初中物理运动和力实验题

小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图的实验装置：小车从带刻度（分度值为1mm）的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示：
（1）该实验原理是根据公式_________进行测量的。
（2）实验中为了方便计时，应使斜面坡度较________（填“大”或“小”）。
（3）请根据图中所给信息可求：v_AB=_________m/s。（保留2位小数）

阅读下列材料，按要求回答问题。
小轮车
2011年5月20日，亚洲小轮车锦标赛在江苏开赛。
小轮车是指车轮半径为20英寸的自行车。车身一般采用合金材料制成，可以承受从几米高的地方快速落下的冲力。车把可以转动360度,前后轮都装有供脚踩的“火箭筒”等。
本次比赛属于平地花式赛，它最基本的动作有后轮点地跳、前轮点地跳、擦轮、定车、飘、过桥等。赛场上，运动员首先用力蹬车加速上升，越过最高坡道，而后又疾驰而下，跨过不同坡道，不断上升、下降，最终冲向终点。比赛过程中，优秀运动员一次可跨越几个坡道。车手们的精彩表现给市民带来了速度、力量与美的享受。
（1）小轮车的坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部所受的     ，小轮车的车身可以承受从几米高的地方快速落下的冲力又能轻松的完成点地跳、跨越坡道等花式动作，所以车身一般采用密度小、     大的合金材料制成。
(2)运动员用力蹬车可加速上升，表明力可以改变物体的       ，到达坡道最高点时自行车仍要继续向前运动，这是因为自行车具有     
（3）运动员骑车离地飞跃到最高空时，受力     （选填“平衡”或“不平衡”）。

一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关，于是他通过实验探究这个问题．
(1)为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应是下列选项中的    ．

A．各面粗糙程度相同的正方体

B．各面粗糙程度不同的正方体

C．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体

D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体

(2)本实验中，该同学设计了两种实验方安案：
方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图甲所示，
方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板．
如图乙所示．

上述两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是    （填“方案一”或“方案二”），因为在这一方案中，拉动时，并不一定要它作    ．

在“探究二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮， 
并挂上钩码。  

（1）该装置中，滑轮的作用是                       ； 
（2）当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，松手后小卡片
         (选填“能”或“不能”)平衡。
（3）图中的小卡片已处于静止状态，小明用剪刀把小纸片一剪两半，
纸片向两边运动。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力
平衡时，两个力必须满足哪个条件？                       。

在探究运动和力关系的实验中，将同一辆小车从相同的高度处由静止开始沿斜面滑下，如图所示。第一次水平木板上铺有毛巾，第二次是棉布，第三次直接滑在水平木板上，小车在三种不同的水平面运动一段距离后，分别停在木板上的不同位置。

（1）小车在三个不同的水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离越　      　（选填“远”或“近”），这表明小车受到的摩擦力越　        　（选填“大”或“小”）。

（2）对上问实验分析后可以推测：如果小车在水平面受到的阻力为零，物体将保持　 　运动状态不变；

（3）英国科学家　     　对上面实验进行科学的推理，并概括出著名的　      　定律。

联合国定义每年3月22日为国际水资源日（world water day），为了配合节约用水活动的开展，某学校课外兴趣小组对我市的供水系统和供水水质的物理参数进行了如下实验测量．
（一）测自来水的密度
（1）某同学将天平放在水平台面上，横梁静止时，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央刻度线处，该同学使用天平时操作的错误之处是　未先将游码移到标尺左端的“0”刻度线处　．
（2）在老师的指导下，该同学重新正确调节至天平平衡，将盛有适量自来水的杯子放在调节好的天平左盘内，测出总质量为122.6g，再将杯子中的一部分自来水倒入量筒中，如图甲所示，则量筒中自来水的体积为　60　cm³．再将盛有剩余自来水的杯子放在天平盘内，改变砝码的个数和游码的位置使天平横梁再次在水平位置平衡，此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，则杯子及杯内剩余自来水的质量为　62　g．
（3）根据上述实验数据，计算自来水的密度为　1.01×10³　kg/m³．
（二）测量水龙头打开后的出水速度
（1）首先老师告诉同学们流量是表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，若水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S．如图丙所示，取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l=　vt　，根据流量的定义，Q=　Sv　．（以上两空要求用S、v、t中的字母表示）．

（2）某同学根据流量的导出公式设计了如下测量水龙头出水速度的实验方案：
①测出水龙头出水口的内壁直径d
②打开水龙头使水以适当的速度匀速流出，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的体积V．
③由流量的导出公式算出自来水龙头出水速度表达式为　v=　．（用d、t、π、V表示）

小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下：

（1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但 　　不相等，则这两个力不平衡。

（2）按住塑料块，把跨过 $B$ 轮的细线移到 $C$ 轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过 $C$ 轮的细线移到 $B$ 轮上，把塑料块转过 $90°$ ，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同一物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但 　　，这两个力不平衡。

（3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是 　　。

A．	$A.$ 塑料块容易扭转
B．	$B.$ 塑料块是比较容易获取的材料
C．	$C.$ 减少了摩擦力对实验结果的影响

请读出所列各仪表的读数：图1中电阻箱接线柱间的电阻值是 　     　Ω；用细线拴一金属块放入盛有20mL水的量筒中，液面位置如图2所示，则金属块的体积为 　     　cm³；图3中被测物体的长度是 　     　cm；用天平测量一金属块的质量，天平平衡时所用砝码及游码如图4所示，则金属块的质量为 　     　g。

在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）此实验是根据　       　原理测出摩擦力大小的。

（2）小明刚开始拉木块时，他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力　      　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；木块被拉动，且越来越快，小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为 $3N$，他认为这时摩擦力的大小为 $3N$，他操作中的错误是　        　。

（3）改正错误后，小明完成了探究过程，比较乙、丙两次实验可得出的结论是　         　。

（4）在图甲、图乙实验中，假如把木板换成海绵，拿掉弹簧测力计，会发现　         　（选填“甲”或“乙”）图中海绵凹陷得更深。说明在受力面积一定时，压力作用效果与　     　有关。

在一次物理兴趣小组活动中，某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”实验，如图所示。

（1）实验中每次都使同一辆小车从斜面的　　高度由静止自由滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的　　。

（2）按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如表：

接触面材料	小车受摩擦力情况	小车在水平面运动的距离 $s/\mathit{cm}$
毛巾	大	20.2
棉布	较大	40.0
木板	小	90.1

分析表中内容，得到的实验结论是：在其他条件相同时，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越　　；进一步推理出的结论是：运动的小车不受阻力作用时，将　　。早在300多年前，意大利物理学家　　就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究　　（填写实验名称即可）。

（3）上述实验除用到实验推理的方法外，还用到了控制变量法和　　法。

（4）实验中若再添加一小木块，就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的　　由静止自由滑下，去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。

“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。如图所示，甲、乙两图是同一辆玩具小车两次不同运动的频闪照片，频闪灯的闪光时间间隔为 $1s$，图中数字的单位为 $\mathit{cm}$。根据照片记录的小车位置，回答下列问题：

（1）甲图中小车做　　直线运动，乙图中小车做　　直线运动（选填“加速”、“匀速”或“减速” $)$；

（2）甲图中小车的平均速度是　　 $m/s$，乙图中小车前 $2s$内的平均速度是　　 $m/s$；

（3）物体的运动情况常常可以用图象来描述，图丙中能反映甲图小车运动情况的是　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

图甲为研究匀速直线运动的实验装置，一个半径为2cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底，水深1m。移除磁铁后，球在玻璃管中上升，图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象，其中v₀＝0.05m/s，水的密度为1.0×10³kg/m³，求：

（1）移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强；

（2）球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度；

（3）已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f＝kv，球的体积用V，水的密度用ρ₀表示，请推导球的密度表达式（用字母表示）

如图甲是小东同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小东将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向          （选填“相同”或“相反”），并通过调整            来改变拉力的大小。所用滑轮起的作用是             。
（2）当小卡片平衡时，小东将小卡片转过一个角度，松手后小卡片          （选填“能”或“不能”）平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究                             。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小东下一步的操作是：                                       。

（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小东的实验优于小明的实验。其主要原因是                            。

A．减少了摩擦力对实验结果的影响

B．小卡片是比较容易获取的材料

C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡

D．小卡片容易扭转

某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，提出了以下几种猜想：A．与压力的大小有关；B．与接触面积的大小有关；C．与接触面的粗糙程度有关．为了验证以上猜想是否正确，该小组利用如下图甲所示装置进行实验，实验数据如下表：

(1)实验时，应使弹簧测力计拉着木块在水平木板上做      运动，使水平拉力大小与滑动摩擦力的大小相等。这是强调木块在水平木板上做运动是为了      的影响.
(2)由序号1、2、3的实验，可验证猜想      （填字母）．要验证猜想C，应选择序号是      的三组实验.
(3)根据表格数据判断，上图乙中a图线表示滑动摩擦力f的大小随      变化的关系；b图线表示滑动摩擦力f的大小随      变化的关系．