内容正文:
抢分05 力学一(机械运动、力和运动、功和机械能、简单机械和机械效率)(全国通用)
抢分预测 抢分特训
必考考点
抢分依据
命题预测
机械运动
约4-6分,覆盖选择题、填空题,侧重基础应用,难度偏低,命题贴近生活场景。
机械运动的判断(运动与静止的相对性、参照物的选择);速度的理解与计算(公式v=s/t、单位换算、图像分析);匀速直线运动与变速直线运动的区分,结合生活实例判断运动类型。
力和运动
约6-8分,覆盖选择题、填空题、实验题,偶尔结合简答题,综合性中等,受力分析为高频失分点。
力的基本概念(力的三要素、力的作用是相互的);常见的力(重力、弹力、摩擦力的判断与计算);二力平衡的条件及应用;惯性的理解与应用(与惯性定律的区分);力与运动的关系(力是改变物体运动状态的原因)。
功和机械能
约5-7分,覆盖选择题、填空题、计算题,侧重功和功率的计算,机械能转化为高频考点。
功的判断与计算(做功的两个必要因素、公式W=Fs及单位统一);功率的理解与计算(公式P=W/t、P=Fv,区分功与功率);动能、势能的影响因素及转化(结合生活场景判断机械能转化,忽略摩擦时机械能守恒)。
简单机械和机械效率
约5-7分,覆盖选择题、填空题、实验题、计算题,综合性较强,机械效率计算为失分重点。
常见简单机械(杠杆、滑轮、斜面的工作特点);杠杆的平衡条件(公式及应用、杠杆分类);滑轮组的特点及相关计算(绳子段数判断、拉力计算);机械效率的理解、计算及实验探究(影响机械效率的因素、误差分析)。
题型一 长度和时间的测量
1.如图所示是小明做物理实验时使用的一些工具。
(1)图甲中刻度尺的分度值是___________cm,木条的长度为___________cm。
(2)图乙中温度计的示数为___________℃。
(3)天平使用时应先使横梁在水平位置___________,如图丙所示测得木块的质量是___________g。
2.测量是物理学科从定性观察到定量分析、验证规律的重要方法之一。
(1)图a为初二学生测量某物体的照片,当使用不同分度值的刻度尺测量同一物体的长度,测量结果( )(选填答案代号“A”或“B”)
A.可能不同 B.一定相同
(2)日晷利用一天中不同时刻晷针影子的位置变化将晷面划分为十二时辰,如图b。它是用来测量______(选填“时间”或“长度”)的仪器。古代将一天等分为100个“刻”,古代时间单位1“刻”等于______(保留1位小数)分钟。
3.以下物理量的估测,最接近实际的是( )
A.橡皮擦从课桌掉落到地面所用时间为1min
B.1元硬币的厚度约为0.1dm
C.托起两枚鸡蛋所用的力大约为1N
D.家用电冰箱功率约为100kW
题型二 机械运动
4.2026年央视春晚《武BOT》节目中,人形机器人从踏板起跳,跃至数米高空,完成空翻动作,随后落在踏板前方。下列关于该过程的分析正确的是( )
A.上升过程中,机器人相对于地面静止
B.在空中最高点时,机器人受平衡力作用
C.机器人落地时会弯腿缓冲,是为了减小惯性
D.起跳时需要用力蹬踏板,说明物体间力的作用是相互的
5.某汽车行驶过程中的“速度里程表”如下所示(速度以km/h为单位,里程以km为单位,上排为单次里程计数,下排为总里程计数),左图为汽车在某时刻显示情况,右图为行驶10分钟之后的显示情况。针对这10分钟的行驶情况,以下说法正确的是( )
A.该段行驶路程为9000 m
B.该汽车一直保持匀速行驶
C.该段行驶的“平均速度”为60 km/h
D.如果该路段限速为70 km/h,则该车一定没有超速行为
6.图为磁悬浮灯泡,灯座内有电磁铁,灯头内有磁体和接收线圈,接通电源后,利用______(选填序号“①:同名磁极相互排斥”或“②:异名磁极相互吸引”)使灯泡和灯头悬浮在空中;当底座的开关闭合时,其内部的发射线圈产生变化的磁场,灯泡会被点亮。此时灯泡相对于灯座是_______的(选填“运动”或“静止”)。
7.诗人写道“卧看满天云不动,不知云与我俱东”,若说诗人是静止的,所选的参照物是( )
A.地面 B.岸边的树 C.诗人乘坐的船 D.天上的太阳
8.如图所示,武汉光谷空轨列车正在平稳运行。乘客有“景在脚下飞”的体验,是以______为参照物;若空轨列车某次跑完全程11km需要20min,则空轨列车的平均速度为______km/h。
题型三 运动的图像
9.如图甲所示,在粗糙水平地面上有一个物体,受到方向不变的水平拉力作用,的大小与时间的关系如图乙所示,物体运动速度与时间的关系如图丙所示。则下列说法中不正确的是( )
A.在0~2s内物体未被拉动,物体所受拉力小于其所受摩擦力
B.当时,物体受滑动摩擦力,大小为4N
C.当时,物体受滑动摩擦力,大小为4N
D.4~6s内物体移动的距离为8m
10.如图是小华同学描绘的两个物体运动的s-t图像。由图像可知,甲物体前4s内运动的路程是_________m,受力_________(填“平衡”或“不平衡”);乙物体处于_________状态。
11.甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重1.2×104N,若甲车0~8s内的牵引力大小恒为1.6×103N,则( )
A.乙车速度大小为10m/s
B.甲、乙两车行驶到第6s时,两车相距60m
C.0~6s内,甲车重力做功为7.2×105J
D.0~6s内,甲车牵引力功率为1.6×104W
12.a、b是同一直线上相距9米的两点,甲、乙两辆小车分别从a、b两点同时出发相向而行,两车运动的路程随时间变化的图像如图所示。由图像可知( )
A.经过4秒,甲车与乙车相遇
B.4秒末,甲车的速度等于乙车的速度
C.6秒末,甲、乙两车相距11米
D.在2-6秒内,甲车做速度为8米/秒的匀速直线运动
题型四 力的基础概念、重力、弹力、摩擦力
13.一架无人机执行送货任务,正在空中沿水平方向匀速飞行,请画出货物(为重心)所受重力和无人机(为重心)所受升力的示意图(忽略空气阻力)。
14.如图用相同大小的力以不同方式作用在同一根弹簧上,弹簧发生如图变化,在同一位置掰、拉和压使弹簧的形变不同,说明力的作用效果与______有关。弹簧受力会发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫作______。
15.如图所示,弹簧的A端固定在墙上,用手匀速向右水平拉动弹簧B端,使弹簧伸长一段距离(在弹性限度内),下列有关描述正确的是( )
A.墙面受到弹簧弹力的方向水平向左 B.手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力
C.使弹簧伸长的力是手发生形变产生的弹力 D.弹簧B端受到的拉力大于弹簧产生的弹力
16.如图所示为某学员在蹦床上练习抱腿跳运动,在学员接触蹦床从最低点向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.学员受到的弹力是由学员发生形变引起的
B.学员受到的重力与弹力是一对平衡力
C.学员向上运动过程中动能一直减小,重力势能一直增大
D.学员向上运动至脱离蹦床时,蹦床的弹性势能一直减小
17.如图为唐代“被中香炉”,其内部设有三维同心圆环活动支架,无论如何翻滚,内层盛放炭火的香盂总能保持水平而不倾覆。炉体翻滚时,香盂在________力的作用下总能保持碗口向上,为增强这种稳定效果,工匠可选用密度较________(选填“大”或“小”)的金属制作香盂底壁。点燃的香料香气四溢,这说明______________。
18.如图是某快递公司的无人快递车在运送物品的途中,它靠激光雷达与高清摄像头来探测识别周围环境和路况。下列说法不正确的是( )
A.无人快递车轮胎的花纹是为了增大摩擦
B.无人快递车满载时对地面的压强大于空载时
C.无人快递车在水平地面匀速直线行驶时受到平衡力的作用
D.无人快递车的高清摄像头呈正立放大的像
19.小杰同学推箱子,用50 N的力未推动,此时摩擦力__________50N(填“大于”、“小于”或“等于”),又用100N的力推着箱子做匀速直线运动,则此时摩擦力大小为__________N。若她再用150N的力推,摩擦力大小为__________N,此时箱子将做__________运动(填“加速”、“减速”、“匀速”)。
题型五 牛顿第一定律和惯性
20.如图所示,以下体育项目中相关物理知识描述正确的是( )
A.图甲中乒乓球离开球拍后,球拍仍对乒乓球做功
B.图乙中运动员释放冰壶后,冰壶由于惯性会继续运动
C.图丙中足球在空中飞行时,若所有力都消失,足球将保持静止
D.图丁中短道速滑运动员匀速转弯时受平衡力的作用
21.如图,新一代复兴号动车组列车CR450亮相宜昌北站并沿沪渝蓉沿江高铁武汉至宜昌段(线路长313 km)试跑。列车CR450的顶层指标是运行时速要达400 km/h,400 km/h减速到0的路程不得超过6500 m,能耗和车内噪声均不得超过CR400型号列车。下列说法正确的是( )
A.列车CR450从武汉到宜昌按指标速度1小时以内可跑完全程
B.列车CR450跑得越快则惯性越大
C.列车CR450使用的电能是一次能源
D.噪声的大小是指声音的“音色”特性
22.在2026年的春晚中机器人表演的中国功夫让人叹为观止。它装备了激光雷达全自动定位与导航技术,能够完成高精度走位与动态任务。下列说法正确的是( )
A.机器人芯片中的二极管、三极管是用导体材料制作的
B.激光雷达采用超声波传递信息,实现定位和导航
C.机器人抬起一只脚时对地面的压强将不变
D.机器人甩出去的双节棍如果所受的力全部消失将做匀速直线运动
23.2024年4月,中国第40次南极考察的“雪龙”号科考船凯旋。
(1)雪龙号用声呐绘制出海底地形,说明声音能够传递___________。
(2)雪龙号可以用自身重力进行破冰, 说明力可以改变物体的___________;关闭螺旋桨后,船仍能前进一段距离,是因为雪龙号具有___________。
24.2026年米兰奥运会,中国选手谷爱凌不负众望,成为冬奥会历史上自由式滑雪项目获得金牌和奖牌最多的运动员。运动员腾空后,仍能向前运动,是由于_______。运动员在空中加速下降时,重力势能_______,动能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
题型六 二力平衡的条件及应用
25.锐锐在旅游过程中,买了一瓶可乐,在喝了一部分后,随手斜放在地上,发现易拉罐居然神奇地立起来了。如果假设重心在图中的虚线上,请作出易拉罐的受力示意图。
26.如图为我国研发的“天轶2.0”机器人,该机器人在世界人形机器人运动会场景赛中凭借全自主操作能力,包揽冠亚军。该机器人可用来搬运物料。下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.物料被匀速举高过程中,受到的支持力大于重力
B.物料被匀速举高过程中,其机械能不变
C.机器人举着物料匀速水平前进时,机器人对物料施加向前的力
D.机器人举着物料匀速水平前进时,机器人对物料没有做功
27.如图描绘了古诗《所见》中的田园意境。“牧童骑黄牛,歌声振林樾”中,黄牛受到的重力和地面对它的支持力_________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。“意欲捕鸣蝉,忽然闭口立”中,牧童能识别出蝉的声音,主要是依据了声音的_________(填声音的特性)。
28.如图甲所示的是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或___________状态,说明这两个力是相互平衡的;
(2)小明将系于小卡片(不计自重)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向___________(选填“相同”或“相反”),并通过调整___________来改变拉力大小;
(3)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片___________(选填“能”或“不能”)平衡,由此实验步骤可知,只有作用在___________的两个力才能平衡;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是___________;
A.左右各加一个钩码
B.把小卡片剪成两半
C.把小卡片扭转一个角度
(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要的原因是___________;
A.可减少摩擦力对实验的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.小卡片容易扭转
(6)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图丙所示。用该实验装置___________(选填“能”或“不能”)进行实验。
29.如图所示,小龙用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,下列说法中正确的是( )
A.木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力是一对平衡力
B.木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力
C.木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力是一对相互作用力
题型七 功和功率的理解和计算
30.如图所示,中考体育跳绳测试时,小红跳了150次,则每一次起跳过程中,小红所受重力_____(选填“做”或“不做”)功,她起跳之前先蹬地是利用_________的原理。
31.把几百块砖从地面送到房顶,工人搬运需要几个小时,如果用起重机搬运,仅需要几分钟。工人对砖做的功和功率为、,起重机对砖做的功和功率为、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
32.如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为的重物,施加在绳端竖直向上的拉力为,将重物提升了的高度,用时为。不计绳重与摩擦,则动滑轮的重力为_______,工人所用拉力做功的功率为_________。
33.如图甲所示,同一水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为时,物体运动的路程与时间的关系如图乙所示;当水平推力为时,物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。若,两次推力做的功分别为,两次推力做功的功率分别为,则( )
A.
B.
C.当水平推力为时,物体受到的摩擦力
D.当水平推力为时,物体受到的摩擦力
题型八 动能、势能、机械能守恒与转化
34.我国完全自主设计的航空母舰“福建舰”装备有电磁弹射装置。与前两艘航母的滑跃式起飞不同,“福建舰”起飞甲板是水平的,弹射器通过强电流产生强磁场,对舰载机施加强大的电磁力,使其在短短百余米距离内从静止加速到起飞速度。基于这一情景,下列分析正确的是( )
A.弹射过程中,电磁力改变了舰载机的运动状态
B.弹射过程中,舰载机的重力势能增大
C.电流产生磁场的现象称为电磁感应现象
D.舰载机起飞后,航空母舰受到的浮力不变
35.装机120万千瓦的湖北长阳清江抽水蓄能水电站正在兴建。如图所示是抽水蓄能电站原理图,它由上下两个水库组成,在用电负荷低谷时,用电网过剩的电把水从下库抽到上库储存;在用电高峰时,从上库向下库放水发电。下列有关说法中错误的是( )
A.抽水时电能转化为水的机械能
B.发电时水的势能全部最终转化为电能
C.一定量的水,上下水位差越大,能发出的电越多
D.发电机的原理是电磁感应
36.2026年1月19日,神舟二十号返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱经历制动离轨、滑行、减速下降、点火缓冲等阶段。关于降落过程下列说法正确的是( )
A.减速下降阶段质量不变,则返回舱的重力势能增大
B.点火缓冲阶段质量不变,则返回舱的动能减小
C.返回舱在大气层内滑行时,只受重力作用,机械能保持守恒
D.返回舱与空气摩擦时,内能转化为机械能,外壳温度升高
37.如图所示,2026年马年春晚节目《武BOT》中,人形机器人在水平舞台上表演武术。请完成下列填空:机器人静止在水平舞台上时,受到的重力与舞台对它的______是一对平衡力。机器人双脚站立时对舞台的压强,比单脚站立时要______(选填“大”或“小”)。机器人匀速举起双节棍的过程中,双节棍的动能______(选填“增大”“减小”或“不变”),重力势能逐渐______(选填“增大”“减小”或“不变”)。机器人表演时发出的声音是由物体______产生的,通过______传入观众耳朵。机器人内部的电动机工作时,主要将______能转化为机械能。
题型九 杠杆和滑轮与滑轮组
38.如图甲所示,用一只手把一盆水端起时,可简化为图乙,O为支点,A为动力作用点。若为,盆口直径为,脸盆(质地均匀)相当于一个________杠杆,若此时在A点施加垂直向上的力为30N,则脸盆和水所受的总重力为________N。
39.(多选)图(a)展示的是一款水陆两栖挖掘机。图(b)是其结构示意图,机械臂能绕O点转动,且伸缩杆始终与机械臂垂直,通过控制伸缩杆长度来升降斗铲。挖掘机通过浮箱漂浮在水面上;挖掘机通过斗铲划水,使其在水中运动。下列对该挖掘机相关情况分析正确的是( )
A.挖掘机要向前行进时,斗铲应向后“划水”
B.斗铲从接触水面到浸没水中,整体所受浮力将变大
C.机械臂可以看成一个绕O点转动的杠杆
D.斗铲吊起重物时,伸缩杆对机械臂的支持力将变大
40.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,每个钩码重0.5N,杠杆上每格5cm。
(1)实验前,将组装好的杠杆放在水平桌面上,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。接下来应向__________(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。
(2)接着在杠杆两侧挂不同数量的钩码,改变钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,获取三组测量数据如下表所示。分析实验数据,可得出杠杆的平衡条件:__________(用表格中的物理量符号表示)。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10.0
2.0
5.0
2
1.5
10.0
1.0
15.0
3
3.0
10.0
2.0
15.0
(3)若将图乙中两侧所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动1格,则杠杆__________(选填“左端下沉”“右端下沉”或“保持平衡”)。
41.(多选)如图甲所示,工人启动卷扬机,将重为800N的建材匀速吊起,已知每个滑轮重200N,建材移动的距离与时间的关系如图乙所示。a段绳子能承受的最大拉力为1500N,连接滑轮组的绳子b能承受的最大拉力为800N。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮B的作用是改变拉力的方向 B.卷扬机每秒内卷起的绳子长度为0.2 m
C.4s内拉力做的总功为960 J D.此滑轮组的最大机械效率可达87.5%
42.如图所示,小梅在家利用两个相同的衣架组装成一个简易滑轮组,她将重为2N的矿泉水瓶匀速提升0.4m,绳端拉力大小只有0.6N(不计绳子的自重和摩擦,g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.乙衣架的质量为1kg
B.甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.6N
C.自由端绳子通过的距离为2.4m
D.拉力F所做的有用功为1.2J
43.暑假小明去乡下的爷爷家,看到爷爷维修房顶时还在背着水泥爬梯子,就帮爷爷设计了如图甲所示的滑轮组。用该滑轮组提升重为200N的物体,已知绳端拉力为80N,不计绳重和摩擦。绳子自由端的运动情况如图乙所示,则甲图中3s内绳端拉力所做的功为______J,动滑轮的重力为______N。
题型十 机械效率
44.如图,小亮用100 N的推力沿着斜坡推着爷爷匀速上行,斜坡相当于简单机械中的斜面,它可以__________(选填“省力”或“省功”)。该斜坡长3 m、高30 cm,爷爷和轮椅的总质量为80 kg,该斜面的机械效率是__________%。若增大斜面的倾斜程度,斜面的机械效率将__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。(g取10 N/kg)
45.如图所示,用4N的拉力沿斜面向上匀速拉动物体,物体重为6N,物体沿斜面运动距离、上升高度,该过程中斜面的机械效率为___________。
46.电动汽车正在走进千家万户。如图是一款智能电动车。电动车静止在水平地面上,对地面的压强为,车胎与地面接触总面积为。最高时速可达,此时车的功率为。求:
(1)电动车的质量;
(2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试,匀速行驶时所受的阻力;
(3)在(2)的条件下,车的电动机效率为90%,匀速行驶4.6km,消耗的电能为多少?
47.如图所示,滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.增大提升高度,滑轮组机械效率变大
B.减小动滑轮质量,可提高机械效率
C.加快提升速度,机械效率会降低
D.提升重物越轻,机械效率越高
48.小型起重机可以吊起重物。
(1)如图所示,该起重机将重为的物体匀速提升,此过程中起重机所做的有用功为______________J;
(2)在上述过程中,若额外功是,则该起重机的机械效率为______________。
49.如图所示,用的水平拉力拉着滑轮使重为200N的物体A沿水平地面匀速运动,且物体A运动的速度为0.2m/s,地面对物体A的摩擦力是物体A重力的。两段绳子均水平,不计绳子和滑轮重力,下列说法正确的是()
A.10s内物体A克服与地面之间的摩擦力做的功是80J
B.10s内拉力F做的功是100J
C.拉力F的功率是10W
D.该装置的机械效率是80%
50.如图1所示,滑轮组悬挂在水平支架上,重为1300N的卷扬机放置在水平地面上,卷扬机和地面的接触面积为。两次分别匀速提升物体A、B时,卷扬机的输出功率P随物体上升速度v的变化关系图线分别为图2中的a、b。已知物体A的质量为80 kg,绳子能够承受的最大拉力为1200N,动滑轮和定滑轮质量相同。(不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦,g取10 N/kg)求:
(1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。
(2)提升物体B时滑轮组的机械效率。
(3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N,用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率(结果保留一位小数)。
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抢分预测 抢分特训
必考考点
抢分依据
命题预测
机械运动
约4-6分,覆盖选择题、填空题,侧重基础应用,难度偏低,命题贴近生活场景。
机械运动的判断(运动与静止的相对性、参照物的选择);速度的理解与计算(公式v=s/t、单位换算、图像分析);匀速直线运动与变速直线运动的区分,结合生活实例判断运动类型。
力和运动
约6-8分,覆盖选择题、填空题、实验题,偶尔结合简答题,综合性中等,受力分析为高频失分点。
力的基本概念(力的三要素、力的作用是相互的);常见的力(重力、弹力、摩擦力的判断与计算);二力平衡的条件及应用;惯性的理解与应用(与惯性定律的区分);力与运动的关系(力是改变物体运动状态的原因)。
功和机械能
约5-7分,覆盖选择题、填空题、计算题,侧重功和功率的计算,机械能转化为高频考点。
功的判断与计算(做功的两个必要因素、公式W=Fs及单位统一);功率的理解与计算(公式P=W/t、P=Fv,区分功与功率);动能、势能的影响因素及转化(结合生活场景判断机械能转化,忽略摩擦时机械能守恒)。
简单机械和机械效率
约5-7分,覆盖选择题、填空题、实验题、计算题,综合性较强,机械效率计算为失分重点。
常见简单机械(杠杆、滑轮、斜面的工作特点);杠杆的平衡条件(公式及应用、杠杆分类);滑轮组的特点及相关计算(绳子段数判断、拉力计算);机械效率的理解、计算及实验探究(影响机械效率的因素、误差分析)。
题型一 长度和时间的测量
1.如图所示是小明做物理实验时使用的一些工具。
(1)图甲中刻度尺的分度值是___________cm,木条的长度为___________cm。
(2)图乙中温度计的示数为___________℃。
(3)天平使用时应先使横梁在水平位置___________,如图丙所示测得木块的质量是___________g。
【答案】(1) 0.1 2.65
(2)29
(3) 平衡 157.8
【详解】(1)图甲中刻度尺的分度值为0.1cm,木条的左端与0刻度线对齐。右端对应的刻度在2.6cm 和2.7cm之间,因此木条的长度为2.65cm。
(2)图乙中温度计数值向上增大,说明是零上温度,分度值为1℃,因此温度计的示数为29℃。
(3)使用托盘天平测量物体质量前,应先将其放在水平桌面上,并将游码移至标尺左端的零刻度线处,然后调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡;
天平平衡时,物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值。标尺的分度值为0.2g,游码左端对齐2.8g,因此,木块的质量为
2.测量是物理学科从定性观察到定量分析、验证规律的重要方法之一。
(1)图a为初二学生测量某物体的照片,当使用不同分度值的刻度尺测量同一物体的长度,测量结果( )(选填答案代号“A”或“B”)
A.可能不同 B.一定相同
(2)日晷利用一天中不同时刻晷针影子的位置变化将晷面划分为十二时辰,如图b。它是用来测量______(选填“时间”或“长度”)的仪器。古代将一天等分为100个“刻”,古代时间单位1“刻”等于______(保留1位小数)分钟。
【答案】(1)A
(2) 时间 14.4
【详解】(1)不同分度值的刻度尺测量同一物体时,由于估读规则要求读到分度值下一位,导致测量结果的准确值或有效数字上可能不同。
(2)日晷通过晷针影子位置变化划分时辰,是用于测量时间的仪器;一天为24小时等于1440分钟。古代将一天等分为100“刻”,则1刻等于分钟
3.以下物理量的估测,最接近实际的是( )
A.橡皮擦从课桌掉落到地面所用时间为1min
B.1元硬币的厚度约为0.1dm
C.托起两枚鸡蛋所用的力大约为1N
D.家用电冰箱功率约为100kW
【答案】C
【详解】A.课桌高度约0.8m,橡皮擦从课桌落到地面的时间不到1s,故A不符合题意;
B.1元硬币的厚度约为2mm(0.2cm),故B不符合题意;
C.两枚鸡蛋的质量约100g,重力约
因此托起两枚鸡蛋的力大约为1N,故C符合题意;
D.家用电冰箱的功率约为150W,故D不符合题意。
故选C。
题型二 机械运动
4.2026年央视春晚《武BOT》节目中,人形机器人从踏板起跳,跃至数米高空,完成空翻动作,随后落在踏板前方。下列关于该过程的分析正确的是( )
A.上升过程中,机器人相对于地面静止
B.在空中最高点时,机器人受平衡力作用
C.机器人落地时会弯腿缓冲,是为了减小惯性
D.起跳时需要用力蹬踏板,说明物体间力的作用是相互的
【答案】D
【详解】A.机器人上升过程中,相对于地面的位置不断发生变化,是运动的,故A错误;
B.在最高点时,机器人只受重力作用,不受平衡力,故B错误;
C.惯性大小只和物体的质量有关,机器人落地弯腿不会改变自身质量,弯腿缓冲是为了延长作用时间、减小落地冲击力,故C错误;
D.起跳时用力蹬踏板,机器人对踏板施加向下的力,同时踏板对机器人施加向上的反作用力,说明物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选 D。
5.某汽车行驶过程中的“速度里程表”如下所示(速度以km/h为单位,里程以km为单位,上排为单次里程计数,下排为总里程计数),左图为汽车在某时刻显示情况,右图为行驶10分钟之后的显示情况。针对这10分钟的行驶情况,以下说法正确的是( )
A.该段行驶路程为9000 m
B.该汽车一直保持匀速行驶
C.该段行驶的“平均速度”为60 km/h
D.如果该路段限速为70 km/h,则该车一定没有超速行为
【答案】A
【详解】A.行驶路程为总里程的变化量,该段行驶路程为,故A正确;
B.速度表只给出两个时刻的瞬时速度,无法判断10分钟内车速是否一直不变,不能确定汽车是匀速行驶,故B错误;
C.行驶时间
平均速度,故C错误;
D.仅两个时刻瞬时速度为60km/h,无法保证行驶过程中所有时刻车速都不超过70km/h,故D错误。
故选A。
6.图为磁悬浮灯泡,灯座内有电磁铁,灯头内有磁体和接收线圈,接通电源后,利用______(选填序号“①:同名磁极相互排斥”或“②:异名磁极相互吸引”)使灯泡和灯头悬浮在空中;当底座的开关闭合时,其内部的发射线圈产生变化的磁场,灯泡会被点亮。此时灯泡相对于灯座是_______的(选填“运动”或“静止”)。
【答案】 ② 静止
【详解】灯泡悬浮在空中,受到竖直向上的吸引力的作用,其原因是异名磁极相互吸引。
灯泡相对于灯座没有位置的变化,故是静止的。
7.诗人写道“卧看满天云不动,不知云与我俱东”,若说诗人是静止的,所选的参照物是( )
A.地面 B.岸边的树 C.诗人乘坐的船 D.天上的太阳
【答案】C
【详解】从诗句“云与我俱东”可知,诗人相对于地面、岸边的树、太阳,位置都发生了变化,因此相对于这三个参照物,诗人是运动的;而诗人相对于自己乘坐的船,位置没有发生变化,因此若认为诗人是静止的,所选参照物是诗人乘坐的船。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.如图所示,武汉光谷空轨列车正在平稳运行。乘客有“景在脚下飞”的体验,是以______为参照物;若空轨列车某次跑完全程11km需要20min,则空轨列车的平均速度为______km/h。
【答案】 空轨列车 33
【详解】 “景在脚下飞”说明研究对象“景色”是运动的,景色相对于空轨列车的位置不断发生变化,因此是以空轨列车为参照物。
空轨列车某次跑完全程11km需要的时间,平均速度
题型三 运动的图像
9.如图甲所示,在粗糙水平地面上有一个物体,受到方向不变的水平拉力作用,的大小与时间的关系如图乙所示,物体运动速度与时间的关系如图丙所示。则下列说法中不正确的是( )
A.在0~2s内物体未被拉动,物体所受拉力小于其所受摩擦力
B.当时,物体受滑动摩擦力,大小为4N
C.当时,物体受滑动摩擦力,大小为4N
D.4~6s内物体移动的距离为8m
【答案】A
【详解】A.0~2s内,由图丙中的v-t图像可知,物体的速度为0,处于静止状态。静止状态是平衡状态,物体此时受拉力和摩擦力是平衡力,所以拉力等于摩擦力,故A错误,符合题意;
BC.4~6s内,由图丙中的v-t图像可知,物体保持4m/s的速度不变,处于匀速直线运动,物体此时受拉力和摩擦力是平衡力,所以拉力等于摩擦力。由图乙中的F-t图像可知,在4~6s内的水平拉力F的大小为4N,所以4~6s内,物体所受的滑动摩擦力为4N,当时,物体受到的摩擦力大小为4N,2~4s内,物体处于加速直线运动,受到的依然是滑动摩擦力,接触面所受的压力大小以及接触面的粗糙程度都不变,则物体受到的滑动摩擦力大小不变,当时,物体所受的滑动摩擦力为4N,故BC正确,不符合题意;
D.4~6s内,由图丙中的v-t图像可知,物体保持4m/s的速度不变,处于匀速直线运动,物体移动的距离,故D正确,不符合题意。
故选A。
10.如图是小华同学描绘的两个物体运动的s-t图像。由图像可知,甲物体前4s内运动的路程是_________m,受力_________(填“平衡”或“不平衡”);乙物体处于_________状态。
【答案】 0 平衡 匀速直线运动
【详解】由s-t图像可知,甲前4s内路程始终为零,故运动的路程为0m。
前4s甲物体静止,处于平衡状态,因此受力平衡。
乙物体的路程随时间均匀增加,图线为倾斜直线,表明速度不变,因此乙处于匀速直线运动状态。
11.甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重1.2×104N,若甲车0~8s内的牵引力大小恒为1.6×103N,则( )
A.乙车速度大小为10m/s
B.甲、乙两车行驶到第6s时,两车相距60m
C.0~6s内,甲车重力做功为7.2×105J
D.0~6s内,甲车牵引力功率为1.6×104W
【答案】D
【详解】A.由图可知,乙车速度大小为,故A不符合题意;
B.由图可知,第6s时,甲车行驶的路程为60m,乙车行驶的路程为30m,则两车相距30m,故B不符合题意;
C.0~6s内,甲车的重力的方向始终竖直向下,而甲车在竖直方向没有移动的距离,因此重力不做功,故C不符合题意;
D.甲车速度大小为
甲车0~8s内的牵引力大小恒为1.6×103N,则0~6s内,甲车牵引力的功率为,故D符合题意。
故选D。
12.a、b是同一直线上相距9米的两点,甲、乙两辆小车分别从a、b两点同时出发相向而行,两车运动的路程随时间变化的图像如图所示。由图像可知( )
A.经过4秒,甲车与乙车相遇
B.4秒末,甲车的速度等于乙车的速度
C.6秒末,甲、乙两车相距11米
D.在2-6秒内,甲车做速度为8米/秒的匀速直线运动
【答案】C
【详解】甲车:内做匀速直线运动,2s后路程不变,保持静止。甲车速度
2s后速度为0。
乙车:路程随时间均匀变化,全程做匀速直线运动,速度
已知、相距,甲乙相向而行,逐个分析选项:
A.4s时,甲一共走了,乙走了
两车路程和为
远大于初始距离,早已相遇,故A错误;
B.4s末甲静止,速度为0,乙速度为,速度不相等,故B错误;
C.6s末,甲一共走了,乙一共走了,路程和为
初始相距,因此相遇后两车相距
故C正确;
D.2~6秒内,甲车路程不变,处于静止状态,不是匀速运动,故D错误。
故选C。
题型四 力的基础概念、重力、弹力、摩擦力
13.一架无人机执行送货任务,正在空中沿水平方向匀速飞行,请画出货物(为重心)所受重力和无人机(为重心)所受升力的示意图(忽略空气阻力)。
【答案】
【详解】重力的方向始终是竖直向下,作用点取物体重心,因此得到货物的重力示意图;无人机沿水平方向匀速飞行,受力平衡,升力是空气对无人机的向上作用力,大小等于无人机和货物的总重力,方向竖直向上,作用点取无人机重心,即可得到升力的示意图。
14.如图用相同大小的力以不同方式作用在同一根弹簧上,弹簧发生如图变化,在同一位置掰、拉和压使弹簧的形变不同,说明力的作用效果与______有关。弹簧受力会发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫作______。
【答案】 力的方向 弹性
【详解】用相同大小的力在弹簧同一位置掰、拉和压,即施加力的方向不同时,弹簧的形变不同,说明力的作用效果与力的方向有关。
物体在受力时会发生形变,不受力时,又恢复到原来的形状,物体具有的这种性质叫做弹性。
15.如图所示,弹簧的A端固定在墙上,用手匀速向右水平拉动弹簧B端,使弹簧伸长一段距离(在弹性限度内),下列有关描述正确的是( )
A.墙面受到弹簧弹力的方向水平向左 B.手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力
C.使弹簧伸长的力是手发生形变产生的弹力 D.弹簧B端受到的拉力大于弹簧产生的弹力
【答案】C
【详解】A.弹簧伸长时,A端会向右拉墙壁,对墙面产生向右的拉力,即弹簧对墙面的弹力方向水平向右,故A错误;
B.手对弹簧施加拉力时,由于力的作用是相互的,弹簧对手也施加拉力,这两个力是相互作用力,故B错误;
C.用手匀速向右水平拉动弹簧B端,手是施力物体,因为弹力是由施力物体发生弹性形变产生的,所以使弹簧伸长的力是手发生形变产生的弹力,故C正确;
D.手对弹簧B端的拉力与弹簧对B端的弹力是一对相互作用力,根据相互作用力的特点可知,它们大小相等,故D错误。
故选C。
16.如图所示为某学员在蹦床上练习抱腿跳运动,在学员接触蹦床从最低点向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.学员受到的弹力是由学员发生形变引起的
B.学员受到的重力与弹力是一对平衡力
C.学员向上运动过程中动能一直减小,重力势能一直增大
D.学员向上运动至脱离蹦床时,蹦床的弹性势能一直减小
【答案】D
【详解】A.弹力是由施力物体发生弹性形变产生的。学员受到的弹力,施力物体是蹦床,所以弹力是由蹦床的形变引起的,故A错误;
B.学员从最低点向上运动时,先加速(弹力大于重力),后减速(弹力小于重力),并非匀速,所以重力与弹力不是一对平衡力,故B错误;
C.学员向上运动的过程,初始阶段,弹力大于重力,合力向上,加速上升;弹力等于重力时,速度达到最大;后期弹力小于重力,合力向下,减速上升。到脱离蹦床前,动能先增大后减小,高度一直增大,重力势能持续增大,故C错误;
D.学员从最低点向上运动到脱离蹦床的过程中,蹦床的形变程度一直减小,所以蹦床的弹性势能也一直减小,故D正确。
故选D。
17.如图为唐代“被中香炉”,其内部设有三维同心圆环活动支架,无论如何翻滚,内层盛放炭火的香盂总能保持水平而不倾覆。炉体翻滚时,香盂在________力的作用下总能保持碗口向上,为增强这种稳定效果,工匠可选用密度较________(选填“大”或“小”)的金属制作香盂底壁。点燃的香料香气四溢,这说明______________。
【答案】 重 大 分子在不停地做无规则运动
【详解】重力的方向始终竖直向下,因此炉体翻滚时,香盂在重力作用下总能保持碗口水平向上。
选用密度更大的金属制作香盂底壁,相同体积下底壁质量更大,能让香盂的重心更低,增强稳定效果。
香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
18.如图是某快递公司的无人快递车在运送物品的途中,它靠激光雷达与高清摄像头来探测识别周围环境和路况。下列说法不正确的是( )
A.无人快递车轮胎的花纹是为了增大摩擦
B.无人快递车满载时对地面的压强大于空载时
C.无人快递车在水平地面匀速直线行驶时受到平衡力的作用
D.无人快递车的高清摄像头呈正立放大的像
【答案】D
【详解】A.轮胎的花纹增大了接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,故A正确;
B.水平地面上,车对地面的压力等于总重力,满载时总重力更大,对地面的压力更大;受力面积不变,根据压强公式,压力越大压强越大,故B正确;
C.物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到平衡力的作用,故C正确;
D.高清摄像头的成像原理和照相机相同,利用凸透镜成倒立、缩小的实像,不是正立放大的像,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
19.小杰同学推箱子,用50 N的力未推动,此时摩擦力__________50N(填“大于”、“小于”或“等于”),又用100N的力推着箱子做匀速直线运动,则此时摩擦力大小为__________N。若她再用150N的力推,摩擦力大小为__________N,此时箱子将做__________运动(填“加速”、“减速”、“匀速”)。
【答案】
等于
100/
100/
加速
【详解】箱子未推动,处于静止状态,水平方向上推力与静摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,因此摩擦力等于50N;箱子做匀速直线运动时,水平方向的滑动摩擦力与推力是一对平衡力,摩擦力大小等于推力大小,即100N;后续推力增大时,箱子对地面的压力、接触面粗糙程度均未改变,所以滑动摩擦力大小保持100N不变,当推力为150N时,推力大于滑动摩擦力,箱子所受合力方向与运动方向一致,因此箱子将做加速运动。
题型五 牛顿第一定律和惯性
20.如图所示,以下体育项目中相关物理知识描述正确的是( )
A.图甲中乒乓球离开球拍后,球拍仍对乒乓球做功
B.图乙中运动员释放冰壶后,冰壶由于惯性会继续运动
C.图丙中足球在空中飞行时,若所有力都消失,足球将保持静止
D.图丁中短道速滑运动员匀速转弯时受平衡力的作用
【答案】B
【详解】A.乒乓球离开球拍后,球拍对乒乓球没有力的作用,因此球拍没有对乒乓球做功,故A错误;
B.一切物体都具有惯性。释放冰壶后,冰壶原本处于运动状态,因此由于惯性会继续保持运动,故B正确;
C.根据牛顿第一定律,足球在空中飞行时,若所有力都消失,它将保持匀速直线运动,而不是静止,故C错误;
D.短道速滑运动员匀速转弯时,运动方向发生改变,运动状态改变,运动员受非平衡力作用,故D错误。
故选B。
21.如图,新一代复兴号动车组列车CR450亮相宜昌北站并沿沪渝蓉沿江高铁武汉至宜昌段(线路长313 km)试跑。列车CR450的顶层指标是运行时速要达400 km/h,400 km/h减速到0的路程不得超过6500 m,能耗和车内噪声均不得超过CR400型号列车。下列说法正确的是( )
A.列车CR450从武汉到宜昌按指标速度1小时以内可跑完全程
B.列车CR450跑得越快则惯性越大
C.列车CR450使用的电能是一次能源
D.噪声的大小是指声音的“音色”特性
【答案】A
【详解】A.列车CR450从武汉到宜昌按指标速度运行时间
所以按标称速度1小时以内可跑完全程,故A正确;
B.惯性只和物体的质量有关,和速度无关,列车跑得越快,惯性不会变大,故B错误;
C.电能是由其他形式的能转化而来的,属于二次能源,不是一次能源,故C错误;
D.噪声的大小指的是声音的响度,音色是由发声体本身决定的,和声音大小无关,故D错误。
故选A。
22.在2026年的春晚中机器人表演的中国功夫让人叹为观止。它装备了激光雷达全自动定位与导航技术,能够完成高精度走位与动态任务。下列说法正确的是( )
A.机器人芯片中的二极管、三极管是用导体材料制作的
B.激光雷达采用超声波传递信息,实现定位和导航
C.机器人抬起一只脚时对地面的压强将不变
D.机器人甩出去的双节棍如果所受的力全部消失将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.机器人芯片中的二极管、三极管是用半导体材料制作的,故A错误;
B.激光雷达是利用电磁波传递信息实现定位导航,故B错误;
C.机器人对地面的压力等于自身重力,抬起一只脚后压力不变,受力面积减小,根据可知,对地面的压强会变大,故C错误;
D.根据牛顿第一定律,甩出去的双节棍处于运动状态,受力全部消失后会做匀速直线运动,故D正确。
故选 D。
23.2024年4月,中国第40次南极考察的“雪龙”号科考船凯旋。
(1)雪龙号用声呐绘制出海底地形,说明声音能够传递___________。
(2)雪龙号可以用自身重力进行破冰, 说明力可以改变物体的___________;关闭螺旋桨后,船仍能前进一段距离,是因为雪龙号具有___________。
【答案】(1)信息
(2) 形状 惯性
【详解】(1)声音的作用分为传递信息和传递能量,声呐通过接收反射声波获取海底地形相关内容,属于利用声音传递信息。
(2)[1] 力的作用效果有两种,一是改变物体的运动状态,二是改变物体的形状。雪龙号破冰时,冰的形状发生改变,说明力可以改变物体的形状。
[2]惯性是物体保持原有运动状态不变的性质,关闭螺旋桨后,雪龙号因具有惯性,仍能保持原来的运动状态前进一段距离。
24.2026年米兰奥运会,中国选手谷爱凌不负众望,成为冬奥会历史上自由式滑雪项目获得金牌和奖牌最多的运动员。运动员腾空后,仍能向前运动,是由于_______。运动员在空中加速下降时,重力势能_______,动能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 惯性 减小 增大
【详解】物体具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性,运动员腾空后,由于惯性会保持原来向前的运动状态,因此仍能继续向前运动;
重力势能大小与质量、高度有关:运动员加速下降时,质量不变,高度降低,因此重力势能减小;
动能大小与质量、速度有关:运动员加速下降时,质量不变,速度增大,因此动能增大。
题型六 二力平衡的条件及应用
25.锐锐在旅游过程中,买了一瓶可乐,在喝了一部分后,随手斜放在地上,发现易拉罐居然神奇地立起来了。如果假设重心在图中的虚线上,请作出易拉罐的受力示意图。
【答案】
【详解】易拉罐斜立在水平桌面上,处于静止状态,易拉罐受到的重力和支持力是一对平衡力,过接触点垂直于桌面的直线为支持力的作用线,易拉罐的重心在支持力的作用线上,也在图中虚线上,则该作用线与图中虚线的交点为易拉罐的重心,从重心沿竖直向下、竖直向上的方向分别画等长有向线段,并用符号G、F表示。
26.如图为我国研发的“天轶2.0”机器人,该机器人在世界人形机器人运动会场景赛中凭借全自主操作能力,包揽冠亚军。该机器人可用来搬运物料。下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.物料被匀速举高过程中,受到的支持力大于重力
B.物料被匀速举高过程中,其机械能不变
C.机器人举着物料匀速水平前进时,机器人对物料施加向前的力
D.机器人举着物料匀速水平前进时,机器人对物料没有做功
【答案】D
【详解】A.物料被匀速举高过程中,物料处于平衡状态,受平衡力作用,竖直方向重力和支持力是一对平衡力,所以大小相等,故A错误;
B.物料被匀速举高过程中,质量不变,速度不变,所以动能不变;而高度变高,所以重力势能变大,机械能是动能和势能的和,所以机械能变大,故B错误;
C.机器人举着物料匀速水平前进时,机器人对物料施加向上的力,故C错误;
D.机器人举着物料匀速水平前进时,力的方向竖直向上,距离是水平方向,力与距离垂直,所以机器人对物料不做功,故D正确。
故选D。
27.如图描绘了古诗《所见》中的田园意境。“牧童骑黄牛,歌声振林樾”中,黄牛受到的重力和地面对它的支持力_________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。“意欲捕鸣蝉,忽然闭口立”中,牧童能识别出蝉的声音,主要是依据了声音的_________(填声音的特性)。
【答案】 不是 音色
【详解】分析受力可知,黄牛受自身的重力,牧童给黄牛的压力,地面给黄牛的支持力,即黄牛是三力平衡,黄牛受到的重力和地面对它的支持力大小不等,所以两个力不是平衡力。
牧童能识别出蝉的声音,依据了声音的音色,这是因为不同发声体的材料、形状和结构等不同,发出声音的音色不同。
28.如图甲所示的是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或___________状态,说明这两个力是相互平衡的;
(2)小明将系于小卡片(不计自重)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向___________(选填“相同”或“相反”),并通过调整___________来改变拉力大小;
(3)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片___________(选填“能”或“不能”)平衡,由此实验步骤可知,只有作用在___________的两个力才能平衡;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是___________;
A.左右各加一个钩码
B.把小卡片剪成两半
C.把小卡片扭转一个角度
(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要的原因是___________;
A.可减少摩擦力对实验的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.小卡片容易扭转
(6)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图丙所示。用该实验装置___________(选填“能”或“不能”)进行实验。
【答案】(1)匀速直线运动
(2) 相反 钩码个数
(3) 不能 同一直线上
(4)B
(5)A
(6)能
【详解】(1)物体的平衡状态是静止状态或匀速直线运动状态,物体只受两个力且处于平衡状态时,这两个力相互平衡。
(2)[1]小卡片两端的钩码分别向左右拉小卡片,因此两个拉力方向相反。
[2]拉力大小等于钩码的重力,因此通过调整钩码的数量改变拉力大小。
(3)[1][2]将小卡片扭转一个角度后,两个拉力不再作用在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,由此可得结论:只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。
(4)验证“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,需要将一个物体拆分为两个物体,因此操作是把小卡片剪成两半,故选B。
(5)小华的实验中,木块放在水平桌面上,会受到摩擦力干扰实验结果;小明用小卡片,不计自重且几乎不受摩擦力,可减少摩擦力对实验的影响,这是该装置更优的主要原因,故选A。
(6)即使滑轮安装高度不同,只要最终小卡片静止时,两个力能满足二力平衡的所有条件,依然可以完成实验,因此能进行实验。
29.如图所示,小龙用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,下列说法中正确的是( )
A.木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力是一对平衡力
B.木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力
C.木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力是一对相互作用力
【答案】C
【详解】A.木块受到地面的摩擦力沿水平方向,而绳子对木块的拉力斜向上,二力不在同一直线上,不是一对平衡力,故A错误;
B. 由于绳子对木块有斜向上的拉力,所以木块受到的重力和地面对木块的支持力大小不等,则二力不是一对平衡力,故B错误;
C.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力分别作用在地面和木块两个物体上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是一对相互作用力,故C正确;
D.木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力都作用在绳子上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
题型七 功和功率的理解和计算
30.如图所示,中考体育跳绳测试时,小红跳了150次,则每一次起跳过程中,小红所受重力_____(选填“做”或“不做”)功,她起跳之前先蹬地是利用_________的原理。
【答案】 做 力的作用是相互的
【详解】重力的方向竖直向下,小红每一次起跳过程中,沿竖直方向移动了距离,故重力做了功。
她起跳时先蹬地,给地面一个作用力,地面给小红一个反作用力,利用的是力的作用是相互的。
31.把几百块砖从地面送到房顶,工人搬运需要几个小时,如果用起重机搬运,仅需要几分钟。工人对砖做的功和功率为、,起重机对砖做的功和功率为、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.根据功的计算公式,砖的总重力相同,被提升到房顶的高度相同,因此工人和起重机对砖做的功相等,即,故AB错误;
CD.根据功率公式,二者对砖做的功相同,工人搬运的时间远大于起重机搬运的时间,当一定时,做功时间越长,功率越小,因此,故C正确,故D错误。
故选C。
32.如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为的重物,施加在绳端竖直向上的拉力为,将重物提升了的高度,用时为。不计绳重与摩擦,则动滑轮的重力为_______,工人所用拉力做功的功率为_________。
【答案】
【详解】由图可知,动滑轮承担总重的绳子段数,不计绳重与摩擦时,动滑轮拉力满足关系,故
重物提升高度h时,绳端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
33.如图甲所示,同一水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为时,物体运动的路程与时间的关系如图乙所示;当水平推力为时,物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。若,两次推力做的功分别为,两次推力做功的功率分别为,则( )
A.
B.
C.当水平推力为时,物体受到的摩擦力
D.当水平推力为时,物体受到的摩擦力
【答案】A
【详解】由图像可知,物体在水平推力和的作用下,都是做匀速直线运动,物体均处于平衡状态,摩擦力均等于推力,即,由于同一物体在同一个水平面上匀速运动,摩擦力不变,故;水平推力为时物体的速度为
物体运动的距离为
水平推力为时物体的速度为,物体运动的距离为
由,可知两次推力做的功关系为;由,可知两次推力做功的功率关系为,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
题型八 动能、势能、机械能守恒与转化
34.我国完全自主设计的航空母舰“福建舰”装备有电磁弹射装置。与前两艘航母的滑跃式起飞不同,“福建舰”起飞甲板是水平的,弹射器通过强电流产生强磁场,对舰载机施加强大的电磁力,使其在短短百余米距离内从静止加速到起飞速度。基于这一情景,下列分析正确的是( )
A.弹射过程中,电磁力改变了舰载机的运动状态
B.弹射过程中,舰载机的重力势能增大
C.电流产生磁场的现象称为电磁感应现象
D.舰载机起飞后,航空母舰受到的浮力不变
【答案】A
【详解】A.弹射过程中,电磁力对舰载机施加了力的作用,使舰载机从静止加速到起飞速度,力改变了物体的运动状态,故A正确;
B.弹射过程中,起飞甲板是水平的,舰载机的高度没有变化,质量不变,则它的重力势能也不变,故B错误;
C.电流产生磁场的现象是电流的磁效应,而电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流,两者概念不同,故C错误;
D.舰载机起飞后,航空母舰的总重力减小,而航母始终漂浮,浮力等于总重力,所以航母受到的浮力会减小,故D错误。
故选A。
35.装机120万千瓦的湖北长阳清江抽水蓄能水电站正在兴建。如图所示是抽水蓄能电站原理图,它由上下两个水库组成,在用电负荷低谷时,用电网过剩的电把水从下库抽到上库储存;在用电高峰时,从上库向下库放水发电。下列有关说法中错误的是( )
A.抽水时电能转化为水的机械能
B.发电时水的势能全部最终转化为电能
C.一定量的水,上下水位差越大,能发出的电越多
D.发电机的原理是电磁感应
【答案】B
【详解】A.抽水时消耗电能,使水的位置升高、机械能增加,将电能转化为水的机械能,故A正确,不符合题意;
B.发电时,能量转化过程中不可避免会有能量损失,如克服机械摩擦做功、部分能量以内能形式散失,水的势能不可能全部转化为电能,故B错误,符合题意;
C.重力势能大小与质量、高度有关,一定量的水质量一定,上下水位差越大,水具有的重力势能越大,转化得到的电能越多,能发出的电越多,故C正确,不符合题意;
D.发电机的工作原理就是电磁感应现象,故D正确,不符合题意。
故选B。
36.2026年1月19日,神舟二十号返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱经历制动离轨、滑行、减速下降、点火缓冲等阶段。关于降落过程下列说法正确的是( )
A.减速下降阶段质量不变,则返回舱的重力势能增大
B.点火缓冲阶段质量不变,则返回舱的动能减小
C.返回舱在大气层内滑行时,只受重力作用,机械能保持守恒
D.返回舱与空气摩擦时,内能转化为机械能,外壳温度升高
【答案】B
【详解】A.减速下降阶段,返回舱质量不变,高度降低,因此重力势能减小,故A错误;
B.点火缓冲阶段返回舱减速,质量不变,速度减小,因此动能减小,故B正确;
C.返回舱在大气层内滑行时,除重力外还受到空气阻力,需要克服空气阻力做功,因此机械能会不断减小,机械能不守恒,故C错误;
D.返回舱与空气摩擦时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,让外壳内能增加,从而温度升高,故D错误。
故选B。
37.如图所示,2026年马年春晚节目《武BOT》中,人形机器人在水平舞台上表演武术。请完成下列填空:机器人静止在水平舞台上时,受到的重力与舞台对它的______是一对平衡力。机器人双脚站立时对舞台的压强,比单脚站立时要______(选填“大”或“小”)。机器人匀速举起双节棍的过程中,双节棍的动能______(选填“增大”“减小”或“不变”),重力势能逐渐______(选填“增大”“减小”或“不变”)。机器人表演时发出的声音是由物体______产生的,通过______传入观众耳朵。机器人内部的电动机工作时,主要将______能转化为机械能。
【答案】 支持力 小 不变 增大 振动 空气 电
【解析】【小题1】[1]机器人静止在水平舞台上时,处于平衡状态。在竖直方向上,它受到两个力的作用:一个是竖直向下的重力,另一个是舞台对它竖直向上的支持力。这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且作用在同一个物体上,因此它们是一对平衡力。
[2]机器人对舞台的压力等于其自身的重力 ,这个力在双脚站立和单脚站立时是不变的。双脚站立时的受力面积比单脚站立时大。根据可知,在压力不变的情况下,受力面积越大,压强就越小。因此,双脚站立时对舞台的压强比单脚站立时要小。
[3]动能的大小由物体的质量和速度决定。机器人“匀速”举起双节棍,意味着双节棍的速度大小保持不变,同时其质量也不变。因此,双节棍的动能保持不变。
[4]重力势能的大小由物体的质量和高度决定。在“举起”双节棍的过程中,双节棍的质量不变,但其高度在不断增加。因此,双节棍的重力势能逐渐增大。
[5]声音是由物体的振动产生的。机器人表演时发出的声音,是其内部发声装置(如扬声器)的部件发生振动而产生的。
[6]声音的传播需要介质。在晚会现场,机器人发出的声音是通过空气作为介质,以声波的形式传播到观众的耳朵里。
[7] 电动机是一种将电能转化为机械能的装置。它在工作时,消耗电能,驱动机器人做出各种动作,即输出机械能。
题型九 杠杆和滑轮与滑轮组
38.如图甲所示,用一只手把一盆水端起时,可简化为图乙,O为支点,A为动力作用点。若为,盆口直径为,脸盆(质地均匀)相当于一个________杠杆,若此时在A点施加垂直向上的力为30N,则脸盆和水所受的总重力为________N。
【答案】 费力 20
【详解】[1] [2]如图所示,该杠杆的支点在O点,此时在A点施加垂直OA向上的力为动力,动力臂为
阻力(脸盆和水的总重力G)作用在脸盆中心,阻力臂为盆口直径的一半,即
因为动力臂小于阻力臂( ),所以这是一个费力杠杆。
根据杠杆平衡条件 ,若此时在A点施加垂直OA向上的力为30N,得脸盆和水所受的总重力
39.(多选)图(a)展示的是一款水陆两栖挖掘机。图(b)是其结构示意图,机械臂能绕O点转动,且伸缩杆始终与机械臂垂直,通过控制伸缩杆长度来升降斗铲。挖掘机通过浮箱漂浮在水面上;挖掘机通过斗铲划水,使其在水中运动。下列对该挖掘机相关情况分析正确的是( )
A.挖掘机要向前行进时,斗铲应向后“划水”
B.斗铲从接触水面到浸没水中,整体所受浮力将变大
C.机械臂可以看成一个绕O点转动的杠杆
D.斗铲吊起重物时,伸缩杆对机械臂的支持力将变大
【答案】ACD
【详解】A.物体间力的作用是相互的,斗铲向后划水时,对水施加向后的力,水对斗铲施加向前的反作用力,推动挖掘机向前行进,故A正确;
B.挖掘机整体漂浮在水面上,根据漂浮条件,整体所受浮力等于自身总重力。斗铲从接触水面到浸没的过程中,挖掘机总重力不变,因此整体浮力不变,故B错误;
C.该机械臂可绕O点转动,符合杠杆的定义,因此可以看成杠杆,故C正确;
D.根据杠杆平衡条件可知,伸缩杆始终与机械臂垂直,因此支持力的力臂大小不变;斗铲吊起重物时,斗铲和重物的总重力增大,则阻力增大,阻力臂不变,因此支持力会变大,故D正确。
故选ACD。
40.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,每个钩码重0.5N,杠杆上每格5cm。
(1)实验前,将组装好的杠杆放在水平桌面上,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。接下来应向__________(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。
(2)接着在杠杆两侧挂不同数量的钩码,改变钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,获取三组测量数据如下表所示。分析实验数据,可得出杠杆的平衡条件:__________(用表格中的物理量符号表示)。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10.0
2.0
5.0
2
1.5
10.0
1.0
15.0
3
3.0
10.0
2.0
15.0
(3)若将图乙中两侧所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动1格,则杠杆__________(选填“左端下沉”“右端下沉”或“保持平衡”)。
【答案】(1) 平衡 右
(2)
(3)左端下沉
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动,杠杆已经静止,因此属于平衡状态。
[2]图甲中杠杆左低右高,说明左端偏重,应将平衡螺母向右调节,使杠杆水平平衡。
(2)分析表格中三组实验数据: , , , 可得杠杆平衡条件:。
(3)设每个钩码重力为,每格长度为,图乙中原本杠杆平衡:左侧力,右侧力,满足。钩码各向远离支点移动1格后: 左侧力与力臂乘积为, 右侧力与力臂乘积为, 左侧大于右侧,因此杠杆左端下沉。
41.(多选)如图甲所示,工人启动卷扬机,将重为800N的建材匀速吊起,已知每个滑轮重200N,建材移动的距离与时间的关系如图乙所示。a段绳子能承受的最大拉力为1500N,连接滑轮组的绳子b能承受的最大拉力为800N。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮B的作用是改变拉力的方向 B.卷扬机每秒内卷起的绳子长度为0.2 m
C.4s内拉力做的总功为960 J D.此滑轮组的最大机械效率可达87.5%
【答案】AD
【详解】A.滑轮B是定滑轮,定滑轮的作用是改变拉力的方向,动滑轮的作用是省力, 故A正确;
B.由图乙可知,建材在内移动的距离为,根据速度公式,可得建材上升的速度
由图甲可知,承担物重的绳子段数,所以绳子自由端移动的速度
即卷扬机每秒内卷起的绳子长度为,故B错误;
C.不计绳重及摩擦,根据滑轮组拉力公式,可得拉力
绳子自由端移动的距离
根据总功公式,可得内拉力做的总功
故C错误;
D.要使滑轮组的机械效率最大,则需要提升的物重最大。绳子b能承受的最大拉力为800N,则滑轮组能承受的最大物重
根据机械效率公式,当时,
但由于a段绳子能承受的最大拉力为1500N,此时
解得,结合前面分析,以绳子b的承受力为准,故D正确。
故选AD。
42.如图所示,小梅在家利用两个相同的衣架组装成一个简易滑轮组,她将重为2N的矿泉水瓶匀速提升0.4m,绳端拉力大小只有0.6N(不计绳子的自重和摩擦,g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.乙衣架的质量为1kg
B.甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.6N
C.自由端绳子通过的距离为2.4m
D.拉力F所做的有用功为1.2J
【答案】B
【详解】由图可知,甲衣架相当于定滑轮,乙衣架相当于动滑轮,承担物重的绳子段数;
A.不考虑绳子的自重和摩擦,由可知,动滑轮(乙衣架)的重力为
则乙衣架的质量为 ,故A错误;
B.甲衣架的重力也为1N,绕过甲衣架的绳子有6段,不考虑绳子的自重和摩擦,则甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为 ,故B正确;
C.自由端绳子移动的距离为 ,故C错误;
D.拉力F所做的有用功为 ,故D错误。
故选B。
43.暑假小明去乡下的爷爷家,看到爷爷维修房顶时还在背着水泥爬梯子,就帮爷爷设计了如图甲所示的滑轮组。用该滑轮组提升重为200N的物体,已知绳端拉力为80N,不计绳重和摩擦。绳子自由端的运动情况如图乙所示,则甲图中3s内绳端拉力所做的功为______J,动滑轮的重力为______N。
【答案】 360 40
【详解】从图乙的图像可知,绳子自由端匀速运动,内绳端移动距离为,因此绳端速度
内绳端移动的距离
拉力做的功
由图甲可知,滑轮组中承担物重的绳子段数。不计绳重和摩擦时,拉力满足关系
变形得
题型十 机械效率
44.如图,小亮用100 N的推力沿着斜坡推着爷爷匀速上行,斜坡相当于简单机械中的斜面,它可以__________(选填“省力”或“省功”)。该斜坡长3 m、高30 cm,爷爷和轮椅的总质量为80 kg,该斜面的机械效率是__________%。若增大斜面的倾斜程度,斜面的机械效率将__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。(g取10 N/kg)
【答案】 省力 80 增大
【详解】斜坡相当于简单机械中的斜面,使用斜面可以省力,不能省功;爷爷和轮椅的总重力
有用功为
推力做的总功
机械效率
斜面粗糙程度不变时,增大倾斜程度,物体对斜面的压力减小,摩擦力减小,克服摩擦力做的额外功减小,提升相同高度时有用功不变,有用功占总功的比例增大,因此机械效率增大。
45.如图所示,用4N的拉力沿斜面向上匀速拉动物体,物体重为6N,物体沿斜面运动距离、上升高度,该过程中斜面的机械效率为___________。
【答案】75%
【详解】有用功为
拉力做的功
机械效率
46.电动汽车正在走进千家万户。如图是一款智能电动车。电动车静止在水平地面上,对地面的压强为,车胎与地面接触总面积为。最高时速可达,此时车的功率为。求:
(1)电动车的质量;
(2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试,匀速行驶时所受的阻力;
(3)在(2)的条件下,车的电动机效率为90%,匀速行驶4.6km,消耗的电能为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)静止在水平地面上的电动车对地面的压力等于其重力大小,由公式可得,电动车的重力
电动车的质量
(2)由题意可知,电动车的最高时速
由公式
可得,电动车以最高时速匀速行驶时,所受的阻力
(3)电动车以最高时速匀速行驶时,牵引力做的功
已知车的电动机效率为90%,则由公式可得,电动车以最高时速匀速行驶所消耗的电能
47.如图所示,滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.增大提升高度,滑轮组机械效率变大
B.减小动滑轮质量,可提高机械效率
C.加快提升速度,机械效率会降低
D.提升重物越轻,机械效率越高
【答案】B
【详解】设重物重力为G,动滑轮重力为,滑轮组机械效率
A.根据滑轮组机械效率推导公式,可知其大小与提升高度无关,故A错误;
B.结合机械效率公式分析,减小动滑轮的质量可以减少额外功的产生,在提升相同重物的前提下,总功减小,从而提高机械效率,故B正确;
C.结合机械效率公式分析,滑轮组的机械效率由物重和动滑轮重决定,与重物被提升的速度快慢无关,故C错误;
D.结合机械效率公式分析,提升的重物越轻,有用功在总功中所占的比例就越小,机械效率反而越低,故D错误。
故选B。
48.小型起重机可以吊起重物。
(1)如图所示,该起重机将重为的物体匀速提升,此过程中起重机所做的有用功为______________J;
(2)在上述过程中,若额外功是,则该起重机的机械效率为______________。
【答案】(1)
(2)75%
【详解】(1)起重机所做的有用功
(2)起重机所做的总功
起重机的效率为
49.如图所示,用的水平拉力拉着滑轮使重为200N的物体A沿水平地面匀速运动,且物体A运动的速度为0.2m/s,地面对物体A的摩擦力是物体A重力的。两段绳子均水平,不计绳子和滑轮重力,下列说法正确的是()
A.10s内物体A克服与地面之间的摩擦力做的功是80J
B.10s内拉力F做的功是100J
C.拉力F的功率是10W
D.该装置的机械效率是80%
【答案】D
【详解】A.地面对物体A的摩擦力
10s内物体A移动的距离
不计绳子和滑轮重力,10s内物体A克服与地面之间的摩擦力做的功等于有用功,即
故A错误;
B.如图所示,该滑轮为动滑轮,不计绳子和滑轮重力,此时A在10s内向前移动的距离是2m,所以F移动的距离是1m,故此时拉力F所做的功
故B错误;
C.拉力的功率
故C错误;
D.该装置的机械效率
故D正确。
故选D。
50.如图1所示,滑轮组悬挂在水平支架上,重为1300N的卷扬机放置在水平地面上,卷扬机和地面的接触面积为。两次分别匀速提升物体A、B时,卷扬机的输出功率P随物体上升速度v的变化关系图线分别为图2中的a、b。已知物体A的质量为80 kg,绳子能够承受的最大拉力为1200N,动滑轮和定滑轮质量相同。(不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦,g取10 N/kg)求:
(1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。
(2)提升物体B时滑轮组的机械效率。
(3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N,用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率(结果保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)卷扬机未连接滑轮组时,对水平地面的压力等于自身重力,即
卷扬机对水平地面的压强为
(2)由图1可知,承担物重的绳子股数;由图2可知,当物体上升速度时,提升A、B的功率分别为 ,;绳子自由端移动速度
提升A、B的拉力分别为,
物体A的重力
不计绳重和摩擦,由滑轮组拉力公式 ,变形得动滑轮重力
物体B的重力
由机械效率公式 得提升B的机械效率
(3)由题意,动滑轮和定滑轮质量相等,因此,水平支架受到的拉力为 ,当水平支架承受最大拉力为3500N时,绳子自由端最大拉力
(绳子能承受的最大拉力),因此绳子自由端最大拉力为。
提升的最大物重
滑轮组的最大机械效率
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