【精品解析】广东省汕头市潮阳实验学校2025-2026学年八年级下学期第一次阶段学情自测物理素养训练(一)

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广东省汕头市潮阳实验学校2025-2026学年八年级下学期第一次阶段学情自测物理素养训练(一)
1.下面是某同学对身边一些物理量进行的估测,其中最符合实际的是(  )
A.物理课本的质量约
B.中学生所受重力约
C.人脉搏跳动10次的时间约为
D.女子米接力第一名成绩为
【答案】B
【知识点】质量及其特性;时间的估测;时间及其测量;重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、物理课本的质量约为200g左右,题目中未给出具体数值,若数值明显偏离实际(如2kg),则不符合实际,故A错误;
B、中学生的质量约为50kg,所受重力约为,该选项符合实际,故B正确;
C、人脉搏跳动频率约为每分钟60-80次,跳动10次的时间约为8-10s,若题目中数值明显偏离(如1s),则不符合实际,故C错误;
D、女子1000米接力的成绩通常远大于1分钟,若题目中数值明显偏小(如10s),则不符合实际,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查质量的估测,需结合常见物体的质量范围判断;
B、考查重力的估测,利用结合中学生的质量计算,判断是否符合实际;
C、考查时间的估测,需结合人脉搏跳动的频率分析;
D、考查运动时间的估测,需结合常见田径项目的成绩范围判断。
2.下列实例中,目的是减小摩擦的是(  )
A.塑料瓶盖上刻有条纹
B.冰壶比赛中刷冰
C.轮胎上有花纹
D.用力捏自行车的闸
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、塑料瓶盖上刻有条纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故 A 不符合题意;
B、冰壶比赛中刷冰,使冰面形成一层水膜,通过使接触面分离来减小摩擦,故 B 符合题意;
C、轮胎上有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故 C 不符合题意;
D、用力捏自行车的闸,是通过增大压力来增大摩擦,故 D 不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、考查增大摩擦的方法,通过增大接触面粗糙程度实现;
B、考查减小摩擦的方法,通过使接触面分离(水膜)实现;
C、考查增大摩擦的方法,通过增大接触面粗糙程度实现;
D、考查增大摩擦的方法,通过增大压力实现。
3.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为、、,其大小关系是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】弹力;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】设单个小球重力为;
第一张图:弹簧下端挂一个小球,;
第二张图:滑轮只改变拉力方向,弹簧拉力等于小球重力,;
第三张图:两侧小球重力相等,弹簧拉力等于单侧小球重力,;
因此,故A正确,BCD错误;
故答案为:A。
【分析】考查二力平衡条件和定滑轮原理,静止物体受力平衡时弹簧弹力与所受拉力大小相等,定滑轮本质是等臂杠杆,使用时只能改变力的方向,无法改变力的大小,弹簧两端受到等大拉力时,弹簧弹力大小等于一端的拉力。
4.下列关于惯性的说法正确的是(  )
A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.神舟飞船搭载的物体进入太空后没有惯性
C.歼击机在空战时丢掉副油箱是为了减小惯性
D.抛出去的篮球受到惯性的作用还会在空中运动一段时间
【答案】C
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】A、惯性的大小只与物体的质量有关,与运动速度没有关系;高速行驶的火车不容易停下来,本质原因是火车的质量大、惯性大,运动状态难以改变,并非因为速度大而惯性变大,故 A 错误;
B、惯性是一切物体的固有属性,无论物体处于什么位置、运动状态如何,只要有质量就有惯性;神舟飞船搭载的物体进入太空后,质量并未消失,因此仍然具有惯性,故 B 错误;
C、惯性的大小与物体的质量成正比,质量越小,惯性越小;歼击机在空战时丢掉副油箱,通过减小自身总质量来减小惯性,从而提升飞行的机动性和灵活性,故 C 正确;
D、惯性是物体本身的属性,不是一种力,不能表述为 “受到惯性的作用”;抛出去的篮球能在空中继续运动,是因为篮球具有惯性,会保持原来的运动状态,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】A、考查惯性的影响因素,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,其大小仅由物体的质量决定,与速度、位置等因素无关,选项中 “速度越大惯性越大” 的说法违背了这一核心规律;
B、考查惯性的普遍性,惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性,即使在太空失重环境中,物体的质量依然存在,惯性也不会消失;
C、考查惯性的实际应用,减小物体的质量可以有效减小惯性,歼击机丢掉副油箱正是利用这一原理,通过降低质量来减小惯性,从而在空战中更灵活地改变运动状态;
D、考查惯性的表述规范,惯性是属性而非力,不能说 “受到惯性的作用”,正确的表述是 “物体具有惯性”,选项中的表述混淆了惯性与力的概念。
5.如图下列关于力的说法正确的是(  )
A.爬竿者匀速上爬时受到竖直向上的静摩擦力
B.向瓶内继续注水,瓶保持静止,瓶受到的摩擦力大小不变
C.小琪对体重计的压力与地面对体重计的支持力是一对平衡力
D.爷爷用10N的推力使车匀速前进,看见障碍物立刻改为向后等大的拉力,则小车将立即停下来
【答案】A
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】A、爬竿者匀速上爬时,竖直方向受力平衡,重力与静摩擦力大小相等、方向相反,因此受到竖直向上的静摩擦力,故 A 正确;
B、向瓶内注水后,瓶的总重力增大,瓶保持静止时摩擦力与重力平衡,因此摩擦力会增大,故 B 错误;
C、地面对体重计的支持力等于体重计和小琪的总重力,大于小琪对体重计的压力,不满足 “等大” 条件,不是平衡力,故 C 错误;
D、小车匀速前进时摩擦力为 10N,改为向后拉力时,拉力与摩擦力同向,小车会减速但不会立即停下,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】A、考查二力平衡,匀速运动的物体受力平衡,爬竿者的重力与静摩擦力是一对平衡力,摩擦力方向与重力相反;
B、考查静摩擦力的变化,静摩擦力与平衡的外力(此处为重力)大小相等,注水后重力增大,摩擦力也随之增大;
C、考查平衡力的条件,平衡力需满足 “同物、等大、反向、共线”,该选项中两个力大小不等;
D、考查力与运动的关系,小车受向后的合力,会减速但因惯性无法立即停止。
6.如图所示,公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行。关于人在水平路面上骑车的过程,以下说法正确的是(  )
A.人受到的重力和人对自行车的压力是相互作用力
B.人对自行车的压力和路面对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车受到的路面的支持力和自行车的重力是一对平衡力
D.人受到的重力与自行车对人的支持力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A、人受到的重力作用在人身上,人对自行车的压力作用在自行车上,二者方向相同,不符合相互作用力 “方向相反、作用在不同物体上” 的条件,故 A 错误;
B、人对自行车的压力大小等于人的重力,路面对自行车的支持力大小等于自行车与人的总重力,二者大小不相等,不满足平衡力条件,故 B 错误;
C、路面对自行车的支持力大小等于自行车与人的总重力,大于自行车自身的重力,二者大小不相等,不是一对平衡力,故 C 错误;
D、人受到的重力作用在人身上,方向竖直向下;自行车对人的支持力也作用在人身上,方向竖直向上;二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查相互作用力的判断,相互作用力需满足 “作用在两个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上”,选项中两个力方向相同,不符合条件;
B、考查平衡力的判断,平衡力需满足 “作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上”,选项中两个力大小不等,不符合条件;
C、考查平衡力的判断,路面对自行车的支持力等于人和自行车的总重力,大于自行车的重力,二者大小不等,不是平衡力;
D、考查平衡力的判断,人静止时,重力与自行车对人的支持力作用在同一物体(人)上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合平衡力的全部条件。
7.完全相同的木块A和B以甲、乙两种方式放置在同一水平桌面上,在水平方向的作用力下A、B一起做匀速直线运动,如图所示。已知大小为20N,则(  )
①甲图中,AB间的摩擦力大小为0
②甲图中,木块A受到4个力的作用
③乙图中,推力的大小为20N
④两图中B所受摩擦力方向都是水平向左
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】①在甲图中,A、B两物体一同做匀速直线运动,二者之间不存在相对运动,也没有相对运动的趋势,因此A、B之间的摩擦力为0,故①的判断正确。
②对甲图中的B物体进行完整受力分析:竖直方向上,它受到自身重力、A对它的压力以及地面对它的支持力;水平方向上,它受到向右的拉力 F 和地面对它向左的滑动摩擦力。因此B物体共受到5个力的作用,而非4 个,故②的判断错误。
③无论是甲图还是乙图,A、B整体对桌面的压力(等于两物体重力之和)和接触面粗糙程度均未改变,因此整体受到的滑动摩擦力大小不变。又因为两物体都做匀速直线运动,推力与摩擦力是一对平衡力,所以乙图中的推力大小与甲图拉力大小相等,均为F,故③的判断正确。
④甲图中,A与B匀速运动且无相对运动趋势,A不受摩擦力;乙图中,A受到B对它向右的推力,为保持匀速,A会受到地面对它向左的滑动摩擦力。因此,并非两图中A所受摩擦力方向都水平向左,故④的判断错误。
故选:A。
【分析】(1)摩擦力的产生条件:两物体间必须存在相对运动或相对运动趋势,才会产生摩擦力。匀速运动且无相对运动趋势时,摩擦力为零。
(2)受力分析的完整性:分析物体受力时,要同时考虑竖直方向和水平方向的所有力,避免遗漏压力、支持力等。
(3)滑动摩擦力的决定因素:滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,与拉力、推力大小无关。匀速直线运动时,外力与摩擦力始终平衡。
(4)受力分析的针对性:不同情境下,同一物体的受力情况可能不同,需结合具体运动状态判断摩擦力的有无及方向。
8.如图所示,是足球被踢出去后在水平面上相同时间内运动的情况,足球被踢出表明力可以改变物体的    ,该足球在做    (选填“匀速”或“变速”)运动,运动方向是水平向    (选填“左”或“右”)的。
【答案】运动状态;变速;左
【知识点】匀速直线运动特点;力的作用效果
【解析】【解答】脚对足球施加作用力后,足球从静止状态开始向前飞出,运动快慢发生改变,由此说明力能够改变物体的运动状态。
由频闪轨迹能够看出,相等的时间间隔里足球通过的路程各不相同,根据变速运动定义,路程不等则足球做变速直线运动。
足球离开脚后受地面滑动摩擦力作用持续减速,运动速度不断变小,相同时间内经过的路程逐步缩短;结合间距从右往左不断变小的特点,可判断足球整体向左滑行。故答案为:运动状态;变速;左;
【分析】对照足球受力前后动静的变化,依托力的作用效果相关知识点完成原理说明。
依据变速运动判定标准,通过等时内路程不相等的图像信息,确定运动类型。
结合摩擦力阻碍运动使物体减速的规律,利用间距逐渐减小的轨迹特征反向判断运动方向。
9.体育运动中蕴含着丰富的物理知识。“赛龙舟”比赛时,桨向    (选填“前”或“后”)划水时,龙舟就会向前运动,这说明物体间力的作用是    的;龙舟到达终点后不能立即停下来,是由于龙舟具有    。
【答案】后;相互;惯性
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象
【解析】【解答】龙舟比赛时,用桨向后划水,船桨给水向后的作用力,水给船桨向前的作用力,是物体间力的作用是相互的。
龙舟具有惯性,仍有保持原来运动状态的性质,则龙舟到达终点,不能立即停下来。
【分析】物体间力的作用是相互的;力可以改变物体的运动状态;惯性是物体继续保持原来状态的性质。
10.当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有   容易受到伤害,如题图所示,   (选填“头枕”或“安全带”)可以减小汽车急刹车时给人带来的伤害,头枕或安全带   (选填“能”或“不能”)减小人的惯性。
【答案】惯性;安全带;不能
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】惯性指物体维持原有运动状态不变的固有属性,车辆突然加速或紧急刹车时,驾乘人员身体会凭借惯性保持原来的运动状态,身体和车体出现相对滑动,极易磕碰受伤。
车辆急刹瞬间,人体上半身因惯性向前冲出,安全带束缚躯干,缓冲向前的冲击力;遭遇追尾、车辆骤然提速时,座椅头枕抵住头部,避免头部因惯性向后甩动造成颈椎损伤。
惯性大小只由物体质量决定,安全带与头枕不会改变驾乘人员质量,所以无法减小惯性本身,只能约束人体位移,降低惯性带来的磕碰伤害。
故答案为:惯性;安全带;不能;
【分析】依托惯性的定义,结合车辆变速时人体运动滞后的现象,解释乘车易受伤的原理。
分刹车、追尾加速两种场景,根据惯性带来的身体倾倒方向,分别说明安全带、头枕的防护作用。
紧扣惯性只与质量有关的知识点,区分 “减小惯性” 和 “减小惯性危害” 两个不同概念。
11.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。由图像可知,当时,物体处于   状态,物体受到的摩擦力大小为   N;当时,物体受到的摩擦力大小为   N。
【答案】静止;1;2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;摩擦力的大小
【解析】【解答】由图丙可知,当 时,物体速度为0,处于静止状态;由图乙可知,此时推力 。静止时摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,因此摩擦力 。
由图丙可知,4~6s内物体做匀速直线运动,此时推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;由图乙可知,此时推力 ,因此摩擦力 。当 时,物体做加速运动,由于压力大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,因此此时摩擦力大小仍为2N。
故答案为:静止;1;2;
【分析】考查静摩擦力的计算,当物体静止时,静摩擦力与推力平衡,大小相等,因此直接读取此时的推力即可得到静摩擦力大小。
考查滑动摩擦力的判断,匀速直线运动时滑动摩擦力与推力平衡,可先求出滑动摩擦力大小;加速运动时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,因此与匀速时的摩擦力相等。
12.如图甲所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做   (选填“匀速”“加速”或“减速”)运动:若此时小车突然加速,烧杯中的水面应是图   (选填“乙”或“丙”)中的形状;图甲中把一杯水看作一个整体,此时这杯水受到   个力的作用。
【答案】匀速;乙;2
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】由图甲可知,盛有水的烧杯随小车水平向右运动时,液面始终与水平地面保持相平,说明烧杯和小车一起水平向右做匀速直线运动,二者处于平衡状态。将烧杯和水视为整体受力分析,水平方向不受力,竖直方向受到重力和小车的支持力两个力的作用;当小车突然加速时,由于水具有惯性,会保持原来的运动状态,因此水面会向左倾斜,形状与图乙中对应的形状一致。
故答案为:匀速;乙;2;
【分析】本题考查平衡状态与惯性的应用。首先根据液面水平判断小车处于匀速直线运动状态,此时受力平衡;再利用惯性原理分析小车突然加速时水的运动趋势,从而判断水面形状。
13.如图所示,手握着重5N瓶子处于竖直静止状态,手对瓶子的握力为10N,手对瓶子的摩擦力为   N,当手对瓶子的握力增大,瓶子受到的摩擦力   (选填“变大”“不变”或“变小”),手握瓶子的力产生的作用效果是改变物体的   。
【答案】5;不变;形状
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小
【解析】【解答】瓶子悬空保持静止,处于受力平衡状态,竖直方向上手对瓶子的静摩擦力与瓶子自身重力是一对平衡力,二力大小相等,因此摩擦力大小等于瓶子重力5N。
增大手握瓶子的握力时,瓶子重力保持不变、依旧静止,竖直方向静摩擦力和重力仍满足二力平衡,重力不变则静摩擦力大小保持不变。
手施加在瓶身的压力让瓶子外形出现凹陷形变,该力的作用效果为改变物体的形状。
故答案为:5;不变;形状;
【分析】依托二力平衡条件,物体静止时竖直方向摩擦力与重力平衡,直接由重力数值确定静摩擦力大小。
明确静摩擦力只由平衡力决定,握力属于水平压力不影响竖直受力,重力不变则静摩擦力不变。
结合力的两种作用效果,根据瓶子受压变形的现象,判断力改变物体形状。
14.如图甲所示,重为4N的正方形铁块,被大小为5N的水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上匀速下滑,这时铁块在水平方向上受到的合力大小为   N;若对铁块施加一个竖直向上的拉力,如图乙,使该铁块匀速竖直向上运动,则   N,此时铁块受到的拉力与重力   (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】0;8;不是
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;力的合成与应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 在甲图情境中,铁块沿竖直方向匀速下滑,说明铁块处于平衡状态。水平方向上铁块保持静止,根据牛顿第一定律可知,此时铁块在水平方向所受合力为。在甲图竖直方向上,铁块受到的重力与滑动摩擦力构成平衡力,因此摩擦力大小。 乙图情境中,当施加竖直向上的拉力使铁块匀速上升时: 由于压力与接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力仍保持(方向变为竖直向下) 根据三力平衡条件:, 此时拉力与重力大小不等,不符合平衡力定义。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用;
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
3、力的合成与应用:两个力在同一直线上,方向相反,合力为两个力的代数差,方向相同,合力为两个力的代数和。
15.如图所示,重10N的足球在空中飞行,画出足球所受重力的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】重力方向始终竖直向下,与物体运动方向无关;以足球球心作为重力的作用点,从重心竖直向下画出带箭头的线段,在线段末端标注G=10N,完成重力示意图绘制。如图所示:;
故答案为:

【分析】牢记重力方向竖直向下、作用点在重心的画图要求,按照 “定点→定向→画线→标注力的大小与符号” 的步骤规范画重力示意图。
16.如图竖直墙壁上用细绳悬挂着一个小球,画出小球受到的重力和绳子的拉力,以及小球对墙壁压力的示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图
【解析】【解答】小球受到三个力的作用:
重力:作用点在小球的重心,方向竖直向下;
绳子的拉力:作用点在小球的重心,方向沿绳子斜向上;
墙壁的压力:作用点在小球与墙壁的接触点,方向垂直于墙壁,指向小球(水平向右)。如图所示:
故答案为:

【分析】本题考查受力示意图的绘制,核心是明确每个力的三要素(作用点、方向、大小)。重力始终竖直向下,作用点在重心;拉力沿绳子方向;压力垂直于接触面指向被压物体,作用点在接触面上,据此画出各力即可。
17.如图,物体A与弹簧连接,静止在光滑斜面上,如图所示。请画出物体A所受力的示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力
【解析】【解答】斜面光滑,不受摩擦力,物体在重力作用下,沿斜面下滑,静止后,受到重力(竖直向下),弹簧的弹力(平行于斜面向上),斜面的支持力(垂直于斜面向上),如图所示:
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
2、接触面光滑,不受摩擦力,弹簧受到压缩,产生形变,进而产生弹力。
18.小刚利用如图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。
(1)实验前,弹簧测力计应   (选填“竖直”或“水平”)调零,每次实验需用弹簧测力计拉动物块沿水平方向做   运动;
(2)根据   知识可知,木块受到的摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。实验图乙中,弹簧测力计的示数为   N;
(3)甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时,   越大,滑动摩擦力越大;该实验用到的实验方法是   ;
(4)为了探究滑动摩擦力的大小与接触面越粗糙有关,应比较   两图实验;
(5)小刚发现拉动木块运动时,弹簧测力计示数不稳定,难以读数,于是对实验装置进行了改动,如图丁所示,请你简要说明装置改进后的优点   。
【答案】(1)水平;匀速直线
(2)二力平衡;3.4
(3)压力;控制变量法
(4)甲丙
(5)改进后的装置不需要拉动木板做匀速直线运动,便于操作;或弹簧测力计静止,便于读数
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)本实验在水平方向测摩擦力,若弹簧测力计竖直调零,水平使用时弹簧自身重力会影响示数,因此需水平调零。
只有物块做匀速直线运动时,水平方向上拉力和摩擦力才是一对平衡力,大小相等,才能通过弹簧测力计的示数准确反映摩擦力大小。
故答案为:水平;匀速直线;
(2)物块做匀速直线运动时,根据二力平衡原理,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
图乙中弹簧测力计的分度值为 0.2N,示数为 3.4N。
故答案为:二力平衡;3.4;
(3)甲、乙实验中接触面粗糙程度相同,乙中木块增加砝码使压力增大,弹簧测力计示数变大,说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;该实验采用控制变量法。
故答案为:压力;控制变量法;
(4)甲、丙实验中木块对接触面的压力相同,接触面粗糙程度不同,符合控制变量法的要求,可探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
故答案为:甲丙;
(5)改进后木块相对地面静止,摩擦力与弹簧测力计的拉力始终是一对平衡力,无论木板如何运动,木块都处于平衡状态,弹簧测力计示数稳定,无需控制木板匀速运动。
故答案为:改进后的装置不需要拉动木板做匀速直线运动,便于操作;或弹簧测力计静止,便于读数;
【分析】(1)本题考查滑动摩擦力实验的操作要点,需明确弹簧测力计的调零方向应与测量方向一致,且只有匀速直线运动时拉力与摩擦力才平衡。
(2)本题考查二力平衡的应用和弹簧测力计读数,匀速直线运动时摩擦力等于拉力,再根据分度值读取示数。
(3)本题考查控制变量法的应用,通过控制接触面粗糙程度不变,改变压力,探究滑动摩擦力与压力的关系。
(4)本题考查控制变量法的应用,通过控制压力不变,改变接触面粗糙程度,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(5)本题考查实验装置的改进优势,改进后木块始终静止,无需控制木板匀速运动,示数更稳定。
(1)[1]因为实验是在水平方向拉动物块测量摩擦力,若竖直调零,水平使用时弹簧自身重力会影响示数,所以要水平调零。
[2]只有物块做匀速直线运动时,水平方向上拉力和摩擦力才是一对平衡力,大小相等,才能通过弹簧测力计的示数准确反映摩擦力大小。
(2)[1]当物块做匀速直线运动时,根据二力平衡的原理,此时木块受到的摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
[2]图乙弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N。
(3)[1][2]甲、乙实验中接触面都是木板(粗糙程度相同),乙中木块上增加砝码,对接触面的压力增大,弹簧测力计示数变大,说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;该实验用到的实验方法是控制变量法。
(4)甲、丙实验中木块对接触面的压力相同(同一木块),接触面分别为木板和棉布(粗糙程度不同),符合控制变量法的要求,可探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(5)改进后木块相对地面静止,受到的摩擦力与弹簧测力计的拉力始终是一对平衡力,无论木板如何运动,木块都处于平衡状态,弹簧测力计示数稳定,无需控制木板匀速运动。
19.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,小明在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料,让小车从斜面相同高度由静止滑下,三次实验现象如图甲所示。
(1)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车运动到斜面底端时的   相同。根据实验现象可得出结论小车受到的阻力越小,运动的路程越   ;
(2)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,则小明   (选填“仍能”或“不能”)得出实验结论。小红认为只降低小车在木板实验中释放时的高度可对实验进行改进,小红的观点   (选填“正确”或“错误”);
(3)若让小车从斜面静止滑下后,先后经过毛巾和木板,小车受到的阻力会   (选填“变小”“不变”或“变大”);
(4)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上   。这说明力是   (选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
【答案】(1)速度;长
(2)仍能;错误
(3)变小
(4)做匀速直线运动;改变
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)小车从斜面上由静止滑下时,初始高度越高,进入水平面时的初始速度越大;让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车运动到斜面底端时的速度相同。
根据实验现象(毛巾→棉布→木板,表面越光滑,阻力越小,小车运动得越远),可得出结论:小车受到的阻力越小,运动的路程越长。
故答案为:速度;长;
(2)若小车仅在木板上滑行时滑出了右端,仍能通过对比毛巾、棉布、木板的滑行距离趋势,判断阻力对运动的影响,得出实验结论。
只降低小车在木板实验中释放时的高度,会改变小车到达水平面时的速度,不符合控制变量法的要求,因此该观点错误。
故答案为:仍能;错误;
(3)毛巾表面比木板表面更粗糙,毛巾对小车的阻力更大,所以小车从毛巾到木板时,受到的阻力会变小。
故答案为:变小;
(4)若水平面绝对光滑,小车不受阻力,运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
实验中小车受摩擦力,运动状态发生改变,说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
故答案为:做匀速直线运动;改变;
【分析】(1)本题考查控制变量法在阻力对物体运动影响实验中的应用,通过控制小车下滑高度来控制初速度,再根据滑行距离分析阻力对运动的影响。
(2)本题考查实验误差分析和控制变量法的严谨性,滑出木板不影响趋势判断,而改变高度会破坏实验的变量控制。
(3)本题考查阻力大小与接触面粗糙程度的关系,接触面越粗糙,阻力越大,因此毛巾到木板阻力变小。
(4)本题考查牛顿第一定律的推理和力与运动的关系,通过实验现象推理得出不受阻力时的运动状态,并理解力的作用效果是改变运动状态。
(1)[1]小车从斜面上由静止滑下时的初始高度越高,进入水平面时的初始速度就越大;让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车运动到斜面底端时的速度相同。
[2]根据实验现象(毛巾→棉布→木板,表面越光滑,阻力越小,小车运动得越远),可得出结论:小车受到的阻力越小,运动的路程越长。
(2)[1]若小车仅在木板上滑行时滑出了右端,小明仍能得出实验结论,因为可以通过对比毛巾、棉布、木板的滑行距离趋势,判断阻力对运动的影响。
[2]小红认为只降低小车在木板实验中释放时的高度,这个观点是错误的,因为实验需要控制小车到达水平面时的速度相同,改变高度会改变速度,不符合控制变量法的要求。
(3)毛巾表面比木板表面更粗糙,毛巾表面对小车的阻力更大,所以小车从毛巾到木板时,受到的阻力会变小。
(4)[1]若水平面绝对光滑,小车不受阻力,运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
[2]实验中小车受摩擦力,运动状态改变,这说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
20.物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究二力平衡的条件:
(1)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后,把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在   才能平衡;
(2)某次实验中,当左盘砝码质量大于右盘时,小车两边的拉力大小   ,但小车仍处于静止状态。产生这一现象的原因可能是小车受到   的影响;
(3)按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力   。
(4)为尽量减少以上影响,小华提出将甲装置中的小车换成小卡片,如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小明下一步操作是   。
【答案】(1)同一直线
(2)不相等;摩擦力
(3)方向相反
(4)把卡片剪成两半
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)将小车转过一个角度,两个拉力不再作用在同一直线上,小车会转动;恢复静止时,两个拉力重新回到同一直线。该现象说明:二力平衡的条件之一是两个力必须作用在同一直线上。
故答案为:同一直线;
(2)拉力大小等于砝码的重力,左盘砝码质量大于右盘,因此小车两边的拉力大小不相等。小车仍静止,是因为水平方向除了两个拉力,还受到摩擦力的作用,三个力的合力为零。
故答案为:不相等;摩擦力;
(3)两个托盘放在小车同一侧,放入质量相等的砝码,此时两个拉力大小相等、作用在同一直线上,但方向相同,小车会运动。这说明:相互平衡的两个力,除了大小相等、作用在同一直线上,还必须方向相反。
故答案为:方向相反;
(4)为验证 “只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,可将卡片剪成两半。剪开后,两个小卡片各自受到一个拉力,若无法保持静止,即可证明该条件。
故答案为:把卡片剪成两半;
【分析】(1)本题考查二力平衡条件的实验验证,通过改变两个力的作用线,观察小车运动状态的变化,得出 “二力需作用在同一直线上” 的结论。
(2)本题考查实验误差分析,当两边拉力不相等时,小车仍静止,是因为受到摩擦力的作用,需考虑摩擦力对实验的影响。
(3)本题考查二力平衡条件的补充验证,通过让两个拉力方向相同,观察小车运动,得出 “二力需方向相反” 的结论。
(4)本题考查二力平衡条件的最后一个条件,通过将受力物体拆分,验证 “二力必须作用在同一物体上” 的结论。
(1)将小车转过一个角度,两个拉力不再作用在同一直线上,小车会转动;恢复静止时,两个拉力重新回到同一直线。该实验现象说明二力平衡的条件之一是:两个力必须作用在同一直线上。
(2)[1][2]拉力大小等于砝码的重力,左盘砝码质量大于右盘,因此小车两边的拉力大小不相等。小车仍静止,是因为水平方向除了两个拉力,还受到第三个力(摩擦力)的作用,三个力的合力为零。
(3)两个托盘放在小车同一侧,放入质量相等的砝码,此时两个拉力大小相等、作用在同一直线上,但方向相同,小车运动。这说明相互平衡的两个力,除了大小相等、作用在同一直线上,还必须方向相反。
(4)为达到实验目的,可将受力物体拆分,把卡片剪成两半。剪开后,两个小卡片各自受到一个拉力,若无法保持静止,即可验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。
21.我国快递业务量已破950亿件,如图所示是一辆物流机器人智能配送时的情景。该机器人的质量为60kg,从快递驿站出发,以2m/s速度匀速直线运动行驶5min到达派送点;已知它受到的阻力大小为自身重力的0.2倍。求:
(1)机器人从快递驿站到派送点的路程;
(2)机器人受到的阻力大小。
【答案】(1)已知机器人的行驶速度 ,行驶时间 ,根据速度公式 ,可得行驶路程:
(2)已知机器人质量 ,根据重力公式 ,可得所受重力:
根据题意,阻力为重力的0.2倍,因此阻力:
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)本题考查路程的计算,核心公式为 ,需先将时间单位换算为秒,再代入速度和时间计算路程。
(2)本题先通过 计算机器人的重力,再根据阻力与重力的倍数关系 求出阻力大小。
(1)机器人行驶的路程为
(2)机器人所受的重力为
根据题意,机器人受到的阻力大小为其自身重力的0.2倍,则阻力为
22.质量m=3.6×10-4kg的一滴雨滴从高空由静止开始竖直落下(不计横向风的影响)。雨滴下落过程中受到的空气阻力与下落速度的平方成正比,关系式为f=kv2,其中k为常数,其数值为k=1×10-4Ns2/m2。下落过程中雨滴的速度与下落时间的关系如图所示。求:
(1)雨滴受到的重力;
(2)某一时刻雨滴速度为5m/s,则此时雨滴受到的合外力为多大?
(3)雨滴下落过程中能达到的最大速度v0是多少?
【答案】解:(1)根据重力计算公式,代入雨滴质量与重力常量:
(2)结合阻力公式,代入对应速度数值,求解瞬时阻力:
雨滴竖直方向受向下重力、向上阻力,两个力方向相反,合外力为两力差值:
(3)雨滴下落后期匀速运动,受力平衡,空气阻力与重力大小相等,;
对变形得到,代入数据:
答:(1)雨滴重力;(2)对应速度下合外力;(3)雨滴最大下落速度。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【分析】(1)依托重力推导公式,把题干给出的质量、取值直接代入式子,完成雨滴重力运算。
(2)先利用题目给出的阻力关系式算出阻力大小,再根据同一直线反向二力合成规律,用重力减去阻力得到物体受到的合外力。
(3)物体匀速下落满足二力平衡,将此等量关系带入阻力公式,变形为,代入对应物理量求解极限下落速度。
23.2024年4月3日6时56分,长征二号丁运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,随后将遥感四十二号01星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。
(1)如图甲所示,火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,由静止到加速离开地面,直奔天际,这说明力可以改变物体的   ,该推力的施力物体是   。此时卫星相对于长征二号丁运载火箭是   (选填“运动”或“静止”)的.若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于   (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
(2)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有   ,能够继续飞行。
(3)如图乙所示,卫星沿椭圆形轨道运行时,卫星受   (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
【答案】(1)运动状态;燃气;静止;匀速直线运动
(2)惯性
(3)非平衡力
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;惯性及其现象;运动和静止的相对性
【解析】【解答】(1)火箭发射时,在燃气推力作用下由静止加速升空,说明力可以改变物体的运动状态,推力的施力物体是喷出的燃气。
力的作用是相互的,火箭向下喷出燃气,燃气同时对火箭施加向上的推力,因此该推力的施力物体是燃气。
卫星与长征二号丁运载火箭之间没有位置变化,因此卫星相对于火箭是静止的。
根据牛顿第一定律,若此时火箭所受外力全部消失,火箭将保持匀速直线运动状态。
故答案为:运动状态;燃气;静止;匀速;直线运动
(2)卫星脱离火箭后,由于具有惯性,会保持原来的运动状态,因此能继续沿轨道飞行。
故答案为:惯性;
(3)卫星沿椭圆形轨道运行时,运动方向不断改变,运动状态发生变化,因此卫星不处于平衡状态,受到非平衡力的作用。
故答案为:非平衡力;
【分析】(1)本题考查力的作用效果、施力物体判断、相对运动和牛顿第一定律。通过火箭的运动变化分析力对运动状态的改变,利用力的相互性判断施力物体,根据位置变化判断运动状态,再结合牛顿第一定律分析外力消失后的运动情况。
(2)本题考查惯性的应用,卫星脱离火箭后,依靠惯性保持原来的运动状态继续飞行。
(3)本题考查平衡状态的判断,物体运动状态不变时受平衡力,卫星运动方向改变,说明受非平衡力作用。
(1)[1]火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,由静止到加速离开地面,直奔天际,火箭由静止到运动,这说明力可以改变物体的运动状态。该推力的施力物体是燃气。
[2]力是物体间的相互作用,高温高压燃气从尾部喷出,由于物体间力的作用是相互的,燃气会施加给火箭一个推力,故该推力的施力物体是燃气,即喷出的气体。
[3]卫星相对于长征二号丁运载火箭没有位置上的变化,是静止的。
[4]由牛顿第一定律可知,若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于匀速直线运动状态。
(2)任何物体都具有惯性,当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有惯性,要保持原来的运动状态,能够继续飞行。
(3)卫星沿椭圆形轨道运行时,运动方向在发生改变,卫星不处于平衡状态,故卫星受非平衡力。
24.小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力)。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)实验过程中,当小球的速度达到5.1m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为: F   G(选填“小于”、“等于”或“大于”),当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为   m/s,此时,小球处于   (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)小球下落过程中,从刚碰到弹簧到把弹簧压缩到最低点的过程中,小球的运动状态是   ;(选填“一直减速为0”或“先加速后减速为0”)
(3)实验中所用小球的重力为   N。小球压缩弹簧至最低过程中,弹簧弹力的最大值为   N。
【答案】等于;0;非平衡;先加速后减速为0;1;6.1
【知识点】弹力;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1) 小球接触弹簧下落过程中,弹簧逐渐形变,弹力逐渐增大。初始阶段,弹力小于重力,小球加速下落;当弹力与重力相等时,小球速度达到最大(),此时弹力等于小球重力;当弹簧压缩量最大时,小球速度为,此时弹力大于重力,小球处于非平衡状态。
故答案为:等于;0;非平衡;;
(2) 从刚接触弹簧到压缩至最低点的过程中,小球先加速下落(弹力小于重力),后减速运动(弹力大于重力),直到速度为0,运动状态为先加速后减速。
故答案为:先加速后减速为0;
(3) 当弹簧弹力等于小球重力时,小球速度最大,此时弹簧形变量为。已知弹簧每受压力缩短,则弹簧受到的压力:,弹簧弹力等于小球重力,故小球重力。小球压缩弹簧至最低点时,弹簧最大形变量为,则弹簧弹力的最大值:
故答案为:1;6.1;
【分析】(1) 结合弹力与重力的大小关系,分析小球的运动状态和受力情况;关键知识点为二力平衡条件,即当弹力等于重力时,小球速度达到最大;当速度为0时,弹力大于重力,小球处于非平衡状态。
(2) 根据弹力随弹簧压缩量的变化规律,分析小球从接触弹簧到最低点的运动状态变化;关键知识点为合力方向与运动状态的关系,当弹力小于重力时合力向下,小球加速;当弹力大于重力时合力向上,小球减速。
(3) 利用弹簧的弹力与形变量的正比关系,结合小球速度最大时的受力平衡条件,计算小球重力和弹簧最大弹力;关键知识点为胡克定律的应用(弹力与形变量成正比),以及二力平衡条件的综合应用。
25.科普阅读题
失重现象
失重是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力,小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10N/kg)。
(1)根据图丙分析,小勇在   (选填“”或“”)时间段内处于失重状态,此时小勇所受合力为   N。在时间段内小勇对秤台的压力   他的重力(选填“大于”“小于”或“等于”);
(2)在地球表面质量为400kg的仪器,失重时质量   (选填“大于”“小于”或“等于”)400kg;
(3)我国宇航员王亚平利用小球在太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是________。
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【答案】(1);150;大于
(2)等于
(3)B
【知识点】质量及其特性;重力及其大小的计算;牛顿第一定律;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 (1)小勇的质量为60kg,重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,
小勇的实际质量为60kg,由图像可知,在0~t1阶段,体重秤显示小勇的质量为45kg,即小勇对台秤的压力为450N,而压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,即台秤对小勇的支持力为450N,小勇此时处于失重状态。
小勇所受合力F合=G-F=150N;
由图像可知,在t2~t3阶段,体重秤显示小勇的质量为74kg,即小勇对台秤的压力为740N,所以压力大于重力。
(2)在地球表面质量为400kg的仪器,在太空失重状态下重力为0,但质量不变,仍为400kg。
(3)飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第一运动定律,小球处于静止状态,故甲图正确;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球继续保持匀速直线运动状态,小球会斜向下运动,由于细线不会伸长,所以细线会给小球一个拉力的作用,小球做匀速圆周运动,故丁图正确。
故选B。
故答案为:(1)0~t1;150;大于; (2)等于; (3)B。
【分析】 (1)电梯静止时,小勇对秤台的压力等于其重力;已知小勇的实际质量为60kg,结合图象判断在三个时间段内小勇处的状态,然后判断他对秤台的压力的大小,根据F合=G-F可求出合力的大小;
(2)质量是物质的属性,与物体的位置无关;
(3)根据牛顿第一定律、力和运动的关系分析判断。
(1)[1]小勇的实际质量为60kg,重力为
由图丙可知,在阶段,体重秤显示小勇的质量为45kg,小勇对台秤的压力为
而压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,即体重秤对小勇的支持力为450N,故小勇此时处于失重状态。
[2]小勇所受合力为
[3]在阶段,体重秤显示小勇的质量为74kg,小勇对台秤的压力为
所以压力大于重力。
(2)质量是物体的一种属性,与位置无关,在地球表面质量为400kg的仪器,在太空失重状态下重力为0,但质量不变,仍为400kg。
(3)飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况下,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第一定律,小球处于静止状态,故甲图符合实际;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球要继续保持匀速直线运动状态,小球会斜向下运动,由于细线不会伸长,所以细线会给小球一个拉力的作用,小球做圆周运动,故丁图符合题意,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
1 / 1广东省汕头市潮阳实验学校2025-2026学年八年级下学期第一次阶段学情自测物理素养训练(一)
1.下面是某同学对身边一些物理量进行的估测,其中最符合实际的是(  )
A.物理课本的质量约
B.中学生所受重力约
C.人脉搏跳动10次的时间约为
D.女子米接力第一名成绩为
2.下列实例中,目的是减小摩擦的是(  )
A.塑料瓶盖上刻有条纹
B.冰壶比赛中刷冰
C.轮胎上有花纹
D.用力捏自行车的闸
3.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为、、,其大小关系是(  )
A. B. C. D.
4.下列关于惯性的说法正确的是(  )
A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.神舟飞船搭载的物体进入太空后没有惯性
C.歼击机在空战时丢掉副油箱是为了减小惯性
D.抛出去的篮球受到惯性的作用还会在空中运动一段时间
5.如图下列关于力的说法正确的是(  )
A.爬竿者匀速上爬时受到竖直向上的静摩擦力
B.向瓶内继续注水,瓶保持静止,瓶受到的摩擦力大小不变
C.小琪对体重计的压力与地面对体重计的支持力是一对平衡力
D.爷爷用10N的推力使车匀速前进,看见障碍物立刻改为向后等大的拉力,则小车将立即停下来
6.如图所示,公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行。关于人在水平路面上骑车的过程,以下说法正确的是(  )
A.人受到的重力和人对自行车的压力是相互作用力
B.人对自行车的压力和路面对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车受到的路面的支持力和自行车的重力是一对平衡力
D.人受到的重力与自行车对人的支持力是一对平衡力
7.完全相同的木块A和B以甲、乙两种方式放置在同一水平桌面上,在水平方向的作用力下A、B一起做匀速直线运动,如图所示。已知大小为20N,则(  )
①甲图中,AB间的摩擦力大小为0
②甲图中,木块A受到4个力的作用
③乙图中,推力的大小为20N
④两图中B所受摩擦力方向都是水平向左
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
8.如图所示,是足球被踢出去后在水平面上相同时间内运动的情况,足球被踢出表明力可以改变物体的    ,该足球在做    (选填“匀速”或“变速”)运动,运动方向是水平向    (选填“左”或“右”)的。
9.体育运动中蕴含着丰富的物理知识。“赛龙舟”比赛时,桨向    (选填“前”或“后”)划水时,龙舟就会向前运动,这说明物体间力的作用是    的;龙舟到达终点后不能立即停下来,是由于龙舟具有    。
10.当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有   容易受到伤害,如题图所示,   (选填“头枕”或“安全带”)可以减小汽车急刹车时给人带来的伤害,头枕或安全带   (选填“能”或“不能”)减小人的惯性。
11.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。由图像可知,当时,物体处于   状态,物体受到的摩擦力大小为   N;当时,物体受到的摩擦力大小为   N。
12.如图甲所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做   (选填“匀速”“加速”或“减速”)运动:若此时小车突然加速,烧杯中的水面应是图   (选填“乙”或“丙”)中的形状;图甲中把一杯水看作一个整体,此时这杯水受到   个力的作用。
13.如图所示,手握着重5N瓶子处于竖直静止状态,手对瓶子的握力为10N,手对瓶子的摩擦力为   N,当手对瓶子的握力增大,瓶子受到的摩擦力   (选填“变大”“不变”或“变小”),手握瓶子的力产生的作用效果是改变物体的   。
14.如图甲所示,重为4N的正方形铁块,被大小为5N的水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上匀速下滑,这时铁块在水平方向上受到的合力大小为   N;若对铁块施加一个竖直向上的拉力,如图乙,使该铁块匀速竖直向上运动,则   N,此时铁块受到的拉力与重力   (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
15.如图所示,重10N的足球在空中飞行,画出足球所受重力的示意图。
16.如图竖直墙壁上用细绳悬挂着一个小球,画出小球受到的重力和绳子的拉力,以及小球对墙壁压力的示意图。
17.如图,物体A与弹簧连接,静止在光滑斜面上,如图所示。请画出物体A所受力的示意图。
18.小刚利用如图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。
(1)实验前,弹簧测力计应   (选填“竖直”或“水平”)调零,每次实验需用弹簧测力计拉动物块沿水平方向做   运动;
(2)根据   知识可知,木块受到的摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。实验图乙中,弹簧测力计的示数为   N;
(3)甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时,   越大,滑动摩擦力越大;该实验用到的实验方法是   ;
(4)为了探究滑动摩擦力的大小与接触面越粗糙有关,应比较   两图实验;
(5)小刚发现拉动木块运动时,弹簧测力计示数不稳定,难以读数,于是对实验装置进行了改动,如图丁所示,请你简要说明装置改进后的优点   。
19.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,小明在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料,让小车从斜面相同高度由静止滑下,三次实验现象如图甲所示。
(1)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车运动到斜面底端时的   相同。根据实验现象可得出结论小车受到的阻力越小,运动的路程越   ;
(2)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,则小明   (选填“仍能”或“不能”)得出实验结论。小红认为只降低小车在木板实验中释放时的高度可对实验进行改进,小红的观点   (选填“正确”或“错误”);
(3)若让小车从斜面静止滑下后,先后经过毛巾和木板,小车受到的阻力会   (选填“变小”“不变”或“变大”);
(4)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上   。这说明力是   (选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
20.物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究二力平衡的条件:
(1)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后,把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在   才能平衡;
(2)某次实验中,当左盘砝码质量大于右盘时,小车两边的拉力大小   ,但小车仍处于静止状态。产生这一现象的原因可能是小车受到   的影响;
(3)按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力   。
(4)为尽量减少以上影响,小华提出将甲装置中的小车换成小卡片,如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小明下一步操作是   。
21.我国快递业务量已破950亿件,如图所示是一辆物流机器人智能配送时的情景。该机器人的质量为60kg,从快递驿站出发,以2m/s速度匀速直线运动行驶5min到达派送点;已知它受到的阻力大小为自身重力的0.2倍。求:
(1)机器人从快递驿站到派送点的路程;
(2)机器人受到的阻力大小。
22.质量m=3.6×10-4kg的一滴雨滴从高空由静止开始竖直落下(不计横向风的影响)。雨滴下落过程中受到的空气阻力与下落速度的平方成正比,关系式为f=kv2,其中k为常数,其数值为k=1×10-4Ns2/m2。下落过程中雨滴的速度与下落时间的关系如图所示。求:
(1)雨滴受到的重力;
(2)某一时刻雨滴速度为5m/s,则此时雨滴受到的合外力为多大?
(3)雨滴下落过程中能达到的最大速度v0是多少?
23.2024年4月3日6时56分,长征二号丁运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,随后将遥感四十二号01星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。
(1)如图甲所示,火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,由静止到加速离开地面,直奔天际,这说明力可以改变物体的   ,该推力的施力物体是   。此时卫星相对于长征二号丁运载火箭是   (选填“运动”或“静止”)的.若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于   (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
(2)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有   ,能够继续飞行。
(3)如图乙所示,卫星沿椭圆形轨道运行时,卫星受   (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
24.小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力)。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)实验过程中,当小球的速度达到5.1m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为: F   G(选填“小于”、“等于”或“大于”),当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为   m/s,此时,小球处于   (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)小球下落过程中,从刚碰到弹簧到把弹簧压缩到最低点的过程中,小球的运动状态是   ;(选填“一直减速为0”或“先加速后减速为0”)
(3)实验中所用小球的重力为   N。小球压缩弹簧至最低过程中,弹簧弹力的最大值为   N。
25.科普阅读题
失重现象
失重是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力,小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台。如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示(已知小勇的实际质量为60kg,g取10N/kg)。
(1)根据图丙分析,小勇在   (选填“”或“”)时间段内处于失重状态,此时小勇所受合力为   N。在时间段内小勇对秤台的压力   他的重力(选填“大于”“小于”或“等于”);
(2)在地球表面质量为400kg的仪器,失重时质量   (选填“大于”“小于”或“等于”)400kg;
(3)我国宇航员王亚平利用小球在太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是________。
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】质量及其特性;时间的估测;时间及其测量;重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、物理课本的质量约为200g左右,题目中未给出具体数值,若数值明显偏离实际(如2kg),则不符合实际,故A错误;
B、中学生的质量约为50kg,所受重力约为,该选项符合实际,故B正确;
C、人脉搏跳动频率约为每分钟60-80次,跳动10次的时间约为8-10s,若题目中数值明显偏离(如1s),则不符合实际,故C错误;
D、女子1000米接力的成绩通常远大于1分钟,若题目中数值明显偏小(如10s),则不符合实际,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查质量的估测,需结合常见物体的质量范围判断;
B、考查重力的估测,利用结合中学生的质量计算,判断是否符合实际;
C、考查时间的估测,需结合人脉搏跳动的频率分析;
D、考查运动时间的估测,需结合常见田径项目的成绩范围判断。
2.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、塑料瓶盖上刻有条纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故 A 不符合题意;
B、冰壶比赛中刷冰,使冰面形成一层水膜,通过使接触面分离来减小摩擦,故 B 符合题意;
C、轮胎上有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故 C 不符合题意;
D、用力捏自行车的闸,是通过增大压力来增大摩擦,故 D 不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、考查增大摩擦的方法,通过增大接触面粗糙程度实现;
B、考查减小摩擦的方法,通过使接触面分离(水膜)实现;
C、考查增大摩擦的方法,通过增大接触面粗糙程度实现;
D、考查增大摩擦的方法,通过增大压力实现。
3.【答案】A
【知识点】弹力;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】设单个小球重力为;
第一张图:弹簧下端挂一个小球,;
第二张图:滑轮只改变拉力方向,弹簧拉力等于小球重力,;
第三张图:两侧小球重力相等,弹簧拉力等于单侧小球重力,;
因此,故A正确,BCD错误;
故答案为:A。
【分析】考查二力平衡条件和定滑轮原理,静止物体受力平衡时弹簧弹力与所受拉力大小相等,定滑轮本质是等臂杠杆,使用时只能改变力的方向,无法改变力的大小,弹簧两端受到等大拉力时,弹簧弹力大小等于一端的拉力。
4.【答案】C
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】A、惯性的大小只与物体的质量有关,与运动速度没有关系;高速行驶的火车不容易停下来,本质原因是火车的质量大、惯性大,运动状态难以改变,并非因为速度大而惯性变大,故 A 错误;
B、惯性是一切物体的固有属性,无论物体处于什么位置、运动状态如何,只要有质量就有惯性;神舟飞船搭载的物体进入太空后,质量并未消失,因此仍然具有惯性,故 B 错误;
C、惯性的大小与物体的质量成正比,质量越小,惯性越小;歼击机在空战时丢掉副油箱,通过减小自身总质量来减小惯性,从而提升飞行的机动性和灵活性,故 C 正确;
D、惯性是物体本身的属性,不是一种力,不能表述为 “受到惯性的作用”;抛出去的篮球能在空中继续运动,是因为篮球具有惯性,会保持原来的运动状态,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】A、考查惯性的影响因素,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,其大小仅由物体的质量决定,与速度、位置等因素无关,选项中 “速度越大惯性越大” 的说法违背了这一核心规律;
B、考查惯性的普遍性,惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性,即使在太空失重环境中,物体的质量依然存在,惯性也不会消失;
C、考查惯性的实际应用,减小物体的质量可以有效减小惯性,歼击机丢掉副油箱正是利用这一原理,通过降低质量来减小惯性,从而在空战中更灵活地改变运动状态;
D、考查惯性的表述规范,惯性是属性而非力,不能说 “受到惯性的作用”,正确的表述是 “物体具有惯性”,选项中的表述混淆了惯性与力的概念。
5.【答案】A
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】A、爬竿者匀速上爬时,竖直方向受力平衡,重力与静摩擦力大小相等、方向相反,因此受到竖直向上的静摩擦力,故 A 正确;
B、向瓶内注水后,瓶的总重力增大,瓶保持静止时摩擦力与重力平衡,因此摩擦力会增大,故 B 错误;
C、地面对体重计的支持力等于体重计和小琪的总重力,大于小琪对体重计的压力,不满足 “等大” 条件,不是平衡力,故 C 错误;
D、小车匀速前进时摩擦力为 10N,改为向后拉力时,拉力与摩擦力同向,小车会减速但不会立即停下,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】A、考查二力平衡,匀速运动的物体受力平衡,爬竿者的重力与静摩擦力是一对平衡力,摩擦力方向与重力相反;
B、考查静摩擦力的变化,静摩擦力与平衡的外力(此处为重力)大小相等,注水后重力增大,摩擦力也随之增大;
C、考查平衡力的条件,平衡力需满足 “同物、等大、反向、共线”,该选项中两个力大小不等;
D、考查力与运动的关系,小车受向后的合力,会减速但因惯性无法立即停止。
6.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A、人受到的重力作用在人身上,人对自行车的压力作用在自行车上,二者方向相同,不符合相互作用力 “方向相反、作用在不同物体上” 的条件,故 A 错误;
B、人对自行车的压力大小等于人的重力,路面对自行车的支持力大小等于自行车与人的总重力,二者大小不相等,不满足平衡力条件,故 B 错误;
C、路面对自行车的支持力大小等于自行车与人的总重力,大于自行车自身的重力,二者大小不相等,不是一对平衡力,故 C 错误;
D、人受到的重力作用在人身上,方向竖直向下;自行车对人的支持力也作用在人身上,方向竖直向上;二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】A、考查相互作用力的判断,相互作用力需满足 “作用在两个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上”,选项中两个力方向相同,不符合条件;
B、考查平衡力的判断,平衡力需满足 “作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上”,选项中两个力大小不等,不符合条件;
C、考查平衡力的判断,路面对自行车的支持力等于人和自行车的总重力,大于自行车的重力,二者大小不等,不是平衡力;
D、考查平衡力的判断,人静止时,重力与自行车对人的支持力作用在同一物体(人)上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合平衡力的全部条件。
7.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】①在甲图中,A、B两物体一同做匀速直线运动,二者之间不存在相对运动,也没有相对运动的趋势,因此A、B之间的摩擦力为0,故①的判断正确。
②对甲图中的B物体进行完整受力分析:竖直方向上,它受到自身重力、A对它的压力以及地面对它的支持力;水平方向上,它受到向右的拉力 F 和地面对它向左的滑动摩擦力。因此B物体共受到5个力的作用,而非4 个,故②的判断错误。
③无论是甲图还是乙图,A、B整体对桌面的压力(等于两物体重力之和)和接触面粗糙程度均未改变,因此整体受到的滑动摩擦力大小不变。又因为两物体都做匀速直线运动,推力与摩擦力是一对平衡力,所以乙图中的推力大小与甲图拉力大小相等,均为F,故③的判断正确。
④甲图中,A与B匀速运动且无相对运动趋势,A不受摩擦力;乙图中,A受到B对它向右的推力,为保持匀速,A会受到地面对它向左的滑动摩擦力。因此,并非两图中A所受摩擦力方向都水平向左,故④的判断错误。
故选:A。
【分析】(1)摩擦力的产生条件:两物体间必须存在相对运动或相对运动趋势,才会产生摩擦力。匀速运动且无相对运动趋势时,摩擦力为零。
(2)受力分析的完整性:分析物体受力时,要同时考虑竖直方向和水平方向的所有力,避免遗漏压力、支持力等。
(3)滑动摩擦力的决定因素:滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,与拉力、推力大小无关。匀速直线运动时,外力与摩擦力始终平衡。
(4)受力分析的针对性:不同情境下,同一物体的受力情况可能不同,需结合具体运动状态判断摩擦力的有无及方向。
8.【答案】运动状态;变速;左
【知识点】匀速直线运动特点;力的作用效果
【解析】【解答】脚对足球施加作用力后,足球从静止状态开始向前飞出,运动快慢发生改变,由此说明力能够改变物体的运动状态。
由频闪轨迹能够看出,相等的时间间隔里足球通过的路程各不相同,根据变速运动定义,路程不等则足球做变速直线运动。
足球离开脚后受地面滑动摩擦力作用持续减速,运动速度不断变小,相同时间内经过的路程逐步缩短;结合间距从右往左不断变小的特点,可判断足球整体向左滑行。故答案为:运动状态;变速;左;
【分析】对照足球受力前后动静的变化,依托力的作用效果相关知识点完成原理说明。
依据变速运动判定标准,通过等时内路程不相等的图像信息,确定运动类型。
结合摩擦力阻碍运动使物体减速的规律,利用间距逐渐减小的轨迹特征反向判断运动方向。
9.【答案】后;相互;惯性
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象
【解析】【解答】龙舟比赛时,用桨向后划水,船桨给水向后的作用力,水给船桨向前的作用力,是物体间力的作用是相互的。
龙舟具有惯性,仍有保持原来运动状态的性质,则龙舟到达终点,不能立即停下来。
【分析】物体间力的作用是相互的;力可以改变物体的运动状态;惯性是物体继续保持原来状态的性质。
10.【答案】惯性;安全带;不能
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】惯性指物体维持原有运动状态不变的固有属性,车辆突然加速或紧急刹车时,驾乘人员身体会凭借惯性保持原来的运动状态,身体和车体出现相对滑动,极易磕碰受伤。
车辆急刹瞬间,人体上半身因惯性向前冲出,安全带束缚躯干,缓冲向前的冲击力;遭遇追尾、车辆骤然提速时,座椅头枕抵住头部,避免头部因惯性向后甩动造成颈椎损伤。
惯性大小只由物体质量决定,安全带与头枕不会改变驾乘人员质量,所以无法减小惯性本身,只能约束人体位移,降低惯性带来的磕碰伤害。
故答案为:惯性;安全带;不能;
【分析】依托惯性的定义,结合车辆变速时人体运动滞后的现象,解释乘车易受伤的原理。
分刹车、追尾加速两种场景,根据惯性带来的身体倾倒方向,分别说明安全带、头枕的防护作用。
紧扣惯性只与质量有关的知识点,区分 “减小惯性” 和 “减小惯性危害” 两个不同概念。
11.【答案】静止;1;2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;摩擦力的大小
【解析】【解答】由图丙可知,当 时,物体速度为0,处于静止状态;由图乙可知,此时推力 。静止时摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,因此摩擦力 。
由图丙可知,4~6s内物体做匀速直线运动,此时推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;由图乙可知,此时推力 ,因此摩擦力 。当 时,物体做加速运动,由于压力大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,因此此时摩擦力大小仍为2N。
故答案为:静止;1;2;
【分析】考查静摩擦力的计算,当物体静止时,静摩擦力与推力平衡,大小相等,因此直接读取此时的推力即可得到静摩擦力大小。
考查滑动摩擦力的判断,匀速直线运动时滑动摩擦力与推力平衡,可先求出滑动摩擦力大小;加速运动时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,因此与匀速时的摩擦力相等。
12.【答案】匀速;乙;2
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】由图甲可知,盛有水的烧杯随小车水平向右运动时,液面始终与水平地面保持相平,说明烧杯和小车一起水平向右做匀速直线运动,二者处于平衡状态。将烧杯和水视为整体受力分析,水平方向不受力,竖直方向受到重力和小车的支持力两个力的作用;当小车突然加速时,由于水具有惯性,会保持原来的运动状态,因此水面会向左倾斜,形状与图乙中对应的形状一致。
故答案为:匀速;乙;2;
【分析】本题考查平衡状态与惯性的应用。首先根据液面水平判断小车处于匀速直线运动状态,此时受力平衡;再利用惯性原理分析小车突然加速时水的运动趋势,从而判断水面形状。
13.【答案】5;不变;形状
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小
【解析】【解答】瓶子悬空保持静止,处于受力平衡状态,竖直方向上手对瓶子的静摩擦力与瓶子自身重力是一对平衡力,二力大小相等,因此摩擦力大小等于瓶子重力5N。
增大手握瓶子的握力时,瓶子重力保持不变、依旧静止,竖直方向静摩擦力和重力仍满足二力平衡,重力不变则静摩擦力大小保持不变。
手施加在瓶身的压力让瓶子外形出现凹陷形变,该力的作用效果为改变物体的形状。
故答案为:5;不变;形状;
【分析】依托二力平衡条件,物体静止时竖直方向摩擦力与重力平衡,直接由重力数值确定静摩擦力大小。
明确静摩擦力只由平衡力决定,握力属于水平压力不影响竖直受力,重力不变则静摩擦力不变。
结合力的两种作用效果,根据瓶子受压变形的现象,判断力改变物体形状。
14.【答案】0;8;不是
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;力的合成与应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 在甲图情境中,铁块沿竖直方向匀速下滑,说明铁块处于平衡状态。水平方向上铁块保持静止,根据牛顿第一定律可知,此时铁块在水平方向所受合力为。在甲图竖直方向上,铁块受到的重力与滑动摩擦力构成平衡力,因此摩擦力大小。 乙图情境中,当施加竖直向上的拉力使铁块匀速上升时: 由于压力与接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力仍保持(方向变为竖直向下) 根据三力平衡条件:, 此时拉力与重力大小不等,不符合平衡力定义。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用;
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
3、力的合成与应用:两个力在同一直线上,方向相反,合力为两个力的代数差,方向相同,合力为两个力的代数和。
15.【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】重力方向始终竖直向下,与物体运动方向无关;以足球球心作为重力的作用点,从重心竖直向下画出带箭头的线段,在线段末端标注G=10N,完成重力示意图绘制。如图所示:;
故答案为:

【分析】牢记重力方向竖直向下、作用点在重心的画图要求,按照 “定点→定向→画线→标注力的大小与符号” 的步骤规范画重力示意图。
16.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图
【解析】【解答】小球受到三个力的作用:
重力:作用点在小球的重心,方向竖直向下;
绳子的拉力:作用点在小球的重心,方向沿绳子斜向上;
墙壁的压力:作用点在小球与墙壁的接触点,方向垂直于墙壁,指向小球(水平向右)。如图所示:
故答案为:

【分析】本题考查受力示意图的绘制,核心是明确每个力的三要素(作用点、方向、大小)。重力始终竖直向下,作用点在重心;拉力沿绳子方向;压力垂直于接触面指向被压物体,作用点在接触面上,据此画出各力即可。
17.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力
【解析】【解答】斜面光滑,不受摩擦力,物体在重力作用下,沿斜面下滑,静止后,受到重力(竖直向下),弹簧的弹力(平行于斜面向上),斜面的支持力(垂直于斜面向上),如图所示:
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
2、接触面光滑,不受摩擦力,弹簧受到压缩,产生形变,进而产生弹力。
18.【答案】(1)水平;匀速直线
(2)二力平衡;3.4
(3)压力;控制变量法
(4)甲丙
(5)改进后的装置不需要拉动木板做匀速直线运动,便于操作;或弹簧测力计静止,便于读数
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)本实验在水平方向测摩擦力,若弹簧测力计竖直调零,水平使用时弹簧自身重力会影响示数,因此需水平调零。
只有物块做匀速直线运动时,水平方向上拉力和摩擦力才是一对平衡力,大小相等,才能通过弹簧测力计的示数准确反映摩擦力大小。
故答案为:水平;匀速直线;
(2)物块做匀速直线运动时,根据二力平衡原理,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
图乙中弹簧测力计的分度值为 0.2N,示数为 3.4N。
故答案为:二力平衡;3.4;
(3)甲、乙实验中接触面粗糙程度相同,乙中木块增加砝码使压力增大,弹簧测力计示数变大,说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;该实验采用控制变量法。
故答案为:压力;控制变量法;
(4)甲、丙实验中木块对接触面的压力相同,接触面粗糙程度不同,符合控制变量法的要求,可探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
故答案为:甲丙;
(5)改进后木块相对地面静止,摩擦力与弹簧测力计的拉力始终是一对平衡力,无论木板如何运动,木块都处于平衡状态,弹簧测力计示数稳定,无需控制木板匀速运动。
故答案为:改进后的装置不需要拉动木板做匀速直线运动,便于操作;或弹簧测力计静止,便于读数;
【分析】(1)本题考查滑动摩擦力实验的操作要点,需明确弹簧测力计的调零方向应与测量方向一致,且只有匀速直线运动时拉力与摩擦力才平衡。
(2)本题考查二力平衡的应用和弹簧测力计读数,匀速直线运动时摩擦力等于拉力,再根据分度值读取示数。
(3)本题考查控制变量法的应用,通过控制接触面粗糙程度不变,改变压力,探究滑动摩擦力与压力的关系。
(4)本题考查控制变量法的应用,通过控制压力不变,改变接触面粗糙程度,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(5)本题考查实验装置的改进优势,改进后木块始终静止,无需控制木板匀速运动,示数更稳定。
(1)[1]因为实验是在水平方向拉动物块测量摩擦力,若竖直调零,水平使用时弹簧自身重力会影响示数,所以要水平调零。
[2]只有物块做匀速直线运动时,水平方向上拉力和摩擦力才是一对平衡力,大小相等,才能通过弹簧测力计的示数准确反映摩擦力大小。
(2)[1]当物块做匀速直线运动时,根据二力平衡的原理,此时木块受到的摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
[2]图乙弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N。
(3)[1][2]甲、乙实验中接触面都是木板(粗糙程度相同),乙中木块上增加砝码,对接触面的压力增大,弹簧测力计示数变大,说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;该实验用到的实验方法是控制变量法。
(4)甲、丙实验中木块对接触面的压力相同(同一木块),接触面分别为木板和棉布(粗糙程度不同),符合控制变量法的要求,可探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(5)改进后木块相对地面静止,受到的摩擦力与弹簧测力计的拉力始终是一对平衡力,无论木板如何运动,木块都处于平衡状态,弹簧测力计示数稳定,无需控制木板匀速运动。
19.【答案】(1)速度;长
(2)仍能;错误
(3)变小
(4)做匀速直线运动;改变
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)小车从斜面上由静止滑下时,初始高度越高,进入水平面时的初始速度越大;让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车运动到斜面底端时的速度相同。
根据实验现象(毛巾→棉布→木板,表面越光滑,阻力越小,小车运动得越远),可得出结论:小车受到的阻力越小,运动的路程越长。
故答案为:速度;长;
(2)若小车仅在木板上滑行时滑出了右端,仍能通过对比毛巾、棉布、木板的滑行距离趋势,判断阻力对运动的影响,得出实验结论。
只降低小车在木板实验中释放时的高度,会改变小车到达水平面时的速度,不符合控制变量法的要求,因此该观点错误。
故答案为:仍能;错误;
(3)毛巾表面比木板表面更粗糙,毛巾对小车的阻力更大,所以小车从毛巾到木板时,受到的阻力会变小。
故答案为:变小;
(4)若水平面绝对光滑,小车不受阻力,运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
实验中小车受摩擦力,运动状态发生改变,说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
故答案为:做匀速直线运动;改变;
【分析】(1)本题考查控制变量法在阻力对物体运动影响实验中的应用,通过控制小车下滑高度来控制初速度,再根据滑行距离分析阻力对运动的影响。
(2)本题考查实验误差分析和控制变量法的严谨性,滑出木板不影响趋势判断,而改变高度会破坏实验的变量控制。
(3)本题考查阻力大小与接触面粗糙程度的关系,接触面越粗糙,阻力越大,因此毛巾到木板阻力变小。
(4)本题考查牛顿第一定律的推理和力与运动的关系,通过实验现象推理得出不受阻力时的运动状态,并理解力的作用效果是改变运动状态。
(1)[1]小车从斜面上由静止滑下时的初始高度越高,进入水平面时的初始速度就越大;让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车运动到斜面底端时的速度相同。
[2]根据实验现象(毛巾→棉布→木板,表面越光滑,阻力越小,小车运动得越远),可得出结论:小车受到的阻力越小,运动的路程越长。
(2)[1]若小车仅在木板上滑行时滑出了右端,小明仍能得出实验结论,因为可以通过对比毛巾、棉布、木板的滑行距离趋势,判断阻力对运动的影响。
[2]小红认为只降低小车在木板实验中释放时的高度,这个观点是错误的,因为实验需要控制小车到达水平面时的速度相同,改变高度会改变速度,不符合控制变量法的要求。
(3)毛巾表面比木板表面更粗糙,毛巾表面对小车的阻力更大,所以小车从毛巾到木板时,受到的阻力会变小。
(4)[1]若水平面绝对光滑,小车不受阻力,运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
[2]实验中小车受摩擦力,运动状态改变,这说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
20.【答案】(1)同一直线
(2)不相等;摩擦力
(3)方向相反
(4)把卡片剪成两半
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)将小车转过一个角度,两个拉力不再作用在同一直线上,小车会转动;恢复静止时,两个拉力重新回到同一直线。该现象说明:二力平衡的条件之一是两个力必须作用在同一直线上。
故答案为:同一直线;
(2)拉力大小等于砝码的重力,左盘砝码质量大于右盘,因此小车两边的拉力大小不相等。小车仍静止,是因为水平方向除了两个拉力,还受到摩擦力的作用,三个力的合力为零。
故答案为:不相等;摩擦力;
(3)两个托盘放在小车同一侧,放入质量相等的砝码,此时两个拉力大小相等、作用在同一直线上,但方向相同,小车会运动。这说明:相互平衡的两个力,除了大小相等、作用在同一直线上,还必须方向相反。
故答案为:方向相反;
(4)为验证 “只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,可将卡片剪成两半。剪开后,两个小卡片各自受到一个拉力,若无法保持静止,即可证明该条件。
故答案为:把卡片剪成两半;
【分析】(1)本题考查二力平衡条件的实验验证,通过改变两个力的作用线,观察小车运动状态的变化,得出 “二力需作用在同一直线上” 的结论。
(2)本题考查实验误差分析,当两边拉力不相等时,小车仍静止,是因为受到摩擦力的作用,需考虑摩擦力对实验的影响。
(3)本题考查二力平衡条件的补充验证,通过让两个拉力方向相同,观察小车运动,得出 “二力需方向相反” 的结论。
(4)本题考查二力平衡条件的最后一个条件,通过将受力物体拆分,验证 “二力必须作用在同一物体上” 的结论。
(1)将小车转过一个角度,两个拉力不再作用在同一直线上,小车会转动;恢复静止时,两个拉力重新回到同一直线。该实验现象说明二力平衡的条件之一是:两个力必须作用在同一直线上。
(2)[1][2]拉力大小等于砝码的重力,左盘砝码质量大于右盘,因此小车两边的拉力大小不相等。小车仍静止,是因为水平方向除了两个拉力,还受到第三个力(摩擦力)的作用,三个力的合力为零。
(3)两个托盘放在小车同一侧,放入质量相等的砝码,此时两个拉力大小相等、作用在同一直线上,但方向相同,小车运动。这说明相互平衡的两个力,除了大小相等、作用在同一直线上,还必须方向相反。
(4)为达到实验目的,可将受力物体拆分,把卡片剪成两半。剪开后,两个小卡片各自受到一个拉力,若无法保持静止,即可验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。
21.【答案】(1)已知机器人的行驶速度 ,行驶时间 ,根据速度公式 ,可得行驶路程:
(2)已知机器人质量 ,根据重力公式 ,可得所受重力:
根据题意,阻力为重力的0.2倍,因此阻力:
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)本题考查路程的计算,核心公式为 ,需先将时间单位换算为秒,再代入速度和时间计算路程。
(2)本题先通过 计算机器人的重力,再根据阻力与重力的倍数关系 求出阻力大小。
(1)机器人行驶的路程为
(2)机器人所受的重力为
根据题意,机器人受到的阻力大小为其自身重力的0.2倍,则阻力为
22.【答案】解:(1)根据重力计算公式,代入雨滴质量与重力常量:
(2)结合阻力公式,代入对应速度数值,求解瞬时阻力:
雨滴竖直方向受向下重力、向上阻力,两个力方向相反,合外力为两力差值:
(3)雨滴下落后期匀速运动,受力平衡,空气阻力与重力大小相等,;
对变形得到,代入数据:
答:(1)雨滴重力;(2)对应速度下合外力;(3)雨滴最大下落速度。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
【解析】【分析】(1)依托重力推导公式,把题干给出的质量、取值直接代入式子,完成雨滴重力运算。
(2)先利用题目给出的阻力关系式算出阻力大小,再根据同一直线反向二力合成规律,用重力减去阻力得到物体受到的合外力。
(3)物体匀速下落满足二力平衡,将此等量关系带入阻力公式,变形为,代入对应物理量求解极限下落速度。
23.【答案】(1)运动状态;燃气;静止;匀速直线运动
(2)惯性
(3)非平衡力
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;惯性及其现象;运动和静止的相对性
【解析】【解答】(1)火箭发射时,在燃气推力作用下由静止加速升空,说明力可以改变物体的运动状态,推力的施力物体是喷出的燃气。
力的作用是相互的,火箭向下喷出燃气,燃气同时对火箭施加向上的推力,因此该推力的施力物体是燃气。
卫星与长征二号丁运载火箭之间没有位置变化,因此卫星相对于火箭是静止的。
根据牛顿第一定律,若此时火箭所受外力全部消失,火箭将保持匀速直线运动状态。
故答案为:运动状态;燃气;静止;匀速;直线运动
(2)卫星脱离火箭后,由于具有惯性,会保持原来的运动状态,因此能继续沿轨道飞行。
故答案为:惯性;
(3)卫星沿椭圆形轨道运行时,运动方向不断改变,运动状态发生变化,因此卫星不处于平衡状态,受到非平衡力的作用。
故答案为:非平衡力;
【分析】(1)本题考查力的作用效果、施力物体判断、相对运动和牛顿第一定律。通过火箭的运动变化分析力对运动状态的改变,利用力的相互性判断施力物体,根据位置变化判断运动状态,再结合牛顿第一定律分析外力消失后的运动情况。
(2)本题考查惯性的应用,卫星脱离火箭后,依靠惯性保持原来的运动状态继续飞行。
(3)本题考查平衡状态的判断,物体运动状态不变时受平衡力,卫星运动方向改变,说明受非平衡力作用。
(1)[1]火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,由静止到加速离开地面,直奔天际,火箭由静止到运动,这说明力可以改变物体的运动状态。该推力的施力物体是燃气。
[2]力是物体间的相互作用,高温高压燃气从尾部喷出,由于物体间力的作用是相互的,燃气会施加给火箭一个推力,故该推力的施力物体是燃气,即喷出的气体。
[3]卫星相对于长征二号丁运载火箭没有位置上的变化,是静止的。
[4]由牛顿第一定律可知,若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于匀速直线运动状态。
(2)任何物体都具有惯性,当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有惯性,要保持原来的运动状态,能够继续飞行。
(3)卫星沿椭圆形轨道运行时,运动方向在发生改变,卫星不处于平衡状态,故卫星受非平衡力。
24.【答案】等于;0;非平衡;先加速后减速为0;1;6.1
【知识点】弹力;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1) 小球接触弹簧下落过程中,弹簧逐渐形变,弹力逐渐增大。初始阶段,弹力小于重力,小球加速下落;当弹力与重力相等时,小球速度达到最大(),此时弹力等于小球重力;当弹簧压缩量最大时,小球速度为,此时弹力大于重力,小球处于非平衡状态。
故答案为:等于;0;非平衡;;
(2) 从刚接触弹簧到压缩至最低点的过程中,小球先加速下落(弹力小于重力),后减速运动(弹力大于重力),直到速度为0,运动状态为先加速后减速。
故答案为:先加速后减速为0;
(3) 当弹簧弹力等于小球重力时,小球速度最大,此时弹簧形变量为。已知弹簧每受压力缩短,则弹簧受到的压力:,弹簧弹力等于小球重力,故小球重力。小球压缩弹簧至最低点时,弹簧最大形变量为,则弹簧弹力的最大值:
故答案为:1;6.1;
【分析】(1) 结合弹力与重力的大小关系,分析小球的运动状态和受力情况;关键知识点为二力平衡条件,即当弹力等于重力时,小球速度达到最大;当速度为0时,弹力大于重力,小球处于非平衡状态。
(2) 根据弹力随弹簧压缩量的变化规律,分析小球从接触弹簧到最低点的运动状态变化;关键知识点为合力方向与运动状态的关系,当弹力小于重力时合力向下,小球加速;当弹力大于重力时合力向上,小球减速。
(3) 利用弹簧的弹力与形变量的正比关系,结合小球速度最大时的受力平衡条件,计算小球重力和弹簧最大弹力;关键知识点为胡克定律的应用(弹力与形变量成正比),以及二力平衡条件的综合应用。
25.【答案】(1);150;大于
(2)等于
(3)B
【知识点】质量及其特性;重力及其大小的计算;牛顿第一定律;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 (1)小勇的质量为60kg,重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,
小勇的实际质量为60kg,由图像可知,在0~t1阶段,体重秤显示小勇的质量为45kg,即小勇对台秤的压力为450N,而压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,即台秤对小勇的支持力为450N,小勇此时处于失重状态。
小勇所受合力F合=G-F=150N;
由图像可知,在t2~t3阶段,体重秤显示小勇的质量为74kg,即小勇对台秤的压力为740N,所以压力大于重力。
(2)在地球表面质量为400kg的仪器,在太空失重状态下重力为0,但质量不变,仍为400kg。
(3)飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第一运动定律,小球处于静止状态,故甲图正确;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球继续保持匀速直线运动状态,小球会斜向下运动,由于细线不会伸长,所以细线会给小球一个拉力的作用,小球做匀速圆周运动,故丁图正确。
故选B。
故答案为:(1)0~t1;150;大于; (2)等于; (3)B。
【分析】 (1)电梯静止时,小勇对秤台的压力等于其重力;已知小勇的实际质量为60kg,结合图象判断在三个时间段内小勇处的状态,然后判断他对秤台的压力的大小,根据F合=G-F可求出合力的大小;
(2)质量是物质的属性,与物体的位置无关;
(3)根据牛顿第一定律、力和运动的关系分析判断。
(1)[1]小勇的实际质量为60kg,重力为
由图丙可知,在阶段,体重秤显示小勇的质量为45kg,小勇对台秤的压力为
而压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,即体重秤对小勇的支持力为450N,故小勇此时处于失重状态。
[2]小勇所受合力为
[3]在阶段,体重秤显示小勇的质量为74kg,小勇对台秤的压力为
所以压力大于重力。
(2)质量是物体的一种属性,与位置无关,在地球表面质量为400kg的仪器,在太空失重状态下重力为0,但质量不变,仍为400kg。
(3)飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况下,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第一定律,小球处于静止状态,故甲图符合实际;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球要继续保持匀速直线运动状态,小球会斜向下运动,由于细线不会伸长,所以细线会给小球一个拉力的作用,小球做圆周运动,故丁图符合题意,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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