中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题17运动和力相关实验试题含解析答案
展开一、单选题
1.如图所示,是探究“二力平衡的条件”实验,小车置于水平桌面,两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。是小车受到的向左的拉力,是小车受到的向右的拉力,与在同一水平直线上。下列说法不正确的是( )
A.因为摩擦可忽略,小车在水平方向上只受到、作用
B.增减钩码个数,是探究二力大小对小车平衡的影响
C.、大小相等时,小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转90°时,、仍在同一直线上
二、实验题
2.如图,是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)本次实验前,应在 方向上对弹簧测力计进行调零;
(2)如图-1,沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,木块受到的拉力大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)木块受到的滑动摩擦力大小;
(3)如图-1,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做速度大小不同的匀速直线运动。发现弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 (选填“有关”或“无关”);
(4)如图-2,在木块上加放钩码,沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动。改变钩码的数量,多次实验后得出结论:其他条件一定时,压力越大,滑动摩擦力越 。
3.小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:
(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但 不相等,则这两个力不平衡。
(2)按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过轮的细线移到轮上,把塑料块转过,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但 ,这两个力不平衡。
(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是 。
A.塑料块容易扭转
B.塑料块是比较容易获取的材料
C. 减少了摩擦力对实验结果的影响
4.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面 滑下,目的是使小车进入水平面的初速度相同;
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力 ,向前滑行的距离变大。伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体受到的阻力 ,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去;
(3)两次实验中,小车在水平面上最终都会静止下来,说明力可以改变物体的 。
5.小舟骑自行车时发现,猛踩脚踏板提升车速后,车子能滑行的距离比不踩时远,车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验,小舟想影响物体运动的因素有哪些呢?他进行如下研究,装置如图。
【建立猜想】①……;②物体运动可能与阻力大小有关。
【设计方案】
方案一:在水平木板上不铺材料,让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
方案二:在水平木板上分别铺上毛巾、棉布和不铺材料,让小车从斜面顶端由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
【交流反思】
(1)方案一的设计,小舟基于的猜想是 ;
(2)方案二中观察到小车在毛巾表面滑行距离最近,木板表面最远,由此现象可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。进一步推理可得,不受阻力的小车将 ;
(3)很多运动项目都需要助跑,如跳远、跳高、标枪等,目的是提高成绩,其原因是 。
6.实验小组做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)如图甲,沿水平方向 拉动木块测出滑动摩擦力大小;
(2)在木块上添加砝码,重复(1),发现弹簧测力计示数变大,说明滑动摩擦力的大小与 有关;在长木板上分别铺上毛巾和棉布,进行对照实验,这是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)图甲中,增大拉力使木块加速运动,木块受到的滑动摩擦力大小将 ;
(4)实验中发现弹簧测力计的示数不易稳定,改用如图乙的装置水平拉动长木板,结果发现测力计示数仍然不够稳定,可能的原因是 。
7.小明家的旧沙发垫容易滑落,为此妈妈更换了一块背面有防滑颗粒的新沙发垫,小明把背面朝上的新、旧沙发垫固定在水平面上,用如图所示的方法测量同一本书在沙发垫上滑行时受到的摩擦力。
(1)小明应使书在沙发垫上做 运动,对比两次弹簧测力计的示数可知:压力相同时,增大 可以增大滑动摩擦力;
(2)在图甲的书本上叠放一本书,重做图甲所示的实验,可以探究滑动摩擦力大小与 的关系。
8.冰壶运动被称为“冰上围棋”,比赛充满了智慧。冰壶比赛时, 运动员有时要不断地擦冰,这是为了改变冰壶受到的滑动摩擦力。为此,小兰和小海一起对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究。
(1)小兰和小海分别采用如图甲、乙所示方式, 使木块沿水平长木板做匀速直线运动。木块受到的滑动摩擦力大小 Ff1与弹簧测力计示数相等的是图 的方式, 依据的是 知识;
(2)按图甲的做法, 在木块上加放砝码, 改变木块对长木板的压力, 测出此种情况下的滑动摩擦力 Ff2,发现 这说明接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越 ;
换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的滑动摩擦力 Ff3,发现 ,这说明接触面越 ,滑动摩擦力越大;
(3)冰壶运动员在比赛过程中不断地擦冰,这是通过改变接触面的粗糙程度来 摩擦的,目的是使冰壶在冰面上运动的距离更 一些。
9.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 ;
(3)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,小华下一步的操作是: ;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;
A.减少摩擦力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭转
(5)利用图丙装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
10.如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动,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 ;
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车 ,这说明相互平衡的两个力作用在 ;
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 的砝码进行实验。(选填“大”或“小”)
11.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,如图甲所示,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的;
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 ;
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出;
(6)本实验中小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小 (选填“相等”或“不相等”);
(7)通过上面的探究后,小明再思考如下的问题:如图乙所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
12.利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同;
(2)实验通过观察 (选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是 ;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是 。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
参考答案:
1.D
【详解】A.实验忽略摩擦,小车水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2,故A正确,不符合题意;
B.增减钩码个数,小车受到的两个拉力大小不相等,探究二力大小对小车平衡的影响,故B正确,不符合题意;
C.小车两端受到的两个拉力大小相等时,小车处于静止状态,即处于平衡状态,所以、大小相等时,小车处于平衡状态,故C正确,不符合题意;
D.将小车水平扭转90°时,两个力不在同一直线上,松手后小车不能平衡,小车会发生转动,探究不在同一直线上的两个力是否平衡,故D错误,符合题意。
故选D。
2. 水平 等于 无关 大
【详解】(1)[1]因为需要测量水平方向上摩擦力的大小,所以实验前首先应按水平方向对弹簧测力计进行调零,即测力前要使指针对准零刻度线。
(2)[2]只有沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(3)[3]滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,当接触面的粗糙程度相同和压力大小相等,无论木块匀速直线运动的速度怎样变化,其受到的滑动摩擦力的大小始终不变。
(4)[4]从图2实验知,接触面的粗糙程度相同,压力不同,且压力越大,测力计示数越大,滑动摩擦力越大,所得结论的是:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
3. 大小 不在同一直线上 C
【详解】(1)[1]由图甲知道,作用在同一个物体上的两个力大小等于钩码的重力,方向相反,由于大小不相等,物体不能处于平衡态,所以,这两个力不平衡。
(2)[2]由图乙、丙知道,两个大小相等,方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上的力作用下,物体不能处于平衡态,即这两个力不是平衡力。
(3)[3]两图相比知道,甲图可减小摩擦力对实验的影响,故选C。
4. 顶端由静止 越小 为零 运动状态
【详解】(1)[1]两次实验中让同一辆小车从同一斜面顶端(或同一高度)静止滑下,控制小车开始时的重力势能相同,目的是使小车进入水平面的初速度相同。
(2)[2]根据实验现象分析可知,运动的小车所受的阻力越小,速度减小的越慢,向前滑行的距离变大。
[3]如果物体受到的阻力为零,直线运动的物体速度不再变化,运动状态就不会改变,小车将做匀速直线运动。
(3)[4]两次实验中,小车在水平面上最终都会因为受摩擦力的作用而停下来,说明力可以改变物体的运动状态。
5. 物体运动可能与速度大小有关 做匀速直线运动 见解析
【详解】(1)[1]方案一中,在水平木板上不铺材料,接触面不变,让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下,则小车到达斜面底端的速度不同,小车在水平面上滑行的距离可能不同,所以方案一的设计小舟基于的猜想是物体运动可能与速度大小有关。
(2)[2]方案二中,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,滑行的距离越远。据此推理,当不受阻力的时候,小车不再减小速度,小车将一直匀速直线运动下去。
(3)[3]助跑可以获得较大的初始速度,由于惯性,运动员或标枪等会保持原来的运动状态,可以运动到更远的位置。
6. 匀速 压力大小 接触面的粗糙程度 不变 木板表面的粗糙程度不均匀
【详解】(1)[1]实验时,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,并使木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知,弹簧测力计拉力大小与摩擦力大小相等,可以测出木块在木板上滑行时受到的摩擦力。
(2)[2]添加砝码,木块对木板的压力变大,重复(1),发现弹簧测力计示数变大,说明物体所受的滑动摩擦力变大,故滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
[3]在长木板上分别铺上毛巾和棉布,接触面的粗糙程度变大,压力大小不变,进行对照实验,这是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。
(3)[4]物体所受的滑动摩擦力的大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关,图甲中,增大拉力使木块加速运动,木块受到的滑动摩擦力大小将不变。
(4)[5]实验中发现弹簧测力计的示数不易稳定,改用如图乙的装置水平拉动长木板,结果发现测力计示数仍然不够稳定,可能的原因是木板表面的粗糙程度不均匀,木块在木板不同的地方受到的摩擦力不一样导致的。
7. 匀速直线 接触面的粗糙程度 压力大小
【详解】(1)[1]实验中,摩擦力的大小运用二力平衡的知识,让书在沙发上做匀速直线运动,此时书受到的摩擦力与弹簧测力计的示数相等。
[2]甲、乙两图中,压力相同,接触面的粗糙程度不同,且接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大,摩擦力越大,可知:压力相同时,增大接触面的粗糙程度,可以增大滑动摩擦力。
(2)[3]叠放一本书,重做图甲所示的实验,接触面的粗糙程度相同,压力不同,所以可以探究压力的大小与滑动摩擦力之间的关系。
8. 甲 二力平衡 大 粗糙 减小 远
【详解】(1)[1][2]图甲中,木块受到的摩擦力与拉力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是平衡力,大小相等;图乙中,木块受到的摩擦力与拉力作用不在同一直线上,不是平衡力,大小不相等。
(2)[3]按图甲的做法, 在木块上加放砝码,使木块对水平面的压力变大,接触面粗糙程度不变,测出此种情况下的滑动摩擦力 Ff2,发现
说明接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
[4]换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,控制压力大小不变,测出此种情况下的滑动摩擦力 Ff3,发现
这说明接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5][6]冰壶运动员在比赛过程中不断地擦冰,使冰熔化成水,使接触面粗糙程度减小,这是通过改变接触面的粗糙程度来减小摩擦的,目的是使冰壶在冰面上运动的距离更远一些。
9. 相反 钩码个数 不能 不在同一直线上的二力能否平衡 把小卡片剪为两半 A 能
【详解】(1)[1][2]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于受重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,钩码的数量越多拉力越大,所以可以通过改变钩码个数来改变拉力的大小。
(2)[3][4]小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,小卡片不能平衡了,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。
(3)[5]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,应该用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,使两边拉力作用在两个物体上,看剪开后的卡片是否还能保持平衡。
(4)[6]小明将木块放在水平桌面上,当木块相对桌面运动或有运动趋势时,桌面对林块会产生摩擦力对实验会有影响。
(5)[7]因为小卡片很轻,左右两侧各通过一个定滑轮,但是当两个力大小相等,作用在同一直线上,小卡片还是处于静止状态。
10. 大小相等 方向相反 转动 同一直线上 大
【详解】(1)[1]在两托盘中放入质量相等的砝码,左右两侧拉力相等,小车平衡;在两托盘中放入质量不相等的砝码,左右两侧拉力不相等,小车不能平衡, 说明相互平衡的两个力大小相等;
[2]把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,小车受到的这两个力的方向相同,不能平衡,说明这说明相互平衡的两个力方向相反。
(2)[3][4]将已经平衡的小车扭转一个角度后,小车受到的这两个力就不在同一条直线上,结果小车会转动,直到这两个力在同一条直线上,说明相互平衡的两个力作用在同一条直线上。
(3)[5]砝码质量越大,对小车的拉力就越大,摩擦力对实验的影响就会越小。
11. 相等 接触面粗糙程度 慢 匀速直线运动 不能 相等 静止
【详解】(1)[1]实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小相等。
(2)[2]实验中是通过改变水平面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小的。
(3)[3]实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(4)[4]本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做匀速直线运动。
(5)[5]牛顿第一定律是在实验的基础上加科学推理得出的,不能直接由实验得出。
(6)[6]小车每次在水平面上开始滑行时速度大小相同,最后都静止在水平面上,所以本实验中小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小相等。
(7)[7]摆球摆到右侧最高点C时,速度为零,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将静止。
12. 速度 A 木板 B D
【详解】(1)[1]根据控制变量法,为了使小车到达水平面的速度相同,需要将小车从斜面的同一高度滑下。
(2)[2]实验中通过观察小车滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,小车滑行的距离越长,说明阻力越小,故选A。
(3)[3]表面越光滑,小车速度减小的越慢,木板比棉布光滑,小车在木板上运动时,速度减小的慢。
(4)[4]A.实验中运动的小车会停下来,因为小车受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.表面越光滑,小车速度减小的越慢,推理:如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来,故B正确。
故选B。
(5)[5]A.物体受力平衡时,可以保持静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,物体不受力,会保持静止或匀速直线运动,不一定静止,故B错误;
C.根据牛顿第一定律,物体不受力的作用,也可以做匀速直线运动,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变,一定受到力的作用,故D正确。
故选D。
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