第七章 运动和力 综合提升卷
[范围:第七章 时间:60分钟 分值:100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.中国高铁技术世界一流,如图所示,两枚硬币立于正在高速行驶的列车的窗台上,以下描述中正确的是 ( )
A.以车窗为参照物,硬币是运动的
B.以铁轨为参照物,硬币是静止的
C.以列车上的座椅为参照物,硬币是静止的
D.以在列车上行走的乘务员为参照物,硬币是静止的
2.2019年10月1日是中国特色社会主义进入新时代的首次国庆阅兵。如图所示,每个方队从天安门东华表正步行进至西华表大约用1 min的时间,东、西华表的距离为96 m,则阅兵方队正步行进的速度大约是( )
A.96 m/s B.1.6 m/s
C.1 m/s D.1.6 m/min
3.2019年6月到7月,中国女子足球队再一次参加了女足世界杯比赛,取得了优异成绩,让国人骄傲和自豪。下列说法中正确的是 ( )
A.足球运动员用力踢足球,是为了增大足球的惯性
B.足球的速度越大,其惯性就越大,也就越难停下来
C.奔跑的运动员倒地后,还会向前滑行一段距离,是因为运动员具有惯性
D.守门员扑住足球后,足球不再具有惯性
4.如图所示,物体A在下列情况中运动状态不变的是 ( )
5.如图所示,放在水平桌面上的杯子,处于静止状态,则 ( )
A.杯子受到的重力和桌面对杯子的支持力是一对平衡力
B.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力
C.杯子对桌面的压力和杯子受到的支持力是一对平衡力
D.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力
6.狗拉着雪橇沿水平冰面做直线运动,先以速度v做匀速直线运动,雪橇受到的水平拉力为F1,后以速度2v做匀速直线运动,雪橇受到的水平拉力为F2,则 ( )
A.F2 C.F2=2F1 D.F2>2F1
7.公交车内有用绳子竖直悬挂着的塑料把手。某次行驶过程中发现,悬挂着的把手向右摆动,此现象说明公交车正在 ( )
A.向前加速 B.紧急刹车
C.向右转弯 D.向左转弯
8.如图所示,用轻质细线悬挂一小球,将小球拉至A点后,由静止开始释放,不计阻力,小球可在A、B两点间来回摆动,则 ( )
A.若小球摆到C点时,受到的力都消失,小球将处于静止状态
B.小球摆到B点时,处于平衡状态
C.若小球摆到C点时,细线恰好断开,小球将做曲线运动
D.若小球摆到B点时,细线恰好断开,小球将斜向下运动
9.重力为G的物体在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,下列关于该物体所受力的分析中错误的是 ( )
A.滑动摩擦力小于F B.支持力等于G
C.水平方向的合力为0 D.竖直方向的合力为0
10. 2019赛季斯诺克中国公开赛于4月1日至7日在北京举行。如图所示在比赛中,球杆击打白球,白球离开球杆后继续滚动并撞击红球,白球缓慢停下而红球向前滚动。下列有关球的受力情况及运动状态的描述中正确的是 ( )
A.白球离开球杆后能继续运动,是因为受到球杆的推力
B.白球向红球靠近的过程中,红球相对于白球是静止的
C.红球受到白球撞击后能继续运动,是因为红球具有惯性
D.整个运动过程中,白球在水平方向上始终受到平衡力的作用
二、填空题(每空2分,共20分)
11.歼-15战机从航空母舰的甲板起飞,以 为参照物,飞行员是静止的;以 为参照物,飞行员是运动的。(均选填“战机”或“甲板”)?
12.百米赛跑时,甲、乙运动员从同一起跑线同时起跑,某时刻位置如图所示,可知运动较快的是 ,你这样判断的理由是 ? 。?
13.如图所示是某物体运动的s-t图像,由图像可知,前5 s内物体通过的路程是 m,在5~15 s内物体运动的速度是 m/s。?
14.如图所示,水平地面粗糙,物体m与弹簧连接,在O点时弹簧处于原长。现将物体m拉至A点后松手,物体m处于静止状态,则物体m在A点受到弹簧拉力的方向 (选填“向左”或“向右”),与m受到的 力是一对平衡力。?
15.如图甲所示,水平地面上重力为10 N的物体在2 N的水平推力作用下运动了3 s,撤去推力后,物体又运动了1 s才停下,这4 s内物体做直线运动,其运动的速度v与时间t的图像如图乙所示,则t=2 s时,物体受到的摩擦力为 N;t=3.5 s时,物体受到的合力
为 N。?
三、作图与简答题(共10分)
16.(3分)如图所示,一个足球正在水平地面上向右滚动,作出足球此时的受力示意图。
17.(7分)如图所示,用手拨开图甲左边的金属弹片后放手,会同时观察到两个现象(如图乙所示),请用所学的物理知识解释这两个现象。
(1)硬纸片为什么会飞出?
(2)硬纸片上的砝码为什么没有飞出,而是落在支架上?
四、实验探究题(共22分)
18.(12分)在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从同一斜面顶端由静止滑下,如图甲所示,观察并比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的:使小车每次滑到斜面底端时的速度大小 (选填“相等”或“不相等”)。?
(2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的。?
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板表面上滑行的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。?
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 。?
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,则牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。?
(6)通过上面的探究后,小明想再探究如下问题:如图乙所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果细线断裂且摆球所受的力全部消失,则摆球将 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。?
19.(10分)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明采用的实验装置如图所示。
(1)实验时,小明向左盘和右盘中同时加入一个质量相等的砝码时,木块两边所受的拉力 (选填“相等”或“不相等”),木块处于静止状态。小明再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 ,于是他把木块换成小车,并选择较 (选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面,继续完成实验。?
(2)在左、右两盘分别放入质量相等的砝码,再将小车水平? ,松手后,观察小车的运动状态,这样做的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。?
(3)小明用轻质硬纸片代替图中的木块,两边的小盘中加质量相等的砝码时,硬纸片保持静止,用剪刀将硬纸片从中间剪开,发现分开后的硬纸片向相反方向运动,由此可以得到二力平衡的又一个条件:? 。?
五、计算题(共18分)
20.(9分)创下多项世界纪录的港珠澳大桥的全长为55 km,其中包含6.7 km的海底隧道和长达22.9 km的桥梁,以及逾2×105 m2的两个人工岛。港珠澳大桥的建成,使驾车从香港至澳门的时间从4 h大幅缩减至约30 min。一辆总重为1.3×104 N的汽车匀速直线行驶在港珠澳大桥上,其所受阻力为车重的0.2。求:
(1)这辆汽车所受的牵引力。
(2)港珠澳大桥通车前,从香港至澳门的汽车行驶的平均速度为50 km/h,则通车前从香港驾车至澳门的距离是多少千米。
(3)一个车队由十辆相同型号的大型客车纵向排列而成,每辆车长为10 m,相邻两辆车的间隔是60 m,车速为72 km/h,这个车队匀速地全部通过港珠澳大桥的海底隧道需要多少秒。
21.(9分)高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无须停车即能实现收费的电子系统。如图甲所示是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆汽车在某高速公路上以如图乙所示的速度匀速行驶25 min后到达收费站,在进入ETC收费岛区域前s1=50 m处开始减速,经t1=4 s后行驶至ETC收费岛(图中阴影区域)边界,然后再以6 m/s的速度匀速通过ETC收费岛,其长度s2=36 m,不计车长。求:
(1)汽车到达收费站前匀速行驶的路程。
(2)汽车通过ETC收费岛所用的时间。
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小。
典题讲评与答案详析
1.C 解析: 如图所示,两枚硬币立于正在高速行驶的列车的窗台上;以车窗为参照物,硬币与车窗之间没有发生位置变化,则硬币是静止的,故A错误;以铁轨为参照物,硬币与铁轨之间发生了位置变化,则硬币是运动的,故B错误;以列车上的座椅为参照物,硬币与座椅之间没有发生位置变化,则硬币是静止的,故C正确;以在列车上行走的乘务员为参照物,硬币与乘务员之间发生了位置变化,则硬币是运动的,故D错误。
2.B 解析: 时间t=1 min=60 s,则阅兵方队的行进速度:v=st=96 m60 s=1.6 m/s。
3.C 解析: 惯性大小与质量有关,足球的质量不变,则惯性大小不变,故A错误;惯性是物体本身具有的性质,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度大小无关,故B错误;奔跑的运动员倒地后,还会向前滑行一段距离,是因为运动员具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故C正确;任何物体在任何时候都具有惯性,守门员扑住足球后,足球仍然具有惯性,故D错误。
4.C 解析: 物体以大小不变的速度通过圆弧轨道,速度大小不变,方向时刻改变,则运动状态改变,故A不符合题意;物体沿虚线向上做加速运动,方向不变,速度大小改变,则运动状态改变,故B不符合题意;物体沿虚线向下做匀速运动,方向不变,速度大小不变,则运动状态不变,故C符合题意;物体沿水平虚线做减速运动,方向不变,速度大小改变,则运动状态改变,故D不符合题意。
5.A 解析: 杯子受到的重力和桌面对杯子的支持力都作用在杯子上,且大小相等,方向相反,作用在同一物体上,是一对平衡力,故A正确;杯子受到的重力和杯子对桌面的压力分别作用在杯子和桌面上,不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故B错误;杯子对桌面的压力和杯子受到的支持力分别作用在桌面和杯子上,所以不是一对平衡力,故C错误;杯子受到的重力和杯子对桌面的压力方向相同,所以不是一对相互作用力,故D错误。
6.B
7.D 解析: 公交车平稳行驶时,把手和车厢保持相对静止状态,把手突然向右摆,说明此时车是向左转弯的,而把手由于惯性,仍保持原来的运动状态,所以才表现为向右摆。
8.C 解析: 小球摆到C点时,有向右运动的速度,若此时受到的力都消失,由牛顿第一定律可知,小球将做匀速直线运动,故A错误;小球摆到B点时,受到绳子的拉力、重力的作用,此时这两个力不在同一条直线上,所以二力不是平衡力,小球处于非平衡状态,故B错误;若小球摆到C点时,细线恰好断开,小球有水平向右的速度,且受到重力的作用,所以小球向下做曲线运动,故C正确;小球摆到B点时(右侧最高点),其速度为零,若此时细线恰好断开,只受重力的作用,则小球将竖直向下运动,故D错误。
9.A 解析: 因为物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可得,滑动摩擦力f=F,即水平方向上摩擦力和拉力的大小相等,方向相反,则合力为0,故A错误,C正确;物体做匀速直线运动,竖直方向上支持力等于G,二力方向相反,则竖直方向的合力为0,故B、D正确。
10.C 解析: 白球离开球杆后能继续运动,是因为白球具有惯性,而不是受到球杆的推力,故A错误;白球向红球靠近的过程中,红球相对于白球的位置发生了改变,所以红球是运动的,故B错误;红球受到白球撞击后能继续运动,是因为红球具有惯性,故C正确;整个运动过程中,白球的速度发生了变化,其运动状态发生了改变,因此,白球在水平方向上受到的是非平衡力的作用,故D错误。
11.战机 甲板
12.乙 相同时间内,乙通过的路程长
13.0 0.4 解析: 根据图像可知,前5 s内物体始终静止,因此前5 s内物体通过的路程是0 m;根据图像可知,5~15 s内物体做匀速直线运动,因此,在5~15 s内物体运动的速度为v=st=6 m-2 m10 s=0.4 m/s。
14.向左 摩擦 解析: 由题可知,在O点时弹簧处于原长,此时弹簧对物体m没有力的作用;将物体m拉至A点时弹簧伸长,所以弹簧对物体m产生向左的拉力。因为物体m在A点处于静止状态,所以物体在水平方向受到的弹簧的拉力与地面对物体m的摩擦力是一对平衡力。
15.2 2
解析: 由v-t图像可知,0~3 s内物体运动的速度不变,做匀速直线运动,物体处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,f=F=2 N;所以t=2 s时,物体受到的摩擦力为
2 N;由v-t图像可知,3~4 s内,物体做减速运动,此时已撤去推力,水平方向上只受摩擦力,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变,仍为2 N,因竖直方向上的重力和支持力平衡,则t=3.5 s时,物体受到的合力大小等于摩擦力,即F合=f=2 N。
16.如图所示
17.(1)硬纸片原来处于静止状态,用手拨开左边的金属弹片后放手,金属弹片给硬纸片一个力,在力的作用下,硬纸片由静止变为运动,所以硬纸片会飞出。
(2)砝码原来处于静止状态,硬纸片受力运动,砝码由于具有惯性继续保持静止状态,所以砝码留在原处,在重力作用下落在支架上。
18.(1)相等 (2)水平面的粗糙程度 (3)慢
(4)匀速直线运动 (5)不能 (6)静止
19.(1)相等 桌面与木块间有摩擦力 光滑
(2)扭转一个角度
(3)两个力必须作用在同一物体上
20.(1)由题意可知,汽车所受的阻力:
f=0.2G=0.2×1.3×104 N=2.6×103 N,
因为汽车做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,
汽车所受的牵引力:F=f=2.6×103 N。
(2)由v=st可得,通车前从香港驾车至澳门的距离:
s=vt=50 km/h×4 h=200 km。
(3)该车队的总长度:
s车=10×10 m+(10-1)×60 m=640 m,
海底隧道的长度:s隧道=6.7 km=6700 m,
则该车队匀速地全部通过港珠澳大桥的海底隧道的总路程:
s'=s车+s隧道=640 m+6700 m=7340 m,
汽车的速度v'=72 km/h=20 m/s,
由v=st可得,该车队匀速地全部通过港珠澳大桥的海底隧道需要的时间:
t'=s'v'=7340 m20 m/s=367 s。
21.(1)由图乙可知,汽车的速度:v1=90 km/h,
由v=st可得,汽车到达收费站前匀速行驶的路程:
s1=v1t1=90 km/h×25×160 h=37.5 km。
(2)由题可知,汽车以6 m/s的速度匀速通过ETC收费岛,
由v=st可得,汽车通过收费岛所用的时间:
t2=s2v2=36 m6 m/s=6 s。
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度:
v'=s1+s2t1+t2=50 m+36 m4 s+6 s=8.6 m/s。