2022年中考物理复习之挑战压轴题(解答题):运动和力(10题).pdf
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1、2022年中考物理复习之挑战压轴题(解答题):运动和力(10题)一.实验探究题(共2小题)I.(2021 大庆模拟)小明在探究阻力对物体运动的影响的实验中,让同一小车先后三次在同一斜面的同一高度由静止滑下,在与斜面相接的水平面上运动,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上运动的路程。他将结果记录在如表中:实验序号水平部分材料小车所受阻力的情况小车运动的路程s/cm1棉布大18.302木板较大26.833玻璃板小(1)使 小 车 从 同 一 斜 面 的 同 一 高 度 由 静 止 滑 下 是 为 了。(2)第3次实验中,小车在水平玻璃板上滑行的停止位置如图甲所示,请你帮他读出小车在玻璃板上运动
2、的路程为 cm。(3)小明分析表中内容得知:水平面越光滑,小车受到的阻力就越 (填“大”或“小”),小车运动的路程就越 (填“远”或“近”),可推知小车速度减小得越 (填“快”或“慢)(4)设想小车在绝对光滑的水平面上运动,即水平方向不受阻力作用,水平面足够长,小 车 将 一 直 做 运动,由此可见,小车之所以一直运动下去是由于小车具有。通过实验可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体 的原因。(5)如图乙所示,重为5 N的物体B通过定滑轮沿水平方向拉着重为50N的物体A向右做匀速直线运动,物 体A受到的摩擦力为 N o如果对物体A施加一个水平向左的拉力F,使物体B匀速上升,则拉力F=N。
3、(不计绳重和绳与滑轮的摩擦)2.(2021春抚顺期末)小明想探究“滑动摩擦力的大小和什么因素有关?”,找来两块质量相同而表面粗糙程度不同的物块A和B,在水平桌面上做了如图所示的四次探究实验。甲 乙 丙 丁(1)如图甲实验,小明用弹簧测力计沿水平方向拉动物块做 运动,从而测出了滑动摩擦力的大小。(2)通过甲、乙两次实验得出:在接触面粗糙程度相同时,越大,滑动摩擦力越大。(3)如果甲实验中,以V I、V2、V 3的速度水平匀速拉动弹簧测力计(V1V2V3),物块A所受摩擦力大小将 (选 填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“保持不变”)。如果在乙实验中物块A、B 一起加速运动,则物块B (选 填“受”或
4、“不受”)摩擦力。(4)通过上述实验过程的数据,可求出在丙中物块B摩擦力为 N o(5)小明在水平桌面又上铺了一条毛巾,做了实验丁 对比乙、丁两次实验,可得出:在压力相同时,接触面的越 (选 填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大。二.计 算 题(共4小题)3.(2 0 2 1春长沙月考)科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时,接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比,可用公式表示为%=k F.(k指摩擦系数,为小于1的正数,与材质和粗糙程度有关:FIE为物体对接触面的压力大小。)当相互接触的两物体的材料均不变时,k的大小不发生改变;当相互接触的两物体的材料改变时,k的
5、大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A (重量2 0 N)、B (重 量1 0 N)和C (重 量1 0 0 N),A、C之间的摩擦系数k A=0.3,B、C之间的摩擦系数k B未知。将A、C如图甲放在水平地面上时,用水平推力Fi恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时,用大小为8 N的水平推力F 2恰 好 使A、B 一 起 在C的 表 面 上 向 右 做 匀 速 直 线 运 动。圆环AC甲 乙 丙 丁(1)如图甲,水平推力Fi 的大小为多少?(2)如图乙,B受到摩擦力的大小为多少?(3)如图丙,将物体C竖直固定在水平地面上,用水平压力F3 将
6、A、B重叠压在C的表面上且A、B一起向下做匀速直线运动(A、B间不发生相对滑动),则水平压力F3 的大小为多少?(4)如图丁所示,有一根材质均匀的圆柱形钢管水平悬空放置,有一个半径比钢管稍大的圆环A套在钢管上,小培同学在圆环的两侧绑有较长的轻绳,并在另外一端用轻棍固定好。使得圆环A在拉力F 的作用下能顺畅的沿着水平方向做匀速直线运动。已知圆环A的质量为6 k g,圆环与钢管之间的摩擦系数为k 4=0.2,且圆环还受到一个竖直方向的力 F4 的作用,若 F=1 0 N,则这个竖直方向的力F4 的大小为多少牛?(g取 1 0 N/k g)4.(2 0 1 9 拱墅区二模)如图所示,一气球与所挂物体
7、的总质量为5 m,气球所受浮力始终保持 4 0 N 不变,气球受到的空气阻力与速度成正比,即 f=k v(k为常数),此时气球以2 m/s竖直向下做匀速直线运动;若减少所挂物体,使气球与剩余物体的总质量变为3 m,经过一段时间后,气球恰好以2 m/s 竖直向上做匀速直线运动。(物体所受浮力和空气阻力忽略不计,g=1 0 N/k g)(1)画出气球与所挂物体以2 m/s 竖直向下做匀速直线运动时的受力示意图。(2)计算出m 的大小。(3)若去掉所挂的所有物体,气球的质量为m,则气球能达到的最大速度是多少?5.(2 0 1 9 黄州区校级模拟)如图的箱子质量为m (已知),箱子所受的空气阻力的大小
8、关系为 f=D (O.Ol v+O.OOl v2),D为 常 数(未知),在以下情况中箱子始终受到竖直向上的恒力 F(未知)作用,箱子中装载质量为2 5 m 的重物,此时箱子以l m/s 的速度竖直向下匀速运动,如果箱子中装载物的质量减为1 4 m,经过一段时间,箱子恰能以l m/s 的速度竖直向上匀速运动,重力常数g已知。求:(1)恒力F 的大小。(2)若去掉箱子中的重物,经过一段时间后,箱子能达到的最大速度为多少?6.(2 0 1 7 秋渝中区校级期末)科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时,接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比,可用公式表示为f 4 =k FE
9、.k指摩擦系数,为小于1 的正数;当相互接触的两物体的材料均不变时,k的大小不发生改变;当相互接触的两物体的材料改变时,k的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A (重量2 0 N)、B (重 量 1 0 N)和 C (重 量 1 0 0 N),A、C之间的摩擦系数k A=0.3,B、C之间的摩擦系数k B 未知。将 A、C如图甲放在水平地面上时,用水平推力Fi 恰好使A在 C的表面上向右做匀速直线运动。将 A、B和 C如图乙放在水平地面上时,用大小为8N 的水平推力F2 恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。(1)如图甲,水平推力Fi 的大小为多少?(2)如图乙,B受
10、到摩擦力的大小为多少?(3)如图丙,将物体C竖直固定在水平地面上,用水平压力F3 将A、B重叠压在C的表面上,且 A、B一起向下做匀速直线运动(A、B间不发生相对滑动),则水平压力F3的大小为多少?三.综 合 能 力 题(共 3小题)7.(2 0 2 1 盐城一模)阅读短文,回答问题。空气阻力在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气,谁就能赢得比赛!这里所说的空气,指的就是空气阻力。物体在流体(气体、液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做
11、流线型)的物体所受阻力较小。雨滴从高空由静止下落,速度会越来越大,所受空气阻力也越来越大,下落过程中受到的空气阻力与雨滴(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度V的平方成正比,即f=kS v 2 (其 中k为比例常数)。下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。一般而言,直径为0.5 mm的雨滴的收尾速度约为2 m/s。(1)关于流体的阻力,下 列 说 法 正 确 的 是。A.飞机为了减小阻力,应做成头尖尾圆的形状B.降落伞从空中下落时因横截面积较大,更利于增大空气阻力C.赛车要赢得比赛,应设法增大空气阻力D.海豚等海洋动物能在水中高速
12、前行,是因为它们的横截面积较小,阻力较小(2)某雨滴的收尾速度为5 m/s,当该雨滴的速度为4 m/s时,其所受到的空气阻力(大于/等于/小于)重力。(3)人造地球卫星一般不需要设计成流线型,这是因为。(4)下列能大致反映雨滴下落速度V、所受到的空气阻力f随时间变化关系的图像为。(5)已知球体的体积公式为丫=&尸(r为半径)。若某次下雨,最大的雨滴直径为2 mm,3则这次下雨,雨滴最大的落地速度约为 m/s,8.(2 0 2 1春娄底月考)如图所示,一辆装载钢卷的卡车在3 0 0 0 N的水平牵引力F作用下,以2 0 m/s的速度沿平直的路面向左匀速行驶。已知该卡车受到路面的阻力大小为整辆车总
13、重的0.2倍,(g取1 0 N/kg)求:(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小及方向;(2)卡车和钢卷所受的总重G总的大小。(3)当卡车卸掉3 0 0 kg的钢卷后,要使卡车能以3 0 m/s的速度继续匀速直线行驶,需要的水平牵引力为多大?(4)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,这是为什么?9.(2 0 2 1 湘东区模拟)随着赣州高铁的开通,大大的提升了我市居民出行的条件。假期期间,小叶与同事乘坐高铁外出旅游,爱观察的他们发现了高铁上许多与物理有关的知识。(1)高铁的车头设计成如图甲所示的子弹头型,目的是减小;如图乙是车上的红外线感应水龙头,感应窗发出的红外线照到手上发生了光的
14、现象,使感应窗内的红外线接收管收到信号后控制出水。(2)列车进站前要提前刹车,这是因为列车刹车后由于,还要再继续运动一段距离;乘坐高铁时,感觉比普通列车噪声要小很多,车内采用了很多降低噪声的技术,如安装中空玻璃,利用了在 中减弱噪声的原理。(3)通过隧道时,每个车厢的照明灯都会亮起来,而且亮度相同。他们想:车厢内的照明灯是并联的,并联电路中的电流有什么规律呢?小叶设计了如图丙所示的电路,通过实验,得到的数据如表所示:电流第 1 次第 2次第 3次第 4次Ii/A0.1 80.2 20.2 41.4I2/A0.1 80.2 20.2 40.2 8I3/A0.3 60.4 40.4 80.5 6小
15、叶分析数据时发现,表 格 中 有 一 个 错 误 数 据 是,请指出错误的原因改正错误后,小青与同学交流,她发现实验设计中还存在不足之处,请指出(写出一条即可)四.解 答 题(共1小题)1 0.(2 0 2 1 市北区校级自主招生)如图所示,在竖直平面内用细线悬挂一个小球,将小球拉至 A点,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。(1)请画出小球在A 点的受力示意图。(2)当小球从A 点摆到B点时;其 运 动 状 态 (填“不变”或“改变”)(3)当小球运动到B点时,细线恰好断开,则小球将;(选填适当的序号).当小球运动到B点时,如果一切外力都消失,则小球将。(选填适当的序
16、号)在B点保持静止 沿BD方向运动 沿 B E方向运动 沿B F 方向运动。A八H)2022年中考物理复习之挑战压轴题(解答题):运动和力(10题)参考答案与试题解析实验探究题(共 2 小题)1.(2 02 1 大庆模拟)小明在探究阻力对物体运动的影响的实验中,让同一小车先后三次在同一斜面的同一高度由静止滑下,在与斜面相接的水平面上运动,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上运动的路程。他将结果记录在如表中:实验序号水平部分材料小车所受阻力的情况小车运动的路程s/c m1棉布大1 8.302木板较大2 6.8 33玻璃板小(1)使小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了 保证小车在到达水平面
17、时速度相 等。(2)第 3 次实验中,小车在水平玻璃板上滑行的停止位置如图甲所示,请你帮他读出小车在玻璃板上运动的路程为 6 4.2 0 c m),(3)小明分析表中内容得知:水平面越光滑,小车受到的阻力就越 小(填“大”或“小”),小车运动的路程就越 远(填“远”或“近”),可推知小车速度减小得越慢(填“快”或“慢 叽(4)设想小车在绝对光滑的水平面上运动,即水平方向不受阻力作用,水平面足够长,小车将一直做 匀 速 直 线 运动,由此可见,小车之所以一直运动下去是由于小车具有惯 性。通过实验可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体 运动状态 的原因。(5)如图乙所示,重 为 5N的物体B
18、通过定滑轮沿水平方向拉着重为5 0 N 的物体A 向右做匀速直线运动,物体A 受到的摩擦力为 5 No 如果对物体A 施加一个水平向左的拉力F,使物体B匀速上升,则拉力F=1 0 N。(不计绳重和绳与滑轮的摩擦)【考点】阻力对物体运动影响的探究实验.【专题】探究题;探究型实验综合题;科学探究能力.【分析】(1)每次从相同高度让小车滑下是为了当它们滑到水平面上时,具有一个相同的速度,目的是为了控制速度这个变量;(2)根据所给出的分度值,在图中刻度尺上读出小车右边缘所对应的示数,就是小车在玻璃板上滑行的距离;(3)由表中的数据可知,当表面越光滑时,小车的滑行距离越远,这说明表面对小车的阻力越小,速
19、度减小的越慢;(4)根据这个道理,当表面完全光滑时(不存在摩擦力),那么小车将会运动到无穷远处,即做匀速直线运动。力是物体运动状态发生改变的原因,不是维持物体运动状态不变的原因,惯性是维持物体运动状态不变的原因;运动的物体受力平衡力时,运动状态改变,受非平衡力时,运动状态改变;(5)物体A在物体B的作用下向右匀速直线运动,物体A在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用,根据二力平衡条件求出摩擦力大小;物体A向左匀速直线运动时,物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A和水平桌面的摩擦力不变;物体A水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用,水平向左
20、的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,根据平衡力条件求出水平向左的拉力。【解答】解:(1)探究阻力对运动小车的影响时,改变水平面的粗糙程度,让小车从斜面的同一高度由静止滑下的目的是控制小车到达水平面的速度相同;(2)图中刻度尺的分度值为1 m m,第 3次实验中,小车在水平玻璃板上滑行时的停止位置到达6 4.2 0 c m,则小车在玻璃板上运动的路程为6 4.2 0 c m;(3)给出的三种材料:棉布、木板、玻璃板可见,它们的粗糙程度是棉布大于木板,木板大于玻璃板,在这三种材料上面,小车滑行的距离大小关系为:棉布小于木板,木板小于玻璃板,这就表明:平面越光滑,摩擦力就越小,小车前进
21、的距离就越远,速度减小的越慢;(4)若接触面完全光滑,即没有摩擦阻力,小车将保持原速度做匀速直线运动;由此可见,小车之所以一直运动下去是由于物体具有惯性;摩擦阻力使小车由运动变为静止,力是改变物体的运动状态的原因;(5)物体A水平向右运动时,在水平方向上受到物体B对物体A施加的水平向右的拉力为5 N、水平向左的摩擦力作用,因物体A处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,为 5 N;物 体 A水平向左运动或水平向右运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力不变,所以物体A水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是5 N;物体A水平向
22、左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力5 N(物体B对物体A施加的)、水平向右的摩擦力5 N.水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,三力平衡,因此水平向左的拉力=水平向右的拉力+水平向右的摩擦力=5 N+5 N=1 0 N。故答案为:(1)保证小车在到达水平面时速度相等;(2 )6 4.2 0;(3)小;远;慢;(4)匀速直线;惯性;运动状态;(5)5;1 0。【点评】此题考查了“探究运动和力的关系”实验,即牛顿第一定律的实验,考查对实验数据的分析处理能力,要深入分析实验收集的信息,分析出数据所反映的物理知识,最后得出结论。2.(2 0 2 1 春抚
23、顺期末)小明想探究“滑动摩擦力的大小和什么因素有关?”,找来两块质量相同而表面粗糙程度不同的物块A和 B,在水平桌面上做了如图所示的四次探究实验。(1)如图甲实验,小明用弹簧测力计沿水平方向拉动物块做 匀速直线 运动,从而测出了滑动摩擦力的大小。(2)通过甲、乙两次实验得出:在接触面粗糙程度相同时,压 力 越大,滑动摩擦力越大。(3)如果甲实验中,以 V 、V 2、V 3的速度水平匀速拉动弹簧测力计(V 1 V 2 V 3),物块A所受摩擦力大小将 保持不变(选 填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“保持不变”)。如果在乙实验中物块A、B 一起加速运动,则物块B 受(选 填“受”或“不受”)摩擦力。
24、(4)通过上述实验过程的数据,可求出在丙中物块B摩擦力为 1 No(5)小明在水平桌面又上铺了一条毛巾,做了实验丁。对比乙、丁两次实验,可得出:在压力相同时,接触面的越 粗糙(选 填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大。【考点】探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验.【专题】实验题;控制变量法;转换法;重力、弹力、摩擦力;分析、综合能力.【分析】(1)弹簧测力计显示拉力大小,物块在水平面上进行匀速直线运动,物块受到平衡力作用,根据平衡力条件进行判断。(2)当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。(3)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度等因素无关。相互接触的两
25、个物体发生相对运动或有相对运动趋势,则两个物体之间产生摩擦力。(4)由丙图求出两个物块受到的滑动摩擦力大小,再由甲图求出A的滑动摩擦力,再求出丙图B的滑动摩擦力。(5)当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。【解答】解:(1)弹簧测力计显示拉力大小,物块在水平面上进行匀速直线运动,物块受到水平向左的滑动摩擦力和水平向右的拉力作用,这两个力是平衡力,大小相等,从而间接测量滑动摩擦力大小。(2)甲、乙两次实验接触面粗糙程度相同,压力越大,物块受到的拉力越大,滑动摩擦力越大,所以在接触面粗糙程度一定时.,压力越大,滑动摩擦力越大。(3)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运
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