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物理(二)-2024年中考考前20天终极冲刺攻略(含答案)
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这是一份物理(二)-2024年中考考前20天终极冲刺攻略(含答案),共128页。
目 录 cntents
(二)
内能 内能的利用……………………………………………………………………03
质量和密度 …………………………………………………………………………31
机械运动 ……………………………………………………………………………60
力 运动和力…………………………………………………………………………94
内能 内能的利用
近年来,大部分地区对内能及其利用的考查主要以填空题、选择题为主,分值在1~3分。计算题一般是与电学和力学综合考查,单独考计算题较少,分值在2~3分。有些地区会将探究不同物质的吸热能力和影响电热的因素综合,以实验题的形式考查。本专题考查的考点主要有分子热运动、内能、比热容、热机和热机的效率、能量的转化和守恒。本章内能及利用的填空题、选择题历年的得分率都比较高,出错率不高。因此,同学们在复习时需要灵活掌握相关基础知识,并在生活中多发现问题,多运用知识解决问题。计算题一般作为压轴题,学生容易丢分,特别要关注与热学有关的综合类计算,适当做一些练习。
内能及其利用为中考必考内容,除了实验题、计算题容易丢分外,其他题型得分率较高。内能及其利用的内容与我们日常生产生活紧密相关,因此,各地关于内能及其利用的考题一般是以自然现象、日常生活中遇到的现象为基础设置相应的问题。最近几年,我国的新能源汽车发展迅猛、航空航天也有重大突破等,这些会涉及能源、能量转化及效率等。因此,各地可能会以相关信息为基础设计关于内能及其利用的考题,考生应加以重视。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一、分子热运动
1.物质的构成:常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2.分子热运动
(1)扩散现象:不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散。
(2)扩散现象表明:①一切物质的分子在不停地做无规则运动;②分子间有间隙。
(3)物体温度越高,扩散越快,分子的无规则运动越剧烈。
3.分子间的作用力:分子之间引力和斥力实同时存在的。
要点提示:
1.扩散可以发生在固体、液体和气体之间,扩散的速度受温度的影响,温度越高,扩散越快。
2.物质的分子运动和机械运动是不同的。分子运动是我们肉眼看不见的,人眼直接看见的运动都是机械运动。
3.如果分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略。如气体分子之间的距离就很远,彼此之间几乎没有作用力。
考点二、内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。内能的单位:焦耳(J)。
2.改变内能的两种方式
3.热量
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。热量的单位是焦耳。
(2)与内能的关系:物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减少,物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。
4.温度、热量和内能的关系
(1)一个物体温度升高了,内能增加;
(2)一个物体内能增加了,它的温度不一定升高,如晶体熔化、液体沸腾;
(3)一个物体吸收了热量,它的内能一定增加(物体不对外做功);
(4)一个物体内能增加了,不一定吸收了热量,有可能是外界对物体做了功。
(5)一个物体吸收了热量,温度不一定升高,如晶体熔化、液体沸腾等。
要点提示:
1.热传递过程中传递的是内能(热量),而不是温度,而且内能是从高温物体传递到低温物体,而不是从内能多的物体传递到内能少的物体。
2.热量是一个过程量。不能说某个物体“具有”或“含有”热量,更不能“比较”两个物体热量的大小,只能说物体“吸收”或“放出”热量。
3.三种热传递的方式:传导--热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分。对流--靠液体或气体的流动来传热的方式。辐射--物体以电磁波或粒子的形式向外传递热量。
考点三、比热容
1.定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示。(比值定义法)表达式:。单位:焦每千克摄氏度,符号J/(kg.℃)。
2.性质:比热容是反映物质自身性质的物理量,是物质的一种特性,只与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
3.水的比热容较大的应用:(1)做传热介质;(2)调节温度。
4.由比热容计算物体吸收或放出热量的公式
(1)吸热计算公式:
(2)放热计算公式:
要点提示:
1.比容大的物质,吸热能力强。相同质量的不同物质,吸收(放出)相同的热量,比热容大的物质,温度变化小;相同质量的不同物质,升高(降低)相同的温度,比热容大的物质,吸收(放出)更多的热量。
2.关于水的比热容计算时,在一个标准大气压下,计算水的末温,需注意水的末温最高为100℃。
考点四、热机和热机的效率
1.热机:利用内能来做功的机器。内能转化为机械能。
2.汽油机的工作过程
3.热值
(1)定义:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值(q)。(比值定义法)热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
(2)单位:焦每千克,符号:J/kg。有些气体的热值单位为:J/m3。
(3)燃料燃烧放出的热量计算公式:或 (用哪个公式计算取决于热值的单位)。
(4)性质:热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料燃烧放出热量的多少以及燃料是否完全燃烧无关。
4.热机的效率
(1)定义:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率(η)。(比值定义法)(热机的效率与燃料的热值和功率无关)
(2)计算公式:
(3)提高热机效率的方法
①使燃料充分燃烧;②尽量减少各种热量损失;③利用废气的能量;(废气带走的能量最多)④注意保养,保证良好的润滑,减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
要点提示:
1.柴油机结构有喷油嘴没有火花塞,吸入的只有空气,压缩程度高。
2.四冲程汽油机一个工作循环包括4个冲程,活塞往复运动2次,曲轴转2圈,对外做功1次。
3.冲程的判断:(1)进、排气门的开闭情况;(2)看火花塞是否点燃;(3)看活塞的运动方向。
4.热值大的物质常用作燃料,比热容大的物质常用作冷却剂。
5.燃料加热效率(化学能转化为内能)
电加热效率
热机的效率
考点五、能量转化和守恒
1.能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。
2.能量守恒定律
(1)内容:能量既不会消灭,也不会产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。能量的转化和守恒定律是自然界最普遍酌、最重要的定律之一。
(2)不可能制造永动机的根本原因:违背了能量守恒定律。
(3)能量的转化和转移具有方向性。
考点六、比较不同物质的吸热情况
1.实验器材:温度计、天平、水、食用油、烧杯、铁架台、石棉网、酒精灯、秒表等
2.实验方法
(1)控制变量法的应用:选取质量、初温相同的不同物质,用相同的热源加热相同时间,比较吸热情况。
(2)转换法的应用:
方案一:通过升高相同的温度,比较加热时间长短来判断物质的吸热能力(加热时间长的物质吸热能力强)。
方案二:通过加热相同的时间,比较升高的温度来判断物质的吸热能力(温度变化小的物质吸热能力强)。
3.实验步骤
(1)自下而上安装实验器材;
(2)每隔1min记录一次温度;
(3)分析实验数据得出结论。
3.实验结论
(1)方案一:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸热多(即加热时间长)的物质吸热能力强(即比热容大);
(2)方案二:质量相等的不同物质,吸收相同的热量(即加热相等时间),温度升高得低的物质吸热能力强(即比热容大)。
要点提示:
(1)自下而上安装实验器材目的:使用酒精灯外焰加热;
(2)选择电加热器优于酒精灯,电加热器发热稳定,热量不易散失,更易控制在相同的时间内吸收的热量相同;
(3)温度-时间图像开始不是直线的原因及改进方法
原因:烧杯(或其他容器)刚开始吸收热量;改进:先将烧杯(或其他容器)进行预热;
(4)温度-时间图像分析:图像平缓的物质吸热能力强(即比热容大),如图所示。
(5)温度-时间图像计算物质的比热容
根据加热时间相同,吸收热量相等可得:,,
1.(2023·湖北襄阳·中考真题)2023年春节,襄阳市华侨城、关圣古镇燃放烟花,现场人们闻到很浓的硝烟味道属于 现象。热机工作时常用水降温,这是利用了水的 大的特性。
【答案】 扩散 比热容
【详解】[1]现场人们闻到很浓的硝烟味道说明分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
[2]热机工作时产生大量的热,这些热如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点(相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多)把这些热迅速吸收,使热机的温度不致升得太高。
2.(2023·青海西宁·中考真题)如图所示,在试管内装适量的水,用塞子塞住管口,加热一段时间后,塞子受到水蒸气的压力而冲出,此时水蒸气的内能转化为塞子的 能,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。
【答案】 机械 做功
【详解】[1]塞子受到水蒸气的压力而冲出,水蒸气对外做功,内能减少,即将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
[2]汽油机在做功冲程中,将气缸内燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为活塞的机械能,故能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同。
3.(2023·陕西·中考真题)如图,是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,这是利用了 的方式改变内能,手炉中装热水,是利用了水的 较大。
【答案】 热传递 比热容
【详解】[1][2]根据题意可知,在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,人手吸收热量,内能增大,这种方式是通过热传递改变内能,因为水的比热容较大,与其他物质相比在相同质量时,降低相同的温度放出的热量更多,所以,手炉中装热水。
4.(2023·山东青岛·中考真题)火,能带来温暖和光明。钻木取火,是将 能转化为内能,这是人类第一次学会使用自然力量;改变物体的内能有做功和 两种方法,人们利用内能做功制成了热机;在设计和制造热机时,要不断提高效率,其积极意义有 (列举一条即可)。
【答案】 机械 热传递 节能环保
【详解】
[1][2]改变内能方法有两种,一种是做功,属于能量的转化,另一种是热传递,属于能量的转移,钻木取火,是通过摩擦的方法,将机械能转化为内能,属于做功改变内能。
[3]效率是有用功占总功的比,不断提高效率,可以减少能源的消耗,同时可以减少有害气体的排放,起到节能减排保护环境的作用。
5.(2023·山东威海·中考真题)2023年5月30日,在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值 (选填“变大”“不变”或“变小”);若液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了,则水的质量为 。(,)
【答案】 不变 40
【详解】[1]燃料的热值只与燃料的种类有关,因此飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值不变。
[2]液态氢完全燃烧放出的热量有
放出的热量有60%被水吸收,由得水吸收的热量为
由得水的质量为
6.(2023·江苏镇江·中考真题)如图为单缸四冲程汽油机的 冲程,该冲程活塞移动时,汽缸内燃料混合气体的压强变 。若该汽油机转速为2400r/min,则它每分钟完成 个如图所示的冲程。
【答案】 压缩 大 1200
【详解】[1][2]内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;判断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功”,由图可知活塞向上运动,两气门关闭,因此是压缩冲程;压缩冲程过程中,汽缸内部体积变小,压强变大。
[3]热机完成一个工作循环中,飞轮转动2圈,完成压缩冲程1个,若该汽油机转速是2400r/min,表示每分钟飞轮转动2400圈,它每分钟完成1200个压缩冲程。
7.(2023·江苏泰州·中考真题)如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的硝化棉,用力把活塞迅速压下,使硝化棉燃烧,该过程是通过 的方式来改变筒内空气的内能,其能量转化情况与汽油机的 冲程相同。
【答案】 做功 压缩
【详解】[1][2]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来,这是因为压缩筒内空气做功,将机械能转化为内能,使筒内空气的内能增加,温度升高,达到棉絮的着火点,棉絮就燃烧起来了;该实验中,压缩筒内空气做功,活塞的机械能转化为筒内空气的内能,与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。
8.(2023·江苏南京·中考真题)图示课本四个示例中的能量转化过程,与汽油机做功冲程相同的是( )
A.甲图中反复弯折铁丝
B.乙图中压缩空气
C.丙图中盒内燃气推出盒盖
D.丁图中取暖器通电后电热丝发热
【答案】C
【详解】汽油机做功冲程中,缸内高温高压的燃气推动活塞对外做功,将内能转化为机械能。
A.甲图中反复弯折铁丝,人对铁丝做功,使铁丝内能增大,温度升高,将机械能转化为内能,故A不符合题意;
B.乙图中压缩空气,此时活塞对气体做功,使气体内能增大,温度升高,将机械能转化为内能,故B不符合题意;
C.丙图中盒内燃气推出盒盖,燃气对盒盖做功,将燃气的内能转化为盒盖的机械能,故C符合题意;
D.丁图中取暖器通电后电热丝发热,电流做功,将电能转化为内能,故D不符合题意。
故选C。
9.(2023·四川绵阳·中考真题)新材料为人们带来了“神奇”的55℃恒温水杯。这种水杯在夹层中有一种传热材料,把沸水倒入恒温水杯中,传热材料快速吸收沸水热量并贮存起来,使水温快速降到55℃左右;当水温低于55℃时,传热材料缓慢释放热量,水温保持基本不变。则( )
A.在快速降温过程中,传热材料吸热内能减少
B.在快速降温过程中,水放热内能减少
C.在温度保持不变时间内,传热材料放热内能增加
D.在温度保持不变时间内,水吸热内能减少
【答案】B
【详解】AB.在快速降温过程中,传热材料吸热内能增加,水放热内能减少,故A不符合题意,B符合题意;
CD.在温度保持不变时间内,传热材料缓慢释放热量,内能减少,水吸热内能增加,故CD不符合题意。
故选B。
10.(2023·湖南娄底·中考真题)下列关于实验的叙述正确的是( )
A.图甲中,抽出玻璃板后观察到的现象能说明分子间存在着引力
B.图乙中,水沸腾后软木塞被推出,软木塞的内能转化为它的机械能
C.图丙中,把玻璃板拉出水面时弹簧测力计示数会变大,是大气压力的作用
D.图丁中,将瓶塞弹出时,瓶内气体内能减少
【答案】D
【详解】A.抽掉玻璃板,二氧化氮和空气之间发生扩散现象,瓶内气体颜色最后变得均匀,说明分子在不停地运动,故A错误;
B.图乙中,试管中的水沸腾后,水蒸气将软塞子推出,即水蒸气对塞子做功,将水蒸气的内能转化机械能,故B错误;
C.因为玻璃分子和水分子之间存在引力,所以向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程,测力计示数将变大,故C错误;
D.图丁中,将瓶塞跳出时,瓶内气体内能转化为活塞的动能,故瓶内气体内能减少,故D正确。
故选D。
11.(2023·江苏常州·中考真题)家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。海边,仅在海陆风因素的影响下,图乙、图丙所示的情形通常分别发生在( )
A.白天、夜晚B.夜晚、白天C.白天、白天D.夜晚、夜晚
【答案】A
【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容,白天太阳照射时,海洋升温慢,陆地升温快,陆地的热空气就上升,地面附近海洋的空气来补充,气流就从海洋向陆地,即风从海洋吹向陆地;晚上陆地很快就冷却下来,而海洋则很慢,海洋的温度高,而陆地的温度低,地面气体就从陆地流向海洋,即风从陆地吹向海洋。因此白天,风力发电机翼朝向朝向大海,晚上,风力发电机翼朝向陆地。则图乙是白天,图丙是晚上。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.(2023·辽宁营口·中考真题)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
【答案】C
【详解】A.热量是过程量,不能说物体含有的热量多,故A错误;
B.物体吸收热量过程中温度不一定升高,例如:晶体在熔化过程中,吸热但温度不变,故B错误;
C.气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,则物体内能减小,故C正确;
D.在发生热传递时,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,内能总是从高温物体转移到低温物体,故D错误。
故选C。
13.(2023·湖北·中考真题)我国幅员辽阔,人文自然资源丰富,下列分析正确的是( )
A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,是因为火焰山沙石比热容大
B.云南大理的蝴蝶泉边花香四溢,是因为分子不停地做无规则运动
C.黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化,是因为冰雕没有内能
D.山东潍坊的潍柴内燃机工作时,将机械能转化成内能
【答案】B
【详解】A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,是因为火焰山沙石比热容小,白天吸收太阳能温度上升高,夜晚放出热量,温度降也大,故A错误;
B.云南大理的蝴蝶泉边花香四溢,是因为花香分子不停地做无规则运动,扩散到空气中引起嗅觉,故B正确;
C.黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化,是因为哈尔滨冬天的温度低,任何物体都有内能,冰雕也有内能,故C错误;
D.山东潍坊的潍柴内燃机工作时,主要是将内能转化成机械能,故D错误。
故选B。
14.(2023·四川内江·中考真题)如图所示的四个情景,下列说法正确的是( )
A.图甲中,闻到花香说明了分子在永不停息地做无规则运动
B.图乙中,让笔杆热起来,只能采用做功的方式
C.图丙中,两个铅块紧压在一起后能吊住重物,说明分子间存在斥力
D.图丁中,汽油机的做功冲程把机械能转化为内能
【答案】A
【详解】A.闻到花香,是鲜花的芳香油分子运动到空气中的结果,这种现象叫做扩散现象,说明了组成物质的分子在永不停息地做无规则运动。故A正确;
B.改变物体内能的方式有做功和热传递,因此让笔杆热起来,除了做功的方式,还有热传递的方式,故B错误;
C.图丙中,底面削平的铅块紧压后,能吊住重物,是因为两铅块分子距离足够小,分子间的作用力表现为引力,而不是斥力,故C错误;
D.图丁中,两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,该冲程内能转化为机械能,故D错误。
故选A。
15.(2023·四川成都·中考真题)小美在老师指导下进行了以下实验:甲、乙两烧杯各装100g水,用酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热乙烧杯,直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯,测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,,,,则下列说法正确的是( )
A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为
D.酒精灯加热的效率为28%
【答案】B
【详解】A.由题意,由于甲、乙两烧杯各装水的质量相等,水的初始温度相同,根据可知水沸腾前,两杯水吸收的热量相等,为
且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为
所以整个过程,乙杯中的水吸收的热量更多,故A错误;
B.由图可得,3分钟时乙杯中的水恰好沸腾,则吸收的热量为
故B正确;
C.整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量为
故C错误;
D.在整个过程中,燃烧4g酒精所释放的热量为
可得酒精灯加热的效率为
故D错误。
故选B。
16.(2023·黑龙江绥化·中考真题)如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表:
(1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热,需要控制水和煤油的 相等;
(2)本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱;分析数据可知 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强;
(3)若实验中水的质量是200g,加热4min,水吸收的热量为 J;
(4)汽车发动机用水作冷却剂,这是利用了水 的性质。
【答案】 质量 水和煤油升高的温度 水 8.4×103 比热容大
【详解】(1)[1]由于物质吸热多少与质量有关,所以比较水和煤油的吸热能力,需要控制水和煤油的质量相等。
(2)[2]由于水和煤油吸收热量的多少无法直接测量,利用转换法,通过比较水和煤油升高的温度来反映水和煤油吸热能力的强弱;
[3]分析数据可知,质量相同的水和煤油加热相同的时间,吸收相同的热量,水的温度升高的较慢,表明水的吸热能力较强。
(3)[4]水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-20℃)=8.4×103J
(4)[5]汽车发动机用水作冷却剂,这是利用了水比热容大的性质,在质量相同、升高的温度相同的情况下,水吸收的热量较多,降温效果较好。
17.(2023·辽宁盘锦·中考真题)某品牌的柴油车进行性能测试,该车在的牵引力驱动下,沿平直路面以的速度匀速行驶了,消耗了柴油,。在此次路测过程中,求:
(1)消耗柴油的质量;
(2)牵引力功率;
(3)柴油机效率。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)消耗柴油的质量
(2)牵引力功率
(3)柴油机做有用功
柴油完全燃烧放出的热量
柴油机效率
18.(2023·山东聊城·中考真题)高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是,高能聚合油的热值约为。求:
(1)这些水吸收的热量;
(2)若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%,则燃烧了多少千克高能聚合油。
【答案】(1)3.15×106J;(2)0.1kg
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃-25℃)=3.15×106J
(2)高能聚合油完全燃烧放出的热量
完全燃烧高能聚合油的质量
1.(2024·河南商丘·一模)如图甲所示,红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明分子热运动的剧烈程度与 有关;如图乙所示,用力将活塞迅速下压,这与汽油机的 冲程相同。
2.(2024·广东珠海·一模)冬季,人们喜欢用电热暖水袋来取暖,主要是利用水的 大的特点。给暖水袋通电加热,是先通过 的方式改变加热器的内能,加热器再通过 的方式改变袋内水的内能。
3.(2024·广东东莞·一模)如图所示是某单缸四冲程汽油机的 冲程;该汽油机飞轮转速为2400r/min,1s内完成 个冲程;水箱中5kg、20℃的水升温到40℃,水需要吸收的热量是 J。[]
4.(2024·陕西西安·模拟预测)使用相同酒精灯、相同的装置分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,绘制的温度——时间关系图像如图,则从开始加热到t2时刻,甲、乙吸收热量的关系Q甲 Q乙,甲、乙两种液体比热容大小关系c甲 c乙。
5.(2024·广西钦州·一模)两种不同材料的燃料,甲质量2kg,乙质量1kg,两者温度都升高1℃,吸收热量如图所示,甲乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示,则:
(1)甲的比热容 (选填“大于”、“小于”或“等于”)乙的比热容;
(2)甲的热值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)乙的热值。
6.(2024·陕西宝鸡·一模)夏季是吃烧烤的季节,如图所示,路过烧烤小吃店时,很远就能闻到香味,说明分子在不停地做 ;各种食材在碳火上方烤制过程中温度升高,主要是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式增加内能。街上的雾炮车喷向空中的水雾能使尘埃颗粒快速沉降到地面,起到净化空气的作用。雾炮车的发动机是柴油机,柴油机四个冲程中的 冲程将内能转化为机械能。
7.(2024·山西吕梁·一模)手机信号增强贴悄然盛行,传言手机信号增强贴可以不使用任何能源增强手机电磁波信号的能量强度,你认为手机信号增强贴可以增强手机信号的传言是 (填“真”或“假”)的。你判断的依据是 。
8.(2024·山西晋城·一模)妈妈生日那天,小伟给妈妈煮面条时发现:锅中的水沸腾时,锅盖上下跳动,同时冒出大量雾状的“白气”, 如图所示。小伟认为看到的“白气”是扩散现象, 你认为小伟的判断是 (选填“正确”或“错误”) 的,理由是 。壶盖向上跳动过程中,其能量转化情况与热机的 冲程相同。
9.(2024·陕西西安·模拟预测)物理学家托里拆利在地理方面也有卓越贡献。他是第一个用科学的方式描述风的人,他写道:“风产生于地球上的两个地区的温差和空气密度差”。学科之间存在联系互通,地理中的“海陆风”也可用物理学的知识进行解释。如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:与海洋相比,陆地的土地( )
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
10.(2024·陕西榆林·三模)关于下列实验的叙述正确的是( )
A.图-1,抽出玻璃板后观察到的现象能说明气体间可以发生扩散现象
B.图-2,将瓶塞弹出时,瓶内气体内能减少
C.图-3,两个铅柱没有被重物拉开,说明分子之间没有斥力
D.图-4,汽缸内的气体推动活塞向下运动、机械能转化为内能
11.(2024·山东济南·一模)如图是熬制麦芽糖的情景,在熬制过程中,麦芽糖香气四溢。请你在下列论述中找出合理的论述( )
A.燃料燃烧放出的热量全部传递给了麦芽糖
B.人能闻到香味是分子不停的无规则运动的结果
C.液体麦芽糖变成固体后,分子间的距离变大
D.拉起的麦芽糖能被拉长,是麦芽糖分子变大的结果
12.(2024·湖南常德·一模)鸡蛋醪糟是我国的一种传统小吃,鸡蛋醪糟的制作过程中有关温度、内能、热量的关系,下列说法正确的是( )
A.在烧水之前,水和锅的温度相同,它们之间仍然会发生热传递
B.在烧水过程中,水吸收热量,内能一定增大,温度一定升高
C.在煮醪糟的过程中,温度升高得越多,吸收的热量越多
D.盛在碗中的鸡蛋醪糟,温度逐渐降低,所含的热量逐渐减少
13.(2024·江苏常州·一模)如图所示,甲、乙是两个演示实验的示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是( )
A.图丙是做功冲程,其工作原理如图甲所示
B.图丙是压缩冲程,其工作原理如图乙所示
C.图丁是做功冲程,其工作原理如图乙所示
D.图丁是压缩冲程,其工作原理如图甲所示
14.(2024·江苏宿迁·一模)如图所示,甲、乙、丙三图的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)实验中燃料完全燃烧放出的热量,是通过液体吸热后温度的变化来反映的。本实验要比较不同燃料的热值:应选择 两图进行实验;
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 图进行实验;
②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同,是为了使两种液体是相同时间内吸收 (选填“相同”或“不同”)的热量,所以该实验主要用 (选填“温度计示数”或“加热时间的长短”)来表示两种液体吸热的多少;
③如果质量和初始温度均相同的a、b液体,吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示,由图可看出b液体的温度升高得较慢,则 (选填“a”或“b”)液体的比热容较大;
(3)某同学用图甲装监测燃料1的热值,假设燃料完全燃烧放出的热量全部供液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1,加热一段时间变为m2;烧杯中液体a的质量为m,初温为t1,末温为t2,液体a的比热容用c表示、用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式:q= 。
15.(2024·安徽合肥·一模)有一款无人驾驶汽车,自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。这款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km,消耗汽油1.5L。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为30%,已知:汽油的密度为,汽油的热值为。在这段运动过程中,求:
(1)1.5L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)这款无人驾驶汽车发动机做功的功率;
(3)汽车发动机的牵引力。
16.(2024·广东东莞·一模)现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水,小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃,洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃;如果小芳洗一次澡用热水0.06m3。求:(天然气的热值为4×107J/m3)
(1)所用热水的质量为多少kg?
(2)水从热水器中吸收热量多少J?
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗多少m3的天然气?
1.如图所示,是过年期间小颖奶奶制作的“拔丝香蕉”,闻起来香甜浓郁,这是 现象;在制作的过程中,香蕉的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过 的方式改变内能的。
2.中华古诗词是我国传统文化中的瑰宝,有些优美词句还与物理知识有着密切的联系。“沙暖睡鸳鸯”,同水相比沙的比热容 些;“大地阳和暖气生”,大地内能的增加是太阳通过 (选填“做功”或“热传递”)方式实现的。
3.2023年11月9日,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙型运载火箭,成功将中星6E卫星送入预定轨道。火箭用液氢作燃料,是因为液氢的 大,火箭在上升过程中与大气摩擦温度升高,这是通过 方式改变物体的内能。为防止火箭温度过高,在火箭表面涂有一种特殊的材料,可在高温下迅速熔化然后汽化从而吸收热量,使火箭的温度降低,若涂层发生物态变化时吸收的热量为,在一个标准大气压下可使100t初温为20℃的水温度升高 ℃。[]
4.小明妈妈在煤气灶上煮了一锅酸菜豆花面,如图所示,下列分析正确的是( )
A.用煤气作为燃料,是因为煤气的比热容大
B.生面条入锅后温度升高,其内能增加
C.煮好的酸菜豆花面香气四溢,说明只有在高温情况下,分子才能不停地做无规则运动
D.小明不敢大口地喝热气腾腾的面汤,是因为面汤含有的热量多
5.关于内能,温度和热量,下列说法正确的是( )
A.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
B.不同燃料燃烧时,放出热量越多的热值越大
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
6.2024年1月11日11时52分,我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将天行一号02星发射升空。下列描述正确的是( )
A.火箭使用新型燃料,主要是因为新型燃料的比热容大
B.火箭燃料在燃烧过程中,热值不断减小
C.火箭升空过程中,燃料燃烧将内能转化为化学能
D.火箭升空过程中,外壳与大气摩擦温度升高,其机械能转化为内能
7.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个完全相同的装置做了如图所示的实验.用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用秒表记录加热时间。实验数据记录如下表。
(1)取 质量的水和食用油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热。加热时,上下缓慢地提拉搅拌器,这是为了使水和煤油 ;
(2)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给 加热更长的时间;实验中选择相同规格的酒精灯,是为了可以通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来判断液体吸收热量的多少;
(3)根据表格数据可以得出水与食用油的比热容之比是: ;
(4)春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的 较大,当水吸收或放出相同的热量时,温度变化较小。
8.肠粉是一种广东非常出名的汉族传统小吃,属于粤菜系,源于唐朝的泷洲。如图甲所示的迷你电热肠粉机,通过加热水,产生大量水蒸气,两分钟就可以将米浆固化成肠粉。此肠粉机有工作和待机两个模式,其内部简化电路如图乙所示,将该机器单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。正常工作8min,电能表指示灯闪烁800次,刚好将1.5kg的水从20℃加热到100℃,产生高温水蒸气。已知该机待机功率为22W,R1、R2是用于发热的定值电阻,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
(1)肠粉机正常工作8min所消耗的电能;
(2)R2的阻值;
(3)肠粉机正常工作时的热效率。
名校预测
1.【答案】 温度 压缩
【详解】[1]在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水,会看到热水中的墨水扩散得快,这是因为热水温度高,水分子的无规则运动比较剧烈,所以墨水扩散快。
[2]用力将活塞迅速下压,压缩玻璃筒内的空气对其做功,机械能转化为内能,空气温度升高,与汽油机的压缩冲程相同。
2.【答案】 比热容 做功 热传递
【详解】[1] 冬季,人们喜欢用电热暖水袋来取暖,主要是利用水的比热容大的特点,相同质量的水和其它物质相比,降低相同温度时,可以放出更多的热量,达到更好的取暖效果。
[2]给暖水袋通电加热,电流做功将电能转化为内能,是通过做功的方式改变加热器的内能。
[3]水从加热器中吸收热量,加热器通过热传递的方式改变袋内水的内能。
3.【答案】 压缩 80
【详解】[1]如图,两气门关闭,活塞上行,为压缩冲程。
[2]汽油机的一个工作循环包含四个冲程,只有做功冲程对外做功,飞轮转两周。该汽油机飞轮转速为
2400r/min=40r/s
1s内完成80个冲程。
[3]水需要吸收的热量是
4.【答案】 = <
【详解】[1][2]已知加热装置完全相同,也就是相同时间为液体提供的热量相同时刻,加热时间相同时,甲、乙吸收热量应该相等,即Q甲=Q乙;由图象知,从开始加热t2时刻,甲、乙末温度相同,乙的初温度较高,甲的温度变化量大于乙的温度变化量;两种液体吸收的热量又相同,由公式,乙的比热容较大,即c甲<c乙。
5.【答案】 小于 小于
【详解】(1)[1]甲乙两种燃料吸收相等热量,升高相同温度,而甲的质量比乙的质量大,根据可知,甲的比热容小于乙的比热容。
(2)[2]由图可知,甲乙燃料完全燃烧后放出的热量之比为2︰3,而甲乙的质量之比为2︰1,则甲乙两种燃料的热值之比为
所以,甲的热值小于乙的热值。
6.【答案】 无规则运动 热传递 做功
【详解】[1][2]路过烧烤小吃店时,很远就能闻到香味,是分子不停地做无规则运动导致的,是扩散现象; 在碳火上方烤制食物的过程中,食物从碳火中吸收热量温度升高,是采用热传递的方式使食物的内能增加。
[3] 柴油机四个冲程中的做功冲程将内能转化为机械能。
7.【答案】 假 能量守恒
【详解】[1][2]根据能量守恒原理,增强手机信号时,电磁波的能量增强,一定有其它形式的能转化而来,而不使用任何能源与能量守恒相违背,故这种传言是假的。
8.【答案】 错误 “白气”是小液滴不是分子,小液滴的运动属于物体的机械运动(答案不唯一,合理即可) 做功
【详解】[1][2]小伟的判断是错误的,水沸腾时冒出的“白气”是小液滴不是分子,小液滴的运动属于物体的机械运动。
[3]壶盖向上跳动过程中,内能转化为机械能,其能量转化情况与热机的做功冲程相同。
9.【答案】A
【详解】海洋水多,陆地的土地多,白天相同的太阳光照射,水和土地吸收的热量相同,水和土地的质量相同时,由得,因为水的比热容大,温度升高得少,气温较低,陆地的土地的比热容小,温度升高得多,气温较高,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.【答案】B
【详解】A.二氧化氮的密度比空气大,放在了上方,抽出玻璃板后观察到气体颜色都变成均匀的红棕色,不能说明气体间可以发生扩散现象,因为不能排除重力的干扰,故A错误;
B.打气筒向瓶内打气,将瓶塞弹出时,气体膨胀对外做功,瓶内气体内能减少,内能转化成瓶塞的机械能,故B正确;
C.两个铅柱没有被重物拉开,说明分子之间存在引力,分子之间引力和斥力是同时存在的,故C错误;
D.由图可知,进气门、排气门关闭,活塞向下运动,火花塞打火,是做功冲程,汽缸内的气体推动活塞向下运动,气体对活塞做功,内能转化为机械能,故D错误。
故选B。
11.【答案】B
【详解】A.燃料燃烧放出的热量不可能全部传递给麦芽糖,有一部分热量散失在了空气中,故A不符合题意;
B.人能闻到香味是是扩散现象,是分子不停的无规则热运动的结果,故B符合题意;
C.液体麦芽糖变成固体后,分子间的距离变小,故C不符合题意;
D.拉起的麦芽糖能被拉长,是因为力可以改变物体的形状,麦芽糖分子大小不变,故D不符合题意。
故选B。
12.【答案】C
【详解】A.发生热传递的条件是有温度差,水和锅的温度相同,它们之间不会发生热传递,故A错误;
B.在烧水过程中,水吸收热量,内能增大,水沸腾后温度不变,故B错误;
C.在煮醪糟的过程中,醪糟的比热容和质量一定,根据可知,温度升高得越多,吸收的热量越多,故C正确;
D.热量是一个过程量,不能说“所含的热量”,故D错误。
故选C。
13.【答案】C
【详解】图甲中,活塞压缩空气,对空气做功,机械能转化为内能;图乙中,试管内的水蒸气对瓶塞做功,内能转化为机械能,将瓶塞推出。
AB.图丙两气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,活塞压缩缸内气体,对气体做功,使缸内气体内能增大,温度升高,将机械能转化为内能,其工作原理如图甲所示,故AB错误;
CD.图丁两气门关闭,活塞下行,是做功冲程,缸内高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,其工作原理如图乙所示;故C正确,D错误。
故选C。
14.【答案】 甲乙 甲丙 相同 加热时间的长短 b
【详解】(1)[1]本实验要比较不同燃料的热值,根据控制变量法,为了能通过液体温度变化来间接反映吸热的多少,应选择等质量的同种液体,不同的燃料进行实验,故应选择甲乙两图进行实验。
(2)①[2]比较不同物质吸热升温的特点,根据控制变量法,为了能通过加热时间来间接反映吸热的多少,应选择相同加热器即燃料相同的加热器,等质量的不同种液体进行实验,应选择甲丙图进行实验。
②[3][4]物体吸收热量不易直接测量,使用完全相同的加热器,相同时间产生的热量相同,故在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同,是为了使两种液体是相同时间内吸收相同的热量,该实验主要用加热时间的长短来表示两种液体吸热的多少。运用了转换法。
③[5]质量和初始温度均相同的a、b液体,加热相同时间,即吸热相同热量,由图可看出b液体的温度升高得较慢,根据可知, b液体的比热容较大。
(3)[6]烧杯中液体a的质量为m,初温为t1,末温为t2,液体a的比热容c,不考虑损失,则液体a吸收热量即燃料放出的热量为
测燃料1的热值的计算式为
15.【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)1.5L汽油的质量为
1.5L汽油完全燃烧放出的热量为
(2)汽车发动机做的功为
行驶时间为
则这款无人驾驶汽车发动机做功的功率为
(3)汽车发动机的牵引力为
答:(1)1.5L汽油完全燃烧放出的热量为;
(2)这款无人驾驶汽车发动机做功的功率为;
(3)汽车发动机的牵引力为。
16.【答案】(1)60kg;(2)7.56×106J;(3)0.27m3
【详解】解:(1)所用热水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.06m3=60kg
(2)水从热水器中吸收热量
(3)天然气完全燃烧释放的热量是
需要消耗天然气的体积
答:(1)所用热水的质量为60kg;
(2)水从热水器中吸收7.56×106J的热量;
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗0.27m3的天然气。
名师押题
1.【答案】 扩散 增大 热传递
【详解】[1]拔丝香蕉”闻起来甜香浓郁,是因为分子在不停地做无规则运动,香气分子不断扩散到空气中。
[2][3]在制作过程中,香蕉吸收热量,内能增大,香蕉的温度升高,是通过热传递的方式改变内能的。
2.【答案】 小 热传递
【详解】[1]“沙暖睡鸳鸯”指的是吸收相同的热量,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度高,所以沙子的比热容小。
[2]大地内能的增加是太阳通过太阳光的照射,即热传递的方式实现的。
3.【答案】 热值 做功 80
【详解】[1] 热值是指1千克(或1立方米)燃料完全燃烧时所能释放出的热量。液氢的热值大,意味着在相同质量的情况下,液氢能够提供更多的能量。所以火箭用液氢作为燃料是因为液氢的热值大。
[2] 火箭在上升过程中与大气摩擦温度升高,是摩擦力对火箭做功,导致火箭表面内能增大,温度升高,所以是通过做功的方式改变物体的内能。
[3]由题意得,水吸收的热量Q吸=4.2×1010J,水的质量m水=100t=105kg,所以水升高的温度
又因为在一个标准大气压下水的沸点为100℃,而水的初温为20℃,水无法升高到120℃,只能升高到100℃,所以水最终升高的温度为100℃-20℃=80℃。
4.【答案】B
【详解】A.用煤气作为燃料,是因为煤气的热值比较高,故A错误;
B.做功和热传递可以改变物体的内能,生面条入锅后温度升高,其内能增加,故B正确;
C.分子永不停息地做无规则运动。煮好的豆浆香气四溢的原因是豆浆温度很高,香气分子无规则运动的速度加剧,所以“香气四溢”,故C错误;
D.不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为汤温度较高,不能说含有的热量较多,故D错误。
故选B。
5.【答案】C
【详解】A.物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能是外界对物体做了功,故A错误;
B.热量是燃料一种特性,和放出的热量多少、是否完全燃烧等因素无关,故B错误;
C.一般来说,物体吸收热量,温度升高,但是,物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量,内能增大,温度不变,故C正确;
D.内能总是从温度高的物体向温度低的物体转移,温度高的物体不一定内能大,所以,内能不一定从内能多的物体向内能少的物体转移,故D错误。
故选C。
6.【答案】D
【详解】A.火箭使用新型燃料,主要是利用了新型燃料的热值大,故A错误;
B.因为燃料的热值是燃料的特性,与燃料的质量和燃烧程度无关,所以火箭燃料在燃烧过程中,热值不变, 故B错误;
C.火箭升空的过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为机械能,故C错误;
D.火箭升空的过程中,外壳与空气摩擦,通过做功的方式使外壳的内能增大,温度升高,故D正确。
故选D。
7.【答案】 相同 受热均匀 水 加热时间 9∶5 比热容
【详解】(1)[1][2]根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的吸热相同,故取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热;加热时,上下缓慢地提拉搅拌器,这是为了使水和煤油均匀受热。
(2)[3][4]由表中数据可知,相同质量的水和煤油升高相同的温度,水需要吸收更多的热量,故要给水加热更长的时间;实验中选择相同规格的酒精灯,使水和煤油在相同时间吸收的热量相等,是为了可以通过比较加热时间来判断液体吸收热量的多少。
(3)[5]加热相同的时间,水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度为
45℃-20℃=25℃
煤油升高的温度为
67℃-22℃=45℃
由可知,当水和煤油质量和吸热相同时,有
(4)[6]因为水的比热容较大,当水吸收或放出相同的热量时,升高或降低的温度较小,即温度变化较小,故水能起到调节气温的作用。
8.【答案】(1)9.6×105J;(2)24.2Ω;(3)52.5%
【详解】解(1)肠粉机正常工作8min消耗的电能
(2)当开关接触2、3时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,肠粉机处于工作模式;肠粉机工作模式的电功率
由可知,R2的阻值
(3)水吸收的热量
肠粉机正常工作时的热效率
答:(1)肠粉机正常工作8min所消耗的电能为9.6×105J;
(2)R2的阻值为24.2Ω;
(3)肠粉机正常工作时的热效率为52.5%。
质量与密度
近年来,大部分地区对质量与密度的考查形式有填空题、选择题、实验题、计算题,分值在1~3分。由于质量和密度是学习力学的基础,与力学内容联系紧密。因此各类题型很少单独考查质量与密度的知识点,一般都会和重力、压强、浮力、功和机械能、简单机械、物质吸放热计算等综合考查,题目综合性比较强。本专题考查的考点主要有质量概念的理解、天平的使用、密度概念的理解、密度有关计算、测量物质的密度、密度与社会生活。本章质量与密度的填空题、选择题主要考查对质量、密度概念的理解,历年的得分率都比较高,出错率不高。因此,同学们在复习时需要灵活掌握相关基础知识,并在生活中多发现问题,多运用知识解决问题。实验题、计算题综合性强,尤其涉及到压强和浮力的相关知识时,难度较高,容易丢分。因此,同学们在复习时在掌握相关基础知识的同时,还应当了解这些知识点的联系,掌握解决问题的方法。
质量与密度为中考必考内容,天平的使用和密度的相关计算一直是考试热点。关于密度的计算,一般会与压强、浮力综合作为计算压轴题,有时也会出现在物质吸放热的计算题中。近几年,测量物质的密度与浮力和液体压强的综合出现的次数增多。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一、质量
1.定义:质量是指物体所含物质的多少,用字母m表示。质量是物体的一种属性。
2.性质:一切物体的质量不随物体的形状、状态、位置、温度而改变。
3.基本单位:千克(kg)。常用单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg)。
换算关系:
4.质量的测量
(1)测量工具:生活中经常使用案秤、台秤、电子秤等,实验室常用托盘天平测质量。
(2)托盘天平的使用
①天平的结构
1.底座 2.托盘架 3.托盘 4.标尺 5.平衡螺母 6.指针 7.分度盘 8.游码 9.砝码 10.镊子
②称量原理(杠杆原理)等臂杠杆
③使用方法
1)测量前的调节
看:观察天平的称量和标尺上的分度值;
放:把天平放在水平台上,取下橡胶垫圈;
移:将游码移到标尺左端零刻度线处;
调:调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在分度盘中央刻度线处。
2)测量前的调节
称:把物体放在左盘,砝码放在右盘(左物右码);估计被测物体的质量,再用镊子向右盘按“先大后小”的顺序加砝码,若添加或取下最小砝码后,天平仍不平衡,则需要用镊子向右移动标尺上的游码,直到天平平衡。
读:右盘中砝码的质量加上游码所对应的刻度值,就是被测物体的质量。即:
收:测量完毕,先将物体取下,然后用镊子把砝码放回砝码盒,把游码拨回标尺的零刻度线处,将橡胶垫圈装回天平原处,以备下次使用。
要点提示:
1.把平衡螺母向指针偏转的反方向调节,即“左偏右调,右偏左调”;或哪边高往哪边调,即“螺母向着高处移”。
2.向右移动游码,相当于向右盘添加小砝码。
3.读游码所指示的质量时,应以游码左端对准的刻度值为准。
4.在称量过程中不能再调节平衡螺母;如果将物体和砝码的位置放反,那么物体质量。
考点二、密度
1.定义:某种物质组成的物体质量与体积之比叫做这种物质的密度,用字母ρ表示。
2.计算公式及其变形公式:
(1)求密度:;(2)求质量:;(3)求体积:。
3.单位
(1)在国际单位制中,密度的基本单位是kg/m3,常用单位是g/cm3。
(2)换算:1g/cm3=1×103kg/m3,换算过程为。
4.性质
密度是物质的一种特性,与物质的种类、状态、温度有关。
①同种物质,ρ不变,m与V成正比;
②物体的密度与物体的质量、体积、形状无关;
要点提示:
1.ρ不随m或V的变化而变化,是密度的定义式,而不是决定式,密度取决于物质的种类、状态、温度等,不能认为物质的密度与质量成正比、与体积成反比。
2.当m一定时,,不同物质组成的实心物体,在质量相同的情况下,密度大的体积反而小,物体的体积和它的密度成反比。
3.当V一定时,,不同物质组成的实心物体,在体积相同的情况下,密度大的质量大,物体的质量和它的密度成正比。
考点三、密度和社会生活
1.密度与温度
(1)温度能改变物质的密度:温度升高时,通常物质的体积会变大,密度会变小,这种规律我们称之为热胀冷缩。
(2)水具有反常膨胀的特性:在4℃时,水的密度最大。
2.密度知识的应用
(1)鉴别物质:一般情况,同一种物质密度相同;不同物质一般不同。
(2)根据密度大小选择合适的材料(物质)。
(3)根据密度鉴别优劣。
要点提示:
1.空心问题:算出被测物体的体积。,若,则为实心,否则为空心;
若再灌入其他物质,则其他物质的体积就是空心部分的体积,再结合其他条件求解。
2.等质量、等体积、等密度问题:在计算中常隐含三个条件:质量不变,如水结成冰;体积不变,如瓶子装水、装其他液体问题,溢水法问题;密度不变,如样品问题。
3.混合密度问题:混合物的密度应用公计算。具体思路为:先设法求出(或找出)混合物的总质量和总体积,再利用公式求混合物的密度。一定不能计算两种密度的平均值。
考点四、测量物质的密度
1.量筒的使用
(1)用途:直接测量液体体积(间接可测固体体积)。
(2)使用方法:
“看”:单位:毫升(ml)=厘米3 ( cm3 ) 量程、分度值。
“放”:放在水平台上。
“读”:读数时,视线要和凹面的底部(或凸面的最高处)相平。
2.测量物体的密度
(1)实验原理:
(2)实验器材:托盘天平、量筒、烧杯、物体、水
(3)实验步骤:
测量固体密度
①用天平测量物体的质量m;
②向量筒中倒入适量的水,测出水的体积V1;
③用细线系住物体浸没在量筒的水中,测出物体和水的体积之和V2;
④物体的密度ρ=mV2-V1。
测量液体体积
①用天平测量烧杯和液体的总质量m1;
②将烧杯中的液体一部分倒入量筒中,用天平测出剩余的液体和烧杯的总质量m2;
③读出量筒中液体的体积V;
④物体的密度ρ=m1-m2V。
要点提示:
1.误差分析:测量结果中,体积偏小,则密度偏大;质量偏小,则密度偏小。
(1)实验方案不合理;
(2)操作不当:固体放入量筒是溅出水或液体倒入量筒时有液体溅出导致体积的测量偏小,密度偏大。
(3)器材导致误差:砝码磨损,会导致所测物体质量偏大;砝码生锈,会导致所测物体质量偏小。
1.(2023·贵州·中考真题)国产大型客机C919已成功载客飞行,飞机在结构设计、材料选择、环保理念等方面均有自主知识产权,选用先进的合金材料减小了飞机的质量,这是因为材料本身的 较小。
【答案】密度
【详解】根据密度公式知,体积一定时,密度小的物体质量小,选用先进的合金材料减小了飞机的质量,这是因为材料本身的密度较小。
2.(2023·四川内江·中考真题)2008年,中国成功举办夏季奥运会,有一枚北京奥运会纪念币,它的质量是16.1g,体积为1.8cm3,这枚纪念币的密度是 g/cm3(保留到小数点后一位)。将它从地球带到月球上,其质量 (选填“变化”成“不变化”)。
【答案】 8.9 不变化
【详解】[1]这枚纪念币的密度
[2]质量不随位置、状态等的改变而改变,所以将这枚纪念币从地球带到月球上,其质量不变。
3.(2023·海南·中考真题)今年海南荔枝大丰收。小海想知道荔枝的密度,他把一个质量为22g的荔枝放入盛满水的溢水杯中,溢出水的质量为20g,如图所示。该荔枝的体积为 cm3,密度为 (,)。
【答案】 20
【详解】[1]荔枝完全浸没,排开水的体积即为荔枝的体积,故荔枝的体积为
[2]荔枝的密度
4.(2023·四川甘孜·中考真题)用天平测量某金属块质量,天平平衡时,右盘中砝码质量和标尺上游码的位置如图甲所示,则金属块的质量为 g;再用量筒测出金属块的体积,如图乙所示,则金属块的密度是 。
【答案】 54 2.7
【详解】[1]由图甲可知,金属块的质量
[2]由图乙可知,金属块的体积为
金属块的密度
5.(2023·江苏南通·中考真题)小明测量石头挂件“福兔”的密度。用天平测得它的质量为16.8g,将它放入量筒并倒入适量水,如图所示。取出挂件,量筒中剩余水的体积为30mL,挂件的体积为 ,密度为 ,测得挂件的密度值与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。将挂件缓慢提出水面的过程中,水对量筒底部的压强 。
【答案】 6 2.8 偏小 变小
【详解】[1]根据题意知道,挂件的质量为m=16.8g,由图知道,挂件和水的总体积为36mL,所以印章的体积为
V=36mL-30mL=6mL=6cm3
[2]由知道,挂件的密度为
[3]取出挂件时,挂件上会沾有水,测量出挂件的体积偏大,挂件的质量一定,再根据密度公式得出密度的测量值偏小。
[4]将挂件缓慢提出水面的过程中,水的深度变小,根据p=ρgh知道,水对量筒底部的压强变小。
6.(2023·山东东营·中考真题)如图是a、b两种液体的质量与体积的关系图像,由此可知,b液体的密度等于 kg/m3;相同质量的a、b两种液体, 的体积较小。
【答案】 0.8×103 a
【详解】[1]根据图像中的信息,b的密度为
[2]由图可知,ab的质量都是40g,a的体积是40cm3,b的体积是50cm3,所以相同质量的a、b两种液体,a的体积较小。
7.(2023·山东济宁·中考真题)在测定某液体密度时,小明做了两次实验并做了如下记录,则液体的密度 ,容器的质量m= g。
【答案】 1 21
【详解】[1]由题意可知,两次实验中液体的体积变化量为
两次实验中液体质量的变化量为
则该液体的密度为
[2]当液体体积为时,液体的质量为
由表可知,当液体体积为时,液体和容器总质量为,则容器质量为
8.(2023·江苏盐城·中考真题)小红在厨房帮妈妈洗菜,发现茄子有一半左右露出水面,于是想利用柱形水桶、刻度尺测量茄子的密度,实验时发现数据太小不便测量,于是对实验进行改进,下列方法可行的是( )
A.减小水的质量B.选用底面更小的柱形水桶
C.增大水的质量D.选用底面更大的柱形水桶
【答案】B
【详解】A.实验数据比较小,很难测量,误差会比较大,为了尽可能的减小误差,最好的方式是增大水的液面差;而减少桶内水的质量,可能会使茄子触底,从而无法准确测量,故A不符合题意;
BC.增大桶内水的质量,桶的底面积没有变,液面高度会发生变化,假设此时液面上升高度差为h;减小柱形水桶的底面积,桶内水的液面高度会上升,假设此时上升高度差为。由于大于,通过能更准确测量,从而减小误差,故B符合题意,C不符合题意;
D.选用底面更大的柱形水桶,液面上升高度差为更小,不好测量,不能减小误差,故D不符合题意。
故选B。
9.(2023·海南·中考真题)下列现象中,密度变大的是( )
A.铁棒磨成针B.冰熔化成水
C.橡皮泥捏成小船D.氧气瓶内的氧气用了一段时间
【答案】B
【详解】A.铁棒磨成针,铁棒的质量和形状变了,但密度不变,故A不符合题意;
B.冰熔化成水,水具有反向膨胀的特点,冰的状态变了,密度变大,故B符合题意;
C.橡皮泥捏成小船,橡皮泥的形状变了,但密度不变,故C不符合题意;
D.氧气瓶内的氧气用了一段时间,氧气的质量变小,体积不变,故密度变小,故D不符合题意。
故选B。
10.(2023·山东东营·中考真题)在用天平,量筒和水测量小石块的密度时,下列说法正确的是( )
A.称量前,应调节平衡螺母或移动游码使天平平衡
B.应该先测小石块的体积,再测它的质量
C.用调好的天平测量时,小石块应放在右盘
D.小石块浸没到量筒的水中,表面附有气泡,测得的密度偏小
【答案】D
【详解】A.称量前,应将游码归零,调节平衡螺母使天平平衡,故A错误;
B.小石块从水中拿出时会带出来水,使质量偏大,故应先测质量,再测体积,故B错误;
C.砝码和物体按照左物右码放置,故C错误;
D.小石块表面附有气泡,会使得测量的体积偏大,根据密度公式,质量一定时,体积偏大,则密度偏小,故D正确。
故选D。
11.(2023·山东淄博·中考真题)由同种金属材料制成的甲、乙两个正方体,它们的质量分别为180g和210g,体积分别为20cm3和30cm3。这两个正方体中,如果有一个是实心的,则( )
A.甲是实心的,金属材料的密度是7g/cm3
B.甲是实心的,金属材料的密度是9g/cm3
C.乙是实心的,金属材料的密度是7g/cm3
D.乙是实心的,金属材料的密度是9g/cm3
【答案】B
【详解】甲、乙两个正方体的密度分别为
,
题中已知甲、乙两个正方体的材料相同,但甲正方体的密度大,说明它是实心的,金属材料的密度是9g/cm3。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.(2018·四川南充·中考真题)如图是将一个气球压入水中的过程(气球不会漏气且不会爆裂),球内气体的质量和密度变化情况是
A.质量变大,密度变大B.质量不变,密度变小
C.质量变小,密度不变D.质量不变,密度变大
【答案】D
【详解】气球被压入水中的过程中,只是位置的改变,因为气球不会漏气且不会爆裂,所以球内气体的质量不变,由于其下压过程中气球受到水的压强增大,所以气球体积会减小,由ρ=m/V知道,质量不变,体积减小,密度会增大,故D正确,故选D.
13.(2023·四川自贡·中考真题)甲、乙、丙三种物质的质量与体积的关系如图所示,ρ甲、ρ乙、ρ丙、ρ水分别代表甲、乙、丙和水的密度,下列说法正确的是(ρ水=1×103kg/m3)( )
A.ρ丙>ρ乙>ρ甲且ρ甲>ρ水B.ρ甲>ρ乙>ρ丙且ρ丙>ρ水
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙且ρ乙=ρ水D.ρ乙>ρ丙>ρ甲且ρ甲ρ乙>ρ丙
当m乙=10g时,V乙=10cm3,乙的密度
所以,ρ甲>ρ水,ρ丙v乙
所以甲物体运动较快。
5.(2023·湖北襄阳·中考真题)2023年3月7日凌晨,中国空间站凌月(空间站从地球和月球间飞过)。这一过程中,以月球为参照物,空间站是 (选填“运动”或“静止”)的。如图所示为某物体图像,则该物体的运动状态是 运动。(选填“匀速”或“变速”
【答案】 运动 匀速
【详解】[1]以月球为参照物,空间站与月球之间发生了位置的变化,所以空间站是运动的。
[2]根据图示可知,物体的运动速度不变,做匀速运动。
6.(2023·四川巴中·中考真题)巴中至成都高铁即将全线通车,其中巴中至南充段全长约为150km,设计时速为250km/h;南充至成都段全长约为210km,设计时速为350km/h。若列车按设计时速行驶,从巴中到南充需要 h,从巴中到成都的平均速度为 km/h。(不考虑中途停靠时间)
【答案】 0.6 300
【详解】[1]由可知,从巴中到南充需要的时间
[2]从南充到成都需要的时间
由可知,从巴中到成都的平均速度
7.(2023·四川凉山·中考真题)小明乘坐C43次动车,11∶58从甘洛南站发车,13∶48到达德昌西站,已知甘洛南到德昌西的路程约272km,这段路程的平均速度约为 km/h(结果保留整数);在西昌西站上下乘客时,小明看到相邻站台上的另一辆动车正向北行驶,以那辆动车为参照物,C43次动车是向 运动的(选填“南”或“北”),在行驶途中桌上的苹果突然向前滚动,此时动车正在做 (选填“加速”“匀速”或“减速”)运动。
【答案】 148 南 减速
【详解】[1]由题意可知,这段路程的距离为s=272km,这段路程的行驶时间为
故由可得,这段路程的平均速度约为
[2]以站台为参照物,另一辆动车相对于站台向北运动,而以那辆动车为参照物,C43次动车向南运动。
[3]在行驶途中桌上的苹果突然向前滚动,是由于动车正在做减速运动,而苹果由于惯性仍然要保持原来的运动状态不变,故此时苹果会向前突然滚动。
8.(2023·江苏镇江·中考真题)2023年5月30日,神舟十六号载人飞船与空间站成功对接,神舟十六号和神舟十五号航天员们顺利会师,如图所示,以下列哪个物体为参照物,神舟十六号载人飞船是运动的( )
A.地球B.核心舱C.实验舱D.神舟十五号载人飞船
【答案】A
【详解】A.神舟十六号载人飞船与地球之间的空间位置发生了变化,因此以地球为参照物,神舟十六号载人飞船是运动的,故A符合题意;
BCD.神舟十六号载人飞船与空间站成功对接后,核心舱、实验舱、神舟十五号载人飞船和神舟十六号载人飞船之间相对的位置都没发生变化,神舟十六号载人飞船是静止的,故BCD不符合题意。
故选A。
9.(2023·海南·中考真题)如图,小海站在滑板上滑行。若认为小海静止,选择的参照物是( )
A.脚下的滑板B.迎面走来的同学
C.附近的楼房D.路边摇曳的树枝
【答案】A
【详解】A.小海相对于脚下的滑板,位置未发生改变是静止的,故A符合题意;
B.小海相对于迎面走来的同学,位置发生改变是运动的,故B不符合题意;
C.小海相对于附近的楼房,位置发生改变是运动的,故C不符合题意;
D.小海相对于路边摇曳的树枝,位置发生改变是运动的,故D不符合题意。
故选A。
10.(2023·贵州·中考真题)如图所示是摄影爱好者捕捉到的“乌鸦骑乘老鹰”的精彩画面,下列能描述图中两者相对静止的成语是( )
A.分道扬镳B.背道而驰C.并驾齐驱D.各奔东西
【答案】C
【详解】A.分道扬镳原指分路而行,后多比喻因目标不同而各走各的路,彼此之间发生了位置的变化,是相对运动的,故A不符合题意;
B.背道而驰原指朝着相反的方向跑,比喻行动方向和所要达到的目标完全相反,彼此之间发生了位置的变化,是相对运动的,故B不符合题意;
C.并驾齐驱原指几匹马并排拉一辆车,一齐快跑,比喻齐头并进,彼此之间的位置没有发生变化,是相对静止的,故C符合题意;
D.各奔东西指各自走各自的路,彼此之间发生了位置的变化,是相对运动的,故D不符合题意。
故选C。
11.(2023·北京·中考真题)2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情境,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,发射塔是运动的
B.以发射塔为参照物,火箭是静止的
C.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
【答案】C
【详解】A.以地面为参照物,发射塔的位置不变,是静止的,故A错误;
B.以发射塔为参照物,火箭的位置不断变化,是运动的,故B错误;
C.以舱内的航天员为参照物,火箭位置不变,是静止的,故C正确;
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔位置不断变化,是运动的,故D错误。
故选C。
12.(2023·四川绵阳·中考真题)小绵同学在校运动会100m比赛中成绩优异。他在比赛中经历了加速起跑、匀速途中跑和略有降速的冲刺三个阶段。下列速度一时间图象能正确反映比赛过程的是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】由题可知,他在比赛中经历了加速起跑、匀速途中跑和略有降速的冲刺三个阶段,所以他的速度先增大,后不变,然后略变小一些,所以能正确反映比赛过程的是A项中图像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13.(2023·山东德州·中考真题)在某次测试中,甲、乙两车都向东做直线运动,它们的图象如图所示,则( )
A.甲、乙两车都做加速直线运动B.两车出发前相距,甲比乙晚出发5s
C.在第10s时两车速度相等D.内乙车相对于甲车向东运动
【答案】B
【详解】A.由图像可知,甲、乙图线都是倾斜直线,故两车均在做匀速直线运动,故A不符合题意;
B.图像中乙车是在离计时位置20m处出发,而甲车在乙车出发后5s才出发,故两车出发前相距20m,甲比乙晚出发5s。故B符合题意;
C.甲、乙两车在10s时,甲车运动的路程大于乙车运动的路程,而甲车运动的时间小于乙车运动的时间,说明甲车的速度大于乙车的速度,故C不符合题意;
D.因为5~10s时,甲的速度大于乙的速度,甲车在乙车的后方,说明乙车相对于甲车向西运动,故D不符合题意。
故选B。
14.(2023·山东日照·中考真题)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.根据上图可知,计时的第5分钟弟弟才出发,姐姐比弟弟早5min离开家,故A错误;
B.由上图可知,弟弟的平均速度为
姐姐的平均速度
故弟弟和姐姐的平均速度不相同,故B错误;
C.根据上图知,姐姐自5-15分钟通过的距离为0,即处于静止状态,故姐姐行走的时间为
t=20min-10min=10min
故姐姐行走时的速度
弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min,故C正确;
D.因姐姐自5-15分钟处于静止状态,故D错误。
故选C。
15.(2023·黑龙江大庆·中考真题)甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上同地同时出发,并排同向行驶,路程一时间图像如图所示。在两辆汽车运动过程中, 说法正确的是( )
A.0~t1时间内乙车做减速运动
B.0~t1时间内甲车做减速运动
C.0~t1时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度
D.0~t1时间内甲车始终在乙车前方
【答案】A
【详解】AB.根据s-t图像可知,乙车的运动图像是曲线,且曲线越来越平缓,说明乙车做减速运动,甲车的运动图像是直线,说明甲车做匀速直线运动,故A正确,B错误;
CD.根据纵坐标表示路程,可知0~t1时间内甲、乙两车通过的路程相等,所用时间也相等,则平均速度相等,故CD错误。
故选A。
16.(2023·四川泸州·中考真题)我国运动员全红婵,在2023年世界泳联跳水世界杯西安站女子单人10米跳台预赛中,出色地完成了“207C”动作。将其下落阶段中的一段运动简化为直线运动,其中A、B、C、D四点是她下落过程中的四个位置,相邻两点间的时间间隔为0.5s,距离如图所示。关于全红婵在此段运动过程中,下列判断正确的是( )
A.在AC段做匀速直线运动 B.在AC段的平均速度为5m/s
C.经过C点的速度为5m/s D.她的重力势能一直在增大
【答案】B
【详解】A.全红婵通过AB段、BC段用时均为0.5s,但通过的路程分别为1.25m、3.75m,在相等时间内通过的路程不相等,因此,全红婵在AC段没有做匀速直线运动,故A错误;
B.全红婵在AC段的平均速度为
故B正确;
C.由A、B选项可知,全红婵在AC段的平均速度为5m/s,但全红婵在AC段没有做匀速直线运动,在相等时间内通过的路程越来越长,因此,全红婵在AC段做的是加速运动,经过C点的速度为AC段最大速度,大于5m/s,故C错误;
D.重力势能的影响因素是质量与高度,所以,全红婵在下落阶段中质量不变,高度不断降低,因此她的重力势能一直在减小,故D错误。
故选B。
17.(2023·山东菏泽·中考真题)按题目要求完成下列问题。
(1)图甲中物体长度为 cm;图乙中温度计示数为 ℃;
(2)用天平称量物体时,被测物体应该放在 (选填“左”或“右”)盘中;
(3)用秒表和刻度尺做“测量物体运动的速度”实验,运用的物理原理公式是 。
【答案】 1.20 -8 左
【详解】(1)[1]甲图中刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm。物体左侧与5.00cm对齐,右侧与6.20cm对齐,则物体的长度
L=6.20cm-5.00cm=1.20cm
[2]乙图中的温度计一大格是10℃,其中又分成10小格,则其分度值是1℃,刻度值上小下大,表示零下温度,则温度计的示数为-8℃。
(2)[3]使用天平称量物体质量时,按照“左物右码”的规则放物体和砝码。即称量时把物体放在左盘,砝码放在右盘。
(3)[4]做“测量物体运动的速度”的实验中,用刻度尺测量运动物体通过的路程,用秒表测量物体运动的时间,然后用速度公式算出物体的运动速度,因此在测量物体运动速度时,运用的物理原理公式是。
18.(2023·四川宜宾·中考真题)频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。某科创小组用频闪拍摄的方法来“测量小车运动的平均速度”。如图所示,他们用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄了小车在斜面上下滑的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。
(1)本实验中刻度尺是测量 的工具,刻度尺的分度值是 cm;
(2)小车从A点到C点的路程 cm,从A点运动到C点所用时间 s,小车在AC段的平均速度 cm/s;
(3)根据照片信息可判断小车做 直线运动(选填“匀速”或“变速”);
(4)小组同学经过进一步分析得出结论:小车在C点的动能 D点的动能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 长度 1.0 40.0 1 40.0 变速 小于
【详解】(1)[1][2] 本实验中刻度尺是测量长度的工具,由图可知,刻度尺的分度值是1.0cm。
(2)[3]由图可知,小车从A点到C点的路程为
sAC=80.0cm-40.0cm=40.0cm
[4]因为相机每隔0.5s曝光一次,所以A点运动到C点所用时间为1s。
[5]小车在AC段的平均速度为
(3)[6]根据照片信息,在相同时间内,小车滑行的路程越来越大,所以速度越来越大,所以小车做加速直线运动。
(4)[7]由(3)可知,小车做加速直线运动,质量不变,所以小车在C点的速度小于D点的速度,因此小车在C点的动能小于D点的动能。
19.(2023·山东济南·中考真题)如图所示,济南至石家庄铁路客运专线济南黄河公铁两用特大桥,全长约14km,其中主桥长1792m。上层为设计时速100km/h的双向六车道高速公路,下层为四线铁路。汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要多少秒?
【答案】64.8
【详解】解:先进行单位换算
s=1792m≈1.8km
再由速度公式,得汽车通过该特大桥主桥大约需要的时间为
答:汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要64.8秒。
1.(2024·青海·一模)如图所示,小东和家人乘坐观光车在茶卡盐湖景区游览时,一座座盐雕向他“走来”,此时所选的参照物是 ;以地面为参照物,盐雕是 (选填“静止”或“运动”)的。
2.(2024·山东泰安·一模)2024年3月20日8时31分,探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。火箭升空过程中,以地面为参照物它是 的。
3.(2024·河南信阳·一模)寓言故事“刻舟求剑”从物理学的角度分析,求剑者捞不到剑是因为选错了参照物,沉底的剑相对于行驶的船是 (选填“运动”或“静止”)的,所以靠岸后在船上的记号下方就不能捞到剑。行船一刻钟(15分钟)走了9里地(一里地等于500米),则该过程中行船的平均速度为 m/s。
4.(2024·云南昭通·二模)歼-20是我国第五代隐身重型歼击机,其最大飞行速度为2.8马赫,即15℃空气中声速的2.8倍。歼击机以最大飞行速度飞行运动的路程为 m,当歼-20即将抵达航母时,它相对于航母上的工作人员是 (选填“运动”或者“静止”)的。
5.(2024·广东清远·一模)甲、乙两辆汽车在平直道路上行驶,其路程s随时间t变化的图像如图所示。从图像可知,甲做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动,甲车的速度为 m/s, (选填“甲”或“乙”)车的速度大。
6.(2024·江西萍乡·三模)甲、乙两车在一平直公路上沿同一方向运动,甲、乙两车的位置x随时间t变化的图像如图所示,其中甲车做 直线运动,在t1与t2时刻,甲、乙图像有两个交叉点,这个交叉点的可以表示甲和乙的 相同。
7.(2024·安徽马鞍山·一模)甲、乙两车同时、同地点向同一方向做直线运动,v-t图如图所示,则甲、乙第 秒时会再次相遇时。
8.(2024·江苏宿迁·一模)(1)将A、B两小球从同一高度同时释放,图甲是在它们运动的过程中,每隔相等时间曝光一次所得到的照片。则图甲中 (选填“A”或“B”,下同)小球的平均速度大,可以用图乙中s-t图像描述 小球的运动;
(2)小芳同学骑着自行车沿直线行驶,如图丙所示,这是自行车行驶150m的v-t图像,则自行车行驶150m的平均速度为 m/s;在第5s至第10s内,自行车做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)直线运动。
9.(2024·湖北省直辖县级单位·模拟预测)随着经济的发展,我国的国防事业得到了相应的发展。如图所示为我国空军战机空中加油时的情景( )
A.以地面为参照物,加油机是运动的
B.以加油机为参照物,战机是运动的
C.以地面为参照物,战机是静止的
D.以战机为参照物,加油机是运动的
10.(2024·贵州黔东南·一模)如图所示,箭头表示物体运动方向,以图中哪一个物体为参照物,正在下降的跳伞员是静止的( )
A.地面B.降落伞C.地面上行驶的汽车D.正在上升的无人机
11.(2024·上海青浦·二模)甲、乙两小车同时从A点沿直线向B点方向出发并持续运动,两车运动的s-t图像如图所示。若甲车比乙车早6秒到达B点。则( )
A.AB两点相距12米
B.甲车到达B点时,乙车距离B点6米
C.乙车到达B点时,甲车距离B点18米
D.乙车到达B点时,甲车距离B点24米
12.(2024·黑龙江绥化·模拟预测)甲、乙两物体质量相同,分别受到竖直向上的拉力作用下,从同一位置同时做匀速直线运动,两物体运动的s-t图象如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲相对于乙的速度大小一定等于乙相对于甲的速度大小
B.甲受到的拉力比乙大
C.以甲为参照物,乙一定竖直向下运动
D.第4s时两者相距8m
13.(2024·上海普陀·二模)PQ两点相距3.6米,甲、乙两车同时从P点出发向Q点运动,它们的s-t图像如图所示的三条线中的两条,两车先后经过PQ间中点的时间间隔小于2秒,则两车到达Q点的时间间隔( )
A.可能为1.5秒B.一定为1.5秒C.可能为3秒D.一定为3秒
14.(2024·河南周口·一模)甲、乙两车在水平路面上由同一地点向同一方向运动,其运动的图像如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.0~5 s,甲车的速度是2 m/sB.0~5 s,乙车的速度是1 m/s
C.10 s内两车的平均速度相等D.10 s后乙车相对于甲车后退
15.(2024·山东济南·一模)课外活动时,小明和小刚在操场上沿直线跑道跑步,如图所示是他们通过的路程随时间变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.两人都做变速直线运动
B.两人都做匀速直线运动
C.前2s内,小刚跑得较快
D.全程8s内,小刚的平均速度大于小明的平均速度
16.(2024·福建厦门·一模)在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)实验原理: ;
(2)为了方便测量时间,斜面的坡度不宜过 (选填“大”或“小”);
(3)如图,小车从A点运动到B点的路程 cm,如果测得时间。,则AB段的平均速度= m/s;
(4)如果测得时间,实验中小车通过全程的平均速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小车通过下半程的平均速度,小车通过全程在做 (“匀速直线运动”或“变速直线运动”)。
17.(2024·陕西西安·一模)小明和小华是军事迷,他们想探究跳伞时降落伞下降的快慢与哪些因素有关,并提出以下猜想:
猜想一:降落伞下降的快慢与降落伞的面积有关;
猜想二:降落伞下降的快慢与降落伞的总质量有关;
猜想三:降落伞下降的快慢与降落伞的形状有关。
他们利用卷尺、秒表、细绳、纺织布、剪刀、小塑料袋、细沙等器材,进行模拟降落伞下降的探究实验,将纺织布裁剪成、、的圆形、1m2的正方形、1m2的三角形,每个边角系上一根细绳,所有细绳另一端系上一个小塑料袋。在小塑料袋中装入一定量的沙子,控制降落伞总质量分别为40g、60g和80g。记录的部分实验数据如表。
(1)本实验还需要一个测量工具是 ;
(2)降落伞在下落高度相同时,通过比较 来判断降落伞下降的快慢;
(3)分析比较实验序号1、2、3的数据,可以得到的结论是:在降落伞的形状和总质量等条件一定时, ,降落伞下降得越慢;
(4)分析对比实验数据可知:降落伞下降的快慢与降落伞的形状 (选填“有关”或“无关”);
(5)根据4、5、6组数据可判断,在伞的面积和形状等条件一定时,降落伞下落的快慢与伞和沙子的总质量成 比;
(6)请你解释一下,在军事活动中,伞兵跳伞时会下落一段时间后再打开降落伞,目的是 。
18.(2024·江苏宿迁·一模)常州地铁1号线的开通,为市民出行提供了极大的便利,如表为地铁1号线从茶山站到常州火车站的运行时刻表,问:
(1)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,用时多长?
(2)地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站,平均速度为多少千米每小时?
1.2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主对接。飞船在减速接近空间站时,以空间站为参照物,飞船是 的(选填“运动”或“静止”),其惯性 (选填“增大”“不变”或“减小”);在太阳的照射下,空间站表面温度升高,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)改变了其内能。
2.2023年5月10日,天舟六号货运飞船搭乘火箭飞向中国空间站,如图所示。火箭的燃料使用液态氢,是因为液态氢的热值 ,飞船与火箭一起加速升空的过程中,燃气的内能转化成火箭的 能,以火箭为参照物,飞船是 (选填“静止”或“运动”)的。
3.李白的《早发白帝城》诗句“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”中,以“万重山”为参照物,“轻舟”是 的(选填“静止”或“运动”); 人停止划桨后,“轻舟”由于 会继续向前运动;诗人能分辨出“猿声”是根据声音的 。
4.如图1,A在水平拉力F1作用下,在水平面从M匀速直线运动到N用时3s;如图2,钩码随A在水平拉力F2作用下,在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2s。在MN,PQ段,A的速度分别为v1、v2,A所受摩擦力分别为f1、f2,则v1 v2,f1 f2(均选填“>”“=”“
【详解】[1]在MN,PQ段,A的速度分别为
两次速度大小关系为。
[2]物体在水平面上均匀运动时,受到的摩擦力等于拉力,故摩擦力分别为
故两次摩擦力的大小为。
5.【答案】 16 15 等于
【详解】[1]由图像可知,4~8s小电动车做匀速直线运动,速度为4m/s,所以在4~8s内小车运动的路程为
s=vt=4m/s×(8s-4s)=16m
[2]由于匀速直线运动的物体受合力为0,所以在4~8s内小车受到的摩擦力为
f=F牵引=15N
[3]由于接触面的粗糙程度和压力大小没有变化,故小车在0~4s内受到的摩擦力大小不变,仍等于15N。
6.【答案】D
【详解】A.“货运飞船”发射至预定轨道的过程中,相对于地球有位置变化,是运动的,故A错误;
B.“货运飞船”发射至预定轨道的过程中,相对于“三舱”有位置变化,离“三舱”越来越近,是运动的,故B错误;
C.以组合体形态运行时,“货运飞船”相对于“载人飞船”没有位置变化,是静止的,故C错误;
D.以组合体形态运行时,“货运飞船”相对于地球有位置变化,是运动的,故D正确。
故选D。
7.【答案】C
【详解】A.由图得,相同时间间隔内,小天的运动路程不相等,则小天做的是变速直线运动,故A错误;
B.由图像,小天的平均速度为8m/s,无法得到小天的瞬时速度,故B错误;
C.起跑时,使小天向前运动的力是跑道对鞋底向前的摩擦力,此时的摩擦力是动力,故C正确;
D.惯性是一种性质,不是力,不能说惯性的作用,故D错误。
故选C。
8.【答案】C
【详解】A.NP段,物体水平匀速运动,物体所受拉力与重力平衡,拉力方向竖直向上,拉力方向没有运动距离,故拉力做功为0,故A错误;
B.PQ段,由图2可知,PQ段运动的距离为5m,运动时间为40s,则物体运动速度为
故B错误;
C.PQ段,物体运动的距离为5m,重力做功为
PQ段用时40s,单位时间所做的功为功率,则每秒重力做功为
即物体所受的重力每秒做功625J,故C正确;
D.MN段,物体匀速运动,受平衡力,物体所受拉力等于物体重力,故D错误。
故选C。
9.【答案】C
【详解】A.由图像可知,物体两次运动的路程相同,t1v2,故A错误;
B.小明和小华先后在同一地面水平拉着同一物体做匀速直线运动,物体对地面的压力和接触面的粗糙程度相同,所以物体受到的摩擦力相同,物体做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,所以拉力相等,即F1=F2,故B错误;
C.由上述分析可知,F1=F2,v1>v2,由P=Fv可知,P1>P2,故C正确;
D.由图可知,0~t1物体两次运动的路程s1>s2,由W=Fs可知,W1>W2,故D错误。
故选C。
10.【答案】(1);(2);(3);(4)
【详解】解:(1)智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压强为
(2)由图可知,智能机器人在0~6s内速度为1.2m/s,行走的路程为
(3)机器人做匀速直线运动时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,牵引力大小为
在0~6s内,智能机器人牵引力做的功为
(4)由图可知,在6~10s内,机器人的速度为1m/s,智能机器人牵引力做功的功率为
答:(1)智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压强为;
(2)智能机器人在0~6s内行走的路程为;
(3)在0~6s内,智能机器人牵引力做的功为;
(4)在6~10s内,智能机器人牵引力做功的功率为。
11.【答案】(1)90km/h;(2)1.2×104W;(3)3×104m
【详解】解:(1)由题意可知,
18000m=18km
12min=0.2h
所以该车的速度为
(2)由题意可知,
36km/h=10m/s
汽车匀速行驶,由二力平衡可知其在水平方向上电动机输出的拉力与其受到的阻力相等,即
F拉=F阻=1200N
所以该车的电动机的输出功率为
P输出=F拉v=1200N×10m/s=1.2×104W
(3)由题意可知,太阳能电池板接受到的太阳能为
W1=5×6×6×106J=1.8×108J
其转化成的电能为
W电=η1W1=25%×1.8×108J=4.5×107J
电能经过电动机转化成的机械能为
W机=η2W电=80%×4.5×107J=3.6×107J
这些机械能能够支持电动机在该车36km/h匀速行驶的情况下行驶的时间为
所以汽车能够行驶的路程为
s=vt=10m/s×3000s=3×104m
答:(1)汽车的速度是90km/h;
(2)该车的电动机输出功率是1.2×104W;
(3)汽车能够行驶的路程是3×104m。
力 运动和力
近年来,大部分地区对运动和力的考查形式有填空题、选择题、分值在1~3分。还有一些地区会以实验题的形式考查阻力对物体运动的影响、二力平衡的条件、影响滑动摩擦力大小的因素,实验题分值较高,考试内容比较灵活。本专题考查的考点主要有力的基本概念、弹力、重力、摩擦力、牛顿第一定律、二力平衡。本章力的基本概念、弹力、重力为基础知识,学生比较容易掌握,学生的得分率较高。本章其他的知识点,难度有所提高,错误率较高,容易丢分。特别是考查摩擦力、辨析相互作用力和平衡力时,得分率较低。因此,学生们在复习时,在掌握本章基础知识的前提,多练习本章较难的知识点,通过针对性习题训练,强化理解能力和解题水平。
力 运动和力为中考必考内容,特别是力的基本概念、重力的方向、惯性、增大和减小摩擦的方法、摩擦力的方向、平衡力和相互作用力等几乎每年都会考查。并且大部分地区的考题都是以生活中的常见现象为基础设置相应的问题。在探究阻力对物体运动的影响、探究二力平衡的条件、探究影响滑动摩擦力大小的因素三个实验中,探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验考查概率比其他两个实验要高。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一、力
1.概念:力是物体对物体的作用。用符号F表示。一个力产生时,必然存在着两个物体(或物体的两部分),一个叫做施力物体,另一个叫做受力物体。国际单位制中力的单位是牛顿简称牛,用N表示。
2.产生条件:必须有两个物体或物体的两部分;物体间必须有相互作用(可以不接触)。
3.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(使物体发生形变)。
4.力的三要素:力的大小、方向、作用点;它们都能够影响力的作用效果。
5.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。
6.力的相互作用: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。即物体间力的作用是相互的。
要点提示:
1.两物体接触不一定产生力(如两个并排放在水平面上的正方体木块);两物体不接触也以产生力(如磁铁吸引铁钉)。
2.物体的形状或运动状态改变,物体一定受到了力的作用。
3.物体运动状态的改变包括方向的改变和速度大小的改变,两者只要有一个改变或同时改变,都叫运动状态的改变。例如,做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但速度方向在时刻改变,所以做匀速圆周运动的物体的运动状态是变化的。
4.相互作用力同时产生,同时消失,它们大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但作用在不同的物体上。
考点二、弹力
1.弹力
(1)弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。常见的弹力有压力、支持力、拉力等。
(2)弹力的大小:与弹性形变的程度有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
(3)弹力的方向:总跟形变的方向相反,与物体恢复形变的方向一致。
2.弹簧测力计
(1)作用:测量力的大小的工具。
(2)原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量跟它受到的拉力成正比(或在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大)。
(3)使用方法:
a.使用前
①看清它的量程和分度值。
②检查指针是否在零刻度线上,如果不在,应把指针调节到零刻度线上。
③轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住。
b.使用时
①测量时,要使弹簧的伸长方向与所测拉力方向平行,避免弹簧与外壳发生摩擦。
②测量时,加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值。且要使弹簧测力计的中心轴线方向与拉力的方向一致
③读数时,视线要正对刻度线,其示数=整刻度值+后面的小格数×最小分度值。
要点提示:
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.弹簧测力计的原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量跟它受到的拉力成正比,而不是长度与受到的拉力成正比。
3.弹簧测力计在使用之前一定要使指针与零刻度线对齐。若未调零就使用,则要用读出来的示数减去未调零时指针所对应的示数。
考点三、重力
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。地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,重力的施力物体是地球。
(1)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。物体受到的重力大小跟物体的质量成正比。计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
(2)重力的方向:竖直向下(指向地心),即垂直于水平面。应用:重垂线、水平仪。
(3)重心:物体的每一部分都被地球吸引着,但对于整个物体,从效果上看,可以认为各部分受到的重力集中于一点,这个点叫做物体的重心。
①外形规则、质量分布均匀的物体重心在它的几何中心上。
②为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时,作用点也都画在重心上。
要点提示:
1.在赤道上g最小,在两极上g最大,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。
2.“竖直向下”指与水平面垂直向下,所以“竖直向下”决不能说成“垂直向下”或“向下”。
3.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。
4.一般来说,物体的重心越低,物体就越稳定。
考点四、牛顿第一定律
1.阻力对物体运动的影响
伽利略认为:物体的运动不需要力来维持,运动的物体会停下来时因为受到阻力的作用。如果物体受到的阻力为零,物体将以不变的速度永远运动下去。
2.牛顿第一定律
(1)内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上推理得出的,不能用实验直接验证。
(2)理解:①该结论是在实验的基础上经过科学推理而概括出来的;
②“总保持静止状态或匀速直线运动状态”是指物体不受外力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动;
③力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因;
④牛顿第一定律成立的条件:不受任何外力的作用,这是一种理想状态,现实中不存在这样的物体;
⑤对于牛顿第一定律的理解要分为两个阶段:不受力之前和不受力之后。
3.惯性
(1)定义:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。
(2)影响因素:惯性的大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,物体的运动状态越难改变。与物体是否受力、运动快慢无关。
(3)理解:①一切物体具有惯性;②惯性是物体的一种属性,而不是一种力。所以不能说“受到惯性”、“惯性力”,只能说“由于惯性”或“具有惯性”。
考点五、二力平衡
1.平衡力和平衡状态
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。
2.二力平衡
(1)如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡。
(2)作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。简单记忆:同体、等大、反向、共线。
(3)二力平衡与相互作用力的比较
3.力与运动的关系
考点六、摩擦力
1.摩擦力
(1)概念: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,用f表示。
(2)分类
(3)产生条件:①两物体直接接触且有相互作用的弹力;②两接触面均粗糙;③物体间有相对运动或相对运动趋势。
(4)方向:摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反;摩擦力有时起阻力作用,有时起动力作用。
(5)大小:a.滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
①接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
②压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
b.静摩擦力的大小与其相平衡的力有关,可用二力平衡求解。
2.改变滑动摩擦力大小的方法
要点提示:
1.求摩擦力大小有两类:一类是求滑动摩擦力的大小,另一类是求静摩擦力的大小。
(1)求滑动摩擦力大小:首先要明确滑动摩擦力的大小一般是不变的,只有当压力大小或接触面的粗糙程度发生改变时,滑动摩擦力才会变化。根据二力平衡求滑动摩擦力的大小。
(2)求静摩擦力大小:先明确物体一般处于静止状态,受平衡力的作用,静摩擦力和其他的力是二力平衡,根据二力平衡求出静摩擦力的大小。静摩擦力的大小一般随其他的力的大小改变而改变。
考点七、探究阻力对物体运动的影响
1.实验器材:刻度尺、斜面、小车、木板、棉布、毛巾
2.实验方法:(1)转换法:用小车在水平面上运动距离的大小来反映阻力对物体运动的影响。
(2)控制变量法:控制小车到达水平面时的速度相同(在斜面同一位置由静止释放),只改变水平面的粗糙程度(在木板上铺上不同材料)
(3)科学推理法:根据实验结果推理得出,若水平面绝对光滑且足够长,则小车将在水平面上一直做匀速直线运动。
3.实验步骤:(1)将小车放在斜面上,从静止开始释放,观察其在毛巾表面滑行的距离;
(2)将小车放在同一个斜面的同一高度处,从静止开始释放,观察其在棉布和木板表面滑行的距离;
(3)分析比较小车在不同表面滑行的距离,得出结论;
4.实验结论:在水平面上运动的物体受到的阻力越小,运动的距离越大;如果运动的物体不受阻力,将一直保持匀速直线运动状态。
要点提示:
1.小车到达斜面底端后继续运动的原因:小车具有惯性。
2.小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力的作用。
3.小车从斜面滑下到最终停止的过程中主要的能量转化:重力势能转化为动能,机械能转化为内能。
4.若小车最终冲出了木板,实验改进方法:①更换长度更长的木板;②降低小车在斜面上由静止释放的高度。
5.该实验装置还可以探究:①滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;②重力势能与高度的关系;③动能大小与速度的关系。
考点八、探究二力平衡的条件
1.实验器材:小车、滑轮、托盘、钩码、棉线、水平桌面等。
2.实验步骤:(1)把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘加不同数量的钩码,观察记录小车的运动状态;
(2)向挂在小车同一端的两个托盘中加相同数量的钩码,观察记录小车的运动状态;
(3)向挂在小车两端的托盘加相同数量的钩码,把小车扭转一定角度,松手后观察记录小车的运动状态。
3.实验结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
要点提示:
1.通过定滑轮改变力的方向。
2.通过改变钩码的数量来改变力的大小。
3.尽量减小装置间的摩擦(小车和桌面),防止摩擦对实验的影响。
4.实验创新:
①纸片质量要小,减小重力对实验的影响;②两边的定滑轮高度不需要相同。
考点九、探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验原理:二力平衡
2.实验器材:弹簧测力计、带钩的木块、木板、砝码、毛巾等
3.实验方法:控制变量法:①探究滑动摩擦力大小与压力的关系,控制接触面的粗糙程度不变,改变压力大小;②探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。
4.实验步骤:(1)保持接触面不变,改变木块对木板的压力,水平匀速拉动木块,分别记录弹簧测力计的示数;
(2)保持木块对木板的压力不变,改变木板的粗糙程度,水平匀速拉动木块,分别记录弹簧测力计的示数。
5.实验结论:(1)滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关;
(2)在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
要点提示:
1.间接测量滑动摩擦力:用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知木块与长木板间的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
2.实验设计不足之处:很难使木块做匀速直线运动,弹簧测力计读数不稳定。
3.实验改进:改进方案如图所示。
优点:不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作、弹簧测力计示数稳定,便于读数。
4.滑动摩擦力的大小与速度和接触面积大小无关。
1.(2023·青海西宁·中考真题)2023年世界女排联赛中,我国女排发挥出色。比赛中,球员在击打排球时,手感到疼痛,是因为物体间力的作用是 的;排球离手后可以继续向前运动,是因为排球具有 。
【答案】 相互 惯性
【详解】[1]排球运动员在击打排球时,运动员对排球施加了一个力,手感到疼痛,说明排球也给手一个力的作用,由此可知力的作用是相互的。
[2]一切物体都有保持原来运动状态的性质,叫做惯性,排球离手后可以继续向前运动,是因为排球具有惯性。
2.(2023·江苏盐城·中考真题)2023年5月22日,中国羽毛球队蝉联“苏迪曼”杯团体赛冠军。运动员挥拍击球时,球受到力的作用,运动状态 ,同时球拍的网线也会受力发生 。羽毛球在飞行过程中由于受到 作用,将落回地面。
【答案】 改变 形变 重力
【详解】[1][2] 力的作用效果是改变物体的形状和改变物体的运动状态。运动员挥拍击球时,球受到力的作用,运动的速度和方向改变,运动状态改变,由于力的作用是相互的,同时球拍的网线也会受力发生形变。
[3] 重力的方向竖直向下,羽毛球在飞行过程中由于受到重力作用,将落回地面。
3.(2023·江苏盐城·中考真题)小明在赛道上测量冰壶向前滑行过程中受到的摩擦力大小时,弹簧测力计应拉着冰壶沿 方向做 直线运动;比赛时运动员刷冰,冰面熔化,冰壶受到的摩擦力 。
【答案】 水平 匀速 减小
【详解】[1][2]测量冰壶向前滑行过程中受到的摩擦力大小时,必须拉力与水平方向的摩擦力平衡,弹簧测力计应拉着冰壶沿水平方向做匀速直线运动。
[3]比赛时运动员刷冰,冰面熔化,使得接触面分离,冰壶受到的摩擦力减小。
4.(2023·江苏南通·中考真题)2023年5月17日10时49分,第56颗北斗导航卫星成功升空进入轨道。卫星的惯性 (选填“会”或“不会”)消失,卫星通过地面通信站发出的 接受指令,助推器喷气调整卫星的运行轨迹,说明力能改变物体的 。
【答案】 不会 电磁波 运动状态
【详解】[1]一切物体都有惯性,卫星成功升空进入轨道后,卫星的惯性不会消失,仍然具有惯性。
[2]太空中没有空气,声音不能传播,故卫星只能通过电磁波与地面联系。
[3]助推器喷气调整卫星的运行轨迹,即改变飞船的运动方向,说明力可以改变物体的运动状态。
5.(2023·江西·中考真题)我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示,某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于硬币具有 ,它能与动车一起继续向前运动:“纹丝不动”的硬币受到的重力与窗台对它的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【答案】 惯性 平衡力
【详解】[1][2]某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于惯性会继续保持原来的运动状态,继续向前运动,硬币受到的重力与窗台对它的支持力大小相等、方向反向、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力。
6.(2023·湖南娄底·中考真题)如图所示,长方体物块A在拉力8N的作用下沿水平面匀速向右运动,此时弹簧测力计示数为6N且保持不变,则物块B对A的摩擦力方向是向 ,地面对A的摩擦力为 N。
【答案】 左 2
【详解】[1]如图所示,长方体物块A在拉力8N的作用下沿水平面匀速向右运动,此时A相对于B是向右运动,因而B对A的摩擦力阻碍其运动,摩擦力的方向向左。
[2]B始终静止受力平衡,受到弹簧测力计的拉力与A对B的摩擦力平衡,此时弹簧测力计示数为6N且保持不变,则A对B的摩擦力为6N,根据相互作用力大小相等,则B对A的摩擦力也是6N,方向水平向左,A做匀速直线运动,受力平衡,向右的拉力与B对A向左的摩擦力和地面对A向左的摩擦力平衡,则地面对A的摩擦力
7.(2023·湖南湘潭·中考真题)如图所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动, F与时间t的关系如图所示。0~2s内,文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向向 (选填“左”或“右”),大小为 N; 3~4s内,文具盒所受合力的大小为 N。
【答案】 左 2 1
【详解】[1][2]0~2s内,文具盒做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的摩擦力与推力F是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上的平衡力,由坐标图可知,0~2s内,文具盒受到向右的推力为2N,所以0~2s内,文具盒受的摩擦力大小为2N,方向向左。
[3]3~4s内,文具盒对桌面的压力和与桌面的粗糙程度不变,则此时文具盒受到的摩擦力不变,依然为2N,方向向左;由坐标图可知,此时文具盒受到向右的推力为3N,故此时文具盒所受合力的大小为
3N-2N=1N
8.(2023·黑龙江·中考真题)如图所示,当右端挂一个重为10N的物体A时,物体B在水平桌面上恰好能向右做匀速直线运动,若现在要使物体B水平向左做匀速直线运动,则应在物体B上施加一个水平向 、大小是 N的拉力。
【答案】 左 20
【详解】[1][2]物体B水平向右运动时,在水平方向上受到物体A对物体B施加的水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,因物体B处于匀速直线运动状态,则物体B所受摩擦力和拉力是一对平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,即
物体B水平向左运动和水平向右运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体B受到的滑动摩擦力不变,所以物体B水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是10N,即f右=10N。当物体B水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力F2与水平向右的拉力F1、摩擦力f右而平衡。即拉力大小为
9.(2023·四川眉山·中考真题)如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右拉力,B物块受到水平向左拉力,此时A、B两物块一起向左做匀速直线运动,则A对B的摩擦力为 N,水平桌面对B的摩擦力为 N。
【答案】 5 3
【详解】[1]A向左做匀速直线运动,受到的摩擦力与拉力是平衡力,大小相等,为5N,即B对A的摩擦力为5N,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是相互作用力,大小相等,则A对B的摩擦力为5N。
[2]AB一起向左做匀速直线运动,将AB看成一个整体,AB受平衡力作用,由平衡力得,水平桌面对B的摩擦力为
10.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示,则0~2s,物体所受的摩擦力是 N,2~4s物体受到的摩擦力是 N。
【答案】 2 4
【详解】[1]由图像可知0~2s内物体处于静止状态,此时拉力与摩擦力二力平衡为2N。
[2]由图像可知4~6s内物体处于匀速直线运动状态,此时拉力与摩擦力二力平衡为4N,2~4s物体对地面压力不变,接触面粗糙程度不变,因此摩擦力不变为4N。
11.(2023·山东菏泽·中考真题)以下设计中,不是利用摩擦的是( )
A. 瓶盖边缘的条纹B. 桥面上刻的条纹
C. 握笔处的条纹D. 下水管上的条纹
【答案】D
【详解】瓶盖边缘的条纹、桥面上刻的条纹、握笔处的条纹,都是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,属于摩擦的利用;下水管上的条纹,可以使水管弯曲、伸缩,制成不同的形状,便于操作,不属于摩擦的利用,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.(2023·宁夏·中考真题)下列事例中,属于减小摩擦的是( )
A.拉杆式行李箱下面安装滚轮B.汽车轮胎表面有粗糙的花纹
C.体操运动员赛前在手上涂抹防滑粉D.用力捏闸使自行车更快地停下来
【答案】A
【详解】A.拉杆式行李箱下面安装滚轮,是变滑动摩擦为滚动摩擦,减小了有害的摩擦力,故A符合题意;
B.汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.体操运动员赛前在手上涂抹防滑粉,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意;
D.用力捏闸使自行车更快地停下来,这是通过增大压力的方法来增大摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
13.(2023·江苏无锡·中考真题)如图所示,用手拉弹簧使弹簧伸长,弹簧发生了弹性形变。关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.说明力能改变物体的形状
B.拉弹簧的力越大弹簧伸长越长
C.发生形变后的弹簧对手指产生弹力
D.手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.用手拉弹簧使弹簧伸长,即用力使弹簧形状改变,所以说明力能改变物体的形状,故A正确,不符合题意;
B.由于在弹性限度内,弹簧伸长量与弹簧受到拉力成正比,所以拉弹簧的力越大弹簧伸长越长,故B正确,不符合题意;
C.由于力的作用是相互的,手对弹簧有力的作用,所以发生形变后的弹簧对手指产生弹力,故C正确,不会符合题意;
D.手对弹簧的拉力的受力物体是弹簧,弹簧对手的拉力的受力物体是手,两个力大小相等、方向相反,所以是一对相互作用力,故D错误,符合题意。
故选D。
14.(2023·江苏南京·中考真题)平直公路上有一辆公交车,图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的左方,以下判断正确的是( )
A.乙图中,车此时一定处于静止状态
B.丙图中,车此时可能在刹车礼让行人
C.丁图中,拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力
D.乙图中拉环没有惯性,丙、丁图中拉环有惯性
【答案】B
【详解】A.乙图中,拉环处于静止状态,说明此时车有可能静止,有可能做匀速直线运动,故A错误;
B.车头在拉环的左方,由图可知拉环向左偏,说明公交车可能在刹车礼让行人,故B正确;
C.由图可知此时拉环受竖直向下的重力、沿绳斜向左上方的拉力,这两个力不在同一直线上,因为一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力不是一对平衡力,故C错误;
D.一切物体在任何情况下都具有惯性,故D错误。
故选B。
15.(2023·江苏淮安·中考真题)如图所示,在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中,使两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑,撞击静置于水平面上的木块。下列说法正确的是( )
A.图中两辆小车的重力势能大小相等
B.两种情况下,木块在水平面上移动的距离相等
C.木块被撞击后由静止变为运动,惯性增大
D.如果水平面光滑,木块被撞击后将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.图中两辆小车的质量相等,高度不等,则重力势能大小不等,故A错误;
B.两种情况下,小车初始重力势能不同,小车到达水平面的动能不同,小车推动木块移动的距离不同,故B错误;
C.木块被撞击后由静止变为运动,惯性与质量有关,与速度无关,质量不变,惯性不变,故C错误;
D.如果水平面光滑,木块不受摩擦力,被撞击后,木块受到的合力为0,将做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
16.(2023·四川乐山·中考真题)茶杯静止在水平桌面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力
B.茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力
C.茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力
D.桌子所受的重力和地面对桌子的支持力
【答案】A
【详解】A.茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,这两个力符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故A符合题意;
B.茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.地面对桌子的支持力大小等于桌子的重力和茶杯的重力大小之和,桌子所受的重力和地面对桌子的支持力,大小不相等,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选A。
17.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图所示,物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是( )
A.物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B.小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C.物体A向右运动过程中,受到水平向左的滑动摩擦力,大小为mg
D.向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,A所受摩擦力的大小不变
【答案】C
【详解】A.物体A受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,是一对平衡力,故A错误;
B.小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力作用在不同物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C.物体A向右匀速运动,处于平衡状态,受到向右的拉力与向左的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,向右的拉力等于小桶和细沙的重力,即mg,故C正确;
D.向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,处于平衡状态,受到的摩擦力与拉力始终相等,而向右的拉力等于小桶和细沙的重力,小桶和细沙的重力不断变大,因此A受到的摩擦力也逐渐变大,故D错误。
故选C。
18.(2023·湖南益阳·中考真题)如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力
B.马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力
C.马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力
D.地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
【答案】D
【详解】A.地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力,地面对马的支持力和马受到的重力大小不等,不是平衡力,故A错误;
B.马和人对地面的压力和地面对马的支持力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C.马对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力,不是一对相互作用力,故C错误;
D.地面对马的支持力和马与人的总重是平衡力,地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和,故D正确。
故选D。
19.(2023·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)今年六月份,体育赛事精彩纷呈,下列关于运动和力的说法正确的是( )
A.游泳比赛中,运动员划水前进,说明运动需要用力维持
B.足球比赛中,守门员将球扑出,说明力可以改变物体的运动状态
C.短跑比赛中,运动员跑过终点后不能立刻停止,说明运动员受到惯性
D.篮球比赛中,球落地后能够弹起,说明篮球具有塑性
【答案】B
【详解】A.游泳比赛中,运动员划水前进,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.足球比赛中,守门员将球扑出,足球受到力的作用,球的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C.短跑比赛中,运动员跑过终点后不能立刻停止,因为运动员具有惯性,惯性是物体的一种性质,不能说受到惯性,故C错误;
D.篮球比赛中,球落地后能够弹起,说明篮球具有弹性,故D错误。
故选B。
20.(2023·湖北省直辖县级单位·中考真题)水平桌面上有物体A、B。如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动:如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力、图乙中,下列说法正确的是( )
A.A与桌面的摩擦力方向向右
B.A与桌面的摩擦力为14N
C.B与桌面的摩擦力为8N
D.绳子的拉力为6N
【答案】C
【详解】A.由甲图可知,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,受平衡力,此时A受到的拉力和桌面对其的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,即A受到的桌面对其的摩擦力方向为水平向右,所以在图甲中A与桌面的摩擦力方向向右;
在图乙中,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,整体受力平衡力,由于摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势相反,整体向右运动,所以A、B受到的桌面对其的摩擦力方向均为水平向左,在图乙中A与桌面的摩擦力方向向左,故A错误;
B.由甲图可知,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,受平衡力,此时A受到摩擦力大小为
故B错误;
C.由题意可知,图乙中A、B整体受平衡力,此时水平向左的力F1和A和B两物体受到桌面对其的摩擦力与水平向右的力F2为平衡力,则
解得
即B与桌面的摩擦力为8N,故C正确;
D.对图乙中A受力分析可知,A做匀速直线运动,受平衡力,即水平向右的绳子拉力等于水平向左的力F1与A与桌面的摩擦力之和,即
故D错误。
故选C。
21.(2023·黑龙江绥化·中考真题)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”)
【答案】 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。
22.(2023·青海西宁·中考真题)小宁和同学们在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,水平桌面上的器材有弹簧测力计、长方体木块、砝码、长木板和毛巾,实验过程如图所示。
(1)实验中,用弹簧测力计水平拉动长方体木块,沿长木板做匀速直线运动,根据 知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力的大小 ;
(2)第一次测量过程中弹簧测力计的示数如图甲所示,F1= N;
(3)比较甲、乙两次实验可研究滑动摩擦力大小与 的关系;
(4)比较 两次实验所得的结论,可以解释鞋底做得凹凸不平的原因;
(5)从本实验的器材中,选取长方体木块和 ,再添加 还可以做“探究影响压力作用效果的因素”的实验。
【答案】 二力平衡 相等 1.2 压力大小 乙、丙 砝码 海绵
【详解】(1)[1][2]实验中,木块沿水平方向做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡知识可知,弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力的大小。
(2)[3]由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.2N。
(3)[4]甲、乙实验中,接触面的粗糙程度相同,压力不同,故两次实验可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(4)[5]由乙、丙两次实验可知,压力大小相同,接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大,滑动摩擦力就越大,所以鞋底做得凹凸不平。
(5)[6][7]选取本次实验中的长方体木块和砝码,再添加海绵可以做“探究影响压力作用效果的因素”的实验。
23.(2023·辽宁鞍山·中考真题)小明在做“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让小车分别从斜面的同一高度处由静止滑下,观察小车在不同材料(毛巾、棉布、木板)的水平面上滑行的距离。
(1)同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,这样做的目的是为了使小车到达水平面的速度 。在下滑过程中,小车的 能转化为小车的动能;
(2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢” );
(3)在步骤(2)的基础上进一步推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 运动,说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要” )力来维持;
(4)若水平面的材料相同,增加一个木块,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,还可以探究小车的 (选填“动能与速度”或“动能与质量” )的关系。
【答案】 相同 重力势 慢 匀速直线 不需要 动能与速度
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法,为了使小车到达水平面的速度相同,需要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下;在下滑过程中,小车的高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为小车的动能。
(2)[3]实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,毛巾表面比较粗糙,在木板表面滑行的距离最远,木板表面比较光滑,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)[4][5]如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,小车的速度不会变小,它将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
(4)[6]小车的质量不变,若水平面的材料相同,增加一个木块,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,小车下滑到水平面的速度不同,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小车达水平面时动能的大小,故还可以探究小车的动能与速度的关系。
24.(2023·天津·中考真题)同学们在观看冰壶比赛时,发现了如下两个现象:
现象一:运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,滑行脚的鞋底为塑料制成;
现象二:运动员蹬冰时要用力;
他们认为上述现象与摩擦力的知识有关,于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题,并进行了如下探究。
【猜想与假设】根据同学们的发现,猜想滑动摩擦力的大小可能与 和 有关;
【设计并进行实验】
用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,测出木块受到的滑动摩擦力;进行了三次实验,如图所示:
【分析与论证】
(1)甲图中,木块受到的滑动摩擦力为 N;
(2)对比乙、丙两图,可得结论: ;
(3)许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它;请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施,并利用实验结论进行解释。(至少写出一例) 。
【答案】 接触面粗糙程度 压力 0.6 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 蹬冰脚鞋底用橡胶制成,增大接触面粗糙程度
【详解】[1][2]由于运动员蹬冰脚的鞋底和滑行脚的鞋底的材料不同,所以猜想摩擦力可能与接触面粗糙程度有关;由于运动员蹬冰时要用力,所以猜想摩擦力可能与压力有关,所以猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度和压力有关。
(1)[3]图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计示数为0.6N,由于用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,则木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的摩擦力等于拉力,故木块受到的摩擦力等于0.6N。
(2)[4]观察乙、丙两图发现,压力大小相同,毛巾面更粗糙,弹簧测力计示数也更大,所以可得结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5]由于蹬冰鞋不能打滑,所以需要增大摩擦力,故蹬冰脚鞋底用橡胶制成,通过增大接触面粗糙程度,来增大摩擦力。
1.(2024·贵州黔西·一模)2024年年初,哈尔滨冰雪大世界火热出圈,全国各地的游客纷纷去东北打卡,感受东北人民的热情。如图所示,游客在雪地上滑行,匀速转弯的过程中,其运动状态 (选填“改变”或“不改变”);滑过终点时,游客由于 很难立即停下来。
2.(2024·广东清远·一模)小明用抹布擦桌子,如图所示,当小明向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向 (选填“向左”或“向右”),为了擦干净桌面上一小团“顽固”污垢,他加大了用力,这是通过 (写一种改变摩擦力方法),从而 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
3.(2024·上海徐汇·二模)运动中蕴含很多物理知识:运动员挥拍击打网球主要是为了改变球的 ;高速运动的网球撞击球拍会改变球拍网线的 (前两空均选填“形状”或“运动状态”)。网球脱离球拍后继续在空中运动,网球的惯性 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
4.(2024·陕西渭南·一模)排球比赛中,球员在击打排球时,手感到疼痛,是因为物体间力的作用是 。如图所示,若排球运动到最高点Q时所受的外力全部消失,排球将 (选填“静止”“沿a方向运动”“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
5.(2024·江苏无锡·一模)书法是中华民族文化的瑰宝。如图,手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);在纸上写字,笔向右运行时笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向 (选填“向左”或“向右”)。
6.(2024·广东珠海·一模)如图甲所示,从水平桌面上的-摞节中水平抽出A或B,抽出A书更容易,此现象表明滑动摩擦力的大小与 有关;如图乙,用一根橡皮筋水平匀速拉动一本书,然后在书下垫几支圆铅笔再次匀速拉动,根据观察橡皮筋 的不同,可得滑动摩擦力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)滚动摩擦力。
7.(2024·江西南昌·一模)如图甲所示,这是一款免打孔家用单杠,其两端有如图乙所示的防滑垫,只需要调节单杠的长度,就可以将单杠安装在两墙之间,这是通过增大 来增大摩擦。当小乐吊在单杠上并处于静止状态时,小乐对吊环的拉力和吊环对小乐的拉力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
8.(2024·陕西西安·三模)“车祸猛于虎”,如图所示,大货车由于超速行驶,虽然紧急刹车,仍然追尾前方等红灯的小轿车。事故造成小轿车后备厢受损严重,大货车的前保险杠也发生轻微形变。下列关于本次事故的描述正确的是( )
A.小轿车比大货车受损严重,是由于碰撞时大货车对小轿车的作用力大于小轿车对大货车的作用力
B.由于大货车速度过快,导致其惯性较大而很难停下
C.大货车的前保险杠发生形变,说明力可以使物体发生形变
D.大货车静止时对地面的压力和它受到的支持力是一对平衡力
9.(2024·河南商丘·一模)东北旅游潮再次掀起了一股滑雪热,如图是游客在滑道上向下滑的场景。下列有关说法中正确的是( )
A.游客受到的重力与滑雪板对游客的支持力是一对相互作用力
B.游客对滑雪板的压力与游客受到的重力是一对平衡力
C.游客在水平滑道滑到终点时不能立即停下来是因为具有惯性
D.游客用滑雪杆撑地加速滑行说明力是维持物体运动状态的原因
10.(2024·山东泰安·一模)2024年2月第十四届全国冬季运动会落下帷幕,如图所示是冰壶比赛时的情境。下列说法正确的是( )
A.运动员推动冰壶滑行,说明了物体运动需要力维持
B.掷出后的冰壶能继续运动,是由于冰壶受到惯性的作用
C.冰壶运动越来越慢的过程中,运动状态不变
D.投掷队员用力向后蹬起蹬器,人却向前运动是利用了物体间力的作用是相互的
11.(2024·江苏盐城·模拟预测)下列四幅图对应的说法正确的是( )
A.图(甲)中的某同学沿杆匀速向上爬升时,该同学受到的摩擦力方向竖直向上
B.图(乙)中筷子提米在空中静止时,筷子所受的摩擦力方向竖直向上
C.图(丙)中在力 F 拉动 B 使其速度逐渐变大过程中,弹簧测力计示数也逐渐变大
D.图(丁)中的人站在电梯上随电梯一起匀速上升,该人受到水平向右的摩擦力
12.(2024·山东德州·一模)2023年杭州亚运会期间,我国运动健儿用汗水和努力,让五星红旗一次次升起,这是他们对祖国最好的祝福。运动中蕴含着丰富的物理知识,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中林雨薇冲过终点不能立刻停止,是由于受到惯性的作用
B.乙图中巩立姣将铅球投出后,铅球到达最高点时受到平衡力的作用
C.丙图中孙颖莎用力将乒乓球发出,说明力能改变物体的运动状态
D.丁图中刘焕华举着杠铃静止时,他受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力
13.(2024·广东深圳·一模)某伞兵(含伞)从高空竖直下落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.在内,伞兵受到的重力小于阻力
B.在时刻,伞兵受到的合力为零
C.在内,伞兵受到的重力大于阻力
D.在内,伞兵受到的阻力保持不变
14.(2024·四川内江·一模)在探究“阻力对物体运动的影响”让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑,小车在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。
(1)让小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑,目的是让小车到达水平面的 相同;
(2)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动路程越远,木块受到的阻力越小,速度减小的越慢;通过比较滑行距离来判定摩擦力大小这种实验方法是 (选填“控制变量法”“转换法”“等效替代法”);
(3)运动的小车最终停下来,因为受 (选填“平衡”或“非平衡”)力的作用;
(4)进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,小车将 ;
(5)在此实验基础上通过推理可知观点 (填字母)是正确的。
A.物体的运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
15.(2024·河南信阳·二模)如图所示,在以下两个实验中小豫都用到了毛巾、棉布和木板。
(1)如图甲所示是小豫在做“探究阻力对物体运动的影响”的实验情景,实验中为了使小车在不同物体表面开始运动时速度相同,他的做法是 ;实验中使用毛巾、棉布和木板,是为了 ;
(2)如图乙所示是小豫在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验情景,实验中为了测出滑动摩擦力的大小,他的做法是 ;在实验中也使用了毛巾、棉布和木板,由此实验得出的结论是 ;
(3)在实验交流评估时,同桌小洛提出,可采用如图丙所示的方法对“探究影响摩擦力大小的因素”实验加以改进,当拉动木板B时,两弹簧测力计的读数如图丙所示,则此时木块A所受滑动摩擦力为 N;这样改进的优点是 。
16.(2024·湖北武汉·一模)探究二力平衡的条件。
(1)小明改用图乙装置进行实验,其主要原因是 ;
A.小卡片是比较容易获取的材料
B.小卡片容易扭转
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减少摩擦力对实验结果的影响
(2)乙装置中,当卡片静止平衡时,左右两边钩码的质量分别是m1和m2,则m1 m2(选填“>”、“<”或“=”);
(3)乙装置中,在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开并观察随之发生的现象 ;
(4)当F1等于F2时,图丙和图丁中的小卡片能处在平衡状态的是 。
1.如图所示,是小文制作的“橡皮筋动力车”,旋转扇叶,将橡皮筋拧紧。松手后,橡皮筋的 能转化为扇叶的动能,扇叶快速转动,小车运动起来。当扇叶停止转动,小车仍能继续向前运动,因为小车具有 。
2.如图是一个激光笔光源。 使用时,先将钥匙调到激光笔尾端处标有“ON”字母处,再将按钮按下、激光笔便可发光。钥匙和按钮相当于开关,这两个开关是 联的;外壳表面有很多花纹格,这是为了增大 。
3.质量相同的甲、乙两物体,分别在竖直向上的拉力作用下,从同一位置同时向上运动,两物体运动的S-t图像如图所示。以甲为参照物,乙的运动方向为 ;甲受到的拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙受到的拉力。
4.如图甲所示,物块A重20N,B重5N,用100N的水平推力F将A压在竖直墙上。若A和B一起匀速下滑时,A受到的摩擦力大小为 N;若推力F保持不变,取走物体B,如图乙所示,物体A继续下滑时受到的摩擦力 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
5.如图所示的几种运动中包含的物理知识,下列说法不正确的是( )
A.甲图,游泳比赛时,运动员划水前进,说明力的作用是相互的
B.乙图,足球比赛中,守门员将球扑出,说明力可以改变物体的运动状态
C.丙图,射箭比赛中,箭射出的过程中,弦的弹性势能转化为箭的动能
D.丁图,举重比赛中,运动员举重杠铃不动时,仍然要对杠铃做功
6.骑自行车是一项很好的锻炼活动,下列有关自行车及骑自行车的说法中,正确的是( )
A.骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B.停止蹬车,车还能继续向前运动,是因为车受到惯性力的作用
C.自行车的轮胎上刻有较深的花纹是为了增大摩擦
D.将坐垫做的较宽,是为了减小人对坐垫的压力,从而减小压强
7.实心球是体育考试项目之一,盘点实心球考试中的物理知识,以下说法正确的是( )
A.实心球上升到最高点时受平衡力作用
B.草坪上静止的实心球受到的重力和草坪对它的支持力是一对平衡力
C.为检测上肢和腰部力量,投掷实心球不允许助跑,是因为助跑会增大惯性
D.静止在草坪上的实心球,草坪对它的支持力和它对草坪的压力是一对平衡力
8.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,在两个水平拉力作用下保持静止,其中,下列说法中正确的是( )
A.B受到的重力与地面对B的支持力是一对平衡力
B.A对B的压力与B对A的支持力是相互作用力
C.A对B的摩擦力方向水平向左
D.桌面对B的摩擦力方向水平向左
9.小刚注意到广东地区回南天时地板非常潮湿,很多公共场所都有类似图甲所示的提示牌。他想:摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?为了探究这一问题,他找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装置。
(1)为了测出鞋子与地板砖间滑动摩擦力的大小,小刚把长条形地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做 运动。根据 可知,此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小;
(2)小刚用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度,通过实验得到表中的数据:
请描点,并用平滑曲线画出摩擦力f与喷雾次数的关系图象 ;
(3)小刚分析数据得出结论:随着接触面潮湿程度的增大,摩擦力的大小变化是 ;
(4)小强了解了小刚的实验结论后说:“我知道超市里的收银员清点钞票时为什么手边总放一块湿海绵了。”小刚说:“你上次数作业本的页数时,还往手上沾唾液呢!”在这两个实例中,都是通过改变接触面的潮湿程度来 的;
(5)小颖发现小刚上述实验操作中弹簧测力计的示数不稳定,于是对实验进行了如图丙所示的改进,用图丙装置进行实验,实验时, (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板,来测木块的滑动摩擦力,运动鞋受到的滑动摩擦力的方向是 (选填“向左”或“向右”)。
10.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车从斜面顶端由静止滑下,如图所示
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 。
(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 (快/慢);。
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,,是否需要重做本实验以获取可靠的证据? (填“需要”“不需要”)理由是 。
(5)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是 。
(6)如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,那么它将做匀速直线运动;在此实验基础上可知 。
名校预测
1.【答案】 改变 惯性
【详解】[1]物体的运动状态的改变包括速度大小和方向的变化。游客在弯道滑行的过程中,运动方向发生改变,所以运动状态改变。
[2]物体有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;游客滑过终点时,不能立即停下来是因为具有惯性。
2.【答案】 向右 增大压力 增大
【详解】[1]当小明向左擦拭桌面时,抹布相对于桌面向左运动,抹布受到桌面的摩擦力方向与相对运动的方向相反,故抹布受到桌面的摩擦力方向向右。
[2][3]为了擦干净桌面上一小团“顽固”污垢,他加大了用力,这是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦的。
3.【答案】 运动状态 形状 不变
【详解】[1]运动员挥拍击打网球时,网球的运动速度大小和方向都发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]高速运动的网球撞击球拍时,球拍网线会变形而具有弹力,说明力可以改变物体的形状。
[3]惯性只和物体的质量有关,质量越大,惯性越大。网球脱离后质量不变,故惯性不变。
4.【答案】 相互的 沿a方向运动
【详解】[1]球员在击打排球时,手感到疼痛,是因为手给排球一个力,排球也给手一个力,说明物体间力的作用是相互的。
[2]此时实心球主要受到重力作用,重力改变小球的运动状态,所以实心球在上升过程中,速度不断减小,最后在竖直方向速度是零,但由于惯性,在水平方向仍然运动,若此时所受外力同时消失,根据牛顿第一运动定律知,实心球将沿水平方向做匀速直线运动,即沿a方向运动。
5.【答案】 不变 向左
【详解】[1] 手执毛笔竖直悬空静止,处于平衡状态,笔受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,若手握笔杆的力增大,笔仍处于静止状态,受到重力不变,故受到的摩擦力不变。
[2] 在纸上写字,笔运行中受到纸面的摩擦力,笔毫向左弯曲,说明笔毫向右运动,此时摩擦力的方向与相对运动方向相反,故笔毫所受摩擦力的方向向左。
6.【答案】 压力 形变程度 大于
【详解】[1]A受到的压力小于B受到的压力,抽出A书更容易,此现象表明滑动摩擦力的大小与压力有关。
[2][3]图乙中,橡皮筋的形变程度不同,且直接拉动书本比在书本下面垫上铅笔的形变程度大,说明滑动摩擦力大于滚动摩擦力。
7.【答案】 压力 不是
【详解】[1]由题可知,使用时,调节单杠的长度,使它变长,从而增大对两墙的压力,通过增大压力来增大与两墙之间的摩擦,固定在两墙之间。
[2]小乐对吊环的拉力和吊环对小乐的拉力,这两个力的施力物体和受力物体互为彼此,是一对相互作用力,不是一对平衡力。
8.【答案】C
【详解】A.物体间力的作用是相互的,相互作用力大小相等,因此碰撞时大货车对小轿车的作用力等于小轿车对大货车的作用力,故A错误;
B.惯性是物体的固有属性,惯性的大小只与物体质量有关,所以大货车速度过快不会导致惯性变大,故B错误;
C.碰撞时大货车的前保险杠发生形变,说明力可以使物体发生形变,故C正确;
D.大货车静止时对地面的压力的受力物体是地面,货车受到的支持力的受力物体是货车;虽然这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但没有作用在同一物体上,它们彼此互为施力物体,是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
9.【答案】C
【详解】A.游客在斜面上滑雪,游客受到的重力与滑雪板对游客的支持力不在一条直线上、不是两个物体的相互作用,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.游客对滑雪板的压力与游客受到的重力不在一条直线上、未作用在同一物体,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.游客在水平滑道滑到终点时不能立即停下来是因为游客具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故C正确;
D.游客用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,故D错误。
故选C。
10.【答案】D
【详解】A.运动员推动冰壶滑行,说明力可以改变物体的运动状态,力不是维持物体运动的原因,故A错误;
B.掷出后的冰壶继续运动,是由于冰壶具有惯性,不能是受到惯性,故B错误;
C.冰壶运动越来越慢的过程中,速度发生变化,运动状态发生改变,故C错误;
D.投掷队员用力向后蹬起蹬器,给起蹬器一个力的作用,由于物体间力的作用是相互的,起蹬器给运动员的一个力的作用,人向前运动,故D正确。
故选D。
11.【答案】A
【详解】A.图中同学匀速向上沿杆爬升时,该同学相对于杆由向下滑动的趋势,故受到静摩擦力,其方向与重力方向相反,即竖直向上,故A正确;
B.筷子提米静止时,米受到重力与筷子对米的摩擦力而处于平衡状态,它们是一对平衡力,米受到筷子向上的静摩擦力,则筷子受到米的摩擦力方向向下,故B错误;
C.力F拉动木板B使其速度逐渐变大的过程中,物体A相对地面保持静止,则其处于平衡状态,由于A、B之间的压力和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,弹簧测力计的示数不变,故C错误;
D.图丁中,人随电梯一起匀速上升,人与电梯间没有相对运动或相对运动趋势,不受摩擦力,故D错误。
故选A。
12.【答案】C
【详解】A.冲过终点不能立刻停止,是由于具有惯性,惯性不是力,不能用“受到作用”来描述,故A错误;
B.将铅球投出后,到达最高点的瞬间,只受重力作用,受到的力是非平衡力,故B错误;
C.用力将乒乓球发出,乒乓球的速度由静止变成运动,这说明力能改变物体的运动状态,故C正确;
D.根据二力平衡可知,举着杠铃不动时,地面对他的支持力和他受到的重力二者大小并不相等,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
13.【答案】D
【详解】A.由图象可知,在0~t1内,伞兵下落的速度在增大,则他受到的重力大于阻力,故A错误;
B.在t1时刻,伞兵的速度最大,0~t2内,伞兵下落的速度先增大后减小,整个过程伞兵处于非平衡状态,则t1时刻伞兵受力不平衡,合力不为0,故B错误;
C.在t1~t2内,伞兵的速度越来越小,说明伞兵受到的合力方向向上,则伞兵受到的重力小于阻力,故C错误;
D.在t2~t3内,伞兵的速度不变,即做匀速直线运动,则他受到的重力等于阻力,重力大小不变,所以他受到的阻力大小不变,故D正确。
故选D。
14.【答案】 速度 转换法 非平衡力 做匀速直线运动 A
【详解】(1)[1]为了控制小车到达水平面时的速度相同,实验时要让小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑。
(2)[2]摩擦力的大小不易观察,实验时可通过比较滑行距离来判定摩擦力大小,属于转换法的应用。
(3)[3]物体在受平衡力作用时,将保持静止或匀速直线运动,小车最终停下来,说明小车的运动状态发生变化,所以受的是非平衡力的作用。
(4)[4]水平面越光滑,小车运动路程越远,木块受到的阻力越小,速度减小的越慢,于是推测:如果水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动。
(5)[5]小车在水平方向不受力时将做匀速直线运动,说明力不是维持物体运动的原因。
故选A。
15.【答案】 见解析 提供不同的阻力 见解析 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 3.4 见解析
【详解】(1)[1]实验中为了使小车在不同物体表面开始运动时速度相同,可以让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下。
[2]实验中使用毛巾、棉布和木板,是为了改变接触面的粗糙程度,达到提供不同阻力的目的。
(2)[3]在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时,实验中为了测出滑动摩擦力的大小,需要用弹簧测力计拉动木块匀速滑动,根据二力平衡原理,读出弹簧测力计的示数即为滑动摩擦力的大小。
[4]毛巾表面最粗糙,匀速拉动木块时测力计示数最大即滑动摩擦力最大,故得出结论:在压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(3)[5]木块A相对地面静止,受力平衡,拉力等于摩擦力,由图可知,拉力为3.4N,故A受到的摩擦力为3.4N。
[6]改进后的优点是不用匀速拉动木板,便于操作且弹簧测力计静止,便于观察读数。
16.【答案】 D = 两片卡片分别往左右方向移动 丙
【详解】(1)[1]小卡片重力小,悬在空中不受摩擦力影响,木块和桌面之间存在摩擦力,实验要受到摩擦力影响,故选D。
(2)[2]由二力平衡条件可知,当卡片静止时,右边和左边的拉力大小相同,可知左右两边的物体的重力相等,由可知m1=m2。
(3)[3]用剪刀将卡片剪开,此时拉力F1、F2将分别作用在两个物体上,会观察到两片卡片分别往左右方向移动。
(4)[4]图丙中两个力作用在同一直线上,图丁中两个力没有作用在同一直线上,当F1等于F2时,图丙中的小卡片能处在平衡状态。
名师押题
1.【答案】 弹性势 惯性
【详解】[1]将橡皮筋拧紧,使其发生形变,产生弹性势能,松手后橡皮筋的弹性势能使扇叶转动,转化为扇叶的动能。
[2]当扇叶停止转动,小车因为具有惯性要保持继续向前的运动状态,仍能继续向前运动。
2.【答案】 串 摩擦力
【详解】[1]钥匙和按钮相当于开关,依题意得,先将钥匙调到激光笔尾端处标有“ON”字母处,再将按钮按下、激光笔便可发光,说明钥匙和按钮相互影响,则这两个开关是串联的。
[2]外壳表面有很多花纹格,这是为了通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦力。
3.【答案】 向下 等于
【详解】[1][2]由图可知,两物体均做匀速直线运动,因此他们受到的力都等于重力,两物体受到的拉力相等。由图可知,甲和乙的s-t图像为一条斜线,则甲乙两物体都做匀速直线运动,甲的速度为
乙的速度为
故甲物体的速度大于乙物体的速度,因此,相对于甲,乙向下运动。
4.【答案】 25 不变
【详解】[1]当A和B匀速下滑时,为平衡状态,受力平衡,A所受到的摩擦力等于A与B的重,所以摩擦力为
[2]根据影响摩擦力的因素知,将B取走,F保持不变时,物体A与墙面的压力和接触面的粗糙程度不变,A与墙面的摩擦力不变,仍为25N。
5.【答案】D
【详解】A.甲图,游泳比赛时,运动员划水对水施加向后的作用力,同时水对他施加向前的作用力使他前进,说明力的作用是相互的,故A正确,A不符合题意;
B.乙图,足球比赛中,守门员将球扑出,足球受到力的作用,运动方向发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确,B不符合题意;
C.丙图,射箭比赛中,箭射出的过程中,弦的形变变小,弹性势能减小,箭的速度变大,动能增大,弦的弹性势能转化为箭的动能,故C正确,C不符合题意;
D.丁图,举重比赛中,运动员举重杠铃不动时,此过程中运动员对杠铃施加了向上的作用力,杠铃没有在力的方向上通过一段距离,运动员没有对杠铃做功,故D错误,D符合题意。
故选D。
6.【答案】C
【详解】A.自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力,二力大小相等,方向相反,在同一条直线上,且作用在不同的物体上,所以是一对相互作用力,不是平衡力,故A错误;
B.物体具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故B错误;
C.自行车的轮胎上设计有凹凸不平的花纹,目的是在压力一定时,增大了接触面的粗糙程度,从而增大了轮胎与地面的摩擦,故C正确;
D.自行车的坐垫设计的较宽,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故D错误。
故选C。
7.【答案】B
【详解】A.实心球上升到最高点时受重力和空气阻力的作用,二者不在一条直线上,大小也不同,不是平衡力,故A错误;
B.静止在水平草坪的实心球受到的重力和草坪的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.惯性的大小只与物体的质量有关,助跑不会增大惯性,故C错误;
D.草坪上静止的实心球受到的支持力与它对草坪的压力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
8.【答案】B
【详解】A.桌面对B的支持力等于AB重力的和,要大于物体B受到的重力,不是一对平衡力,故A错误;
B.A对B的压力与B对A的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是相互作用力,故B正确;
C.A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,A处于静止状态,静摩擦力与拉力F1是一对平衡力,则B对A的摩擦力大小为5N,由于物体间力的作用是相互的,则A对B的摩擦力大小为5N,方向水平向右,故C错误;
D.对整体进行分析,则整体在水平向上受F1、F2及地面对B的摩擦力而处于静止状态,故三力的合力应为零,因为向左的拉力较大,故摩擦力方向水平向右,故D错误。
故选B。
9.【答案】 匀速直线 二力平衡 先增大后减小再不变 增大摩擦力 不需要 向左
【详解】(1)[1][2]鞋子在水平面上进行匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡可知,鞋子在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)[3]用描点法画出摩擦力f与喷雾次数的关系图象,如图所示:
(3)[4]结合图象,分析数据可得到“摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大而先增大后减小再不变”的结论。
(4)[5]小强和小刚的两个实例中,都是在其他条件相同时,通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦力的。
(5)[6][7]如图丙所示,物体相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力和受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,因测力计的拉力方向为水平向右,故木块A所受的摩擦力方向为水平向左;因为物体相对地面处于静止状态,所以不需要使木板匀速直线运动。
10.【答案】 相等 水平面的粗糙程度 慢 不需要 见解析 阻力对小车运动情况的影响 物体的运动不需要力来维持
【详解】(1)[1]每次都从斜面上不同位置滑下来,位置越高,小车到达水平面的速度越大,故每一次从同一位置静止滑下,是为了使小车到水平面时初速度相同。
(2)[2]在做“斜面小车实验”时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,阻力的大小不同,故通过改变接触面的粗糙程度改变阻力。
(3)[3]实验中小车停下来的原因是小车受到了阻力的作用;实验中,小车在毛巾、棉布、木板表面上滑行,其在最粗糙的毛巾表面,受到的阻力最大,通过的距离最短,速度减小的最快;在最光滑的木板表面,受到的阻力最小,通过的距离最长,速度减下的最慢,说明小车受到的阻力越小,速度减小的越慢。
(4)[4][5]本实验中,通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响情况,三次实验小车运动的距离不同,可以说明阻力对小车运动的影响,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,说明在木板上滑行的距离最大,能够与其它两次实验结果做比较,因此,不需要重做本实验也可以获取可靠的证据。
(5)[6]本实验中,小车在水平表面受到阻力不同,通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响情况,这里用到了转换法的思想。
(6)[7]假如水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车的速度就不会减小,小车将以原来的速度一直运动,故小车将做匀速直线运动。由此可知物体的运动不需要力来维持。
命题点
命题方式
考查热度
分子热运动
常出现在填空题、选择题中。主要考查扩散现象及受温度的影响、辨别分子热运动和机械运动、分子间的作用力
✮✮✮✮✮
改变内能的方式
常出现在填空题、选择题中。主要考查辨析热传递和做功、热传递的条件、理解热量的概念、辨析温度、热量、内能的关系
✮✮✮✮✮
比热容的概念及应用
常出现在填空题、选择题中。主要考查理解比热容的概念、水比热容大的应用
✮✮✮
比热容有关的热量的计算
常出现在计算题中。主要考查物质吸、放热计算公式的应用,一般是与热机的效率、电加热效率等综合考查
✮✮✮✮
热机
常出现在填空题、选择题中。主要考查辨别汽油机的四个冲程,涉及的能量转化
✮✮
热机的效率
常出现在计算题中。主要考查燃料燃烧放出热量的计算、热机的效率
✮✮✮✮
能量的转化和守恒
常出现在填空题、选择题中。主要考查能量的相互转化、能量的守恒、能量的转化和转移具有方向性
✮✮✮
探究不同物质的吸热能力
常出现在实验题中。实验题综合性较强,考查的内容灵活,包括器材的作用、实验的操作要求、实验数据的分析处理等
✮✮
热传递
做功
实质
能量的转移
能量的转化
条件
存在温度差
/
规律
物体吸收热量,内能增加
物体放出热量,内能减少
外界对物体做功,物体内能增加
物体对外界做功,物体内能减少
实例
哈气取暖、用热水袋或烤火来取暖、冬天晒太阳感觉暖和、利用太阳能热水器“烧水”
锯木头时锯条变热、搓手取暖、钻木取火、摩擦生热
判断方法
由高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分
通过关键词“搓手”“压缩”“摩擦”“锻打”“拧弯”等动词
说明
热传递和做功在改变物体的内能上是等效的
冲程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
工作示意图
特点
进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进人汽缸。
进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩。
火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。
进气门保持关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸。
能量转化(转移)
机械能转化为内能
(燃料化学能转化为内能)内能转化为机械能
废气带走大部分内能
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
4
30
煤油
20
4
40
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
22
6
67
命题点
命题方式
考查热度
质量、密度概念的理解
常出现在填空题、选择题中。主要考查对概念的理解,会判断质量、密度、比热容、热值等物理量的变化
✮✮✮
天平的使用
常出现在实验题中。主要考查天平的正确使用,有时会和其他测量工具一起考查
✮✮✮✮
密度与社会生活
常出现在填空题、选择题中。主要考查判断物质的物理属性,一般会涉及新型材料
✮✮
密度的相关计算
常出现在计算题中。主要考查密度的计算,一般会和力学知识综合考查。单独考查密度的计算时,主要考查的问题:空心问题、物质的鉴别、混合物质的密度等
✮✮✮✮✮
测量物质的密度
常出现在实验题中。实验题综合性较强,考查的内容灵活,包括实验的操作要求、实验数据的分析处理、实验误差的分析以及实验方案的改进等。有时也会利用液体的压强、浮力来测量物质的密度
✮✮✮
次数
液体的体积V/
容器和液体的总质量m/g
1
58
79
2
107
128
命题点
命题方式
考查热度
长度、时间的测量
常出现在实验题中。主要考查对测量工具的正确认识和使用,一般会和其他的测量工具放一起出题
✮✮✮
参照物
常出现在填空题、选择题中。主要考查对参照物的理解,能够根据参照物判断物体的运动情况,也能根据物体的运动情况判断所选的参照物
✮✮✮✮✮
速度的相关计算
常出现在填空题、选择题、计算题中。主要考查对速度公式的应用,计算题一般会和其他知识点一起出题
✮✮✮✮✮
图像和图像
常出现在选择题中。主要考查理解做直线运动的物体图像和图像,一般会和力、功和功率一起考查
✮✮✮
测量物体的运动速度
常出现在实验题中。实验题综合性较强,考查的内容灵活,包括实验的操作要求、实验数据的分析处理、实验误差的分析以及实验方案的改进等。
✮✮
误差
错误
产生原因
①测量工具不精密;
②测量者估读有偏差;
③测量方法不完善。
①不遵守测量仪器的使用规则;②读数、记录结果时粗心。
特点
只能减小,不能避免。
可以避免错误
减小(消除)的方法
①选用精密的测量工具;
②改进测量方法;
③多次测量取平均值。
采用正确的测量方法,遵循测量仪器的使用规则,就可以避免错误的产生。
分类
匀速直线运动
变速直线运动
定义
物体沿着直线且速度不变的运动
物体运动速度大小发生变化的直线运动
频闪图
特征
任意相等的时间内通过的路程相同
在相等的时间内通过的路程不相等
速度计算
用公式来计算,但速度的大小与时间和路程无关。
用平均速度粗略描述做变速直线运动的物体在某一段路程或某一段时间内的平均快慢程度。计算公式:,公式中的“s”是指通过的路程,“t”是指通过这段路程所用的时间,“v”即是这段路程(时间)的平均速度。
表示物体从距离坐标原点一定距离的位置开始运动运动
表示物体在一定时间后才从坐标原点开始运动运动
甲、丙过程表示物体做匀速直线运动,乙过程表示物体静止
物体在相等的时间内通过的路程不相等,表示物体做变速运动
表示物体具有了一定速度后才开始做加速运动
表示物体在一定时间后开始做加速运动
甲、丙过程表示物体做加速运动,乙过程表示物体做匀速直线运动
表示物体先做加速运动,后做减速运动
实验次数
下落高度/m
伞的面积/m²
伞和沙子的总质量/g
伞的形状
下落时间/s
1
3
0.5
40
圆形
3.67
2
3
1
40
圆形
5.82
3
3
1.5
40
圆形
7.91
4
3
1
40
正方形
5.81
5
3
1
60
正方形
4.26
6
3
1
80
正方形
2.95
7
3
1
40
三角形
5.80
站名
茶山
清凉寺
同济桥
文化宫
博爱路
常州火车站
到站时刻/(时:分)
——
6:01
6:03
6:05
6:07
6:09
发车时间/(时:分)
6:00
6:02
6:04
6:06
6:08
——
路程/km
0
1.2
2.3
3.3
4.4
5.4
命题点
命题方式
考查热度
力的基本概念
常出现在填空题、选择题中。主要考查力的作用效果和力的作用是相互的
✮✮✮✮✮
弹力、重力
常出现在填空题、选择题中。主要弹力、重力的相关概念,其中重力的方向及应用是重点考查内容
✮✮✮✮
牛顿第一定律、惯性
常出现在填空题、选择题中。主要考查对牛顿第一定律、惯性的理解
✮✮✮✮
力和运动的关系
常出现在填空题、选择题中。主要考查力和运动的关系,判断物体的运动状态
✮✮✮
平衡力和相互作用力
常出现在选择题中。主要考查辨析相互作用力和二力平衡
✮✮✮✮✮
摩擦力大小和方向的判断
常出现在填空题、选择题中。主要考查对摩擦力的概念的理解,通过摩擦力的定义或物体的运动状态判断摩擦力的方向
✮✮✮✮✮
增大和减小摩擦的方法
常出现在填空题、选择题中。主要考查判断日常现象是增大或减小摩擦
✮✮✮✮✮
探究阻力对物体运动的影响
常出现在实验题中。实验题综合性较强,考查的内容灵活,包括实验方法的应用、实验的操作要求、实验数据的分析处理等
✮✮
探究二力平衡的条件
常出现在实验题中。实验题综合性较强,考查的内容灵活,包括器材的作用、实验的操作要求、实验数据的分析处理、实验改进等
✮✮
探究影响滑动摩擦力大小的因素
常出现在实验题中。实验题综合性较强,考查的内容灵活,包括实验原理、实验方法的应用、实验的操作要求、实验数据的分析处理、实验改进等
✮✮✮
相互作用力
(作用力与反作用力)
平衡力
不同点
力的示意图
受力物体
(本质区别)
分别作用在两个物体上
作用在同一物体上
同时性
同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
力的性质
同种性质的力
不一定是同种性质的力
相同点
大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上
类型
区别
示例
静摩
擦力
推物体而不动产生的摩擦力为静摩擦力
手握瓶子静止时,手与瓶子之间的摩擦力
滑动
摩擦力
在粗糙面上滑动的物体产生的摩擦力为滑动摩擦力
人滑冰时,旱冰鞋和冰面之间的摩擦力
滚动
摩擦
力
沿水平方向拉动小车,运动的小车的车轮产生的摩擦力为滚动摩擦力
正常行驶的自行车,自行车车轮与地面之间的摩擦力
目的
方法
实例
增大摩擦
增大压力
刹车时用力捏闸
增大接触面的粗糙程度
鞋底凹凸不平的花纹、运动员在手上涂防滑粉、在结冰的路面上撒煤渣
变滚动为滑动
急刹车时,车轮停止滚动
减小摩擦
减小压力
运动员做单杠回环动作时,手不能将单杠握得太紧
减小接触面的粗糙程度
滑梯的表面做得很光滑、冰壶运动员“刷冰”
使接触面彼此分开
在笨重的物体上加上轮子
变滑动为滚动
磁悬浮列车、给轴承加润滑油、气垫船
喷雾次数
0
2
4
6
8
10
12
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.6
相关试卷
这是一份物理(三)-2024年中考考前20天终极冲刺攻略,共26页。
这是一份物理(二)-2024年中考考前20天终极冲刺攻略,共28页。
这是一份物理(一)-2024年中考考前20天终极冲刺攻略,共30页。
![英语朗读宝](http://img.51jiaoxi.com/images/ed4b79351ae3a39596034d4bbb94b742.jpg)