初中物理运动和力综合题

阅读短文，回答问题：

火星探测器“天问一号”

火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温度适宜，自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。

2020年4月24日，国家航天局宣布将我国火星探测任务命名“天问”，并将首个探测器命名“天问一号”。天问一号将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上还没有先例。

“绕”，探测器经过7个月的长途飞行，预计明年2月抵达火星附近，之后沿椭圆轨道绕火星运动，实现火星的环绕探测。离火星最近的点叫近火点，离火星最远的点叫远火点。

“落”，使探测器着陆火星表面将是一个更艰巨的挑战，需在7分钟内，使探测器的时速降至0．我国利用探月的技术积累，通过四个阶段来减速。第一阶段气动减速，给探测器来个急刹车；第二阶段降落伞减速，速度减至 $342\mathit{km}/h$；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至 $3.6m/s$；第四阶段着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察，寻找合适的位置着陆。

“巡”，当探测器到达火星后，放出巡视车，完成对火星表面的拍摄及土壤分析等工作，为下一步探测打好基础。

人类对于未知世界的好奇与探索从没有停息过，仰望璀璨星空，我们追梦不止！

（1）探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时，探测器的动能　     　，机械能　　     （选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（2）探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至　      　 $m/s$；

（3）巡视器降落到火星表面后，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力　     （选填“是”或“不是”）一对平衡力；

（4）在火星上重力与质量的比值为 $g_{火}$，探测器在火星上空悬停时其质量为 $m$，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为　     　。

随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．

(1)请在图甲中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整．
说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动(相当于闭合开关)，电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压．
(2)若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示．则在0—5s时间内，轿车发动机做功____ ___J，轿车运动过程中受到的阻力是__  _____N．
(3) 通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离)，数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度／(km·h^—1)	40	60	80	100	120
制动距离／m	8	18		50	72

根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是 ▲ m．

2012年6月16日18时37分21秒，火箭点火。长征二号F运载火箭将“神舟九号”平地托起，直冲云天。神九飞船进入预定轨道后，经过4次变轨，于18日中午抵达距天宫一号后下方52公里处。5公里、400米、140米……飞船在距离天宫一号30米停泊点进行最后一次停泊后，以0.2米/秒的相对速度缓缓接近天宫一号。两个飞行器上的对接机构先后完成捕获、缓冲、拉近和锁紧，独自在太空等待了215天的天宫一号与载客前来的神舟九号稳稳地连接在了一起。神九在与天宫一号在对接以前是相对______(填“运动”或“静止”)的，对接以后它们之间是相对____________(填“运动”或“静止”)的。从30米停泊处到对接的时间大约___________秒。

汽车是常见的交通工具，请你用学过的物理知识简要回答下列问题：
（1）汽车轮胎表面有花纹，其目的是                               ；
（2）载重汽车的车轮比小汽车的多而且大，其目的是减小               ；
（3）小车司机和乘客要系好安全带，是为了防止                   带来的危害。

如图所示是某型号的电动巡逻车。已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍，某次巡逻时人和车总质量为1.0×10^３kg，在水平路面上以15km/h的速度匀速行驶了20min。（g取10N/Kg）求：

（1）巡逻车通过的路程是__________km；
（2）巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力是__________N；
（3）若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，则此次巡逻电动机消耗了多少电能？

从肇庆贵广南广铁路在2015年初通车，轻轨列车“动力组”与传统列车比较，轻轨列车“动力组”在设计上采用了许多新技术，请你回答下列问题：

（1）如图所示，车头采用流线型设计可以减小     ．
（2）车体采用强度高、密度     的铝合金等材料制造，使整车质量减小，有利于列车高速运行；
（3）列车速度从200km/h降到90km/h的过程中不采用机械刹车，而是利用“再生制动”技术；列车由于     继续行驶并带动电机逆转发电，把列车的机械能转化为      能储存起来；
（4）列车高速行驶时，列车周围空气流速     ，使列车周围的压强     （“减小”、“增大”或“不变”），所以在轻轨铁路两边3m以内建有隔离墙，避免当有列车经过时，人和物体被压入轨道而发生危险．
（5）轻轨建成后可以减少汽车的使用，因为汽车里的燃料燃烧排放的尾气既污染环境，又会引起热岛效应，为保护人类共同的家园--地球，作出一份努力．请就如何做到“节能”或“减排”，简要谈谈你的一点建议．

我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识。
⑴ 双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形，                               ， 这表明力的作用效果跟力的大小有关；
⑵ 在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方锥出上、下两个小孔，往里面倒满水，可以观察到___________________________________这表明液体的压强随深度的增加而增大；
⑶ 往矿泉水瓶内注入少量水，盖紧瓶盖；正放（瓶盖在上）在一块海绵上；再把瓶子倒放（瓶盖在下）在相同的海绵上。发现两次在海绵中的凹陷程度不一样。这说明______________________________；
⑷ 将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上，用力向它的侧面吹气它会滚动，但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动，这表明在压力相同的条件下                         。

近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为 $m$，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定（不计空气阻力）。

（1）该汽车匀速爬上倾角为 $30°$的斜坡时，汽车的动能　    　，重力势能　    　，机械能　    　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）若斜坡长为 $L$，爬坡速度为 $v_1$，求汽车爬坡所用时间；

（3）如果该汽车以 $v_2$的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为 $P$，行驶 $t_2$时间内，消耗的电能为 $E$，求：在这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；

（4）若汽车在相同的水平路面上以 $\frac{1}{2}{v}_2$的速度匀速行驶时间为 $t_3$，试求牵引力在 $t_3$时间内做的功。

新华网重庆3月31日电，3月31日1时35分，从缅甸曼德勒起飞的全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在飞越群山，历经约20小时30分航行1500公里后，犹如一只巨大的风筝，安静地降落在重庆江北国际机场。
“阳光动力2号”是瑞士设计的一款能够在不添加任何燃料、不排放任何污染物的情况下昼夜飞行的飞机，机身使用的碳纤维蜂窝夹层材料，每立方米质量仅25克，机翼有72米，质量仅有2300千克，和一辆小汽车相当。机翼上装载的17248块太阳能电池板为飞机提供了持续的可再生能源。这些电池板每块仅厚135μm，相当于人类的一根头发丝。从上述可知:
（1）太阳能电池板的作用是将          能转化为电能。
（2）135μm=       m.
（3）“阳光动力2号”从曼德勒飞到重庆的平均速度     km/h。
（4）在飞行过程中，以            为参照物飞行员是运动的。
（5）机翼制成图乙所示的形状，使得飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，所以下方空气的压强            上方空气的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（6）飞机与地面之间的信息传播是通过                波来实现实，这种波在空气中的传播速度大约是                m/s。

请按要求列举实例：
（1）生活中利用惯性的事例____________________________________
（2）生活中防止惯性危害的事例____________________________________

出租车司机在机场高速公路的入口处，看到如图所示的标志牌。

(1)标志牌甲的含义是                         
标志牌乙的含义是                           
（2）在不违反交通规则的前提下，该司机从入口处出发，至少行驶多长时间才能到达机场?

冬冬同学骑自行车上学：

（1）以冬冬的书包为参照物，地面是       的。（填“运动”或“静止”）
（2）自行车的轮胎表面凹凸不平，是为了       摩擦，座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人的       ，以减小压强。
（3）某次上学过程中，冬冬在前半程的平均速度是6m/s，后半程的平均速度是4m/s，冬冬同学上学整个过程中的平均速度是       m/s。
（4）制成自行车的金属材料号称世界“重量最轻”，这里说的“重量最轻”用确切的物理语言来说是指这种材料的       很小。纳米材料是由纳米颗粒经过特殊制备得到的，室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂，这一事例表明纳米铜具有较好的__________       （选填“硬度”、“延展性”或“磁性”）。

京沙快速路是贯穿郑州市南北的大动脉，设计总长25.2公里。部分路段（南至南三环，北至北三环）已于今年4月正式通车，新学期开学，小明的爸爸开车送他到学校上学，行驶在京沙快速路上，当他们经过如图所示的标志牌时，速度已达40m/s，并仍以此速度在向前开行，他们是否违反了交通法规，为什么？

（2）在不违反交通规则的前提下，从标志牌处开到我校（中原路）至少需要几分钟？

我们可以利用矿泉水瓶为主要器材做小实验来说明一些物理知识。
（1）用力按矿泉水瓶，瓶子变形，说明                 ，在桌面上推矿泉水瓶，瓶子运动说明                     。
（2）在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方锥出上、下两个小孔，往里面倒满水，可以观察到水从两个小孔流了出来，其中下孔流出的水喷得较急，这表明              。
（3）请你再设计一个小实验证明大气压的存在。

花样滑冰是一项冬季奥运会比赛项目，这项运动结合了体育运动的力量、技巧，以及舞蹈动作的艺术性。运动员通过冰刀在冰面上划出图形，并表演跳跃、旋转等高难度动作。请阅读后回答下列问题：
（1）运动冰鞋上包含了许多物理道理，如冰刀表面非常的光滑，这是通过      来减小摩擦力，同时冰刀的刀刃做的非常锋利，这是通过减小表面积来      压强（填“增大”或“减小”）。该处的压强会使冰的熔点      （填“降低”或“升高”），从而刀口下的冰熔化成水，对冰刀的运动起着润滑作用，可以减小阻力。
（2）在比赛的过程中，运动员用力向后蹬冰面可加速运动，表明力可以改变物体的          ；以观众为参照物，运动员是          （选填“运动”或“静止”）。
（3）运动员在比赛结束后不能立刻停下来，这是由于人体具有        ，而最终会停止下来，这又是因为            。