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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：    a.如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； b.如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； c.如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 请针对以上操作回答下列问题： （1）以上操作中错误的一次是 （填“a”“b”或“c”）； （2）对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越 ； （3）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测得出：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做 运动； （4）为了得出科学结论，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是 ； （5）通过本实验推理可知力 （填“是”或“不是”）维持物体运动的原因； （6）下列关于牛顿第一定律的叙述正确的是 。 A．牛顿第一定律是直接由实验得出的 B．牛顿第一定律是没有事实依据凭空想象的 C．牛顿第一定律是牛顿概括了伽利略等人的研究成果，总结出的一条重要规律 D．牛顿第一定律认为物体没有惯性 2．为了探究水平拉动物体时拉力的大小与哪些因素有关，某实验小组将质量和底面积不同的物块分别放置在材料不同的水平面上进行实验（如图所示），他们先在水平木板上用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物块，测得实验数据记录在表一中，然后，在水平橡胶板上重做上述实验，测得实验数据记录在表二中。 表一 木板 实验序号 底面积（厘米2） 质量（千克） 拉力（牛） 1 200 1.0 5 2 400 1.0 5 3 400 2.0 10 4 400 3.0 15 表二 橡胶板 实验序号 底面积（厘米2） 质量（千克） 拉力（牛） 5 200 1.0 8 6 400 1.0 8 7 400 2.0 16 8 400 3.0 24 ①分析表一或表二中的数据及相关条件，可得出的初步结论：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动质量相同的物体，拉力大小与物块底面积 （选填“有关”或“无关”）。 ②分析比较实验序号2、3、4或6、7、8的数据及相关条件，可得出的初步结论：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，拉力大小与 成正比。 ③分析比较实验序号1、5或2、6或3、7或6、8的数据及相关条件，可得出的初步结论： 。 ④请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件，并归纳得出结论。 a．分析表一或表二中后两列数据及相关条件，可以得出结论：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，拉力与物体质量的 是相同的； b．分析表一和表二中后两列数据及相关条件，可以得出结论： 。 3．在探究“运动和力的关系”实验中，设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。 （1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验应让小车从同一斜面的 （选填“相同”或“不同”）高度滑下； （2）由图可知：小车受到的阻力越小，运动的路程越远，进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持 状态。这说明物体的运动 （选填“需要”或“不需要”）力来维持； （3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，该定律 。 A．能用实验直接验证 B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确 C．是在大量实验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的 4．在探究“二力平衡条件”的实验中，设计组装的实验装置如图所示，实验中每个钩码重力相同。 （1）实验时，桌面越光滑越好，原因是减小 对实验的影响。 （2）在线的两端挂上钩码，并通过调整 来改变拉力的大小。实验中，当小车处于 状态时，表明其处于平衡状态。 （3）在如图所示实验的基础上，将小车扭转一个角度，松手后小车 （选填“能”或“不能”）平衡，观察到小车会发生 ，恢复到原来位置后静止。这样做的目的是用于探究 的两个力对物体平衡的影响。 5．某兴趣小组在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时的改进实验装置如图所示。 实验 接触面 压力情况 弹簧测力计示数/N 1 木板面 木块 3.1 2 木板面 木块+砝码 4.3 3 毛巾面 木块 5.2 （1）该实验装置优点在于：不需要匀速拉动木板也能测量滑动摩擦力的大小，原因是木块B相对桌面始终处于静止状态，弹簧测力计的示数等于物体B受到的 的大小，该实验的原理是 （选填“二力平衡”或“受力不平衡”）； （2）实验数据如表所示： ①对比实验1和2：在接触面粗糙程度相同时，压力 （选填“越大”或“越小”），滑动摩擦力越大； ②对比实验 ：在接触面所受的压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力 （选填“越大”或“越小”）； ③本实验除了转换法，还使用的物理实验方法是 ； （3）同学们还想探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，于是将木块B沿竖直方向切去一半，这种做法不合理。请说明理由： 。 6．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中，小黄同学进行了如图的甲、乙、丙三个实验探究过程：    （1）在实验中根据 ，小黄应该沿 方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动； （2）对比图甲、丙两个探究过程，得出结论：接触面粗糙程度相同时， 越大，摩擦力越大。 （3）在甲探究过程中，小黄正确操作，匀速直线拉动物体时，测力计示数是2N，若拉力增大到20N，摩擦力为 N。 7．如图所示的是小阳探究二力平衡条件的实验装置。 （1）实验中他是通过观察小车是否处于 状态来判断它受到的两个力是否平衡； （2）为了研究物体处于平衡状态时，作用在物体上的两个力的大小满足什么关系，小阳保持、的方向相反且在同一直线上，不断改变两个托盘中放入砝码的质量，从而改变、的大小，他所记录的实验数据如下表所示。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 分析以上实验数据可知：两个力、的大小满足 关系时，物体处于平衡状态。 8．如图所示是小宇“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程，铁块和木块的大小、形状完全相同，木块表面比铁块表面粗糙。实验时，小宇用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动。 (1)比较甲、乙两图，可得到的结论是 ； (2)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起的目的是使 ，比较乙、丙两图可得出摩擦力的大小与 有关； (3)实验时，小宇先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动，则测出的摩擦力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）实际摩擦力； (4)设甲、乙、丙图中铁块受到的摩擦力的大小分别为f1、f2、f3，则它们由大到小排列顺序依次为 。 二、计算题 9．把重为2.94牛的苹果竖直向上抛出，苹果始终受到大小为1牛的空气阻力，且阻力的方向始终与苹果运动方向相反，求： ①苹果的质量m。 ②苹果竖直上升过程中所受的合力F合的大小及其方向。 10．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g。 （1）若ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0； （2）ω=（1±k）ω0，且0<k<1，求小物块受到的摩擦力大小和方向。 11．质量为10千克的物体，在10牛水平拉力的作用下，沿水平地面向右运动，物体受到地面的阻力为物体重力的0.1倍。求： （1）物体受到的重力大小G； （2）物体在水平方向上受到的合力大小F合及合力的方向。 12．重9000N的卡车在水平路面上匀速行驶，受到的阻力是车重的0.03倍．卡车受到的牵引力是多大？ 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．质量为1.5t的汽车，在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍。（g=10N/kg）求： （1）汽车受到的支持力大小为多少？ （2）汽车受到的摩擦力为多少？ 15．一列长150m的火车用5min时间通过一座长度为7350m的大桥,求火车通过大桥时平均速度为多少千米/时? 16．周末，家住县城的小明随全家一起去近郊的某风景区自驾旅游。已知县城距该风景区里程L = 18 km，小明爸爸驾车从出发到到达目的地共用时t = 25 min，汽车（包括车上的人和物品）质量M = 1.8×103 kg；若汽车全程可看做匀速运动，所受阻力恒为汽车总重的k =0.05倍，g取10N/kg。求： （1）汽车运动的平均速度v； （2）汽车发动机的牵引力F。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理能力素养提升--运动和力实验、计算题》参考答案 1． b 远 匀速直线 使小车到达水平面时的速度相同 不是 C 【详解】（1）[1]b操作是错误的，只需要把毛巾铺在木板上，不用铺在斜面上。 （2）[2]由实验现象可知，木板水平面最光滑，小车受到的阻力最小，通过的距离最远，因此可以说明小车受到的阻力越小，通过的距离越远。 （3）[3]由实验可以得出结论，水平面越光滑，受到的阻力越小，速度减小的越慢，进一步可以推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做匀速直线运动。 （4）[4]探究在水平面上阻力对物体运动的影响，需要控制物体在水平面上运动的初速度相同，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，就是是为了控制小车到达水平面时的初速度相同。 （5）[5]由实验现象可知，物体不受力时，可以保持原来的运动状态不变，因此可以得出：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因。 （6）[6]ABC．牛顿第一定律的内容是：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。但是没有不受力的物体，因此牛顿第一定律不是直接由实验得出的，而是在前人的实验的基础上推理出来的。故AB错误，C正确； D．牛顿第一定律认为一切物体都具有惯性，故D错误。 故选C。 2． 无关 物体质量 在不同水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，物体质量相同，拉力大小不同 比值 在不同水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，拉力与物体质量的比值是不同的 【详解】①[1]分析表一的1、2实验或表二中的5、6实验数据及相关条件知，物体质量相同，而物体的底面积不同，但拉力相同，可得出的初步结论：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动质量相同的物体，拉力大小与物块底面积无关。 ②[2]纵向分析比较实验序号2、3、4或6、7、8的数据及相关条件，质量是原来的几倍，拉力也是原来的几倍，即可得出的初步结论：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，拉力大小与物体质量成正比。 ③[3]分析比较实验序号1、5或2、6或3、7或6、8的数据及相关条件，可得出的初步结论：在不同水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，物体质量相同，拉力大小不同。 ④[4]根据表一或表二中后两列数据及相关条件， 表一中拉力与质量的比值为 ， 表二中拉力与质量的比值为 ， 故可以得出结论：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，拉与物体质量的比值是相同的。 [5]由a知，5N/kg≠8N/kg，故得出结论：在不同水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，拉力与物体质量的比值是不同的。 3． 相同 匀速直线 不需要 C 【详解】（1）[1]根据控制变量法，要控制小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下。 （2）[2][3]根据图示可知，接触面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的路程越远；据此推理可知，如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车的运动状态不变，将在水平面上做匀速直线运动；从而说明物体的运动不需要力来维持。 （3）[4]牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，该定律是在大量实验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 4． 摩擦力 钩码的个数 静止 不能 旋转 不在同一直线上 【详解】（1）[1]实验时桌面越光滑，小车受到的摩擦力越小，可以减小摩擦力对实验的影响。 （2）[2][3]实验中，通过调整钩码的个数来改变拉力的大小；当小车处于静止状态时，表明小车处于平衡状态。 （3）[4][5][6]用手将小车扭转一个角度时，两个力不在同一直线上，松手后，小车不能保持平衡，会发生旋转，恢复到原来位置后静止，这是探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响。 5． 滑动摩擦力 二力平衡 越大 1和3 越大 控制变量法 没有控制压力大小相同 【详解】（1）[1][2]当拉动长木板运动的过程中，木块B保持静止状态，木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力，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。 （2）①[3]实验1和2接触面粗糙程度相同，增加砝码使得压力增大，压力越大，弹簧测力计示数越大，滑动摩擦力越大，所以实验1和2探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 ②[4][5]对比实验1、3可知，接触面受到的压力相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以实验1、3探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系，在接触面所受的压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 ③[6]本实验保持压力，探究摩擦力和接触面粗糙程度的关系，保持接触面粗糙程度不变探究摩擦力与压力的关系，用的是控制变量法。 （3）[7]想探究滑动摩擦力与接触面积的关系，要控制压力大小和接触面粗糙程度相同，他将木块 B竖直方向切去一部分，压力大小也发生了改变，没有控制压力大小相同，故他的探究过程不合理。 6． 二力平衡 水平 压力 2 【详解】（1）[1][2]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，拉力大小才等于摩擦力的大小。 （2）[3]对比甲、丙两图，接触面粗糙程度相同，压力越大，测力计示数越大，即摩擦力越大，故得出的结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）[4]小黄用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体时，弹簧测力计示数是2N，拉力是2N，根据二力平衡条件得，摩擦力大小等于拉力大小，所以摩擦力大小是2N。当拉力增大时，压力不变，接触面粗糙程度不变，摩擦力大小不变，还是2N，拉力增大，物体进行加速运动。 7． 静止 相等 【详解】（1）[1]静止的物体或匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用，因此实验中通过小车是否静止来判断二力是否平衡。 （2）[2]通过记录的实验数据，我们可以发现：当F1和F2的大小相等时，小车都保持静止状态，即处于平衡状态。因此，我们可以得出结论：两个力F1、F2的大小满足相等关系时，物体处于平衡状态。 8． 在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大 压力相等 接触面的粗糙程度 小于 【分析】(1)比较甲、乙两图，找出相同因素和不同因素，结合控制变量法的思想得出结论。 (2)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起，控制了压力相同，通过比较弹簧测力计的示数得出结论。 (3)弹簧测力计在竖直方向上调零时，弹簧由于自身的重力作用，要比水平使用时弹簧的长度大，导致调零指针不指在零刻度。 (4)根据物体的运动状态及影响滑动摩擦力大小的因素，分析比较三次铁块受到的摩擦力的大小。 【详解】(1)[1]甲、乙两图，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计的示数也不同，可得到的结论是：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大； (2)[2][3]乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起，控制了压力大小相同，与长木板的接触面不同，粗糙程度不同，摩擦力大小不同，因此探究的是摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系； (3)[4]实验时，小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后弹簧测力计要在水平方向上使用就要调零，因为在竖直方向上由于弹簧自身的重力弹簧比在水平方向上要伸长，也就是调零后的零刻度线在真实零刻度线的下方，弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动时，读取弹簧测力计的示数时，结果小于真实的摩擦力。 (4)[5]比较甲、乙两图可知，铁块与长木板的接触面粗糙程度相同时，乙图中铁块对长木板的压力较大，则铁块受到的摩擦力较大；丙图中铁块与木块相对静止，铁块与木块间既没有相对运动，也没有相对运动趋势，铁块不受摩擦力，摩擦力为零，故。 9．（1）0.3kg；（2）苹果向上运动时，受到的合力为3.94N，方向竖直向下；苹果下落时，受到的合力大小为1.94N，方向竖直向下 【详解】解：（1）苹果的质量为 （2）苹果向上运动时，阻力的方向是竖直向下的，重力的方向是竖直向下的，二力同向，故合力大小等于两个力的和，方向是竖直向下的，合力大小为 当苹果下落时，受到阻力的方向是竖直向上的，重力方向是竖直向下的，二力方向相反，合力的方向与较大的重力方向相同（竖直向下），大小等于两个 力的差，为 答：（1）苹果的质量为0.3kg； （2）苹果向上运动时，合力大小为3.94N，方向竖直向下；苹果向下运动时，合力大小为1.94N，方向竖直向下。 10．（1）（2）见解析 【详解】（1）对小物块受力分析如图甲所示： 由于小物块在竖直方向上没有加速度，只在水平面上以O1为圆心做圆周运动，FN的水平分力F1提供向心力，所以有：，代入数据得 （2）①当时，由向心力公式知，越大，所需要的越大，此时不足以提供向心力了，物块要做离心运动，但由于受摩擦阻力的作用，物块不致于沿罐壁向上运动．故摩擦力的方向沿罐壁向下，如图乙所示，对进行分解，此时向心力由的水平分力和的水平分力的合力提供 将数据代入得到 ②当时，由向心力公式知，越小，所需要的越小，此时超过所需要的向心力了，物块要做向心运动，但由于受摩擦阻力的作用，物块不致于沿罐壁向下运动，故摩擦力的方向沿罐壁向上，则对进行分解，此时向心力由的水平分力和的水平分力的合力提供 将数据代入得到 答：（1）若ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，； （2）见解析。 11．（1）98N；（2）0.2N，水平向右 【详解】解：（1）物体受到的重力大小为 （2）物体在水平方向上受到的阻力为 合力大小F合为 由于拉力大于阻力，合力的方向应与拉力方向相同，水平向右。 答：（1）物体受到的重力大小为98N； （2）物体在水平方向上受到的合力大小为0.2N，合力的方向向右。 12．270N 【详解】因为卡车在水平公路上匀速行驶，所以卡车受的牵引力和阻力是一对平衡力，所以卡车受到的牵引力F＝f＝0.03G＝0.03×9000N＝270N． 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）1.5×104N；（2）3×102N 【详解】解：（1）根据题意可知，车的质量为 m=1.5t=1.5×103kg 车的重力为 G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N 车在水平公路上，公路对车的支持力和车受到的重力是一对平衡力，则 F支=G=1.5×104N （2）根据题意可知，车受到的摩擦阻力为 f=0.02G=0.02×1.5×104N=3×102N 答：（1）汽车受到的支持力大小为1.5×104N； （2）汽车受到的摩擦力为3×102N。 15．90km/h 【分析】火车完全通过大桥行驶的路程为大桥长与火车长，根据速度公式就会算出火车过桥时的速度． 【详解】火车完全通过大桥行驶的路程为s=150m+7350m=7500m=7.5km， 火车过桥时的速度． 16．（1）12m/s；（2）900N 【详解】解：（1）根据题意和速度公式可得 （2）汽车做匀速运动，受力平衡作用，牵引力等于摩擦力 答：（1）汽车运动的平均速度为12m/s； （2）汽车发动机的牵引力为900N。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$