初中物理运动和力综合题

【湖北省武汉市2015年中考物理试题】在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥，大桥的两个桥塔均为钢沉井基础，其中2号桥塔的钢沉井在距桥位上游20公里的工厂拼装完成后，采用气囊法整体下水，是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井。（ρ_江水=1.0×10³kg/m³，ρ_钢=7.9×10³kg/m³）

（1）如图甲所示，在钢沉井的底部两侧塞满气囊，松开固定的钢沉井的钢索后，钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中。钢沉井入水后能自己滑行数百米，这是由于              。托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了                       。
（2）钢沉井下水后，依靠拖船将其拖行至指定位置。当拖船对钢沉井输出的总功率为5000Kw时，1min内将钢沉井匀速拖行了120m，试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力。
（3）工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井，其俯视图如图乙所示。钢沉井的长、宽和高分别为77m、40m和23m，质量为6225t。经测算，这样的钢沉井自行滑入江中稳定后，水面下的高度会达到7.5m。为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩，下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来，使钢沉井水面下的高度降到了3.2m。请求出钢沉井底部被密封的方形孔的个数。

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．

图甲是我国首艘国产航母 $-001A$型航空母舰，它属于中型常规动力航母。该航母满载时的总质量为 $7\times {10}^{4}t$，航母上配置了滑跃式起飞的歼 $-15$舰载机，每架舰载机的质量为 $30t$，舰载机与航母甲板的总接触面积为 $6000c{m}^2$．2018年5月13日该航母再次下水进行试航，航母在 $10\mathit{min}$内航行了 $6\mathit{km}$。如图乙所示是该航母试航过程中牵引力 $F$与航行速度 $\nu$的关系图象。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

试计算：

（1）航母试航时的平均速度是多少？

（2）航母满载时排开水的体积是多少？

（3）每架舰载机对航母甲板的压强是多少？

（4）试航过程中，航母的牵引力所做的功是多少？

“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种试验方法．摄影在暗室中进行，快门是常开的，但是由于没有光照亮物体，底片并不感光．光源是一只闪光灯，它每隔一定时间闪亮一次，物体就被照亮，底片就记录下这时物体的位置．光源不断闪亮，底片就记录下物体每相隔同样时间的不同位置．两个质量相同的如甲、乙小球，均从位置a竖直下落到位置b，其各自的频闪照片如图所示，试根据照片分析：

（1）甲球做      直线运动，乙球做      直线运动（填“匀速”或“变速”）；
（2）若光源每隔0.02s闪亮一次，则从位置a竖直下落到位置b甲球所用时间为      s．甲球所用时间      乙球所用时间（填“大于”“小于”或“等于”）．

国庆节的晚上，小伟在家里的阳台上看到一簇绚丽的烟花在空中绽放，3S后他听到爆炸声。
（1）这爆炸声是通过什么传播的?
（2）计算烟花绽放处与小伟相距多远的距离？

用硬币做以下物理小实验

（1）甲图中，硬币的直径为 　　cm。

（2）图乙中，用力吹气能将硬币吹入盘中。吹气时，硬币上方空气流速大，气体压强 　 　。

（3）图丙中，将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到它，保持人眼、碗和硬币的位置不变，要使眼睛再次看到"硬币"，以下方案：

①沿碗壁缓缓向碗中加水；

②在碗上方适当位置放一光屏；

③用手电筒照亮硬币；

④在碗上方适当位置放一平面镜；

其中可行的有 　　。

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）

核潜艇（如图1）是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一．

（1）核能是  （填“可”或“不可”）再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是  （填“可以”或“不可以”）控制的，目前人类大力发展核能、太阳能等能源，可有效缓解全球气候  （填“变暖”或“变冷”）的趋势．
（2）核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水上层密度大，下层密度小）时，潜艇会突然下沉，将给潜艇带来安全隐患，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力  （填“大于”或“小于”）它的浮力，由于  ，潜艇还会下沉一段距离才会上浮．
（3）核潜艇水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图2，潜艇在第75s时受到的海水压强为  Pa（潜艇高度不计），海水密度取1.0³×10³kg/m3），上浮过程中潜艇的速度大小为  m/s．

如图所示，某品牌新能源轿车，满载时整车质量为 $1.6t$，每个车轮与地面的接触面积为 $40c{m}^2$，在平直公路上匀速行驶 $4.5\mathit{km}$用了 $5\mathit{min}$，牵引力为 $800N$，求

（1）轿车在平直公路上匀速行驶的速度

（2）轿车静止在水平路面上对路面的压强

（3）牵引力的功率

如图所示，叉车把质量为 $2t$的重物从地面匀速竖直提升 $1.5m$，用时 $7.5s$。叉车消耗柴油 $5g$，若柴油完全燃烧（柴油热值为 $4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）提升过程中重物上升的速度；

（2）叉车提升重物过程中做的有用功；

（3）叉车提升重物过程中的效率。

宁夏境内首条高速铁路 $---$ "银西高铁"正处在紧张施工中，"银西高铁"线路全长约 $618\mathit{km}$ ，设计行车时速为 $250\mathit{km}$ ，预留每小时 $350\mathit{km}$ 的提速条件，其中宁夏境内长约 $182\mathit{km}$ 。高铁车组与传统列车相比，在设计上采用了许多新技术。

（1）如图所示，高铁车头采用流线型设计可以减小 　　。

（2）高铁列车速度从 $200\mathit{km}/h$ 降到 $90\mathit{km}/h$ 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 　　　　能；当车速降到 $90\mathit{km}/h$ 时，实施机械刹车，利用刹车片与轴之间的摩擦力使车速减小。

（3）若"银西高铁"通车后，列车按设计时速行驶，从银川到达西安至少需要几小时？

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。

如图1所示，银川滨河黄河大桥2016年4月28日正式通车，大桥全长6587米。设计时速每小时80公里，该桥最大跨度为218米，是目前世界上最大跨度的多塔连跨钢混折叠合梁自锚式悬索桥。

（1）小明坐在一辆小汽车的前排副驾座位上通过大桥，感觉大桥的斜拉塔"扑面而来"，此时所选的参照物是 　　。若该小汽车6分钟通过大桥，请通过计算说明该车通过滨河大桥时是否超速。

（2）根据大桥设计，过桥车辆对桥面的压强一般应控制在 $8\times {10}^5\mathit{Pa}$ 以下，有一辆质量为2000千克的6轮轻型货车，如果每个车轮与路面的接触面积为 $200c{m}^2$ ．请你计算允许该货车通过滨河大桥载货的最大质量是多少千克。 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

（3）现在轿车都采用流线型设计（如图2所示），这种设计在减小空气阻力、提高车速的同时也产生了新的问题：轿车高速行驶时，常常有"漂"的潜在危险。请你简要说明汽车高速行驶时"漂"的原因。

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）