初中物理运动和力实验题

如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：

（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是　　。

（2）擦窗机器人的擦拭速度是4分钟 $/$米 ${}^2$，要擦完总面积为3米 ${}^2$的窗玻璃需要　　分钟。

（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛，内外气压差达到800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？

（4）擦窗机器人的总质量为1.2千克，工作时的实际功率为80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有 $0.25\%$的电能用于克服重力做功。若窗户足够高，持续竖直向上擦窗20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取 $g=10$牛 $/$千克）

小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。

（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的　　滑下，这种研究问题的方法是　　法（选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量” $)$。

（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越　　（选填“远”或“近” $)$，说明小车运动的速度改变得越　　（选填“快”或“慢” $)$。

（3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上　　。说明运动的物体　　力来维持（选填“需要”、“不需要” $)$。

（4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律　　

$A$．能用实验直接验证

$B$．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确

$C$．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的

小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力称”，其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂秤盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入秤盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）

（1）为了制作量程为1kg的浮力称，向秤盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的　　（选填“上”或“下“）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。

（2）取下砝码，当浮筒受到　　力和　　力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，在均匀地标定其余刻度线。

（3）若将质量为m（m＜1kg）的待测物体放在秤盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，则待测物体质量的表达式m＝　　。

（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是　　（选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降“），请你分析带来这一变化的原因是：　　。

如图所示，图中木块的长度为　   　cm。

姗姗用矿泉水瓶做如下实验：

（1）取一矿泉水瓶，用力捏，瓶子变瘪，说明力可以改变物体的  
（2）将矿泉水瓶装满水，用硬纸片盖住瓶口，按住纸片将瓶口朝下，移开手，瓶内的水不会流出，证明
了  的存在．
（3）甲，乙两个相同的矿泉水瓶装有等量的水，甲瓶倒立放入冰箱，待水结冰后取出，如图所示，让甲，乙两瓶在同一水平桌面上以相同的速度开始转动，  瓶会先停下来，原因是     ．

在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验，如图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”；如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”；如图丙是“测定斜面的机械效率”．

（1）在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是什么？
（2）在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的？
（3）下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中①②处的数据，分析表中数据，写出实验结论．

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	沿面拉力F/N	斜面长L/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η
较缓	5	0.2	2.1	1	1	2.1	48%
较陡	5	0.5	3.6	1	2.5	①	69%
最陡	5	0.7	4.3	1	3.5	4.3	②

如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：

（1）甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有　 　和　 　；在水平

方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越　 　。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将　    　。

（2）乙实验中的研究对象是　   　（选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与　   　的关系。

在探究“二力平衡的条件”的实验中，小刚同学采用的实验装置如图甲所示，小华同学采用的实验装置如图乙所示。

（1）当物体处于静止状态或______________状态时，它受到的力是相互平衡的。
（2）这两个实验装置中，你认为装置____（选填“甲”或“乙”）更科学。
（3）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一_______________（选填“物体”或“直线”）上，物体才能平衡。

星期天某班同学骑自行车去郊游，小明同学用同样大小的力推两名骑自行车的同学，结果发现质量较小的同学速度增加较快，质量较大的同学速度增加较慢．爱思考的小明猜想：物体速度增加的快慢可能与质量有关．为了验证自己的猜想，他和其他同学到实验室进行了实验，实验过程如以下图表所示．

实验序号	小车及砝码的质量m（kg）	开始的速度v0（m/s）	1秒末的速度v1（m/s）	2秒末的速度v2（m/s）	每秒内速度的增加量Δv（m/s）
1	0.5	0	1	2	1
2	1	0	0.5	1	(    )
3	2	0	0.25	0.5	0.25

（1）完成此实验时的要求是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
（2）将上表中所缺的数据补充完整，所缺的数据是：＿＿＿＿＿
（3）分析实验数据，他们验证了小明的猜想并得出结论：物体所受的力相同时，物体在每秒内速度的增加量Δv与其质量m之间的关系是＿＿＿＿＿．
（4）从这个实验可以进一步得出，＿＿＿＿＿是改变物体运动状态的原因，＿＿＿＿的大小决定了物体运动状态变化的难易程度．

刻度尺、弹簧测力计是实验室常见的测量工具如图被测物体的长度为　   　 $\mathit{cm}$，弹簧测力计的示数为　     　 $N$。

在"测量物体运动的速度"的实验中，小龙和小柳测量小明跑40m的速度。

（1）小龙和小柳用 　 　（填一种测量工具）在室外测出40m的路程。

（2）小柳担任计时员，他用 　 　（填一种测量工具）测量小明跑步的时间，他应站在 　    　处（选填"起点"或"40m"）。

（3）小龙担任发令员，发令后，小明跑完40m的路程，小柳计时如图所示，由图可知，小明跑40m所用的时间为 　     　s。

（4）小明跑40m的速度是 　      　m/s。

某同学通过实验研究物体受力情况与运动状态之间的关系，他在弹簧测力计下悬挂一个2N的钩码．钩码的运动状态与测力计的读数记录如下表所示：

实验次数	钩码的运动状态	弹簧测力计读数（N）
①	匀速向上运动	2.0
②	匀速向下运动	2.0
③	加速向上运动	3.5
④	加速向下运动	1.4
⑤	减速向上运动	1.6
⑥	减速向下运动	2.8

（1）由①②可知，钩码在匀速直线运动时，弹簧测力计对钩码的拉力________钩码重力（选填“大于”，“小于”或“等于”）
由③⑥可知，钩码在加速向上或减速向下运动时，弹簧测力计对钩码的拉力________重力（选填“大于”，“小于”或“等于”）
由④⑤可知，钩码在加速向下或减速向上运动时，弹簧测力计对钩码的拉力________重力（选填“大于”，“小于”或“等于”）
（2）一个站在体重计上的人，从站立到迅速蹲下的过程可看成先加速向下运动，然后减速向下运动，最后静止．据（1）中结论可知体重计的示数变化是：________.
A．一直减小，但最后等于体重   B．一直增加，但最后等于体重
C．先减小后增加，最后等于体重  D．先增加后减小，最后等于体重

物体速度越来越大，所受空气阻力也会随速度增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度。小明猜想物体达到收尾速度时受到的空气阻力可能与收尾速度的大小、及物体的体积等因素有关系。他用几个半径不同的小球在相同环境下进行实验探究，得到了如下的数据。请你根据表中的数据分析，完成下列问题：

小球编号	1	2	3	4	5
小球质量/（kg）	1	2	8	12	0.75
小球半径/（m）	0.5	1	1	1.5	1.5
小球的收尾速度/（m/s）	20	20	40	40	10

（1）根据表中的数据，求出1号小球以收尾速度运动时，所受空气阻力f₁=＿＿＿＿N；
（2）由1、2或3、4号小球的数据分析，可得出在收尾速度v相同时，空气阻力f与小球半径r的关系：＿＿＿＿；
（3）由2、3或4、5号小球的数据分析，可得出在小球半径r相同时，空气阻力f与收尾速度v的关系：＿＿＿＿。

在探究"水和沙子的吸热性能"的实验中，用同一盏酒精灯对它们分别加热相同的时间，观察它们温度升高的情况。

（1）实验中应选取初温和 　 　相同的水和沙子。

（2）若从9点整开始加热，几分钟后，某时刻手表的指针如图所示，则加热所用的时间为 　    　s。

（3）通过大量实验可以得出：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时吸收的热量是 　 　（选填"相等"或"不相等"的）

在“探究力和运动的关系”的实验中，让木块由静止开始沿斜面滑下，木块在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。

（1）实验需要木块进入不同的水平面有相同的初速度，则木块应从同一斜面         开始下滑。
（2）木块进入水平面后，在运动过程中受到的一对平衡力是         。
（3）实验结论：平面越光滑，木块受到的阻力越小，速度减小得越慢。
（4）推论：如果木块在水平面受到的阻力为零，木块将         。
（5）探究过程中主要采用了科学推理法和           两种研究方法。
（6）在此实验所给器材基础上，添加一个小铁球，运用这些器材一定可探究的是      
A．物体动能大小与质量是否有关    B．物体动能大小与速度是否有关     C．A、B都可探究