初中物理平衡状态的判断综合题

一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×10⁸J。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示。

（1）内燃机工作时，做功冲程       能转化为汽车            能。蓄电池充电时相当于    （电源、用电器）
（2）根据图像，该车在测试过程中受到了阻力为多少？
（3）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？
（4）试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）。

中国已进入汽车时代，武汉是著名的车城。
（1）停在水平路面上的小轿车，        （“受到”“不受”）地面的摩擦力。轿车在竖直方向受到的一对平衡力是重力和___________力。
（2）小轿车行驶时，车顶的空气流速_______车底的空气流速，轿车对地面的压力______汽车所受的重力（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）公安部门要求，小型客车的驾驶员和前排乘客必须系上安全带，这是为了减轻紧急刹车时由于人的_________带来的伤害；而汽车头枕的主要作用是         。

A．为了舒适

B．防止紧急刹车带来的伤害

C．防止被追尾带来的伤害

D．可以减小惯性

（4）汽车如果不慎坠入水中，应当尽早打开车门，否则会因为        过大而导致车门难以打开。当车门打不开时，司机可以用汽车配备的“逃生锤”砸破玻璃逃生，为了更容易砸破玻璃，“逃生锤”外形应该选择图中       。

如下图。

（1）如图甲所示，一束光线垂直射到玻璃砖的一个面；请作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和从斜面离开玻璃砖后的大致径迹，要求在斜面处标出法线。
（2）如图乙所示是广场上一只氢气球，用细绳系于地面上，请作出氢气球受到重力和浮力的示意图。
（3）如图丙是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，光敏电阻的阻值R随光照强度的增强而减小。白天，通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内。傍晚，当光照度小于一定值时，通过蓄电池与LED回路，路灯开始工作。请用笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作（与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点D、E、F、G的四根引线；连线不能交叉）

近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。图乙为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V，R₀是阻值为5Ω的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。R_x为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。

压力/N	0	50	100	150	200	250	300	350	400
电阻/Ω	550	395	275	170	90	60	40	25	5

 

（1）若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示。在0～25s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：牵引力      阻力（选填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）。
（2）由（1）中的条件求在0～5s时间内轿车发动机做功多少？
（3）如果空油箱的质量为5kg，油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少？
（4）若电流表的量程为0～0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积。（ρ_汽油=0.7×10³kg/m³）

天气炎热时多喝水有益于身体健康。如图甲是某同学买瓶装矿泉水时的情景。

（1）当该同学用手握住瓶子使瓶身竖直在空中静止不动时，手与瓶子的摩擦力和瓶子受到的     是一对平衡力，此力的方向     。
（2）如图乙所示，瓶盖上有一道道条纹，其目的是在用手拧开瓶盖时能    （选填“增大”或“减小”）摩擦。
（3）他在空矿泉水瓶中装入少量热水，轻晃后迅速倒出，再马上盖紧瓶盖。一会儿后看到矿泉水瓶瘪了，如图丙所示，这是瓶子受到了     的作用产生的效果。

阅读材料题
在“佛山市中小学生创新能力展示”活动中，为每个参赛小组提供一根条形磁铁，参赛者要自备电池、漆包线、铁芯等材料自制小型电磁铁，丙现场组装成磁力运输车参赛。
比赛要求在60min内制作出磁力运输车，利用磁铁同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引原理让车子至少前进1.5m，车子与磁铁接触取消接触后成绩。
评分要求车辆每一节电池加5分，小车在轨道内运行距离没增加0.1m加5分，每个弯道加2分，能够说出创新点、不足或改进之处，善于团队合作也适度加分。

（1）在如图所示的条形磁铁与小车之间产生的是       （填“斥力”或“引力”）
（2）当匀速运动时，小车在水平方向受到     力和     力作用，小车处于受力平 衡状态。
（3）当重量增加时，地面对小车的    力和摩擦力都增加，要让小车增加运载电池数量的方法是                                                           。

如图所示，一边长为10 cm的立方体木块，在水中静止时，刚好有二分之一露出水面。若g取10N／kg，求：

①木块的密度是多大？        
②用手将木块缓慢压入水中，当木块刚好全部没入水中时，手对木块的压力是多大？      
③若木块横截面积为容器横截面积的二分之一，在水中静止时，盛水容器中水的深度为20cm。则将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部，若水不会从容器中溢出，压力所做的功是多少焦耳？（已知将木块从如图所示位置缓慢压到刚好全部没入水中的过程中，压力是变化的，该变化的压力所做的功，可以用一个恒力所做的功来代替，这个恒力的大小等于最大压力的二分之一。精确至0.01）       

如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。

（1）由图像可知，当t＝1s时，物体处于     状态。
（2）当t＝5s时，物体受到的摩擦力为     N。
（3）当木块所受的拉力是2N，则对木块所处状态的判断，正确的是     。

A．静止	B．匀速直线运动
C．静止或匀速直线运动	D．条件不足，无法判断

(6分)厦深铁路是中国中长期铁路网规划中“四纵四横”快速客运通道的“一纵”，厦深铁路北起厦门，经漳州、潮州、普宁、汕头、汕尾、惠州引入深圳，全长502.4公里。全线于2013年12月底通车，为闽粤两省沿海人民铺就了一条希望之路、发展之路、富裕之路。（1）D2316动车在深圳北10：20发车，14：14到达厦门北，则D2316动车全程的平均速度为          km/h（取整数）。
（2）在高速行驶的动车上相对于座椅来说，桌子是     （填“运动”或“静止”）的放在桌面上的书能够静止不动，原因是它受到      （填“平衡力”或“相互作用力”）的作用.（3）高速行驶的动车进站前关闭电源，由于      动车仍以较大的速度前进.（4）动车组采用了“再生制动”技术，在车速从200km/h减到90km/h的过程中电动机转变为发电机发电，把动车组的     能转化为电能输入电网.（5）动车进站时由于附近的气流速度快，      小，为了候车乘客安全，不被“吸”向动车发生事故，所以乘客一定要站在安全线以外.

快速骑自行车，我们会感到空气阻力，而且骑车速度越快，感觉空气阻力越大．由此小华同学猜想：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，小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上．小华打开汽车天窗，将如图所示装置固定在汽车车顶．爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中．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空气阻力．

汽车速度v/（m•s^﹣1）	5	10	15	20
弹簧测力计示数F/N	0.1	0.5	1.1	1.9

（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．
（2）分析上表中的实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越      ．
（3）实验完毕后，小华又进行了新的思考：空中下落的物体速度会增大，那么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？
在老师的指导下，小华知道了：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．
请你根据老师的上述指导和本实验结论并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，此后雨滴做      运动（g=10N/kg）．
（4）你认为运动物体受到的空气阻力大小还与             有关．（写一种即可）

我们学过合力和分力的关系是等效的！若一物体受三个力的作用保持静止，则任意两个力的合力与第三个力满足_______________；如图静止在斜面上的物体质量为200g，试在物体的重心处画出物体所受的重力、支持力、摩擦力的示意图。

随着时代的进步，轿车的车速和性能有了较大提升，某轿车外形如图所示，它的质量是1800Kg，四个轮子与水平地面的总接触面积是0.08 m²。

（1）根据轿车外形分析，若轿车静止时对水平地面的压力为F₁，行驶时对水平地面的压力为F₂，
则F₁      F₂（填“等于”或“大于”或“小于”）。
（2）若轿车行驶时，对水平地面的压强为1.5×10⁵Pa。求此时轿车上下表面受到的空气的压力差是多少？(取g=10N/kg)。

在一个闯关游戏中，需要把相同的正方体叠放起来，正方体边长为a，由密度为ρ的材料制成，质量分布均匀，如图甲所示。（g为已知，推导过程及结果无需带单位。）
(1)某选手用水平力推正方体，但未推动，这时的推力_______（填“大于”、“小于”或“等于”）地面对正方体的摩擦力，理由是________________________________________________________________________。
(2)请推导出该正方体水平放置时对地面的压强。
(3)某选手在时间t内把地面上另外两个相同的正方体叠放在第一个正方体上面，如图乙所示,请推导出该选手在叠放这两个正方体过程中，克服正方体重力做功的功率。

磁悬浮地球仪是使用磁悬浮技术的地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，给人以奇特新颖的感觉和精神享受．

（1）磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁，环形底座内有一金属线圈，通电后相当于电磁铁．金属线圈与球体中的磁铁相互　  　（吸引、排斥），使球体受力　 　（平衡、不平衡），从而悬浮于空中．磁悬浮地球仪是利用丹麦物理学家奥斯特发现的电流的　 　效应工作的．当磁悬浮地球仪停止工作时，在“拿开球体”和“切断电源”之间应先　    　．
（2）将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬浮位置向下运动，此时金属线圈中的电流　 　（增大、减小），磁性增强，金属线圈对球体的作用力　 　（大于、小于）球体重力，球体到达最低点后向上运动返回原悬浮位置．由于球体具有　 　，球体越过原悬浮位置向上运动，此时金属线圈中的电流减小，磁性减弱，球体速度越来越　 　（大、小），到达最高点后向下运动，并再次回到原悬浮位置．几经反复，球体最终停在原悬浮位置．
（3）磁悬浮地球仪正常工作时，功率为1W．则工作一个月（30天）耗电　 　kW•h，这些电能大部分转化成了　   　（机械能、内能）．

运用知识解决问题：
①汽车轮胎上有凹凸不平的花纹，这是通过　               　来增大　   　．
②如图，物体M沿斜面匀速下滑，请画出它的受力示意图．

③体积为100cm³、底面积为10cm²的物体，放在水平桌面上，对桌面的压强为2×10³Pa，则该物体的重力是　 　N，密度是　    　kg/m³．（取g=10N/kg）