初中物理运动和力综合题

2014年5月17日，国外媒体报道了我国最先进的“翼龙”无人机出口沙特的消息，引起了人们对中国无人机的关注。翼龙无人机机身质量1.1吨，翼展14米，机长9米，最大升空高度5300米(16400英尺)，其他参数如表格所示。

飞行速度	280千/时
正常巡航速度	160千/时
续航时间	20小时
续航航程	4000千
载荷量	200千克
载燃油量	300千克

 
（1）翼龙无人机头部设计成流线型，且表面复合材料极其光滑，目的是                       。
（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上蓄势待发，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04米²。无人机对水平跑道的压强多大?
（3）翼龙无人机若以正常巡航速度从某机场飞往相距2000千米的目的地执行任务，需飞行多少小时？(g取10N/Kg)

阅读短文，回答问题
日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知：物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表。（g取1 0 N／kg）

（1）下列     实验，可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”

A．比较纸锥下落的快慢

B．研究气泡的运动规律

C．探究动能大小与哪些因素有关

D．探究阻力对物体运动的影响

（2）1号小球受到空气阻力最大时的速度为     m/s，此时空气阻力为    依据         原理。
（3）半径相同的小球，质量      （大／小）的收尾速度大。
（4）对于3号小球，当速度为20 m/s时，空气阻力       （大于／等于／小于）重力。
（5）轿车的外形常做成       ，目的是          ；在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车     被（前面／后面）的车撞击时对乘者的伤害。
（6）为提高游泳成绩，请从泳姿或泳装方面，给运动员提一条合理化建议：                  。

如图为两个交通标志牌，其中“80”的含义是     ，120km的含义是     ．
在不违反交通规则的前提下，从看到这两个标志牌的地方到达东山，假设汽车匀速行驶，最快要多长时间？

阅读短文，回答问题：
潜艇的“耳目"——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性．作战时需要长时间在水下潜航．这就决定它不能浮出水面 使用雷达观察．而只能依靠声呐进行探测．所以声呐在潜艇上的重要性更为突出．被称为潜艇的 “耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备．是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz～30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标．就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低．说明目标远离声呐。
请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是__________kHz到________kHz。
（2）①如果停在海水中的潜艇A发出声波信号，在10 s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离S₁是______________。  (设声波在海水中传播速度为1500m／s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B 反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是 20 m／s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离S₂为_______ 。
（3）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?

(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.

我们知道：声音在不同介质中传播的速度不同．阅读下表中一些介质中的声速，

一些介质中的声速V（m•s^﹣1）
空气（0℃）	331	冰	3230
空气（15℃）	340	铜	3750
煤油（25℃）	1324	铝	5000
水（常温）	1500	铁	5200

回答问题：
（1）声音在介质中的传播速度有什么规律（写出两条）？
（2）在长为884m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，两声相隔 2.43s．声音在金属管中的传播速度是多大？该金属管可能是由什么材料制成的？（此时气温约为15℃）．

阅读短文，回答下列问题：
汽车安全带
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲．安全带结构一般由软带、等部分组成．汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛．当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全．

（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害．这时人和车具有的      能也急剧变化．
（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将      （变大/变小/不变）．
（3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是     

（4）下列说法正确的是     

A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩

B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用

C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些

D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动．

阅读下面的短文
潜艇的“耳目”――――声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。

请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是      kHz到      kHz。
（2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s1是       。（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为            。
（3）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？为什么？

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）       

2017年5月30日，“蛟龙号”载人潜水器在世界最深的马里亚纳海沟进行了本年度的第4潜，当地时间7时03分开始下潜，10时21分抵达预定 $6700m$深处，近距离在该深度处拍摄到了狮子鱼游弋的影像，获取到了基岩蚀变岩石、沉积物、生物和近底海水样品，已知“蛟龙号”的总体积为 $84m^3$． $({\rho }_{\mathit{海水}}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

据此计算：

（1）“蛟龙号”潜水器下潜的速度为多大？（结果保留两位小数）

（2）“蛟龙号”潜水器未向水舱充水时的总质量为 $22t$，并且漂浮于海面上，求此时它排开海水的体积是多少？欲使“蛟龙号”完全浸没，至少应向水舱中充多少吨海水？

（3）狮子鱼头部上表面 $1\times {10}^{-4}{m}^2$的面积上受到的海水压力是多大？

（4）若将获取到的岩石样品取一小块，用天平和量筒测出它的质量和体积如图所示，则该岩石的密度为多少千克每立方米？

如图所示，是小明制作的多功能实验装置，小车放在水平面上，把支架竖直固定在小车上，在支架中点 $O$ 处用一细线悬吊一个质量为 $m$ 的小球，其重力作用线刚好经过静止在小车上的小桶的中心。

（1）小车静止时，剪断细线，小球恰好落在小桶中；若拉着小车水平匀速直线运动的同时剪断细线，小球还能落在小桶中吗，为什么？

（2）利用小明的实验装置，提出一个还能研究的物理问题，并请写出研究该问题的主要操作方法。

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