专题01 力与重力-2024-2025学年初中物理学科素养能力培优竞赛试题精选（全国通用）

专题01 力与重力 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、填空题 1．在2021年8月的东京奥运会上，中国组合徐诗晓孙梦雅获得了女子500米双人划艇的冠军，拿到了中国女子皮划艇的第一块奥运会金牌。比赛时，两位运动员用船桨向后划水，奋力向前，此现象说明力的作用是 的。水给桨的力 （选填“大于”、“小于”、“等于）桨给水的力。 【答案】 相互 等于 【详解】[1]两位运动员用船桨向后划水，桨对水施加向后的作用力，同时，水对桨施加向前的作用力，使船向前，此现象说明力的作用是相互的。 [2]水给桨的力和桨给水的力是一对相互作用力，大小相等。 2．如图所示，n块厚度为d的相同的砖块，靠在一起平放在地面上，今将它们一块一块向上叠起，这堆砖的重心升高了 。 【答案】 【详解】根据重力势能的关系有：第二块砖重力势能增加；第三块砖重力势能增加；依此类推第n块砖，重力势能增加；总重力势能的增加为 所以砖的重心整体升高 3．有一个半径为R、材质均匀厚度为d的大圆盘上再黏上一个半径为，材质均匀厚度为d的小圆盘，如图所示，此时整体重心离大圆盘圆心的距离是 。 【答案】0.1R 【详解】两个圆盘分开独自考虑，因为都是规则，材质均匀的圆盘，所以两者各自的重心分别在自己的圆心处，大小圆盘的重力之比为 若两个圆心的相连的线段看做杠杆，左右两端受力之比为4∶1，如果保持杠杆平衡，左右力臂之比为1∶4，则支点位置应在两个圆心的相连的线段上，且距O点距离为该线段长度的，支点的位置即为整体重心所在的位置，所以整体重心离大圆盘圆心O的距离是 4．如图所示，水平地面上有一均匀正方体物块，边长为 a，某人将其在地面上任意翻滚，但始终未离开地面，则在翻滚过程中物块重心离地面的高度最大升高量为 ，在这个过程中，说明力能 。 【答案】 改变物体的运动状态 【详解】作图如下 [1]故当正方体翻转到以对角线bD竖直立在水平面上的时，重心高度为a，重心位置升高的高度最大，等于 [2]在这个过程中，正方体物块受到力的作用，运动状态发生改变，说明力能改变物体的运动状态。 5．建筑工人常用铅垂线来检查墙壁是否竖直，这是利用了 的性质，如图左所示，如图所示为水平仪放置于某桌面上时的情形，则该桌面左面 （“高”或”低”）。在砌房子时如图所示，水平仪 R 来检查所砌的墙面是否水平， 当液体中空气泡居中表示墙面水平，若空气泡在 A 端，则表示 A 端的墙面 （“高” 或“低”）。 【答案】 重力的方向竖直向下 高 高 【详解】[1]因为重力的方向总是竖直向下的，所以可利用铅垂线来检查墙壁是否竖直。 [2]图示的水平仪，重垂线偏向右侧，说明右侧的桌面，偏低，左侧桌面偏高。 [3]图示水平仪R液体中的空气泡在A端，说明A端墙面高，因为液体在重力的作用下向低处流动，所以气泡往高处移动。 6．把一条盘在地上、长为L的质量分布均匀的软绳向上提起，当绳刚好拉直时，它的重心位置升高了 ；把一边长为L的正方形均质薄板ABCD（如图所示）绕C点翻到对角线AC处于竖直位置时，其重心升高了 。 【答案】 【详解】[1]软绳质量分布均匀，盘在地上时，重心在地面上，当绳向上拉直时，重心在它的几何中心上，中心升高，故重心升高。 [2]均质薄板ABCD绕C点翻到对角线AC处于竖直位置时，如图所示 此过程中重心升高了 7．阅读短文，回答问题 万有引力牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一，它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。如图所示，任意两个物体间都有通过连心线方向上相互吸引的力，这种力叫万有引力，该引力大小与它们质量的乘积成正比，与它们中心之间距离的平方成反比，与两物体的组成和其间介质种类无关，万有引力的计算公式为，其中F表示两个物体之间的引力，k表示万有引力常量，m1表示物体1的质量，m2表示物体2的质量，r表示两个物体中心之间的距离，两个质量为1kg的物体在相距1米时的吸引力约为6.67×10﹣11N。太阳对地球的引力使地球不能离开太阳，地球对其上物体的引力使物体不能离开地球。要离开地球，必须借助运载火箭发射，2018年12月8日，我国成功发射“嫦娥四号”探测器。地球上物体受到的重力是万有引力的表现，重力大小几乎等于物体与地球间的万有引力。跟地球一样，在其他所有星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到指向该星球球心的力。如果我们把这些力也叫重力的话，那么，物体在某星球上受到的重力不仅跟物体本身的质量有关，还跟该星球的质量、半径等因素有关，由于不同的星球质量和半径各不相同，所以，同一个物体在不同星球上受到的重力并不相同。 （1）下列现象的成因，与万有引力无关的是 A．月球绕地球运动而不能飞离地球    B．铁丝很难被拉断 C．行星绕太阳运动而不能飞离太阳    D．熟透了的苹果从树上落向地面 （2）我们任意两个同学之间彼此对对方也有引力，说明物体间力的作用是 ，但我们的行动却几乎没有受到影响，这是因为我们之间 （选填“质量”或“距离”）较小，导致引力较小； （3）“嫦娥四号”探测器由地球飞向月球的过程中，地球对探测器的引力 （选填“变大”或“变小”或“不变”）； （4）我们知道质量为1kg的物体在地球表面受到的重力约为10N，如果地球半径约为6.67×106m，地球质量约为 kg； （5）海王星是八大行星中离太阳最远的行星，它的质量大约是地球的17倍，直径约为地球的4倍，则同一个物体在海王星上受到的重力 （选填“大于”“等于”或“小于”）在地面上受到的重力。 【答案】 B 相互的 质量 变小 6.67×1024 大于 【详解】（1）[1]A．月球在地球的引力作用下，绕地球旋转，月球绕地球运动而不能飞离地球现象与万有引力有关，故A不符合题意； B．铁丝很难被拉断是因为分子之间存在引力，与万有引力无关，故B符合题意； C．行星在太阳的引力作用下，绕太阳旋转，行星绕太阳运动而不能飞离太阳现象与万有引力有关，故C不符合题意； D．熟透了的苹果从树上落向地面，是因为苹果受到地球的引力才落下，所以与万有引力有关，故D不符合题意； 故选B。 （2）[2]根据题意可知，任意两个物体间都有通过连心线方向上相互吸引的力，我们任意两个同学之间彼此对对方也有引力，说明物体间力的作用是相互的。 [3]万有引力大小与它们质量的乘积成正比，与它们中心之间距离的平方成反比，任意两个同学之间也有引力，但同学之间质量较小，导致引力较小，使得他们的行动却几乎没有受到影响。 （3）[4]万有引力大小与它们质量的乘积成正比，与它们中心之间距离的平方成反比，“嫦娥四号”探测器由地球飞向月球的过程中，探测器与地球之间的距离不断变大，所以地球对探测器的引力将变小。 （4）[5]由于两个质量为1kg的物体在相距1米时的吸引力约为6.67×10-11N，由可得，万有引力常量为 由可得地球的质量约为 （5）[6]由可得该物体在地球上的重力 由可得，该物体在海王星上的重力为 所以有 G地<G海王星 即同一个物体在海王星上受到的重力大于在地面上受到的重力。 二、单选题 8．如图所示是跳水运动员跳水的情景，下列说法不正确的是（　　） A．跳板将运动员弹起，说明力可以改变物体的运动状态 B．运动员对跳板施力的同时也受力，说明力的作用是相互的 C．运动员对跳板的力和跳板对运动员的力，两个力的作用效果不同 D．跳板将运动员弹起，是因为跳板对运动员的力大于运动员对跳板的力 【答案】D 【详解】A．跳板将运动员弹起，是因为跳板对运动员的力改变他的运动状态，说明力可以改变物体的运动状态，故A正确， A不符合题意； B．运动员对跳板施力的同时也会受到跳板对运动员的力，由此说明力的作用是相互的，故B正确， B不符合题意； C．跳板对运动员的力改变运动员的运动状态，运动员对跳板的力改变跳板的形状，两个力的作用效果不同，故C正确， C不符合题意； D．跳板对运动员的力与运动员对跳板的力是一对相互作用力，大小相等，故D错误， D符合题意。 故选D。 9．下图中力的作用效果与其他不同的是（   ） A．弹簧被拉长 B．钢尺被拉弯 C．苹果从树上下落 D．气球被压扁 【答案】C 【详解】弹簧被拉长、钢尺被拉弯、气球被压扁都是力改变了物体的形状；苹果从树上下落是力改变了物体的运动状态；则力的作用效果与其他三幅不同的是C，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．关于物体的重力，下列说法中正确的是（　　） A．物体的重力就是地球对物体的吸引力 B．因为物体本身就有重力，所以重力没有施力物体 C．物体的重心是物体所受重力的作用点，所以重心一定在物体上 D．物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比 【答案】D 【详解】A．物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，是地球对物体的吸引力的一个分力，不能说物体的重力就是地球对物体的吸引力，A错误； B．地球附近的所有物体都受到重力的作用，物体所受重力的施力物体是地球，B错误； C．重心是物体整体所受到的总重力的作用点，质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在几何中心上，但重心不一定在物体上，如空心物体环状物体；质量分布不均匀、形状不规则的物体，重心也可能不在物体上，C错误； D．物体所含物质的多少叫质量，而物体所受的重力跟它的质量成正比，即物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比，D正确。 故选D。 11．关于物体的重心，下列说法中正确的是（　　） A．重心一定在物体的几何中心上 B．重心一定在物体上 C．物体的重力都集中在物体的重心上 D．若用一根轻质细线把一物体悬挂起来，当物体静止时其重心一定在过悬线的这条直线上 【答案】D 【详解】A．物体的重心与物体的质量分布和几何形状两个因素有关，所以物体的重心不一定在它的几何中心上，故A错误； B．重心可能在物体上，也可能在物体之外，比如均匀的圆环重心在圆环之外，故B错误； C．物体的各部分都要受到地球的重力作用，而不是物体的重力都集中在物体的重心上，故C错误； D．若用一根轻质细线把一物体悬挂起来，当物体静止时物体的重力与悬线的拉力二力平衡，则悬线一定过其重心，故D正确。 故选D。 12．如图所示是某“汤勺”示意图，由一细长柄AB与一半球BC构成，且AB与半球相切，切点为B．已知半球的半径为R，AB柄的长度为L，L∶R=∶1，现用一细线系住A点，并将细线竖直悬挂，如果不计“汤勺”的质量，则“汤勺”内水的最大高度是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】过A点作水面的垂线，垂足为E，垂线与BC交于点F，水面与“汤勺”的另一交点为D，如图所示 由作图以及数学知识可知，直线AE一定过半球的球心，点F就是半球的球心，则 BE=CF=R 根据题意可知，AB=L，且 L∶R=∶1 所以，△CEF是直角三角形；△ABF∽△CEF，由相似三角形的知识可得 所以 在直角△CEF中，由勾股定理得 即 则，则“汤勺”内水的最大高度为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 13．足球被一脚向前踢出去之后，到达最高点时受到（　　） A．重力 B．空气阻力和重力 C．脚的作用力和重力 D．脚的作用力、空气阻力和重力 【答案】B 【分析】本题主要考查受力分析，分析的顺序为重力、弹力、摩擦力，对于弹力不可凭空猜测，要找到施力物体才能确定，摩擦力要结合运动情况来进行分析。 【详解】足球处在地面附近，受到地球施加的重力作用；被踢出后，足球和脚之间没有接触，所以不受脚对它的作用力。足球到达最高点时，仍具有水平速度，瞬间和空气发生相对运动，受空气阻力；故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 14．如图，为了探究力能够使物体产生形变，小枫同学找来了玻璃瓶，带孔的橡皮塞，玻璃管，水等实验器材，关于他选择器材和实验操作方法正确的是（　　） A．选择椭圆形的厚玻璃瓶、并装满水，并选择细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 B．选择圆柱形的厚玻璃瓶、并装半瓶水，并选择细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 C．选择椭圆形的厚玻璃瓶、并装半瓶水，并选择粗玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 D．选择椭圆形的厚玻璃瓶、并装半瓶水，并选择细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 【答案】A 【详解】A．力可以使物体发生形状，但手对厚玻璃瓶的压力是有限的，所以玻璃瓶发生的形变非常小，无法直接观察，为了使形变能够直接观察，可以在瓶中装满水，瓶口密封插上较细的玻璃管，这样手捏瓶子时，玻璃瓶发生形变挤压瓶中的水会看到细玻璃管中水面的发生变化，玻璃管越细在瓶形变一定时，管中水面上升越明显。所以可根据细玻璃管中水面的变化确定玻璃瓶发生了形变，进而说明力使玻璃瓶发生形变。故A正确符合题意； BCD．如果瓶中装半瓶水，手捏瓶子时，瓶中水面上升幅度太小，观察不出来，玻璃管中的水面和瓶中水面基本齐平看不出变化，故BCD不符合题意。 故选A。 15．如图所示，在斯诺克台球比赛中，由于目标球被障碍球阻挡。有时运动员会用特殊的“扎杆”打法使白球高速旋转打出漂亮的“弧线球”，从而绕过障碍击中目标，则使白球在水平桌面上做曲线运动的施力物体是（　　） A．球杆 B．桌面 C．白球 D．地球 【答案】B 【详解】ABCD．运动员用特殊的“扎杆”打法使白球高速旋转，绕过障碍击中目标，白球在水平桌面上运动时，它们之间存在摩擦力，使白球改变运动状态做曲线运动，所以使白球在水平桌面上做曲线运动的施力物体是桌面，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 16．如图，一氢气球吊着重物A加速竖直上升，在上升过程中，吊物体的绳子突然断了，不计空气阻力，则下列图中描述绳子断了之后重物A在空中运动的速度v随时间t变化的图像中，正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】B 【详解】绳子断开前，重物随气球加速上升，具有向上的速度；绳子断开后，物体由于惯性会继续向上运动，又因为物体受到重力的作用，则物体上升的速度逐渐减小，速度减小为0后会向下做加速运动，即先减速上升一段距离再加速下落。故B符合题意，ACD错误。 故选B。 17．一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图（a）所示，此时链条的重心为C1 ．若在链条两端各挂一个质量为m/2的小球，如图（b）所示，此时链条的重心为C2 ．若在链条两端和中央各挂一个质量为m/2的小球，如图（c）所示，此时链条的重心为C3 （C1 、C2 、C3 在图中均未标出）．比较三个重心的高度h1 、h2 和h3 的关系 A．h 1 =h 2 =h 3 B．h 1 <h 2 <h 3 C．h 1 >h 2 >h 3 D．h 1 > h 3 > h 2 【答案】D 【分析】利用对称性将链条分成两部分，则可很容易找出两部分链条的重心； 连接两重心，则连线与角平分线的交点即为实际重心． 【详解】分别研究桌面以上部分和桌面以下部分，则可得出两部分的重心； 连接两点，则连线与角平分线的交点即为重心，如图所示； 图（a）两段重心都在线段的中心；图（b）的上、下两段的重心分别偏向左侧和下侧，所以连接后与角平分线的交点低，即重心低；图（c）中央的小球归上面的一段考虑，则下面的一半链条重心偏低，由图则可得出h1＞h3＞h2； 故选D． 三、多选题 18．如图在一半径为R的表面光滑的半球形容器的球心O点，用长为的绝缘细线悬挂一质量为、电荷量为的小球A，在容器内放置一质量为m、电荷量为的小球B，已知B与容器绝缘。两球在如图所示的位置处于平衡状态，此时细线与竖直方向的夹角。下列说法正确的是（　　）    A．容器对小球B的支持力等于细线对小球A的拉力 B．容器对小球B的支持力等于细线对小球A拉力的2倍 C．细线对小球A的拉力为小球A重力的 D．两小球间的库仑力为小球A重力的 【答案】AC 【详解】AB．如图1所示，连接交过球心O的竖直线于P点，分析两小球的受力，并将力经适当平移，构成矢量三角形，根据力的矢量三角形与几何三角形相似，可得，所以故A正确，B错误； C．把小球A、B看作整体，对整体受力分析如图2所示，正交分解，可得 解得 故C正确； D．对小球A，设两小球间的库仑力为F，则有 故D错误。 故选AC。    19．如图所示，一小球自A点由静止开始自由下落，到达B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩至最短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A至B到C的运动过程中（　　）    A．小球从A下落至B的过程中做的是加速运动 B．小球到达B点后立即开始减速向下运动 C．小球达到C点时速度为零 D．小球达到C点时弹力大于重力，合力方向竖直向上 【答案】ACD 【详解】A．小球自高处自由下落，在重力作用下，开始做自由落体运动，故是匀加速运动。故A正确，符合题意； B．小球到达B点时与弹簧接触，受到弹簧对小球的向上的作用力，但由于这个力小于小球的重力，故小球还是做加速运动。故B错误，不符合题意； C．C点为最低点，此时小球不再向下运动，此时速度为0。故C正确，符合题意； D．小球到达C点时，速度减小到0，处于减速运动，说明此时弹簧对小球的向上的作用力大于小球的重力，二者的合力是竖直向上的。故D正确，符合题意。 故选ACD。 四、实验题 20．在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸（如图甲所示），随机提供绿豆、红豆或黄豆一包（每组只有一种豆类），利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。 （1）分析图像是一条经过原点的直线，由此可得 ； （2）有小组将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠，观察绘制的图像，图像可能是图乙中 ，以此判断重力与物质种类的关系；（已知 ρ绿豆>ρ黄豆） （3）经过一段时间的学习，同学们想把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤； ① 小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体（图丙），用弹簧测力计测出小桶的重力为1N，装满水后总重力为3N，再装满另一液体时示数为4N，则液体密度为 kg/m3；用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度； ② 小华小组用同一重物分别浸没在不同液体中（图丁），用弹簧测力计挂一重5N的重物后，将物体浸没在水中时示数为3N，则该密度秤能测量的最大密度为 kg/m3；用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度； ③ 对于两个小组设计的密度秤，下列说法不正确的是 ； A．密度秤的零刻度线都不在0N处 B．密度秤标注的刻度都是均匀的 C．在小明设计中，若测量中液体不装满小桶，密度秤所测结果偏小 D．在小华设计中，若要增大测量的量程，换用体积相同而密度小的重物 【答案】 重力的大小跟质量成正比 C D 【详解】（1）[1]重力的大小跟质量的关系图像为一条经过原点的直线，则可知道，重力的大小跟质量成正比。 （2）[2]可知，重力的大小跟质量成正比，这个比值是一个定值，观察图乙中的三个图像，绿豆和黄豆两组数据的图像应该是重叠在一起。 故选C。 （3）[3]由题意可知，用弹簧测力计测出小桶的重力为1N，装满水后总重力为3N，则这些水的重力为2N，水的质量 水的体积 再装满另一液体，则这液体的体积 再装满另一液体时示数为4N，则这液体的重力为3N，这液体的质量 根据密度公式可知，这液体的密度 这液体的密度为。 [4]该密度秤能测量的最大密度，也就是当重物完全浸没在液体中时，测力计没有拉力，浮力大小等于重力，由题意可知，这个浮力大小 题中还说了，用弹簧测力计挂一重5N的重物后，将物体浸没在水中时示数为3N，这个浮力大小 水的密度为，根据阿基米德原理可知，排开水的体积 该重物的体积 ，由阿基米德原理可知，液体的最大密度 该密度秤能测量的最大密度为。 [5]A．对于小明密度秤，当桶内没有盛液体时，对应的刻度为桶的重力，1N，不在零刻度线；对于小华密度秤，密度的零刻度线，即没有放在液体中时，指针在5N处，不在零刻度线，故A正确，不符合题意； B．由上述解析可知，密度秤标注的刻度都是均匀的，故B正确，不符合题意； C．在小明设计中，若测量中液体不装满，根据，可知密度秤所测结果偏小，故C正确，不符合题意； D．在小华设计中，若增大测量的量程，可增大物体的重力，根据 可知换用体积相同而密度大的重物，故D错误，符合题意。 故选D。 21．在学习重力知识时，分别探究了“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。 （1）如图是探究重力方向的实验装置，物体A通过细线悬挂在支架O处，将该装置放在水平桌面上，缓慢增大木板M与桌面的夹角，悬线OA与水平桌面的夹角将 （改变/保持不变），据此可知，重力方向总是 。 （2）在探究“重力的大小与质量的关系”实验中，老师提供了相同规格且标度相同的透明坐标纸（如图甲所示），各小组利用弹簧测力计和天平测得多组不同物体重力与质量的实验数据。 ①测量前，应使弹簧测力计在 （水平/竖直）方向调零； ②每个小组根据测得的实验数据描绘成的图象，发现图象是一条经过原点的直线，由此可知物体所受的重力大小与质量成 ； （3）小明和小花两组所用的物体分别是铜块和铝块（），老师将他们两组绘制的透明坐标纸进行重叠，观察到的图线可能是图乙中的 ，以此判断重力与物质种类的关系； （4）经过一段时间学习后，老师提出把弹簧测力计改装成测量液体密度的密度秤； ①小明组用同一小桶分别盛满不同液体（图丙），用弹簧测力计测出小桶受到的重力为，装满水后受到的总重力为，再装满另一液体时示数为，则液体的密度为 ，用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其他液体的密度；（g取） ②小明组设计的密度秤的零刻度线 （在/不在）ON处；密度秤的标度 （是/不是）均匀的。 【答案】 保持不变 竖直向下 竖直 正比 C 1.5×103 不在 是 【详解】（1）[1][2]重力的方向总是竖直向下，缓慢增大木板M与桌面的夹角，会观察到悬线OA的方向不变，悬线OA与水平桌面的夹角将保持不变。 （2）①[3]重力的方向为竖直向下，因此用弹簧测力计测物体的重力，测量前弹簧测力计应沿竖直方向进行调零。 ②[4]重力和质量的关系图像是一条经过原点的直线，说明物体所受的重力大小与质量成正比。 （3）[5]重力的大小跟质量成正比，这个比值是一个定值，观察图乙中的三个图像，铜块和铝块两组数据的图像应该是重叠在一起，故选C。 （4）①[6]桶装满水时，水的重力为 由与得，水的体积为 桶装满液体，液体的体积 桶中液体的重力 由得，桶中液体的质量 液体密度 ②[7] 挂上小桶，弹簧测力计显示的刻度位置即为密度秤的零刻度，小桶的重力为1N，则密度计零刻度处即为1N处，而不在0N处。 [8] 密度秤最大称量的密度，则为弹簧测力计最大量程处，据此计算对应的密度值 密度最大时液体的重力为 密度最大时液体的质量 小桶的容积不变，则 密度最大时液体的密度为 结合上面分析可知密度秤标注的刻度都是均匀的。 22．小明了解到“不倒翁”不易翻倒的原因是它有一个大而重的底座。于是他猜想：物体的稳定程度可能与物体的重心离地面的高度有关。为了验证他的猜想，小明制作了如图甲三块外形相同、质量相同，只有重心离地面的高度不同的圆柱体，一块长木板。    （1）实验目的：探究物体的稳定程度与 是否有关； （2）小明设计的实验装置如图乙，请在图中画出圆柱体此时所受重力的示意图 ； （3）实验步骤： ①将圆柱体A放在水平长木板上，逐渐抬高长木板的一端，记下圆柱体A刚好翻倒时，木板抬高的角度θ1。请将小明未填写的实验步骤补充完整： ② ； ③ ； ④比较 ，可验证猜想是否成立。 【答案】 物体的重心离地面的高度    将圆柱体B放在木板上，记下让它刚好翻倒时，木板转过的角度θ2 将圆柱体C放在木板上，记下让它刚好翻倒时，木板转过的角度θ3 θ1、θ2、θ3 【详解】（1）[1]实验甲图中，圆柱体质量相同，只有重心离地面的高度不同的圆柱体，改变了重心离地面的高度，探究的是物体稳定程度与重心离地面的高度关系。 （2）[2]圆柱体受到的重力方向是竖直向下的，作用点在重心处，如图：    （3）②[3]在此探究实验中是通过物体刚好翻转时木板转过的角度比较物体的稳度大小的。在以上探究稳度大小与重心高低关系的实验中，应控制物体的重力的大小和支持面的大小不变，为了探究普遍规律，第二次应将圆柱体B放在木板上，记下让它刚好翻倒时，木板转过的角度θ2，来避免实验的偶然性。 ③[4]改变重心，第三次应将圆柱体C放在木板上，记下让它刚好翻倒时，木板转过的角度θ3，来避免实验的偶然性。 ④[5]比较θ1、θ2、θ3，比较问题的稳定程度以可验证猜想是否成立。 23．生活中，我们会遇到下面的现象：    （1）现象一：如图甲所示，将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋P落到地板上，摔烂了；而鸡蛋Q落到一块海绵上，完好无损。此现象说明鸡蛋 （填“P”或“Q”）受到的撞击力较小； 现象二：如图乙中a所示，一根细线拴着一个重物，把重物拿到一定高度，然后释放，重物可以把细线拉断；如图b，如果在细线上端拴段橡皮筋，再从同样的高度释放该重物，细线就不会被拉断。此现象说明图 中细线的拉力较小；这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象，这种现象背后的物理原因是什么呢？ （2）为了进一步探究这种现象，兴趣小组的同学做了一个实验：先后三次让同一个同学骑同一辆自行车，从斜坡上的同一位置由静止开始滑下，每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车，实验数据如下表所示： 实验次数 捏刹车的用力情况 在水平面上滑行时间 1 较小的力 40s 2 较大的力 17s 3 更大的力 4s （3）由以上实验数据可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来，作用 越长，作用力越 ；这就是现象一与现象二所蕴含的物理知识； （4）下列现象中没有利用缓冲知识的是 。 A．自行车坐垫上装减震弹簧 B．运动员跳远时跳到沙坑里 C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D．用撬杠撬石头 【答案】 Q b 时间 小 D 【详解】（1）[1]现象一：力可以改变物体的形状，当将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋P落到地板上，摔烂了，受到的力为F1；而鸡蛋Q落到一块海绵上，完好无损，Q的形变小，受到的力为F2，说明Q受到的作用力小，即此现象说明鸡蛋撞击海绵时受到的撞击力较小，即F1>F2，故鸡蛋Q受到的撞击力较小。 [2]现象二：当在细线上端拴一段橡皮筋后，再从同样的高度释放该重物，细线不会被拉断，此现象说明细线中的拉力是图 b中的较小；①地板比较硬，鸡蛋从接触地面到摔烂的时间比较长，海绵比较软，鸡蛋从接触到抵达最低点的时间比较长，则t1＜t2，②图a中，细线从刚好拉直到它断开的时间为t3，作用力为F3，图b中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4，作用力为F4，图b中的橡皮筋起到一个缓冲的作用，使得图b中细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间较长，作用力小，即t3＜t4，F3>F4，综上分析，根据t1＜t2、F1>F2；t3＜t4，F3>F4知：作用时间越短，作用力越大。 （3）[3][4]由表格实验数据可知：捏刹车的用力越小，车在水平面上滑行时间越长，越不容易停下来，故可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来作用时间越长，作用力越小。 （4）[5]A．自行车坐垫上装减震弹簧，是通过弹簧的缓冲延长了作用时间，减小了人受到的缓冲力，故A不符合题意； B．运动员跳远时跳到沙坑里，沙坑里的沙对运动员有一个缓冲力，避免对运动员造成伤害，故B不符合题意； C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤是因为橡胶锤有弹性，延长作了用时间，减小了作用力，故C不符合题意； D．用撬棒撬石头利用了杠杆的原理，与缓冲没有关系；故D符合题意。 故选D。 24．小华在知道“物体间力的作用是相互的”之后，好想知道“物体间相互作用的力的大小有什么关系”，于是，他准备了两个弹簧测力计，设计了如下实验：将A、B两弹簧测力计的秤钩相互挂在一起，弹簧测力计B的另一端固定在墙上，在同一直线上，用手拉弹簧测力计A，如图所示。请根据图示情况回答问题： （1）弹簧测力计A对B的拉力为 N，这个力作用在 上，力的方向 。 （2）弹簧测力计B对A的拉力大小为 N，这个力作用在 上，力的方向 ； （3）由此可以初步得出，这两个力的关系为 （4）你对第（3）小题中的“初步”二字如何理解 ？ 【答案】 2 弹簧测力计B 右 2 弹簧测力计A 左 作用在两个物体上，大小相等，方向相反，作用在一条直线上 “初步”是不具有普遍性，需要多次测量，找出普遍规律 【详解】(1)[1][2][3]测力计A的读数为2N，则弹簧测力计A对B的拉力为2N，因为弹簧测力计A拉弹簧测力计B，因此这个力作用在弹簧测力计B上，力的方向右。 (2)[4][5][6]测力计B的读数为2N，则弹簧测力计B对A的拉力为2N，因为弹簧测力计B拉弹簧测力计A，因此这个力作用在弹簧测力计A上，力的方向左。 (3)[7]综合对实验现象、数据进行分析，可以初步得出：这两个力的关系为作用在两个物体上，大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 (4)[8]因为只进行了一次实验，所以“初步”是指不具有普遍性，需要多次实验，找出普遍规律。 五、简答题 25．如图，向空杯中逐渐注水，直到满为止，问：杯子与水的整体重心如何变化？ 。 【答案】见解析 【详解】杯子与水的整体重心先降低后升高。先看空杯的重心，假如杯子没有底，那么重心肯定是在杯子的中心，但是由于底部有一定的质量，那么重心肯定是中心偏下，当倒入一点水后，由于重心下部的重力变大，而重心是重力的平衡点，即重心的上部和下部重力应该是一样大的，所以重心会向下移动。 随着液面的上升，重心会一直下移，当重心下移到上部和下部的重力一样时，重心的位置应该在液面以下，此时重心以上的液体与杯子侧壁的重力等于重心以下液体、杯子侧壁以及杯底的重力。从这个时刻以后，随着液面的升高，重心又开始上移，一直到杯子满的时候，重心又会回到空杯子时的位置。所以杯子与水的整体重心先降低后升高。 六、综合题 26．我国的航天工程从1970年4月24日发射第一颗人造卫星“东方红一号”开始，到天宫空间站的建成，已取得了举世蛔目的成就。太空授课也给青少年带来了不同的“天宫课堂”。 （1）2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球中倒立缩小的像是由于光的 形成的，该像是 （选填“虚”或“实”）像。 （2）2022年3月23日，神舟十三号航天员再次进行了太空授课。王亚平的声音是由 产生的，同在核心舱的叶光富听到的声音是由 传来的。 （3）“天宫课堂”第三课于2022年10月12日开讲，图乙是山东菏泽一中分课堂，坐在不同位置的同学都能看到屏幕上的画面，是因为光在屏幕表面发生了 反射的缘故；校服的衣领呈现红色是因为衣领能 红光。 （4）2023年9月21日，“天宫课堂”第四课进行了动量守恒的验证实验，如图丙所示，被桂海潮推出的小钢球碰到大钢球后反向运动，说明力可以改变物体的 ；钢球被从地球带到空间站后，质量 。 【答案】 折射 实 声带的振动 空气 漫 反射 运动状态 不变 【详解】（1）[1][2]水球相当于凸透镜，王亚平在水球中倒立缩小的像是由于光的折射形成的，此时物距大于2倍焦距，成倒立缩小实像。 （2）[3][4]王亚平的声音是由声带振动产生的，因为核心舱内充有空气，同在核心舱的叶光富听到的声音是由空气介质传来的。 （3）[5]漫反射向四面八方反射，坐在不同位置的同学都能看到屏幕上的画面，是因为光在屏幕表面发生了漫反射的缘故。 [6]校服的衣领呈现红色是因为衣领能反射红光，其他色光均被衣领吸收所致。 （4）[7]被桂海潮推出的小钢球碰到大钢球后反向运动，说明力可以改变物体的运动状态。 [8]质量是物体本身的一种属性，只和物体所含物质的多少有关，和物体的形状、状态、位置无关。钢球被从地球带到空间站后，质量不变。 27．在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上。如图所示，一个质量为M＝80kg、半径为R＝0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动。用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止。多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。 （1）根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图中 ； A．轴心正下方的某一位置   B．轴心左侧的某一位置 C．轴心右侧的某一位置       D．轴心正上方的某一位置 （2）工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m＝0.4kg的金属后，再用力推动飞轮 的现象时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了； （3）调整前飞轮的重心P到轴心的距离为 mm。 【答案】 A 每次推动飞轮后，飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置 3 【详解】（1）[1]重心在最低点时，飞轮才能静止，因每次F都与转轴在同一水平面上，则说明重心应在轴心的正下方；故A符合题意，BCD不符合题意。 故选 A。 （2）[2]如果重心在轴心处，则停止时，飞轮可以停在任意位置，即F可能出现在任意位置。 （3）考虑到调整后，飞轮可以停在任意位置，那么当飞轮的重心P和焊接点E转动到同一水平线上时（如图所示）： 设调整前飞轮的重心P到轴心的距离为l，根据杠杆平衡条件 Mgl＝mgR 代入数据得 七、计算题 28．有时候物体受力的作用点不是一点而是每一个点，但是为了计算和理解的方便，我们希望能够找出一个等效点，将作用力看作只作用在这一个点上若将质量等效为集中于一个点，称该点为质心。质心在坐标系中的位置由公式给出。 （1）求彼此相切的球组成的系统的质心的位置，所有球都具有相同的直径d=3cm，而质量规律为：m1=m，m2=3m，m3=5m，mN=(2N-1）m。N=500，各球质量均匀；注：1+2+3…N=， （2）从边长为d的均匀正方形板上挖去一个直径最大的圆，剩下四个边“角”，求这样一个边角的质心与圆心的距离，已知半径为R的半圆的质心到直径的距离为。 【答案】(1)10m；(2) 0.316R 【详解】解：（1）以第一个球的前段为原点O，沿N个球的直径方向建立x轴，根据质心的定义可得 将N=500代入上式得 因此系统的质心与第一个球的前端相距10m。 (2)心正方形板的中心O为原点，建立直角坐标系，如下图所示 设图中画出有阴影的一个角的质心坐标为(xC，xC)，由对称性可知 xC=yC 已知上板块的质心在 处，设板的密度为ρ，由质心的等效意义可得 解得 所以该角的质心到相应直角顶点的距离 答：(1)彼此相切的球组成的系统的质心与第一个球前端相距10m； (2)这样一个边角的质心与圆心的距离约为0.316R。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 力与重力 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、填空题 1．在2021年8月的东京奥运会上，中国组合徐诗晓孙梦雅获得了女子500米双人划艇的冠军，拿到了中国女子皮划艇的第一块奥运会金牌。比赛时，两位运动员用船桨向后划水，奋力向前，此现象说明力的作用是 的。水给桨的力 （选填“大于”、“小于”、“等于）桨给水的力。 2．如图所示，n块厚度为d的相同的砖块，靠在一起平放在地面上，今将它们一块一块向上叠起，这堆砖的重心升高了 。 3．有一个半径为R、材质均匀厚度为d的大圆盘上再黏上一个半径为，材质均匀厚度为d的小圆盘，如图所示，此时整体重心离大圆盘圆心的距离是 。 4．如图所示，水平地面上有一均匀正方体物块，边长为 a，某人将其在地面上任意翻滚，但始终未离开地面，则在翻滚过程中物块重心离地面的高度最大升高量为 ，在这个过程中，说明力能 。 5．建筑工人常用铅垂线来检查墙壁是否竖直，这是利用了 的性质，如图左所示，如图所示为水平仪放置于某桌面上时的情形，则该桌面左面 （“高”或”低”）。在砌房子时如图所示，水平仪 R 来检查所砌的墙面是否水平， 当液体中空气泡居中表示墙面水平，若空气泡在 A 端，则表示 A 端的墙面 （“高” 或“低”）。 6．把一条盘在地上、长为L的质量分布均匀的软绳向上提起，当绳刚好拉直时，它的重心位置升高了 ；把一边长为L的正方形均质薄板ABCD（如图所示）绕C点翻到对角线AC处于竖直位置时，其重心升高了 。 7．阅读短文，回答问题 万有引力牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一，它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。如图所示，任意两个物体间都有通过连心线方向上相互吸引的力，这种力叫万有引力，该引力大小与它们质量的乘积成正比，与它们中心之间距离的平方成反比，与两物体的组成和其间介质种类无关，万有引力的计算公式为，其中F表示两个物体之间的引力，k表示万有引力常量，m1表示物体1的质量，m2表示物体2的质量，r表示两个物体中心之间的距离，两个质量为1kg的物体在相距1米时的吸引力约为6.67×10﹣11N。太阳对地球的引力使地球不能离开太阳，地球对其上物体的引力使物体不能离开地球。要离开地球，必须借助运载火箭发射，2018年12月8日，我国成功发射“嫦娥四号”探测器。地球上物体受到的重力是万有引力的表现，重力大小几乎等于物体与地球间的万有引力。跟地球一样，在其他所有星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到指向该星球球心的力。如果我们把这些力也叫重力的话，那么，物体在某星球上受到的重力不仅跟物体本身的质量有关，还跟该星球的质量、半径等因素有关，由于不同的星球质量和半径各不相同，所以，同一个物体在不同星球上受到的重力并不相同。 （1）下列现象的成因，与万有引力无关的是 A．月球绕地球运动而不能飞离地球    B．铁丝很难被拉断 C．行星绕太阳运动而不能飞离太阳    D．熟透了的苹果从树上落向地面 （2）我们任意两个同学之间彼此对对方也有引力，说明物体间力的作用是 ，但我们的行动却几乎没有受到影响，这是因为我们之间 （选填“质量”或“距离”）较小，导致引力较小； （3）“嫦娥四号”探测器由地球飞向月球的过程中，地球对探测器的引力 （选填“变大”或“变小”或“不变”）； （4）我们知道质量为1kg的物体在地球表面受到的重力约为10N，如果地球半径约为6.67×106m，地球质量约为 kg； （5）海王星是八大行星中离太阳最远的行星，它的质量大约是地球的17倍，直径约为地球的4倍，则同一个物体在海王星上受到的重力 （选填“大于”“等于”或“小于”）在地面上受到的重力。 二、单选题 8．如图所示是跳水运动员跳水的情景，下列说法不正确的是（　　） A．跳板将运动员弹起，说明力可以改变物体的运动状态 B．运动员对跳板施力的同时也受力，说明力的作用是相互的 C．运动员对跳板的力和跳板对运动员的力，两个力的作用效果不同 D．跳板将运动员弹起，是因为跳板对运动员的力大于运动员对跳板的力 9．下图中力的作用效果与其他不同的是（   ） A．弹簧被拉长 B．钢尺被拉弯 C．苹果从树上下落 D．气球被压扁 10．关于物体的重力，下列说法中正确的是（　　） A．物体的重力就是地球对物体的吸引力 B．因为物体本身就有重力，所以重力没有施力物体 C．物体的重心是物体所受重力的作用点，所以重心一定在物体上 D．物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比 11．关于物体的重心，下列说法中正确的是（　　） A．重心一定在物体的几何中心上 B．重心一定在物体上 C．物体的重力都集中在物体的重心上 D．若用一根轻质细线把一物体悬挂起来，当物体静止时其重心一定在过悬线的这条直线上 12．如图所示是某“汤勺”示意图，由一细长柄AB与一半球BC构成，且AB与半球相切，切点为B．已知半球的半径为R，AB柄的长度为L，L∶R=∶1，现用一细线系住A点，并将细线竖直悬挂，如果不计“汤勺”的质量，则“汤勺”内水的最大高度是（　　） A． B． C． D． 13．足球被一脚向前踢出去之后，到达最高点时受到（　　） A．重力 B．空气阻力和重力 C．脚的作用力和重力 D．脚的作用力、空气阻力和重力 14．如图，为了探究力能够使物体产生形变，小枫同学找来了玻璃瓶，带孔的橡皮塞，玻璃管，水等实验器材，关于他选择器材和实验操作方法正确的是（　　） A．选择椭圆形的厚玻璃瓶、并装满水，并选择细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 B．选择圆柱形的厚玻璃瓶、并装半瓶水，并选择细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 C．选择椭圆形的厚玻璃瓶、并装半瓶水，并选择粗玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 D．选择椭圆形的厚玻璃瓶、并装半瓶水，并选择细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，盖紧，沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶，仔细观察细管中的水面高度的变化 15．如图所示，在斯诺克台球比赛中，由于目标球被障碍球阻挡。有时运动员会用特殊的“扎杆”打法使白球高速旋转打出漂亮的“弧线球”，从而绕过障碍击中目标，则使白球在水平桌面上做曲线运动的施力物体是（　　） A．球杆 B．桌面 C．白球 D．地球 16．如图，一氢气球吊着重物A加速竖直上升，在上升过程中，吊物体的绳子突然断了，不计空气阻力，则下列图中描述绳子断了之后重物A在空中运动的速度v随时间t变化的图像中，正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   17．一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图（a）所示，此时链条的重心为C1 ．若在链条两端各挂一个质量为m/2的小球，如图（b）所示，此时链条的重心为C2 ．若在链条两端和中央各挂一个质量为m/2的小球，如图（c）所示，此时链条的重心为C3 （C1 、C2 、C3 在图中均未标出）．比较三个重心的高度h1 、h2 和h3 的关系 A．h 1 =h 2 =h 3 B．h 1 <h 2 <h 3 C．h 1 >h 2 >h 3 D．h 1 > h 3 > h 2 三、多选题 18．如图在一半径为R的表面光滑的半球形容器的球心O点，用长为的绝缘细线悬挂一质量为、电荷量为的小球A，在容器内放置一质量为m、电荷量为的小球B，已知B与容器绝缘。两球在如图所示的位置处于平衡状态，此时细线与竖直方向的夹角。下列说法正确的是（　　）    A．容器对小球B的支持力等于细线对小球A的拉力 B．容器对小球B的支持力等于细线对小球A拉力的2倍 C．细线对小球A的拉力为小球A重力的 D．两小球间的库仑力为小球A重力的 19．如图所示，一小球自A点由静止开始自由下落，到达B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩至最短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A至B到C的运动过程中（　　）    A．小球从A下落至B的过程中做的是加速运动 B．小球到达B点后立即开始减速向下运动 C．小球达到C点时速度为零 D．小球达到C点时弹力大于重力，合力方向竖直向上 四、实验题 20．在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸（如图甲所示），随机提供绿豆、红豆或黄豆一包（每组只有一种豆类），利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。 （1）分析图像是一条经过原点的直线，由此可得 ； （2）有小组将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠，观察绘制的图像，图像可能是图乙中 ，以此判断重力与物质种类的关系；（已知 ρ绿豆>ρ黄豆） （3）经过一段时间的学习，同学们想把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤； ① 小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体（图丙），用弹簧测力计测出小桶的重力为1N，装满水后总重力为3N，再装满另一液体时示数为4N，则液体密度为 kg/m3；用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度； ② 小华小组用同一重物分别浸没在不同液体中（图丁），用弹簧测力计挂一重5N的重物后，将物体浸没在水中时示数为3N，则该密度秤能测量的最大密度为 kg/m3；用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度； ③ 对于两个小组设计的密度秤，下列说法不正确的是 ； A．密度秤的零刻度线都不在0N处 B．密度秤标注的刻度都是均匀的 C．在小明设计中，若测量中液体不装满小桶，密度秤所测结果偏小 D．在小华设计中，若要增大测量的量程，换用体积相同而密度小的重物 21．在学习重力知识时，分别探究了“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。 （1）如图是探究重力方向的实验装置，物体A通过细线悬挂在支架O处，将该装置放在水平桌面上，缓慢增大木板M与桌面的夹角，悬线OA与水平桌面的夹角将 （改变/保持不变），据此可知，重力方向总是 。 （2）在探究“重力的大小与质量的关系”实验中，老师提供了相同规格且标度相同的透明坐标纸（如图甲所示），各小组利用弹簧测力计和天平测得多组不同物体重力与质量的实验数据。 ①测量前，应使弹簧测力计在 （水平/竖直）方向调零； ②每个小组根据测得的实验数据描绘成的图象，发现图象是一条经过原点的直线，由此可知物体所受的重力大小与质量成 ； （3）小明和小花两组所用的物体分别是铜块和铝块（），老师将他们两组绘制的透明坐标纸进行重叠，观察到的图线可能是图乙中的 ，以此判断重力与物质种类的关系； （4）经过一段时间学习后，老师提出把弹簧测力计改装成测量液体密度的密度秤； ①小明组用同一小桶分别盛满不同液体（图丙），用弹簧测力计测出小桶受到的重力为，装满水后受到的总重力为，再装满另一液体时示数为，则液体的密度为 ，用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其他液体的密度；（g取） ②小明组设计的密度秤的零刻度线 （在/不在）ON处；密度秤的标度 （是/不是）均匀的。 22．小明了解到“不倒翁”不易翻倒的原因是它有一个大而重的底座。于是他猜想：物体的稳定程度可能与物体的重心离地面的高度有关。为了验证他的猜想，小明制作了如图甲三块外形相同、质量相同，只有重心离地面的高度不同的圆柱体，一块长木板。    （1）实验目的：探究物体的稳定程度与 是否有关； （2）小明设计的实验装置如图乙，请在图中画出圆柱体此时所受重力的示意图 ； （3）实验步骤： ①将圆柱体A放在水平长木板上，逐渐抬高长木板的一端，记下圆柱体A刚好翻倒时，木板抬高的角度θ1。请将小明未填写的实验步骤补充完整： ② ； ③ ； ④比较 ，可验证猜想是否成立。 23．生活中，我们会遇到下面的现象：    （1）现象一：如图甲所示，将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋P落到地板上，摔烂了；而鸡蛋Q落到一块海绵上，完好无损。此现象说明鸡蛋 （填“P”或“Q”）受到的撞击力较小； 现象二：如图乙中a所示，一根细线拴着一个重物，把重物拿到一定高度，然后释放，重物可以把细线拉断；如图b，如果在细线上端拴段橡皮筋，再从同样的高度释放该重物，细线就不会被拉断。此现象说明图 中细线的拉力较小；这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象，这种现象背后的物理原因是什么呢？ （2）为了进一步探究这种现象，兴趣小组的同学做了一个实验：先后三次让同一个同学骑同一辆自行车，从斜坡上的同一位置由静止开始滑下，每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车，实验数据如下表所示： 实验次数 捏刹车的用力情况 在水平面上滑行时间 1 较小的力 40s 2 较大的力 17s 3 更大的力 4s （3）由以上实验数据可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来，作用 越长，作用力越 ；这就是现象一与现象二所蕴含的物理知识； （4）下列现象中没有利用缓冲知识的是 。 A．自行车坐垫上装减震弹簧 B．运动员跳远时跳到沙坑里 C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D．用撬杠撬石头 24．小华在知道“物体间力的作用是相互的”之后，好想知道“物体间相互作用的力的大小有什么关系”，于是，他准备了两个弹簧测力计，设计了如下实验：将A、B两弹簧测力计的秤钩相互挂在一起，弹簧测力计B的另一端固定在墙上，在同一直线上，用手拉弹簧测力计A，如图所示。请根据图示情况回答问题： （1）弹簧测力计A对B的拉力为 N，这个力作用在 上，力的方向 。 （2）弹簧测力计B对A的拉力大小为 N，这个力作用在 上，力的方向 ； （3）由此可以初步得出，这两个力的关系为 （4）你对第（3）小题中的“初步”二字如何理解 ？ 五、简答题 25．如图，向空杯中逐渐注水，直到满为止，问：杯子与水的整体重心如何变化？ 。 六、综合题 26．我国的航天工程从1970年4月24日发射第一颗人造卫星“东方红一号”开始，到天宫空间站的建成，已取得了举世蛔目的成就。太空授课也给青少年带来了不同的“天宫课堂”。 （1）2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球中倒立缩小的像是由于光的 形成的，该像是 （选填“虚”或“实”）像。 （2）2022年3月23日，神舟十三号航天员再次进行了太空授课。王亚平的声音是由 产生的，同在核心舱的叶光富听到的声音是由 传来的。 （3）“天宫课堂”第三课于2022年10月12日开讲，图乙是山东菏泽一中分课堂，坐在不同位置的同学都能看到屏幕上的画面，是因为光在屏幕表面发生了 反射的缘故；校服的衣领呈现红色是因为衣领能 红光。 （4）2023年9月21日，“天宫课堂”第四课进行了动量守恒的验证实验，如图丙所示，被桂海潮推出的小钢球碰到大钢球后反向运动，说明力可以改变物体的 ；钢球被从地球带到空间站后，质量 。 27．在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上。如图所示，一个质量为M＝80kg、半径为R＝0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动。用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止。多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。 （1）根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图中 ； A．轴心正下方的某一位置   B．轴心左侧的某一位置 C．轴心右侧的某一位置       D．轴心正上方的某一位置 （2）工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m＝0.4kg的金属后，再用力推动飞轮 的现象时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了； （3）调整前飞轮的重心P到轴心的距离为 mm。 七、计算题 28．有时候物体受力的作用点不是一点而是每一个点，但是为了计算和理解的方便，我们希望能够找出一个等效点，将作用力看作只作用在这一个点上若将质量等效为集中于一个点，称该点为质心。质心在坐标系中的位置由公式给出。 （1）求彼此相切的球组成的系统的质心的位置，所有球都具有相同的直径d=3cm，而质量规律为：m1=m，m2=3m，m3=5m，mN=(2N-1）m。N=500，各球质量均匀；注：1+2+3…N=， （2）从边长为d的均匀正方形板上挖去一个直径最大的圆，剩下四个边“角”，求这样一个边角的质心与圆心的距离，已知半径为R的半圆的质心到直径的距离为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$