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．如图所示为探究“影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验过程中，应该用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做 运动； （2）小华刚开始拉木块时（如图甲），他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）比较甲、乙两次实验可知：滑动摩擦力的大小与接触面受到的 有关；比较甲、丙两次实验可得结论： ； （4）如图丁所示，将木块沿竖直方向切掉一半再次实验时，与图甲实验相比，弹簧测力计示数减小，小华认为不能说明滑动摩擦力的大小与接触面积有关，原因是 。 2．图甲为小刚和小强对“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一问题提出猜想时的情景。为了验证他们的猜想，他们找来了量程合适的弹簧测力计一个、长木板一块、质量相同的长方体木块和塑料块各一块。 （l）要验证他们的猜想，首先要解决的问题是如何测量滑动摩擦力。他们经过讨论一致认为：要准确地测出物体与长木板之间滑动摩擦力的大小，必须用弹簧测力计拉着物体，使它沿水平长木板 滑动（填运动类型）； （2）他们通过图乙、丙所示的实验，可以得出的结论是：在保持 一定时 越大，滑动摩擦力越大； （3）小强对小刚说：“我只要用丙中的器材再做一次实验. 就能验证我的猜想。”小强的做法是： ，重新做一次实验； （4）小刚和小强都感到实验中弹簧测力计读数有一定的困难。经过思考，小刚提出如果按照图丁所示来改进实验装置，实验效果会显著改善。请写出这样改进的好处： 。 3．在学习“运动和力的关系”时，我们曾追随着物理学家的足迹，设计过图这样的“斜面”实验： 每次都让小车从同一斜面的 位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度． 减小图中水平面的粗糙程度，比较小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越 ，小车运动的距离越 ． 进一步推理可知，若水平面绝对光滑，则小车会在水平面上做 运动． 4．小芋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。 （1）实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，目的是使小车到达斜面底端时的 相同； （2）小芊多次实验分析论证得出：小车受到的阻力越小，速度减小得越 ，运动得越远。并进一步推测：若水平面完全光滑且足够长，小车将一直做 ，表明物体的运动 （选填“需要”或“不需要”）力来维持； （3）从能量转化的角度看，小车在水平面上克服阻力所做的功 （选填“在毛巾上更多”、“在棉布上更多”、“在木板上更多”或“三次一样多”）； （4）小芋思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右侧最高点时，假设受到的力全部消失，自己将处于怎样的运动状态呢？你认为下列选项中正确的是 （图中的黑点表示小芊） （5）小芊想测出小车在毛巾表面运动时所受阻力的大小，请你利用合适的实验器材，帮她写出实验步骤： 。 5．图是探究影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验，甲、乙、丙中木块均做匀速直线运动。 （1）在乙图中，木块受到的滑动摩擦力大小等于 N； （2）比较甲、丙两图的实验可知：滑动摩擦力的大小与 有关； （3）将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。得出这一结论是否正确？ ，理由是 ； （4）弹簧测力计沿图丁所示方向拉动时，也可以使木块在水平方向做匀速直线运动。与图甲所示的实验操作比较，木块受到的滑动摩擦力会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 6．为探究“底面积相同的木块和铁块的下表面哪个更粗糙”，小迪同学在同一水平面上让叠放的物块在水平拉力的作用下运动，如图甲、乙所示：    在甲实验中，测得拉力F甲=4N，在乙实验中，测得拉力F乙=5N． （1）甲、乙实验中，将木块、铁块叠放在一起的目的是 ． （2）甲实验中，实验中应使小车做 运动，根据 的原理，可以得出铁块受到桌面的摩擦力大小为 N． （3）通过甲乙两个实验，小迪同学可以得出的结论是 ． 7．在“探究二力平衡的条件”活动中： （1）小明提出用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件，若采用此方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去； （2）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序： （用字母表示），这样的改进是为了减小 对实验的影响； （3）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于 ，故卡片的重力可忽略不计； （4）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在 （选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到 现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。 8．如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验．铜块和木块的大小和形状完全相同。 （1）实验时，小明先对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做 运动，则测出的弹簧测力计示数 摩擦力（填“大于”、“等于”或“小于”）； （2）比较甲、乙两图，可得到的结论是 ； （3）图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使 相同； （4）小明设计实验过程，采用了科学的实验方法是 。 二、计算题 9．科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时，接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比，可用公式表示为f滑=μF，μ指动摩擦因数，为小于1的正数；当相互接触的两物体的材料均不变时，μ的大小不发生改变，当相互接触的两物体的材料改变时，μ的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A（重量30N）、B（重量10N）和C，A、C之间的动摩擦因素μAC=0.3，B、C之间的动摩擦因紫μBC未知，将A、C如图甲放在水平地面上时，用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时，用大小为10N的水平推力F2恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。 （1）如图甲，水平推力F1为多大？ （2）如图乙，B受到摩擦力为多大？ （3）如图丙，将物体C竖直固定在水平地面上，用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上，且A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），则水平压力F3为多大？ 10．质量为50kg的物体在一个水平向右的拉力F的作用下，沿水平地面以0.2m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力是他本身受到重力的0.2倍，求：（g=10N/kg） （1）木块受到的重力大小？ （2）木块受到的拉力大小？ （3）若物体速度增大为0.4m/s并匀速运动，求物体受到的摩擦力？ （4）若水平拉力增大为120N，物体受到的摩擦力的大小是多少？ 11．一辆质量为2000kg的汽车在平直的公路上匀速向右直线运动，如果它受到的阻力是车重的0.03倍，则（g=10N/kg） (1)阻力是多少牛？方向如何？ (2)汽车发动机的牵引力是多少牛？方向如何？ 12．小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时12s．如图是速度V随时间t变化的关系图象，小明在t=7s时刚好到达这段路程的中点．如图是动力F随时间t变化的关系图象． （1）在7﹣12s内，自行车所受的摩擦阻力是多少？ （2）自行车在0﹣7s内的平均速度是多少？（保留小数点后两位） 13．重力大小为20牛的物体，在大小为30牛的水平向右拉力F作用下沿水平地面做直线运动，如图所示，物体受到地面的阻力（阻力方向与运动方向相反），大小为物体重力的0.2倍，求： （1）物体所受阻力f的大小。 （2）物体在水平方向上所受合力F合的大小和方向。 14．太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库．某太阳能汽车总质量为400kg，顶部安装了太阳能电池板，如图所示．太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m2． （1）太阳能电池板能将太阳能转化为电能．若该太阳能电池板的转换效率为40%，则转换给汽车电动机的电功率是多少瓦？ （2）这辆汽车在某水平路面上匀速行驶时，受到的阻力为车重的0.02倍，则汽车受到的牵引力为多少牛顿？ （3）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，则汽车在该水平面上匀速行驶的速度为多少米每秒？ 15．某汽车重力是1.6×104N，在一次测试中，该汽车在平直的路面上1min内匀速行驶了1800m，受到的阻力是车重的0.1倍。（取g＝10N/kg）求： （1）汽车运动的速度； （2）汽车的质量； （3）汽车受到的牵引力。 16．质量为50kg的小车在100N的水平推力作用下，在水平地面上以的速度做匀速直线运动，求：这时小车受到的摩擦力大小和支持力大小各为多少？取 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． 匀速直线 变大 压力 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 【详解】（1）[1]实验过程中，应该用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。 （2）[2]如图甲，木块仍静止，即处于静止状态，木块在水平方向上受到平衡力的作用，测力计拉力等于摩擦力大小，故木块所受的摩擦力变大。 （3）[3]比较甲、乙两次实验可知：接触面粗糙程度相同，乙中压力大，测力计示数大，所以得出：滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力有关。 [4]比较甲、丙两次实验知，压力相同，丙中接触面粗糙，测力计示数大，所以可得结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （4）[5]研究滑动摩擦力的大小与接触面积有关，要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，如图丁所示，将木块沿竖直方向切掉一半再次实验时，压力变小，没有控制压力相同，所以结论错误。 2． 匀速直线 粗糙程度 压力 将塑料块放在下面，木块叠放在塑料块上面，用弹簧测力计匀速拉动它们 见详解 【详解】（1）[1]测量物体所受滑动摩擦力的大小时，必须用弹簧测力计拉着物体，使它沿水平长木板匀速直线运动，根据二力平衡可知，拉力的大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）[2][3]他们通过图乙、丙所示的实验，两次实验接触面的粗糙程度相同，图丙所示的实验，接触面受到的压力大，受到的摩擦力大，可以得出的结论是：在保持粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）[4]探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应控制压力的大小相同，接触面的粗糙程度不相同。利用用丙中的器材再做一次实验，可将塑料块放在下面，木块叠放在塑料块上面，用弹簧测力计匀速拉动它们，然后将木块叠放在块上面，用弹簧测力计匀速拉动它们，即可达到目的。 （4）[5]如果按照图丁所示来改进实验装置，实验效果会显著改善，因为这样操作方便，实验中不用控制长木板做匀速直线运动，而研究对象是静止的，因而研究对象受力平衡，弹簧测力计示数等于研究对象的摩擦力，这时弹簧测力计是静止的，比较容易读出数据。 3． 同一 小 远 匀速直线 【详解】（1）让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下，这样做是为了使小车到达水平面时的机械能相同，速度相同； （2）由图可知，小车在毛巾上受到的阻力最大，速度减小得快，运动距离最短，可知小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，向前滑行的距离就越长． （3）若水平面绝对光滑时，小车不受力，速度保持不变，小车会在水平面上做匀速直线运动． 【点睛】本题考查理想实验，应理解理想实验的控制变量法，同时体会如何从实验中得出结论，以及合理的外推得出物理规律的思想． 4． 速度 慢 匀速直线运动 不需要 三次一样多 D 见解析 【详解】（1）[1]该实验要比较的是小车在阻力不同的水平面上滑行的距离，这样就要求我们控制初速度相同，而让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，可以保证每次到达水平面时的初速度相同。 （2）[2][3][4]从上述实验中，小车在毛巾运动的近些，在木板上运动得远，而毛巾对小车的阻力较大，木板对小车的阻力较小，故可以得出结论是：平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。如果运动的物体不受力，那么它的速度不发生改变，即它将做匀速直线运动，同时也表明物体的运动不需要力来维持。 （3）[5]在上述两次实验中，小车的动能都用来克服摩擦力做功了，小车的动能转化为内能，由于小车质量和初速度相同，所以三次实验的初动能相同，克服摩擦力做的功也相同。 （4）[6]当秋千荡到最高点时，此时动能为零，则速度为零，此时处于静止状态，如果此时所有的力均消失，小芋将保持静止状态不变，故D符合题意。故选D。 （5）[7]用到的实验器材有：木块、毛巾、弹簧测力计。实验步骤为：用弹簧测力计拉木块在毛巾上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由平衡条件可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，故可测出小车在毛巾表面运动时所受阻力的大小。 5． 3.4 接触面粗糙程度 不正确 没有控制压力大小相同 变小 【详解】（1）[1]如图所示，乙做匀速，拉力与摩擦力是平衡力，摩擦力的大小为3.4N。 （2）[2]比较甲、丙两图的实验，压力相同，接触面的粗糙程度不同，摩擦力的大小不同，可知：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。 （3）[3][4]将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后，压力也减了一半，无法得出摩擦力的大小与受力面积的关系，故结论是不正确的，没有控制压力的大小相同。 （4）[5]弹簧测力计沿图丁所示方向拉动时，压力变小，摩擦力的大小变小。 6． 控制压力大小相同 匀速直线 二力平衡 4 木块下表面更粗糙 【详解】 (1)甲、乙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有关；(2)甲图中铁块做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡的知识可知,水平方向受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力大小相同,即f=F甲=4N；(3)铁块的摩擦力是5N，木块的摩擦力是4N，压力一定时，滑动摩擦力越大，接触面越粗糙，可得木块下表面更粗糙． 7． 拉力 BAC 摩擦力 卡片重力远小于拉力 任意方向 测力计示数始终不变 【详解】（1）[1]图甲中，物体所受的重力是通过拉力来测量的，所以在实验中通过力的相互作用性直接测出的是拉力的大小，重力无法直接测出，那么这一实验方案无法实施。 （2）[2][3]图乙中，B图物体与桌面的滑动摩擦力较大，A图将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力较小，C图物体悬空，摩擦力对实验的影响最小，在这样的实验改进中可以减小阻力对实验的影响，所以正确的顺序是BAC。 （3）[4]图丙的实验中，由于卡片的质量较小，所受重力较小，远小于卡片所受的拉力，那么卡片的重力可以忽略。 （4）[5][6]要探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件，可以拉着钩码在任意方向做匀速直线运动，因为拉力与重力平衡，所以观察到的现象应为弹簧测力计的示数不变。 8． 匀速直线 等于 在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力就越大 压力 控制变量法 【详解】（1）[1][2]摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力，若木块匀速直线运动，匀速直线运动状态就是一种平衡状态，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力。 （2）[3]甲乙两个实验中接触面的粗糙程度是相同的，压力的大小不同，弹簧测力计的示数不同，故可得出结论：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力就越大。 （3）[4]图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使物体对接触面的压力相同，接触面的粗糙程度不同，来探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系。 （4）[5]本实验用到了控制变量法。 9．（1）9N；（2）1N；（3）400N 【详解】解：（1）如图甲所示，A在C的表面上向右做匀速直线运动。则在水平方向上A受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力fA且这两个力是一对平衡力；在竖直方向上，A对C的压力为 FA=GA=30N 根据二力平衡的条件和公式f滑=μF可得 F1=fA=μACFA=0.3×30N=9N （2）如图乙所示，A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上，水平推力F2与A、B受到的滑动摩擦力的合力是一对平衡力，即大小相等。因A对C的压力和A与C之间的动摩擦因数均未变，所以A与C之间的滑动摩擦力fA还是9N。故B受到的摩擦力为 fB=F2-fA=10N-9N=1N （3）由题意知，B重10N，根据图乙可知，在竖直方向上，B对C的压力为 FB=GB=10N 由公式f滑=μF，可求B、C间的动摩擦因数为 如图丙所示，A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），处于平衡状态，则在竖直方向上，将A、B看成一个整体，A、B受到的滑动摩擦力与A、B的重力是一对平衡力，则A、B受到的滑动摩擦力为 fAB=GA+GB=30N+10N=40N 由公式f滑=μF可得，水平压力F3为 答：（1）如图甲，水平推力F1为9N； （2）如图乙，B受到摩擦力为1N； （3）水平压力F3为400N。 10． 500N 100N 100N 100N 【详解】(1)木块受到的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N (2)根据题意可得：f=0.2G=0.2mg=0.2×500N =100N；木块水平方向做匀速直线运动，处于平衡状态，即拉力与摩擦力是一对平衡力，所以：F=f=100N；(3)速度为0.4m/s时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以物体受到的摩擦力不变，摩擦力f=100N，(3)拉力增大120N，物体的水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以物体受到的摩擦力不变，摩擦力f=100N. 点睛：（1）知道物体的质量，根据G=mg求出物体的重力；根据题意求出物体受的摩擦力，物体做匀速直线运动，受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；（2）（3）（4）摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关；摩擦力大小与物体速度无关，根据题意求出物体受到的摩擦力． 11．(1) 600牛，水平向左；(2) 600牛，水平向右。 【详解】解：(1)汽车的重力 G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N 因为在水平公路上向右匀速直线行驶时，受到的阻力是车重的0.03倍，方向与汽车运动方向相反，水平向左；所以阻力是 f=0.03G=0.03×2×104N=600N (2)因为汽车匀速直线行驶，受平衡力的作用，所以水平方向上牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，方向相反，水平向右，所以牵引力 F牵=f=600N 答：(1)阻力是600牛，方向水平向左； (2)汽车发动机的牵引力是600牛，方向水平向右。 12．（1）30N；（2）4.29m/s． 【分析】（1）观察速度-时间图象，自行车在0～7s速度越来越快，7～12s，速度不再变化；观察牵引力-时间图象，在7～12s牵引力大小不变，由于自行车匀速运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；（2）根据题意求出0～7s通过的路程，利用公式计算平均速度． 【详解】(1))由v−t图象可知，自行车在7~∼12s做匀速直线运动，速度v＝6m/s，由F−t图象可知，在7∼12s自行车的动力F＝30N，根据二力平衡条件可知，自行车所受的摩擦阻力：f＝F＝30N； (2)在7∼12s自行车行驶的时间t＝12s−7s＝5s，由v＝可得，在7∼12s自行车行驶的路程：s＝vt＝6m/s×5s＝30m，小明在t＝7s时刚好到达这段路程的中点，所以,0∼7s通过的路程s′＝s＝30m，自行车在0∼7s内的平均速度v′＝＝4.29m/s. 13．（1）4牛（2）26牛；方向：水平向右 【分析】本题考查阻力的计算、合力的求解。 (1)题中已知重力的大小，阻力大小是重力的0.2倍，可求出阻力 (2)求水平方向上的合力，先找出水平方向的力，各力的方向如何，拉力的方向向右，而阻力方向由题意可知，与运动方向相反，即方向向左，则合力的大小是两力大小之差，且合力方向与拉力的方向相同。 【详解】(1)由题意得，阻力的大小 f=0.2G=0.2×20N=4N (2)由题意可知，物体在水平方向上的受力如图： 故水平方向上合力 合力的方向水平向右。 【点睛】水平或竖直方向上的两个力合力的求法：两力同向，则大小是两个力的大小之和，方向与两个力同向；两力反向，则大小是两个力的大小之差，用大力减去小力，方向与大的那个力方向相同。 14．（1）2.4×103W （2）80N （3）24m/s 【详解】试题分析：（1）已知太阳能电池板的转换效率为40%， 则转换给汽车的电功率为：P=P0Sη=1.2×103W/m2×5m2×40%=2.4×103W （2）车的重力为G=mg=400kg×10N/kg=4000N ∵这辆汽车在某水平面上匀速行驶，则牵引力等于阻力， ∴牵引力F=f=0.02G=0.02×4000N=80N （3）功率， ∴该汽车的速度 【考点定位】效率 运动和力 功率 15．（1）30m/s；（2）1.6×103kg；（3）1.6×103N 【详解】解：（1）汽车运动的速度 （2）由知汽车的质量 （3）汽车受到的阻力 因为汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，汽车所受牵引力等于阻力，汽车受到的牵引力 答：（1）汽车运动的速度为30m/s； （2）汽车的质量1.6×103kg； （3）汽车受到的牵引力1.6×103N。 16．小车受到的摩擦力大小和支持力分别为100N和500N． 【详解】分析可知，小车在水平地面上以的速度做匀速直线运动，说明小车处于平衡状态，故在竖直方向与水平方向上小车所受合力均为0； 水平方向上根据二力平衡条件可知：滑动摩擦力方向应与水平推力方向相反，大小相等，所以滑动摩擦力的大小为100N； 竖直方向上根据二力平衡条件可知：小车受到的支持力与小车受到的重力应大小相等，而根据G=mg可知小车受到重力为500N，故小车受到的支持力为500N． 【点睛】根据物体的运动状态为切入点，分析其是否处于平衡状态，在根据平衡状态的条件分析其在不同方向上的受力情况．力可以改变物体的运动状态，反过来通过物体的运动状态可以判断其受力情况． 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 $$