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．某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。    （1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小 滑动摩擦力的大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （2）通过对比甲、乙两次实验可知：在接触面的粗糙程度相同时， 越大，滑动摩擦力越大； （3）通过对比 两次实验可知：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； （4）兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变拉动木块的速度，进行实验，记录的实验数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 运动速度（m/s） 0.3 0.4 0.5 0.6 测力计的示数（N） 1.2 1.2 1.2 1.2    分析实验数据可知：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度 （选填“有关”或“无关”）； （5）小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动，于是小伟设计了如图丁所示的实验装置，该装置的优点是 长木板B做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。 2．如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验，小德小组用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。 （1）要测出木块受到的摩擦力，需拉着木块在木板上做匀速直线运动。小德正确操作时，弹簧测力计的示数如图甲所示，则木块受到的滑动摩擦力大小为 N； （2）甲、乙两次实验结束后，小德想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，进行了图丙的实验，当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块，为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究，你建议小明可采取的办法： 。测出滑动摩擦力的大小，再和实验 （选填“甲”或“乙”）进行比较； （3）同组小强同学利用下图a、b所示器材，即完全相同的A、B两正方体物块叠放在水平桌面上实验（以下操作中推力大小均可用弹簧测力计测出）；    如图a中用F4=40N的水平力作用在B物块上，A、B一起做匀速直线运动，若将F4换为大小为60N的水平力F5，按如图b作用在A物块上，它们仍能一起向前运动，则地面对A物块的摩擦力为 N，A、B之间 （选填“有”或“无”）摩擦力；他在此基础上继续探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，将A、B并列放置在水平桌面上，用力F6推动B、A做匀速直线运动，测出F6大小，并 ，分析得出结论。 3．为了研究作用点相同的两个力的合力大小与哪些因素有关，甲、乙两位同学分别用相同实验器材完成了如下实验： （1）将橡皮筋左端固定于P点。 （2）先用两个弹簧测力计通过细线将橡皮筋右端拉至某一位置并做好标记，再换用一个测力计将橡皮筋的右端拉至同一位置，如图（a）、（b）所示。 （3）改变两测力计拉力方向的夹角β重复上述实验过程。他们测得的数据分别记录在表一、二中。 表一：甲同学                                    表二：乙同学 实验序号 测力计示数F1（牛） 测力计示数F2（牛） F1、F2夹角（度） 测力计示数F（牛） 实验序号 测力计示数F1（牛） 测力计示数F2（牛） F1、F2夹角（度） 测力计示数F（牛） 1 1.0 2.0 0 3.0 6 5.0 20 0 7.0 2 1.0 2.0 30 2.9 7 5.0 2.0 30 6.8 3 1.0 2.0 60 2.6 8 5.0 2.0 60 6.2 4 1.0 2.0 90 2.2 9 5.0 2.0 90 5.4 5 1.0 2.0 180 1.0 10 5.0 2.0 180 3.0 ①实验中，分别用两个测力计和一个测力计将橡皮筋的右端拉至同一位置的目的是 。 ②分析比较表一或表二中的数据及相关条件，可得出的初步结论是： 。 ③分析比较实验序号 中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：作用点相同的两个力，当它们的夹角和其中一个力的大小不变时，合力随另一个力的增大而增大。 ④甲同学分析表一实验数据后，提出猜想：作用点相同的两个力的合力一定大于等于其中较小的力。乙同学觉得该猜想是错误的，若要证明乙同学的观点，你认为还应研究F1、F2满足 关系时，两个力的合力大小。 4．在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。 (1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做 运动，根据 知识可知，木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。 (2)如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应选择 两图进行实验，比较两图可得出的结论是 。 (3)某同学猜想：滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半（如图丁所示），重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是 ，改进方法是 。 5．下面描述了一实验小组用小车(如图所示)来“探究二力平衡的条件”的部分情景．请你根据情景回答问题． 把小车放在水平桌面上，两端小盘里加上等重的砝码，观察到小车静止不动．保持两盘里砝码重相等，把小车扭转一个角度，松手后，发现小车发生偏转． 从上述实验，可得出的结论是 ． 6．如图所示的小车实验，表面越粗糙，小车受到的摩擦阻力 ，它的速度减小得 ；表面越光滑，摩擦阻力 ，它的速度减小得 ，当小车受到的摩擦阻力为零时，它将做 运动。 7．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 （选填“a”、“b”或“c”）； （2）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：使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时 ； （3）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变 来实现的。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 ； （4）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做 运动。这样的实验方法叫做 ； （5）在大量类似实验基础上，牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时，在沿水平向右做匀速直线运动的过程中，间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力，且地面水平。那么，在地面上看，能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示（戊）组合是 A．①⑥      B．②⑤      C．③④      D．①④ 8．在综合实践活动中，某兴趣小组的同学利用纸锥和小金属球来研究“空气阻力和速度的关系”。取三个相同的纸锥，每个纸锥的质量为m，并编号为甲、乙、丙，其中在乙纸锥内固定质量为3m的小金属球，在丙纸锥内固定质量为8m的小金属球。让它们从不同高度分别自由落下，并以竖直砖墙为背景，当进入竖直砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程，如图是其中一段的示意图。请根据图示回答下列问题： （1）对于图中的这段运动过程，下列说法正确的是 ； A．只有甲做匀速直线运动        B．只有乙做匀速直线运动 C． 只有丙做匀速直线运动        D．甲、乙、丙都做匀速直线运动 （2）对于图中的这段运动过程，甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是 ；它们所受的空气阻力之比是 ；由此可以得出的实验结论是 。 二、计算题 9．一张质量为20 kg的单人床垫平放在床上，和床的接触面积为2 m2，求：（g取10 N/kg） （1）床垫的重力； （2）床垫对床的压力． 10．如图是某品牌“共享汽车”，某次在水平路面上行驶时总重力为，该车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍，求： （1）该车以54km/h的速度匀速行驶0.5h，求通过的路程； （2）汽车在平直路面匀速行驶过程中的牵引力。 11．竖直上抛质量为2千克的苹果，上升过程中苹果受到大小恒为0.2牛的空气阻力作用。求： ①苹果受到重力G的大小； ②上升过程中苹果受到的合力F合的大小及方向。 12．一列长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? 13．一汽车质量为8吨，所受阻力为车重的0.1倍，当牵引力为9000N时．（g=10N/kg） 求：     （1）汽车所受合力为多少？汽车是在加速、匀速还是减速？ （2）当汽车在9000N牵引力作用下，运动一段距离后，突然将牵引力改为8000N，请问合力又是多少，运动状态又是怎么样？ 14．物体A在20牛水平推力作用下沿水平地面向右以2米/秒的速度做匀速直线运动．若物体受到地面阻力为物体重力的0.1倍（g取10牛/千克），求： （1）当A物体换以4米/秒的速度在原地面上做匀速直线运动时，所用水平拉力F的大小． （2）物体的重力G． （3）物体的质量m． 15．山区铁路往往在爬坡时采用双车头牵引，一个在前拉，另一个在后推．如果两个车头工作时分别有8105牛和8106牛的力作用于火车，求这列车受到车头作用的合力的大小和方向． 16．学校组织学生进行郊游，队伍要经过一大桥，该桥的两端有类似如图的标志（t是“吨”的符号，30t表示桥梁最大能承受质量为30t的物体）。（g=10N/kg）试求： （1）根据标示牌所示，桥梁最大能承受的物体的重力； （2）若一辆小汽车在水平桥面作匀速直线运动，它的牵引力为1.2×104N，则它所受阻力是多大？ （3）若一辆自身质量为3t的卡车，装有10m3的砖，已知ρ砖=2.5×103kg/m3， 通过计算判断卡车能否通过这座桥？ 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． 等于 压力 甲、丙 无关 不需要 【详解】（1）[1]甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，木块受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，拉力大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）[2]对比甲、乙两次实验，接触面的粗糙程度相同而压力不同，压力越大，弹簧测力计示数越大，则滑动摩擦力越大。 （3）[3]对比甲、丙两次实验：压力相同而接触面粗糙程度不同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，滑动摩擦力越大。 （4）[4]分析实验数据可知：木块运动的速度越来越大，但弹簧测力计示数不变，摩擦力大小不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。 （5）[5]如图丁， 水平向左拉动长木板B，木块A相对地面静止，受到的弹簧测力计的拉力和木板的滑动摩擦力仍然是一对平衡力，此时长木板B不需要做匀速直线运动。 2． 4.2 取下木块上的砝码 甲 40 有 与图b进行比较 【详解】（1）[1]如图甲所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为4.2N，则木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N。 （2）[2][3]丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，由于摩擦力较大，测力计量程不够，可使丙的压力与甲相同进行探究，所以可以将丙实验中木块上的砝码取下，测出滑动摩擦力，再和甲实验进行比较。 （3）[4]a图，对B物块进行受力分析可知，在水平方向上B受到水平向右的推力F4，A对B水平向左的摩力，在这两个力的作用下B做匀速直线运动，故B物块所受的摩擦力等于推力F4，大小为40N；a图中，以A、B两物块的整体为对象，在水平方向上整体受到水平向右的推力F4，地面对整体向左的摩擦力，因A、B一起做匀速直线运动，所以，地面对整体向左的摩擦力为 f地= F4=40N 也就是地面对A物块的摩擦力为40N。b图，若用F5=60N的水平力作用在A物块上，它们仍能一起向前运动，因物块A对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以地面对A物块的摩擦力不变，仍为40N。 [5] 因为推力F5大于地面的摩擦力，此时A受力不平衡，A物块向右做速直线运动，A、B之间有相对运动趋势，所以A、B之间有摩擦力。 [6] a图，对B物块进行受力分析可知，在水平方向上B受到水平向右的推力F4，A对B水平向左的摩擦力，在这两个的作用下B做匀速直线运动；探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，将A、B并列放置在水平桌面上，用力F6推动B、A做匀速直线运动，测出F6大小，并与图b进行比较，分析得出结论。 3． 使力的作用效果相同 作用点相同的两个力，当它们的大小不变时，合力随两力方向的夹角增大而减小 1与6、2与7、3与8、4与9、5与10 F2≥F1≥0.5F2（或F1≥F2≥0.5F1） 【详解】①[1]实验中，分别用两个测力计和一个测力计将橡皮筋的右端拉至同一位置的目的是使力的作用效果相同。 ②[2]比较表一或表二中的数据及相关条件，可得出作用点相同的两个力，当它们的大小不变时，合力随两力方向的夹角增大而减小。 ③[3]分析比较实验序号1与6、2与7、3与8、4与9、5与10中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：作用点相同的两个力，当它们的夹角和其中一个力的大小不变时，合力随另一个力的增大而增大。 ④[4]甲同学分析表一实验数据后，提出猜想：作用点相同的两个力的合力一定大于等于其中较小的力。当 F2≥F1≥0.5F2（或F1≥F2≥0.5F1） 可证明“作用点相同的两个力的合力一定大于等于其中较小的力”是错误的。 则要证明乙同学的观点，还应研究F1、F2满足 F2≥F1≥0.5F2（或F1≥F2≥0.5F1） 关系时，两个力的合力大小。 4． 匀速直线 二力平衡 乙丙 压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大 没有控制压力相同 见解析 【详解】(1)[1][2]应该用弹簧测力计拉着木块在接触面上做匀速直线运动，木块受到的拉力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡知识可知，木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。 (2)[3][4]要探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系，需要控制压力大小相同，接触面粗糙程度不同，图乙丙符合题意；可以看出丙中接触面比较粗糙，弹簧测力计的示数较大，摩擦力较大，可以得到压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。 (3)[5][6]要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面积的大小，而将木块切去一半，则在接触面积变化的同时，压力也发生了变化，所以得出错误结论。可以将切下的木块叠放在被拉木块上面，重复甲的操作过程，比较它和甲的实验结果，得出结论。 5．二力平衡时，两个力作用在同一条直线上 【详解】如图把小车放在水平桌面上，两端小盘里加上等重的砝码，观察到小车静止不动，此时二力相等，方向相反，且在一条直线上． 保持两盘里砝码重相等，即二力大小仍然相等，把小车扭转一个角度，松手后，二力错开一定的角度，即二力不再在一条直线上，二力不再平衡，所以发现小车发生偏转． 所以从上述实验，可得出的结论是：二力平衡时，两个力作用在同一条直线上． 6． 越大 越快 越小 越慢 匀速直线 【详解】[1][2][3][4][5]由生活常识可得，物体间接触面越粗糙，小车受摩擦力就越大，通过实验分析可得，阻力越大，小车滑动的距离越近，其原因是速度减小的越快。同理，如果摩擦力小，则速度减小的越小，如果没有摩擦力，运动小车的速度将不会减小，小车将做匀速直线运动。 7． b 初速度相同 接触面的粗糙程度 远 匀速直线 实验推理法 A 【详解】（1）[1]为了使小车到达水平面时的速度相等，应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑，则b步骤错误，因为在斜面上铺上棉布改变了接触面的粗糙程度，就不能保持小车到达水平面时的初速度相同了，不符合控制变量法的要求。 （2）[2]实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，小车受到的阻力，运动的路径都一样，小车从斜面上同一位置到达底端水平面时的速度相同。 （3）[3]在做“斜面小车实验”时，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻力对物体运动的影响，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小；因此改变小车所受阻力大小，是通过改变接触面的粗糙程度来实现的。 [4]对比a、c两次实验，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远，说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越远。 （4）[5][6]由实验可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动距离越远，速度减小得越慢，由此进行推理得出：小车运动时不受摩擦力的作用，将保持匀速直线运动；这是在大量经验事实的基础上做出的推理，这样的实验方法叫做实验推理法。 实验表明力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，即物体的运动不需要力来维持; （5）[7]若不计空气阻力且地面水平，飞机沿水平向右做匀速直线运动时，从飞机上释放三个相同的物资，物体由于惯性，物资沿水平方向的速度不变，下落的同时继续向前飞行；三个物体在下落过程中，都是以原来的速度向前运动，三个物体下落间隔的时间相同，因此落到地面上后间隔的距离也相等，所以⑥正确，④⑤错误。小球受地球引力的作用下，同时向下做自由落体运动，故三个小球下落时，在同一条垂线上，所以①正确，②③错误。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8． D 1:2:3 1:4:9 见解析 【详解】（1）[1]由照相机的照片可知：在相同的间隔时间内，甲纸锥运动的距离是不变的，运动的轨迹是直线，说明甲做的是匀速直线运动，同样的道理，乙、丙也是做匀速直线运动的。故D正确，ABC错误。 故选D。 （2）[2]在相同的间隔时间内，甲运动一个砖的厚度时，乙运动两个砖的厚度，丙运动三个砖的厚度，路程之比为1:2:3，时间一定时，速度和路程成正比，速度之比为1:2:3。 [3]因为甲、乙、丙都是做匀速直线运动的，所以纸锥受到的重力和空气阻力是一对平衡力，大小是相等的；重力之比等于质量之比，甲的质量为m，乙的质量为 丙的质量为 甲、乙、丙的质量之比为 m甲:m乙:m丙=m:4m:9m=1:4:9 重力之比也为1:4:9，空气阻力等于重力，空气阻力之比也为1:4:9。 [4]三个纸锥的速度之比为 v甲:v乙:v丙=1:2:3 可得 v甲2:v乙2:v丙2=12:22:32=1:4:9 所以得出结论：形状相同的纸锥，下落时所受空气阻力与速度的平方成正比。 【点睛】此题考查的是做实验时，我们观察实验现象的能力、分析数据的能力以及对实验设计的评估能力；此题的难点是空气阻力和运动速度的关系，需要必要的数学知识。 9．（1）200N．（2）200N 【详解】（1）床垫的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；（2）床垫放在床上处于静止状态，床垫对床的压力等于床垫的重力，即：F＝G＝200N. 【点睛】已知床垫的质量，利用G＝mg可以得到床垫受到的重力；因为床垫放在床上，可知床垫对床的压力就等于其本身重力． 10．（1）27km；（2）1.2×103N 【详解】解：（1）汽车通过的路程 s=vt=54km/h×0.5h=27km （2）汽车在行驶过程中受到的阻力 f=0.1G=0.1×1.2×104N=1.2×103N 汽车在平直路面匀速行驶过程中，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=1.2×103N 答：（1）该车以54km/h的速度匀速行驶0.5h，通过的路程是27km； （2）汽车在平直路面匀速行驶过程中的牵引力是1.2×103N。 11．①19.6N；②19.8N，竖直向下 【详解】解：①质量为2千克的苹果，受到重力G的大小为 G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N ②上升过程中，苹果仍受到竖直向下的重力作用，阻力是阻碍相对运动的力，所以空气阻力的方向也是竖直向下的。则苹果受到的合力F合的大小为 F合=G+f=19.6N+0.2N=19.8N 因重力和阻力的方向均竖直向下，所以合力的方向也是竖直向下的。 答：①苹果受到重力G的大小是19.6N； ②上升过程中苹果受到的合力F合的大小是19.8N及方向是竖直向下的。 12．90km/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． 13． 1000N 加速运动 0 匀速运动 【详解】(1)G＝mg＝8000kg×10N/kg＝8×104N；f＝0.01G＝0.1×8×104N＝8000N； 汽车所受合力F合＝F−f＝9000N−8000N＝1000N，方向与牵引力方向相同；汽车做加速运动； (2)当牵引力改为8000牛时,合力F合1＝F1−f＝8000N−8000N＝0；汽车做匀速运动． 点睛：当两力方向相反时，合力为两力之差，方向与大的力的方向相同，当合力大于0时，物体做加速运动；当合力为0时，物体静止或匀速运动． 14．(1) 20N ；(2)200N  ；(3) 20kg 【详解】该物体在水平地面以4米/秒的速度匀速直线行驶时，受到的拉力和阻力是一对平衡力；又因为，所以;再根据 就求出了质量． 故答案为(1) 20N ；(2)200N  ；(3) 20kg 【点睛】本题重力公式、二力平衡条件是关键，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等． 15．8.8×106N 方向与推力（或拉力）方向一致 【详解】由题意知，两个车头的作用力在同一直线上，方向相同，则列车所受合力： F=F前+F后=8×105N+8×106N=8.8×106N． 方向与推力（或拉力）方向一致． 答：这列车受到车头作用的合力的大小为8.8×106N，方向与推力（或拉力）方向一致． 16．（1）；（2）1.2×104N；（3）能 【详解】解：（1）根据图示可知，桥梁最大能承受物体的重力 （2）汽车在水平桥面做匀速直线运动，所受阻力与牵引力是一对平衡了，所受阻力 f=F=1.2×104N （3）由得，砖的质量 砖所受的重力 G1=m1g=2.5×104kg/m3×10N/kg=2.5×105N 车所受的重力 G2=m2g=3×103kg×10N/kg=3×104N 车和砖的总重力 G总=G1+G2=2.5×105N+3×104N=2.8×105N 车与砖的总重力比桥梁能承受的重力小，所以卡车能通过这座桥。 答：（1）桥梁最大能承受的重力为3×105N； （2）它所受阻力是1.2×104N； （3）卡车能通过这座桥。 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 $$