中考物理二轮热点题型归纳与变式演练专题09 力、重力、弹力、摩擦力(2份,原卷版+解析版)
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一、热点题型归纳
【题型一】 力
【题型二】 重力
【题型三】 弹力
【题型四】 摩擦力
二、最新模考题组练
【题型一】力
【典例分析】
下列过程,力的作用效果与其他三个不同的是( )。
A.篮球受重力从篮筐内竖直下落;
B.滚动的足球受阻力缓缓停下;
C.用力将实心球掷出;
D.把橡皮泥捏成不同造型
【答案】D
【解析】A.篮球受重力从篮筐内竖直下落,速度越来越快,属于力改变物体的运动状态;
B.滚动的足球受阻力缓缓停下,足球由运动变为静止,力改变了足球的运动状态;
C.用力将实心球掷出,实心球由静止变为运动,属于力改变物体的运动状态;
D.把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形状发生变化,属于力使物体发生形变,故D与其他不同,符合题意。
故选D。
【提分秘籍】
1.力:力是物体对物体的相互作用。
(1)力的性质:物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在不同物体上)。两物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
(2)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状。
物体的运动状态是否改变一般指:物体的运动快慢是否改变(速度大小的改变)和物体的运动方向是否改变。
(3)力的单位:国际单位制中力的单位是牛顿简称牛,用N表示。
2.力的三要素:力的大小、方向和作用点叫力的三要素。
3.力的示意图:用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来。
【变式演练】
1.(2022·湖南湘西·统考中考真题)头球是足球比赛中的技术动作,运动员以头顶球的过程中,下列说法错误的是( )
A.头球过程中足球运动状态发生了改变
B.头球过程中足球发生了形变
C.足球在空中飞行的过程中没有受到力的作用
D.头球过程中运动员头部受到足球冲击是因为力的作用是相互的
【答案】C
【解析】A.运动员以头顶球的过程中,足球受到力的作用,速度大小、运动方向发生变化,使球的运动状态发生了改变,故A正确,不符合题意;
B.运动员以头顶球的过程中,足球受到力的作用,凹陷进去,发生了形变,故B正确,不符合题意;
C.足球在空中飞行的过程中受到重力和空气阻力的作用,故C错误,符合题意;
D.头球过程中运动员头部对足球施加力的同时,因为力的作用是相互的,头部也受到足球施加的力,即头部受到冲击,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(2022·湖北鄂州·统考中考真题)物理知识在生产生活中的应用极大地激发了同学们学习物理的兴趣,同学们课后开始联想一些生活中与物理相关的情景。乒乓球是我国的国球,在世界级比赛中,我国运动员基本包揽所有乒乓球项目的金牌,为国争光,扬我国威。关于乒乓球比赛时的情景,下列说法正确的是( )
A.击球时,球拍对球的力只改变了球的运动状态
B.击球时,球拍对球的力只改变了球的形状
C.击球时,球拍对球的力同时改变了球的形状和球的运动状态
D.击球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
【答案】C
【解析】ABC.击球时,球拍对球的力不仅改变了球的运动状态,还使球发生的形变,故AB错误,C正确;
D.物体间力的作用是相互的,击球时,球拍对球有力的作用,球对球拍也有力的作用,故D错误。
故选C。
3.(2022·辽宁·统考中考真题)如图两幅图选自中国古代科技著作《天工开物》,描述了南北方耕种时的不同之处。甲图“北盖种”描述北方播种后,用驴拉石陀压土埋麦。驴拉石陀的力与石陀拉驴的力是一对 ___________(填“平衡”或“相互作用”)力;乙图“南种牟麦”描述南方播种后用脚压土。土地上留下脚印,说明力可以改变物体的 ___________。
【答案】 相互作用 形状
【解析】[1]驴拉石陀的力与石陀拉驴的力同时作用在石陀和驴上,符合相互作用力的条件,所以是一对相互作用力。
[2]土地上留下脚印,说明了脚对土地施加了作用力,土地的形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状。
【题型二】 重力
【典例分析】
(多选题)小华根据实验数据绘制了如图所示的甲乙丙丁四幅图像,其中对实验图像分析正确的是( )。
A.图甲说明物体处于静止状态;
B.图乙说明物体在做匀速直线运动;
C.图丙说明物体的质量与它的体积成正比;
D.图丁说明物体所受重力与它的质量成正比。
【答案】CD
【解析】A.图甲是v-t图象,且v保持不变,所以物体作匀速直线运动,故A错误;
B.图乙是s-t图象,而s保持不变,说明物体处于静止状态,故B错误;
C.图丙中的m与V的关系图线是过原点的倾斜直线,所以物体的质量与它的体积成正比,故C正确;
D.图丁中的G与m的关系图线是过原点的倾斜直线,所以物体所受的重力与它的质量成正比,故D正确。
故选CD。
【提分秘籍】
1.万有引力:宇宙间任何两个物体都存在互相吸引的力,这就是万有引力。
2.重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G。
(1)重力区别于其他力的基本特征:1)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引;2)重力特指地球对物体的吸引;3)重力的施力者是地球,受力者是物体。
(2)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
1)重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
G的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。
2)重力的方向:竖直向下(指向地心)。
3)重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。如球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。
重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
3.稳度:稳度就是物体的稳定程度,稳度越大,物体就越不容易倾倒。
提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
4.重力的大小与物体的质量、地理位置有关;即质量越大,物体受到的重力越大。在地球上,越靠近赤道,物体受到的重力越小,越靠近两极,物体受到的重力越大。
【变式演练】
2.(2022·福建·统考中考真题)“摘星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球,把来自太空的纸星星送给女儿。纸星星从太空返回地面后( )
A.质量变小B.质量不变
C.重力变小D.重力不变
【答案】B
【解析】AB.质量是物体的一种属性,质量的大小与物体的位置、状态和形状无关。纸星星从太空返回地面,位置变化了,但质量不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.太空中物体处于微重力状态,回到地球又重新重力的作用,根据G=mg可知,当m不变时,重力变大,故CD不符合题意。
故选B。
2.(2022·河南·统考中考真题)图是悬挂在课桌旁的文具袋。请在图中标出文具袋重心O的大致位置,并以O为作用点画出文具袋静止时的受力示意图。
【答案】
【解析】文具袋静止时的受力重力和拉力,作用点都在重心O处,重力的方向竖直向下,拉力的方向竖直向上,且二力平衡。根据悬挂法知道,文具袋重心O,应在悬点的正下方,结合文具袋的形状比较规则知道,由对称性知道,重心的位置如下图
3.(2022·湖北黄石·统考中考真题)小明同学在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,得到下表中的实验数据
(1)实验中,需要的测量工具包括弹簧测力计,以及______;
(2)第3次实验“物体3”的重力如图a所示(物体处于静止状态),根据实验结果完成表格中第3次实验的有关数据。
(3)根据上面实验结果可知:同一物体重力与质量的比值为______N/kg;
(4)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的1/6。若一个连同随身装备共90kg的航天员到达月球表面,根据上面实验结果,月球对他的引力是______N;
(5)小明对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图b所示,从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力______(选填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的重力。
【答案】 天平 4.9 9.8 9.8 147 大于
【解析】(1)[1]实验要探究“重力的大小跟质量的关系”,需用弹簧测力计测物体的重力,用天平测物体的质量,故需要的测量工具包括弹簧测力计和天平。
(2)[2]分析图a可知,该弹簧测力计的分度值为0.1N,读出弹簧测力计示数为4.9N,即物体重力G=4.9N。
[3]G与m的比值
(3)[4]将表中三次测得的比值取平均值,即
(4)[5]地球对该物体的吸引力
月球对他的吸引力只有地球对他吸引力的1/6,所以月球对他的引力
(5)[6]分析图b可知,质量相同的物体在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力。
【题型三】 弹力
【典例分析】
小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是______N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为 ______cm;
(3)当该弹簧测力计悬挂75g的重物时,弹簧将伸长 ______cm。
【答案】(1)1.5N;(2)0.2cm;(3)1.5cm
【解析】(1)[1]由表格数据可知当拉力为0时,弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内,拉力与弹簧伸长量成正比,故弹簧测力计的最大称量是1.5N。
(2)[2]由表格数据分析可知在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,即拉力与伸长量之比为0.5N/cm,若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为0.2cm。
(3)[3]当悬挂75g的重物时,弹簧受到的拉力为
此时弹簧的伸长量为
【提分秘籍】
1.弹力
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性。
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
2.弹力的基本特征
(1)弹力产生于直接接触的物体之间,任何物体只要发生弹性形变,就一定会产生弹力,不相互接触的物体之间不会发生弹力作用。
(2)弹力通常分为两类,一类是拉力(如橡皮筋、弹簧等),另一类是压力和支持力(如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力)。
3.弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小。
(2)构造:弹簧、指针、刻度盘等。
每个弹簧测力计都有一定的测量范围,拉力过大,弹簧测力计会被拉坏,使弹簧不能回复到原来的长度,因此在测量之前,先要估计所测力的大小,选择合适的弹簧测力计来测量。
(3)弹簧测力计的使用
进行测量时,应做到:1)观察量程、分度值(便于读数)。2)观察指针是否指在零刻度(调零)。3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上。5)读数时,视线要与刻度板面垂直。
【变式演练】
1.(2022·江苏扬州·统考中考真题)利用一根长橡皮筋自制简易测力计,装置如图1所示。在制作测力计刻度面板时,小明和小华的方法不同。
小明:在回形针上挂6个50g的钩码,记下指针静止时的位置,等分刻度,画出的刻度线如图2所示。
小华:在回形针上每次加挂一个50g的钩码,分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度线如图3所示。
(1)实际操作后发现两人的刻线并不完全重合,你认为图___________的刻度较准确;若采用小明的测力计测力,读数为2.0N,则测量值___________真实值;
(2)小华想在原有刻度基础上进一步画出分度值是0.1N的刻线,但未找到10g的钩码。他注意到拉力越大,橡皮筋形变___________,于是想通过探寻形变与拉力的定量关系进行细分刻度。他测量了每根刻线到零刻线的距离L,数据记录在下表中;
他在坐标纸上画出对应的F-L图像如图4所示,请你利用图像信息在图5中标出2.2N力对应的刻度线;( )
(3)小华将钩码逐个取下,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F-L图像,如图6中图线②所示,与拉力逐渐增大过程的图线①不重合。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力(小于3N),为使测量准确,请针对此橡皮筋的特性提出操作要求。___________
【答案】 3 小于 越大 先测量较小的力,紧接着测较大的力
【解析】(1)[1]由小华的方法可知,受到拉力时,橡皮筋的实际伸长量与受到的拉力不成正比,则刻度不均匀,所以,一次挂6个50g的钩码后,记下指针位置再等分刻度,误差较大,故图3的刻度较准确。
[2]若采用小明的测力计测力,读数为2.0N,由于橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋形变程度越大,则真实值要大于2.0N,故测量值小于真实值。
(2)[3]由图3可知,拉力越大,刻度线的间距越大,说明橡皮筋形变程度越大。
[4]由图4可知,当拉力F=2.2N时,刻线到零刻线的距离为5.90cm,故作图如下所示
(3)[5]由图6可知,小华将钩码逐个取下,发现图线②与图线①不完全重合,说明拉力减小时,橡皮筋不能完全回复到原来的形状。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力(小于3N),为使测量准确,应先测量较小的力,紧接着测较大的力。
2(2022·浙江杭州·统考中考真题)小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是______N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为 ______cm;
(3)当该弹簧测力计悬挂75g的重物时,弹簧将伸长 ______cm。
【答案】 1.5N 0.2cm 1.5cm
【解析】(1)[1]由表格数据可知当拉力为0时,弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内,拉力与弹簧伸长量成正比,故弹簧测力计的最大称量是1.5N。
(2)[2]由表格数据分析可知在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,即拉力与伸长量之比为0.5N/cm,若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为0.2cm。
(3)[3]当悬挂75g的重物时,弹簧受到的拉力为
此时弹簧的伸长量为
3.(2021·辽宁葫芦岛·统考中考真题)攀岩是年轻人非常喜欢的一种运动,如图甲是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景。图乙是这一时刻的简化图,请你以重心O为作用点,在图乙中画出。
(1)运动员所受的重力;
(2)峭壁对运动员的支持力;
(3)绳子对运动员的拉力。
【答案】
【解析】当物体受到多个力作用时把多个力的作用点都画在物体的重心上,(1)运动员所受的重力,作用在运动员的重心,方向竖直向下;(2)峭壁对运动员的支持力,作用在运动员的重心,方向垂直支持面向上;(3)绳子对运动员的拉力,作用在运动员的重心,方向沿着绳子向上;如图
【题型四】 摩擦力
【典例分析】
在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,三幅图中均是完全相同的木块和木板。图甲,图乙中木板静止,木块,铁块水平向右做匀速直线运动;图丙中电动装置D带动木板水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计水平拴在竖直墙上,木块相对地面处于静止状态。下列说法中正确的是( )。
A.若图丙中木板做加速运动,则弹簧测力计读数一定不等于木块受到的摩擦力大小;
B.利用甲、乙两图,可以探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度是否有关;
C.图甲与图丙相比,甲中弹簧测力计指针位置更稳定,读数更准确;
D.利用甲、乙两图,可以探究滑动摩擦力大小跟压力大小是否有关
【答案】D
【解析】A.因为木块静止,处于平衡状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,所以测力计示数等于摩擦力,故A错误;
BD.利用甲、乙两图,粗糙程度不变改变压力,可以探究滑动摩擦力大小跟压力是否有关,故B错误,D正确;
C.图甲与图丙相比,甲需要匀速拉动,丙不需要,丙弹簧测力计指针位置更稳定,读数更准确,故C错误。
故选D。
【提分秘籍】
1.摩擦力:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。
(1)摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;摩擦力有时起阻力作用,有时起动力作用。
(2)摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
(3)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
(4)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
(5)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
2.摩擦力应用
(1)理论上增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
(2)理论上减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
(3)在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
【变式演练】
1.(2022·江苏泰州·统考中考真题)随着人们生活水平的不断提高,自行车功能正从代步转变为健身其构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦,下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是( )
A.自行车刹车时捏紧刹把
B.溜冰时穿旱冰鞋
C.体操运动员在手上涂镁粉
D.运动员击球时用力握球拍
【答案】C
【解析】在轮胎上刻花纹,是通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦的。
AD.自行车刹车时捏紧刹把、运动员击球时用力握球拍,都通过增大压力来增大摩擦,故AD不符合题意;
B.溜冰时穿旱冰鞋通过变滑动为滚动来减小摩擦的,故B不符合题意;
C.体操运动员在手上涂镁粉,是通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦的,故C符合题意。
故选C。
2.(多选题)(2022·辽宁沈阳·统考中考真题)篆刻是中国传统技艺的重要组成部分。如图所示,用篆刻刀在质地均匀的印章上刻字的过程中,下列说法正确的是( )
A.篆刻完成前后,印章的质量变小
B.篆刻完成前后,印章的密度不变
C.篆刻刀刀刃做的锋利,是为了增大压力
D.篆刻刀刀柄表面粗糙,是为了增大摩擦
【答案】ABD
【解析】A.篆刻完成前后,由于印章上被刻掉很多碎屑,因而印章的质量变小,故A正确;
B.篆刻完成前后,印章的质量变小,体积也相应变小,剩下的印章的密度不变,故B正确;
C.篆刻刀刀刃做的锋利,是为了通过减小受力面积的方式来增大压强,而非增大压力,故C错误;
D.篆刻刀刀柄表面粗糙,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D正确。
故选ABD。
3.(2022·湖北荆州·统考中考真题)为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在如下图所示的情景中,沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块,弹簧测力计的示数如图所示。
(1)能够用弹簧测力计的示数表示摩擦力的大小是根据_________的原理。
(2)小明同学刚开始拉木块时,木块没有被拉动,则木块所受摩擦力的大小_________(选填“大于”“小于”或“等于”)拉力的大小。
(3)甲、乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与_________有关。
(4)在图丙所示的情景中拉力增大为4N时,木块受到的滑动摩擦力的大小为_________N。
(5)实验完成后,同学们对实验进行了改进,如图丁所示。水平拉动木板向左运动,A弹簧测力计的示数为5.8N,B弹簧测力计的示数为2.6N,则木块受到的摩擦力方向为水平向_________(选填“左”或“右”),木板与木块之间的摩擦力大小为_________N。
【答案】 二力平衡 等于 压力大小 3.2 左 2.6
【解析】(1)[1]实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[2]小明同学刚开始拉木块时,木块没有被拉动,木块处于静止状态,由二力平衡条件可知,此时木块所受摩擦力大小等于拉力的大小。
(3)[3]如图所示,甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,弹簧测力计示数不同,因此是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(4)[4]由图可知,丙图中木块在毛巾表面做匀速直线运动,根据二力平衡可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数3.2N,当拉力增大为4N时,木块的重力不变,所以木块对水平毛巾表面的压力大小不变,接触面的粗糙程度也不变,因此木块受到的滑动摩擦力大小也不变,为3.2N。
(5)[5][6]由图可知,木块处于平衡状态,木块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,由二力平衡可得,摩擦力与拉力的大小相等,方向相反,所以摩擦力的大小为2.6N,摩擦力的方向为水平向左,根据力的作用是相互的可知,木板与木块之间的摩擦力大小等于木块受到木板的摩擦力大小,因此,木板与木块之间的摩擦力大小为2.6N。
一、单选题
1.(2023·全国·校联考一模)小王同学参加了2021年广安市中考体育测试,下列说法正确的是( )
A.小王跳绳时手对绳施加了力的作用,绳对手没有施加力的作用
B.小王投掷实心球时,球离手后在空中运动的过程中受到重力和推力的作用
C.小王跑步穿的运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.小王匀速跑过弯道时,运动状态不变
【答案】C
【解析】A.物体间力的作用是相互的,小王跳绳时手对绳施加了力的作用,同时绳对手施加力的作用,故A错误;
B.小王投掷实心球时,球离手后在空中运动的过程中,手对球没有力的推力的作用,球只受到重力的作用,故B错误;
C.小王跑步时穿的运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C正确;
D.小王匀速跑过弯道时,运动的方向发生了变化,运动状态发生了变化,故D错误。
故选C。
2.(2022·广东·校联考模拟预测)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,三幅图中均是完全相同的木块和木板。图甲,图乙中木板静止,木块,铁块水平向右做匀速直线运动;图丙中电动装置D带动木板水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计水平拴在竖直墙上,木块相对地面处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.若图丙中木板做加速运动,则弹簧测力计读数一定不等于木块受到的摩擦力大小
B.利用甲、乙两图,可以探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度是否有关
C.图甲与图丙相比,甲中弹簧测力计指针位置更稳定,读数更准确
D.利用甲、乙两图,可以探究滑动摩擦力大小跟压力大小是否有关
【答案】D
【解析】A.因为木块静止,处于平衡状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,所以测力计示数等于摩擦力,故A错误;
BD.利用甲、乙两图,粗糙程度不变改变压力,可以探究滑动摩擦力大小跟压力是否有关,故B错误,D正确;
C.图甲与图丙相比,甲需要匀速拉动,丙不需要,丙弹簧测力计指针位置更稳定,读数更准确,故C错误。
故选D。
3.(2022·湖北宜昌·校考模拟预测)如下图,弹簧测力计示数不清,若测1N的拉力时,测力计的指针指在B处,若测2N的拉力,则指针应( )
A.指在A处B.指在B处
C.指在C处D.指在D处
【答案】D
【解析】测1N的拉力时,测力计的指针指在B处,若测2N的拉力时,拉力增大2倍,伸长量也要增大倍,则指针应指在D处。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(2022·江苏·校联考模拟预测)在平直路面上向右匀速行驶的小车上放置有一杯水(小车表面和杯底均粗糙),某个时刻杯中的水面突然呈现如图所示的状态,关于该时刻小车的运动状态和杯子底部所受摩擦力的方向判断正确的是( )
A.小车突然加速,杯子底部所受摩擦力方向水平向右
B.小车突然加速,杯子底部所受摩擦力方向水平向左
C.小车突然减速,杯子底部所受摩擦力方向水平向右
D.小车突然减速,杯子底部所受摩擦力方向水平向左
【答案】D
【解析】小车在平直路面上向右匀速行驶,杯子及水一起向右匀速行驶,当小车突然减速,而杯中的水由于惯性保持原来的运动状态,就会出现图中所示的情形;小车做减速运动,杯子由于惯性会有向右运动的趋势,小车对杯子的摩擦力会阻碍杯子向右运动,所以摩擦力的方向是水平向左的;故ABC错误,D正确。
故选D。
5.(2022·广西玉林·统考一模)图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是( )
A.可以使跳板发生形变B.其施力物体是地球
C.一定等于运动员的重力D.可以改变运动员的运动状态
【答案】A
【解析】A.运动员对跳板的压力的作用效果是使跳板发生弹性形变,故A正确;
B.运动员对跳板的压力的施力物体是运动员,故B错误;
C.运动员对跳板产生压力时,开始形变小压力小于重力,故压力不一定等于重力,故C错误;
D.运动员对跳板的压力改变的是跳板的运动状态不是改变运动员的状态,故D错误。
故选A。
6.(2022·湖南长沙·统考模拟预测)物理源于生活,也服务于生活。下列关于中性笔的设计,说法正确的是( )
A.握笔处比笔杆其他地方更粗糙,是为了增大摩擦
B.墨水能从笔管流向笔尖,是因为墨水受到垂直向下的重力
C.握笔处用软橡胶,是为了增大笔与手的受力面积,增大压强
D.写字时,笔尖钢珠与纸面之间的摩擦力是滑动摩擦力
【答案】A
【解析】A.握笔处比笔杆其他地方更粗糙,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A正确;
B.墨水能从笔管流向笔尖,是因为墨水受到竖直向下的重力,故B错误;
C.握笔处用软橡胶,增大了笔与手的受力面积,在压力一定时,可以减小压强,故C错误;
D.写字时,笔尖钢珠与纸面之间发生了滚动,所以两者之间的摩擦为滚动摩擦,故D错误。
故选A。
二、填空题
7.(2022·山西·校联考模拟预测)他发现了万有引力定律和光的色散,被称为“近代自然科学的奠基人之一”,他是 ___________,他的名字被命名为___________的单位。
【答案】 牛顿 力
【解析】[1][2]牛顿是经典力学的奠基人,伟大的物理学家,发现了著名的三大运动定律和万有引力定律,在光学上发现了光的色散现象。为了纪念他对力学做出的杰出贡献,物理学以牛顿的名字命名力的基本单位。
8.(2022·湖南·校考模拟预测)如图为某同学用弹簧测力计测量木块在水平固定木板上匀速滑动时所受摩擦力的情景。此时,弹簧测力计的读数为____N,实验操作中的错误是____。改正错误后,通过增减木块上钩码的个数,可以探究滑动摩擦力的大小与____(填“接触面的粗糙程度”或“压力”)的关系。
【答案】 1.4 弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块 压力
【解析】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N。
[2]实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡条件,拉力等于摩擦力,而实验中弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块。
[3]改正错误后,通过增减木块上钩码的个数,压力发生了变化,接触面的粗糙程度不变,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。
9.(2022·江苏·校联考模拟预测)在地面上,放入水中的乒乓球总会漂浮在水面上,而在2021年12月9日神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富的“天宫课堂”中,乒乓球能够停留在水中,如图所示,其原因是乒乓球和其排开的液体所受的___________力均近似为零,此时乒乓球的质量___________(选填“为零”或“不为零”)。
【答案】 重 不为零
【解析】[1]太空中失重状态下,乒乓球和其排开的液体所受的重力均近似为零,根据阿基米德原理知,物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,浮力为零,相当于浮力消失了,所以乒乓球可停留在水中。
[2]在太空失重状态下,乒乓球所含物质的多少没有改变,故此时乒乓球的质量不变。
10.(2022·江苏南通·校联考模拟预测)2021年2月4日晚,北京冬奥会倒计时一周年活动在国家游泳中心“冰立方”举行,下图是中国女子冰壶队积极备战训练的情景。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后,冰壶由于________继续向前运动;刷冰员不停地刷冰面可以________(选填“增大”或“减小”)冰壶受到的摩擦力;如果摩擦力为零,运动的冰壶将_________(选填“静止”“逐渐停下来”或“做匀速直线运动”)。
【答案】 惯性 减小 做匀速直线运动
【解析】[1]一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性。冰壶推出后还能继续向前运动,就是因为冰壶具有惯性。
[2]刷冰员不停地刷冰面,使冰面变得光滑,是为了减小摩擦阻力。
[3]根据牛顿第一定律可知,原本运动的物体不受力,物体将做匀速直线运动。
11.(2022·山东青岛·统考一模)如图是小明跑步时的情景。
(1)请画出他所受重力(O点为重心)和右脚所受摩擦力A点为作用点)的示意图________;
(2)人跑步时,人所受的重力与______是一对平衡力;跑步时要______(选填“利用”或“避免”)鞋底与地面间的摩擦,此时,鞋底与地面间的摩擦力方向与人跑步的方向______(选填“相同”或“相反”),跑步过程中速度越来越快,则人的惯性______(选填“越来越大”、“不变”或“越来越小”)。
【答案】 地面的支持力 利用 相同 不变
【解析】(1)[1]小明受到重力方向竖直向下,由重心O竖直向下画有向线段,用G表示;由图知道,右脚向后蹬地,脚相对地面有向左趋势,地面对脚有向右的摩擦力,由作用点A向右画有向线段,用f表示,如下图
(2)[2]跑步时,人受到的重力与地面对人的支持力,大小相等,方向相反,作用在一条件直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力。
[3][4]跑步时鞋子相对地面向左运动,鞋底受到的摩擦力和相对运动趋势相反,所以鞋底受到的摩擦力向右,与人的运动方向相同,这个摩擦力是有益的,所以跑步时要利用这个摩擦力。
[5]惯性的大小与物体的质量有关,与其他因素均无关。跑步过程中速度越来越快,但质量不变,所以惯性不变。
三、实验题
12.(2022·陕西西安·西安市中铁中学校考模拟预测)小明弯曲手中的钢锯片,感觉到弹力大小与钢锯片的弯曲程度有关,他猜想,弹力大小可能还跟钢锯片的长度有关。于是,他和同学合作进行了探究。如图甲所示,将钢锯片夹在厚书内,伸出的长度(简称长度)用L表示;钢锯片的形变量(弯曲程度)用末端偏移量x表示,钢锯片弹力用F表示,其大小等于测力计的读数。
实验数据如表:
(1)由第 ___________次实验数据分析可知,在形变量x一定时,钢锯片中弹力F随长度L的增大而 ___________(填“增大”或“减小”)。
(2)由第3~7次实验数据分析,可得该情况下弹力F与形变量x的关系式为 ___________。
(3)请用表中钢锯片长度L为25cm时的数据,在图乙中画出弹力F跟形变量x关系的图像。___________
(4)分析图像,进一步归纳可得结论 ___________。
(5)钢锯条产生的弹力还可能与 ___________有关。
【答案】 1、2、4 减小 F=0.06N/cm•x x≤5cm时,弹力F与x成正比,x>5cm时,弹力F与x不成正比 钢锯片的厚度
【解析】(1)[1] [2]由第1、2、4次实验数据的分析可知,在形变量x一定时,钢锯片的弹力F随长度L的增大而减小。
(2)[3]由第3~7次实验数据分析可知,钢锯片在长度L为25cm时,钢锯片的形变量每增大1cm,弹力每增加0.06N,由此可见:钢锯片在长度L一定时,弹力F跟形变量x成正比,则其关系式为。
F=0.06N/cm•x
(3)[4]横坐标对应形变量X,纵坐标对应弹力F,利用描点法绘制图像,见下图
(4)[5]由图像可以进一步看出在形变量
x≤5cm
时,弹力F与x成正比;
x>5cm
时,弹力F与x不成正比。
(5)[6]钢锯片的弹力可能还与钢锯片的厚度有关。
13.(2023·陕西·校联考模拟预测)在探究“重力的大小跟质量关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
(1)把表格中的空格填写完整______;
(2)图甲中弹簧测力计的示数为______N, g=______;
(3)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图像______;
(4)由此可知物体所受的重力跟质量成______。
【答案】 400 2 10N/kg 正比
【解析】(1)[1] 从表格中的数据可知,重力与质量的比值为
那么当G=4N时,则质量为
(2)[2] 如图甲所示,分度值为0.2N,但是指针指在2N的位置,故读数为2N。
[3] 重力与质量的比值为
(3)[4] 描点,用平滑的曲线连接各点,当m=0时,重力为0,故该直线与原点连上,如下图所示
(4)[5] 如图所示,重力与质量的图像是一条向上倾斜的直线,说明重力与质量之比是一个定值,重力与质量成正比。
14.(2022·湖南永州·统考模拟预测)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明同学的三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示:
(1)此实验所采用的研究方法是______;
(2)该实验的关键是用弹簧测力计拉木块,使木块做______;
(3)图甲中弹簧测力计的示数是______;
(4)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选______两图进行探究;
(5)若要探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应选______两图进行探究。
【答案】 控制变量法 匀速直线运动 3.6 甲、丙 乙、丙
【解析】(1)[1]影响滑动摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度,故此实验所采用的研究方法是控制变量法。
(2)[2]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,根据二力平衡,测力计示数大小才等于滑动摩擦力的大小。
(3)[3]图甲中测力计分度值为0.2N,示数为3.6N。
(4)[4]若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小不变,故应选甲、乙两图的实验进行探究。
(5)[5]若要探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,要控制接触面的粗糙程度不变,故应选用乙、丙两图的实验进行探究。
四、作图题
15.(2023·山东济南·校联考一模)2022年11月21日,在卡塔尔举办的世界杯,精彩的足球盛宴,让我们在疫情期间心情放松许多。如图是重为4.3N的足球在空中飞行时的情景,请在答题卡相应位置画出它所受重力的示意图。
【答案】
【解析】重力的重心在球的几何中心球心上,重力的方向为竖直向下,重力大小为4.3N,在球心做一条竖直向下的带箭头的直线,在箭头旁标上重力符号G和重力大小,如图所示:
16.(2022·贵州遵义·统考一模)A、B均为带负电的小球,如图甲所示,当小球B靠近小球A时(两球在同一高度),请画出:①小球A受到小球B对它的作用力FA的示意图;②小球B受到小球A对它的作用力FB的示意图。
【答案】
【解析】AB均为带负电的小球,同种电荷相互排斥,当小球B靠近小球A时,小球A受到小球B对它的作用力的方向水平向左,小球B受到小球A对它的作用力的方向水平向右,两个力的大小相等,从小球A的重心沿水平向左画出力FA的示意图,从小球B的重心沿水平向右画出力FB的示意图,如图所示:
实验次数
被测物体
物体质量m(kg)
重力G(N)
比值G/m(N/kg)
1
物体1
0.1
0.99
9.9
2
物体2
0.4
3.88
9.7
3
物体3
0.5
______
______
拉力(N)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度(cm)
6.5
7.5
8.5
9.5
11.0
14.2
18.0
拉力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
刻线到零刻线的距离L/cm
1.00
2.20
3.60
5.20
7.00
9.00
拉力(N)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度(cm)
6.5
7.5
8.5
9.5
11.0
14.2
18.0
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
长度L/cm
15
20
25
25
25
25
25
25
25
25
形变量x/cm
2
2
1
2
3
4
5
6
7
8
弹力F/N
0.48
0.22
0.06
0.12
0.18
0.24
0.30
0.39
0.51
0.66
质量m/g
100
200
300
500
重力G/N
1
2
3
4
5
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