初中物理运动和力试题

山东省第23届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村举行，运动员李伟参加了小组选拔赛。图中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见下表：
（1）求碳纤维车价的密度；
（2）估算比赛中的山地自行车对地面的压强；
（3）李伟在某路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率。

电动汽车以蓄电池为驱动能源，汽车运动时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力。某辆电动汽车的总质量（含驾驶员）为2.5×10³kg，汽车车身长3.5m。当它在水平路面以某一速度v匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为400V，电动机电功率转换为汽车前进的机械功率的效率为75%，汽车所受阻力为汽车重力的0.03倍．（g取10N/kg）。
（1）求电动汽车匀速前进的速度v多大？
（2）若汽车以10m/s的速度通过9.5 m长的桥梁，求汽车通过桥梁的时间。

如下图所示，沿同一条直线向东运动的物体A、B，其运动相对同一参考点O的距离s随时间t变化的图象，以下说法正确的是

①两物体由同一位置O点开始运动，但物体A比B迟3s才开始运动
②t=0时刻，A在O点，B在距离O点5m处
③从第3s开始，v_A>v_B，5s末A、B相遇
④5s内A、B的平均速度相等
A.只有①④正确        B.只有③④ 正确          C.只有①③ 正确          D.只有②③正确

已知××型汽车的质量M=1200kg，汽车的额定功率P=40kW。一般情况下，驾驶员酒后的反应时间（从发现情况到开始制动所需的时间）比正常时慢了0.1_～0.5，易发生交通事故．下表格为《驾驶员守则》中驾驶员在不同车速时所对应的正常反应距离（汽车在正常反应时间内通过的距离）的表格：

车速v（km/h）	40	60	80
反应距离s（m）	5	7.5	10

 
（1）假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间t₁=15min，速度大小v₁=72km/h，消耗汽油的质量m=2kg，求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率；（g=10N/kg，q_汽油=4.5×10⁷J/kg）
（2）请根据表格数据，计算驾驶员的正常反应时间；
（3）如图所示，假设一饮酒后的驾驶员驾车以v₂=54km/h的速度在平直公路上行驶，在距离某学校门前s=40m处发现有一队学生在斑马线上横过马路，他的反应时间比正常时慢了△t=0.2s，刹车后，车的平均速度为v₃=27km/h．试通过计算说明是否会发生交通事故．

某小组同学试图探究物体从斜面顶端由静止下滑到底端时速度的大小v与哪些因素有关。他们猜想v可能与斜面的倾角θ、斜面材料、物体的质量m三个因素有关，于是选用：一长方体木块、100克砝码片（可粘在木块上表面）、两个长度相同材料不同的斜面A和B进行试验。按图所示，将木块平放在斜面顶端，木块由静止下滑，用传感器测得其到达底端时的v。改变相关条件，多次试验，并将实验数据记录在下表中：

试验序号	θ	斜面	m（克）	v（厘米/秒）
1	20°	A	200	245
2	20°	A	300	245
3	20°	B	200	153
4	20°	B	300	153
5	25°	A	200	307
6	30°	A	200	358
7	35°	A	200	v7
8	40°	A	200	438
9	45°	A	200	470

①分析比较表中数据可得：v与_____________无关。
.②分析比较试验序号1、5、6、8与9的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同一木块，平放在长度相同的斜面顶端由静止下滑，________________________________。
.③在试验序号7中：v₇__________厘米/秒（选填“大于”、“等于”或“小于”）
.④完成上述试验后，有同学提出新的猜想：v可能还与物体跟斜面的接触面积有关。为了验证猜想，应选择下图中________与（a）进行对比试验[选填“（b）”、“（c）”或“（d）”]，即可得出初步结论。

阅读短文，回答下列问题
江海晚报报道：2013年3月9日，陆地方舟新车见面会在江苏如皋产业基地隆重举行，全国第一款面向大众市场销售的纯电动SUV汽车“陆地方舟V5”面世，该车应用“高频变频电驱动技术”，百公里耗电量仅9度，让您轻松赏阅一路风景。已知该车部分性能参数如下表。

品牌	陆地方舟v5
车身重量kg	1380
引擎类型	电动机
电机额定功率kW	7.5
动力蓄电池	铅酸电池72V  200Ah
续驶里程km	160
最高速度km/h	70

 
（1）电动机工作时，其工作原理是（       ） 
A．磁场对电流的作用  B．电流的磁效应   C．电磁感应     D．电磁铁原理 
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，下列关于汽车匀速直线行驶时，所受阻力F与车速v的关系图线，正确的是（      ） 

（3）汽车驾驶室座位上的安全带，做得比较宽，当发生紧急情况需要刹车时，由于受力面积较大，从而使人受到的              较小，减轻对司机的伤害程度。 
（4）下表是陆地方舟v5《驾驶守则》中的部分安全距离表格。

刹车前的车速v（km/h）	反应距离L（m）	刹车距离s（m）	停车距离x（m）
40	10	10	20
50	12.5	15	27.5
60	15	22.5	37.5

其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离。停车距离x为反应距离与刹车距离之和。刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。 
①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为            m。 
②汽车保持恒定功率5.0kW在平直路面上行驶时，其所受阻力大小为360N，则汽车匀速行驶的速度v=             km/h，这一速度所对应的停车距离为             m。 
（5）对“v5百公里（100km）耗电量仅9度”的报道，请你根据该车的性能参数，通过必要的推理演算，论证其是否真实。

如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是

A．P对弹簧测力计的拉力大于G

B．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2G

C．P在两个力的作用下处于平衡状态

D．弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小均为2G

物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略。物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关，小明有如下猜想：
猜想一：物体下落的快慢与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的快慢与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的快慢与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几同学用三个0.5kg的金属球做了一系列的实验，实验数据记录如下表：

实验序号	材料	下落高度（m）	下落时间（s）
1	铁球	20	1.96
2	铁球	30	2.47
3	铅球	20	1.96

（1）为验证猜想一，应比较实验序号              ，结论是：                                     。
（2）比较实验序号1、2，得出的结论是：                                  。
（3）请你帮助小明验证猜想三：除需要0.5kg的铁球A、1kg的铁球B和皮尺，还需要的器材是：                               。
（4）某同学在研究时，她让两片完全相同的纸（一张平展，另一张对折）同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸           填“同时”或“不同时”）着地，此下落过程中两片纸            （填“是”或“不是”）自由落体运动，因为                                               。

利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体，下图P-t图像中表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。已知0～80s时间内，物体始终以的速度匀速上升，当时，物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上。已知电动机的电压是200V，物体上升过程中的摩擦阻力不计，g取10N/kg。求：

（1）湖水的深度h₁，甲板离水面距离h₂ 。
（2）物体的质量m，长度，体积V 。
（3）若电动机电能转换为机械能的效率为80%，求在0～50s内，电动机线圈中电流的大小。

如图所示装置，实心铝块（ρ_铝=2.7g/cm³）B、C的体积均为10cm³，当B浸没在水中时，木块A恰能在粗糙的水平桌面上向左做匀速运动，若用铝块D替换C，则A在粗糙的桌面上向右做匀速运动，则D的质量为__________g（已知水的密度为1.0×10³kg/m³,铝块B始终在水中，水与B之间的粘滞阻力及滑轮的摩擦均忽略不计）

电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小乔对家里的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象．已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图可知，7～12s电动自行车受到的摩擦力为　   　N； 电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为　    　%．

下列说法中正确的是

A．匀速下落过程中的跳伞运动员的机械能减小

B．在空中下落的排球，运动得越来越快，是因为排球具有惯性

C．汽车受到力的作用，它的运动快慢或运动方向一定发生改变

D．小安站在磅秤上，小安对磅秤的压力和磅秤对小安的支持力大小一定相等

你上体育课时，遇到一些场景，并联想到学过的物理知识．下列联想错误的是（   ）

A．“仰卧起坐”时利用了大气压的道理

B．“跳远助跑”时利用了惯性的道理

C．“踢足球”时利用了力使物体运动状态发生改变的道理

D．“单杠表演”时手上搓镁粉利用了增大摩擦的道理

快速骑自行车时，我们会感到空气阻力，而且骑车速度越大，感觉空气阻力越大。由此小强同学猜想：物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关。

在一个无风的周末，小强和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上，将如图甲所示装置固定住，爸爸依次以20km/h～80km/h的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小强将汽车在几个不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。

汽车速度v/（km·h^-1）	20	30	40	50	60	70	80
弹簧测力计示数F/N	0.2	0.3	0.6	1.0	1.4	2.4	3.1

（1）实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小           对实验结果的影响。根据二力平衡，弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的阻力大小；
（2）请根据表格中的数据在图乙的坐标轴中描绘出空气阻力跟速度的关系曲线。根据图像，某同学得出：“物体所受空气阻力与运动速度成正比”的结论，你认为他的说法是_____的（选填“正确”或“错误”）。
（3）实验完毕后，小强又进行了思考：从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大，其所受的空气阻力会不会也一直增大？
与同学讨论后，小强知道了：若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大，若下落雨滴所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小。请你结合所学物理知识分析：一滴质量为5g的雨滴从高空下落时（假设在无风天气，雨滴下落高度足够大），所受到的最大阻力f=   N，此后雨滴将做          运动。

图是运动员顶足球时的情景，忽略空气阻力，下列说法正确的是

A．球被顶出，说明力可以改变物体的运动状态

B．顶出去的球在上升过程中，受到平衡力的作用

C．球在上升过程中，重力势能增加，机械能保持不变

D．顶出去的球最终落地，是由于球具有惯性