18.“无动力”抽水——虹吸抽水在生活中应用非常广泛，如图所示。清洗鱼缸时为了排出鱼缸中的水，可以用一根比较硬的弯管装满水，用手封住两端，一端放入鱼缸的水中，一端放入容器中（该端出水口尽量放低），同时松开两手，水将源源不断地被抽出鱼缸，直到鱼缸中的水全部抽干或者容器中的水面与鱼缸中水面相平时，抽水停止。小明某次清理鱼缸时采用如图所示装置，鱼缸的底面积为$0.5\ \mathrm{m}^2$，水深$h$为$0.8\ \mathrm{m}$，圆柱形容器（开始无水）底面积为$0.1\ \mathrm{m}^2$，容器底到鱼缸水面的高度$H$为$1.8\ \mathrm{m}$。下列说法中正确的是（）。

A.“无动力”抽水并不是真正无动力，虹吸抽水时主要是重力充当动力
B.抽水前水对鱼缸底的压强为$1.8× 10^4\ \mathrm{Pa}$
C.若只进行一次抽水，抽水停止后水对鱼缸底的压强为$5× 10^3\ \mathrm{Pa}$
D.这次抽水过程中总共抽去$30\ \mathrm{kg}$的水

18. C 【点拨】本题考查大气压知识的应用、液体压强计算以及质量的计算,需要结合虹吸原理,对各选项分析,难度较大。
【解析】A. 设在弯管正中央有一液片M,如图所示:
液片左侧受到的压强为:$p_{左} = p_{大气压} - \rho_{水} gh_1$ ①,液片右侧受到的压强为:$p_{右} = p_{大气压} - \rho_{水} gh_2$ ②,因$h_1 ＜ h_2$,由①②知:$p_{左} ＞ p_{右}$,故水从鱼缸流入圆柱形容器中;当$h_1 = h_2$,$p_{左}=p_{右}$时,水停止流动。“无动力”抽水并不是真正无动力,虹吸抽水时主要的动力不是重力,故A错误;B. 水深$h$为$0.8\ \mathrm{m}$,水的密度$\rho_{水}=1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,抽水前水对鱼缸底的压强为:$p = \rho_{水} gh = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.8\ \mathrm{m} = 8 × 10^3\ \mathrm{Pa}$,故B错误;C. 设抽水停止后鱼缸水面下降$\Delta h$,鱼缸的底面积为$0.5\ \mathrm{m}^2$,为圆柱形容器(开始无水)底面积的5倍,故圆柱形容器水面升高$5\Delta h$,此时两容器中液面相平,故有:$h - \Delta h + (H - h) = 5\Delta h$,故$\Delta h = \frac{H}{6} = \frac{1.8\ \mathrm{m}}{6} = 0.3\ \mathrm{m}$,鱼缸中水的深度为:$h' = 0.8\ \mathrm{m} - 0.3\ \mathrm{m} = 0.5\ \mathrm{m}$,水对鱼缸底的压强为:$p' = \rho_{水} gh' = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.5\ \mathrm{m} = 5 × 10^3\ \mathrm{Pa}$,故C正确;D. 这次抽水过程中抽出水的重力:$G = mg = \rho_{水} \Delta h S_{鱼缸} g = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 0.3\ \mathrm{m} × 0.5\ \mathrm{m}^2 × 10\ \mathrm{N/kg} = 1\ 500\ \mathrm{N}$,即抽出水的质量为:$m = \frac{G}{g} = \frac{1\ 500\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 150\ \mathrm{kg}$,故D错误。

【分析】
要解决本题，需结合虹吸原理、液体压强公式、体积与质量的关系逐一分析选项：
1. 分析A选项：通过弯管内液片的压强差判断虹吸的动力来源；
2. 分析B选项：利用液体压强公式计算抽水前鱼缸底的压强，对比选项；
3. 分析C选项：抽水停止时鱼缸与容器液面相平，结合两容器底面积的关系推导水面下降高度，进而计算剩余水深对应的压强；
4. 分析D选项：根据抽出水的体积计算其质量，判断选项对错。
【解析】
A. 设在弯管正中央有一液片，液片左侧压强为$p_{左}=p_{大气压}-\rho_{水}gh_1$，右侧压强为$p_{右}=p_{大气压}-\rho_{水}gh_2$，因$h_1＜h_2$，故$p_{左}＞p_{右}$，水流动；当$h_1=h_2$时，水停止流动。虹吸抽水的动力是大气压差，并非重力，故A错误；
B. 抽水前，水对鱼缸底的压强：$p=\rho_{水}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=8×10^3\ \mathrm{Pa}$，故B错误；
C. 设抽水停止后鱼缸水面下降$\Delta h$，鱼缸底面积是容器底面积的$\frac{0.5\ \mathrm{m}^2}{0.1\ \mathrm{m}^2}=5$倍，故容器水面升高$5\Delta h$，此时两液面相平，得：$h-\Delta h + (H - h)=5\Delta h$，代入$H=1.8\ \mathrm{m}$，解得$\Delta h=0.3\ \mathrm{m}$，鱼缸剩余水深$h'=0.8\ \mathrm{m}-0.3\ \mathrm{m}=0.5\ \mathrm{m}$，水对鱼缸底的压强：$p'=\rho_{水}gh'=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.5\ \mathrm{m}=5×10^3\ \mathrm{Pa}$，故C正确；
D. 抽出水的体积：$V=\Delta h S_{鱼缸}=0.3\ \mathrm{m}×0.5\ \mathrm{m}^2=0.15\ \mathrm{m}^3$，质量$m=\rho_{水}V=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×0.15\ \mathrm{m}^3=150\ \mathrm{kg}$，故D错误。
【答案】C
【知识点】
大气压应用、液体压强计算、质量计算
【点评】
本题以虹吸抽水为背景，综合考查物理知识的应用，关键是理解抽水停止时两容器液面相平的条件，对学生的综合分析能力要求较高。
【难度系数】
0.2

二、非选择题(本大题共9小题,共46分)
19. (2分)手压气球,气球会变形,用力越大,气球形变越大,说明力的作用效果与有关。气球左侧形变程度更大,这是因为压力大小相同时,受力面积越(选填“大”或“小”),手对气球的压强越大。

19. 力的大小 小
【点拨】本题考查影响力的作用效果的因素与压强的大小判断,属于基础知识点。
【解析】用力越大,气球的形变程度越大,说明力的作用效果与力的大小有关;根据$p = \frac{F}{S}$ 可知,当压力相同时,受力面积越小,产生的压强越大。

【分析】
要解决这道题，需结合力的作用效果的影响因素和压强的计算公式分析：首先，力的作用效果由力的大小、方向、作用点决定，题目中“用力越大，气球形变越大”，说明形变程度与力的大小相关；其次，压强公式为$p=\frac{F}{S}$，当压力相同时，压强与受力面积成反比，结合“压力大小相同时，左侧形变更大（压强更大）”可判断受力面积的情况。
【解析】
1. 力的作用效果与力的大小有关：手压气球时，用力越大，气球形变越明显，说明力的作用效果随力的大小变化而改变，因此第一个空填“力的大小”；
2. 压强与受力面积的关系：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$相同时，受力面积$S$越小，压强$p$越大。题目中压力大小相同，左侧形变程度更大（说明压强更大），因此受力面积更小，第二个空填“小”。
【答案】
力的大小；小
【知识点】
力的三要素；压强的影响因素
【点评】
本题结合生活实例考查基础物理知识点，难度较低，主要考查学生对力的作用效果和压强公式的理解与应用，属于基础题型。
【难度系数】
0.8

20.（2分）将吸管插入水中，然后用手堵住吸管上端，如图所示。将吸管从水中拿出后，观察到吸管内有一截高度为5 cm的水柱，水柱在吸管中不落下来，是因为的作用，吸管内部气压为Pa。

20. 大气压 99 500
【点拨】本题考查大气压知识的应用与液体压强公式的应用,属于基础知识点。
【解析】由于吸管中的水会受到大气压的作用,所以不会落下来;吸管内部的气压为:$p = p_0 - \rho_{水} gh = 1 × 10^5\ \mathrm{Pa} - 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.05\ \mathrm{m} = 99\ 500\ \mathrm{Pa}$。

【分析】首先思考吸管内水柱不落的原因：堵住吸管上端后，吸管内的空气被封闭，将吸管从水中拿出时，外界大气压向上作用在吸管下端的水面上，托住了水柱，因此水柱不会下落，这是大气压的作用。接着计算吸管内部气压：外界大气压约为1×10⁵Pa，水柱产生的压强可通过液体压强公式计算，内部气压等于外界大气压减去水柱产生的压强。
【解析】1. 水柱不落的原因：用手堵住吸管上端时，吸管内的空气被封闭，将吸管从水中拿出后，外界大气压向上托住吸管内的水柱，使水柱不会下落，故是大气压的作用。2. 计算内部气压：已知外界大气压p₀=1×10⁵Pa，水柱高度h=5cm=0.05m，水的密度ρ水=1×10³kg/m³，g取10N/kg，水柱产生的压强p水=ρ水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa，因此吸管内部气压p内=p₀ - p水=1×10⁵Pa - 500Pa=99500Pa。
【答案】大气压；99500
【知识点】大气压的应用、液体压强计算
【点评】本题结合生活中的吸管现象，考查大气压的实际应用和液体压强公式的简单计算，属于基础知识点的应用，难度较低，需要学生掌握大气压的作用原理及液体压强的计算方法。
【难度系数】0.8

21.（7分）如图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验。

(1)在水平面上铺上不同的材料的目的是。
(2)让同一小车从斜面的由静止滑下，目的是。
(3)在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是（单选）。
A. 小车在水平面上所受阻力大小
B. 阻力对小车运动的影响情况
(4)根据实验结果可观察到小车在木板表面运动的距离最长，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越（选填“快”或“慢”），并进一步推测：运动的物体不受力时，将保持状态，此时用到的物理实验方法是（选填“转换法”“控制变量法”或“科学推理法”）。

21. (1)改变小车所受阻力大小 (2)同一高度 控制小车到达斜面底端的速度相同 (3)B (4)慢 匀速直线运动 科学推理法
【点拨】本题考查阻力对物体运动的影响,注意理解小车为什么要放在斜面的同一高度、为什么水平面的粗糙程度要不同以及科学推理法的正确理解,属于基础实验题。
【解析】(1)为了让小车在水平面上所受阻力大小不同,所以实验中在水平面上铺上粗糙程度不同的材料;
(2)为了让小车到达斜面底端的速度相同,应让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下;
(3)小车在水平面上运动的距离越长,说明小车所受阻力对小车的运动影响较小,从而证明阻力对物体运动状态有影响,故选B;
(4)小车所受的阻力越小,速度减小得就越慢,滑行的距离就越长,假设阻力为零时,通过推理可知小车将以某一速度一直运动下去,所以当运动的物体不受力时,将保持匀速直线运动状态,此方法被称为科学推理法。

【分析】
本题是探究“阻力对物体运动的影响”的实验，解题思路如下：
1. 确定实验变量：实验目的是探究阻力对物体运动的影响，因此需要改变阻力大小，所以在水平面铺设不同粗糙程度的材料；
2. 控制实验变量：为了保证只有阻力这一个因素影响实验结果，需让小车到达水平面时的初速度相同，因此要让同一小车从斜面同一高度由静止滑下；
3. 分析实验现象：小车在水平面运动的距离长短，能体现阻力对小车运动的影响程度，距离越长说明阻力的影响越小；
4. 推导实验结论：根据不同表面的运动距离，阻力越小，小车运动越远，说明速度减小越慢；结合实际中不存在不受力的情况，通过合理推理得出运动物体不受力时的运动状态，用到科学推理法。
【解析】
(1) 水平面上铺设不同粗糙程度的材料，是为了改变小车在水平面上所受的阻力大小，以此探究阻力对物体运动的影响；
(2) 让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下，目的是控制小车到达斜面底端时的速度相同，确保实验中仅阻力这一个变量不同；
(3) 小车在水平面上运动的距离越长，说明阻力对小车运动的影响越小，因此该距离反映的是阻力对小车运动的影响情况，故选B；
(4) 小车在木板表面（阻力较小）运动的距离最长，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；进一步推理，若运动的物体不受力，将保持匀速直线运动状态，这种在实验基础上进行合理推导的方法是科学推理法。
【答案】
(1)改变小车所受阻力大小；(2)同一高度；控制小车到达斜面底端的速度相同；(3)B；(4)慢；匀速直线运动；科学推理法
【知识点】
阻力对物体运动的影响、控制变量法、科学推理法
【点评】
本题考查探究阻力对物体运动影响的基础实验，涵盖实验设计、操作要点、现象分析及物理方法应用，是初中力学的核心探究实验，需掌握实验的控制变量思想和科学推理的应用逻辑。
【难度系数】
0.6