阶段性测试二 运动和力 压强 浮力 机械能 简单机械 【解析版】

21/35阶段性测试二运动和力压强浮力机械能和简单机械满分：100分时间：80分钟一、选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分。每小题只有一个选项正确）1．如图所示为某中学生篮球比赛现场图，下列有关估测结果与实际相符的是（）A．篮球的直径大约是10cm B．篮球的质量大约是550gC．中学生的身高大约是160m D．中学生的体重大约是45N【答案】B【详解】A．根据常见物体的长度可知，篮球的直径大约是25cm，故A不符合题意；B．根据常见物体的质量可知，篮球的质量大约是550g，故B符合题意；C．成年人的平均身高约为170cm，中学生的身高比其略小，约为160cm，故C不符合题意；D．中学生的质量在50kg左右，受到的重力（体重）约为G=mg=50kg×10N/kg=500N故D不符合题意。故选B。2.2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，船箭成功分离并进入预定轨道绕地球飞行，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（）

A．天舟六号飞船进入预定轨道后将不受地球吸引B．天舟六号飞船进入轨道后绕地飞行的过程中处于平衡状态C．发射过程中火箭的机械能不守恒D．火箭加速升空时，火箭的动能转化为重力势能【答案】C【详解】A．天舟六号飞船进入预定轨道后将绕地球飞行，会受到地球吸引，故A错误；B．天舟六号飞船进入轨道后绕地飞行的过程中，运动方向不断变化，处于非平衡状态，故B错误；CD．火箭发射时，将内能转化为火箭的机械能，火箭的机械能增大，动能和重力势能都增加，并不是动能转化为重力势能，火箭的机械能不守恒，故C正确，D错误。故选C。3．如图所示，交通规则中要求驾乘人员都必须系好汽车安全带，理由是（）A．系安全带是为了减小汽车的惯性B．系安全带是为了增大汽车的惯性C．系安全带是为了减小汽车内人员的惯性D．系安全带可减小因汽车突然减速造成的人员伤害【答案】D【详解】紧急刹车时，由于惯性人会向前冲，从而可能对人员造成伤害，系安全带的目的是为了防止造成这种人员伤害，故D正确．4．利用浮力知识判断生活中下列问题，对应结论正确的是（）

A．甲图中充有氢气和空气的气球体积相同，只有氢气球能向上升，则氢气球受到的浮力更大B．乙图中将同一个鸡蛋先后放入盛有不同浓度盐水的杯子中，当鸡蛋静止时（鸡蛋均没有碰到杯底），鸡蛋在右边图中受到的浮力要大C．丙图中热气球的上升与火箭升空原因一样，都是因为受到空气的浮力D．丁图中打捞沉船时采用“浮筒打捞法”，其打捞原理与潜水艇原理相似【答案】D【详解】A．气球是“浸没”在空气中的，因为体积相同，所以排开空气的体积相同，根据公式F浮B．因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等，都等于鸡蛋的重力，故B错误；C．空气受热后，体积会膨胀，与同体积的空气相比，重量会变轻，热空气会上升，所以热气球能够升空，是利用浮力大于重力的原理升空的；火箭升空时喷气式发动机向下喷出高温气体，同时空气对火箭产生一个向上的推力，利用了物体间力的作用是相互的原理，故热气球的上升原理与火箭升空原理不同，故C错误；D．将筒内的水用高压气体压出的过程中，根据F浮故选D。5．如图所示，盛有水的杯子静止在水平桌面上．杯子重1N，高9cm，底面积30cm2；杯内水重2N，水深6cm，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg．下列选项中正确的是（）A．水对杯底的压强为900Pa B．水对杯底的压力为2NC．水杯对桌面的压强为1000Pa D．水杯对桌面的压力为2.8N【答案】C【详解】A.水对杯底的压强为：，故A错误；B.水对杯底的压力为：，故B错误；C.D.杯子静止在水平桌面上时，对桌面的压力等于总重，即压力为：，故D错误；水杯对桌面的压强为：故C正确；故选C．6．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20JC．拉力在A区做功的功率为30WD．拉力在A、C区做功的功率相同【答案】D【详解】A．根据做功的必要条件可知，拉力在B区受到恒为10N的水平拉力且沿着力的方向移动了3m，所以做功，故A错误；B．拉力在C区所做的功为W=Fs=10N×3m=30J，故B错误；C．由图可知，0到2秒，物体做加速运动，运动时间是2s，拉力在A区做功的功率为故C错误；D．根据题意可知，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，所以拉力在A、C区做功相同，由图乙可知，在A、C区的运动时间相同，所以功率相同，故D正确。故选D。7．如图所示，将重为10N的小球挂在弹簧测力计下，当小球的一半体积浸在水中时，测力计示数为4N。下列说法正确的是（）

A．小球的体积为800cm3B．小球的密度为1.25g/cm3C．缓缓向下移动弹簧测力计，小球对测力计的拉力最小可达到2ND．剪断悬吊小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮力为10N【答案】D【详解】A．由题知，当小球的一半体积浸在水中时受到的浮力为由阿基米德原理可知，小球的体积为故A错误；B．小球的密度为故B错误；C．缓缓向下移动弹簧测力计，当小球全部浸没时受到的浮力为小球浸没时F浮'>G小球会上浮，弹簧测力计对小球没有拉力，测力计的示数为0，故C错误；D．当小球全部浸没时受到的浮力大于小球的重力，剪断悬吊小球的细线，小球在水中漂浮，受到的浮力为F浮=G=10N故D正确。故选D。二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共21分）8．图中的弹簧测力计的最小分度值是N，用它拉着重为10N的物体在水平面上向右做匀速直线运动，此时物体所受的滑动摩擦力大小是N。【答案】0.23.4【详解】由图示弹簧测力计可知，其量程为0~5N，分度值是0.2N，示数为3.4N。物体做匀速直线运动，处于平衡状态；在水平面上受的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，拉力为3.4N，此时物体所受的滑动摩擦力大小是3.4N。9.滑板车是中学生喜爱的玩具之一，有脚蹬地，滑板车会沿地面向前运动，这说明力的作用是的，如果不再蹬地，滑板车的速度会越来越慢，最后停下来，这是因为它在运动中受到，该力改变它的。【答案】相互阻力运动状态【详解】脚蹬地，脚对地面有向后的力，滑板车会沿地面向前运动，说明脚受到地面向前的力，这说明力的作用是相互的。如果不再蹬地，滑板车的速度会越来越慢，最后停下来，运动状态发生了改变，这是因为它在运动中受到阻力，该力改变它的运动状态。10.如图为自制发球机示意图，当吹风机向水平管吹风时，乒乓球上方的气体压强变。已知球的质量为2.5g，竖直方向受大气压作用的等效面积为12.5cm2，若不计管壁摩擦，当球下方和上方气压差为Pa时，球恰能上升；若考虑管壁摩擦，则需要乒乓球上方的风速（g取10N/kg）。【答案】小20增大【详解】当吹风机向水平管吹风时，乒乓球上方的气体流速大，压强小，小于下端管口气体压强，原本静止的乒乓球沿管上升。球的重力G=mg=2.5×10﹣3kg×10N/kg=2.5×10﹣2N当球下方和上方受到的压力差ΔF=G时，乒乓球开始上升，即ΔF=G=2.5×10-2N竖直方向受大气压作用的等效面积S=12.5cm2=12.5×10﹣4m2则球下方和上方气压差若考虑管壁摩擦，则需要增大乒乓球上方的风速，则球下方和上方气压差增大，从而使球沿竖直管上升。11．密度计可以用来测量液体的密度，使用时应让密度计在被测液体中（选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”）；现将其先后放入装有不同液体的甲、乙两个烧杯中（密度分别为ρa和ρb），可以判断，密度计在两烧杯中所受浮力FaFb，两液体密度ρaρb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】漂浮等于大于【详解】密度计是利用漂浮原理工作的，因此应该让密度计在被测液体中漂浮。密度计在两种液体中均漂浮，根据浮沉条件知，密度计受到的浮力等于自身重力，故Fa=Fb。由图可知V因密度计在两种液体中受到的浮力相同，由F浮=ρ液gV排12．如图是过山车在A、B、C、D点的动能和重力势能大小的示意图，过山车从A点到B点过程中，动能，重力势能。（两空选填“增大”、“不变”或“减小”）；A、D两点中，过山车在点时的机械能大。

【答案】增大减小A【详解】由图1知，过山车从A点到B点过程中，动能增大，重力势能减小。A点处动能和势能之和大于D点动能和势能的和，所以，过山车在A点时的机械能大。13.如图甲所示，使用两个滑轮组提升重均为900N的物体，使物体匀速升高不同的高度。两滑轮组相关的数据如图乙所示。其中，利用A滑轮组做的有用功为1800J，利用B滑轮组做的有用功为1400J。则（1）由图乙判断：A滑轮组的机械效率是；（2）计算：①A滑轮组中，物体被提升的高度；②F1的大小；（3）使用A滑轮组做的额外功使用B滑轮组做的额外功。（选填“大于”“等于”“小于”）

【答案】75%2m400N等于【详解】（1）滑轮组的机械效率反映的是有用功占总功的比例，如图乙所示，有用功占总功的75%，所以A滑轮组的机械效率是75%。（2）物体重为900N，用A滑轮组做的有用功为1800J，则物体被提升的高度为由题可知A滑轮组拉力做的总功为如图甲所示，A滑轮组中动滑轮上绕了3条绳，即n=3，物体升高2m，则绳子自由端移动距离为6m。则拉力F1的大小为（3）使用A滑轮组做的额外功为如乙图所示，使用B滑轮组做的额外功为14．如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处；质量为0.5kg的物体B（B不溶于水）用细线悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时C、D到O点的距离分别为20cm、30cm。则物体A所受的重力为N，细线对物体B的拉力为N，物体B的体积为m3。（g取10N/kg）【答案】323×10-4【详解】物体A的重力GA=mAg=0.3kg×10N/kg=3N由杠杆平衡条件F1L1=F2L2知道，细线对物体B的拉力（3）对物体B受力分析知道，物体B的重力GB=mBg=0.5kg×10N/kg=5N物体B受到的浮力F浮力=GB-F线=5N-2N=3N因为浸没，所以，物体B的体积为三、作图题（本题共7小题）15.（1）如题图所示，用滑轮组提起放在水平地面上的重物G，请在图中画出最省力的绕绳方式。

【答案】

见右图。

【详解】因为要最省力，所以从动滑轮开始绕线，总共3股绳，如图所示。（2）如图甲所示，桔槔是我国古代汲水的一种器具，可看作杠杆，图乙是其简化示意图。请在图乙的A点中作出水桶所受重力G的示意图，并画出力F1的力臂l1。【答案】见下图。【详解】物体重力的方向总是竖直向下，因此过水桶的重心A沿竖直向下的方向作出一条有向线段，用G表示，即为水桶所受的重力；由乙图可知，以O点为支点，过支点O向动力F1作用线作垂线，即为动力的力臂l1。如图所示：（3）如图所示，一气象探测器随气球一起匀速上升。画出探测器所受拉力的示意图。【答案】见右图。【详解】探测器受到的拉力方向竖直向上，大小等于重力的大小，因此从重心起沿绳子向上画出拉力，在末端画箭头，标出F，如图所示。四、实验题（本大题共3小题，第16、17题各6分，第18题7分，共19分）16．小华想探究“影响滑动摩擦力大小的因素”，他猜想滑动摩擦力的大小可能与压力大小、接触面的粗糙程度、接触面积的大小有关并设计了如下实验。（1）如图甲，弹簧测力计沿水平方向______拉动铁块，依据原理可知：铁块受到的滑动摩擦力大小为N；（2）通过比较甲、乙两次实验可知：在接触面的相同时，越大，滑动摩擦力越大；（3）下列选项中改变摩擦力的方法可由乙、丙两次实验证明的是【答案】匀速二力平衡0.8粗糙程度压力A【详解】（1）如图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为0.8N，弹簧测力计沿水平方向匀速拉动铁块，铁块做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，铁块受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力相等，所以铁块受到的摩擦力为0.8N。（2）甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，乙比甲的压力大，乙弹簧测力计的示数大，滑动摩擦力大，故可以得到结论：当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）比较乙、丙两图实验可知：在压力一定时，接触面粗糙程度越粗糙，滑动摩擦力越大；A．在手上涂镁粉增大接触面粗髓程度，压力不变，滑动摩擦力变大。故A符合题意；B．滚动轴承是变滑动为滚动，减小摩擦，与压力大小无关，故B不符合题意；C．气垫船，使接触面分离来减小摩擦，故C不符合题意。故选A。17．物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以图a、b、c、d、e分别为实验情景。（g取10N/kg）

（1）通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是N；（2）通过三次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；（3）通过a、c、e三次实验，可探究物体所受浮力大小与的关系；（4）在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则物体的高度是cm；该液体的密度kg/m3；（5）若烧杯的底面积为80cm2，对比a、c两次实验，水对容器底部的压强增加了Pa。【答案】0.5a、c、d液体密度40.8×10362.5【详解】（1）由a、c两次实验中测力计示数可知F浮水=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N（2）研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法，需要控制排开液体的体积和液体的密度相同，所以通过a、c、d三次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系。（3）由图c、e所示实验可知，液体密度不同，排开液体的体积相同，根据控制变量法可知，通过a、c、e三次实验，可探究物体所受浮力大小与液体密度的关系。（4）由图f可知，当圆柱体由刚接触水面开始到完全浸没时，下降的距离为4cm，故圆柱体的高度为4cm。实验步骤c中，物体受到的浮力为F浮c=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N实验步骤e中，物体受到的浮力为F浮e=G﹣Fe=2N﹣1.6N=0.4N因物体均浸没，所以V排水=V排液；根据阿基米德原理可知所以该液体的密度为（5）由（1）可知，圆柱体浸没在水中所受的浮力为F浮水=0.5N，利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排得圆柱体的体积为由V=Sh得浸入水中时水面升高的高度为水对容器底部的压强增加了Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.00625m=62.5Pa18.如图甲所示，是探究液体内部压强规律实验的示意图，请回答相关问题。

（1）本实验用到图所示的压强计（选填“是”或“不是”）连通器。实验中是通过U形管中来反映被测压强大小的；（2）将甲、乙两种密度不同的液体分别倒入相同的容器中，观察到的实验现象如图甲中的b、c和d所示。则b、c两次实验所探究的是对液体压强的影响；（3）比较c、d实验，甲、乙探头所处的液体密度的大小ρ甲ρ乙；（选填“>”、“<”或“=”）（4）小建设计如图乙所示的装置探究液体内部压强与深度的关系，用细绳连接硬盒底部和弹簧测力计，牵拉弹簧测力计时，带刻度的硬盒便会逐渐浸入液体中。他的思路如图丙。相比用压强计进行实验，此装置的优点在于：可以直观判断，定量反映液体压强与的关系，缺点是当硬盒后，无法继续探究液体压强与深度的关系；（5）小龙用如图乙所示的装置研究浮力大小的影响因素，牵拉弹簧测力计时随着带刻度的硬盒浸入液体的深度逐渐变大，弹簧测力计的示数变化是。【答案不是两侧液面的高度差液体深度>液体深度完全浸没先变大后不变【详解】（1）压强计使用之前，要调节U形管两边的液面位置要相平，这个组装好的压强计一端是封闭的，不符合上端开口，底部连通的特点，所以不是连通器。在实验中液体压强的大小变化不易直接测量，液体压强的变化会引起压强计的探头受到的压力发生变化，从而导致压强计探头上的橡皮膜的形状发生变化，进而引起压强计U形管两侧液面的高度差发生变化，因此可以利用压强计U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小变化，这种方法叫转换法。（2）比较b、c实验可知，在液体的密度相同时，图c中压强计的金属盒所处的深度较深，U形管内水面出现高度差比较大，说明液体内部压强与液体的深度有关系。（3）比较c、d实验，U形管两侧液面高度差相同，产生的压强相同，c图中深度较小，由p=ρgℎ可知甲液体密度大于乙液体密度，则ρ甲>ρ乙（4）实验中小建利用此装置探究液体内部压强与深度的关系，在完全浸没之前，随着浸入深度的增加，弹簧测力计的示数变大，可以定量反映液体压强与深度的关系。但当硬盒完全浸没后，弹簧测力计的示数将保持不变，无法通过定量反映出这两个量之间的关系，故无法继续探究液体压强与深度的关系。（5）在硬盒浸没之前，排开液体的体积变大，根据F浮=ρ液gV排知硬盒受到的浮力变大，弹簧测力计的示数变大；在硬盒完全浸没后，排开水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排知硬盒受到的浮力不变，弹簧测力计的示数不变，故弹簧测力计的示数先变大后不变。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．为了将放置在水平地面上重100N的物体提升一定高度，小海设计了如图甲所示的滑轮组装置。当小海用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体上升的高度随时间变化的关系如图丙所示，动滑轮重为20N，不计绳重和摩擦。求：（1）物体在2～3s内上升的速度；（2）2～3s内拉力的功率；（3）若物体与地面的接触面积为300cm

【答案】（1）0.25m/s；（2）30W；（3）1000Pa【详解】（1）由图丙知道，2∼3s内物体上升的高度h=0.375m-0.125m=0.25m物体在2∼3s内上升的速度（2）由图甲、乙知道，承担物重的绳子股数n=3，2∼3s内拉力F2=40N，2∼3s内拉力的功率（3）由图乙知道，0∼1s内拉力F1=30N，此时动滑轮与物体受到的总的拉力此时物体与动滑轮处于静止状态，则地面对物体的支持力因为力的作用是相互的，所以物体对地面的压力F压=30N，0∼1s内物体对地面产生的压强答：（1）物体在2～3s内上升的速度是25m/s；（2）2～3s内拉力的功率是30W；（3）若物体与地面的接触面积为300cm20．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中：（1）所取水的重力为多少？（2）人做的有用功为多少？（3）人所做的额外功为多少？（4）辘轳的机械效率多大？【答案】（1）100N；（2）400J；（3）100J；（4）80%【详解】（1）所取水的重力为（2）人做的有用功为（3）人所做的额外功为（4）辘轳的机械效率为答：（1）所取水的重力为100N；（2）人做的有用功为400J；（3）人所做的额外功为100J；（4）辘轳的机械效率为80%。六、综合能力题（本大题共3小题，第21、22题各6分，第23题7分，共19分）21．引体向上是我市体育考试的男生的选考项目之一。如图所示为某次引体向上模拟测试中，身高168cm、质量为45kg的小智同学重心高度随时间变化的情况。求：（g取10N/kg，不考虑做引体向上过程中小智的体力下降）（1）根据图像信息可知，理论上小智30s内可以完成次引体向上；（2）小智每完成一次引体向上克服重力所做的功；()（3）小智在30s内克服重力做功的功率。()【答案】1022575【详解】（1）由图可知，小智每完成一次引体向上需要3s，因此理论上小智30s内可以完成的引体向上（2）小智的体重为G=mg=45kg×10N/kg=450N由图可知，小智每完成一次引体向上会向上移动的距离为0.5m，因此克服重力所做的功W=Gh=450N×0.5m=225J（3）小智在30s内克服重力做功为W总=nW=10×225J=2250J在30s内克服重力做功的功率答：（1）根据图像信息可知，理论上小智30s内可以完成10次引体向上；（2）小智每完成一次引体向上克服重力所做的功为225J；（3）小智在30s内克服重力做功的功率为75W。22．2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。卫星在工作轨道运行时，离地球最近的点叫近地点最远的一点叫远地点，卫星在大气层外运行，不受空气阻力。（1）如图甲，火箭发射时，高温高压燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，该推力的施力物体是。此时卫星相对长征三号丙运载火箭是（选填“运动”或“静止”）的。若此时火箭所受的外力全部消失，火箭将处于状态（选填“静止”或“匀速直线运动”）；（2）图乙为监控系统先后间隔2s拍摄到的火箭点火后竖直向上做直线运动时所在位置的照片，已知火箭的总长度为52m，在照片上已按一定比例标示出刻度，在这2s内火箭的平均速度为m/s。（3）当发射到预定轨道后，卫星脱离火箭，由于具有，能够继续飞行。（4）如图丙，卫星沿椭圆形轨道运行时，卫星受（选填“平衡力”或“非平衡力”）。【答案】燃气静止匀速直线运动52惯性非平衡【详解】（1）高温高压燃气从尾部喷出，力的作用是相互的