2025年中考物理能力素养提升 运动和力实验、计算题

2025年中考物理能力素养提升-运动和力实验、计算题 一、实验题 1．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验中，小桂利用如图的装置和器材进行了实验，其中甲、乙、丙三次拉动的是同一木块，并与丁中的木块材质相同。    （1）实验过程中，应该让弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉着物块，这是利用 原理测量滑动摩擦力大小；如图乙所示弹簧测力计的示数为 N，此时木块受到滑动摩擦力的方向是水平向 。 （2）在四次实验中， 图中的滑动摩擦力最小。 （3）比较甲、乙实验可得：滑动摩擦力大小与 有关。 （4）如图甲水平拉动物块时，实际上是不能做到匀速直线拉动的，则此时物块受到的滑动摩擦力大小是 （选填“变化”或“不变”）的。 2．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验中，小聪进行了如图甲、乙、丙所示的三次实验： (1)由甲、乙两图可以得到的结论是 ； (2)在实际操作中，小聪发现难以控制弹簧测力计拉物体做匀速直线运动，于是他设计了如图丁所示的实验。在加速拉动长木板的过程中，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 3．按要求填空： (1)如图甲所示，木块的长度为 ；如图乙所示，机械停表的示数是 s； (2)如图丙所示是“测量小车沿斜面下滑的平均速度”的实验。 ①斜面底端的金属片的作用是： ； ②实验中，应使斜面保持 （选填“较大”或“较小”）的坡度，以减小测量时间的误差； ③在测量小车到达B点的时间时，如果小车未到B点就停止计时，测得段的平均速度会偏 （选填“大”或“小”）； ④若小车在运动过程中，经过路程中点时的速度为，经过路程中点时的速度为，则 （选填“＞”、“＜”或“=”）； (3)如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，每次让小车从斜面的 由静止释放，让小车到达水平面时，获得相同的速度，先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料，通过比较小车在水平面上运动的 来比较阻力对物体运动的影响。 4．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中； （1）小明的三次实验情况分别如图中的甲、乙、丙所示。实验时，用弹簧测力计拉木块在水平木板（或毛巾）上做 运动，根据 知识可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数； （2）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，利用图中甲、乙两组数据比较得出：“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论。你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗？ 。你的理由是： ； （3）从图中甲、丙两组数据比较，你能得出的结论是： ； 5．如图所示的实验，请你回答下列问题： （1）研究“阻力对物体运动的影响”，提供的铺垫材料分别是毛巾、棉布、木板，为了在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态，在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是 。 A．毛巾、棉布、木板            B．木板、毛巾、棉布 C．毛巾、木板、棉布            D．棉布、木板、毛巾 （2）研究“阻力对物体运动的影响”，提供的铺垫材料分别是毛巾、棉布、木板，为了使小车每次到达水平面的速度 ，应让小车从斜面的 自由下滑。在实验的基础上，进一步科学推理得出：运动的物体不受力作用时， 。 6．小明用如图所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关。 (1)实验时，小明将木块放在水平木板上，利用弹簧测力计沿 方向拉动木块，并使木块作 运动，这样做的目的是能间接读出摩擦力的大小； (2)实验时，小明记录的部分数据如下表所示； 序号 木块放置情况 木板表面情况 压力/N 弹簧测力计示数/N 1 平放 木板 6 1.2 2 平放 木板 8 1.6 3 平放 木板 10 2.0 4 平放 木板上铺棉布 6 1.8 5 平放 木板上铺毛巾 6 3.0 a．分析序号 三组数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越 ； b．如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应选序号为 三组数据进行分析；该实验要求控制 相同，这种研究方法称为控制变量法； (3)小明想到雨后路面都比较湿滑，于是他又想研究“滑动摩擦力大小是否与接触面的干湿程度有关”。实验时，他必须要保持压力及接触面 不变，改变接触面 ，然后进行探究。 7．西米要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有： ①接触面所受的压力大小； ②接触面的粗糙程度； ③物体运动的速度。 接下来，小宇通过如图甲的实验操作来验证他的猜想，并将实验数据绘制成如图乙的图象。    （1）实验时，弹簧测力计必须拉着物体沿水平方向做 运动； （2）物体在木板表面受到的滑动摩擦力为 N，在毛巾表面受到的滑动摩擦力为 N。该实验验证的猜想是 （填写题干中的猜想序号）； （3）小宇又以更快的速度通过弹簧测力计拉动物体做匀速直线运动，发现弹簧测力计的示数几乎没有变化，说明滑动摩擦力的大小与物体运动的快慢 （选填“有关”或“无关”）。 8．“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验。 （1）当弹簧测力计水平向右拉着木块做 运动时，根据 知识，木块所受滑动摩擦力的大小 弹簧测力计拉力的大小； （2）图甲所示木块所受的滑动摩擦力为 N，摩擦力的方向向 （选填“左”或“右”）。若增大拉力使木块加速运动，则木块所受的摩擦力 （选填“变大”“变小”“不变”）； （3）实验中发现很难保持木块做匀速直线运动，弹簧测力计示数不稳定。于是重新设计实验如图丁所示，固定弹簧测力计，通过拉动下面的长木板进行实验，无论怎么拉动长木板，木块相对于桌面都处于 状态。（填“匀速直线运动”或“静止”）。改进装置后 控制物体做匀速直线运动。（填“不需要”或“要”） 二、计算题 9．重为8×104N的卡车，在水平公路上匀速直线行驶时受到的阻力是车重的0.02倍。求卡车受到的牵引力。 10．一氢气球载货匀速下降，总重800N。若抛掉一些货物后，氢气球就可以匀速上升。已知氢气球上升或下降时所受空气阻力大小不变，氢气球与货物所受浮力恒为500N。（注：气体或液体对浸入其中的物体竖直向上的力叫浮力，g=10N/kg）。求： （1）氢气球匀速下降时，所受到的空气阻力f； （2）抛掉多少货物，氢气球才能匀速上升。 11．某热气球等装备的质量是140kg，所装货物的质量是60kg，在空中沿竖直方向匀速下降时，受到的空气浮力（浮力方向竖直向上）为1800N，设气球在上升和下降时所受空气浮力和空气阻力的大小保持不变。（g=10N/kg）求： (1)热气球等装备和所装货物的总重力是多少？ (2)当热气球等装备和货物在空中沿竖直方向匀速下降时，所受的空气阻力是多少？ (3)要让热气球竖直匀速上升，应从气球上向外抛出多重的货物？（浮力方向竖直向上） 12．如图所示，静止的木板上放着一个木块，突然向右拉木板，木块在木板上滑动，请作出木块所受力的示意图。    13．如图是一辆质量为的油罐运输车，运输车装满油的总质量为。在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为总重力的0.2倍（g取）。求： （1）运输车空载时所受的重力； （2）运输车装满油后，地面对运输车的支持力大小； （3）运输车满载时在平直公路上匀速行驶时牵引力的大小。 14．随着共享单车在全国各大城市迅速铺开，“共享经济”的概念迅速普及，“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”，其总质量为1200kg，求： （1）汽车在平直公路上匀速行驶时，阻力为车重的0.2倍，求汽车所受牵引力的大小； （2）试用二力平衡的知识和相互作用力的知识推导汽车静止在水平地面时所受重力G与其对地面的压力F相等。 15．随着科技的不断进步，快递行业开始使用无人机快递包裹．如图为某型号的无人机，该无人机自身质量为，能提供的最大升力为（不计空气阻力，g取）。求： （1）该无人机的重力； （2）该无人机空载悬停时，需要的升力； （3）该无人机悬停时，能吊起货物的最大质量。 16．如图所示，一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶，它所受的阻力为3500N，此时汽车所受的动力是车重的0.1倍，g＝10N/kg。试问： (1)汽车所受的动力是多少？ (2)汽车的总质量是多少？ (3)地面对汽车的支持力是多少？ 试卷第6页，共7页 试卷第7页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 二力平衡 1.2 左 丁 压力 不变 【详解】（1）[1]实验过程中，应该让弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉着物块，物块在水平方向上受到平衡力的作用，利用二力原理可知，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。 [2][3]如图乙所示弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.2N，因木块相对木板向右运动，故此时木块受到滑动摩擦力的方向是水平向左。 （2）[4]在四次实验中，丁中压力最小，接触面最光滑，故下图中的滑动摩擦力最小。 （3）[5]比较甲、乙实验可知，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，测力计示数大，可得：滑动摩擦力大小与压力有关。 （4）[6]如图甲水平拉动物块时，实际上是不能做到匀速直线拉动的，因压力大小和接触面粗糙程度不变，则此时物块受到的滑动摩擦力大小是不变的。 2．(1)见解析 (2)不变 【详解】（1）比较甲、乙两次实验，压力大小不同，接触面粗糙程度相同，压力越大，测力计示数越大，故可得结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （2）按图丁所示的实验装置进行实验，拉动长木板运动，木块相对于水平桌面处于静止状态，木块受到弹簧测力计的拉力与长木板施加的摩擦力为一对平衡力，大小相等，方向相反。在加速拉动长木板的过程中，木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，拉力不变，则弹簧测力计的示数不变。 3．(1) 2.00 228.7 (2) 让小车在同一位置停下来，便于测出小车行驶相同路程的时间 较小 大 ＜ (3) 同一高度/同一位置 距离/路程 【详解】（1）[1]图甲中刻度尺发的分度值为0.1cm，木块的左端与4.00cm刻度线对齐，右端与6.00cm刻度线对齐，木块的长度为 [2]停表中小刻盘的分度值为0.5min，读数为3min，大刻盘的分度值为0.1s，读数为48.7s，则停表的读数为 （2）[1]在斜面底端放置一个金属片的目的就是让小车在同一位置停下来，便于测出小车行驶相同路程的时间。 [2]实验中，应使斜面的坡度较小，这样小车滑下的速度较小，时间较长，便于测量。 [3]小车未到B点就停止计时，所计时间偏小，根据公式可知，在路程不变的情况下，时间偏小，速度就会偏大。 [4]小车从A位置由静止滑下时，做匀加速运动，AC中点在AB中点的后方，由于速度越来越快， 则经过路程中点时的速度大于经过路程SAB中点时的速度，即。 （3）[1]实验中为了保证小车到达斜面底端的速度相同，应使小车在斜面的同一高度由静止释放。 [2]运用转换法通过观察小车在水平面运动距离的远近来得到阻力对物体运动的影响。 4． 匀速直线 二力平衡 错误 没有控制接触面粗糙程度相同 在压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大 【详解】（1）[1][2]为测量木块受到的滑动摩擦力，要用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，在水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小。 （2）[3][4]结论是错误的，因为甲乙两图压力大小和接触面的粗糙程度都不相同，因此无法研究摩擦力大小和压力大小的关系；要研究摩擦力和压力大小的关系，必须控制接触面的粗糙程度相同，把乙图中的毛巾面换成木板面。 （3）[5]甲、丙两图中，接触面的粗糙程度不同，木块与接触面的压力相同，接触面越光滑，滑动摩擦力越小，或接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。所以可得结论：在压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。 5． A 相同 相同的位置 将保持匀速直线运动状态 【详解】（1）[1]由于平面越光滑，小车运动的距离越长，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。为了在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态，应该让接触面逐渐变光滑，毛巾粗糙程度最大，木板粗糙程度最小，即在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应为毛巾、棉布、木板，故选A。 （2）[2][3]研究“阻力对物体运动的影响”，改变了小车受到的阻力，则应控制小车每次到达水平面的速度相同，故应让小车从斜面的相同的位置自由下滑。 [4]又实验得出，小车受到的阻力越小，小车的速度就减小得越慢，滑行的距离就越远，进一步科学推理得出：运动的物体不受力作用时，将保持匀速直线运动状态。 6． 水平 匀速直线 1、2、3 大 1、4、5 压力 粗糙程度 干湿程度 【详解】(1)[1][2]实验中无法直接测量滑动摩擦力的大小，我们可以用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力的作用，根据二力平衡条件知，此时拉力的大小等于滑动摩擦力的大小，我们可以通过读出弹簧测力计示数，得出滑动摩擦力的大小。 (2)a[3][4]由1、2、3组数据分析知，木块放置情况即受力面积相同，木板表面情况相同，即接触面粗糙程度相同，而压力的大小不同，弹簧测力计的示数不同，故可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 b[5]由1、4、5组数据分析知，木块放置情况即受力面积相同，压力的大小相同，而木板表面情况不同，弹簧测力计的示数不同，故滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关，在压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。 [6]该实验需控制压力相同，而改变接触面粗糙程度，这种方法叫做控制变量法。 (3)[7][8]探究滑动摩擦力大小是否与接触面的干湿程度有关，实验时，他必须要保持压力及接触面粗糙程度不变；改变接触面干湿程度，然后进行探究。 7． 匀速直线 2.2 4.6 ② 无关 【详解】（1）[1]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上才受到平衡力的作用，拉力大小才等于滑动摩擦力的大小，所以，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。 （2）[2]弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.1N，图甲中弹簧测力计的示数是2.2N。 [3]由图乙可知，在毛巾表面滑动时，拉力等于滑动摩擦力，二力平衡，拉力大小 F=4.6N 滑动摩擦力 f=F=4.6N [4]由图可知，压力相同，毛巾表面时弹簧测力计大于木板表面时的示数，可得滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，所以，该实验验证的猜想是②。 （3）[5]小宇利用甲图所示装置拉着物体在水平木板上以不同速度做匀速直线运动，由实验可知，物体间的压力相等，接触面的粗糙程度相同，木块的速度不同，木块受到的拉力相同，由此可知，在压力大小和接触面的粗糙程度相同时，摩擦力大小与运动的快慢无关。 8． 匀速直线 二力平衡 等于 3.4 左 不变 静止 不需要 【详解】（1）[1][2][3]用弹簧测力计水平拉着物体在水平面内做匀速直线运动，物体处于平衡状态，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件可知，物体受到的摩擦力等于物体受到的拉力，拉力大小等于弹簧测力计的示数，因此摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小。 （2）[4][5]如图甲，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3.4N，木块所受的滑动摩擦力为3.4N，由于木块相对接触面向右运动，摩擦力的方向水平向左。 [6]若增大拉力使木块加速运动，由于接触面的粗糙程度不变，木块对接触面的压力不变，则木块所受的摩擦力的大小不变，滑动摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关。 （3）[7][8]用图丁所示的装置进行实验，当拉动长木板运动的过程中，木块相对与桌面保持静止状态，根据二力平衡的条件知，此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止状态（即平衡状态），木块受到的拉力等于摩擦力，而且无论拉木板速度怎样变化，木块受到的滑动摩擦力的大小不变，因此改进装置后不需要控制物体做匀速直线运动。 9．1.6×103N 【分析】因为卡车在水平公路上匀速直线行驶，所以受平衡力，在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。先求出卡车受到的阻力，再由二力平衡条件求出牵引力。 【详解】对物体进行受力分析如下： 由题知 f=0.02G=0.02×8×104N=1.6×103N 因为卡车做匀速直线运动，所以 F牵=f=1.6×103N 答：卡车受到的牵引力是1.6×103N。 10．（1）300N；（2）600N 【详解】解：（1）氢气球匀速下降时，受到三个力平衡：竖直向下的重力、竖直向上的浮力和空气的阻力，即，则受到的空气阻力为 （2）氢气球匀速上升时，重力、浮力和空气的阻力三个力平衡，此时空气的阻力竖直向下，即，则此时氢气球受到的重力为 所以需要抛掉的货物的重力为 答：（1）氢气球匀速下降时，所受到的空气阻力f为300N； （2）抛掉600N的货物，氢气球才能匀速上升。 11．(1)2000N；(2)200N；(3)400N 【详解】(1)总重力为 (2)竖直匀速下降时，物体做匀速直线运动，受力平衡，此时竖直向上的浮力与竖直向上的阻力之和等于竖直向下的重力，即 所以空气的阻力 (3)竖直匀速上升时，物体受力平衡，但此时阻力竖直线下，则 此时总重力为 抛出货物的重力为 答：(1)热气球等装备和所装货物的总重力是2000N；(2)当热气球等装备和货物在空中沿竖直方向匀速下降时，所受的空气阻力是200N；(3)要让热气球竖直匀速上升，应从气球上向外抛出400N的货物。 12．     【详解】竖直方向木块受到竖直向下的重力和木板对它竖直向上的支持力，且这两个力是一对平衡，所以两力大小相等；木块原来静止在木板上，突然向右拉木板，木块由于惯性要保持原来的静止状态，所以木块相对木板向左滑动，则木块受到木板对向右的摩擦力。据此画出木块的受力示意图如图所示：    13．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）运输车空载时所受的重力为 （2）运输车装满油后，总重力为 地面对运输车的支持力与运输车的总重力为一对平衡力，大小相等，大小为 （3）运输车满载时在平直公路上匀速行驶时牵引力与运输车受到的阻力为一对平衡力，大小相等，大小为 答：（1）运输车空载时所受的重力为； （2）运输车装满油后，地面对运输车的支持力为； （3）运输车满载时在平直公路上匀速行驶时牵引力为。 14．（1）2.4×103N；（2）见解析 【详解】解：（1）汽车所受的重力为 由题意可知，汽车行驶时受到的阻力为 汽车在平直公路上匀速行驶时，受平衡力，即汽车牵引力的大小等于阻力大小，因此汽车所受牵引力的大小为 （2）汽车静止在水平地面时，汽车处于平衡状态，受到的是平衡力作用，在竖直方向上，汽车受到竖直向下的重力和地面对其竖直向上的支持力作用，二力大小相等，方向相反，即 根据物体间力的作用是相互的可知，地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，作用在不同物体上，即 所以可得 即：汽车静止在水平地面时所受重力G与其对地面的压力F相等。 答：（1）汽车所受牵引力的大小为2.4×103N； （2）见解析。 15．（1）50N；（2）50N；（4）15kg 【详解】解：（1）该无人机的重力为 G =mg=5kg×10N/kg=50N （2）该无人机悬停时，受到的重力和升力是一对平衡力，其大小相等，因此需要的升力为 F=G=50N （3）当无人机装载货物悬停时，总重力与升力是平衡力，其大小相等，即 F升=G+G物 由于升力最大为200N，因此最多能吊起货物的重力为 G物=F升-G=200N-50N=150N 最多能吊起的货物质量为 答：（1）该无人机的重力是50N； （2）该无人机悬停时，需要的升力是50N； （3）该无人机悬停时，能吊起货物的最大质量是15kg。 16．(1)3500N；(2)3500kg；(3)35000N 【详解】(1)一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶，它所受的阻力为3500N，水平方向上的阻力和动力是一对平衡力，大小相等，故汽车所受的动力3500N。 (2)由题意可知F＝0.1G，则汽车的总重力为是 那么汽车的总质量是 (3)汽车在平直的公路上匀速向前行驶，受力平衡，在竖直方向上受到的支持力和重力是一对平衡力，大小相等，故地面对汽车的支持力为35000N。 答：(1)汽车所受的动力是3500N；(2)汽车的总质量是3500kg；(3)地面对汽车的支持力是35000N。 答案第8页，共8页 答案第7页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 $$