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北京市延庆区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题
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这是一份北京市延庆区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题，共18页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号，本试卷共8页，分为两个部分， 伽利略曾设计过一个斜面实验等内容，欢迎下载使用。
考生须知
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.本试卷共8页，分为两个部分。第一部分为选择题，包括15个小题（共45分）；第二部分为非选择题，包括两道大题，7个小题（共55分）。
3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时必须使用2B铅笔。
4.考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
第一部分 选择题（共45分）
一、单项选择题（本题共12道小题，在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。每小题3分，共36分）
1. 下列描述物体运动的物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 加速度B. 速率C. 路程D. 时间
【答案】A
【解析】
【详解】加速度既有大小又有方向，是矢量；速率、路程和时间只有大小没有方向，是标量。
故选A。
2. 下列各组物理量，在国际单位制中属于基本量的是（ ）
A. 速度、质量、长度B. 质量、长度、时间
C. 加速度、长度、速度D. 质量、加速度、力
【答案】B
【解析】
【详解】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度和物质的量。
故选B。
3. 如图所示，中国运动员谷爱凌在2月8日获得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌，下列说法正确的是（ ）
A. 在研究谷爱凌的起跳姿势时，可将她看作质点
B. 在跳台比赛上升过程中，以雪地为参考系，谷爱凌和脚下的滑板是静止的
C. 在跳台比赛下落过程中，谷爱凌看到雪地迎面而来是以自己为参考系的
D. 谷爱凌离开跳台时的速度越大，其具有的惯性越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．在研究谷爱凌起跳姿势时，谷爱凌的大小和形状不能忽略，不可以将她看作质点，故A错误；
B．在跳台过程中，以雪地为参考系，谷爱凌和脚下的滑板位置在变化，谷爱凌和脚下的滑板是是运动的，故B错误；
C．以自己为参考系，在跳台比赛下落过程中，谷爱凌与地面的位置也来越近，故C正确；
D．质量是物体惯性的唯一量度，质量不变，惯性不变，故D错误。
故选C。
4. 大型超市里，上、下楼设有自动人行坡道，如图甲所示，从侧面看可简化为如图乙所示的斜面。小明随坡道一起匀速上行的过程中，关于他的受力情况，下列说法确的是（ ）
A. 只受重力B. 受重力和支持力
C. 受重力和摩擦力D. 受重力、支持力和摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】依题意，小明匀速上行，受重力、支持力和摩擦力。
故选D。
5. 电动平衡车是时下热门一种代步工具。如图，人笔直站在电动平衡车上，车在水平地面上沿直线匀速前进，下列说法正确的是（ ）
A. 地面对平衡车的支持力是因地面发生形变而产生的
B. 在行驶过程中突然刹车，平衡车受到地面的摩擦力向前
C. 平衡车及人受到的重力和车对地面的压力是一对平衡力
D. 平衡车及人受到的重力和地面对车的支持力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A．地面对平衡车的支持力是因地面发生形变而产生的，故A正确；
B．在行驶过程中突然刹车，平衡车有向前运动的趋势，故摩擦力向后，故B错误；
C．平衡力作用在一个物体上，平衡车及人受到的重力受力物体为车和人，而车对地面的压力受力物体为地面，故C错误；
D．人对平衡车的压力与平衡车的重力的合力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力，故D错误。
故选A。
6. 为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，a、b、c为图线上的三点，下列有关图线的说法可能正确的是（ ）
A. a→b→c为一次“下蹲”过程，先失重，后超重
B. a→b→c为一次“站起”过程，先失重，后超重
C. a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程
D. a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程
【答案】A
【解析】
【详解】一次“下蹲”过程中，先向下加速，加速度向下，失重；然后向下减速，加速度向上，超重；即先失重后超重；一次“站立”过程中，先向上加速，加速度向上，超重；然后向上减速，加速度向下，失重；即先超重后失重。则a→b→c为一次“下蹲”过程，先失重，后超重。
故选A。
7. 伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片。关于小球在斜面上的运动说法正确的是（ ）
A. 小球在斜面上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响
B. 该实验说明了物体的运动不需要力来维持
C. 该实验完全是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础
D. 该实验证明了力是维持物体运动的原因
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球在斜面上运动越来越慢，主要是重力的作用，摩擦作用影响很小，故A错误；
BD．该实验说明了物体的运动不需要力来维持，故B正确，D错误；
C．该理想实验是以斜面实验真实的实验为基础，再通过合理逻辑推理得到的结果，故C错误。
故选B。
8. 一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度-时间图像如图所示，关于雨滴在加速阶段的受力和运动情况，以下判断正确的是
A. 雨滴下落过程中只受重力
B. 雨滴下落过程中加速度恒定不变
C. 雨滴下落过程受到逐渐增大的空气阻力
D. 雨滴下落过程中速度随时间均匀增加
【答案】C
【解析】
【详解】根据雨滴速度-时间图像可知，雨滴加速度逐渐减小，所以雨滴除受重力外，还受变化的空气阻力，根据F=ma可知，空气阻力应逐渐增大，由于雨滴加速度逐渐减小，所以相同时间内雨滴的速度变逐渐减小，由上分析可知，C正确，A、B、D错误．
9. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A. 拉力方向应与木板平面平行，只需记录拉力的大小
B. 实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
C. 两个测力计的量程必须相同
D. 图中的力方向和细绳AO方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．拉力方向应与木板平面平行，需要记录拉力的大小和方向，选项A错误；
B．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角大小适当即可，不一定要取90°，选项B错误；
C．两个测力计的量程不一定必须相同，选项C错误；
D．图中的力是两个分力合力的实验值，其方向和细绳AO方向相同，选项D正确。
故选D。
10. 如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是（ ）
A. 合力变小，速度变小
B. 合力变小，速度变大
C. 合力先变小，后变大；速度先变大，后变小
D. 合力先变大，后变小，速度先变小，后变大
【答案】C
【解析】
【分析】小球自由落下，接触弹簧时有竖直向下的速度，接触弹簧后，弹簧被压缩，弹簧的弹力随着压缩的长度的增大而增大．以小球为研究对象，开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，合力减小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力增大．
【详解】小球自由落下，接触弹簧时有竖直向下的速度．以小球为研究对象，分析小球的受力情况和运动情况：开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，合力变小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力变大．当弹力等于重力时，合力为零，速度最大．故选C．
【点睛】含有弹簧的问题，是高考的热点．关键在于分析小球的受力情况，来确定小球的运动情况，抓住弹力是变化的这一特点．不能简单认为小球一接触弹簧就做减速运动．
11. 如图所示，质量为m1的球1通过轻绳悬挂在车顶，绳与竖直方向成角，质量为m2的物体2放在车厢地板，二者相对车是静止的。下列说法正确的是（ ）
A. 车具有向右、大小为gsin的加速度
B. 车具有向左、大小为gtan的加速度
C. 物体2受到大小为m2gsin的静摩擦力
D. 物体2受到大小为m2gtan的静摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】AB．小球1受力如图所示，由牛顿第二定律可得
m1gtanθ=m1a1
a1=gtanθ
方向水平向右。
AB错误；
CD．球1与物体2相对静止，加速度相等，a1=a2，对物体2则有
Ff=m2a2=m2 gtanθ
C错误，D正确。
故选D。
12. 如图所示，与水平方向夹角为细绳一端系在小球O上，另一端固定在天花板上A点，劲度系数为k的水平轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上B点。小球质量为m，处于静止状态，弹簧处于弹性范围内，重力加速度为g，则（ ）
A. 细绳的拉力大小为
B. 弹簧伸长，伸长量为
C. 细绳剪断的瞬间，小球加速度为
D. 将弹簧撤掉，维持小球静止在原处的最小外力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．以小球为对象，根据受力平衡可得
，
联立解得细绳的拉力大小为
弹簧处于压缩状态，压缩量为
故AB错误；
C．细绳剪断的瞬间，弹簧弹力保持不变，则小球受到的重力和弹簧弹力的合力等于细绳剪断前绳子拉力，小球加速度为
故C错误；
D．将弹簧撤掉，维持小球静止原处，当外力与绳子方向垂直时，外力具有最小值，则有
故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共3道小题，在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的。每小题3分，共9分，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分。）
13. 作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是5N，则它们的合力的大小可能是（ ）
A. 1 NB. 5NC. 7ND. 9N
【答案】BC
【解析】
【详解】两个分力合力的最小值为5N-3N=2N；最大值为5N+3N=8N；可知它们的合力的大小可能是5N和7N。
故选BC。
14. 水平桌面上，一滑块在恒定的水平拉力作用下由静止开始运动一段时间后，撤去拉力。从某时刻开始计时，滑块速度随时间变化的图像如图所示。取重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 滑块在0~15s内的平均速度大小为7.5m/s
B. 滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为1：6
C. 滑块所受的拉力与摩擦力大小之比为2：1
D. 滑块与桌面之间的动摩擦因数为0.3
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像可知，滑块在0~15s内的位移为
则滑块在0~15s内的平均速度大小为
故A错误；
B．根据图像的斜率表示加速度，可知加速阶段的加速度大小为
减速阶段的加速度大小为
可知滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为
故B正确；
C．加速阶段根据牛顿第二定律可得
减速阶段根据牛顿第二定律可得
联立可得滑块所受的拉力与摩擦力大小之比为
故C错误；
D．减速阶段根据牛顿第二定律可得
可得滑块与桌面之间的动摩擦因数为
故D正确
故选BD。
15. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，已知mA=4kg，mB=6kg。从t＝0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为：FA=8-2t （N），FB=2+2t （N）。则（ ）
A. t＝0时，A物体的加速度为2m/s2
B. A、B开始分离时的速度为3m/s
C. t＝2.0s时，A、B开始分离
D. t＝1.0s时，A、B之间的相互作用力为2N
【答案】CD
【解析】
【详解】A. t＝0时，AB整体的加速度为
选项A错误；
BC. 当A、B开始分离时两者之间的弹力为零，则对A
解得
t=2s
则此时的速度为
v=at=2m/s
选项B错误，C正确；
D. t＝1.0s时FA=6N，对物体A
解得
FAB=2N
即A、B之间的相互作用力为2N，选项D正确。
故选CD。
第二部分 非选择题（共55分）
三、实验题（共16分）
16. 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，设计了如图甲所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺固定在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。
（1）在实验过程中，弹簧质量可忽略不计。根据实验数据，在坐标纸上作出了如图乙所示F-x图像，据此可知：在弹性限度内，弹簧的弹力F与其伸长量x成______（选填“正比”或“反比”）。
（2）由图乙所示的F-x图像，可得该弹簧的劲度系数k =_____N/m。
（3）关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法不正确的是_______。
A.在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证钩码处于静止状态再读数据
C.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度。
【答案】 ①. 正比 ②. 5 ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]根据F-x图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力F与其伸长量x成正比。
（2）[2]该弹簧的劲度系数
（3）[3]A．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，选项A正确，不符合题意；
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证钩码处于静止状态再读数据，选项B正确，不符合题意；
C．用刻度尺测得弹簧的长度减去弹簧的原长为弹簧的伸长量，选项C错误，符合题意；
D．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，选项D正确，不符合题意；
故选C。
17. 如图所示，用一定质量的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
（1）下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫木、小车和砝码、配重片、刻度尺。
除以上器材外，还需要的实验器材有：______。
A.秒表 B.天平（附砝码） C.交流电源 D.直流电源
（2）实验需要平衡摩擦力，正确操作方法是把长木板右端垫高在不挂重物且计时器
________（填“不打点”或“打点”）的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
（3）在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，根据纸带可求得小车的加速度a为___________m/s2（结果保留3位有效数字）。
（4）另一乙同学采用图丙的实验装置进行实验（图丁为俯视图）。将两个相同的小车放在水平木板上，前端各系一条绳子，绳子的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放上不同的重物。两个小车后各系一条细线，用夹子把两条细线同时夹住，使小车静止。打开夹子，两个小车同时开始运动，合上夹子，两个小车同时停下来。只需要测量两小车的位移x及两小盘和盘中重物的总质量m，即可探究加速度与合外力的关系。
a.乙同学的实验方案中，是否需要平衡摩擦力？____（填“需要”或“不需要”）
b.一次实验中，用刻度尺测量两个小车的位移x1和x2，已知小盘和盘中重物的总质量分别对应为m1和m2，为了验证加速度与合外力成正比，只需验证表达式______（用x1 、x2 、m1 、m2表示）成立即可。
【答案】 ①. BC##CB ②. 打点 ③. 1.98 ④. 需要 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]除以上器材外，还需要的实验器材有天平（附砝码） 和交流电源；打点计时器本身就是计时仪器，则不需要秒表；打点计时器用交流电源，不需要直流电源。故选BC。
（2）[2]实验需要平衡摩擦力，正确操作方法是把长木板右端垫高在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
（3）[3]根据纸带可求得小车的加速度
（4）a.[4]乙同学的实验方案中，为了保证小车受的拉力等于小车的合外力，需要平衡摩擦力；
b.[5]根据
则时间相同时小车的位移和加速度成正比；小盘和盘中重物的总重力等于小车受的合外力，小车质量相等，则为了验证加速度与合外力成正比，只需验证表达式
成立即可。
四、计算论证题（共5道小题，共39分）
解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
18. 如图所示，用F=6.0N的水平拉力，使质量m=2.0kg的木箱由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，求：
（1）木箱运动的加速度大小a；
（2）木箱在2.0s内的位移大小x。
【答案】（1）3m/s2；（2）6m
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律可知，木箱运动的加速度大小
（2）木箱在2.0s内的位移大小
19. 生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，求：
（1）悬绳AO拉力FOA等于多少？
（2）水平绳BO所受的拉力FOB等于多少？
（3）若将A端缓慢向右移到A'，且始终保持OB绳水平，试分析判断悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各怎样变化？
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）以O点为对象，受力如图所示
根据受力平衡可知
可得悬绳AO拉力为
（2）以O点为对象，根据受力平衡可知，
可得水平绳BO所受的拉力为
（3）若将A端缓慢向右移到A'，且始终保持OB绳水平，可知逐渐减小，根据
，
由于逐渐减小，逐渐增大，逐渐减小，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力均逐渐减小。
20. 如图所示，一位滑雪者与装备的总质量为70kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在4s的时间内滑下的位移为40m。（g取10m/s2）求：
（1）滑雪者下滑的加速度a的大小；
（2）滑雪者2s末的速度v2的大小；
（3）滑雪者受到阻力Ff的大小（包括摩擦和空气阻力）。
【答案】（1）4m/s2；（2）10m/s；（3）70N
【解析】
【详解】（1）根据
其中x=40m，v0=2m/s，t=4s，带入解得
a=4m/s2
（2）滑雪者2s末的速度
v2=v0+at2=(2+4×2)m/s=10m/s
（3）由牛顿定律可得
解得
Ff=70N
21. 如图所示，用与水平方向夹角θ＝37°的恒力作用在质量m＝1kg的木箱上，使木箱在水平地面上做直线运动，已知恒力的大小F＝10N，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.50，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，求：
（1）木箱的加速度的大小a；
（2）木箱从静止开始运动了3m后，撤去拉力F，木箱还能滑行多远？
（3）在撤去F后物块继续运动的某一瞬间假如重力突然消失，请判断接下来木箱的运动状态怎样？并请说明理由。
【答案】（1）6m/s2；（2）3.6m；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）对木箱受力分析可得
联立解得
a=6m/s2
（2）撤去拉力F时木箱的速度
解得
v=6m/s
此后木箱的加速度
木箱还能滑行
（3）在撤去F后物块继续运动的某一瞬间假如重力突然消失，则此时物块对地面的压力变为零，物块与地面的摩擦力为零，则接下来木箱将做匀速直线运动。
22. 如图所示，以某一速度运动的传送带与平板B靠在一起，两者上表面在同一水平面上，传送带的长度L1=2.5m，平板B的质量M=2kg、长度L2=2.0m，现将一质量m=2kg的滑块A（可视为质点）轻放到传送带的左端，滑块随传送带运动并滑到平板上，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5，滑块A与平板B间的动摩擦因数μ2=0.3，平板B与地面的动摩擦因数为μ3=0.1，不计传送带与平板之间的间隙对滑块A速度的影响，g取10m/s2.
（1）若传送带以2m/s的速度匀速运动，求滑块A在传送带上的运动时间；
（2）若滑块恰好不从平板上掉下，求传送带的速度大小；
（3）若传送带运动速度为8m/s，求滑块A离开平板B时的速度。
【答案】（1）1.45s；（2）4m/s；（3）3.5m/s
【解析】
【详解】（1）滑块在传送带上加速，由牛顿第二定律得
μ1mg=ma1
a1=5m/s2
根据速度公式，滑块与传送带共速时，有
v0=a1t1
滑块在传送带上加速的位移为
滑块在传送带上匀速阶段，有
L1-s=v0t2
滑块在传送带上运动的时间为
t=t1+t2
代入数据联立解得
t=1.45s
（2）若滑块恰好不从平板上掉下，设物块刚滑上木板时的速度大小v1；则物块的加速度
木板的加速度
两者共速时物块相对木板滑动的距离为L2=2.0m，则
联立解得
v1=4m/s
则传送带的速度大小为4m/s；此时物块在传送带上相对传送带的滑行时间为
相对传送带滑行的距离为
符合实际。
（3）若传送带运动速度为8m/s，假设滑块在传送带上一直被加速，则到达右端时的速度
假设成立，即滑块离开传送带滑上木板时的速度为
则当物块离开木板时
解得
（另一值不合题意舍掉）
滑块A离开平板B时的速度
考生须知
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.本试卷共8页，分为两个部分。第一部分为选择题，包括15个小题（共45分）；第二部分为非选择题，包括两道大题，7个小题（共55分）。
3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时必须使用2B铅笔。
4.考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
第一部分 选择题（共45分）
一、单项选择题（本题共12道小题，在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。每小题3分，共36分）
1. 下列描述物体运动的物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 加速度B. 速率C. 路程D. 时间
【答案】A
【解析】
【详解】加速度既有大小又有方向，是矢量；速率、路程和时间只有大小没有方向，是标量。
故选A。
2. 下列各组物理量，在国际单位制中属于基本量的是（ ）
A. 速度、质量、长度B. 质量、长度、时间
C. 加速度、长度、速度D. 质量、加速度、力
【答案】B
【解析】
【详解】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度和物质的量。
故选B。
3. 如图所示，中国运动员谷爱凌在2月8日获得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌，下列说法正确的是（ ）
A. 在研究谷爱凌的起跳姿势时，可将她看作质点
B. 在跳台比赛上升过程中，以雪地为参考系，谷爱凌和脚下的滑板是静止的
C. 在跳台比赛下落过程中，谷爱凌看到雪地迎面而来是以自己为参考系的
D. 谷爱凌离开跳台时的速度越大，其具有的惯性越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．在研究谷爱凌起跳姿势时，谷爱凌的大小和形状不能忽略，不可以将她看作质点，故A错误；
B．在跳台过程中，以雪地为参考系，谷爱凌和脚下的滑板位置在变化，谷爱凌和脚下的滑板是是运动的，故B错误；
C．以自己为参考系，在跳台比赛下落过程中，谷爱凌与地面的位置也来越近，故C正确；
D．质量是物体惯性的唯一量度，质量不变，惯性不变，故D错误。
故选C。
4. 大型超市里，上、下楼设有自动人行坡道，如图甲所示，从侧面看可简化为如图乙所示的斜面。小明随坡道一起匀速上行的过程中，关于他的受力情况，下列说法确的是（ ）
A. 只受重力B. 受重力和支持力
C. 受重力和摩擦力D. 受重力、支持力和摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】依题意，小明匀速上行，受重力、支持力和摩擦力。
故选D。
5. 电动平衡车是时下热门一种代步工具。如图，人笔直站在电动平衡车上，车在水平地面上沿直线匀速前进，下列说法正确的是（ ）
A. 地面对平衡车的支持力是因地面发生形变而产生的
B. 在行驶过程中突然刹车，平衡车受到地面的摩擦力向前
C. 平衡车及人受到的重力和车对地面的压力是一对平衡力
D. 平衡车及人受到的重力和地面对车的支持力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A．地面对平衡车的支持力是因地面发生形变而产生的，故A正确；
B．在行驶过程中突然刹车，平衡车有向前运动的趋势，故摩擦力向后，故B错误；
C．平衡力作用在一个物体上，平衡车及人受到的重力受力物体为车和人，而车对地面的压力受力物体为地面，故C错误；
D．人对平衡车的压力与平衡车的重力的合力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力，故D错误。
故选A。
6. 为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，a、b、c为图线上的三点，下列有关图线的说法可能正确的是（ ）
A. a→b→c为一次“下蹲”过程，先失重，后超重
B. a→b→c为一次“站起”过程，先失重，后超重
C. a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程
D. a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程
【答案】A
【解析】
【详解】一次“下蹲”过程中，先向下加速，加速度向下，失重；然后向下减速，加速度向上，超重；即先失重后超重；一次“站立”过程中，先向上加速，加速度向上，超重；然后向上减速，加速度向下，失重；即先超重后失重。则a→b→c为一次“下蹲”过程，先失重，后超重。
故选A。
7. 伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片。关于小球在斜面上的运动说法正确的是（ ）
A. 小球在斜面上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响
B. 该实验说明了物体的运动不需要力来维持
C. 该实验完全是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础
D. 该实验证明了力是维持物体运动的原因
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球在斜面上运动越来越慢，主要是重力的作用，摩擦作用影响很小，故A错误；
BD．该实验说明了物体的运动不需要力来维持，故B正确，D错误；
C．该理想实验是以斜面实验真实的实验为基础，再通过合理逻辑推理得到的结果，故C错误。
故选B。
8. 一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度-时间图像如图所示，关于雨滴在加速阶段的受力和运动情况，以下判断正确的是
A. 雨滴下落过程中只受重力
B. 雨滴下落过程中加速度恒定不变
C. 雨滴下落过程受到逐渐增大的空气阻力
D. 雨滴下落过程中速度随时间均匀增加
【答案】C
【解析】
【详解】根据雨滴速度-时间图像可知，雨滴加速度逐渐减小，所以雨滴除受重力外，还受变化的空气阻力，根据F=ma可知，空气阻力应逐渐增大，由于雨滴加速度逐渐减小，所以相同时间内雨滴的速度变逐渐减小，由上分析可知，C正确，A、B、D错误．
9. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A. 拉力方向应与木板平面平行，只需记录拉力的大小
B. 实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
C. 两个测力计的量程必须相同
D. 图中的力方向和细绳AO方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．拉力方向应与木板平面平行，需要记录拉力的大小和方向，选项A错误；
B．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角大小适当即可，不一定要取90°，选项B错误；
C．两个测力计的量程不一定必须相同，选项C错误；
D．图中的力是两个分力合力的实验值，其方向和细绳AO方向相同，选项D正确。
故选D。
10. 如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是（ ）
A. 合力变小，速度变小
B. 合力变小，速度变大
C. 合力先变小，后变大；速度先变大，后变小
D. 合力先变大，后变小，速度先变小，后变大
【答案】C
【解析】
【分析】小球自由落下，接触弹簧时有竖直向下的速度，接触弹簧后，弹簧被压缩，弹簧的弹力随着压缩的长度的增大而增大．以小球为研究对象，开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，合力减小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力增大．
【详解】小球自由落下，接触弹簧时有竖直向下的速度．以小球为研究对象，分析小球的受力情况和运动情况：开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，合力变小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力变大．当弹力等于重力时，合力为零，速度最大．故选C．
【点睛】含有弹簧的问题，是高考的热点．关键在于分析小球的受力情况，来确定小球的运动情况，抓住弹力是变化的这一特点．不能简单认为小球一接触弹簧就做减速运动．
11. 如图所示，质量为m1的球1通过轻绳悬挂在车顶，绳与竖直方向成角，质量为m2的物体2放在车厢地板，二者相对车是静止的。下列说法正确的是（ ）
A. 车具有向右、大小为gsin的加速度
B. 车具有向左、大小为gtan的加速度
C. 物体2受到大小为m2gsin的静摩擦力
D. 物体2受到大小为m2gtan的静摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】AB．小球1受力如图所示，由牛顿第二定律可得
m1gtanθ=m1a1
a1=gtanθ
方向水平向右。
AB错误；
CD．球1与物体2相对静止，加速度相等，a1=a2，对物体2则有
Ff=m2a2=m2 gtanθ
C错误，D正确。
故选D。
12. 如图所示，与水平方向夹角为细绳一端系在小球O上，另一端固定在天花板上A点，劲度系数为k的水平轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上B点。小球质量为m，处于静止状态，弹簧处于弹性范围内，重力加速度为g，则（ ）
A. 细绳的拉力大小为
B. 弹簧伸长，伸长量为
C. 细绳剪断的瞬间，小球加速度为
D. 将弹簧撤掉，维持小球静止在原处的最小外力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．以小球为对象，根据受力平衡可得
，
联立解得细绳的拉力大小为
弹簧处于压缩状态，压缩量为
故AB错误；
C．细绳剪断的瞬间，弹簧弹力保持不变，则小球受到的重力和弹簧弹力的合力等于细绳剪断前绳子拉力，小球加速度为
故C错误；
D．将弹簧撤掉，维持小球静止原处，当外力与绳子方向垂直时，外力具有最小值，则有
故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共3道小题，在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的。每小题3分，共9分，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分。）
13. 作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是5N，则它们的合力的大小可能是（ ）
A. 1 NB. 5NC. 7ND. 9N
【答案】BC
【解析】
【详解】两个分力合力的最小值为5N-3N=2N；最大值为5N+3N=8N；可知它们的合力的大小可能是5N和7N。
故选BC。
14. 水平桌面上，一滑块在恒定的水平拉力作用下由静止开始运动一段时间后，撤去拉力。从某时刻开始计时，滑块速度随时间变化的图像如图所示。取重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 滑块在0~15s内的平均速度大小为7.5m/s
B. 滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为1：6
C. 滑块所受的拉力与摩擦力大小之比为2：1
D. 滑块与桌面之间的动摩擦因数为0.3
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像可知，滑块在0~15s内的位移为
则滑块在0~15s内的平均速度大小为
故A错误；
B．根据图像的斜率表示加速度，可知加速阶段的加速度大小为
减速阶段的加速度大小为
可知滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为
故B正确；
C．加速阶段根据牛顿第二定律可得
减速阶段根据牛顿第二定律可得
联立可得滑块所受的拉力与摩擦力大小之比为
故C错误；
D．减速阶段根据牛顿第二定律可得
可得滑块与桌面之间的动摩擦因数为
故D正确
故选BD。
15. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，已知mA=4kg，mB=6kg。从t＝0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为：FA=8-2t （N），FB=2+2t （N）。则（ ）
A. t＝0时，A物体的加速度为2m/s2
B. A、B开始分离时的速度为3m/s
C. t＝2.0s时，A、B开始分离
D. t＝1.0s时，A、B之间的相互作用力为2N
【答案】CD
【解析】
【详解】A. t＝0时，AB整体的加速度为
选项A错误；
BC. 当A、B开始分离时两者之间的弹力为零，则对A
解得
t=2s
则此时的速度为
v=at=2m/s
选项B错误，C正确；
D. t＝1.0s时FA=6N，对物体A
解得
FAB=2N
即A、B之间的相互作用力为2N，选项D正确。
故选CD。
第二部分 非选择题（共55分）
三、实验题（共16分）
16. 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，设计了如图甲所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺固定在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。
（1）在实验过程中，弹簧质量可忽略不计。根据实验数据，在坐标纸上作出了如图乙所示F-x图像，据此可知：在弹性限度内，弹簧的弹力F与其伸长量x成______（选填“正比”或“反比”）。
（2）由图乙所示的F-x图像，可得该弹簧的劲度系数k =_____N/m。
（3）关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法不正确的是_______。
A.在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证钩码处于静止状态再读数据
C.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度。
【答案】 ①. 正比 ②. 5 ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]根据F-x图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力F与其伸长量x成正比。
（2）[2]该弹簧的劲度系数
（3）[3]A．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，选项A正确，不符合题意；
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证钩码处于静止状态再读数据，选项B正确，不符合题意；
C．用刻度尺测得弹簧的长度减去弹簧的原长为弹簧的伸长量，选项C错误，符合题意；
D．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，选项D正确，不符合题意；
故选C。
17. 如图所示，用一定质量的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
（1）下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫木、小车和砝码、配重片、刻度尺。
除以上器材外，还需要的实验器材有：______。
A.秒表 B.天平（附砝码） C.交流电源 D.直流电源
（2）实验需要平衡摩擦力，正确操作方法是把长木板右端垫高在不挂重物且计时器
________（填“不打点”或“打点”）的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
（3）在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，根据纸带可求得小车的加速度a为___________m/s2（结果保留3位有效数字）。
（4）另一乙同学采用图丙的实验装置进行实验（图丁为俯视图）。将两个相同的小车放在水平木板上，前端各系一条绳子，绳子的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放上不同的重物。两个小车后各系一条细线，用夹子把两条细线同时夹住，使小车静止。打开夹子，两个小车同时开始运动，合上夹子，两个小车同时停下来。只需要测量两小车的位移x及两小盘和盘中重物的总质量m，即可探究加速度与合外力的关系。
a.乙同学的实验方案中，是否需要平衡摩擦力？____（填“需要”或“不需要”）
b.一次实验中，用刻度尺测量两个小车的位移x1和x2，已知小盘和盘中重物的总质量分别对应为m1和m2，为了验证加速度与合外力成正比，只需验证表达式______（用x1 、x2 、m1 、m2表示）成立即可。
【答案】 ①. BC##CB ②. 打点 ③. 1.98 ④. 需要 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]除以上器材外，还需要的实验器材有天平（附砝码） 和交流电源；打点计时器本身就是计时仪器，则不需要秒表；打点计时器用交流电源，不需要直流电源。故选BC。
（2）[2]实验需要平衡摩擦力，正确操作方法是把长木板右端垫高在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
（3）[3]根据纸带可求得小车的加速度
（4）a.[4]乙同学的实验方案中，为了保证小车受的拉力等于小车的合外力，需要平衡摩擦力；
b.[5]根据
则时间相同时小车的位移和加速度成正比；小盘和盘中重物的总重力等于小车受的合外力，小车质量相等，则为了验证加速度与合外力成正比，只需验证表达式
成立即可。
四、计算论证题（共5道小题，共39分）
解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
18. 如图所示，用F=6.0N的水平拉力，使质量m=2.0kg的木箱由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，求：
（1）木箱运动的加速度大小a；
（2）木箱在2.0s内的位移大小x。
【答案】（1）3m/s2；（2）6m
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律可知，木箱运动的加速度大小
（2）木箱在2.0s内的位移大小
19. 生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，求：
（1）悬绳AO拉力FOA等于多少？
（2）水平绳BO所受的拉力FOB等于多少？
（3）若将A端缓慢向右移到A'，且始终保持OB绳水平，试分析判断悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各怎样变化？
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）以O点为对象，受力如图所示
根据受力平衡可知
可得悬绳AO拉力为
（2）以O点为对象，根据受力平衡可知，
可得水平绳BO所受的拉力为
（3）若将A端缓慢向右移到A'，且始终保持OB绳水平，可知逐渐减小，根据
，
由于逐渐减小，逐渐增大，逐渐减小，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力均逐渐减小。
20. 如图所示，一位滑雪者与装备的总质量为70kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在4s的时间内滑下的位移为40m。（g取10m/s2）求：
（1）滑雪者下滑的加速度a的大小；
（2）滑雪者2s末的速度v2的大小；
（3）滑雪者受到阻力Ff的大小（包括摩擦和空气阻力）。
【答案】（1）4m/s2；（2）10m/s；（3）70N
【解析】
【详解】（1）根据
其中x=40m，v0=2m/s，t=4s，带入解得
a=4m/s2
（2）滑雪者2s末的速度
v2=v0+at2=(2+4×2)m/s=10m/s
（3）由牛顿定律可得
解得
Ff=70N
21. 如图所示，用与水平方向夹角θ＝37°的恒力作用在质量m＝1kg的木箱上，使木箱在水平地面上做直线运动，已知恒力的大小F＝10N，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.50，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，求：
（1）木箱的加速度的大小a；
（2）木箱从静止开始运动了3m后，撤去拉力F，木箱还能滑行多远？
（3）在撤去F后物块继续运动的某一瞬间假如重力突然消失，请判断接下来木箱的运动状态怎样？并请说明理由。
【答案】（1）6m/s2；（2）3.6m；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）对木箱受力分析可得
联立解得
a=6m/s2
（2）撤去拉力F时木箱的速度
解得
v=6m/s
此后木箱的加速度
木箱还能滑行
（3）在撤去F后物块继续运动的某一瞬间假如重力突然消失，则此时物块对地面的压力变为零，物块与地面的摩擦力为零，则接下来木箱将做匀速直线运动。
22. 如图所示，以某一速度运动的传送带与平板B靠在一起，两者上表面在同一水平面上，传送带的长度L1=2.5m，平板B的质量M=2kg、长度L2=2.0m，现将一质量m=2kg的滑块A（可视为质点）轻放到传送带的左端，滑块随传送带运动并滑到平板上，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5，滑块A与平板B间的动摩擦因数μ2=0.3，平板B与地面的动摩擦因数为μ3=0.1，不计传送带与平板之间的间隙对滑块A速度的影响，g取10m/s2.
（1）若传送带以2m/s的速度匀速运动，求滑块A在传送带上的运动时间；
（2）若滑块恰好不从平板上掉下，求传送带的速度大小；
（3）若传送带运动速度为8m/s，求滑块A离开平板B时的速度。
【答案】（1）1.45s；（2）4m/s；（3）3.5m/s
【解析】
【详解】（1）滑块在传送带上加速，由牛顿第二定律得
μ1mg=ma1
a1=5m/s2
根据速度公式，滑块与传送带共速时，有
v0=a1t1
滑块在传送带上加速的位移为
滑块在传送带上匀速阶段，有
L1-s=v0t2
滑块在传送带上运动的时间为
t=t1+t2
代入数据联立解得
t=1.45s
（2）若滑块恰好不从平板上掉下，设物块刚滑上木板时的速度大小v1；则物块的加速度
木板的加速度
两者共速时物块相对木板滑动的距离为L2=2.0m，则
联立解得
v1=4m/s
则传送带的速度大小为4m/s；此时物块在传送带上相对传送带的滑行时间为
相对传送带滑行的距离为
符合实际。
（3）若传送带运动速度为8m/s，假设滑块在传送带上一直被加速，则到达右端时的速度
假设成立，即滑块离开传送带滑上木板时的速度为
则当物块离开木板时
解得
（另一值不合题意舍掉）
滑块A离开平板B时的速度
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