内容正文:
主题二 运动和力
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题
1.下列估测符合实际的是( )
A.课桌的高度约为8dm B.洗澡水的正常温度约为70℃
C.初中生正常的步行速度约为5m/s D.一本苏科版八上物理书重约0.2N
【答案】A
【详解】A.一般来说,中学生的身高在160cm左右,课桌的高度大约是中学生身高的一半,即80cm=8dm,故A符合题意;
B.人体正常体温在37℃左右,洗澡水的温度略高于体温,一般在40℃左右比较舒适。故B不符合题意;
C.一般来说,初中生正常步行的速度在1.1m/s左右,故C不符合题意;
D.一本苏科版八上物理书的质量大约在200g左右,即0.2kg。这本书的重力大约为
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
故D不符合题意。
故选A。
2.以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )
A.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动
C.牛从桥上过,桥流水不流
D.游云西行,而谓月之东驰
【答案】B
【详解】A.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走,说明以竹排为参照物,两岸的山是运动的,未体现运动的相对性,故A不符合题意;
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动,说明以自己为参照物,山是运动的,以河岸为参照物,山是静止的,体现了运动的相对性,故B符合题意;
C.牛从桥上过,桥流水不流,说明以牛为参照物,桥是运动的,河水是静止的,未体现运动的相对性,故C不符合题意;
D.游云西行,而谓月之东驰,说明以向西运动的云为参照物,月亮向东运动,未体现运动的相对性,故D不符合题意。
故选B。
3.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
【答案】D
【详解】A.用力压弹簧,弹簧缩短了,是力改变了物体的形状,属于力产生的效果,故A不符合题意;
B.足球在草地上越滚越慢,是摩擦力改变了物体的运动状态,属于力产生的效果,故B不符合题意;
C.小车在转弯处匀速行驶,小车运动的方向改变了,是力改变了物体的方向,属于力产生的效果,故C不符合题意;
D.小冰块在光滑的水平面上匀速滑动,是由于小冰块具有惯性,不属于力产生的效果,故D符合题意。
故选D。
4.下列各项措施是通过增大压力来增大摩擦的是( )
A.在汽车的轮胎上装上防滑链 B.在结冰的路面上铺草垫子
C.自行车急刹车时要用力捏闸 D.行走时穿上鞋底花纹深的鞋
【答案】C
【详解】A.在汽车的轮胎上装上防滑链,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不符合题意;
B.在结冰的路面上铺草垫子,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.自行车急刹车时要用力捏闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故C符合题意;
D.行走时穿上鞋底花纹深的鞋,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示,张老师站在公交车上,随平直路面上行驶的公交车一起运动(不考虑空气阻力)。下列分析正确的是( )
A.张老师对公交车的压力和张老师的重力是一对相互作用力
B.张老师对公交车的压力与公交车对张老师的支持力是一对平衡力
C.当公交车紧急刹车停止时,张老师会受到惯性的作用向前倾
D.当公交车加速时,张老师会受到摩擦力
【答案】D
【详解】A.张老师对公交车的压力方向向下,重力方向竖直向下,方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;
B.张老师对公交车的压力作用在公交车上,公交车对张老师的支持力作用在张老师身上,作用在不同物体上,大小相同,方向相反,是一对相互作用力,故B错误;
C.惯性是物质的一种属性,不能说“受到”惯性的作用,故C错误;
D.当公交车加速时,张老师与公交车有相对运动或相对运动趋势,张老师会受到向前的摩擦力,故D正确。
故选D。
6.数形结合是物理学习中经常使用到的一种方法,它可以直观地反映各物理量之间的关系。下列四幅图像不能正确反映物理现象和规律的是( )
A.图甲:电流通过导体产生的热量与电流的关系
B.图乙:物体所受的重力与其质量的关系
C.图丙:压力一定时,压强与受力面积的关系
D.图丁:匀速直线运动的物体速度与时间的关系
【答案】A
【详解】A.由焦耳定律的公式
得,当电流增大时,产生的热量与电流关系的图象不是直线,故A错误,A符合题意;
B.由
物体所受的重力与其质量成正比,故B正确,B不符合题意;
C.由
可知,压力一定时,压强与受力面积成反比,故C正确,C不符合题意;
D.匀速直线运动的物体,速度保持不变,故D正确,D不符合题意。
故选A。
7.如图所示,甲是“探究阻力对物体运动的影响”实验,乙是“探究物体动能大小与质量的关系”实验,下列说法中正确的是( )
A.两个实验中都要控制小车各自释放高度相同
B.两个实验中小车到达水平面能继续向前运动是因为受惯性的作用
C.甲实验可以直接得出牛顿第一定律
D.乙实验得出的结论是:高度一定时,质量越大,物体的动能越大
【答案】A
【详解】A.实验中,都应该保持他们释放的高度相同,确保物体到达水平面的速度相同,故A正确;
B.两个实验中小车到达水平面能继续向前运动是因为小车具有惯性,惯性是物体本身的一种属性,不能说物体受到惯性,故B错误;
C.甲实验不可以直接得出牛顿第一定律,牛顿第一定律是通过实验推理而得出的结论,故C错误;
D.乙实验中,小车到达水平面的速度相同,质量越大,物体的动能越大,故D错误。
故选A。
8.如图所示,托架上有两个磁环,同名磁极相对,上面的磁环悬浮着,托架静止挂在弹簧测力计的秤钩上,若托架重1N,每个磁环重2N,则弹簧测力计的示数为( )
A.1N B.3N C.4N D.5N
【答案】D
【详解】上面的磁环悬浮着,同名磁极相互排斥,此磁环受到重力和排斥力是平衡力,大小相等,排斥力大小为
F斥=G环=2N
下面磁环受到向下的排斥力和上面磁环受到向上的排斥力是相互作用力,大小相等,托架受到的压力
F压=F斥+G环=2N+2N=4N
弹簧测力计的示数为
F=G架+F压=1N+4N=5N
故选D。
9.如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时,若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )
A.保持静止 B.沿水平方向做匀速直线运动
C.竖直向上做匀速直线运动 D.竖直向下做匀速直线运动
【答案】B
【详解】如图所示,当皮球运动到最高点A时,还会向前运动,说明此时具有水平的速度,当此时它所受外力突然全部消失,小球将由于惯性,继续向前做匀速直线运动,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.两个质量分别为mA、mB的小球,用轻质细线拴挂住而静止,如图所示,两根细线上拉力大小分别为F1、F2则下列说法正确的是( )
A.F1=(mA+mB)g, F2=mBg B.F1>(mA+mB)g, F2=mBg
C.F1=mAg,F2=mBg D.F1=mAg,F2>mBg
【答案】A
【详解】对B小球,根据力的平衡条件可知,则有
F2=mBg
对AB整体,根据力的平衡条件可知,则有
F1=(mA+mB)g
故A正确,BCD错误。
故选A。
11.如图甲所示,一磁性板擦静止吸附在黑板上,后对其施加方向始终向上的拉力F,板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力 f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.板擦的重力为1.5N B.整个过程中拉力F一直增大
C.板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5N D.整个过程中拉力F做的功为0.75J
【答案】D
【详解】A.由乙图可知:当t=0s时,F=0N,f=1N,板擦受到重力和摩擦力是一对平衡力,板擦的重力为1N,故A错误;
BC.由丙图可知:4~6s板擦做匀速直线运动,受到向下的摩擦力、重力及向上的拉力作用,处于平衡状态,受平衡力作用,拉力大小不变,则
F=G+f=1N+1.5N=2.5N
故BC错误;
D.由丙图可知:0~4s板擦静止,不做功,4~6s板擦做匀速直线运动,运动的距离为0.3m,拉力所做的功为
W=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
故D正确。
故选D。
12.如图,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,不计空气阻力,则小球( )
A.从A点向上运动O点的过程中,速度先增大后减小
B.从A点向上运动O点的过程中,速度一直增大
C.运动至最高点时,速度为0m/s,所以受平衡力作用
D.被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力
【答案】A
【详解】AB.从A点向上运动到O点的过程中,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧弹力。在初始阶段,由于弹簧被压缩,其弹力大于小球的重力,因此小球受到的合力方向向上,小球将加速上升。然而,随着弹簧的逐渐恢复原状,其弹力逐渐减小。当弹力减小到等于小球重力时,小球受到的合力为零,此时小球的速度达到最大。之后,弹力继续减小,小于小球的重力,小球受到的合力方向变为向下,小球将减速上升。因此,从A点到O点的过程中,小球的速度是先增大后减小的,故A符合题意,B不符合题意;
C.运动至最高点时,虽然小球的速度为0m/s,但此时小球只受到重力的作用,没有受到平衡力的作用(因为平衡力需要至少两个力且大小相等、方向相反、作用在同一直线上),故C不符合题意;
D.被释放瞬间,小球受到的重力是恒定的。而弹簧由于被压缩,其弹力是向上的且大于小球的重力(因为小球是从静止开始被释放的,说明在释放瞬间合力必须向上才能使小球开始运动)。所以,被释放瞬间,小球所受的重力是小于弹簧弹力的,故D不符合题意。
故选A。
二、填空题
13.图1中,木块的长度为 cm;图2 中,电流表示数为 A;图3中,弹簧测力计示数为 N。
【答案】 3.00 2.1 3.8
【解析】【小题1】[1]图1中,刻度尺的分度值为1mm,即每小格代表1mm。并且要估读到分度值的下一位。木块的左端与0刻度线对齐,右端在3.00cm的位置,木块的长度为3.00cm。
[2]图2中,电流表所选量程为0∼3A,分度值为0.1A,即每小格代表0.1A。观察指针位置,指针指在2.1A的刻度线上。所以,电流表的示数为2.1A。
[3]图3中,弹簧测力计的分度值为0.2N,即每小格代表0.2N。观察指针位置,指针指在3N下四格处,因此,弹簧测力计的示数为3.8N。
14.如图所示,在某科技馆内陈列着一个模拟“风洞实验室”,一架重15N的模型飞机固定在台秤的秤盘上。当迎面吹向模型飞机的风速v达到20m/s时,台秤的读数为8N,则模型飞机获得的升力为 N,方向 。相对于迎面吹来的风,模型飞机是 (运动/静止)的。
【答案】 7 竖直向上 运动
【详解】[1][2]静止在台秤上的飞机受到重力、升力和支持力的作用,物体间力的作用是相互的,台秤的示数是8N,台秤给飞机的支持力是8N。飞机受到向下的力有重力15N,飞机受到向上的力有:支持力8N及升力。飞机静止在台秤上,受到平衡力的作用,竖直向上的升力与支持力的和等于重力,所以,升力的大小是
F升=G-F支=15N﹣8N=7N
[3]风迎面吹向模型飞机时,飞机模型的位置相对于流动的空气发生了变化,因此模型飞机是运动的。
15.请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1) ;
(2) ;
(3) ;
【答案】 不变 改变 直线运动
【详解】(1)[1]分析结构图可知,力是改变物体运动状态的原因,物体不受力时运动状态不变,受力平衡时,力的作用效果相互平衡,物体处于平衡状态,运动状态也不改变,所以,(1)处填入“不变”。
(2)[2]物体受力不平衡时,处于非平衡状态,它的运动状态会发生改变,或速度大小改变,或运动方向改变,或两者同时改变,所以,(2)处填入“改变”。
(3)[3]匀速直线运动是速度不变的直线运动,变速直线运动是速度变化的直线运动,它们都属于直线运动,所以,(3)处填入“直线运动”。
16.冬奥会冰壶比赛中,如图所示,在AB过程中,投手用水平方向的力推冰壶,使冰壶在粗糙程度相同的冰面上做匀速直线运动,人对冰壶的推力 冰面对冰壶的摩擦力;撤去推力,在BC过程中所受摩擦力 ;在CD过程中,队友刷冰是通过 方式增加冰面内能,才使之熔化,从而 摩擦。
【答案】 等于 不变 做功 减小
【详解】[1] 冰壶在做匀速直线运动,所以处于平衡状态,要受到平衡力的作用,所以水平方向上人对冰壶的推力等于冰面对冰壶的摩擦力。
[2]滑动摩擦力大小只与压力小和接触面粗糙程度有关,撤去推力后,压力小和接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小也不变。
[3] [4]不断的刷冰通过做功的方式使冰面的温度升高,内能增大,让冰熔化成水,使冰面变得光滑,从而减小滑动摩擦力,让冰壶运动的更远。
17.甲、乙、丙三辆小车同时、同地从东向西运动。如图所示,10s后甲、乙两车相距 m;丙小车的运动速度为 km/h;以丙为参照物, 是静止的。
【答案】 30 14.4 甲
【详解】[1]由图可知,甲车速度为
乙车速度为
10s后甲、乙两车相距的距离为
[2]由图可知,丙小车的运动速度为
[3]甲、丙同向运动,且速度相同,以丙为参照物,甲是静止的。
18.在2022年北京冬奥会上,我国运动员在短道速滑项目中取得了优异成绩。如图1,某运动员在一次比赛中正在水平方向沿直线加速追赶对手。此过程中,他受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,他的惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”),重力 (填“做功”、“不做功”),运动员受到的支持力是由于 (选填“冰面”或“运动员的脚”)发生弹性形变产生的。如图2,运动员射箭时,绷直的弦被手拉弯,说明力使物体发生了 ;放手后,射出的利箭最终会落地,这是因为利箭受到 的作用。如图3为一种“水上飞行器”精彩表演,通过操纵水柱喷射方向,人可以实现悬停、翻滚、飞行等各种复杂的动作,说明力力的作用效果与力的 有关。
【答案】 非平衡力 不变 不做功 冰面 形变 重力 方向
【详解】[1]运动员在水平方向沿直线加速追赶对手的过程中,他运动的速度变大,所以运动状态改变,受非平衡力的作用。
[2] 惯性是物体固有的属性,惯性的大小只与物体的质量有关,运动员加速过程中,质量不变,所以惯性大小不变。
[3]重力的方向是竖直向下,与运动员在竖直方向上没有移动距离,所以重力不做功。
[4]运动员受到的支持力是由于冰面发生弹性形变产生的。
[5] 力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态。绷直的弦被手拉弯,说明力使物体发生了形变。
[6]重力的方向总是竖直向下的,射出的利箭最终会落地,是因为利箭受到重力的作用。
[7]水上飞行器通过操纵水柱喷射方向实现各种动作,说明力的作用效果与力的方向有关。
19.如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。
【答案】 0 15 1.5
【详解】[1]a、b一起向右做匀速直线运动,所以a、b没有相对运动的趋势,a、b间没有摩擦力,则木块a受到的摩擦力大小为0。
[2]甲图,a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体做匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是15N,所以整体受到地面的滑动摩擦力是15N;从甲图到乙图,改变a和b的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,a和b整体受到的滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N;整体仍然做匀速直线运动,故乙图中推力F2大小是15N。
[3]a、b在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,由于b对地面的压力为a、b的总压力的一半,接触面粗糙程度不变,则a对b的推力等于F2的一半,为7.5N,则a对b的推力的功率
三、作图题
20.如图是著名的文物“马踏飞燕”,当文物静止在水平面上时,请画出马所受到的重力的示意图。
【答案】
【详解】重力的方向是竖直向下的,从马的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示;如图:
21.如图,小球静止,以球心为各力作用点,作出小球所受弹力的示意图。
【答案】
【详解】图中小球受到竖直向下的重力、沿绳斜上方的拉力,墙面对小球垂直墙面向左的支持力,三个力中属于弹力的有绳的拉力和墙面的支持力,作用点在物体的重心上,如图所示:
22.如图甲所示是某景区奇观,图乙是其简化图。请在图乙画出上方巨石所受力的示意图。
【答案】
【详解】上方巨石处于静止状态,受到的竖直向下的重力及下方石块对其的支持力为一对平衡力,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用点在其重心O上,如图所示:
四、计算题
23.如图所示为某盘山公路,汽车沿着公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面,省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m,山高900m,一辆5t的小型货车以恒定功率165kW,匀速沿盘山公路从山底开上山顶,用时10min。在货车从山底到山顶过程中,所受阻力大小不变(g取10N/kg)。求:
(1)货车爬山的平均速度;
(2)货车克服重力做的功;
(3)货车所受阻力大小。
【答案】(1)10m/s
(2)4.5×107J
(3)9000N
【详解】(1)货车爬山的平均速度为
(2)货车的重力
货车克服重力做的功
(3)由可得发动机对货车做的功
W总=Pt=165×103W×10×60s=9.9×107J
克服阻力做的功
由Wf=fs可知,货车所受阻力
24.在平直公路上匀速直线行驶的汽车质量为1500kg,汽车在行驶过程中受到的阻力为汽车重力的0.06倍,汽车轮胎与地面的总接触面积为0.12m2。(g=10N/kg)求:
(1)汽车受到的重力是多大。
(2)汽车静止时对水平地面的压强。
(3)汽车在平直公路上匀速直线行驶时发动机对汽车产生的牵引力。
【答案】(1)15000N
(2)1.25×105Pa
(3)900N
【详解】(1)由G=mg可得,汽车受到的重力为
G=mg=1500kg×10N/kg=15000N
(2)汽车静止时对水平地面的压力为
F=G=15000N
汽车静止时对水平地面的压强为
(3)根据二力平衡知识可得,汽车在平直公路上匀速直线行驶时,发动机对汽车产生的牵引力等于阻力,即
F=f=0.06G=0.06×15000N=900N
五、实验题
25.利用手边材质均匀的刻度尺和长方体橡皮可以做小实验:
(1)甲图中,橡皮的长度为 cm;
(2)乙图中,用力越大,刻度尺形变越大,说明力的作用效果与力的 有关,松手后橡皮被弹起,说明弯曲的刻度尺有 能;
(3)继续用甲图中的器材进行实验,如丙图,刻度尺的中间位置紧贴桌子边缘,将橡皮放在刻度尺上,其左端与刻度尺左边缘齐平。若橡皮的质量为m1,长为l1,刻度尺的质量为m2,长度为l2,当水平向右缓慢推动刻度尺的距离超过 (用m1、m2、l1、l2表示)时,刻度尺会翻倒。
【答案】(1)4.00
(2) 大小 弹性势
(3)
【详解】(1)如图甲所示,刻度尺的分度值为0.1cm,橡皮左端为3.90cm,右端为7.90cm,故橡皮的长度为
7.90cm-3.90cm=4.00cm
(2)[1]力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关,用力越大,刻度尺形变越大,说明力的作用效果与力的大小有关。
[2]物体发生弹性形变具有的能为弹性势能,弯曲的刻度尺松手后橡皮被弹起,可以对橡皮做功,说明弯曲的刻度尺有弹性势能。
(3)当刻度尺刚刚没有翻倒时,则以桌子边缘为支点,由于橡皮和刻度尺的重心在物体的几何中心上,则水平向右缓缓推动刻度尺的距离为刻度尺重力的力臂L2,橡皮重力的力臂为
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得
解得应至少水平向右缓慢推动刻度尺的距离为
26.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:
(1)如图甲所示,小明将装有部分文具的文具盒置于水平桌面上,用弹簧测力计水平向右匀速拉动文具盒,这是利用 的原理测出滑动摩擦力的大小;
(2)在实验过程中,小明发现弹簧测力计读数不稳定,于是固定弹簧测力计,通过拉动长木板进行实验,如图乙所示。此时文具盒的所受摩擦力方向 ,拉动木板 (选填“需要”或“不需要”)匀速直线运动;
(3)接着,小明又将橡皮、改正液等物品放入文具盒,重复上述实验,若小明用4N的力拉出木板时,弹簧测力计的示数为1.6N,则此时文具盒与木板之间的摩擦力为 N。
【答案】(1)二力平衡
(2) 水平向右 不需要
(3)1.6
【详解】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,由二力平衡的条件,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(2)[1]如图乙所示,此时文具盒水平方向上静止,所受摩擦力方向水平向右。
[2]文具盒与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作。
(3)若小明仍用4N的力拉出木板时,文具盒相对于地面的位置不变,处于静止状态,受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力,它们是一对平衡力,大小相等,所以当弹簧测力计的示数为1.6N时文具盒与木板之间的摩擦力也为1.6N。
27.在“探究二力平衡的条件”的活动中,小王按图甲完成实验。
(1)实验装置如图甲所示,实验目的是探究卡片平衡时在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。将图甲中的小卡片旋转一定角度,松手后观察 (选填“释放瞬间”或“卡片还原后”)卡片能否平衡。这样做是为了说明二力平衡时两个力应作用在 上;
(2)若不计摩擦,图甲中卡片平衡时,小王用手向上托一下左侧钩码(卡片和钩码始终未接触滑轮),当手离开钩码后,卡片将 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动。
(3)如图乙所示,小张在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,你认为小张的装置 (选填“能”或“不能”)通过实验得到正确的结论。
【答案】(1) 释放瞬间 同一直线
(2)匀速
(3)能
【详解】(1)[1]将图甲中的小卡片旋转一定角度,松手后释放瞬间,两个力不在同一直线上,观察卡片能否平衡。
[2]图甲中因为小卡片旋转一定角度后不在同一直线上,所以观察释放瞬间是否平衡,会观察到不平衡,所以说明二力平衡应在同一直线上。
(2)当手离开钩码后,卡片受力平衡,卡片将做匀速直线运动。
(3)左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,二者在同一直线上,则拉力也在同一直线上,所以不用安装在同一高度,也可以得到正确的实验结论。
28.小明做研究蜡块运动的实验,实验装置如图1所示:
表一
从0点开始的路程s/cm
0
20
40
60
80
从0点开始计时的时间t/s
0
5.1
10.1
15.3
20.4
a.在长玻璃管中注满水,在水中放置一圆柱形蜡块,橡皮塞塞住管口。
b.将玻璃管翻转后竖直放置,记录蜡块的运动情况,记录的数据如表1所示:
表二
区间s'/cm
0~20
20-40
40~60
60~80
通过各区间的时间r/s
5.1
a
5.2
5.1
通过各区间的速度v/ (cm/s)
3.9
b
3.8
3.9
(1)将表2中数据填写完整,a处为 s,b处为 cm/s;
(2)根据蜡块通过各区间的速度,可将蜡块的运动近似看作 运动;
(3)蜡块从最低点运动到0点的平均速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)经过0点的速度。
(4)小华也进行了实验,根据自己正确测定的数据在图2中作出蜡块运动的s-t 图像,请指出小华作图中两处不合理之处。
① ;② 。
【答案】(1) 5.0 4.0
(2)匀速直线
(3)小于
(4) 用折线连接各个数据点 横坐标取值不合理
【详解】(1)[1][2]由表1可知,路程由20cm到40cm,所用时间为
t=10.1s-5.1s=5s
则平均速度为
(2)由蜡块通过各区间的速度可知,速度几乎不变,因此可将蜡块的运动近似看作匀速直线运动。
(3)由于0点的速度为0,因此蜡块从最低点运动到0点有一段做加速运动,因此平均速度小于经过0点的速度。
(4)[1][2]由图2可知,在做路程-时间图像时,时间的取值分布不合理,然后应用用折线连接各个数据点,从而作出图像。
六、综合题
29.阅读短文,回答文后问题:
高仿真涡喷航模飞机
高仿真涡喷(指发动机类型)航模飞机(图甲)的表演极具观赏性。这种航模飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。已知航模飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力与滑行距离s的关系如图乙所示。发动机产生的推力为300N,滑行中获得的升力为,式中比例系数,v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg,根据图像解答下列问题:
(1)航模飞机的质量为 kg;起飞过程中发动机做的功为 J;
(2)航模飞机起飞离地时获得的升力为 N,速度为 m/s;
【答案】(1) 108 9000
(2) 1080 12
【详解】(1)[1]根据图乙可知,当飞机静止时,所受重力与支持力平衡,大小相等,即
G=F支0=1080N
飞机的质量为
[2]根据图乙可知,飞机起飞前的滑行的距离为s=30m,飞机发动机做的功为
W=Fs=300N×30m=9000J
(2)[1]航模飞机起飞离地时需获得的最小升力
F升=G=1080N
[2]此时
F升=cv2=7.5N·s2/m2×v2=1080N
解得最小速度v=12m/s。
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主题二 运动和力
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题(本题共12小题每题2分,共24分,每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1.下列估测符合实际的是( )
A.课桌的高度约为8dm B.洗澡水的正常温度约为70℃
C.初中生正常的步行速度约为5m/s D.一本苏科版八上物理书重约0.2N
2.以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )
A.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动
C.牛从桥上过,桥流水不流
D.游云西行,而谓月之东驰
3.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.下列各项措施是通过增大压力来增大摩擦的是( )
A.在汽车的轮胎上装上防滑链 B.在结冰的路面上铺草垫子
C.自行车急刹车时要用力捏闸 D.行走时穿上鞋底花纹深的鞋
5.如图所示,张老师站在公交车上,随平直路面上行驶的公交车一起运动(不考虑空气阻力)。下列分析正确的是( )
A.张老师对公交车的压力和张老师的重力是一对相互作用力
B.张老师对公交车的压力与公交车对张老师的支持力是一对平衡力
C.当公交车紧急刹车停止时,张老师会受到惯性的作用向前倾
D.当公交车加速时,张老师会受到摩擦力
6.数形结合是物理学习中经常使用到的一种方法,它可以直观地反映各物理量之间的关系。下列四幅图像不能正确反映物理现象和规律的是( )
A.图甲:电流通过导体产生的热量与电流的关系
B.图乙:物体所受的重力与其质量的关系
C.图丙:压力一定时,压强与受力面积的关系
D.图丁:匀速直线运动的物体速度与时间的关系
7.如图所示,甲是“探究阻力对物体运动的影响”实验,乙是“探究物体动能大小与质量的关系”实验,下列说法中正确的是( )
A.两个实验中都要控制小车各自释放高度相同
B.两个实验中小车到达水平面能继续向前运动是因为受惯性的作用
C.甲实验可以直接得出牛顿第一定律
D.乙实验得出的结论是:高度一定时,质量越大,物体的动能越大
8.如图所示,托架上有两个磁环,同名磁极相对,上面的磁环悬浮着,托架静止挂在弹簧测力计的秤钩上,若托架重1N,每个磁环重2N,则弹簧测力计的示数为( )
A.1N B.3N C.4N D.5N
9.如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时,若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )
A.保持静止 B.沿水平方向做匀速直线运动
C.竖直向上做匀速直线运动 D.竖直向下做匀速直线运动
10.两个质量分别为mA、mB的小球,用轻质细线拴挂住而静止,如图所示,两根细线上拉力大小分别为F1、F2则下列说法正确的是( )
A.F1=(mA+mB)g, F2=mBg B.F1>(mA+mB)g, F2=mBg
C.F1=mAg,F2=mBg D.F1=mAg,F2>mBg
11.如图甲所示,一磁性板擦静止吸附在黑板上,后对其施加方向始终向上的拉力F,板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力 f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.板擦的重力为1.5N B.整个过程中拉力F一直增大
C.板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5N D.整个过程中拉力F做的功为0.75J
12.如图,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,不计空气阻力,则小球( )
A.从A点向上运动O点的过程中,速度先增大后减小
B.从A点向上运动O点的过程中,速度一直增大
C.运动至最高点时,速度为0m/s,所以受平衡力作用
D.被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力
二、填空题(本题共7小题,每题1分,共26分)
13.图1中,木块的长度为 cm;图2 中,电流表示数为 A;图3中,弹簧测力计示数为 N。
14.如图所示,在某科技馆内陈列着一个模拟“风洞实验室”,一架重15N的模型飞机固定在台秤的秤盘上。当迎面吹向模型飞机的风速v达到20m/s时,台秤的读数为8N,则模型飞机获得的升力为 N,方向 。相对于迎面吹来的风,模型飞机是 (运动/静止)的。
15.请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1) ;
(2) ;
(3) ;
16.冬奥会冰壶比赛中,如图所示,在AB过程中,投手用水平方向的力推冰壶,使冰壶在粗糙程度相同的冰面上做匀速直线运动,人对冰壶的推力 冰面对冰壶的摩擦力;撤去推力,在BC过程中所受摩擦力 ;在CD过程中,队友刷冰是通过 方式增加冰面内能,才使之熔化,从而 摩擦。
17.甲、乙、丙三辆小车同时、同地从东向西运动。如图所示,10s后甲、乙两车相距 m;丙小车的运动速度为 km/h;以丙为参照物, 是静止的。
18.在2022年北京冬奥会上,我国运动员在短道速滑项目中取得了优异成绩。如图1,某运动员在一次比赛中正在水平方向沿直线加速追赶对手。此过程中,他受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,他的惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”),重力 (填“做功”、“不做功”),运动员受到的支持力是由于 (选填“冰面”或“运动员的脚”)发生弹性形变产生的。如图2,运动员射箭时,绷直的弦被手拉弯,说明力使物体发生了 ;放手后,射出的利箭最终会落地,这是因为利箭受到 的作用。如图3为一种“水上飞行器”精彩表演,通过操纵水柱喷射方向,人可以实现悬停、翻滚、飞行等各种复杂的动作,说明力力的作用效果与力的 有关。
19.如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。
三、作图题(本大题共3小题,共6分)
20.如图是著名的文物“马踏飞燕”,当文物静止在水平面上时,请画出马所受到的重力的示意图。
21.如图,小球静止,以球心为各力作用点,作出小球所受弹力的示意图。
22.如图甲所示是某景区奇观,图乙是其简化图。请在图乙画出上方巨石所受力的示意图。
四、计算题(本大题共2小题,共16分)
23.如图所示为某盘山公路,汽车沿着公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面,省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m,山高900m,一辆5t的小型货车以恒定功率165kW,匀速沿盘山公路从山底开上山顶,用时10min。在货车从山底到山顶过程中,所受阻力大小不变(g取10N/kg)。求:
(1)货车爬山的平均速度;
(2)货车克服重力做的功;
(3)货车所受阻力大小。
24.在平直公路上匀速直线行驶的汽车质量为1500kg,汽车在行驶过程中受到的阻力为汽车重力的0.06倍,汽车轮胎与地面的总接触面积为0.12m2。(g=10N/kg)求:
(1)汽车受到的重力是多大。
(2)汽车静止时对水平地面的压强。
(3)汽车在平直公路上匀速直线行驶时发动机对汽车产生的牵引力。
五、实验题(本大题共4小题,共24分)
25.利用手边材质均匀的刻度尺和长方体橡皮可以做小实验:
(1)甲图中,橡皮的长度为 cm;
(2)乙图中,用力越大,刻度尺形变越大,说明力的作用效果与力的 有关,松手后橡皮被弹起,说明弯曲的刻度尺有 能;
(3)继续用甲图中的器材进行实验,如丙图,刻度尺的中间位置紧贴桌子边缘,将橡皮放在刻度尺上,其左端与刻度尺左边缘齐平。若橡皮的质量为m1,长为l1,刻度尺的质量为m2,长度为l2,当水平向右缓慢推动刻度尺的距离超过 (用m1、m2、l1、l2表示)时,刻度尺会翻倒。
26.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:
(1)如图甲所示,小明将装有部分文具的文具盒置于水平桌面上,用弹簧测力计水平向右匀速拉动文具盒,这是利用 的原理测出滑动摩擦力的大小;
(2)在实验过程中,小明发现弹簧测力计读数不稳定,于是固定弹簧测力计,通过拉动长木板进行实验,如图乙所示。此时文具盒的所受摩擦力方向 ,拉动木板 (选填“需要”或“不需要”)匀速直线运动;
(3)接着,小明又将橡皮、改正液等物品放入文具盒,重复上述实验,若小明用4N的力拉出木板时,弹簧测力计的示数为1.6N,则此时文具盒与木板之间的摩擦力为 N。
27.在“探究二力平衡的条件”的活动中,小王按图甲完成实验。
(1)实验装置如图甲所示,实验目的是探究卡片平衡时在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。将图甲中的小卡片旋转一定角度,松手后观察 (选填“释放瞬间”或“卡片还原后”)卡片能否平衡。这样做是为了说明二力平衡时两个力应作用在 上;
(2)若不计摩擦,图甲中卡片平衡时,小王用手向上托一下左侧钩码(卡片和钩码始终未接触滑轮),当手离开钩码后,卡片将 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动。
(3)如图乙所示,小张在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,你认为小张的装置 (选填“能”或“不能”)通过实验得到正确的结论。
28.小明做研究蜡块运动的实验,实验装置如图1所示:
表一
从0点开始的路程s/cm
0
20
40
60
80
从0点开始计时的时间t/s
0
5.1
10.1
15.3
20.4
a.在长玻璃管中注满水,在水中放置一圆柱形蜡块,橡皮塞塞住管口。
b.将玻璃管翻转后竖直放置,记录蜡块的运动情况,记录的数据如表1所示:
表二
区间s'/cm
0~20
20-40
40~60
60~80
通过各区间的时间r/s
5.1
a
5.2
5.1
通过各区间的速度v/ (cm/s)
3.9
b
3.8
3.9
(1)将表2中数据填写完整,a处为 s,b处为 cm/s;
(2)根据蜡块通过各区间的速度,可将蜡块的运动近似看作 运动;
(3)蜡块从最低点运动到0点的平均速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)经过0点的速度。
(4)小华也进行了实验,根据自己正确测定的数据在图2中作出蜡块运动的s-t 图像,请指出小华作图中两处不合理之处。
① ;② 。
六、综合题(本大题共1小题,共4分)
29.阅读短文,回答文后问题:
高仿真涡喷航模飞机
高仿真涡喷(指发动机类型)航模飞机(图甲)的表演极具观赏性。这种航模飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。已知航模飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力与滑行距离s的关系如图乙所示。发动机产生的推力为300N,滑行中获得的升力为,式中比例系数,v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg,根据图像解答下列问题:
(1)航模飞机的质量为 kg;起飞过程中发动机做的功为 J;
(2)航模飞机起飞离地时获得的升力为 N,速度为 m/s;
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