第07章 力(易错模拟题汇编)-2025年中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练(全国通用)
2025-02-17
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内容正文:
第七章 力(易错模拟题汇编)
一、选择题(共14小题)
1.(2024•龙岩模拟)端午节是我国的传统节日,精彩的赛龙舟比赛在全国各地举行,如图,用桨在水中划龙舟时,使龙舟前进的力是( )
A.水对桨的推力 B.桨对水的推力
C.龙舟受到的浮力 D.龙舟受到的重力
2.(2024•锦州二模)“鸡蛋碰石头”每次碎的都是鸡蛋,从物理学角度分析,下列说法中正确的是( )
A.石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
B.鸡蛋对石头的力大于石头对鸡蛋的力
C.鸡蛋对石头没有作用力
D.鸡蛋对石头的力等于石头对鸡蛋的力
3.(2024•连云港三模)下列现象中不属于力产生作用效果的是( )
A.用力压弹簧,弹簧缩短了
B.足球在草地上越滚越慢
C.小车在转弯处匀速行驶
D.小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动
4.(2024•成都模拟)如图所示,人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船时,人和自己坐的小船却向后移动。对于该现象的描述,最能说明的是( )
A.力能改变物体的形状
B.物体间力的作用是相互的
C.小船一定是受力物体
D.力的作用效果与力的作用点无关
5.(2024•福州三模)2024年5月8日,嫦娥六号探测器成功实施近月制动,探测器将在月球表面上空要沿如图所示的直线匀速飞行,为着陆作准备。则在探测器着陆前探测器上的火箭应向哪个方向喷气( )
A.竖直向下喷气
B.沿直线向后喷气
C.与直线成一角度斜向上喷气
D.与直线成一角度斜向下喷气
6.(2024•成都模拟)中国姑娘郑钦文在2024年澳大利亚网球公开赛中获得亚军,实现了中国网球运动员在国际赛场的重大突破。如图是她用球拍击球的精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.球拍对球有作用力,球对球拍没有作用力
B.球拍对球的作用力使球拍发生了形变
C.球拍对球的作用力改变了球的运动状态
D.击打瞬间,球只是受力物体,不是施力物体
7.(2024•西安模拟)把一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,以下说法中正确的是( )
A.木板被压弯是由于足球的重力造成的
B.足球发生形变是由于足球对木板的压力
C.足球受到支持力是因为木板发生了弹性形变
D.木板产生的弹力就是足球对木板的压力
8.(2024•苏州模拟)如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则此时两个人的拉力F分别为( )
A.4N、0 B.0、4N C.4N、4N D.2N、2N
9.(2024•汕头模拟)如图所示,在光滑的水平面上,一弹簧左端固定在墙壁上,右端与一金属小球连接,O点是弹簧为原长时小球的位置。现对小球施加一外力压缩弹簧使小球到达A点,然后释放小球,小球将在AB之间做往复运动。下列说法中正确的是( )
A.弹簧对小球的弹力的施力物体是小球
B.金属球在AB之间运动的过程中,小球的速度大小不变
C.金属球由O向A运动的过程中,弹簧对小球的弹力由O指向A
D.金属球由A向O运动的过程中,弹簧对小球的弹力由A指向O
10.(2024•长沙二模)如图是跳台滑雪比赛中运动员空中滑翔时的场景。此时运动员所受重力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
11.(2024•兰州模拟)如图所示,把两个质量均为50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上。下列说法中错误的是( )
A.弹簧测力计可以测量不是水平或竖直方向的力
B.使弹簧测力计内弹簧伸长的力是钩码的重力
C.弹簧测力计的分度值为0.2N,两个钩码的总重力为1N
D.称钩码重力前,需把弹簧测力计在竖直方向调零,还要来回拉动挂钩几次
12.(2024•武汉模拟)过春节时贴年画是我国的传统习俗。在竖直墙壁上贴长方形年画时,可利用重垂线来检查年画是否贴正。如图所示的年画的长边与重垂线不平行,为了把年画贴正,则下列操作方法中正确的是( )
A.换用质量大的重锤
B.调整年画,使年画的长边与重垂线平行
C.上下移动年画的位置
D.调整重垂线,使重垂线与年画的长边平行
13.(2024•乌鲁木齐模拟)中国载人空间站“天宫”中的宇航员处于完全“失重”状态,在此状态时进行体能锻炼,可采用的是( )
A.举哑铃 B.做俯卧撑
C.用单杠做引体向上 D.用弹簧拉力器健身
14.(2024•泰州二模)如图所示,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动重新立起来。相对于水平桌面,“不倒翁”在摆动过程中( )
A.所受的重力大小不变,方向改变
B.所受的重力大小改变,方向不变
C.所受的支持力作用点改变,方向不变
D.所受的支持力作用点不变,方向不变
二、填空题(共8小题)
15.(2024•济宁二模)2024年3月20日,长征八号遥三运载火箭成功将“鹊桥二号”卫星送入预定轨道。如图所示是火箭发射升空时的情景,燃气向下喷出,根据物体间力的作用是 的,使火箭获得上升的推力,该力的施力物体是 (选填“空气”或“喷出的燃气”)。
16.(2024•威海模拟)如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的
(选填“运动状态”或“形状”)。此时橡皮受到 力(选填“平衡”或“非平衡”)
17.(2024•菏泽二模)如图所示,用扳手拧螺母时,沿顺时针方向可将螺母拧紧,沿逆时针方向会让螺母变松,这说明力的作用效果与 有关;当用力拧开螺丝时,在B点拧更容易些,这表明力的作用效果与
有关。
18.(2024•海口模拟)如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止,此时F1的大小为 ,弹簧测力计受到的合力为 。
19.(2024•长沙模拟)地球附近的物体都要受到重力,小敏同学利用弹簧测力计测出物体的重力大小。
(1)使用弹簧测力计测重力前,应先将测力计在 方向调零;
(2)如图是他测出物体A的重力,为 N。
20.(2024•十堰模拟)“滴水穿石”这个成语用来比喻即使力量很小,但只要坚持不懈,最终能够完成非常艰难的事情。从物理学的角度分析,水滴能够滴下是因为水受到 的作用;“石穿”则说明力改变了石头的 。
21.(2024•哈尔滨四模)工人在砌墙时利用重垂线来检查墙壁是否竖直,这利用了重力的方向总是 。在拔河比赛时,运动员身体后倾这利用了 (选填“降低重心”或“增大支撑面”)可以提高物体稳定程度。
22.(2024•扬州模拟)如图,判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是 ,实验时,缓慢改变斜面倾角,观察悬线OA的方向 (改变/不变)。若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,还应进行的操作的是 。
三、实验探究题(共3小题)
23.(2024•贵阳模拟)科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。项目任务是自制测力计并用于测量力的大小。提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。
在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标。
评价指标
评价等级
优秀
良好
待改进
调零方式
多种方式调零
只能移动指针调零
不能调零
精确度
达到0.1牛
达到0.2牛
大于0.2牛
(1)分析图乙中弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系,请判断选择材料时,弹簧和橡皮筋哪种材料更合适并说明理由: ;
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为 N;
(3)自制测力计“调零方式”指标为良好。用该测力计测量水平拉力,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,调整指针到 刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,小组同学选取图乙中a弹簧取代b弹簧制作测力计。请说明他们选择的理由: 。重新制作的测力计确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为20等份,小组同学用制好的弹簧测力计测两个鸡蛋的重力,指针指在“0”开始的第11条刻度线,则两个鸡蛋的重力为 N。
24.(2024•西安模拟)为了制作弹簧测力计,小明对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,实验装置如图甲所示,得到了弹簧的长度与弹簧受到的拉力之间的关系。记录的数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
钩码的拉力/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
弹簧的长度L/cm
2
3
4
5
6
7
8
弹簧伸长量ΔL/cm
0
1
2
3
4
5
6
(1)弹簧受力可伸长,说明力可以使物体发生 ,通过数据分析,可得出结论:在弹性限度范围内,弹簧的伸长量与外力成 。
(2)实验后小明又对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究,记录了弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L,根据多组测量数据做出的图线如图﹣1所示。当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时,弹簧A的伸长量为
cm。
(3)经查阅资料了解到弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F=kx。k是物质的弹性系数,它只由材料所决定,与其他因素无关,若分别用这两根弹簧制成弹簧测力计,则用弹簧 (选填“A”或“B”)制成的测量精度高;在弹性限度内,若将A、B两个弹簧并联,则所能测量力的最大值为 N。
25.(2024•深圳二模)小明和小红采用如图甲所示的实验装置探究物体的重力与质量的大小关系。
(1)实验中,小明以钩码作为被测物体(钩码的规格均为50g)。实验步骤如下:
A.将弹簧测力计在竖直方向上调零,使指针对准零刻度线;把两个钩码挂在弹簧测力计上,当钩码处于静止时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则两个钩码所受的重力为 N;
B.改变所挂钩码的个数,测出相应钩码的重力,并记录在表格中。请你根据实验数据,用描点法在乙图坐标纸上作出G﹣m图像;
C.小明根据G﹣m图像的特点得出了实验结论,结论为 成正比;
钩码数/个
1
2
3
4
5
质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
重力G/N
0.5
1.5
2.0
2.5
(2)小明还想将量程为0﹣10N的弹簧测力计改为密度秤。他的操作如下;
①先将质量为10g的塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处;
②在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在如图丙所示的位置;
③将塑料杯中的水倒尽,再在塑料杯中装待测液体,弹簧测力计的指针指在如图丁所示的位置;则杯中水的质量为 kg,密度为“0”的刻度应该标在弹簧测力计的 N的刻度处,待测液体的密度为
kg/m3,他设计的密度秤的量程为 kg/m3。
四、解答题(共2小题)
26.(2023•阿克苏模拟)阅读短文,回答问题:
背包式飞行器
深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,是全球首款商业化、实用化的个人立体飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上、下、左右及俯仰飞行,甲、乙两图分别是它的侧视图和俯视图。
下表一为它的部分技术参数。
表一:
飞行器类型
一级超轻型
飞行器主要材料
碳纤维
成员数量
单人飞行
飞行距离
30﹣50km
满油时飞行器质量
200kg
最大飞行速度
74km/h
最大起飞质量
320kg
定速巡航速度
56km/h
最大承载质量
120kg
飞行时间
30min
燃料体积
45L
升限
1000m
燃料及油品
汽油
弹射降落伞
超低高度弹射功能
该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待你的下一步操作;还使用与F1赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害。该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如下表二所示。
表二:
伞面面积S/m2
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物总重G/N
1.6
3.6
12.8
4.8
收尾速度v/m•s﹣1
2
3
4
2
收尾速度的平方v2/(m•s﹣1)2
4
9
16
4
(1)用碳纤维作为飞行器的主要材料,是因为它具有 小的物理属性。该飞行器空油时的质量为
kg。(ρ汽油=0.72×103kg/m3)
(2)该飞行器是利用 的原理工作的;它在太空中 (选填“可以”或“不可以”)飞行;如果不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升时的升力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)匀速下降时的升力。
(3)飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,可实现各种飞行,说明力的作用效果跟力的 和
有关。
(4)分析表二数据可知,降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为 ;在使用降落伞时,要使飞行器的收尾速度不超过4m/s,则降落伞的面积至少为 m2。
27.(2024•银川二模)嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成(如图甲所示),总质量达8200kg。探测器被发射到目标位置后,着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始,经15min降落至月球表面,此过程中,组合体搭载的照相机对月面进行了拍照。安全降落的着陆器和上升器组合体进行月球采样,然后将携带的国旗在月面展开后成功解锁分离。此后。着陆器留在月面,上升器携带月球样品从月球表面起飞,进入环月轨道后与轨道器和返回器的组合体进行对接,(如图乙所示)并将月球样品转移到返回器。随后,上升器再次分离,成为环月飞行的“卫星”轨道器将会再护送返回器一程。最终,独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层,然后借助大气层提供的升力“打水漂”后就起来,之后再重新进入大气层才安全返回地面。
(1)着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始下降至月球表面过程中的平均速度;
(2)上述材料中涉及到不少物理知识,请根据示例仿写一例;(要求对应知识点不得与“示例”重复)
示例:着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始下降至月球表面;物理知识:组合体下降过程中相对于月球是运动的;
(3)交会对接后,月壤样品容器被转移到返回器中,组合体Ⅱ与上升器成功分离。组合体Ⅱ环绕月球运动(如图丙所示),请你判断组合体Ⅱ在绕月运动过程中是否受到力的作用,并说明理由。
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第七章 力(易错模拟题汇编)
一、选择题(共14小题)
1.(2024•龙岩模拟)端午节是我国的传统节日,精彩的赛龙舟比赛在全国各地举行,如图,用桨在水中划龙舟时,使龙舟前进的力是( )
A.水对桨的推力 B.桨对水的推力
C.龙舟受到的浮力 D.龙舟受到的重力
解:运动员用桨向后划水,对水施加力的作用,由于物体间力的作用是相互的,水就会对船桨产生向前的反作用力使龙舟前进,因此使龙舟前进的力是水对桨的推力,故A正确。
答案:A。
2.(2024•锦州二模)“鸡蛋碰石头”每次碎的都是鸡蛋,从物理学角度分析,下列说法中正确的是( )
A.石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
B.鸡蛋对石头的力大于石头对鸡蛋的力
C.鸡蛋对石头没有作用力
D.鸡蛋对石头的力等于石头对鸡蛋的力
解:物体间力的作用是相互的,鸡蛋碰石头,石头对鸡蛋的力与鸡蛋对石头的力是一对相互作用力,二者大小相等,故ABC错误,D正确。
答案:D。
3.(2024•连云港三模)下列现象中不属于力产生作用效果的是( )
A.用力压弹簧,弹簧缩短了
B.足球在草地上越滚越慢
C.小车在转弯处匀速行驶
D.小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动
解:A、用力压弹簧,弹簧缩短了,属于力改变物体的形状,故A不符合题意;
B、足球在草地上越滚越慢,是摩擦力改变物体的运动状态,故B不符合题意;
C、小车在转弯处匀速行驶,但小车的运动方向发生了改变,属于力改变物体的运动状态,故C不符合题意;
D、小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动,冰块的运动状态不变,不属于力产生的效果,故D符合题意。
答案:D。
4.(2024•成都模拟)如图所示,人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船时,人和自己坐的小船却向后移动。对于该现象的描述,最能说明的是( )
A.力能改变物体的形状
B.物体间力的作用是相互的
C.小船一定是受力物体
D.力的作用效果与力的作用点无关
解:AB.人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船时,人和自己坐的小船却向后移动,说明物体间力可以改变物体的运动状态同时说明力的作用是相互的,故A错误,B正确;
C.当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,施力物体同时又是受力物体,故C错误;
D.人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船时,人和自己坐的小船却向后移动,不能说明力的作用效果与力的作用点有关,故D错误。
答案:B。
5.(2024•福州三模)2024年5月8日,嫦娥六号探测器成功实施近月制动,探测器将在月球表面上空要沿如图所示的直线匀速飞行,为着陆作准备。则在探测器着陆前探测器上的火箭应向哪个方向喷气( )
A.竖直向下喷气
B.沿直线向后喷气
C.与直线成一角度斜向上喷气
D.与直线成一角度斜向下喷气
解:宇宙飞船匀速运动,受力平衡,合力为零,已知受到的重力竖直向下,则受到的气体的反冲力竖直向上,因此,探测器上的火箭竖直向下喷气,故A正确,BCD错误。
答案:A。
6.(2024•成都模拟)中国姑娘郑钦文在2024年澳大利亚网球公开赛中获得亚军,实现了中国网球运动员在国际赛场的重大突破。如图是她用球拍击球的精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.球拍对球有作用力,球对球拍没有作用力
B.球拍对球的作用力使球拍发生了形变
C.球拍对球的作用力改变了球的运动状态
D.击打瞬间,球只是受力物体,不是施力物体
解:
A、球拍对球有作用力,力的作用是相互的,球对球拍也有作用力。故A错误;
BC、球拍对球的作用力使球发生了运动状态的改变,故B错误,C正确;
D、击打瞬间,球是受力物体,也是施力物体。故D错误。
答案:C。
7.(2024•西安模拟)把一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,以下说法中正确的是( )
A.木板被压弯是由于足球的重力造成的
B.足球发生形变是由于足球对木板的压力
C.足球受到支持力是因为木板发生了弹性形变
D.木板产生的弹力就是足球对木板的压力
解:A、木板被压弯是由于足球产生的弹力造成的,故A错误;
B、足球发生形变是由于足球受到了木板对足球的弹力作用,故B错误;
C、足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的,故C正确;
D、木板产生的弹力与足球对木板的压力方向不同,故D错误。
答案:C。
8.(2024•苏州模拟)如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则此时两个人的拉力F分别为( )
A.4N、0 B.0、4N C.4N、4N D.2N、2N
解:当弹簧受力平衡,保持静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小为4N;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,仍为4N,且弹簧两端所受人的拉力大小相等,即均为4N,故C正确,ABD错误。
答案:C。
9.(2024•汕头模拟)如图所示,在光滑的水平面上,一弹簧左端固定在墙壁上,右端与一金属小球连接,O点是弹簧为原长时小球的位置。现对小球施加一外力压缩弹簧使小球到达A点,然后释放小球,小球将在AB之间做往复运动。下列说法中正确的是( )
A.弹簧对小球的弹力的施力物体是小球
B.金属球在AB之间运动的过程中,小球的速度大小不变
C.金属球由O向A运动的过程中,弹簧对小球的弹力由O指向A
D.金属球由A向O运动的过程中,弹簧对小球的弹力由A指向O
解:A、弹簧对小球的弹力是弹簧形变引起的,故此弹力的施力物体是弹簧,故A错误;
B、金属球在AB之间运动的过程中,小球的速度大小和方向都发生变化,故B错误;
C、在金属球由O向A运动的过程中,弹簧被压缩产生弹力,故弹簧对小球的弹力由A指向O,故C错误;
D、金属球由A向O运动的过程中,弹簧对小球的弹力由A指向O,故D正确。
答案:D。
10.(2024•长沙二模)如图是跳台滑雪比赛中运动员空中滑翔时的场景。此时运动员所受重力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
解:从运动员的重心开始,沿竖直向下的方向画一条有向线段,并在线段末尾标上字母G,即为其所受重力示意图,由各选项图可知,AC图方向错误,B图作用点错误,D图正确。
答案:D。
11.(2024•兰州模拟)如图所示,把两个质量均为50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上。下列说法中错误的是( )
A.弹簧测力计可以测量不是水平或竖直方向的力
B.使弹簧测力计内弹簧伸长的力是钩码的重力
C.弹簧测力计的分度值为0.2N,两个钩码的总重力为1N
D.称钩码重力前,需把弹簧测力计在竖直方向调零,还要来回拉动挂钩几次
解:A、弹簧测力计可以测量竖直方向上的力,也可以测水平方向上的力,也可以测倾斜方向上的力,故A正确;
B、使弹簧测力计内的弹簧伸长的力是钩码对弹簧的拉力,不是钩码的重力,故B错误;
C、由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1N;当钩码静止时,钩码所受重力的大小等于弹簧测力计的示数,则钩码的重力G=F示=1N,故C正确;
D、测量物体重力前,由于重力是竖直向下的,所以应将弹簧测力计在竖直方向调零;测量前应用手来回轻轻拉动几下挂钩,检查指针与弹簧测力计的外壳是否有摩擦,故D正确。
答案:B。
12.(2024•武汉模拟)过春节时贴年画是我国的传统习俗。在竖直墙壁上贴长方形年画时,可利用重垂线来检查年画是否贴正。如图所示的年画的长边与重垂线不平行,为了把年画贴正,则下列操作方法中正确的是( )
A.换用质量大的重锤
B.调整年画,使年画的长边与重垂线平行
C.上下移动年画的位置
D.调整重垂线,使重垂线与年画的长边平行
解:根据重力方向竖直向下,如果画框的长边和重垂线是平行的,画框是竖直的,否则画框不竖直。所以为了把年画贴正,应调整年画,使年画的长边与重垂线平行。
答案:B。
13.(2024•乌鲁木齐模拟)中国载人空间站“天宫”中的宇航员处于完全“失重”状态,在此状态时进行体能锻炼,可采用的是( )
A.举哑铃 B.做俯卧撑
C.用单杠做引体向上 D.用弹簧拉力器健身
解:A、举哑铃在失重状态下不能进行体能锻炼,故A不符合题意;
B、做俯卧撑在失重状态下不能进行体能锻炼,故B不符合题意;
C、用单杠做引体向上在失重状态下不能进行体能锻炼,故C不符合题意;
D、用弹簧拉力器健身在失重状态下可以进行体能锻炼,故D符合题意。
答案:D。
14.(2024•泰州二模)如图所示,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动重新立起来。相对于水平桌面,“不倒翁”在摆动过程中( )
A.所受的重力大小不变,方向改变
B.所受的重力大小改变,方向不变
C.所受的支持力作用点改变,方向不变
D.所受的支持力作用点不变,方向不变
解:(1)地球表面的一切物体都要受重力作用,重力的方向始终是竖直向下的。“不倒翁”在摆动过程中,重力的大小和方向都不变。故A、B错误。
(2)不倒翁静止的时候,重力和支持力是一对平衡力,大小相等方向相反,作用在同一个物体上。在摆动的过程中,支持力的作用点随着重心的移动而改变,而大小不变。故D错误,C正确。
答案:C。
二、填空题(共8小题)
15.(2024•济宁二模)2024年3月20日,长征八号遥三运载火箭成功将“鹊桥二号”卫星送入预定轨道。如图所示是火箭发射升空时的情景,燃气向下喷出,根据物体间力的作用是 相互 的,使火箭获得上升的推力,该力的施力物体是 喷出的燃气 (选填“空气”或“喷出的燃气”)。
解:火箭发射时,高温高压的燃气从尾部喷出,火箭对气体产生一个向下的力,气体对火箭产生一个向上的力,火箭获得上升的推力,这是利用了力的作用是相互的;推动火箭向上加速运动的力的施力物体是喷出的气体。
答案:相互;喷出的燃气。
16.(2024•威海模拟)如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的 运动状态 (选填“运动状态”或“形状”)。此时橡皮受到 非平衡 力(选填“平衡”或“非平衡”)
解:用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,橡皮的运动方向不断发生变化,这说明力可以改变物体的运动状态;此时橡皮处于非平衡状态,受到非平衡力的作用。
答案:运动状态;非平衡。
17.(2024•菏泽二模)如图所示,用扳手拧螺母时,沿顺时针方向可将螺母拧紧,沿逆时针方向会让螺母变松,这说明力的作用效果与 力的方向 有关;当用力拧开螺丝时,在B点拧更容易些,这表明力的作用效果与 力的作用点 有关。
解:沿顺时针方向可使螺母拧紧,沿逆时针方向可使螺母拧松,这表明力的作用效果与力的方向有关;
当用力拧开螺丝时,在B点拧更容易些,说明力的作用点影响着力的作用效果。
答案:力的方向;力的作用点。
18.(2024•海口模拟)如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止,此时F1的大小为 4N ,弹簧测力计受到的合力为 0N 。
解:在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止,故F1与F2是一对平衡力,大小相等,都为4N。
弹簧测力计静止,是平衡状态,则受平衡力,受到的合力为0。
答案:4N;0N。
19.(2024•长沙模拟)地球附近的物体都要受到重力,小敏同学利用弹簧测力计测出物体的重力大小。
(1)使用弹簧测力计测重力前,应先将测力计在 竖直 方向调零;
(2)如图是他测出物体A的重力,为 3.6 N。
解:(1)测量物体重力前,由于重力是竖直向下的,所以应将弹簧测力计在竖直方向调零;
(2)由图可知,测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N,示数为3.6N,则物体A的重力为3.6N。
答案:(1)竖直;(2)3.6。
20.(2024•十堰模拟)“滴水穿石”这个成语用来比喻即使力量很小,但只要坚持不懈,最终能够完成非常艰难的事情。从物理学的角度分析,水滴能够滴下是因为水受到 重力 的作用;“石穿”则说明力改变了石头的 形状 。
解:地球附近的物体都受到重力作用,在重力作用下物体会下落,所以水滴能够滴下是因为水受到重力的作用。
“石穿”是说水能穿透石块,说明力改变了石头的形状。
答案:重力;形状。
21.(2024•哈尔滨四模)工人在砌墙时利用重垂线来检查墙壁是否竖直,这利用了重力的方向总是 竖直向下 。在拔河比赛时,运动员身体后倾这利用了 降低重心 (选填“降低重心”或“增大支撑面”)可以提高物体稳定程度。
解:重力的方向总是竖直向下的。因此可以来检查所砌的墙壁是否竖直。
在拔河比赛时,运动员身体后倾、两腿弯曲时,身体的重心降低,能提高稳定程度。
答案:竖直向下;降低重心。
22.(2024•扬州模拟)如图,判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是 地球 ,实验时,缓慢改变斜面倾角,观察悬线OA的方向 不变 (改变/不变)。若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,还应进行的操作的是 剪断悬线OA,观察小球的下落情况 。
解:(1)地球表面及附近的一切物体都受到地球引力的作用,这个力叫重力,所以重力的施力物体是地球;
(2)重力的方向始终是竖直向下的,小球A由于受到竖直向下的重力,对绳子施加了一个竖直向下的拉力,使绳子处于竖直方向,改变木板的倾角α,
可观察到悬线OA的方向保持不变;
(3)若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,可以剪断悬线OA,观察小球的下落情况。
答案:地球;不变;剪断悬线OA,观察小球的下落情况。
三、实验探究题(共3小题)
23.(2024•贵阳模拟)科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。项目任务是自制测力计并用于测量力的大小。提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。
在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标。
评价指标
评价等级
优秀
良好
待改进
调零方式
多种方式调零
只能移动指针调零
不能调零
精确度
达到0.1牛
达到0.2牛
大于0.2牛
(1)分析图乙中弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系,请判断选择材料时,弹簧和橡皮筋哪种材料更合适并说明理由: 弹簧,一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比关系,便于标注均匀刻度 ;
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为 0.2 N;
(3)自制测力计“调零方式”指标为良好。用该测力计测量水平拉力,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,调整指针到 0 刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,小组同学选取图乙中a弹簧取代b弹簧制作测力计。请说明他们选择的理由: 由图乙知道,在同为2N的拉力下,a弹簧的伸长量最大,变化最明显,精确度最高 。重新制作的测力计确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为20等份,小组同学用制好的弹簧测力计测两个鸡蛋的重力,指针指在“0”开始的第11条刻度线,则两个鸡蛋的重力为 1 N。
解:
(1)由图乙知道,一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比关系,便于标注均匀刻度,所以,弹簧更合适。
(2)由题意知道,图乙中b弹簧制作测力计,在“0”和“2牛”之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为。
(3)用测力计测量水平拉力时,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,指针调整到零刻度位置,方可进行测量。
(4)实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,说明弹簧的精确度不够,为使“精确度”指标表现更优秀,需选受力时伸长更明显的弹簧,由图乙知道,同样受力时,a弹簧的伸长量更大,所以应先a弹簧取代b弹簧制作测力计。
根据题意知道,第11条刻度线对于的示数F=(11﹣1)×0.1N=1N,
所以,两个鸡蛋的重力为1N。
答案:(1)弹簧,一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比关系,便于标注均匀刻度;(2)0.2;(3)0;(4)由图乙知道,在同为2 N的拉力下,a弹簧的伸长量最大,变化最明显,精确度最高;1。
24.(2024•西安模拟)为了制作弹簧测力计,小明对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,实验装置如图甲所示,得到了弹簧的长度与弹簧受到的拉力之间的关系。记录的数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
钩码的拉力/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
弹簧的长度L/cm
2
3
4
5
6
7
8
弹簧伸长量ΔL/cm
0
1
2
3
4
5
6
(1)弹簧受力可伸长,说明力可以使物体发生 形变 ,通过数据分析,可得出结论:在弹性限度范围内,弹簧的伸长量与外力成 正比 。
(2)实验后小明又对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究,记录了弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L,根据多组测量数据做出的图线如图﹣1所示。当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时,弹簧A的伸长量为 10 cm。
(3)经查阅资料了解到弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F=kx。k是物质的弹性系数,它只由材料所决定,与其他因素无关,若分别用这两根弹簧制成弹簧测力计,则用弹簧 A (选填“A”或“B”)制成的测量精度高;在弹性限度内,若将A、B两个弹簧并联,则所能测量力的最大值为 22.5 N。
解:(1)弹簧受力可伸长,形状发生了改变,说明力可以使物体发生形变;根据表格中的数据可知:在弹簧弹性限度范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比;
(2)由图可知,当A弹簧受到的拉力为0时,弹簧的长度L为5cm,故A弹簧的原长为5cm,弹簧A伸长量为15cm﹣5cm=10cm;
(3)测力计是根据在测量范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0﹣10N,B的量程为0﹣15N,则用弹簧B测力计量程大;
由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用弹簧A制成的测力计伸长15cm﹣5cm=10cm,而用弹簧B制成的测力计伸长10cm﹣5cm=5cm,所以用弹簧A制成的测力计测量的精确程度高;
将本实验中A、B两根弹簧并联起来代替弹簧测力计使用时,两根弹簧伸长的长度相等,由图乙知,在拉力作用下B先达到最大伸长量20cm﹣5cm=15cm,A的伸长量也为20﹣5cm=15cm;B上的拉力为15N,所以弹簧A上的力为15N=7.5N;
根据力的合成可得受到的最大拉力为15N+7.5N=22.5N。
答案:(1)形变;正比;(2)10;(3)A;22.5。
25.(2024•深圳二模)小明和小红采用如图甲所示的实验装置探究物体的重力与质量的大小关系。
(1)实验中,小明以钩码作为被测物体(钩码的规格均为50g)。实验步骤如下:
A.将弹簧测力计在竖直方向上调零,使指针对准零刻度线;把两个钩码挂在弹簧测力计上,当钩码处于静止时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则两个钩码所受的重力为 1 N;
B.改变所挂钩码的个数,测出相应钩码的重力,并记录在表格中。请你根据实验数据,用描点法在乙图坐标纸上作出G﹣m图像;
C.小明根据G﹣m图像的特点得出了实验结论,结论为 物体所受重力与质量 成正比;
钩码数/个
1
2
3
4
5
质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
重力G/N
0.5
1.5
2.0
2.5
(2)小明还想将量程为0﹣10N的弹簧测力计改为密度秤。他的操作如下;
①先将质量为10g的塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处;
②在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在如图丙所示的位置;
③将塑料杯中的水倒尽,再在塑料杯中装待测液体,弹簧测力计的指针指在如图丁所示的位置;则杯中水的质量为 0.5 kg,密度为“0”的刻度应该标在弹簧测力计的 0 N的刻度处,待测液体的密度为 0.8×103 kg/m3,他设计的密度秤的量程为 0~2×103 kg/m3。
解:(1)钩码处于静止状态,说明受力平衡,拉力等于重力,由图可知,弹簧测力计的示数为1N,则两个钩码所受重力之和为1N。
将各点描在坐标系中,再用光滑的曲线将各点连接起来,如图所示:
由图像可知,G﹣m图像是一条过原点的直线说明物体所受重力与质量成正比。
(2)图丙中测力计的示数为5N,则水的重力为5N,水的质量:
m水0.5kg,
由“先将质量为10g的塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处”可知,密度为“0”的刻度应该标在弹簧测力计的0N刻度处。
图丁中液体重力为4N,液体的体积等于水的体积,故液体的体积为:V液=V水5×10−4m3,
液体的密度:ρ液0.8×103kg/m3,
测量时液体的体积都为5×10−4m3,测力计的最大测量值为10N,即液体重力最大值为10N,则液体质量的最大值为:
mmax1kg,
液体的密度:ρmax2×103kg/m3,
当F为0时,即没有倒入液体时,则密度为0,所以测量范围是0~2×103kg/m3。
答案:(1)1;见解答;物体所受重力和质量;(2)0.5;0;0.8×103;0~2×103。
四、解答题(共2小题)
26.(2023•阿克苏模拟)阅读短文,回答问题:
背包式飞行器
深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,是全球首款商业化、实用化的个人立体飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上、下、左右及俯仰飞行,甲、乙两图分别是它的侧视图和俯视图。
下表一为它的部分技术参数。
表一:
飞行器类型
一级超轻型
飞行器主要材料
碳纤维
成员数量
单人飞行
飞行距离
30﹣50km
满油时飞行器质量
200kg
最大飞行速度
74km/h
最大起飞质量
320kg
定速巡航速度
56km/h
最大承载质量
120kg
飞行时间
30min
燃料体积
45L
升限
1000m
燃料及油品
汽油
弹射降落伞
超低高度弹射功能
该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待你的下一步操作;还使用与F1赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害。该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如下表二所示。
表二:
伞面面积S/m2
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物总重G/N
1.6
3.6
12.8
4.8
收尾速度v/m•s﹣1
2
3
4
2
收尾速度的平方v2/(m•s﹣1)2
4
9
16
4
(1)用碳纤维作为飞行器的主要材料,是因为它具有 密度 小的物理属性。该飞行器空油时的质量为 167.6 kg。(ρ汽油=0.72×103kg/m3)
(2)该飞行器是利用 力的作用是相互的 的原理工作的;它在太空中 不可以 (选填“可以”或“不可以”)飞行;如果不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升时的升力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)匀速下降时的升力。
(3)飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,可实现各种飞行,说明力的作用效果跟力的 方向 和 大小 有关。
(4)分析表二数据可知,降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为 f=2SV2 ;在使用降落伞时,要使飞行器的收尾速度不超过4m/s,则降落伞的面积至少为 100 m2。
解:(1)碳纤维密度小,同体积较轻,所以用碳纤维作为飞行器的主要材料,装满油后油质量为
m汽油=ρ汽油V汽油=0.72×103kg/m3×45×10﹣3m3=32.4kg,
该飞行器空油时的质量为m′=200kg﹣32.4kg=167.6kg;
(2)飞行器对空气有向下的力,根据力的作用是相互的,空气对飞行器有向.上的力,所以可以飞行。
太空中没有空气,不能飞行。
不计空气对飞行器的阻力,匀速时升力始终等于重力,所以飞行器匀速.上升时的升力等于匀速下降时的升力。
(3)改变螺旋桨的方向改变了力的方向,改变螺旋桨的转速改变了力的大小,所以力的作用效果跟力的大小、方向有关。
(4)匀速时阻力等于重力,所以由表中数据可得,降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为f=2Sv2,要使飞行器的收尾速度不超过4m/s,按最大起飞质量320kg计算,最大重力为G大=m大g=320kg×10N/kg=3200N=f,
面积为S100m2。
答案:(1)密度;167.6;(2)力的作用是相互的;不可以;等于;(3)方向;大小;(4)f=2SV2;100。
27.(2024•银川二模)嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成(如图甲所示),总质量达8200kg。探测器被发射到目标位置后,着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始,经15min降落至月球表面,此过程中,组合体搭载的照相机对月面进行了拍照。安全降落的着陆器和上升器组合体进行月球采样,然后将携带的国旗在月面展开后成功解锁分离。此后。着陆器留在月面,上升器携带月球样品从月球表面起飞,进入环月轨道后与轨道器和返回器的组合体进行对接,(如图乙所示)并将月球样品转移到返回器。随后,上升器再次分离,成为环月飞行的“卫星”轨道器将会再护送返回器一程。最终,独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层,然后借助大气层提供的升力“打水漂”后就起来,之后再重新进入大气层才安全返回地面。
(1)着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始下降至月球表面过程中的平均速度;
(2)上述材料中涉及到不少物理知识,请根据示例仿写一例;(要求对应知识点不得与“示例”重复)
示例:着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始下降至月球表面;物理知识:组合体下降过程中相对于月球是运动的;
(3)交会对接后,月壤样品容器被转移到返回器中,组合体Ⅱ与上升器成功分离。组合体Ⅱ环绕月球运动(如图丙所示),请你判断组合体Ⅱ在绕月运动过程中是否受到力的作用,并说明理由。
解:(1)组合体从距月面15km处开始下降至月球表面过程中的平均速度:
;
(2)借助大气层提供的升力“打水漂”,运动状态发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态;
(3)组合体Ⅱ在绕月运动过程中方向在不断改变,力是改变物体运动状态的原因,因此组合体Ⅱ必然受力的作用。
答案:(1)60km/h;(2)借助大气层提供的升力“打水漂”,运动状态发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态;
(3)组合体Ⅱ在绕月运动过程中方向在不断改变,力是改变物体运动状态的原因,因此组合体Ⅱ必然受力的作用。
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