第七章 力 单元综合优选测试卷(原卷版 解析版)

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名称 第七章 力 单元综合优选测试卷(原卷版 解析版)
格式 zip
文件大小 4.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2026-03-13 00:00:00

文档简介

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第七章 力 单元综合优选测试卷
一、单选题
1.如图所示是“喷气火箭”的模型,胶带固定气球与吸管,吸管套在绳上。将吹足了气的气球封口的夹子松开,球内气体从气球嘴泄出的同时,气球会向前运动.使球向前运动的力的施力物体是(  )
A.气球 B.气球外边的空气
C.气球内泄出气体 D.绳子
2.下列物体所受的重力最接近1N的是(  )
A.一张课桌 B.一根大头针 C.两只鸡蛋 D.一头猪
3.关于物体的质量和所受重力大小,下列说法中正确的是(  )
A.物体质量m跟重力大小G成正比
B.物体所受重力大小可根据G=mg算出
C.物体所受重力大小与物体质量大小无关
D.物体质量和所受重力大小都不随物体的位置、形状、温度等的变化而改变
4.下列关于重力的说法中正确的是(  )
A.在斜面上滚动的物体所受重力的方向是沿斜面向下的
B.向上竖直抛出的物体在上升过程中不受重力作用,在下落过程中才受重力作用
C.物体的重心一定在物体上
D.地面附近的物体在失去支撑时要落回地面,这是由于物体受到重力的缘故
5.以下是生活中涉及的物理常识,判断错误的是(  )
A.普通人步行时速度约为1.1m/s B.一个中学生的重力约为60N
C.我国家庭电路的电压为220伏 D.洗澡水的温度约为43℃
6.2023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
7.物理与生活联系紧密,做有心人,能从生活中学到很多物理知识.下列相关判断中明显错误的是(  )
A.八年级物理课本的长度约为26cm B.中学生的体重约为50N
C.中学生步行的速度约为4km/h D.人体的密度约为1.0×103kg/m3
8.弹簧测力计的秤钩上挂了一个物体,弹簧测力计的读数为15N时,这个物体可能是(  )
A.一只鸡 B.一根大头钉 C.一张课桌 D.一袋方便面
9.以下是我们生活中常见的现象,在这些现象中,物体因受力而改变运动状态的是(  )
⑴用力揉面团,面团形状发生变化 (2)篮球撞击在蓝板上被弹回
⑶用力握小皮球,皮球变瘪 (4)一阵风把地面上的灰尘吹的满天飞舞
A.⑴⑵ B.⑵⑶ C.⑶⑷ D.⑵⑷
10.关于力的概念,下列说法中正确的是(  )
A.力能脱离物体面单独存在
B.施力物体同时也是受力物体
C.相互接触的物体之间一定会有力的作用
D.没有接触的物体之间一定没有力的作用
二、填空题
11.图中小球沿斜面向下运动,图   所示是正确表示小球所受重力的示意图。
12.如图所示:反应了力的作用效果,其中图左表示力能   ;图右表示力能   
13. 如题图所示,在皮划艇比赛时,发令枪响参赛选手奋力划桨,皮划艇由静止快速前进,说明力可以改变物体的   ,此时以地面为参照物,皮划艇是   的,使皮划艇前进的施力物体是   。
14.在探究“重力的大小跟什么因素有关”时,需要的测量工具是   和   .若得到实验数据,经过分析可以得出的结论是   .
15.用弹簧测力计测一物体的重力如图所示,则此物体的质量为   g。
16.如图所示,将足球放在薄木板上,薄木板和足球均发生形变,木板受到的压力是由于    (选填“足球”或“薄木板”)发生了    (选填“弹性”或“塑性”)形变产生的弹力。
17.2021年春晚相声《年三十的歌》用歌声带领观众重回哪些年难忘的春晚记忆,岳云鹏演唱了《牧羊曲》的一句:“日出嵩山坳,晨钟惊飞鸟”。“日出嵩山坳”是以    (选填“太阳”或“山坳”)为参照物描述太阳的运动;受惊的鸟在树林上空飞翔,是因为力改变了小鸟的    。
18.力是物体对物体的作用.一本书放在桌上,书对桌面有一个    力,   是施力物体,    是受力物体;同时桌面对书有一个    力,    是施力物体,    是受力物体,这说明物体间力的作用是相互的.
三、计算题
19.“三月三”又叫歌圩节,是中国多个民族的传统节日,它不仅是弘扬民族文化的盛会,也是民族之间进行经济交流的庆典.今年“三月三”放假期间,小张一家人驾驶汽车外出游玩.已知汽车(包括车上的人和物品)的总重力为8×104N,若该车行驶过程中受到的阻力是汽车(包括车上的人和物品)总重力的0.05倍.求:(取g=10N/kg)
(1)该汽车的总质量;
(2)该汽车匀速直线运动时受到的牵引力.
20.自行车是一种绿色环保的交通工具,目前比赛用自行车的车架多采用碳纤维材料制成。碳纤维的密度为,远小于钢的密度,具有轻便、高强度等优点。用碳纤维材料制成的某自行车车架,质量仅有。请回答下列问题:
(1)该车架的重力为多少?取
(2)制作该车架需要体积为多少的碳纤维?
(3)请分析说明碳纤维车架为什么更轻便?
四、作图题
21.画出如图所示小球在摆动到左侧最高点时所受力的示意图(空气阻力忽略不计).
22.如图所示,重的物体静止在斜面上,受到斜面的弹力为,受到的摩擦力为,请画出斜面对该物体施加力的示意图。
23. 如图,物体A随水平传送带一起做匀速直线运动,不考虑空气阻力,画出此过程中物体A受力示意图。
五、实验探究题
24.
(1)如图所示,弹簧测力计的量程为   ,示数为   。
为研究橡皮筋是否也与弹簧有类似的性质,某实验小组的同学对、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。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小和橡皮筋的伸长量,根据多组测量数据画出的图线如图乙所示。
(2)当在两根橡皮筋上都悬挂重为的钩码时,橡皮筋的伸长量为   ,橡皮筋的伸长量为   。
25.实验小组在“探究弹簧的伸长量与所受拉力大小的关系”实验中,实验器材:铁架台、弹簧、若干相同的钩码。同学们组装如图甲所示的装置进行实验,记录的实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码重G/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
弹簧总长度L/cm 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.0
弹簧的伸长量△L/cm 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
(1)根据实验数据,请在图乙坐标系中描点作出拉力F与弹簧伸长量△L的关系图像。
(2)分析实验数据或图像可知:①实验中,弹簧原长L0=   cm;②在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成   。
26.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系进行了探究,下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一
甲弹簧测力计受的拉力 0 1 2 3 4 5 6
甲弹簧的长度 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0
表二
乙弹簧测力计受的拉力 0 1 2 3 4 5 6
乙弹簧的长度 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0
(1)分析表一和表二数据可知:
①在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成   ;
②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧   (大/小);
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳长度相同均为15cm,刻度线情况相同都均匀分为30小格,则量程较大的测力计的量程是   N,精度较高的测力计的分度值是   N。
27.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一:
甲弹簧受到的拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
甲弹簧的长度/cm 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0
表二:
乙弹簧受到的拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
乙弹簧的长度/cm 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0
(1)分析表一和表二数据可知:
①在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成   ;
②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧   (选填“大”或“小”)。
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同,则量程较大的是   弹簧测力计精度较高的是   弹簧测力计。(均选填“A”或“B”)
(3)经实验探究发现:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,请设计一个简单实验,证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关   。
六、综合题
28.在研究弹簧的伸长与外力的关系实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的伸长量x作出的F﹣x图线如图甲:
(1)由图可知,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长量增加    cm;
(2)图乙中所测物体的重力是    N.
(3)测力计能够测量重力的原理是   .因此,实验时要求弹簧测力计要处于   状态.
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第七章 力 单元综合优选测试卷
一、单选题
1.如图所示是“喷气火箭”的模型,胶带固定气球与吸管,吸管套在绳上。将吹足了气的气球封口的夹子松开,球内气体从气球嘴泄出的同时,气球会向前运动.使球向前运动的力的施力物体是(  )
A.气球 B.气球外边的空气
C.气球内泄出气体 D.绳子
【答案】C
【解析】【解答】将吹足了气的气球封口的夹子松开,球内气体从气球嘴泄出,泄出的气体会给气球一个向前的力,气球向前运动。故使球向前运动的力的施力物体是气球内泄出的气体,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的.
2.下列物体所受的重力最接近1N的是(  )
A.一张课桌 B.一根大头针 C.两只鸡蛋 D.一头猪
【答案】C
【解析】【解答】根据公式G=mg,1N重力的物体质量为0.1kg,也就是100g左右。
A、 一张课桌的质量大约为10kg左右,故A错误。
B、一根大头针的质量约为80mg左右,故B错误。
C、两只鸡蛋的质量约为100g左右,故C正确。
D、一头猪的质量约为几百kg,故D错误。
故答案为:C
【分析】生活中常见物体质量和重力要有所了解。
3.关于物体的质量和所受重力大小,下列说法中正确的是(  )
A.物体质量m跟重力大小G成正比
B.物体所受重力大小可根据G=mg算出
C.物体所受重力大小与物体质量大小无关
D.物体质量和所受重力大小都不随物体的位置、形状、温度等的变化而改变
【答案】B
【解析】【解答】A.质量是物体的属性,与重力的大小无关,A不符合题意;
B.物体的重力大小在同一地点是恒定的,可以根据G=mg计算重力的大小,B符合题意;
C.根据G=mg可知,物体所受重力与物体的质量成正比,C不符合题意;
D.质量是物体的属性,不随物体的位置、形状、温度等的变化而改变;重力与物体所处的位置有关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】质量是物体含有物质的多少, 是物体的属性;重力是地球对物体的吸引力使物体受到的力;重力和质量成正比。
4.下列关于重力的说法中正确的是(  )
A.在斜面上滚动的物体所受重力的方向是沿斜面向下的
B.向上竖直抛出的物体在上升过程中不受重力作用,在下落过程中才受重力作用
C.物体的重心一定在物体上
D.地面附近的物体在失去支撑时要落回地面,这是由于物体受到重力的缘故
【答案】D
【解析】【解答】解:A、重力的方向总是竖直向下的,故A选项错误;
B、地球附近的物体都受重力作用,与物体的所处运动状态无关;故B选项错误;
C、物体的重心不一定在物体上,比如:光盘、呼拉圈、手镯等;故C选项错误;
D、因为重力的方向总是竖直向下的,因此在不受其他外力作用时,物体最终是要落回地面的,故D选项正确.
故选D.
【分析】(1)在地球附近,由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的方向总是竖直向下的;(2)地球附近的一切物体都受到重力的作用;(3)重力的作用点叫重心,多数物体的重心在物体上,一些不规则物体或空心物体的重心不在物体上.
5.以下是生活中涉及的物理常识,判断错误的是(  )
A.普通人步行时速度约为1.1m/s B.一个中学生的重力约为60N
C.我国家庭电路的电压为220伏 D.洗澡水的温度约为43℃
【答案】B
【解析】【解答】解:
A、普通人正常步行的速度在4km/h=4×m/s≈1.1m/s左右.此选项符合实际;
B、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N左右.此选项不符合实际;
C、我国家用电器的额定电压为220V,与之配套的家庭电路电压也是220V.此选项符合实际;
D、人体正常体温在37℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在43℃左右.此选项符合实际.
故选B.
【分析】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出不符合实际的选项即可.
6.2023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
【答案】C
【解析】【解答】A、林雨薇冲过终点不能立刻停止,是由于林雨薇具有惯性,要保持原来的运动状态,所以不能立即停下来,惯性不是力,不能用“受到”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。
故答案为:C。
【分析】(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。
(2)物体静止或匀速直线运动是运动状态不变,受的是平衡力,物体的速度大小或运动方向的变化都是运动状态变化,一定受到不平衡力;受到单独一个力也是不平衡力。
(3)力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
7.物理与生活联系紧密,做有心人,能从生活中学到很多物理知识.下列相关判断中明显错误的是(  )
A.八年级物理课本的长度约为26cm B.中学生的体重约为50N
C.中学生步行的速度约为4km/h D.人体的密度约为1.0×103kg/m3
【答案】B
【解析】【解答】解:A、八年级物理课本的长度约为26cm,故A正确;
B、中学生的平均质量约为50kg,中学生的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,故B错误;
C、中学生步行的速度约为1.1m/s=1.1×3.6km/h≈4km/h,故C正确;
D、人体的密度和水的密度相同,约为1.0×103kg/m3,故D正确.
故选B.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个
8.弹簧测力计的秤钩上挂了一个物体,弹簧测力计的读数为15N时,这个物体可能是(  )
A.一只鸡 B.一根大头钉 C.一张课桌 D.一袋方便面
【答案】A
【解析】【解答】A.一只鸡的质量约为1.5kg,其重力为 ,A符合题意;
B.一根大头钉的质量约为80mg,其重力为 ,B不符合题意;
C.一张课桌的质量约为10kg,其重力为 ,C不符合题意;
D.一袋方便面的质量约为100g,其重力为 ,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】运用G=mg求出物体的质量,然后根据生活经验估算出正确选项。
9.以下是我们生活中常见的现象,在这些现象中,物体因受力而改变运动状态的是(  )
⑴用力揉面团,面团形状发生变化 (2)篮球撞击在蓝板上被弹回
⑶用力握小皮球,皮球变瘪 (4)一阵风把地面上的灰尘吹的满天飞舞
A.⑴⑵ B.⑵⑶ C.⑶⑷ D.⑵⑷
【答案】D
【解析】【解答】(1)用力揉面团,面团形状发生变化,属于物体因受力而改变物体形状,故(1)不符合题意;(2)篮球撞击在蓝板上被弹回改变了篮球的运动方向,属于物体因受力而改变物体运动状态,故(2)符合题意;(3)用力握小皮球,皮球变瘪是物体的形状的改变,属于物体因受力而改变物体形状,故(3)不符合题意;(4)一阵风把地面上的灰尘吹的满天飞舞是改变了灰尘的运动速度和运动方向,属于物体因受力而改变物体运动状态,故(4)符合题意。
故答案为:D。
【分析】力的作用效果有两个,改变物体的形状,改变物体的运动状态。
10.关于力的概念,下列说法中正确的是(  )
A.力能脱离物体面单独存在
B.施力物体同时也是受力物体
C.相互接触的物体之间一定会有力的作用
D.没有接触的物体之间一定没有力的作用
【答案】B
【解析】【解答】A.力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,力不能脱离物体面单独存在,A不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,B符合题意;
C.相互接触的物体之间不一定会有力的作用,C不符合题意;
D.在发生力的作用时,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉),D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,其中受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体。相接触的物体不一定就有力的作用。
物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力。
二、填空题
11.图中小球沿斜面向下运动,图   所示是正确表示小球所受重力的示意图。
【答案】甲
【解析】【解答】无论物体放在斜面上还是其它地方,也无论物体处于何种运动状态,重力的方向始终是竖直向下的,所以,只有甲图所示是正确表示小球所受重力的示意图。
【分析】作重力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向下,重力用字母G表示。
12.如图所示:反应了力的作用效果,其中图左表示力能   ;图右表示力能   
【答案】改变物体的运动状态;改变物体的形状
【解析】【解答】踢球、头球攻门时改变了球的运动状态,故左图表示力能使物体的运动状态发生改变;用手捏气球是改变了物体的形状,故右图表示力能使物体发生形变。
故答案为:改变物体的运动状态;改变物体的形状.
【分析】力可以改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状.
13. 如题图所示,在皮划艇比赛时,发令枪响参赛选手奋力划桨,皮划艇由静止快速前进,说明力可以改变物体的   ,此时以地面为参照物,皮划艇是   的,使皮划艇前进的施力物体是   。
【答案】运动状态;运动;水
【解析】【解答】皮划艇由静止迅速前进运动状态发生了改变,故皮划艇由静止迅速前进,说明力可以改变物体的运动状态。
此时以地面为参照物,皮划艇的位置发生了改变,故是运动的。
运动员用船桨向后划水时,船桨向后划水,船桨给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水给船桨一个向前的力,所以皮划艇会向前运动;使皮划艇前进的力的施力物体是水。
故答案为:运动状态;运动;水。
【分析】(1)力的作用效果是:可以改变物体的运动状态和形状。
(2)判断运动还是静止需要选择一个参照物,然后来比较物体相对于参照物的位置有没有发生变化,发生变化就是物体相对于该参照物是运动的,否则就是静止的。
(3)物体间力的作用是相互的。
14.在探究“重力的大小跟什么因素有关”时,需要的测量工具是   和   .若得到实验数据,经过分析可以得出的结论是   .
【答案】弹簧测力计;天平;物体的重力与质量成正比
【解析】【解答】解:在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,需要的测量重力及质量的大小,用到弹簧测力计及天平;
实验得出的结论是物体的重力与质量成正比.
故答案为:弹簧测力计;天平;物体的重力与质量成正比.
【分析】(1)探究“重力的大小跟什么因素有关”,需要测出重力及质量的大小,用到弹簧测力计及天平;(2)重力和质量的关系:物体的重力与质量成正比.
15.用弹簧测力计测一物体的重力如图所示,则此物体的质量为   g。
【答案】260
【解析】【解答】解:由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,
其示数为2N+0.6N=2.6N,所以物体的重力为2.6N;
由G=mg可知,物体的质量:
m= = =0.26kg=260g。
故答案为:260。
【分析】结合弹簧测力计的分度值读出示数,利用G=mg可知物体的质量.
16.如图所示,将足球放在薄木板上,薄木板和足球均发生形变,木板受到的压力是由于    (选填“足球”或“薄木板”)发生了    (选填“弹性”或“塑性”)形变产生的弹力。
【答案】足球;弹性
【解析】【解答】木板受到的压力的施力物体是足球,所以木板受到的压力是由于足球发生了弹性形变产生的弹力。
【分析】弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力;
弹力的方向:与物体发生弹性形变的方向相反。
17.2021年春晚相声《年三十的歌》用歌声带领观众重回哪些年难忘的春晚记忆,岳云鹏演唱了《牧羊曲》的一句:“日出嵩山坳,晨钟惊飞鸟”。“日出嵩山坳”是以    (选填“太阳”或“山坳”)为参照物描述太阳的运动;受惊的鸟在树林上空飞翔,是因为力改变了小鸟的    。
【答案】山坳;运动状态
【解析】【解答】“日出嵩山坳”这句话是相对于山坳而言,太阳的位置在变化,所以参照物是山坳。鸟在树林上空飞翔,是因为小鸟受到力的作用,改变了小鸟的运动状态。
【分析】相对于参照物,没有位置变化时,物体是静止的,有位置变化,物体是运动的;力可以改变物体的运动状态。
18.力是物体对物体的作用.一本书放在桌上,书对桌面有一个    力,   是施力物体,    是受力物体;同时桌面对书有一个    力,    是施力物体,    是受力物体,这说明物体间力的作用是相互的.
【答案】压;书;桌面;支持;桌面;书
【解析】【解答】解:书本放在桌上,书本和桌面相互接触发生作用而产生力.其中,桌面对书本有一个支持力,支持力的施力物体是桌面,支持力的受力物体是书本.同时,书对桌面也有一个力,这个力是压力,压力的施力物体是书本,而受力物体则变成了桌面.由此可见,一个物体既是施力物体,又是受力物体.
故答案为:压,书,桌面,支持,桌面,书.
【分析】力是物体对物体的作用,产生力的两个物体,互为施力物体,互为受力物体.
三、计算题
19.“三月三”又叫歌圩节,是中国多个民族的传统节日,它不仅是弘扬民族文化的盛会,也是民族之间进行经济交流的庆典.今年“三月三”放假期间,小张一家人驾驶汽车外出游玩.已知汽车(包括车上的人和物品)的总重力为8×104N,若该车行驶过程中受到的阻力是汽车(包括车上的人和物品)总重力的0.05倍.求:(取g=10N/kg)
(1)该汽车的总质量;
(2)该汽车匀速直线运动时受到的牵引力.
【答案】(1)解:根据 得,该汽车的总质量:
(2)解:该汽车匀速直线运动时,受力平衡,所以受到的牵引力等于阻力,大小为:
【解析】【分析】(1)根据物体的重力计算质量的大小;(2)利用二力平衡,根据摩擦力计算牵引力。
20.自行车是一种绿色环保的交通工具,目前比赛用自行车的车架多采用碳纤维材料制成。碳纤维的密度为,远小于钢的密度,具有轻便、高强度等优点。用碳纤维材料制成的某自行车车架,质量仅有。请回答下列问题:
(1)该车架的重力为多少?取
(2)制作该车架需要体积为多少的碳纤维?
(3)请分析说明碳纤维车架为什么更轻便?
【答案】(1)解:车架的重力;
(2)解:车架的体积,
(3)碳纤维的密度为,远小于钢的密度,相同体积时,由知质量更小,更轻便。
【解析】【分析】(1)根据G=mg计算重力;
(2)已知碳纤维车架的质量和碳纤维的密度,根据可求出车架的体积;
(3)根据密度较小分析得出质量大小关系。
四、作图题
21.画出如图所示小球在摆动到左侧最高点时所受力的示意图(空气阻力忽略不计).
【答案】解:过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力.用力的示意图表示重力和拉力的三个要素:作用点是重心;方向竖直向下;具体做法,从力的作用点起沿力的方向画一条直线,在直线的末端画上箭头表示力的方向.拉力的方向是沿绳子斜向上.如图所示:
【解析】【分析】空气阻力忽略不计,小球受拉力和重力作用,重力是物体由于受到地球的吸引而产生的力,方向竖直向下,作用在物体的重心上.
22.如图所示,重的物体静止在斜面上,受到斜面的弹力为,受到的摩擦力为,请画出斜面对该物体施加力的示意图。
【答案】
【解析】【解答】根据题意可知,物体受到斜面施加的支持力8N,方向与斜面垂直;受到斜面施加的摩擦力6N,方向与斜面平行向上,二者都作用在物体的重心上,如下图所示:
【分析】根据图片确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
23. 如图,物体A随水平传送带一起做匀速直线运动,不考虑空气阻力,画出此过程中物体A受力示意图。
【答案】
【解析】【解答】物体受到重力G和支持力F,作用点在重心,重力的方向是竖直向下的,支持力的方向是向上的,如图所示:
故答案为:。
【分析】重力的方向是竖直向下的,支持力的方向是向上的,根据力的三要素进行作图。
五、实验探究题
24.
(1)如图所示,弹簧测力计的量程为   ,示数为   。
为研究橡皮筋是否也与弹簧有类似的性质,某实验小组的同学对、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。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小和橡皮筋的伸长量,根据多组测量数据画出的图线如图乙所示。
(2)当在两根橡皮筋上都悬挂重为的钩码时,橡皮筋的伸长量为   ,橡皮筋的伸长量为   。
【答案】(1);2
(2)12;6
【解析】【解答】(1)此弹簧测力计的量程是0-5N,其中1N分为5格,说明分度值是0.2N,示数是2N。
(2)由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到的拉力F成正比例函数的关系,FA=kAΔxA,FB=kBΔxB。
由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm;FB=10N,ΔxB=10cm。
将上面的数据分别代入FA=kAΔxA,FB=kBΔxB,得:kA=0.5N/cm、kB=1N/cm。
因此FA=0.5ΔxA,FB=ΔxB。
所以,当在两根橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为,橡皮筋B的伸长量为。
故答案为:(1)0-5N;2;(2)12;6。
【分析】(1)根据图中弹簧测力计的分度值和量程进行读数。
(2)根据图乙分别找出在一定范围内A、B橡皮筋伸长与受到的拉力的函数关系式,根据函数关系式作答。
25.实验小组在“探究弹簧的伸长量与所受拉力大小的关系”实验中,实验器材:铁架台、弹簧、若干相同的钩码。同学们组装如图甲所示的装置进行实验,记录的实验数据如下表。
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码重G/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
弹簧总长度L/cm 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.0
弹簧的伸长量△L/cm 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
(1)根据实验数据,请在图乙坐标系中描点作出拉力F与弹簧伸长量△L的关系图像。
(2)分析实验数据或图像可知:①实验中,弹簧原长L0=   cm;②在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成   。
【答案】(1)
(2)L0= 2.00cm;正比
【解析】【解答】(1)方格纸上横轴表示拉力,纵轴表示弹簧的伸长量。根据表格数据,将对应的点在方格纸上描出,最后将相邻的点连接起来即可,如下图所示:
(2)①根据第1组数据可知,当钩码的重力为0时,此时弹簧不受力,此时总长度等于弹簧的原长,即弹簧原长为6cm;
②根据图像可知,弹簧的伸长与受到的拉力变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,那么得到:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
【分析】(1)根据表格中的数据,在方格纸上描点,然后将相邻的点连接起来即可;
(2)①当弹簧受到的拉力为零时,此时弹簧的总长度就是弹簧的原长;
②根据图像的形状分析弹簧的伸长与受到拉力的定量关系。
26.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系进行了探究,下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一
甲弹簧测力计受的拉力 0 1 2 3 4 5 6
甲弹簧的长度 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0
表二
乙弹簧测力计受的拉力 0 1 2 3 4 5 6
乙弹簧的长度 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0
(1)分析表一和表二数据可知:
①在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成   ;
②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧   (大/小);
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳长度相同均为15cm,刻度线情况相同都均匀分为30小格,则量程较大的测力计的量程是   N,精度较高的测力计的分度值是   N。
【答案】(1)正比;大
(2)0~6;0.1
【解析】【解答】(1)①由表中数据可知,两个弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长,弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值,即在一定条件下,弹簧伸长的长度与它受到的拉力成正比。
②由表中数据可知,甲乙两个弹簧原长都是6cm,当受到拉力都为1N时,甲弹簧伸长了9cm-6cm=3cm
乙弹簧伸长7.5cm-6cm=1.5cm
弹簧的伸长量与所受拉力成正比,则相同拉力时甲弹簧伸长的长度总大于乙弹簧伸长的长度。
(2)甲乙弹簧的原长都是6cm,因为两个弹簧测力计外壳长度相同均为15cm,即弹簧的伸长量为9cm,甲弹簧每受1N的拉力伸长量是3cm,当伸长量为9cm时,甲弹簧受到的拉力是3N,即甲弹簧测力计的量程是 ,由表中数据可知,乙弹簧乙弹簧每受1N的拉力伸长量是1.5cm,当伸长量是9cm时,乙弹簧受到的拉力是6N,即乙弹簧测力计的量程是 , 所以量程较大的乙测力计的量程是 。
刻度线情况相同都均匀分为30小格,则甲弹簧测力计的分度值为
乙弹簧测力计的分度值为
所以精度较高的是甲弹簧测力计,分度值是0.1N。
【分析】(1)在弹簧的弹性限度内,根据弹簧弹力大小与伸长量成正比的关系制作了弹簧测力计,用来测量外力的大小,
(2)结合最大拉力大小和弹簧伸长量确定分度值即可。
27.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一:
甲弹簧受到的拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
甲弹簧的长度/cm 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0
表二:
乙弹簧受到的拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
乙弹簧的长度/cm 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0
(1)分析表一和表二数据可知:
①在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成   ;
②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧   (选填“大”或“小”)。
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同,则量程较大的是   弹簧测力计精度较高的是   弹簧测力计。(均选填“A”或“B”)
(3)经实验探究发现:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,请设计一个简单实验,证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关   。
【答案】(1)正比;大
(2)B;A
(3)取2根材料、粗细相同,原长不同的弹簧,在相同的拉力下比较弹簧伸长的长度
【解析】【解答】(1)①根据表格数据可以得出,不论是甲弹簧还是乙弹簧,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长,弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值,即在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比。②计算出甲乙弹簧在拉力相同时伸长的长度,发现甲弹簧伸长的长度总大于乙弹簧伸长的长度。(2)根据甲乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度,可得出在弹簧的伸长相同时,甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力,由题意知,A、B两弹簧测力汁分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同即两弹簧的伸长相同,则甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力即甲弹簧测力计的量程小于乙,即量程较大的是B测力计。同样根据甲乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度,在拉力相同时用甲弹簧做成的测力计,示数间的间距较大,刻刻度时可以刻得更小,因此用甲弹簧做成的测力计精度更高,即精度较高的是A测力计。(3)要证实弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系,设计实验时要采用控制变量法,需要控制弹簧的材料、粗细、所受拉力相同,只改变弹簧的原长,要控制弹簧的材料、粗细相同可以取同一根弹簧来做实验,再将弹簧截成长度不同的两段,就可以改变弹簧的原长,并分别用大小相同的力拉两根弹簧,就可以控制弹簧所受的拉力相同,最后比较弹簧伸长长度的关系。
【分析】(1)①弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值,在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比;②计算弹簧在拉力相同时伸长的长度,分析长度变化大小;(2)受力相同时,伸长越长,测量越精确,伸长越少,量程越大;(3)探究弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系时,需要控制弹簧的材料、粗细、所受拉力相同,只改变弹簧的原长,在相同的拉力下比较弹簧伸长的长度。
六、综合题
28.在研究弹簧的伸长与外力的关系实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的伸长量x作出的F﹣x图线如图甲:
(1)由图可知,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长量增加    cm;
(2)图乙中所测物体的重力是    N.
(3)测力计能够测量重力的原理是   .因此,实验时要求弹簧测力计要处于   状态.
【答案】(1)2
(2)2.6
(3)二力平衡原理;静止
【解析】【解答】解:(1)由图可得,当伸长1cm时,拉力为1N;伸长2cm时,拉力为2N;所以弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加1cm;(2)弹簧测力计是测量力的大小的仪器;在弹簧测力计上,最大示数是5N,所以其量程为0~5N;1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N,物体的重力为1.6N;(3)测力计能够测量重力的原理是二力平衡原理.因此,实验时要求弹簧测力计要处于静止状态.
故答案为:(1)1;(2)1.6;二力平衡原理;静止.
【分析】(1)根据弹簧测力计的原理来分析,即:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的越长;(2)弹簧测力计读数应注意分度值,刻线上的示数是自上而下依次增大;(3)测力计能够测量重力的原理是二力平衡原理,二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上.
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