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16. 物理知识在生活中有着广泛的应用。锅炉液位计主要是利用
连通器
原理工作的；停止蹬自行车，自行车不会立即停下来，是因为自行车具有惯性
。答案
16. 连通器 惯性
解析
【分析】
要解决这道题，需结合物理知识在生活中的常见应用实例分析：首先回忆锅炉液位计的结构特点，判断其对应的物理原理；再结合物体保持运动状态不变的性质，分析自行车停止蹬车后不立即停下的原因。
【解析】
1. 锅炉液位计的结构是上端开口、底部相互连通，符合连通器“上端开口、底部连通”的定义，因此利用连通器原理工作；
2. 停止蹬自行车后，自行车由于具有惯性，会保持原来的运动状态继续向前运动，所以不会立即停下来。
【答案】
连通器；惯性
【知识点】
连通器；惯性
【点评】
本题考查物理基础知识在生活中的简单应用，属于识记类基础题，需要学生牢记常见物理原理的生活实例，难度较低。
【难度系数】
0.9
要解决这道题，需结合物理知识在生活中的常见应用实例分析：首先回忆锅炉液位计的结构特点，判断其对应的物理原理；再结合物体保持运动状态不变的性质，分析自行车停止蹬车后不立即停下的原因。
【解析】
1. 锅炉液位计的结构是上端开口、底部相互连通，符合连通器“上端开口、底部连通”的定义，因此利用连通器原理工作；
2. 停止蹬自行车后，自行车由于具有惯性，会保持原来的运动状态继续向前运动，所以不会立即停下来。
【答案】
连通器；惯性
【知识点】
连通器；惯性
【点评】
本题考查物理基础知识在生活中的简单应用，属于识记类基础题，需要学生牢记常见物理原理的生活实例，难度较低。
【难度系数】
0.9
17. 如图6所示，轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110 N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小为
55
N。保持力F的方向始终与OA垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F的力臂将不变
，力F的大小将变小
。（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）答案
17. 55 不变 变小
解析
【分析】
要解决本题，需运用杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）分析不同状态下的动力臂、阻力臂，进而计算力的大小并判断力和力臂的变化。首先明确各阶段的力与对应的力臂，结合平衡条件逐步推导。
【解析】
1. 计算水平位置时力$F$的大小：
杠杆水平平衡时，阻力为物体重力$G=110\ \mathrm{N}$，阻力臂是支点$O$到重力作用线的垂直距离，因物体挂在$OA$中点，故阻力臂$L_{\mathrm{阻}}=\frac{OA}{2}$；动力$F$竖直向上，动力臂$L_{\mathrm{动}}=OA$。根据杠杆平衡条件：
$F × L_{\mathrm{动}} = G × L_{\mathrm{阻}}$，代入得：$F × OA = 110\ \mathrm{N} × \frac{OA}{2}$，约去$OA$，解得$F=55\ \mathrm{N}$。
2. 判断力$F$的力臂变化：
保持力$F$的方向始终与$OA$垂直，力臂是支点$O$到$F$作用线的垂直距离，等于$OA$的长度（因$F$与$OA$垂直，作用线到$O$的距离就是$OA$），$OA$长度不变，故力$F$的力臂不变。
3. 判断力$F$的大小变化：
杠杆提升到$B$位置时，阻力仍为$G$，阻力臂变为支点$O$到重力作用线的垂直距离，此时阻力臂比水平位置时更小；动力臂仍为$OA$（不变）。根据杠杆平衡条件$F × L_{\mathrm{动}} = G × L_{\mathrm{阻}}$，$L_{\mathrm{动}}$不变，$L_{\mathrm{阻}}$变小，$G$不变，因此$F$变小。
【答案】
55 不变 变小
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的概念
【点评】
本题是杠杆平衡条件的典型应用，核心是准确分析不同状态下的动力臂和阻力臂，需注意力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而非支点到力作用点的距离，考查学生对杠杆知识的理解与应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需运用杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）分析不同状态下的动力臂、阻力臂，进而计算力的大小并判断力和力臂的变化。首先明确各阶段的力与对应的力臂，结合平衡条件逐步推导。
【解析】
1. 计算水平位置时力$F$的大小：
杠杆水平平衡时，阻力为物体重力$G=110\ \mathrm{N}$，阻力臂是支点$O$到重力作用线的垂直距离，因物体挂在$OA$中点，故阻力臂$L_{\mathrm{阻}}=\frac{OA}{2}$；动力$F$竖直向上，动力臂$L_{\mathrm{动}}=OA$。根据杠杆平衡条件：
$F × L_{\mathrm{动}} = G × L_{\mathrm{阻}}$，代入得：$F × OA = 110\ \mathrm{N} × \frac{OA}{2}$，约去$OA$，解得$F=55\ \mathrm{N}$。
2. 判断力$F$的力臂变化：
保持力$F$的方向始终与$OA$垂直，力臂是支点$O$到$F$作用线的垂直距离，等于$OA$的长度（因$F$与$OA$垂直，作用线到$O$的距离就是$OA$），$OA$长度不变，故力$F$的力臂不变。
3. 判断力$F$的大小变化：
杠杆提升到$B$位置时，阻力仍为$G$，阻力臂变为支点$O$到重力作用线的垂直距离，此时阻力臂比水平位置时更小；动力臂仍为$OA$（不变）。根据杠杆平衡条件$F × L_{\mathrm{动}} = G × L_{\mathrm{阻}}$，$L_{\mathrm{动}}$不变，$L_{\mathrm{阻}}$变小，$G$不变，因此$F$变小。
【答案】
55 不变 变小
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的概念
【点评】
本题是杠杆平衡条件的典型应用，核心是准确分析不同状态下的动力臂和阻力臂，需注意力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而非支点到力作用点的距离，考查学生对杠杆知识的理解与应用能力。
【难度系数】
0.5
18. 将一质量为81 g的物块轻轻放入盛满水的烧杯中，静止后有81 g的水从烧杯中溢出；将该物块轻轻放入盛满酒精的烧杯中，静止后有72 g的酒精从烧杯中溢出，已知$\rho_{酒精}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，则物体在水中受到的浮力是
0.81
N，可判断物块在水中处于 漂浮
（选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”）状态，物块的密度是 $0.9×10^3$
$\mathrm{kg/m}^3$。（$g$取10 N/kg）答案
18. 0.81 漂浮 $0.9×10^3$
解析
【分析】
要解决本题，需结合阿基米德原理和物体浮沉条件逐步推导：首先根据排开液体的质量计算物体在水中的浮力；再通过物体在酒精中的排开质量算出排开酒精的体积（即物体体积，因物体在酒精中浮力小于重力会沉底）；接着对比物体重力与水中浮力，判断水中的浮沉状态；最后利用物体质量和体积计算密度。
【解析】
1. 计算物体在水中的浮力：
根据阿基米德原理，物体在水中受到的浮力等于排开水的重力，即：
$F_{浮水}=G_{排水}=m_{排水}g=0.081\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.81\ \mathrm{N}$。
2. 求物体体积：
物体的重力$G_{物}=m_{物}g=0.081\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.81\ \mathrm{N}$；
物体在酒精中受到的浮力$F_{浮酒}=G_{排酒}=m_{排酒}g=0.072\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.72\ \mathrm{N}$；
因$F_{浮酒}＜G_{物}$，物体在酒精中沉底，故排开酒精的体积等于物体体积：
$V_{物}=V_{排酒}=\frac{m_{排酒}}{\rho_{酒精}}=\frac{0.072\ \mathrm{kg}}{0.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3}}=9×10^{-5}\ \mathrm{m^3}$。
3. 判断物体在水中的状态：
因$F_{浮水}=G_{物}=0.81\ \mathrm{N}$，且物体密度$\rho_{物}=\frac{m_{物}}{V_{物}}=\frac{0.081\ \mathrm{kg}}{9×10^{-5}\ \mathrm{m^3}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m^3}＜\rho_{水}$，故物体在水中漂浮。
【答案】
0.81 漂浮 $0.9×10^3$
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、密度计算
【点评】
本题综合考查浮力相关核心知识点，需通过对比物体在不同液体中的受力与排开体积判断浮沉，是浮力章节的典型中档题，要求学生熟练应用公式推导。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合阿基米德原理和物体浮沉条件逐步推导：首先根据排开液体的质量计算物体在水中的浮力；再通过物体在酒精中的排开质量算出排开酒精的体积（即物体体积，因物体在酒精中浮力小于重力会沉底）；接着对比物体重力与水中浮力，判断水中的浮沉状态；最后利用物体质量和体积计算密度。
【解析】
1. 计算物体在水中的浮力：
根据阿基米德原理，物体在水中受到的浮力等于排开水的重力，即：
$F_{浮水}=G_{排水}=m_{排水}g=0.081\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.81\ \mathrm{N}$。
2. 求物体体积：
物体的重力$G_{物}=m_{物}g=0.081\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.81\ \mathrm{N}$；
物体在酒精中受到的浮力$F_{浮酒}=G_{排酒}=m_{排酒}g=0.072\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.72\ \mathrm{N}$；
因$F_{浮酒}＜G_{物}$，物体在酒精中沉底，故排开酒精的体积等于物体体积：
$V_{物}=V_{排酒}=\frac{m_{排酒}}{\rho_{酒精}}=\frac{0.072\ \mathrm{kg}}{0.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3}}=9×10^{-5}\ \mathrm{m^3}$。
3. 判断物体在水中的状态：
因$F_{浮水}=G_{物}=0.81\ \mathrm{N}$，且物体密度$\rho_{物}=\frac{m_{物}}{V_{物}}=\frac{0.081\ \mathrm{kg}}{9×10^{-5}\ \mathrm{m^3}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m^3}＜\rho_{水}$，故物体在水中漂浮。
【答案】
0.81 漂浮 $0.9×10^3$
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、密度计算
【点评】
本题综合考查浮力相关核心知识点，需通过对比物体在不同液体中的受力与排开体积判断浮沉，是浮力章节的典型中档题，要求学生熟练应用公式推导。
【难度系数】
0.5
19. 如图7所示，重为10 N的木块漂浮在水面上，请画出木块的受力示意图。
答案
19. 如答图16所示
解析
【分析】要画出漂浮木块的受力示意图，首先明确漂浮物体的受力特点：木块静止漂浮在水面，处于平衡状态，只受竖直向下的重力和竖直向上的浮力，且二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上（二力平衡）。接下来按力的示意图的画法作图：确定两个力的作用点都在木块的重心，重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上，标注对应的力的符号，且两个力的线段长度大致相等（体现二力大小相等）。
【解析】根据力的示意图的绘制规则，漂浮的木块受两个力：①重力G：大小为10N，方向竖直向下，作用点在木块的重心；②浮力F浮：大小等于重力（10N），方向竖直向上，作用点也在木块的重心。作图时，在木块重心处，分别沿竖直向下、竖直向上的方向画带箭头的线段，线段长度大致相等，分别标注力的符号G和F浮。
【答案】
【知识点】力的示意图、重力、浮力
【点评】本题考查受力示意图的绘制，核心是掌握漂浮物体的受力（重力与浮力二力平衡），熟悉力的示意图的画法即可完成，属于基础作图题。
【难度系数】0.3
【解析】根据力的示意图的绘制规则，漂浮的木块受两个力：①重力G：大小为10N，方向竖直向下，作用点在木块的重心；②浮力F浮：大小等于重力（10N），方向竖直向上，作用点也在木块的重心。作图时，在木块重心处，分别沿竖直向下、竖直向上的方向画带箭头的线段，线段长度大致相等，分别标注力的符号G和F浮。
【答案】
【知识点】力的示意图、重力、浮力
【点评】本题考查受力示意图的绘制，核心是掌握漂浮物体的受力（重力与浮力二力平衡），熟悉力的示意图的画法即可完成，属于基础作图题。
【难度系数】0.3
20. 在图8中画出杠杆所受拉力F的力臂l。
图7 图8
图7 图8答案
20. 如答图17所示
解析
【分析】要画出拉力F的力臂，需依据力臂的定义：力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离。解题步骤为：①确定杠杆的支点，本题支点为O点；②确定拉力F的作用线，即沿F方向的直线（可按需延长）；③从支点O向F的作用线作垂线，该垂线段就是拉力F的力臂l。
【解析】根据力臂的定义，先明确支点是O，再找到拉力F的作用线，从O点向F的作用线作垂直的线段，此垂线段即为所求力臂，如答图17所示。
【答案】
【知识点】力臂、杠杆作图
【点评】本题考查杠杆力臂的基础作图，核心是掌握力臂的定义，属于初中物理基础题型，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据力臂的定义，先明确支点是O，再找到拉力F的作用线，从O点向F的作用线作垂直的线段，此垂线段即为所求力臂，如答图17所示。
【答案】
【知识点】力臂、杠杆作图
【点评】本题考查杠杆力臂的基础作图，核心是掌握力臂的定义，属于初中物理基础题型，难度较低。
【难度系数】0.7
21. 小明用如图9所示的实验装置研究运动和力的关系。
（1）让小车从斜面由静止滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的
（2）每次都让小车从同一斜面的
（3）比较图9中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：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
（4）牛顿第一定律告诉我们，物体的运动
（1）让小车从斜面由静止滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的
重
力和支持
力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力。（2）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斜面底端时具有相同的速度。（3）比较图9中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：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
，小车运动得越远
。（4）牛顿第一定律告诉我们，物体的运动
不需要
（选填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来运动状态
不变的性质。答案
21. (1) 重 支持 (2) 同一 (3) 小 远 (4) 不需要 运动状态
解析
【分析】
本题是探究运动和力关系的经典实验题，需结合二力平衡、控制变量法及牛顿第一定律的相关知识解题。（1）分析小车在水平面运动时的竖直方向受力，明确平衡的两个力；（2）理解实验中控制初速度相同的方法；（3）通过不同表面小车的滑行距离，推导摩擦力与运动距离的关系；（4）依据牛顿第一定律，明确力与运动的关系及惯性的概念。
【解析】
（1）小车在水平面运动时，竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，这两个力大小相等、方向相反，是一对平衡力，作用效果相互抵消，因此相当于小车只受水平方向的摩擦力。
（2）根据控制变量法，每次让小车从同一斜面的同一位置由静止滑下，目的是保证小车滑到斜面底端时具有相同的初速度，这样才能公平比较不同表面对小车运动的影响。
（3）由图可知，毛巾表面最粗糙，小车滑行距离最近；棉布表面较光滑，小车滑行距离较远；木板表面最光滑，小车滑行距离最远。由此可得：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，小车运动得越远。
（4）牛顿第一定律告诉我们，力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持；一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，即惯性。
【答案】
(1) 重；支持 (2) 同一 (3) 小；远 (4) 不需要；运动状态
【知识点】
二力平衡、牛顿第一定律、探究运动和力的关系
【点评】
本题考查探究运动和力关系的实验，涉及控制变量法、二力平衡、牛顿第一定律等基础知识点，是力学核心基础题，需掌握实验设计逻辑和关键结论。
【难度系数】
0.7
本题是探究运动和力关系的经典实验题，需结合二力平衡、控制变量法及牛顿第一定律的相关知识解题。（1）分析小车在水平面运动时的竖直方向受力，明确平衡的两个力；（2）理解实验中控制初速度相同的方法；（3）通过不同表面小车的滑行距离，推导摩擦力与运动距离的关系；（4）依据牛顿第一定律，明确力与运动的关系及惯性的概念。
【解析】
（1）小车在水平面运动时，竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，这两个力大小相等、方向相反，是一对平衡力，作用效果相互抵消，因此相当于小车只受水平方向的摩擦力。
（2）根据控制变量法，每次让小车从同一斜面的同一位置由静止滑下，目的是保证小车滑到斜面底端时具有相同的初速度，这样才能公平比较不同表面对小车运动的影响。
（3）由图可知，毛巾表面最粗糙，小车滑行距离最近；棉布表面较光滑，小车滑行距离较远；木板表面最光滑，小车滑行距离最远。由此可得：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，小车运动得越远。
（4）牛顿第一定律告诉我们，力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持；一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，即惯性。
【答案】
(1) 重；支持 (2) 同一 (3) 小；远 (4) 不需要；运动状态
【知识点】
二力平衡、牛顿第一定律、探究运动和力的关系
【点评】
本题考查探究运动和力关系的实验，涉及控制变量法、二力平衡、牛顿第一定律等基础知识点，是力学核心基础题，需掌握实验设计逻辑和关键结论。
【难度系数】
0.7
