力與運動原卷版+解析

力與運動原卷版一．選擇題（共12小題）1．（2021?青島自主招生）如圖所示，鐵塊Q疊放在木板P上，放置于水平桌面，輕彈簧秤a左端固定于墻面，右端通過輕繩與鐵塊Q相連，木板P右端通過輕繩連接輕彈簧秤b，并施加水平外力，使木板P向右勻速運動，已知P、Q上下表面及輕繩均水平，若彈簧秤a、b的示數(shù)分別為Fa、Fb，下述說法正確的是（）A．鐵塊Q與木板P之間的摩擦力大小等于Fa+Fb B．鐵塊Q與木板P之間的摩擦力大小等于Fb﹣Fa C．木板P與桌面之間的摩擦力大小等于Fb+Fa D．木板P與桌面之間的摩擦力大小等于Fb﹣Fa2．（2021?市北區(qū)校級自主招生）如圖所示，人沿水平方向推裝滿沙子的車勻速直線前進。下列說法正確的是（）A．人推車的力小于車對人的作用力 B．地面摩擦力的方向與推力的方向相同 C．沙子的重力與地面對車的支持力是一對平衡力 D．推力與地面摩擦力的合力為零3．（2021?黃州區(qū)校級自主招生）已知A、B兩物體重力相等，用相同的細繩a、b把它們按如圖所示方式懸掛，用力猛拉B物體和慢慢拉B物體時，細繩a、b的斷開情況是（）A．都是a先斷 B．都是b先斷 C．用力猛拉a先斷，慢慢拉b先斷 D．用力猛拉b先斷，慢慢拉a先斷4．（2020?市北區(qū)校級自主招生）如圖用力水平向左推桌子，沒有推動，下述說法正確的是（）A．沒有推動的原因是人對桌子的推力小于桌子受到的摩擦力 B．人對桌子的推力小于桌子對人的推力 C．桌子對地面的壓力就是桌子的重力 D．人對桌子的推力與桌子受到的摩擦力是一對平衡力5．（2020?市北區(qū)校級自主招生）如圖所示，木塊在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右勻速運動，滑輪和繩子的重力、摩擦力均不計，則木塊所受的摩擦力大小為（）A．10N B．20N C．30N D．40N6．（2020?市北區(qū)校級自主招生）下述是某位同學對“力與運動”的認識，其中正確的是（）A．投籃時，籃球離手后繼續(xù)飛向籃筐是因為籃球受推力的作用 B．手握水杯靜止在空中，手越用力握，杯子受到的摩擦力就越大 C．跳遠運動員先助跑一段距離才起跳是為了增大慣性 D．一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)7．（2020?市北區(qū)校級自主招生）對于靜止在水平軌道上的“復興號”列車，下列分析中正確的是（）A．列車對鐵軌的壓力和鐵軌對列車的支持力是一對平衡力 B．列車所受重力和鐵軌對列車的支持力是一對平衡力 C．列車所受重力和列車對鐵軌的壓力是一對相互作用力 D．列車所受重力和鐵軌對列車的支持力是一對相互作用力8．（2020?赫山區(qū)校級自主招生）如圖所示：物體乙放在水平地面上，在物體乙上再放一物體甲，當用水平向右的拉力F拉甲物體時，甲、乙兩物體均保持靜止，那么乙物體受到的力的個數(shù)為（）A．3個 B．4個 C．5個 D．6個9．（2020?赫山區(qū)校級自主招生）如圖所示，水平地面上放置相同材料制成的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用不可伸長的水平輕繩相連，下面兩個木塊質(zhì)量分別為2m和3m。現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為3m的木塊，使四個木塊一同水平向右勻速運動，則（）A．質(zhì)量為3m的木塊與地面間的摩擦力為 B．質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力為 C．輕繩對m的拉力為 D．輕繩對m的拉力為10．（2020?赫山區(qū)校級自主招生）已知滑動摩擦力大小與壓力成正比，如圖所示，重為G的物體A在水平力F的作用下，靜止在豎直墻壁上，當水平力減小為時，物體A恰好沿豎直墻壁勻速下滑。則當力減小為時此物體A所受摩擦力的大?。ǎ〢． B． C． D．G11．（2019?貴陽自主招生）如圖所示，物體A在B的牽引下沿水平桌面向右運動，從物體B觸地開始到物體A剛好靜止下來這段時間內(nèi)，物體A受水平桌面的摩擦力大小f隨時間t變化關系的圖象是（）A． B． C． D．12．（2019?市北區(qū)校級自主招生）頻閃照相就是對景物連續(xù)拍照，每次拍照的時間間隔相等。小明固定好照相機，對從O點由靜止自由下落的金屬小球進行頻閃照相，圖中與實際相符的選項是（）A． B． C． D．二．填空題（共5小題）13．（2021?牡丹江）一個箱子重為100N，放在水平面上，受6N的水平推力，箱子未動，這時箱子受到的摩擦力（選填“大于”、“等于”或“小于”）6N．當水平推力增大到10N時，箱子恰好做勻速直線運動。當水平推力增大到20N時，箱子受到的摩擦力為N。14．（2017?青羊區(qū)校級自主招生）假設體積相同的小球在空中下落時，受到的空氣阻力與其體積和運動的速度成正比。兩個體積相同、重力分別為4N和6N的小球之間用短細線相連，細線強度足夠大?，F(xiàn)將這兩個小球從漂浮在空中的氣球上由靜止開始自由釋放，當兩球勻速下降時，細線的拉力為N。15．（2017?樂清市校級自主招生）一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s內(nèi)F的變化和木箱速度的變化如圖中（a）、（b）所示，則木箱的質(zhì)量為kg，木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為。（g＝10m/s2）16．（2017?樂清市校級自主招生）如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，AB邊靠在豎直墻面上，物塊與墻面間的動摩擦因數(shù)為μ．F是垂直于斜面BC的推力，物塊沿墻面勻速下滑，則摩擦力的大小為。17．（2017?樂清市校級自主招生）一輕繩通過一光滑定滑輪，兩端各系一質(zhì)量分別為m1和m2的物體，m1放在地面上，當m2的質(zhì)量發(fā)生變化時，m1的加速度a的大小與m2的關系大體如圖中的。三．實驗探究題（共3小題）18．（2021?市北區(qū)校級自主招生）在“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的活動中，小明同學提出了以下猜想：A．滑動摩擦力的大小可能與物體運動的速度有關；B．滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關；C．滑動摩擦力的大小可能與壓力的大小有關。小明同學進行了如圖甲、乙、丙所示的三個實驗探究過程：（1）本實驗中測量滑動摩擦力的原理是；（2）本實驗主要采用的探究方法是；（3）在實驗中，小明應該沿水平方向用彈簧測力計拉著物體做運動；（4）對比圖中兩個探究過程，可以驗證猜想C；（5）實驗中小明發(fā)現(xiàn)很難保持彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定，很難讀數(shù)，為了解決上述問題，小明同學對實驗裝置進行了改進，如圖丁所示，利用該裝置的優(yōu)點：長木板做勻速直線運動（選填“需要”或“不需要”）。19．（2021?青島自主招生）在探究影響摩擦力大小因素的實驗中，（1）實驗中每次都是水平拉木塊在水平面上勻速滑動，根據(jù)原理就可以使彈簧測力計的示數(shù)表示滑動摩擦力的大小。（2）在這個實驗中，應用到的物理實驗方法是，比較甲、丙兩次實驗得到的結論是：。（3）在研究接觸面粗糙程度對摩擦力大小的影響時，可選擇兩次實驗，進行比較。（4）實驗結束后，小明同學想探究摩擦力是否與接觸面的大小有關，他用彈簧測力計測出木塊在水平面上做勻速直線運動時的摩擦力，然后將木塊沿豎直方向鋸掉一半，測得摩擦力的大小也變?yōu)樵瓉淼囊话?。他由此得出：當接觸面的粗糙程度一定時，接觸面越小，摩擦力越小。你認為他的結論正確嗎？，理由是：。20．（2019?市北區(qū)校級自主招生）探究影響摩擦力的因素下圖是小宇的實驗操作過程，鐵塊和木塊的大小、形狀完全相同，木塊表面比鐵塊表面粗糙。①比較甲、乙兩圖，可得出滑動摩擦力的大小與有關。②乙、丙兩圖中鐵塊和木塊疊放在一起的目的是使相同，通過本次實驗，可得出摩擦力的大小與有關。③實驗時，小宇應該用彈簧測力計拉動物體，這樣他測出的摩擦力才等于測力計的示數(shù)，這是用了原理，用到的研究方法是。④實驗過程中小宇發(fā)現(xiàn)了一些問題，經(jīng)過認真分析研究，他把上面的實驗裝置圖改進為丁圖所示裝置，利用圖丁裝置進行實驗有許多優(yōu)點，以下不是其優(yōu)點（填字母）。A．不需要勻速拉動B．測力計示數(shù)穩(wěn)定C．實驗更容易操作D．實驗原理更合理四．計算題（共2小題）21．（2020?市北區(qū)校級自主招生）（1）如圖1所示，工廠師傅給一立方體工件A外表浸油，B為與工件固定相連的輕質(zhì)硬桿，工件底面與油面的距離為h，在硬桿上施加的力為F，F(xiàn)與h的大小關系如圖2所示。聰明的小明根據(jù)圖像算出了油的密度為。（2）好奇的小明把一個相同的工件拿到一個透明大水桶的水面上，放手后發(fā)現(xiàn)工件在水中下沉，下沉到一定深度開始勻速。經(jīng)查閱資料得知：當物體從液體中下沉時，液體阻力會隨速度增大而增大，因此物體下沉一段距離后將勻速下落，物體勻速下落時的速度稱為終極速度。在探究小組成員和老師的協(xié)助下，小明對球形物體的下沉運動做了記錄，發(fā)現(xiàn)，在相同環(huán)境條件下，球形物體的終極速度僅與球的半徑和質(zhì)量有關，整理的實驗數(shù)據(jù)如下：小球編號ABCDE小球的半徑（×10﹣2m）0.20.20.60.80.2小球的質(zhì)量（×10﹣6kg）26549612小球的終極速度（m/s）266612請你對表中數(shù)據(jù)認真分析，回答下列問題：①A球與C球在達到終極速度時所受的空氣阻力之比為；②球型物體所受的空氣阻力f與球的速度的關系為；③球型物體所受的空氣阻力f與球的半徑的關系為。22．（2017?長沙自主招生）由于流體的粘滯性，使得在流體中運動的物體要受到流體阻力，在一般情況下，半徑為R的小球以速度為v運動時，所受的流體阻力的大小可用公式f＝6πηRv表示（η為流體的粘滯系數(shù)，已知球的體積公式是V＝4πR3/3）。（1）小球在流體中運動時，速度越大，受到的阻力；（2）密度為ρ、半徑為R的小球在密度為ρ0、粘滯系數(shù)為η的液體中由靜止自由下落時的v﹣t圖象如圖所示，根據(jù)你所學過的相關知識判斷：此時的小球受到個力的作用；（3）若小球從足夠深的流體中靜止自由下落，小球的運動情況為：；（4）根據(jù)以上分析請推導出速度vr的數(shù)學表達式。五．解答題（共2小題）23．（2018?德清縣自主招生）牛頓曾研究過這樣一個問題：他發(fā)現(xiàn)人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面，于是牛頓提出了一個“大炮”的設想，如圖是他畫的“大炮”草圖﹣﹣在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度將炮彈平射出去，射出速度越大，炮彈落地點就離山腳越遠。他推想：當射出速度足夠大時，炮彈將會如何運動呢？牛頓通過科學的推理得出了一個重要的結論。這就是著名的“牛頓大炮”的故事，故事中牛頓實際也用到了理想實驗的研究方法。（1）研究中牛頓基于的可靠事實是。（2）根據(jù)以上資料和牛頓的“大炮”草圖，推測牛頓當年的重要結論是。（3）如今，牛頓當年的推測已變成了現(xiàn)實，人們應用他的推論，利用現(xiàn)代科技制成了。24．（2016?黃岡校級自主招生）如圖所示，有兩本完全相同的書A、B，書重均為5N，若將兩本書等分成若干份后；交叉地內(nèi)疊在一起置于水平光滑桌面上，并將A書固定不動。用水平向右的拉力F把書B抽出。測得一組數(shù)據(jù)如下：實驗次數(shù)1234…N將書分成的份數(shù)24816…逐頁交叉力F的大小/N4.510.522.546.5…190.5根據(jù)以上數(shù)據(jù)，不考慮封面與正文紙張的差異，試求：（1）若將書分成32份，力F應為N；（2）該書的紙張數(shù)為張；（3）如果把紙與紙接觸面間的滑動摩擦力f和壓力N的比值叫做滑動摩擦系數(shù)μ，即μ＝且兩本書任意兩張紙之間的滑動摩擦系數(shù)μ相等，則μ為。力與運動解析版一．選擇題（共12小題）1．（2021?青島自主招生）如圖所示，鐵塊Q疊放在木板P上，放置于水平桌面，輕彈簧秤a左端固定于墻面，右端通過輕繩與鐵塊Q相連，木板P右端通過輕繩連接輕彈簧秤b，并施加水平外力，使木板P向右勻速運動，已知P、Q上下表面及輕繩均水平，若彈簧秤a、b的示數(shù)分別為Fa、Fb，下述說法正確的是（）A．鐵塊Q與木板P之間的摩擦力大小等于Fa+Fb B．鐵塊Q與木板P之間的摩擦力大小等于Fb﹣Fa C．木板P與桌面之間的摩擦力大小等于Fb+Fa D．木板P與桌面之間的摩擦力大小等于Fb﹣Fa【解答】解：AB、Q處于靜止狀態(tài)，水平方向上受到向左的拉力Fa和向右的鐵塊Q與木板P之間的摩擦力的共同作用，這兩個力是一對平衡力，所鐵塊Q與木板P之間的摩擦力為Fa；故AB錯誤；CD、木板P向右勻速運動，合力為0，水平方向上受到向右的拉力Fb、Q對P向左的摩擦力和地面對P向左的摩擦力，根據(jù)力的相互性可知，Q對P向左的摩擦力為Fa；則板P與桌面之間的摩擦力大小等于Fb﹣Fa，故D正確，C錯誤。故選：D。2．（2021?市北區(qū)校級自主招生）如圖所示，人沿水平方向推裝滿沙子的車勻速直線前進。下列說法正確的是（）A．人推車的力小于車對人的作用力 B．地面摩擦力的方向與推力的方向相同 C．沙子的重力與地面對車的支持力是一對平衡力 D．推力與地面摩擦力的合力為零【解答】解：A、人對車的作用力和車對人的作用力是一對相互作用力，大小相等，故A錯誤；B、車勻速運動，受平衡力，在水平方向，人對車的推力與地面對車的摩擦力平衡，大小相等，方向相反，故B錯誤；C、地面對車的支持力等于車與沙子的總重力，二者不是平衡力的作用，故C錯誤；D、在水平方向，人對車的推力與地面對車的摩擦力是一對平衡力，合力為零，故D正確。故選：D。3．（2021?黃州區(qū)校級自主招生）已知A、B兩物體重力相等，用相同的細繩a、b把它們按如圖所示方式懸掛，用力猛拉B物體和慢慢拉B物體時，細繩a、b的斷開情況是（）A．都是a先斷 B．都是b先斷 C．用力猛拉a先斷，慢慢拉b先斷 D．用力猛拉b先斷，慢慢拉a先斷【解答】解：當慢慢拉B物體時，由于a在上端，所受到的拉力始終比b要大，所以a先斷；當猛拉物體B時，由于物體A具有慣性會保持原來的靜止狀態(tài)，在A還沒有來得及改變原有的靜止狀態(tài)時，繩子b就已經(jīng)斷了，所以b先斷。故只有選項D的說法符合題意。故選：D。4．（2020?市北區(qū)校級自主招生）如圖用力水平向左推桌子，沒有推動，下述說法正確的是（）A．沒有推動的原因是人對桌子的推力小于桌子受到的摩擦力 B．人對桌子的推力小于桌子對人的推力 C．桌子對地面的壓力就是桌子的重力 D．人對桌子的推力與桌子受到的摩擦力是一對平衡力【解答】解：AD、用一個水平力去推水平地面上的桌子沒有推動，桌子靜止，桌子受平衡力作用，所以在水平方向上桌子受到的推力與摩擦力是一對平衡力，大小相等；故A錯誤，D正確；B、人對桌子施加推力，同時受到桌子對人的推力，二力是相互作用力，大小相等，故B錯誤；C、桌子對地面的壓力大小等于桌子的重力大小，但這兩個力不是同一個力；桌子對地面的壓力是桌子施加給地面的力，重力是地球?qū)ψ雷拥淖饔昧?，故C錯誤。故選：D。5．（2020?市北區(qū)校級自主招生）如圖所示，木塊在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右勻速運動，滑輪和繩子的重力、摩擦力均不計，則木塊所受的摩擦力大小為（）A．10N B．20N C．30N D．40N【解答】解：圖中使用的是動滑輪，木塊在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右勻速運動，滑輪和繩子的重力、摩擦力均不計，所以F＝20N；根據(jù)動滑輪的省力規(guī)律有：F＝f，所以木塊受到的摩擦力：f＝2F＝2×20N＝40N，故ABC錯誤，D正確。故選：D。6．（2020?市北區(qū)校級自主招生）下述是某位同學對“力與運動”的認識，其中正確的是（）A．投籃時，籃球離手后繼續(xù)飛向籃筐是因為籃球受推力的作用 B．手握水杯靜止在空中，手越用力握，杯子受到的摩擦力就越大 C．跳遠運動員先助跑一段距離才起跳是為了增大慣性 D．一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)【解答】解：A、籃球離手后繼續(xù)飛向籃筐是因為籃球具有慣性，此時籃球不受推力的作用，故A錯誤；B、手握水杯靜止在空中，杯子受力平衡，在豎直方向上水杯受到的重力和靜摩擦力是一對平衡力，大小相等，手越用力握，但杯子的重力不變，則杯子受到的摩擦力大小不變，故B錯誤；C、跳遠運動員先助跑一段距離才起跳是為了利用自身的慣性，運動員的質(zhì)量不變，其慣性不變，故C錯誤；D、根據(jù)牛頓第一定律可知，一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，故D正確。故選：D。7．（2020?市北區(qū)校級自主招生）對于靜止在水平軌道上的“復興號”列車，下列分析中正確的是（）A．列車對鐵軌的壓力和鐵軌對列車的支持力是一對平衡力 B．列車所受重力和鐵軌對列車的支持力是一對平衡力 C．列車所受重力和列車對鐵軌的壓力是一對相互作用力 D．列車所受重力和鐵軌對列車的支持力是一對相互作用力【解答】解：A、列車對鐵軌的壓力和鐵軌對列車的支持力，作用在兩個不同的物體上，是一對相互作用力，不是平衡力，故A錯誤；BD、列車所受的重力和鐵軌對列車的支持力，大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在同一個物體上，是一對平衡力，不是相互作用力，故B正確，D錯誤；C、列車所受的重力和列車對鐵軌的壓力，方向都向下，所以不是相互作用力，故C錯誤。故選：B。8．（2020?赫山區(qū)校級自主招生）如圖所示：物體乙放在水平地面上，在物體乙上再放一物體甲，當用水平向右的拉力F拉甲物體時，甲、乙兩物體均保持靜止，那么乙物體受到的力的個數(shù)為（）A．3個 B．4個 C．5個 D．6個【解答】解：乙物體受到的力有：重力；甲物體對乙的壓力；地面對物體的支持力；用水平拉力拉動甲時，甲靜止不動，此時乙給甲一個方向向左的摩擦力，由于力的作用是相互的，所以乙也受到甲對它施加的一個方向向右的摩擦力；由于甲對乙施加了一個方向向右的力，使乙相對于地面有了一個向右運動的趨勢，所以地面對乙又施加了一個向左的摩擦力。綜上分析可知乙物體受到5個力的作用。故選：C。9．（2020?赫山區(qū)校級自主招生）如圖所示，水平地面上放置相同材料制成的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用不可伸長的水平輕繩相連，下面兩個木塊質(zhì)量分別為2m和3m。現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為3m的木塊，使四個木塊一同水平向右勻速運動，則（）A．質(zhì)量為3m的木塊與地面間的摩擦力為 B．質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力為 C．輕繩對m的拉力為 D．輕繩對m的拉力為【解答】解：四個木塊水平向右勻速運動，把四個木塊當作一個整體，水平向右的拉力為F和總摩擦力f總平衡，所以f總＝F；圖中四個木塊對地面的壓力：F總壓＝G總＝（m+m+2m+3m）g＝7mg，右邊2個木塊對對地面的壓力：F右壓＝（m+3m）g＝4mg，左邊2個木塊對對地面的壓力：F左壓＝（m+2m）g＝3mg，因為接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力與壓力成正比，所以，右邊質(zhì)量為3m的木塊與地面間的摩擦力為：f1＝×f總＝，左邊質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力為：f2＝×f總＝，把質(zhì)量為m的木塊和質(zhì)量為2m的木塊上看作一個整體，整體向右勻速運動，所以輕繩對m的拉力和質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力相等，即F繩＝f2＝，故A、C、D錯誤，B正確。故選：B。10．（2020?赫山區(qū)校級自主招生）已知滑動摩擦力大小與壓力成正比，如圖所示，重為G的物體A在水平力F的作用下，靜止在豎直墻壁上，當水平力減小為時，物體A恰好沿豎直墻壁勻速下滑。則當力減小為時此物體A所受摩擦力的大?。ǎ〢． B． C． D．G【解答】解：物體在豎直方向上受豎直向下的重力G，豎直向上的摩擦力f作用，設摩擦力與壓力的比例系數(shù)為k；（1）當物體A與墻壁間的壓力為時，物體勻速下滑，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：G＝f，由題意知：f＝k，則k＝＝；（2）當物體與墻壁間的壓力為時，物體受到的滑動摩擦力f′＝k＝×＝；故選：C。11．（2019?貴陽自主招生）如圖所示，物體A在B的牽引下沿水平桌面向右運動，從物體B觸地開始到物體A剛好靜止下來這段時間內(nèi)，物體A受水平桌面的摩擦力大小f隨時間t變化關系的圖象是（）A． B． C． D．【解答】解：B觸地后，A由于慣性繼續(xù)在桌面上運動，直至靜止。在A運動的過程中，A受水平桌面對它的滑動摩擦力，滑動摩擦力的大小與物體間的正壓力及接觸面的粗糙程度有關，與物體運動的速度無關，所以，在A運動過程中，A受水平桌面對它的摩擦力大小不隨時間變化。故選：A。12．（2019?市北區(qū)校級自主招生）頻閃照相就是對景物連續(xù)拍照，每次拍照的時間間隔相等。小明固定好照相機，對從O點由靜止自由下落的金屬小球進行頻閃照相，圖中與實際相符的選項是（）A． B． C． D．【解答】解：小球自由下落過程中，速度越來越大，即相同時間內(nèi)，通過的路程越來越大，所以選A。故選：A。二．填空題（共5小題）13．（2021?牡丹江）一個箱子重為100N，放在水平面上，受6N的水平推力，箱子未動，這時箱子受到的摩擦力等于（選填“大于”、“等于”或“小于”）6N．當水平推力增大到10N時，箱子恰好做勻速直線運動。當水平推力增大到20N時，箱子受到的摩擦力為10N?！窘獯稹拷猓合渥邮?N的水平推力，箱子未動，說明箱子處于靜止狀態(tài)，則在水平方向上所受的推力與摩擦力相互平衡，摩擦力等于推力等于6N；當水平推力增大到10N時，箱子恰好做勻速運動，所以此時摩擦力與推力是一對平衡力，大小等于10N；當水平推力增大到20N時，箱子對地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力不變，仍為10N。故答案為：等于；10。14．（2017?青羊區(qū)校級自主招生）假設體積相同的小球在空中下落時，受到的空氣阻力與其體積和運動的速度成正比。兩個體積相同、重力分別為4N和6N的小球之間用短細線相連，細線強度足夠大?，F(xiàn)將這兩個小球從漂浮在空中的氣球上由靜止開始自由釋放，當兩球勻速下降時，細線的拉力為1N。【解答】解：由題意知，當細線相連的兩球一起勻速下降時，它們運動速度相等，因兩小球體積相同，則每個球受的空氣阻力相等，大小均為f。（1）以兩小球組成的整體為研究對象，它們受豎直向下的總重力G總＝4N+6N＝10N，豎直向上的空氣阻力2f作用，因兩個小球勻速下降，由力的平衡條件可得G總＝2f，則每個小球受到的阻力f＝G總＝×10N＝5N。（2）以重為6N的小球為研究對象（由于其較重，它處于下方），如圖所示：它受豎直向下的重力G1＝6N，豎直向上的空氣阻力f，豎直向上的細線的拉力F的作用，在做勻速直線運動，由力的平衡條件得：G1＝F+f，則細線上的拉力F＝G1﹣f＝6N﹣5N＝1N。故答案為：1。15．（2017?樂清市校級自主招生）一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s內(nèi)F的變化和木箱速度的變化如圖中（a）、（b）所示，則木箱的質(zhì)量為16.7kg，木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為0.3。（g＝10m/s2）【解答】解：由v﹣t圖可知3﹣5s，物塊勻速運動，有Ff＝F＝50N。在0﹣3s內(nèi)物塊做勻加速運動，加速度a＝＝＝3m/s2，由牛頓第二定律得ma＝F﹣Ff，將F＝100N、Ff＝50N及a代入解得m＝kg≈16.7kg。由動摩擦力公式得μ＝＝＝0.3。故答案為：16.7；0.3。16．（2017?樂清市校級自主招生）如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，AB邊靠在豎直墻面上，物塊與墻面間的動摩擦因數(shù)為μ．F是垂直于斜面BC的推力，物塊沿墻面勻速下滑，則摩擦力的大小為mg+Fsinα或μFcosα?！窘獯稹拷猓簩ξ矬w受力分析可知，物體受重力、推力F、墻對物體的彈力及摩擦力的作用下做勻速直線運動，故物體受力平衡；將F向水平向分解，如圖所示：則可知豎直方向上合力為零，即摩擦力f＝mg+Fsinα；而物體滑動，故為滑動摩擦力，故摩擦力也可以等于μFcosα。故答案為：mg+Fsinα或μFcosα。17．（2017?樂清市校級自主招生）一輕繩通過一光滑定滑輪，兩端各系一質(zhì)量分別為m1和m2的物體，m1放在地面上，當m2的質(zhì)量發(fā)生變化時，m1的加速度a的大小與m2的關系大體如圖中的D?！窘獯稹拷猓喝鐖D所示：當m2≤m1時，m1不動，加速度為零；當m2＞m1時，對整體運用牛頓第二定律得：a＝＝（1﹣）g，所以，當m2的質(zhì)量增大時，加速度增大，最終趨向于g（即m2＞＞m1時，a→g）；故D正確，ABC錯誤。故答案為：D。三．實驗探究題（共3小題）18．（2021?市北區(qū)校級自主招生）在“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的活動中，小明同學提出了以下猜想：A．滑動摩擦力的大小可能與物體運動的速度有關；B．滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關；C．滑動摩擦力的大小可能與壓力的大小有關。小明同學進行了如圖甲、乙、丙所示的三個實驗探究過程：（1）本實驗中測量滑動摩擦力的原理是二力平衡；（2）本實驗主要采用的探究方法是控制變量法；（3）在實驗中，小明應該沿水平方向用彈簧測力計拉著物體做勻速直線運動；（4）對比圖中甲、丙兩個探究過程，可以驗證猜想C；（5）實驗中小明發(fā)現(xiàn)很難保持彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定，很難讀數(shù)，為了解決上述問題，小明同學對實驗裝置進行了改進，如圖丁所示，利用該裝置的優(yōu)點：不需要長木板做勻速直線運動（選填“需要”或“不需要”）?！窘獯稹拷猓海?）（3）只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，根據(jù)二力平衡的條件，拉力大小才等于摩擦力的大小，所以實驗原理是二力平衡；（2）（4）實驗探究中，小明采用的實驗探究方法是控制變量法；研究滑動摩擦力的大小可能與壓力的大小有關（猜想C），要控制接觸面的粗糙程度相同，故對比圖中甲、丙兩個探究過程；（5）圖丁所示裝置的優(yōu)點是：拉動木板時，無論勻速、變速拉動，木板對木塊的摩擦力不變，木塊始終處于靜止狀態(tài)，在水平方向上受到的合力為0，此時彈簧測力計的示數(shù)始終等于滑動摩擦力。故答案為：（1）二力平衡；（2）控制變量法；（3）勻速直線；（4）甲、丙；（5）不需要。19．（2021?青島自主招生）在探究影響摩擦力大小因素的實驗中，（1）實驗中每次都是水平拉木塊在水平面上勻速滑動，根據(jù)二力平衡原理就可以使彈簧測力計的示數(shù)表示滑動摩擦力的大小。（2）在這個實驗中，應用到的物理實驗方法是控制變量法，比較甲、丙兩次實驗得到的結論是：接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大。（3）在研究接觸面粗糙程度對摩擦力大小的影響時，可選擇甲乙兩次實驗，進行比較。（4）實驗結束后，小明同學想探究摩擦力是否與接觸面的大小有關，他用彈簧測力計測出木塊在水平面上做勻速直線運動時的摩擦力，然后將木塊沿豎直方向鋸掉一半，測得摩擦力的大小也變?yōu)樵瓉淼囊话?。他由此得出：當接觸面的粗糙程度一定時，接觸面越小，摩擦力越小。你認為他的結論正確嗎？不正確，理由是：未控制壓力一定?！窘獯稹拷猓海?）木塊在水平木板上做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，拉力與摩擦力是一對平衡力，由平衡條件可知，摩擦力大小等于測力計示數(shù)。（2）影響摩擦力的因素：壓力和接觸面的粗糙程度，故在探究影響摩擦力大小因素的實驗中，需要用控制變量法；比較甲、丙兩次實驗可知，控制的變量是接觸面的粗糙程度相同，變量是壓力，且接觸面粗糙程度不變時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）探究滑動摩擦力和接觸面粗糙程度關系時需壓力大小相同，接觸面越粗糙丙圖，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，符合條件的是甲和乙實驗；（4）將木塊沿豎直方向鋸掉一半，由于壓力大小也發(fā)生了變化，所以不能得出摩擦力大小和接觸面積的正確關系。故答案為：（1）二力平衡；（2）控制變量法；接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）甲乙；（4）不正確；未控制壓力一定。20．（2019?市北區(qū)校級自主招生）探究影響摩擦力的因素下圖是小宇的實驗操作過程，鐵塊和木塊的大小、形狀完全相同，木塊表面比鐵塊表面粗糙。①比較甲、乙兩圖，可得出滑動摩擦力的大小與壓力大小有關。②乙、丙兩圖中鐵塊和木塊疊放在一起的目的是使壓力大小相同，通過本次實驗，可得出摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關。③實驗時，小宇應該用彈簧測力計勻速直線拉動物體，這樣他測出的摩擦力才等于測力計的示數(shù)，這是用了二力平衡原理，用到的研究方法是轉(zhuǎn)換法。④實驗過程中小宇發(fā)現(xiàn)了一些問題，經(jīng)過認真分析研究，他把上面的實驗裝置圖改進為丁圖所示裝置，利用圖丁裝置進行實驗有許多優(yōu)點，以下D不是其優(yōu)點（填字母）。A．不需要勻速拉動B．測力計示數(shù)穩(wěn)定C．實驗更容易操作D．實驗原理更合理【解答】解：①甲、乙兩圖，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，彈簧測力計的示數(shù)也不同，滑動摩擦力不同，可得到的結論是：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；②乙、丙兩圖中鐵塊和木塊疊放在一起，控制了壓力大小相同，與長木板的接觸面不同，粗糙程度不同，摩擦力大小不同，因此探究的是摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系；③實驗過程中應該用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊在長木板上做勻速直線運動，物體受到平衡力作用，根據(jù)二力平衡的知識，摩擦力大小等于拉力大小，從而間接測出摩擦力大小等于拉力大小，這用到了轉(zhuǎn)換法；④在此實驗中，很難控制拉動木塊做勻速直線運動，測力計的示數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)較困難，而丁圖不需要勻速拉動長木板，而木塊始終保持靜止狀態(tài)，彈簧測力計的示數(shù)就很穩(wěn)定，實驗更容易操作，但是它們的實驗原理是相同的，都是二力平衡，故D符合題意；故選：D。故答案為：①壓力大小；②壓力大小；接觸面粗糙程度；③勻速直線；二力平衡；轉(zhuǎn)換法；④D。四．計算題（共2小題）21．（2020?市北區(qū)校級自主招生）（1）如圖1所示，工廠師傅給一立方體工件A外表浸油，B為與工件固定相連的輕質(zhì)硬桿，工件底面與油面的距離為h，在硬桿上施加的力為F，F(xiàn)與h的大小關系如圖2所示。聰明的小明根據(jù)圖像算出了油的密度為3.2×103kg/m3。（2）好奇的小明把一個相同的工件拿到一個透明大水桶的水面上，放手后發(fā)現(xiàn)工件在水中下沉，下沉到一定深度開始勻速。經(jīng)查閱資料得知：當物體從液體中下沉時，液體阻力會隨速度增大而增大，因此物體下沉一段距離后將勻速下落，物體勻速下落時的速度稱為終極速度。在探究小組成員和老師的協(xié)助下，小明對球形物體的下沉運動做了記錄，發(fā)現(xiàn)，在相同環(huán)境條件下，球形物體的終極速度僅與球的半徑和質(zhì)量有關，整理的實驗數(shù)據(jù)如下：小球編號ABCDE小球的半徑（×10﹣2m）0.20.20.60.80.2小球的質(zhì)量（×10﹣6kg）26549612小球的終極速度（m/s）266612請你對表中數(shù)據(jù)認真分析，回答下列問題：①A球與C球在達到終極速度時所受的空氣阻力之比為1：27；②球型物體所受的空氣阻力f與球的速度的關系為當小球的半徑相同時，球型物體所受空氣阻力f與球的速度成正比；③球型物體所受的空氣阻力f與球的半徑的關系為當小球的終極速度相同時，球型物體所受空氣阻力f與球的半徑的平方成正比。【解答】解：（1）工件底面與油面的距離為h，由圖2可知，h的最大值為5cm，所以立方體的邊長為5cm；當h＝0cm時，由圖2可知，F(xiàn)＝2.4N，方向豎直向上，此時F＝GA，所以GA＝2.4N，當F＝0N時，由圖2可知，h＝3cm＝0.03m，此時物體處于漂浮狀態(tài)；根據(jù)物體的漂浮條件可知：F?。紾A，即ρ液gV排＝GA；變形得：ρ液ga2h＝GA，代入數(shù)據(jù)得：ρ液×10N/kg×（0.05m）2×0.03m＝2.4N；解得：ρ液＝3.2×103kg/m3；（2）①當球型物體達到終極速度后將勻速運動，根據(jù)二力平衡的條件可知，此時球型物體所受的空氣阻力的大小與物體自身的重力大小相等，所以fA＝GA＝mAg＝2×10﹣6kg×10N/kg＝2×10﹣5N，fB＝GB＝mBg＝54×10﹣6kg×10N/kg＝54×10﹣5N，＝＝；②③：由表格信息可知，球型物體所受的空氣阻力f與球的速度、球的半徑均有關，分析小球A、B、E可知：當小球半徑相同時，球型物體所受空氣阻力f與球的速度成正比；分析小球B、C、D可知：當小球的終極速度相同時，球型物體所受空氣阻力f與球的半徑的平方成正比。故答案為：（1）3.2×103kg/m3；（2）①1：27；②當小球的半徑相同時，球型物體所受空氣阻力f與球的速度成正比；③當小球的終極速度相同時，球型物體所受空氣阻力f與球的半徑的平方成正比。22．（2017?長沙自主招生）由于流體的粘滯性，使得在流體中運動的物體要受到流體阻力，在一般情況下，半徑為R的小球以速度為v運動時，所受的流體阻力的大小可用公式f＝6πηRv表示（η為流體的粘滯系數(shù)，已知球的體積公式是V＝4πR3/3）。（1）小球在流體中運動時，速度越大，受到的阻力越大；（2）密度為ρ、半徑為R的小球在密度為ρ0、粘滯系數(shù)為η的液體中由靜止自由下落時的v﹣t圖象如圖所示，根據(jù)你所學過的相關知識判斷：此時的小球受到3個力的作用；（3）若小球從足夠深的流體中靜止自由下落，小球的運動情況為：速度開始越來越大，后做勻速運動；（4）根據(jù)以上分析請推導出速度vr的數(shù)學表達式?！窘獯稹拷猓海?）由公式f＝6πηRv可以看出，小球所受流體的阻力f與小球的速度v成正比例關系，所以，小球速度越大，所受阻力越大。（2）小球在流體中下落時受重力、浮力和阻力的作用。（3）由圖象知小球的運動情況為速度開始越來越大，后做勻速運動。（4）小球受到的重力：G＝mg＝ρVg＝πR3ρg；小球所受浮力：F浮＝ρ0Vg＝πR3ρ0g；小球所受流體阻力：f＝6πηRvr。由圖象可知，當小球速度達到vr時便勻速下落，處于平衡狀態(tài)，此時小球所受合力為零，則G＝F浮+f。即：πR3ρg＝πR3ρ0g+6πηRvr?；喛傻茫簐r＝。故答案為：（1）