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，可以得出：物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大；
（4）探究重力势能与质量的关系时，应保持物体的高度相同，由图甲、乙和丙可知，乙和丙两图满足实验要求；丙图质量大，桌腿进入沙子较深，说明物体所处高度越相同时，物体质量越大，重力势能越大。
故答案为：（1）重物；（2）桌腿陷入沙子的深度；（3）质量相同；（4）乙和丙；质量越大。
51．（2024 河东区二模）哈尔滨冰雪大世界吸引了众多的南方游客，零下20多度的室外，游客们把雪团成一个个大大小小的雪球，兴奋的打着雪仗，正在上初二的李英突然闪现一个疑问：雪球是冰吗？它的密度是不是跟冰一样呢？随后她便搜罗来了一些器材：天平（带砝码）、烧杯、保温杯（装有水）、量筒、面粉、保鲜膜。请你从中挑选出合适的工具，帮助她测出雪球的密度吧（其中水的密度已知）。
（1）选择的实验器材；
（2）写出主要的实验步骤；
（3）写出雪球密度的表达式。
【解答】解：（1）实验器材：天平（带砝码）、量筒、面粉、保鲜膜；
（2）实验步骤：①用天平测量雪球的质量m；
②将面粉倒入量筒，摇实摇平后记下刻度V1；
③用保鲜膜将雪球包裹后埋入量筒中面粉中，将量筒内的面粉再次摇实摇平，记下刻度V2；
（3）雪球质量为m，雪球体积V＝V2﹣V1；
则雪球密度为：ρ。
52．（2024 和平区二模）小明在复习八年级上册第五章第三节“测量物质的密度”时，在实验室再次测量出小石块的密度。他回到家中进一步做实验，利用身边的物品：圆柱形玻璃杯、小塑料杯、小石块（已知密度ρ石）（如图所示）、刻度尺，测量盐水的密度。请你帮助小明完成；
（1）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
（2）写出待测盐水的密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
【解答】解：（1）实验步骤：
①圆柱形玻璃杯装入适量盐水，将空的小塑料杯漂浮在盐水表面，在圆柱形玻璃杯侧壁标记出液面的位置为A；
②用细线拴住石块，将石块浸没在盐水中，塑料盒仍然漂浮在盐水表面，标记出液面的位置为B，用刻度尺测量出A、B间的距离为h1；
③将石块从盐水中取出放入塑料盒中漂浮在盐水表面，标记出液面的位置为C，用刻度尺测量出A、C间的距离为h2。
（2）设容器的底面积是S，石块的体积：V'＝Sh1。
由①③步骤得，石块放在塑料盒中，石块的重力等于塑料盒增加的浮力，故石块的重力G＝ΔF浮＝ρ盐水gΔV排＝ρ盐水gSh2，
石块的质量m'ρ盐水Sh2，
则石块的密度：ρ石，
则盐水的密度：ρ盐水。
故答案为：（1）①圆柱形玻璃杯装入适量盐水，将空的小塑料杯漂浮在盐水表面，在圆柱形玻璃杯侧壁标记出液面的位置为A；
②用细线拴住石块，将石块浸没在盐水中，塑料盒仍然漂浮在盐水表面，标记出液面的位置为B，用刻度尺测量出A、B间的距离为h1；
③将石块从盐水中取出放入塑料盒中漂浮在盐水表面，标记出液面的位置为C，用刻度尺测量出A、C间的距离为h2。
（2）ρ盐水。
53．（2024 和平区二模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 右 调节；
表2
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.20 2.0 0.25
2 2.0 0.15 1.5 0.20
3 1.5 0.10 0.15
… … … … …
（2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验，将实验数据填入表2中。第3次实验时情景如图（乙）所示，为使杠杆在水平位置平衡，应该在A点处悬挂 2 个钩码（每个钩码重力为0.5N，杠杆每小格长度为0.05m）；
（3）分析表2中数据，找出它们之间的关系，可归纳出杠杆的平衡条件： F1l1＝F2l2 ；
（4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，请写出简单操作思路： 利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，就需要利用杠杆平衡的条件，将苹果悬挂在杠杆的一端，另一端挂钩码，根据平衡条件算出苹果重力 。
【解答】解：（1）由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节。
（2）每个钩码重力为0.5N，杠杆每小格长度为0.05m，由图可知，杠杆左端挂了3个钩码，重1.5N，钩码在两格处，到支点的距离为0.10m，A点在三格处，到支点的距离为0.15m，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知1.5N×0.10m＝F2×0.15m，解得F2＝1N，所以需要挂2个钩码。
（3）根据表中数据可知，发现
2.5N×0.20m＝2.0N×0.25m
2.0N×0.15m＝1.5N×0.20m…….所以，杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2。
（4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，就需要利用杠杆平衡的条件，将苹果悬挂在杠杆的一端，另一端挂钩码，根据平衡条件算出苹果重力。
故答案为：（1）右；（2）2；（3）F1l1＝F2l2；（4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，就需要利用杠杆平衡的条件，将苹果悬挂在杠杆的一端，另一端挂钩码，根据平衡条件算出苹果重力。
54．（2024 北辰区二模）实验小组在探究“影响摩擦力大小因素”的实验中，小吴有如下猜想：
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关；
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
为此，小吴进行了如图所示的实验：
（1）在实验过程中，需用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，根据 二力平衡 的知识可知，滑动摩擦力大小等于拉力大小。
（2）由图甲和图乙比较，可验证猜想 A （填“A”或“B”）正确，并可得到结论：接触面粗糙程度相同时， 压力越大，滑动摩擦力越大 。
（3）小军认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关，于是将甲图中的木块竖着切去一半，如图丁所示，比较甲、丁两次实验，发现拉力大小不同，由此得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 没有控制压力不变 。
【解答】解：（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，当木块在水平方向上进行匀速直线运动时，木块受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，这两个力大小相等，所以根据二力平衡的知识可知，滑动摩擦力大小等于拉力大小。
（2）图甲和图乙接触面的粗糙程度相同，压力大小不相等，因此可以验证滑动摩擦力大小与压力大小有关，并可得到实验结论：在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）若想探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关时，应该控制压力大小和接触面的粗糙程度不变，改变受力面积。比较甲、丁两次实验可知，接触面的粗糙程度相同，木块对木板的压力不同，所以拉力大小不同，所以不能由此得出滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关的结论。
故答案为：（1）二力平衡。（2）A；压力越大，滑动摩擦力越大。（3）错误；没有控制压力不变。
五．计算题（共2小题）
55．（2024 南开区二模）在建筑工地，电动机利用滑轮组提升水泥，如图所示。电动机用30s的时间，将4000N的水泥匀速提升6m，电动机牵引绳子的拉力F为2400N。吊篮和绳子的质量忽略不计。求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率（百分号前保留1位小数）。
【解答】解：（1）图中滑轮组动滑轮绕绳子的段数是2段，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×6m＝12m，
拉力F做功：W总＝Fs＝2400N×12m＝28800J，
拉力F做功的功率：P960W；
（2）滑轮组对水泥拉力做的功是有用功，有用功：W有＝Gh＝4000N×6m＝24000J，
整个装置的机械效率：η83.3%。
答：（1）拉力F做功的功率是960W；
（2）整个装置的机械效率是83.3%。
56．（2024 北辰区二模）小华采用如下方法测量一物块（不溶于水）的密度：弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1＝3.0N（如图甲所示）；将物块浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数为F2＝2.0N（如图乙所示）。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）物块的质量m；
（2）物块的体积V；
（3）物块的密度ρ。
【解答】解：
（1）由题知，物体在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝3.0N，则物块重力G＝3.0N；
则物体的质量为：m0.3kg；
（2）物块受到的浮力F浮＝F1﹣F2＝3.0N﹣2.0N＝1.0N；
物块浸没在水中，由阿基米德原理可得，物体排开的水的体积即物块的体积为：
V＝V排1.0×10﹣4m3；
（3）物块密度为：ρ3×103kg/m3。
答：（1）物块的质量m为0.3kg；
（2）物块的体积V为1.0×10﹣4m3；
（3）物块的密度ρ为3×103kg/m3。
六．解答题（共4小题）
57．（2024 天津二模）如图所示，水平桌面上有一圆柱形薄壁容器，容器内竖直正立一材料质地均匀、高为h、底面积为S0的杯子。现只向容器中注水，当容器中水的深度为时，杯子对容器底部的压力刚好为零；接下来同时向容器和杯中注水，并继续保持杯子与容器底压力为零，当杯口与容器中水面相平时，杯中水刚好达到杯子容积的一半（整个过程中，杯底与容器底部始终接触但不紧密）。已知水的密度为ρ0，请完成下列任务：
（1）空杯子的质量是 ρ0hS0 ；
（2）求该杯子材料的密度；
（3）继续向杯中注水直至注满，求此时杯子对容器底部的压强。
【解答】解：（1）当容器中水的深度为时，杯子对容器底部的压力刚好为零，此时杯子受到的浮力等于杯子的重力，所以杯子的重力即浮力为：G；
所以空杯子的质量为：；
（2）同时向容器和杯中注水，并继续保持杯子与容器底压力为零，当杯口与容器中水面相平时，杯中水刚好达到杯子容积的一半；
此时杯和水的重力和增加的浮力相等，即：G杯水＝ΔF浮，则：，；
解得杯和水的体积为：；
所以杯子的体积为：；
杯子材料的密度为：；
（3）继续向杯中注水直至注满，此时杯子对容器底部的压强为：。
答：（1）空杯子的质量是为ρ0hS0；
（2）该杯子材料的密度为2ρ0；
（3）继续向杯中注水直至注满，此时杯子对容器底部的压强为ρ0gh。
58．（2024 滨海新区二模）如图甲，圆筒内放一圆柱形木块（木块不吸水），用细线将木块底部与筒底连接，线长为L0（细线被压在木块下，图中未画出）。木块底面积为S0、高度为h0。现向圆筒内缓慢注水，直到水面恰好与木块上方相平为止，如图乙所示。细线重力和体积忽略不计，（已知：水的密度为ρ水，木块的密度为ρ水）请解答下列问题。
（1）求当木块对圆筒底部的压力恰好为0时，注入水的深度；
（2）求细线对木块的最大拉力；
（3）请在图丙中，定性画出注水过程木块所受浮力与水的深度关系图象。
【解答】解：（1）当木块对圆筒底部的压力恰好为0时，设水的深度为h水，
因木块漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，
所以，由F浮＝ρgV排＝ρgS木h水和G＝mg＝ρVg＝ρShg可得：
ρ水gS木h水＝ρ木S木h0g，
解得：h水h0h0h0；
（2）当木块完全浸没时受到的浮力最大，最大浮力为：
F浮大＝ρ水gV排＝ρ水gV木＝ρ水gS0h0；
此时木块受到重力、浮力和绳的拉力作用，处于平衡状态，根据力的平衡关系可知，细线对木块的最大拉力为：
F拉大＝F浮大﹣G＝ρ水gS0h0﹣ρ木gS0h0＝ρ水gS0h0ρ水gS0h0ρ水gS0h0；
（3）由（1）可知，木块对圆筒底部的压力恰好为0时，注入水的深度为h0，此时木块处于漂浮状态，即F浮＝Gρ水gS0h0；
继续注水，当细线刚好被拉直时，注入水的深度为h0+L0，此时木块仍处于漂浮状态；
当木块完全浸没时受到的浮力最大，注入水的深度为h0+L0，此时木块受到的最大浮力为F浮大＝ρ水gS0h0；
则注水过程木块所受浮力与水的深度关系图象如下图所示：
。
答：（1）当木块对圆筒底部的压力恰好为0时，注入水的深度为h0；
（2）细线对木块的最大拉力为ρ水gS0h0；
（3）见解答图。
59．（2024 河北区二模）如图甲所示，装有部分水的平底试管竖直漂浮在圆柱形容器内的水面上，试管中的水面恰与容器壁上的A点相平。现将一小石块完全浸没在试管内的水中，试管仍漂浮在水面上，且试管中的水面恰好仍与容器壁上的A点相平，如图乙所示。若试管粗细均匀、试管壁与容器壁的厚度均不计，试管的横截面积为S1，容器的横截面积为S2，水的密度为ρ0，请解答以下问题：
（1）证明容器壁上A点受到水的压强变化量Δp与容器底部受到水的压强变化量Δp的大小相等；
（2）求出石块的密度。（温馨提示：推导计算过程中需要的物理量，请提前设定！）
【解答】解：（1）根据图可知，从液面到容器壁上A点的深度变化量Δh1与容器底部深度的变化量Δh2的关系Δh1＝Δh2，
由p＝ρgh可知，容器壁上A点受到水的压强变化量Δp1与容器底部受到水的压强变化量Δp2的大小关系Δp1＝Δp2；
（2）石块完全浸没在该试管水中后，设试管中液体上升的高度是h0，试管底部应再下沉的深度h1，试管下沉容器液面上升的高度h2，
试管内石块体积：V石＝V石排＝S1h0，
石块的重力：G石＝ρ石gV石＝ρ石gS1h0，
试管增加的浮力F浮＝ρ0gS1（h1+h2），
容器底部增加的压力F压＝ρ0gS2h2，
因为试管放入石块后，试管仍处于漂浮状态，
所以，G石＝F浮＝F压，
ρ石gS1h0＝ρ0gS1（h1+h2）＝ρ0gS2h2，
由ρ0gS1（h1+h2）＝ρ0gS2h2可得：h2
因试管中的水面恰好仍与容器壁上的A点相平，所以h0＝h1，
由ρ石gS1h0＝ρ0gS1（h1+h2）可得：ρ石ρ0ρ0ρ0。
答：（1）根据图可知，从液面到容器壁上A点的深度变化量Δh1与容器底部深度的变化量Δh2的关系Δh1＝Δh2，
由p＝ρgh可知，容器壁上A点受到水的压强变化量Δp1与容器底部受到水的压强变化量Δp2的大小关系Δp1＝Δp2；
（2）石块的密度为ρ0。
60．（2024 和平区二模）体重较重的小明和体重较的小亮在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示，已知座椅和动滑轮的总重为150N，小亮在10s内将小明匀速拉高2m，小亮拉力的功率为150W（不计绳重和摩擦），求：
（1）小亮的拉力为多大？
（2）小明的重力为多大？
（3）该滑轮组的机械效率为多少？
（4）若小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮，小亮的重力为500N，该滑轮组的机械效率为 76.9% 。
【解答】解：
（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，
由P可知，小亮拉力做的功：W总＝Pt＝150W×10s＝1500J，
由W＝Fs可得，小亮的拉力：F250N；
（2）不计绳重和摩擦，由F（G+G动）可得，小明的重力：G＝nF﹣G动＝3×250N﹣150N＝600N；
（3）小亮拉力做的有用功：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J，
该滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%；
（4）不计绳重和摩擦，小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮，该滑轮组的机械效率：η100%100%100%100%≈76.9%。
答：（1）小亮的拉力为250N；
（2）小明的重力为600N；
（3）该滑轮组的机械效率为80%；
（4）76.9%。
