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2023-2024学年广东省揭阳市普宁市高一（上）期末考试物理试卷（含解析）
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这是一份2023-2024学年广东省揭阳市普宁市高一（上）期末考试物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列对于力学的一些基本概念的理解说法正确的是( )
A. 时刻就是极短的时间
B. 位移大小一般比路程小，但当物体做直线运动时，位移大小等于路程
C. 若有外国航母战斗群介入台海局势，我国的“东风”系列导弹可攻击敌方航母的“心脏”——燃烧室，此时敌方航母可视为质点
D. “天向一号”正奔赴在探索火星的路上，日前进行了二次轨道修正，科技人员在讨论如何修正它的轨道时不能视“天同一号”为质点
2.在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、微元法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法
B. 运动学中速度、加速度的定义都运用了比值法
C. 当物体运动时间Δt趋近于0时，Δt时间内平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了极限思想法
3.两车A、B从同一位置由静止开始沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v−t图象如图所示。对A、B运动情况的分析，下列结论正确的是
( )
A. A车减速时的加速度比B车减速时的加速度大
B. 在t=5t0前，A、B两车间的距离一直在减小
C. 在t=5t0前，B车已经追上A车
D. B车停下前不可能撞上A车
4.如图所示，建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处，采用的方式是工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人乙将其接住．每块砖的质量均为m，现只考虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C. 工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重状态
D. 工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于mg
5.如图所示，熊二正在玩蹦床游戏。从熊二接触蹦床至其到达最低点，下列说法正确的是
A. 熊二的速度一直增大B. 熊二的速度一直减小
C. 熊二的加速度一直增大D. 熊二的加速度先减小后增大
6.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中．在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示．设每个红灯笼的质量均为m.则自上往下第二只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为( )
A. 2 3mgB. 2 33mgC. 8 33mgD. 8mg
7.西湖音乐喷泉位于湖滨三公园附近湖面上，高60 m的“音乐喷泉”向人们展露迷人风姿。设最高的那注喷泉竖直向上喷出，且这注喷泉对应的喷嘴的出水量为0.35 m3/s，不计空气阻力，则这注喷泉喷出的空中水的体积约为(g取10 m/s2)
A. 0.7 m3B. 1.75 m3
C. 2.4 m3D. 因喷嘴横截面积未知，故无法确定
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于速度的说法，下列各项正确的是
( )
A. 速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快
B. 速度是描述物体位置变化的快慢，速度大表示物体位置变化大
C. 速度越大，位置变化越快，位移也就越大
D. 瞬时速度的大小通常叫作速率，速度是矢量，速率是标量
9.如图所示，A、B、C三个完全相同的水泥管道静止叠放在水平地面上，则下列说法正确的是( )
A. B对A的支持力大小与A对B的压力大小相等
B. 地面对B、C均没有摩擦力
C. B对A的支持力方向竖直向上
D. 起重机吊走A后，B、C与地面之间没有摩擦力
10.乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择．若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示．在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)，则( )
A. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下
C. 小物块受到的静摩擦力为12mg+maD. 小物块受到的静摩擦力为ma
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用木板、白纸、图钉、橡皮条，细绳套、弹簧测力计、三角板和刻度尺等器材进行“互成角度二力合成”的探究实验。
(1)在某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图1所示，其读数为__________N。
(2)图2是甲、乙两位同学对各自实验数据进行处理的示意图，图中F是用平行四边形作出的合力，F′表示用一只弹簧测力计拉橡皮条时拉力，其中__________同学的实验结果比较符合实验事实。
(3)用刻度尺测出所用弹簧秤的标为“0”刻度线到标为“2”刻度线的距离为5.00cm，则该弹簧称的劲度系数为___________N/m。(保留3位有效数字)
12.某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。
请回答下列问题：
(1)以下实验操作正确的是_____
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码的牵引下恰好做匀速运动
B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C.先接通电源，后释放小车
D.实验中小车的加速度越大越好
(2)实验中打点计时器所使用的是_____(选填“交流”或“直流”)电源，频率为50Hz，图乙中给出的是实验中获取的纸弗的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间的时间间隔是_____s，由该纸带可求得小车的加速度a=_____m/s2。(保留3位有效数字)
(3)改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示，分析线段OA，可得出实验的结论是_____。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图甲所示为很多商业步行街用来阻挡机动车辆进入的石球路障。现有一工作人员用一轻绳绕过石球按图乙所示方式匀速拉动石球，此时两侧轻绳互相平行，且与水平地面间的夹角均为θ=37∘。已知石球路障总质量m=120kg，石球底座与地面间的动摩擦因数μ=13，重力加速度g=10m/s2，不计绳与球面间的摩擦，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求一侧轻绳拉力的大小T及地面对石球支持力的大小N。
14.汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，产生明显的滑动痕迹，即通常所说的刹车线。由刹车线长短可以推算出汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。
(1)若某汽车刹车后至停止的加速度大小为7m/s2，刹车线长为14m。求该汽车从刹车至停下来所用时间t。
(2)某市规定，卡车在市区内行驶，速度不得超过40km/h，一次一辆飞驰的卡车紧急刹车后，经t=1.5s停止，测得路面刹车线长9m，问该卡车是否违章？(假定刹车后卡车做匀减速运动)
15.如图甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1=1s时撤去拉力，物体运动的部分v−t图象如图乙所示，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；
(2)t=6s时物体速度；
(3)物体沿斜面上升的最大高度。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、时刻是指时间轴上一个点，时间是时间轴上两个时刻的差，时刻不能与时间混淆，故A错误；
B、位移大小一般比路程小，但当物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程，故B错误；
C、若有外国航母战斗群介入台海局势，我国的“东风”系列导弹可攻击敌方航母的“心脏”--燃烧室，由于要考虑敌方航母的“心脏”在航母上的精确位置，此时敌方航母不能视为质点，故C错误；
D、“天向一号”正奔赴在探索火星的路上，日前进行了二次轨道修正，科技人员在讨论如何修正它的轨道时，不能视“天向一号”为质点，故D正确。
故选：D。
时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，在难以区分是时间还是时刻时，可以通过时间轴来进行区分。
当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时，物体可当作质点。根据这个条件进行判断。位移是矢量，位移的方向由初位置指向末位置。位移的大小不大于路程。路程是标量，是运动路径的长度。当质点做单向直线运动时，位移的大小等于路程。
本题考查了质点、参考系、位移与路程的基本概念，难度不大，属于基础题，多看课本即可。
2.【答案】B
【解析】【分析】
质点是一种理想模型；速度、加速度的定义都运用了比值法；当时间非常小时，我们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即称之为瞬时速度，采用的是极限思维法；在推导匀变速直线运动位移公式时，运用了微元法。
在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。
【解答】
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了理想模型法，故A错误；
B.运动学中速度、加速度的定义都运用了比值法，故B正确；
C.当物体的运动时间Δt趋近于0时，Δt时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了极限思想法，故C错误；
D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后将各小段位移相加，运用了微元法，故D错误。
3.【答案】D
【解析】【分析】
解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度，以及知道速度−时间图线与时间轴所围成的面积表示位移。
速度时间图象的斜率表示加速度，速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，当AB速度相等时，相距最远，当AB图象与坐标轴围成的面积相等时相遇。
【解答】
A.v−t图象斜率等于加速度，由图可知，在减速阶段，两车加速度分别为a1=2v03t0−t0=v0t0 ， a2=v06t0−5t0=v0t0，则A车减速时的加速度等于B车减速时的加速度，A错误；
BC.v−t图象面积等于位移，两车在 2t0∼3t0 之间的某时刻速度相等，该时刻前，两车间距逐渐增大， t=5t0 时，A车与B车位移分别为 x1=12×3t0×2v0=3v0t0 ， x2=12×5t0v0=2.5v0 此时B车还没有追上A车，则速度相等到 t=5t0 过程中，两车间距逐渐减小，故在 t=5t0 前，A、B两车间的距离先增大后减小，BC错误；
D.B车停下时位移为 x′2=12×6t0v0=3v0t0，t=6t0 时两车恰好相遇，则B车停下前不可能撞上A车，D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】A.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)，砖块具有向上的加速度，处于超重状态，故A错误；
B.由牛顿第二定律
N−mg=ma
所以砖块间作用力
N=m(g+a)
大于mg，故B错误；
C.工人甲在将砖块抛出后，砖块具有向下的加速度，处于失重状态，故C正确；
D.工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于0，故D错误；
故选C。
5.【答案】D
【解析】解：AB.熊二刚接触蹦床瞬间具有向下的速度，开始压缩蹦床时，重力大于蹦床的弹力，合力竖直向下，加速度竖直向下，与速度方向相同，所以熊二做加速运动；由于蹦床的弹力逐渐增大，当熊二所受的弹力大于重力时，合力竖直向上，加速度竖直向上，与速度方向相反，熊二开始做减速运动，则当弹力与重力大小相等、方向相反时，熊二的速度最大，所以熊二的速度先增大后减小，A、B错误；
CD.由上分析可知，熊二的加速度方向先向下，随着弹力的增大，合力减小，加速度减小，当熊二的加速度方向向上时，随着弹力的增大，合力增大，加速度增大，所以熊二的加速度先减小后增大，C错误，D正确；
故选D。
6.【答案】A
【解析】以下面三个灯笼作为整体为研究对象，进行受力分析，如图所示：
竖直方向：Tcs30°=3mg，解得 T=3mgcs30∘=2 3mg ，故A正确，BCD错误。
7.【答案】C
【解析】【分析】
本题关键是对水在空中运动的整个过程运用位移时间公式列式求解出总时间，然后根据体积与流量关系公式V=Qt列式求解。
根据竖直上抛运动的对称性，求出其运动时间，计算空中水的体积即可。
【解答】
因为空气阻力不计，把水向下的运动看成自由落体运动，根据h=12gt2，可得t = 3.46s
由于向上喷和向下落的对称性，喷嘴喷出的水在空中运动的时间为2t，空中水的体积为V=0.35 m3/s×2t≈2.4 m3，故C正确，ABD错误。
故选C。
8.【答案】AD
【解析】【分析】
根据速度的物理意义可知，速度描述的是物体运动的快慢的物理量，也即是描述物体位置变化快慢的物理量；速度是矢量，既有大小又方向，速度的方向即为物体的运动方向；在物体运动过程中，物体的速度与物体位移没有必然的联系，速率是瞬时速度的大小，只有大小没有方向。
知道速度的物理意义是描述物体运动快慢，知道速度是矢量，能理解速度与位移、时间间的关系是本题的关键。
【解答】
速度是描述物体运动快慢的物理量，物体位置变化越快，速度越大，但位移不一定大。瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率，是标量。A、D正确。
9.【答案】AD
【解析】【分析】
本题主要考查作用力和反作用力、弹力的方向以及摩擦力。由牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上；对B、C分别受力分析，根据平衡条件分析地面对B、C的摩擦力；弹力的方向总是垂直接触面指向被压或被支持的物体；摩擦力存在有相对运动或相对运动趋势的物体之间，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.B对A的支持力与A对B的压力是一对相互作用力，由牛顿第三定律可知，大小始终相等，故A正确；
B.对B受力分析可知A对B有斜向右下方的弹力，由平衡条件可知，地面对B有水平向左的摩擦力，同理，地面对C有水平向右的摩擦力，故B错误；
C.B对A的支持力属于弹力，方向与接触面垂直，方向向左上方，故C错误；
D.起重机吊走A后，B、C相对地面没有相对运动趋势，因此不受摩擦力，故D正确。
10.【答案】AC
【解析】AB、以物块为研究对象，分析受力情况：重力mg、斜面的支持力N和摩擦力，摩擦力为静摩擦力f，沿斜面向上，A正确、B错误；
CD、根据牛顿第二定律得：f−mgsin30°=ma，解得f=mg/2+ma，故C正确、D错误．
故选：AC．
11.【答案】(1)2.10；(2)甲；(3)40.0
【解析】【分析】
(1)根据弹簧测力计的最小分值和指针位置读数即可；
(2)根据实验的原理分析，本实验的目的是验证力的平行四边形定则，研究合力与分力的关系，用一个弹簧测力计拉伸橡皮筋时，拉力F′的作用线一定沿着OA方向。
(3)根据胡克定律分析即可。
本题考查验证力的平行四边形定则的实验，基础题目。
【解答】
(1)图中弹簧测力计最小分度值为 0.1N ，所以弹簧测力计读数为 2.10N 。
(2)用一只弹簧测力计拉结点时 F′ 与橡皮条一定在同一直线上，故甲中同学的实验结果比较符合实验事实。
(3)根据胡克定律有Fx=k⋅Δx
即k=FxΔx=2−05.00×10−2N/m=40.0N/m。
故填：(1)2.10；(2)甲；(3)40.0。
12.【答案】 BC##CB 交流 0.10 1.07 在质量不变的条件下，物体的加速度与合外力成正比
【解析】(1)[1]
A.平衡摩擦力时，把钩码去掉，将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在重力分力作用下恰好做匀速运动，故A错误；
B.为了保证小车运动过程中，细线拉力恒定不变，调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确；
C.为了充分利用纸带，实验时先接通电源，后释放小车，故C正确；
D.实验中小车的加速度不能太大，故D错误。
故选BC。
(2)[2]实验中打点计时器所使用的是交流电源；
[3]每相邻两计数点间还有4个打点未标出，则每两个计数点间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
[4]根据逐差法可得，小车的加速度为
a=(3.55+4.72−1.44−2.55)×10−24×0.12m/s2=1.07m/s2
(3)[5]改变钩码的个数重复实验，得到加速度 a 与合外力 F 的关系如图丙所示，分析线段 OA ，可得出实验的结论是：在质量不变的条件下，物体的加速度与合外力成正比。
13.【答案】200N，960N
【解析】对石球受力分析如图所示
匀速拉动，由平衡条件有
2Tcsθ=f
N+2Tsinθ=mg
又
f=μN
联立解得
T=200N ， N=960N
14.【答案】解：(1)根据运动学公式v2−v02=2ax
有v02=−2ax=196(m/s)2
a=−7m/s2，则v0=14m/s
根据运动学公式v=v0+at
有t=2s
(2)卡车的平均速度v=xt=9m1.5s=6m/s
由v=v0′+vt2得v0ˈ=12m/s=43.2km/h
结果大于40 km/h，所以卡车违章。
【解析】(1)已知物体运动过程的位移、加速度、末速度，求解初速度时，可以用位移速度关系式，然后用速度时间关系式解出运动时间．
(2)根据v=xt=v0+vt2求出初速度，与40km/h比较即可求解．
本题是匀变速直线运动的基本公式的直接应用，属于比较简单的题目，解题时要学会选择不同阶段重复使用同一个公式，这样很多问题就会迎刃而解了．
15.【答案】解：(1)设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析由牛顿第二定律可知
F−mgsin37°−μmgcs37°=ma1
撤去力后，由牛顿第二定律有
mgsin37°+μmgcs37°=ma2
根据速度图象的斜率等于加速度可知
a1=ΔvΔt=201m/s2=20m/s2
a2=20−101m/s2=10m/s2
联立解得
μ=0.5，
F=30N；
(2)物体向上减速运动的时间t2=va2=2010s=2s
故向上运动的时间t上=t加+t减=1s+2s=3s
3s末物体速度减为零，之后物体下滑，在6s内，下滑的时间t′=t−t上=6s−3s=3s
根据牛顿第二定律有
mgsin37°−μmgcs37°=ma3
解得：a3=2m/s2
由速度时间公式得到
v=a3t′=2×3m/s=6m/s
即物体6s末速度为6m/s；
(3)物体沿斜面上滑的最大位移s=v22a1+v22a2=30m
物体沿斜面上升的最大高度
h=s·sin37°=30×0.6m=18m
答：(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小分别为0.5和30N；
(2)t=6s时物体速度为6m/s；
(3)物体沿斜面上升的最大高度为18m。
【解析】(1)根据受力分析结合牛顿第二定律和图象可以求出力F和动摩擦因数；
(2)利用运动学公式求出t=6s时物体的速度；
(3)根据已知条件，利用运动学公式可以求出沿斜面上升的位移，即可求得上升的高度。
本题考查牛顿第二定律，在分析物体运动状态时，一定要先分析物体的受力情况，结合牛顿第二定律求出加速度，再分析物体的运动情况。
1.下列对于力学的一些基本概念的理解说法正确的是( )
A. 时刻就是极短的时间
B. 位移大小一般比路程小，但当物体做直线运动时，位移大小等于路程
C. 若有外国航母战斗群介入台海局势，我国的“东风”系列导弹可攻击敌方航母的“心脏”——燃烧室，此时敌方航母可视为质点
D. “天向一号”正奔赴在探索火星的路上，日前进行了二次轨道修正，科技人员在讨论如何修正它的轨道时不能视“天同一号”为质点
2.在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、微元法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法
B. 运动学中速度、加速度的定义都运用了比值法
C. 当物体运动时间Δt趋近于0时，Δt时间内平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了极限思想法
3.两车A、B从同一位置由静止开始沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v−t图象如图所示。对A、B运动情况的分析，下列结论正确的是
( )
A. A车减速时的加速度比B车减速时的加速度大
B. 在t=5t0前，A、B两车间的距离一直在减小
C. 在t=5t0前，B车已经追上A车
D. B车停下前不可能撞上A车
4.如图所示，建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处，采用的方式是工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人乙将其接住．每块砖的质量均为m，现只考虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C. 工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重状态
D. 工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于mg
5.如图所示，熊二正在玩蹦床游戏。从熊二接触蹦床至其到达最低点，下列说法正确的是
A. 熊二的速度一直增大B. 熊二的速度一直减小
C. 熊二的加速度一直增大D. 熊二的加速度先减小后增大
6.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中．在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示．设每个红灯笼的质量均为m.则自上往下第二只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为( )
A. 2 3mgB. 2 33mgC. 8 33mgD. 8mg
7.西湖音乐喷泉位于湖滨三公园附近湖面上，高60 m的“音乐喷泉”向人们展露迷人风姿。设最高的那注喷泉竖直向上喷出，且这注喷泉对应的喷嘴的出水量为0.35 m3/s，不计空气阻力，则这注喷泉喷出的空中水的体积约为(g取10 m/s2)
A. 0.7 m3B. 1.75 m3
C. 2.4 m3D. 因喷嘴横截面积未知，故无法确定
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于速度的说法，下列各项正确的是
( )
A. 速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快
B. 速度是描述物体位置变化的快慢，速度大表示物体位置变化大
C. 速度越大，位置变化越快，位移也就越大
D. 瞬时速度的大小通常叫作速率，速度是矢量，速率是标量
9.如图所示，A、B、C三个完全相同的水泥管道静止叠放在水平地面上，则下列说法正确的是( )
A. B对A的支持力大小与A对B的压力大小相等
B. 地面对B、C均没有摩擦力
C. B对A的支持力方向竖直向上
D. 起重机吊走A后，B、C与地面之间没有摩擦力
10.乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择．若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示．在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)，则( )
A. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下
C. 小物块受到的静摩擦力为12mg+maD. 小物块受到的静摩擦力为ma
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用木板、白纸、图钉、橡皮条，细绳套、弹簧测力计、三角板和刻度尺等器材进行“互成角度二力合成”的探究实验。
(1)在某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图1所示，其读数为__________N。
(2)图2是甲、乙两位同学对各自实验数据进行处理的示意图，图中F是用平行四边形作出的合力，F′表示用一只弹簧测力计拉橡皮条时拉力，其中__________同学的实验结果比较符合实验事实。
(3)用刻度尺测出所用弹簧秤的标为“0”刻度线到标为“2”刻度线的距离为5.00cm，则该弹簧称的劲度系数为___________N/m。(保留3位有效数字)
12.某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。
请回答下列问题：
(1)以下实验操作正确的是_____
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码的牵引下恰好做匀速运动
B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C.先接通电源，后释放小车
D.实验中小车的加速度越大越好
(2)实验中打点计时器所使用的是_____(选填“交流”或“直流”)电源，频率为50Hz，图乙中给出的是实验中获取的纸弗的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间的时间间隔是_____s，由该纸带可求得小车的加速度a=_____m/s2。(保留3位有效数字)
(3)改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示，分析线段OA，可得出实验的结论是_____。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图甲所示为很多商业步行街用来阻挡机动车辆进入的石球路障。现有一工作人员用一轻绳绕过石球按图乙所示方式匀速拉动石球，此时两侧轻绳互相平行，且与水平地面间的夹角均为θ=37∘。已知石球路障总质量m=120kg，石球底座与地面间的动摩擦因数μ=13，重力加速度g=10m/s2，不计绳与球面间的摩擦，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求一侧轻绳拉力的大小T及地面对石球支持力的大小N。
14.汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，产生明显的滑动痕迹，即通常所说的刹车线。由刹车线长短可以推算出汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。
(1)若某汽车刹车后至停止的加速度大小为7m/s2，刹车线长为14m。求该汽车从刹车至停下来所用时间t。
(2)某市规定，卡车在市区内行驶，速度不得超过40km/h，一次一辆飞驰的卡车紧急刹车后，经t=1.5s停止，测得路面刹车线长9m，问该卡车是否违章？(假定刹车后卡车做匀减速运动)
15.如图甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1=1s时撤去拉力，物体运动的部分v−t图象如图乙所示，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；
(2)t=6s时物体速度；
(3)物体沿斜面上升的最大高度。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、时刻是指时间轴上一个点，时间是时间轴上两个时刻的差，时刻不能与时间混淆，故A错误；
B、位移大小一般比路程小，但当物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程，故B错误；
C、若有外国航母战斗群介入台海局势，我国的“东风”系列导弹可攻击敌方航母的“心脏”--燃烧室，由于要考虑敌方航母的“心脏”在航母上的精确位置，此时敌方航母不能视为质点，故C错误；
D、“天向一号”正奔赴在探索火星的路上，日前进行了二次轨道修正，科技人员在讨论如何修正它的轨道时，不能视“天向一号”为质点，故D正确。
故选：D。
时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，在难以区分是时间还是时刻时，可以通过时间轴来进行区分。
当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时，物体可当作质点。根据这个条件进行判断。位移是矢量，位移的方向由初位置指向末位置。位移的大小不大于路程。路程是标量，是运动路径的长度。当质点做单向直线运动时，位移的大小等于路程。
本题考查了质点、参考系、位移与路程的基本概念，难度不大，属于基础题，多看课本即可。
2.【答案】B
【解析】【分析】
质点是一种理想模型；速度、加速度的定义都运用了比值法；当时间非常小时，我们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即称之为瞬时速度，采用的是极限思维法；在推导匀变速直线运动位移公式时，运用了微元法。
在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。
【解答】
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了理想模型法，故A错误；
B.运动学中速度、加速度的定义都运用了比值法，故B正确；
C.当物体的运动时间Δt趋近于0时，Δt时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了极限思想法，故C错误；
D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后将各小段位移相加，运用了微元法，故D错误。
3.【答案】D
【解析】【分析】
解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度，以及知道速度−时间图线与时间轴所围成的面积表示位移。
速度时间图象的斜率表示加速度，速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，当AB速度相等时，相距最远，当AB图象与坐标轴围成的面积相等时相遇。
【解答】
A.v−t图象斜率等于加速度，由图可知，在减速阶段，两车加速度分别为a1=2v03t0−t0=v0t0 ， a2=v06t0−5t0=v0t0，则A车减速时的加速度等于B车减速时的加速度，A错误；
BC.v−t图象面积等于位移，两车在 2t0∼3t0 之间的某时刻速度相等，该时刻前，两车间距逐渐增大， t=5t0 时，A车与B车位移分别为 x1=12×3t0×2v0=3v0t0 ， x2=12×5t0v0=2.5v0 此时B车还没有追上A车，则速度相等到 t=5t0 过程中，两车间距逐渐减小，故在 t=5t0 前，A、B两车间的距离先增大后减小，BC错误；
D.B车停下时位移为 x′2=12×6t0v0=3v0t0，t=6t0 时两车恰好相遇，则B车停下前不可能撞上A车，D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】A.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)，砖块具有向上的加速度，处于超重状态，故A错误；
B.由牛顿第二定律
N−mg=ma
所以砖块间作用力
N=m(g+a)
大于mg，故B错误；
C.工人甲在将砖块抛出后，砖块具有向下的加速度，处于失重状态，故C正确；
D.工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于0，故D错误；
故选C。
5.【答案】D
【解析】解：AB.熊二刚接触蹦床瞬间具有向下的速度，开始压缩蹦床时，重力大于蹦床的弹力，合力竖直向下，加速度竖直向下，与速度方向相同，所以熊二做加速运动；由于蹦床的弹力逐渐增大，当熊二所受的弹力大于重力时，合力竖直向上，加速度竖直向上，与速度方向相反，熊二开始做减速运动，则当弹力与重力大小相等、方向相反时，熊二的速度最大，所以熊二的速度先增大后减小，A、B错误；
CD.由上分析可知，熊二的加速度方向先向下，随着弹力的增大，合力减小，加速度减小，当熊二的加速度方向向上时，随着弹力的增大，合力增大，加速度增大，所以熊二的加速度先减小后增大，C错误，D正确；
故选D。
6.【答案】A
【解析】以下面三个灯笼作为整体为研究对象，进行受力分析，如图所示：
竖直方向：Tcs30°=3mg，解得 T=3mgcs30∘=2 3mg ，故A正确，BCD错误。
7.【答案】C
【解析】【分析】
本题关键是对水在空中运动的整个过程运用位移时间公式列式求解出总时间，然后根据体积与流量关系公式V=Qt列式求解。
根据竖直上抛运动的对称性，求出其运动时间，计算空中水的体积即可。
【解答】
因为空气阻力不计，把水向下的运动看成自由落体运动，根据h=12gt2，可得t = 3.46s
由于向上喷和向下落的对称性，喷嘴喷出的水在空中运动的时间为2t，空中水的体积为V=0.35 m3/s×2t≈2.4 m3，故C正确，ABD错误。
故选C。
8.【答案】AD
【解析】【分析】
根据速度的物理意义可知，速度描述的是物体运动的快慢的物理量，也即是描述物体位置变化快慢的物理量；速度是矢量，既有大小又方向，速度的方向即为物体的运动方向；在物体运动过程中，物体的速度与物体位移没有必然的联系，速率是瞬时速度的大小，只有大小没有方向。
知道速度的物理意义是描述物体运动快慢，知道速度是矢量，能理解速度与位移、时间间的关系是本题的关键。
【解答】
速度是描述物体运动快慢的物理量，物体位置变化越快，速度越大，但位移不一定大。瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率，是标量。A、D正确。
9.【答案】AD
【解析】【分析】
本题主要考查作用力和反作用力、弹力的方向以及摩擦力。由牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上；对B、C分别受力分析，根据平衡条件分析地面对B、C的摩擦力；弹力的方向总是垂直接触面指向被压或被支持的物体；摩擦力存在有相对运动或相对运动趋势的物体之间，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.B对A的支持力与A对B的压力是一对相互作用力，由牛顿第三定律可知，大小始终相等，故A正确；
B.对B受力分析可知A对B有斜向右下方的弹力，由平衡条件可知，地面对B有水平向左的摩擦力，同理，地面对C有水平向右的摩擦力，故B错误；
C.B对A的支持力属于弹力，方向与接触面垂直，方向向左上方，故C错误；
D.起重机吊走A后，B、C相对地面没有相对运动趋势，因此不受摩擦力，故D正确。
10.【答案】AC
【解析】AB、以物块为研究对象，分析受力情况：重力mg、斜面的支持力N和摩擦力，摩擦力为静摩擦力f，沿斜面向上，A正确、B错误；
CD、根据牛顿第二定律得：f−mgsin30°=ma，解得f=mg/2+ma，故C正确、D错误．
故选：AC．
11.【答案】(1)2.10；(2)甲；(3)40.0
【解析】【分析】
(1)根据弹簧测力计的最小分值和指针位置读数即可；
(2)根据实验的原理分析，本实验的目的是验证力的平行四边形定则，研究合力与分力的关系，用一个弹簧测力计拉伸橡皮筋时，拉力F′的作用线一定沿着OA方向。
(3)根据胡克定律分析即可。
本题考查验证力的平行四边形定则的实验，基础题目。
【解答】
(1)图中弹簧测力计最小分度值为 0.1N ，所以弹簧测力计读数为 2.10N 。
(2)用一只弹簧测力计拉结点时 F′ 与橡皮条一定在同一直线上，故甲中同学的实验结果比较符合实验事实。
(3)根据胡克定律有Fx=k⋅Δx
即k=FxΔx=2−05.00×10−2N/m=40.0N/m。
故填：(1)2.10；(2)甲；(3)40.0。
12.【答案】 BC##CB 交流 0.10 1.07 在质量不变的条件下，物体的加速度与合外力成正比
【解析】(1)[1]
A.平衡摩擦力时，把钩码去掉，将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在重力分力作用下恰好做匀速运动，故A错误；
B.为了保证小车运动过程中，细线拉力恒定不变，调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确；
C.为了充分利用纸带，实验时先接通电源，后释放小车，故C正确；
D.实验中小车的加速度不能太大，故D错误。
故选BC。
(2)[2]实验中打点计时器所使用的是交流电源；
[3]每相邻两计数点间还有4个打点未标出，则每两个计数点间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
[4]根据逐差法可得，小车的加速度为
a=(3.55+4.72−1.44−2.55)×10−24×0.12m/s2=1.07m/s2
(3)[5]改变钩码的个数重复实验，得到加速度 a 与合外力 F 的关系如图丙所示，分析线段 OA ，可得出实验的结论是：在质量不变的条件下，物体的加速度与合外力成正比。
13.【答案】200N，960N
【解析】对石球受力分析如图所示
匀速拉动，由平衡条件有
2Tcsθ=f
N+2Tsinθ=mg
又
f=μN
联立解得
T=200N ， N=960N
14.【答案】解：(1)根据运动学公式v2−v02=2ax
有v02=−2ax=196(m/s)2
a=−7m/s2，则v0=14m/s
根据运动学公式v=v0+at
有t=2s
(2)卡车的平均速度v=xt=9m1.5s=6m/s
由v=v0′+vt2得v0ˈ=12m/s=43.2km/h
结果大于40 km/h，所以卡车违章。
【解析】(1)已知物体运动过程的位移、加速度、末速度，求解初速度时，可以用位移速度关系式，然后用速度时间关系式解出运动时间．
(2)根据v=xt=v0+vt2求出初速度，与40km/h比较即可求解．
本题是匀变速直线运动的基本公式的直接应用，属于比较简单的题目，解题时要学会选择不同阶段重复使用同一个公式，这样很多问题就会迎刃而解了．
15.【答案】解：(1)设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析由牛顿第二定律可知
F−mgsin37°−μmgcs37°=ma1
撤去力后，由牛顿第二定律有
mgsin37°+μmgcs37°=ma2
根据速度图象的斜率等于加速度可知
a1=ΔvΔt=201m/s2=20m/s2
a2=20−101m/s2=10m/s2
联立解得
μ=0.5，
F=30N；
(2)物体向上减速运动的时间t2=va2=2010s=2s
故向上运动的时间t上=t加+t减=1s+2s=3s
3s末物体速度减为零，之后物体下滑，在6s内，下滑的时间t′=t−t上=6s−3s=3s
根据牛顿第二定律有
mgsin37°−μmgcs37°=ma3
解得：a3=2m/s2
由速度时间公式得到
v=a3t′=2×3m/s=6m/s
即物体6s末速度为6m/s；
(3)物体沿斜面上滑的最大位移s=v22a1+v22a2=30m
物体沿斜面上升的最大高度
h=s·sin37°=30×0.6m=18m
答：(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小分别为0.5和30N；
(2)t=6s时物体速度为6m/s；
(3)物体沿斜面上升的最大高度为18m。
【解析】(1)根据受力分析结合牛顿第二定律和图象可以求出力F和动摩擦因数；
(2)利用运动学公式求出t=6s时物体的速度；
(3)根据已知条件，利用运动学公式可以求出沿斜面上升的位移，即可求得上升的高度。
本题考查牛顿第二定律，在分析物体运动状态时，一定要先分析物体的受力情况，结合牛顿第二定律求出加速度，再分析物体的运动情况。
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