第3章 复习与测试
一、单选题
1.小明对重力有以下四种认识,其中正确的是( )
A.重力的方向总是垂直于物体的表面
B.重力不随物体的位置变化而变化
C.空中的气球在上升的过程中不受重力
D.粉笔在使用过程中,质量变小,重力变小
2.水平地面上有一辆小车,沿水平方向,小明拉小红推,拉力和推力分别是200N和150N。这两个力的作用效果与下列哪个力相同( )
A.350N,方向向右 B.200N,方向向右
C.150N,方向向右 D.50N,方向向左
3.摩擦与我们息息相关,小明学习了摩擦的知识后,写了一篇科字作文:没有摩擦的世界,下列是小明作文中描述的几种场景,其中不可能的是( )
A.没有了摩擦,我们就无法写字
B.没有了摩擦,我们就无法使用火柴
C.没有了摩擦,气垫船就无法在水面行驶
D.没有了摩擦,自行车就无法在地面前行
4.第十四届全运会将于2021年9月15日至27日在陕西召开,沿着四通八达的高铁路网而来的不仅有想要一睹十四运风采的游人,更有能够为陕西经济发展带来更多助力的机遇与挑战.下列关于高铁的分析正确的是( )
A.高铁关闭发动机后会慢慢停下来,说明物体的运动需要力来维持
B.高铁车头设计成子弹头的形状是为了减小空气阻力
C.有些列车车厢地面刻有花纹是为了减小摩擦
D.高铁离开站台时速度不变
5.下面的做法是为了增大摩擦的是( )
A.菜刀的刀刃上抹油方便切菜
B.在新用的拉链上抹一点石蜡
C.冬天,在结冰的路面上撒沙子
D.古人移动巨石时,在地上铺设滚木
二、作图题
6.用大小为80牛的力F竖直向上拉物体A,在图中画出拉力F的图示。
7.小强用100N的力去踢重为5N的足球,请在图中画出踢出去的足球在地面上运动时受到的力的示意图(不计空气阻力).
( )
8.B物体在水平皮带上跟随皮带一起做匀速直线运动,请画出B物体所受力的示意图.
( )
三、计算题
9.“玉兔号”是中国首辆月球车,2013年12月2日中国在西昌卫星发射中心成功将嫦娥三号探测器送入轨道,质量是140千克“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面,物体在月球上也会受到重力(月球重力),大小相当于地球上重力的,登月前,在水平地面上进行了测试。已知月球车在匀速直线行驶的过程中,受到地面的摩擦阻力为车重的0.2倍。求:(g取10N/kg,结果保留整数)
(1)在月球上“玉兔号”月球车受到的重力是多少?
(2)在地球上测试时“玉兔号”月球车受到的牵引力是多大?
10.汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程,汽车在反应过程做匀速直线运动,在制动过程中做变速直线运动,如图所示。
(1)若汽车以72km/h的速度在平直的公路上行驶,经过10min行驶的距离是多少千米?
(2)汽车遇到意外情况紧急停车时,在反应过程中,以原来的速度汽车行驶了14m,求司机的反应时间是多少秒?
(3)若制动过程中所用时间为2.3s,汽车在两个过程通过的总距离为30m,求汽车从发现情况到车辆停止过程中的平均速度是多少m/s?
四、实验题
11.在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_______运动。根据_____条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将_______(选填“不变”“变大”或“变小”),
(2)由_____两图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系;
(3)某同学将实验装置改进为下图所示的装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,写出装置改进以后的优点:________(写出一条即可)。
12.如图所示是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做______运动,这样做便于测量滑动摩擦力的大小;
(2)分析图甲、乙可知,在接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;
(3)分析图甲和丙,发现弹簧测力计的示数F1<F3,说明:______,滑动摩擦力越大;
(4)经实验证明,滑动摩擦力与压力成正比,则如图丁所示,在图丙中物块A上叠放一块与之相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起做匀速直线运动。弹簧测力计示数为F4,则F4∶F3=______;此运动过程中,物块B受到的摩擦力fB=______N;
(5)比较图甲、图丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出;滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是______(选填“正确”或“错误”)的;理由是: ______ ;
(6)小芳发现了两种测摩擦力的方法,如图戊和图戌,如果你是小芳你会选择图______,理由是______。(写出一条即可得分)
13.小关注到爷爷奶奶在家里卫生间洗澡时总要放一个防滑垫,避免滑倒,想到有没有一种瓷砖表面沾水后摩擦力会变大,省去每次放防滑垫的麻烦,于是到瓷砖店咨询后,店主说还真有,请你设计一个实验,对店主推荐的瓷砖的沾水后防滑的真实性进行验证;
(1)需要补充器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
14.班级里在探究物体所受重力的大小与质量的关系时,第一组记录的数据如表1所示:
实验序号 物体质量/kg 物体重力/N 重力与质量的比值/(N/kg)
1 0.1 1 10
2 0.2 2 10
3 0.3 3 10
(1)在实验过程中,需要的测量工具有___________和___________;
(2)根据表格中的实验数据,并且由此得到的结论是:___________;
(3)某同学根据自己测量的数据,绘制出重力与质量的关系图像如图所示,你认为该同学在实验中存在的问题是什么?答:___________;
(4)第二组:探究物体重力的大小跟物体形状的关系。研究小组用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表2所示。分析实验数据,第二组得出实验结论:物体重力的大小与物体的形状有关。他们的结论___________(选填正确或错误),影响实验结果的原因是:___________。
被测物体 形状 重力
橡皮泥 正方形 4.8N
圆形 42N
三角形 3.6N
(5)第三小组经过精确测量,并在互联网上与不同地区的同学进行了交流合作,发现在某些不同的地理位置,g值存在着微小差异。表3列出了一些城市和地区的g值大小:
地点 赤道 广州 武汉 上海 北京 纽约 莫斯科 北极
g值大小 9.780 9.788 9.794 9.794 9.801 9.803 9.816 9.832
地理纬度 0° 23°06’ 30°33’ 31°12’ 39°56’ 40°40’ 55°45’ 90°
由表分析g值相同的城市是:___________;我国与许多国家之间的贸易往来频繁,在这些往来的货物运输中,发货单上所标示的货物重量,实质上应该是货物的___________。
15.小华为研究弹簧的性质,在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码(图甲),同时记录弹簧总长度L与钩码质量m,所得数据记录在表一中。已知弹簧原长L0=6.0cm。实验过程中,弹簧形变在弹性限度内,不计弹簧所受的重力。
表一
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150
弹簧总长度L/cm 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.0
表二
实验次数 1 2 3 4 5 6
弹力F/N 0 0.3 ① 0.9 1.2 1.5
弹簧伸长量 0 1.2 2.4 3.6 ② 6.0
(1)根据表一中的数据,将表二填写完整:①______、②______。
(2)请在图乙坐标系中描点作出弹力F与弹簧伸长量△x的关系图像______。
(3)分析表二中的数据能得出的结论是___________,这就是弹簧测力计的工作原理。
(4)小华又对A、B两根长度相同、粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计.将橡皮筋一端固定,另一端悬挂钩码,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量△x,根据多组测量数据做出的图像如图丙所示,分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,则用橡皮筋______制成的测力计量程大,用橡皮筋______制成的测力计测量的精确程度高(均选填“A”或“B”)。
五、填空题
16.一根弹簧原长10cm,把它竖直挂在支架上,在下方挂重0.5N的钩码,弹簧长度变为11cm,如果撤去钩码,改用2.5N力沿竖直方向向下拉(仍在弹性限度内),弹簧长度变为___cm,钩码受到的弹力的施力物体是________,钩码对弹簧的弹力的施力物体是______。
17.汽车最基本的安全装置是头枕和安全带,如图所示,有了头枕,能减小因______对司机造成的伤害;系上安全带,能减小因______(均选填“撞上前车”或“被后车撞”)对司机造成的伤害。
18.如图所示,弹簧测力计的最小分度值为_______牛,测量范围为_______牛。指针所指的示数为_______牛。
19.一重为30牛的物块在水平地面上受到3牛的水平拉力作用而做匀速直线运动,则物块受到滑动摩擦力的大小为_______牛;若该物块下面装上小轮后,同样做匀速直线运动,水平拉力变小,这是因为相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦_______;若用力匀速提升该物块,则所用力的大小为_______牛。
20.重力为100牛的小车,在20牛水平向右的拉力作用下,沿水平地面作匀速直线运动。则地面对小车的摩擦力为_______牛,方向:_______。若10秒内,小车通过20米的路程,则速度是_______米/秒。若小车所受水平向右的拉力减小为10牛,则小车在水平方向所受的合力大小为_______牛,方向为_______,此时小车做_______选填(“加速”、“匀速”或“减速”)直线运动。
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.重力方向总是竖直向下,而不是垂直于物体的表面,故A错误;
B.重力的大小与物体所处的位置(纬度和高度)有关,即随物体位置变化而变化,故B错误;
C.地球附近的任何物体都受到重力作用,所以空中的气球也受到重力作用,故C错误;
D.粉笔在使用中会逐渐变短,所含的物质变少,故质量变小,重力也变小,故D正确。
故选D。
2.A
【解析】
【分析】
【详解】
作用在一个物体上的两个力,F1=200N、F2=150N
∵两个力的方向相同
∴其合力为
F=F1+F2=200N+150N=350N
方向跟每个力的方向相同,由上述可知,选项A符合题意;选项B、C、D不符合题意。
故选A。
3.C
【解析】
【详解】
A.我们写字依靠笔与纸的摩擦力,摩擦力消失时,无法写字,故A不符合题意;
B.火柴头是依靠摩擦力将其划燃的,当摩擦力消失,火柴头是无法划燃的,故B不符合题意;
C.气垫船在水面行驶,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,没有了摩擦,气垫船在水面正常行驶,故C符合题意;
D.自行车向前行驶靠轮胎和地面的摩擦力,没有了摩擦,自行车就无法在地面前行,故D不符合题意。
故选C。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.高铁关闭发动机后会慢慢停下来,是因为受到摩擦力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故A错误;
B.高铁车头设计成子弹头的形状,车身线条流畅,是为了减小空气阻力,故B正确;
C.高铁车厢地面的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.高铁离开站台时速度增大,加速运动,故D错误。
故选B。
5.C
【解析】
【详解】
A.菜刀的刀刃上抹油方便切菜,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故A不符合题意;
B.在新用的拉链上抹一点石蜡,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故B不符合题意;
C.冬天,在结冰的路面上撒沙子,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符合题意;
D.古人移动巨石时,在地上铺设滚木,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
6.
【解析】
【详解】
由题意知,物体受到竖直向上的拉力F,大小为80N,作用点在物体的重心上,选取标度为40N,过物体的重心,沿竖直向上的方向画一条有向线段,使线段长度为标度的2倍。如图所示:
7.
【解析】
【详解】
足球在地面上运动时会受到重力、摩擦力和支持力的作用,重力的方向竖直向下,作用点在重心上;支持力方向竖直向上,作用点也画在重心上;摩擦力的方向水平向左,作用点画在重心上.故画重力G、摩擦力f和支持力F的示意图,如图:
8.
【解析】
【详解】
因物体随皮带一起匀速运动,其处于平衡状态,受平衡力,忽略空气阻力,就没有皮带对物体的摩擦力,所以物体只受到一对平衡力:重力和皮带的支持力.重力方向竖直向下,皮带对物体的支持力方向为垂直与水平皮带面向上,即竖直向上.从物体重心竖直向下画一条带箭头的线段表示重力,并标上符号G;因支持力与重力平衡,大小相等,所以再从物体重心竖直向上画一条带箭头的与重力等长的线段表示支持力,并标上符号FN.如图:
9.(1)233N;(2)280N
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)“玉兔号”月球车在地球上受到的重力为
“玉兔号”月球车在月球上受到的重力为
(2)月球车在地球上行驶过程中,受到的摩擦阻力为
月球车在匀速直线行驶的过程中,处于平衡状态,故牵引力与摩擦阻力相等,即
答:(1)在月球上“玉兔号”月球车受到的重力是233N;
(2)在地球上测试时“玉兔号”月球车受到的牵引力是280N。
10.(1)12;(2)0.7;(3)10
【解析】
【分析】
【详解】
(1)若汽车以72km/h的速度在平直的公路上行驶,经过10min行驶的距离为
(2)汽车遇到意外情况紧急停车时,在反应过程中,以原来的速度汽车行驶了14m,则
(3)若制动过程中所用时间为2.3s,汽车在两个过程通过的总距离为30m,汽车从发现情况到车辆停止过程中的平均速度为
答:(1)经过10min行驶的距离是12千米;
(2)司机的反应时间是0.7秒;
(3)汽车从发现情况到车辆停止过程中的平均速度是10m/s。
11. 匀速直线 二力平衡 不变 甲丙 不需要木板做匀速直线运动
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平衡条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
[3]若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力的大小也不变。
(2)[4]探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系时,需要控制压力大小相同,而接触面的粗糙程度不同,故选甲丙两图进行对比。
(3)[5]改进实验装置后,如丁图所示,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计是静止的,便于读数。
12. 匀速直线 压力 压力相同时,接触面越粗糙 2∶1 0 错误的 没有保证压力相同 戌 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要测滑动摩擦力,需拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)[2]比较甲、乙两图,接触面材料相同,乙图中压力大,乙弹簧测力计的示数大,即摩擦力大,说明滑动摩擦力与压力大小有关,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[3]由图甲和丙可知,弹簧测力计的示数F1<F3,压力相同,丙图接触面比较粗糙,摩擦力较大,可以得到压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[4]由于接触面的粗糙程度相同,摩擦力大小与压力成正比,丁的压力是丙的2倍,可知丁的摩擦力是丙的2倍,即
F4∶F 3=2∶1
[5] 此运动过程中,物块B与A保持相对静止,没有相对运动的趋势,所以不受摩擦力,即受到的摩擦力fB=0N。
(5)[6][7]研究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,图甲和图丁,压力大小不同,故他的结论是错误的,没有控制压力大小相同。
(6)[8][9]选择图戌测量摩擦力,因为木板不用做匀速直线运动,便于操作,测力计保持静止,便于读数。
13. 见详解 见详解 见详解
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要探究摩擦力的大小可以让同一物体从斜面的同一高度上滑下、通过在水平面上运动的距判断出接触面的粗糙程度,故需要店主推荐的瓷砖、水、斜面、小木块。
(2)[2]要探究摩擦力的大小与是否有水的关系,根据控制变量法,应控制物体的质量和滑下时的高度相同,只改变水平面的粗糙程度,故实验可设计为:①用同一木块,从同一斜面的相同高度静止滑下,记录木块在瓷砖上运动的距离s1。
②在瓷砖上均匀洒上水,将同一木块,从同一斜面的相同高度静止滑下,记录木块在洒上水的瓷砖上运动的距离s2。
(3)[3]比较木块在瓷砖上运动的距离,若s1<s2说明店主推荐的瓷砖不防滑;若s 1>s 2说明店主推荐的瓷砖防滑。
14. 弹簧测力计 天平 物体所受的重力和质量成正比 弹簧测力计使用前未校正零点 错误 未控制质量相同 武汉和上海 质量
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]实验中,要测量物体受到的重力和物体的质量,所以需要的测量工具是弹簧测力计和天平。
(2)[3]根据表格中的实验数据可看出,物体的质量越大,它所受的重力也越大,而且它所受的重力和它的质量的比值是一定的,所以,由此得到的结论是:物体所受的重力和质量成正比。
(3)[4]由图象可看出,物体的质量为零时,弹簧测力计有一定示数,所以,实验中存在的问题是,弹簧测力计使用前未校正零点。
(4)[5][6]第二组的实验结论是错误的,因为用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状时,改变了橡皮泥的质量,即没有控制质量相同。
(5)[7]由表中数据可知,g值相同的城市是:武汉和上海。
[8]根据发货单上所标的单位可知,发货单上所标示的货物重量,实质上应该是货物的质量。
15. 0.6 4.8 在弹性限度内,弹簧伸长量与所受弹力成正比 B A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]钩码质量为60g,弹簧的弹力大小等于钩码的重力,则有
[2]由表一知,弹簧原长为6.0cm,放120g砝码后,弹簧伸长后总长为10.8cm,则弹簧的伸长量为总长与原长的差,即4.8cm。
(2)[3]根据表二数据作图可知,弹力F与弹簧伸长量△x的关系图像如下
(3)[4]由弹力F与弹簧伸长量△x的关系图像可知,在弹性限度内,弹簧伸长量与所受弹力成正比,这就是弹簧测力计的工作原理。
(4)[5]由图丙可知,橡皮筋A与橡皮筋B在弹性限度内,橡皮筋A的测量最大量程为10N,橡皮筋B的测量最大量程为15N,故橡皮筋B制成的测力计量程大。
[6]由图丙可知,橡皮筋A与橡皮筋B在弹性限度内,橡皮筋A的最大伸长量为20cm,橡皮筋B的最大伸长量为15cm,故橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高。
16. 15 弹簧 钩码
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在弹簧下方挂重0.5N的钩码时,弹簧的伸长量为
11cm-10cm=1cm
用2.5N拉弹簧时,拉力是0.5N的5倍,因此弹簧的伸长量也应该是1cm的5倍,为5cm,因此弹簧的长度变为
10cm+5cm=15cm
[2][3]弹簧下挂钩码,钩码受弹簧的拉力和弹簧对钩码的拉力是一对相互作用力,其中钩码受弹簧的弹力的施力物体是弹簧,而钩码对弹簧的弹力的施力物体钩码。
17. 惯性 撞上前车
【解析】
【详解】
[1]当车突然加速时,人的头部由惯性会向后仰,容易对颈部造成伤害。有了头枕,可以阻挡头部后仰,防止伤害事故的发生。
[2]当车在行驶过程中撞上前车时会突然减速,由于惯性人会在车内向前运动,容易发生碰撞。有了安全带后,可以拉住人不至于大幅度前倾,防止伤害事故的发生。
18. 0.2 0-5 3.2
【解析】
【详解】
[1]由图像可知,该弹簧测力计最小一格对应0.2N,即分度值为0.2N。
[2]由图像可知,该弹簧测力计最大测量值为5N,即量程为0-5N。
[3]由图像可知,此时弹簧测力计的示数为3.2N。
19. 3 小 30
【解析】
【详解】
[1]物体在水平地面上匀速直线运动,属于平衡状态,那么拉力与摩擦力属于一对平衡力,由平衡条件得,摩擦力大小等于拉力大小,摩擦力大小为3N。
[2]变滑动摩擦为滚动摩擦可以减小摩擦力,在物块下面装上小轮后,同样做匀速直线运动,水平拉力变小。
[3]若用定滑轮匀速提升该物块,则物块受力平衡,拉力的大小等于重力为30N。
20. 20 水平向左 2 10 水平 减速
【解析】
【详解】
[1][2]匀速直线运动时,拉力和摩擦力二力平衡,所以大小相等为20N,方向相反,即水平向左。
[3]小车的速度为
小车的速度为2m/s。
[4][5]滑动摩擦力大小不变,所以拉力减小为10N时,摩擦力仍为20N,则此时受到的合力为
20N-10N=10N
方向与摩擦力方向相同,即水平向左。
[6]此时小车合力与运动方向相反,因此,物体做减速直线运动。