湖北省十堰龙门高中2023-2024学年高一下学期物理入学考试试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．在一端封闭的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡块，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置蜡块沿玻璃管匀速上升。在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速运动，观察蜡块做（ ）
A．匀速直线运动 B．匀减速直线运动
C．匀变速曲线运动 D．匀加速直线运动
【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】蜡块沿玻璃管匀速上升，同时沿水平方向向右匀速运动，两个方向的加速度均为零，即合加速度仍为零，所以蜡块做匀速直线运动，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据运动合成与分解的规律，分析蜡块的运动。
2．（2023·）矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙齿受到牵引线的两个作用力大小均为F，夹角为α（如图），则该牙所受两牵引力的合力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】力是矢量，按照平行四边形合成，根据三角形几何关系可得：
【分析】根据平行四边形定则将两个力进行合成。
3．物体从静止开始做匀加速直线运动，已知第4s内与第2s内的位移之差是8m。则下列说法错误的是（ ）
A．物体运动的加速度为8m/s2
B．第2s末的速度为8m/s
C．第2s内的位移为6m
D．物体在0~3s内的平均速度为6m/s
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.由匀变速直线运动的位移差公式
可得，物体运动的加速度为
A符合题意；
B.由速度为零的匀变速直线运动的速度公式可得，物体第2s末的速度为
B不符合题意；
C.由速度为零的匀变速直线运动的位移公式
可得，物体第2s内的位移
C不符合题意；
D.由平均速度定义可得，物体在0~3s内的平均速度为
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】由匀变速直线运动的位移差公式，计算物体运动的加速度；由匀变速直线运动的速度公式，计算物体第2s末的速度；.由初速度为零的匀变速直线运动的位移公式，计算物体1s内和2s内的位移，差值即为物体第2s内的位移；由平均速度定义，求解物体在0~3s内的平均速度。
4．甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，时刻同时经过公路旁的同一个路标，如图所示，图线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20s的运动情况。下列说法正确的是（ ）
A．在0~10s内两车都做减速直线运动
B．在10~20s内乙车加速度为1m/s2
C．在10s时乙车在甲车前方25m处
D．在0~10s内两车距离越来越小，在10~20s内两车距离越来越大
【答案】C
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知，在0~10s内甲车做匀速直线运动，乙车做匀减速直线运动，A不符合题意；
B.根据加速度的定义式
可得，在10~20s内乙车加速度为
B不符合题意；
C.根据v-t图像与面积表示位移可知，因为时刻同时经过公路旁的同一个路标，所以在10s时乙车在甲车前方
C符合题意；
D.因为时刻同时经过公路旁的同一个路标，而在0~10s内乙车速度始终大于甲车速度，所以两车距离越来越大，在10~20s内甲车速度始终大于乙车速度，所以两车距离越来越小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据v-t图像特点，分析两车的运动性质，由加速度的定义式，求解10~20s内乙车加速度；根据v-t图像与面积表示位移，求出在10s时甲、乙两车前后位置和距离；根据两车初始的位置关系两车的速度关系，判断两车之间距离的变化。
5．如图为一机动车刹车过程中的图像，设初速度v0的方向为正方向。以下说法正确的是（ ）
A．机动车的初速度为4m/s B．机动车的加速度大小为4m/s2
C．机动车运动的最长时间为5s D．机动车运动的最远距离为25m
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB.所给图像对应的数学表达式为
整理可得
对比匀变速直线运动位移时间关系
可得机动车的初速度和加速度分别为
，
AB不符合题意；
C.机动车运动的最长时间为
C不符合题意；
D.机动车运动的最远距离为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】写出所给图像对应的数学表达式，再对比匀变速直线运动位移时间关系，求出机动车的初速度和加速度；由变速直线运动的速度公式和位移公式，求出机动车运动的最长时间和最远距离。
6．如图所示，物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角为时，物块静止不动；当木板的倾角为时，物块匀加速下滑，在这两种情况下，物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为（ ）
A．0.5 B． C． D．
【答案】D
【知识点】摩擦力的判断与计算；共点力的平衡
【解析】【解答】分析物块受力，受力重力、支持力和摩擦力，当木板的倾角为30°时，物块静止，由共点力平衡条件可得
当木板的倾角为45°时，物块匀加速下滑，物块受到的摩擦力大小为
又
解得物块和木板间的动摩擦因数为
D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】分析物块受力，根据题意条件，分别求出木板倾角为30°和45°时物块受到摩擦力，再根据二者的相等关系，求出物块和木板间的动摩擦因数。
7．流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积，在生活中经常需要测量流量来解决实际问题。环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水。如图所示。他测出水平管口距落点的竖直高度为h，管口的直径为d，污水落点距管口的水平距离为，重力加速度为g。根据这些测量计算排出污水的流量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】污水从管口排出做平抛运动，设水流离开管口的速度为v，根据平抛运动规律，有
，
可得
则污水的流量为
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据平抛的运动规律求出水流离开管口的速度，再计算排出污水的流量。
8．如下图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计。下端挂了一个重物，电梯静止时，弹簧测力计的示数为20N，在电梯运行过程中的某时刻。电梯里的小明观察到弹簧测力计示数变为12N，以下说法正确的是（ ）（g取）
A．此时电梯可能向上加速运动。加速度大小为
B．此时电梯可能向下加速运动，加速度大小为
C．此时小明对电梯压力的大小等于电梯对小明支持力的大小
D．此时小明所受到的重力变小了
【答案】B,C
【知识点】牛顿第三定律；牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】AB.当电梯静止时，弹簧测力计的示数等于重物的重力，即
mg=20N
若弹簧测力计示数变为12N，根据牛顿第二定律可得
mg-T=ma
解得
方向竖直向下，电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，A不符合题意，B符合题意；
C.小明对电梯压力与电梯对小明支持力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，无论运动状态如何，小明对电梯压力的大小始终等于电梯对小明支持力的大小，C符合题意；
D.虽然小明加速度向下，处于失重状态，但所受到的重力并没有变化，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】由电梯静止时弹簧测力计的示数求出物体的重力，再由牛顿第二定律求出弹簧测力计示数变为12N时电梯的加速度，根据加速度方向，得出电梯可能的运动方向；根据牛顿第三定律分析小明对电梯压力与电梯对小明支持力的大小关系；当物体处于超重或失重状态时，物体的实际重力不变。
9．图甲中有一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块，木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到乙图的a－F图。取g=10m/s2，则（ ）
A．滑块的质量m=2kg B．木板的质量M=2kg
C．滑块与木板间动摩擦因数为0.1 D．当F=8N时滑块加速度为2m/s2
【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】AB.由图可知，时，长木板和小滑块保持相对静止一起运动，当F>6N时，小滑块相对长木板发生滑动，当F=6N时，加速度为，对整体分析，由牛顿第二定律有
F=(M+m)a
代入数据解得
M+m=6kg
当F>6N时，对木板，根据牛顿第二定律得
知图线的斜率
解得
M=2kg
滑块的质量
m=4kg
A不符合题意，B符合题意；
C.当F=6N时，小滑块与长木板间的摩擦力达到最大静摩擦力，对长木板，由牛顿第二定律可得
即
解得
μ=0.1
C符合题意；
D.当F=8N时，对滑块，根据牛顿第二定律得
解得
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】分析随着F的增加，小滑块和长木板的运动情况，然后结合图中数据，由牛顿第二定律列式，求出小滑块和长木板的质量；当F=6N时，小滑块与长木板间的摩擦力达到最大静摩擦力，以长木板为研究对象，由牛顿第二定律求出滑块与木板间动摩擦因数；当F=8N时，以滑块为研究对象，由牛顿第二定律，求出此时滑块的加速度。
10．（2023高一下·赣州月考）如图所示，一运动员在对着墙壁练习射门，先后两次将足球从同一位置斜向上踢出，其中有两次足球垂直撞在竖直墙面上，若只考虑重力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A．足球在空中运动的加速度，两次一样大
B．足球撞墙的速度，第一次可能比第二次大
C．从踢出到撞墙，第一次足球在空中运动的时间一定更长
D．踢出时的速度，第一次一定比第二次大
【答案】A,C
【知识点】运动的合成与分解；斜抛运动
【解析】【解答】
A.足球在空中运动时，水平方向做匀速运动，竖直方向为匀减速运动，的加速度为重力加速度，所以两次运动的加速度相同，故A正确；
B.两次足球垂直撞在墙面上，说明竖直方向速度为0，由图可知，第一次球运动的高度更高，根据公式可知第一次足球运动的时间更长，但两次足球在水平方向运动距离相同，根据公式可知，第一次足球撞墙的速度小于第二次，故B错误；
C.根据以上分析，可知C正确；
D.由以上分析可知，第一次足球的水平速度小于第二次，根据公式可知，第一次足球竖直方向的速度大于第二次，则的大小不能确定，故D错误；
故答案为：A，C。
【分析】
（1）根据公式判断运动时间；
（2）根据公式求速度；
（3）根据公式求和速度。
二、实验题（本题共2小题，11题7分，12题9分，总计16分）
11．（2019高三上·衡阳月考）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500
N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：
（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是 N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为 N.
（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 (填“变大”“变小”或“不变”)．
【答案】（1）3.00；4.00
（2）变大；变大
【知识点】验证力的平行四边形定则；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】（1）根据胡克定律可知， ；
根据弹簧秤的读数方法可知，a的读数为3.00N；两弹簧秤夹角为90°，则可知，b的读数为： ；（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角；如图所示；则可知两弹簧秤的示数均变大；
【分析】（1）利用胡克定律可以求出读数的大小；结合力的分解可以求出b的读数大小；
（2）利用平行四边形定则可以判别两个弹力大小的变化。
12．小李同学利用如图所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。该装置中，遮光条宽度为d，记录经过光电门1和光电门2的时间分别为、，小车从光电门1运动到光电门2的时间为t。调节定滑轮高度，使细线平行于气垫导轨，通过调节气垫导轨下的螺母，使气垫导轨水平。
（1）探究加速度与质量关系时，要进行槽码总质量m和小车质量M的选取，以下最合理的一组是____。
A．，、10g、15g、20 g、25g、30g
B．，、40g、60g、80g、100g、120g
C．，、10g、15g、20g、25g、30g
D．，、40g、60g、80g、100g、120g
（2）在探究加速度与合外力关系时，通过运动学公式计算出滑块的加速度 （用已知字母表示）。
若在上图所示装置的槽码上方，增加一个力传感器，改变槽码质量，则图中所示的四个a-F图像中能正确反映加速度a与传感器的示数F之间规律的是 。
A.
B.
C.
D.
（3）小李同学又设计了如下实验方案：共有n个槽码，每个槽码质量为m，槽码盘的质量为，小车的质量为M，重力加速度为g。初始时，所有槽码都在小车上，后续每做完一组实验，都将一个槽码从小车转移到槽码盘中。该实验方案是控制变量法，控制小车和 、 的总质量保持不变。当槽码盘中有k个槽码时（），小车的加速度 （用，m，M，k，n，g表示）。
【答案】（1）C
（2）；B
（3）槽码；槽码盘；
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）探究加速度与质量关系时，由于不能直接得到小车受到细线上拉力，所以要用槽码的重力代替细绳上的拉力，这种情况下，要求槽码和槽码盘的总质量要远小于小车的质量，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
（2）小车经过光电1、2时的速度为
，
根据匀变速直线运动加速度的定义式
可得，滑块的加速度
若在上图所示装置的槽码上方，增加一个力传感器，则细线的拉力大小即为传感器的示数，根据牛顿第二定律可得
（M为小车和力传感器的总质量），可知a-F图像为过原点的倾斜直线，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
（3）该实验方案是控制变量法，控制小车和槽码、槽码盒的总质量保持不变。当槽码盘中有k个槽码时（k≤n），以整个运动系统为研究对象，根据牛顿第二定律可得
整理得小车的加速度
【分析】（1）在细线上的拉力不能直接测量时，要在槽码和槽码盘的总质量要远小于小车的质量的前提下，用槽码和槽码盘的总重力代替细绳上的拉力；（2）根据匀变速直线运动加速度的定义式，求出滑块的加速度；由牛顿第二定律推导a-F的表达式，得出对应的正确图像；（3）根据实验原理分析实验采取的方法，以整个运动系统为研究对象，由牛顿第二定律求出当槽码盘中有k个槽码时，小车的加速度。
三、解答题（本题共3小题，13题12分，14题14分，15题18分，总计44分）
13．如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为的圆环（杆对圆环的支持力向水平左），地面上放一质量为的物块，物块与地面间的动摩擦因数为，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为，。（重力加速度，取，），求：
（1）绳对环的拉力大小；
（2）物块对地面的摩擦力及压力大小。
【答案】（1）解：以圆环为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得绳对环的拉力大小
（2）解：以物块为研究对象，水平方向根据受力平衡可得
由牛顿第三定律可知，物块对地面的摩擦力大小为
竖直方向根据受力平衡可得
解得
由牛顿第三定律可知，物块对地面压力大小与物块所受的支持力大小相等
【知识点】牛顿第三定律；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）分析圆环受力，由共点力平衡条件求解绳对环的拉力大小；（2）分析物块受力，由共点力平衡条件求出物块受到摩擦力和支持力，由牛顿第三定律得到物块对地面的摩擦力和压力大小。
14．在地面以初速度v0=50m/s竖直向上抛出A小球，取g=10m/s2求：
（1）A抛出经多长时间后落回抛出点？
（2）A抛出后离抛出点的最大距离是多少？
（3）若有另一小球B在A抛出后2s于同一位置以相同的初速度抛出，B抛出后经多长时间A、B相遇？
（4）相遇时A、B距地面的高度是多少？
【答案】（1）解：A抛出后落回抛出点的时间
（2）解：A抛出后离抛出点的最大距离是
（3）解：设B抛出后经t2时间A、B相遇，相遇时两物体位移相等
解得
（4）解：相遇时A、B距地面的高度是
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【分析】（1）根据竖直上抛的运动规律，由速度与时间的关系，求解A落回抛出点的时间；（2）A向上运动到最高点时离抛出点最远，由位移与速度的关系式求出A抛出后离抛出点的最大距离；（3）根据两小球相遇时的位移关系，求解B抛出后与A、B相遇的时间；（4）根据（3）中得到的时间，由位移与时间的关系，求出相遇时A、B距地面的高度。
15．（2022高一下·柳州期末）“智勇大冲关”最后一关有如图所示的滑道，冲关者坐上坐垫从A点静止开始沿倾斜直轨道AB滑下，斜道倾角；离B点很近衔接一长的水平传送带，B与C两点可认为平滑衔接（速度大小不变），A点距传送带垂直距离为，冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上一点E；已知：传送带末端距水面高度，坐垫与AB斜道间动摩擦因数为，坐垫与传送带间动摩擦因数为（，），；求：
（1）冲关者在倾斜直轨道AB滑下时的加速度大小与到达B点时的速度大小；
（2）如果传送带不动，求冲关者冲过D点后的平抛水平射程；
（3）如果传送带以3m/s的速度沿顺时针方向转动，求冲关者冲过D点后的平抛水平射程。
【答案】（1）解：在斜道AB上运动时，对人与坐垫分析由牛顿第二定律有
解得
又由
解得
（2）解：若传送带不动，则从C到D有
由
可得
所以从C运动到D过程一直减速
由
解得
过D点后做平抛运动
则水平射程
（3）解：当传送带速度为时，从C到D过程先减速到3m/s后匀速，即
则水平射程
【知识点】机械能综合应用
【解析】【分析】（1）对人与坐垫进行受力分析，根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。
（2）若传送带不动。根据运动学公式计算冲关者冲出时的速度大小，再根据平抛运动的相关规律列方程求解。
（3）若传送带顺时针转动，分析冲出时的速度大小，再根据平抛运动规律列方程求解。
1 / 1湖北省十堰龙门高中2023-2024学年高一下学期物理入学考试试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．在一端封闭的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡块，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置蜡块沿玻璃管匀速上升。在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速运动，观察蜡块做（ ）
A．匀速直线运动 B．匀减速直线运动
C．匀变速曲线运动 D．匀加速直线运动
2．（2023·）矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙齿受到牵引线的两个作用力大小均为F，夹角为α（如图），则该牙所受两牵引力的合力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．物体从静止开始做匀加速直线运动，已知第4s内与第2s内的位移之差是8m。则下列说法错误的是（ ）
A．物体运动的加速度为8m/s2
B．第2s末的速度为8m/s
C．第2s内的位移为6m
D．物体在0~3s内的平均速度为6m/s
4．甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，时刻同时经过公路旁的同一个路标，如图所示，图线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20s的运动情况。下列说法正确的是（ ）
A．在0~10s内两车都做减速直线运动
B．在10~20s内乙车加速度为1m/s2
C．在10s时乙车在甲车前方25m处
D．在0~10s内两车距离越来越小，在10~20s内两车距离越来越大
5．如图为一机动车刹车过程中的图像，设初速度v0的方向为正方向。以下说法正确的是（ ）
A．机动车的初速度为4m/s B．机动车的加速度大小为4m/s2
C．机动车运动的最长时间为5s D．机动车运动的最远距离为25m
6．如图所示，物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角为时，物块静止不动；当木板的倾角为时，物块匀加速下滑，在这两种情况下，物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为（ ）
A．0.5 B． C． D．
7．流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积，在生活中经常需要测量流量来解决实际问题。环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水。如图所示。他测出水平管口距落点的竖直高度为h，管口的直径为d，污水落点距管口的水平距离为，重力加速度为g。根据这些测量计算排出污水的流量为（ ）
A． B． C． D．
8．如下图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计。下端挂了一个重物，电梯静止时，弹簧测力计的示数为20N，在电梯运行过程中的某时刻。电梯里的小明观察到弹簧测力计示数变为12N，以下说法正确的是（ ）（g取）
A．此时电梯可能向上加速运动。加速度大小为
B．此时电梯可能向下加速运动，加速度大小为
C．此时小明对电梯压力的大小等于电梯对小明支持力的大小
D．此时小明所受到的重力变小了
9．图甲中有一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块，木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到乙图的a－F图。取g=10m/s2，则（ ）
A．滑块的质量m=2kg B．木板的质量M=2kg
C．滑块与木板间动摩擦因数为0.1 D．当F=8N时滑块加速度为2m/s2
10．（2023高一下·赣州月考）如图所示，一运动员在对着墙壁练习射门，先后两次将足球从同一位置斜向上踢出，其中有两次足球垂直撞在竖直墙面上，若只考虑重力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A．足球在空中运动的加速度，两次一样大
B．足球撞墙的速度，第一次可能比第二次大
C．从踢出到撞墙，第一次足球在空中运动的时间一定更长
D．踢出时的速度，第一次一定比第二次大
二、实验题（本题共2小题，11题7分，12题9分，总计16分）
11．（2019高三上·衡阳月考）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500
N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：
（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是 N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为 N.
（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 (填“变大”“变小”或“不变”)．
12．小李同学利用如图所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。该装置中，遮光条宽度为d，记录经过光电门1和光电门2的时间分别为、，小车从光电门1运动到光电门2的时间为t。调节定滑轮高度，使细线平行于气垫导轨，通过调节气垫导轨下的螺母，使气垫导轨水平。
（1）探究加速度与质量关系时，要进行槽码总质量m和小车质量M的选取，以下最合理的一组是____。
A．，、10g、15g、20 g、25g、30g
B．，、40g、60g、80g、100g、120g
C．，、10g、15g、20g、25g、30g
D．，、40g、60g、80g、100g、120g
（2）在探究加速度与合外力关系时，通过运动学公式计算出滑块的加速度 （用已知字母表示）。
若在上图所示装置的槽码上方，增加一个力传感器，改变槽码质量，则图中所示的四个a-F图像中能正确反映加速度a与传感器的示数F之间规律的是 。
A.
B.
C.
D.
（3）小李同学又设计了如下实验方案：共有n个槽码，每个槽码质量为m，槽码盘的质量为，小车的质量为M，重力加速度为g。初始时，所有槽码都在小车上，后续每做完一组实验，都将一个槽码从小车转移到槽码盘中。该实验方案是控制变量法，控制小车和 、 的总质量保持不变。当槽码盘中有k个槽码时（），小车的加速度 （用，m，M，k，n，g表示）。
三、解答题（本题共3小题，13题12分，14题14分，15题18分，总计44分）
13．如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为的圆环（杆对圆环的支持力向水平左），地面上放一质量为的物块，物块与地面间的动摩擦因数为，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为，。（重力加速度，取，），求：
（1）绳对环的拉力大小；
（2）物块对地面的摩擦力及压力大小。
14．在地面以初速度v0=50m/s竖直向上抛出A小球，取g=10m/s2求：
（1）A抛出经多长时间后落回抛出点？
（2）A抛出后离抛出点的最大距离是多少？
（3）若有另一小球B在A抛出后2s于同一位置以相同的初速度抛出，B抛出后经多长时间A、B相遇？
（4）相遇时A、B距地面的高度是多少？
15．（2022高一下·柳州期末）“智勇大冲关”最后一关有如图所示的滑道，冲关者坐上坐垫从A点静止开始沿倾斜直轨道AB滑下，斜道倾角；离B点很近衔接一长的水平传送带，B与C两点可认为平滑衔接（速度大小不变），A点距传送带垂直距离为，冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上一点E；已知：传送带末端距水面高度，坐垫与AB斜道间动摩擦因数为，坐垫与传送带间动摩擦因数为（，），；求：
（1）冲关者在倾斜直轨道AB滑下时的加速度大小与到达B点时的速度大小；
（2）如果传送带不动，求冲关者冲过D点后的平抛水平射程；
（3）如果传送带以3m/s的速度沿顺时针方向转动，求冲关者冲过D点后的平抛水平射程。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】蜡块沿玻璃管匀速上升，同时沿水平方向向右匀速运动，两个方向的加速度均为零，即合加速度仍为零，所以蜡块做匀速直线运动，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据运动合成与分解的规律，分析蜡块的运动。
2．【答案】B
【知识点】力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】力是矢量，按照平行四边形合成，根据三角形几何关系可得：
【分析】根据平行四边形定则将两个力进行合成。
3．【答案】A
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.由匀变速直线运动的位移差公式
可得，物体运动的加速度为
A符合题意；
B.由速度为零的匀变速直线运动的速度公式可得，物体第2s末的速度为
B不符合题意；
C.由速度为零的匀变速直线运动的位移公式
可得，物体第2s内的位移
C不符合题意；
D.由平均速度定义可得，物体在0~3s内的平均速度为
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】由匀变速直线运动的位移差公式，计算物体运动的加速度；由匀变速直线运动的速度公式，计算物体第2s末的速度；.由初速度为零的匀变速直线运动的位移公式，计算物体1s内和2s内的位移，差值即为物体第2s内的位移；由平均速度定义，求解物体在0~3s内的平均速度。
4．【答案】C
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知，在0~10s内甲车做匀速直线运动，乙车做匀减速直线运动，A不符合题意；
B.根据加速度的定义式
可得，在10~20s内乙车加速度为
B不符合题意；
C.根据v-t图像与面积表示位移可知，因为时刻同时经过公路旁的同一个路标，所以在10s时乙车在甲车前方
C符合题意；
D.因为时刻同时经过公路旁的同一个路标，而在0~10s内乙车速度始终大于甲车速度，所以两车距离越来越大，在10~20s内甲车速度始终大于乙车速度，所以两车距离越来越小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据v-t图像特点，分析两车的运动性质，由加速度的定义式，求解10~20s内乙车加速度；根据v-t图像与面积表示位移，求出在10s时甲、乙两车前后位置和距离；根据两车初始的位置关系两车的速度关系，判断两车之间距离的变化。
5．【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB.所给图像对应的数学表达式为
整理可得
对比匀变速直线运动位移时间关系
可得机动车的初速度和加速度分别为
，
AB不符合题意；
C.机动车运动的最长时间为
C不符合题意；
D.机动车运动的最远距离为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】写出所给图像对应的数学表达式，再对比匀变速直线运动位移时间关系，求出机动车的初速度和加速度；由变速直线运动的速度公式和位移公式，求出机动车运动的最长时间和最远距离。
6．【答案】D
【知识点】摩擦力的判断与计算；共点力的平衡
【解析】【解答】分析物块受力，受力重力、支持力和摩擦力，当木板的倾角为30°时，物块静止，由共点力平衡条件可得
当木板的倾角为45°时，物块匀加速下滑，物块受到的摩擦力大小为
又
解得物块和木板间的动摩擦因数为
D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】分析物块受力，根据题意条件，分别求出木板倾角为30°和45°时物块受到摩擦力，再根据二者的相等关系，求出物块和木板间的动摩擦因数。
7．【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】污水从管口排出做平抛运动，设水流离开管口的速度为v，根据平抛运动规律，有
，
可得
则污水的流量为
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据平抛的运动规律求出水流离开管口的速度，再计算排出污水的流量。
8．【答案】B,C
【知识点】牛顿第三定律；牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】AB.当电梯静止时，弹簧测力计的示数等于重物的重力，即
mg=20N
若弹簧测力计示数变为12N，根据牛顿第二定律可得
mg-T=ma
解得
方向竖直向下，电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，A不符合题意，B符合题意；
C.小明对电梯压力与电梯对小明支持力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，无论运动状态如何，小明对电梯压力的大小始终等于电梯对小明支持力的大小，C符合题意；
D.虽然小明加速度向下，处于失重状态，但所受到的重力并没有变化，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】由电梯静止时弹簧测力计的示数求出物体的重力，再由牛顿第二定律求出弹簧测力计示数变为12N时电梯的加速度，根据加速度方向，得出电梯可能的运动方向；根据牛顿第三定律分析小明对电梯压力与电梯对小明支持力的大小关系；当物体处于超重或失重状态时，物体的实际重力不变。
9．【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】AB.由图可知，时，长木板和小滑块保持相对静止一起运动，当F>6N时，小滑块相对长木板发生滑动，当F=6N时，加速度为，对整体分析，由牛顿第二定律有
F=(M+m)a
代入数据解得
M+m=6kg
当F>6N时，对木板，根据牛顿第二定律得
知图线的斜率
解得
M=2kg
滑块的质量
m=4kg
A不符合题意，B符合题意；
C.当F=6N时，小滑块与长木板间的摩擦力达到最大静摩擦力，对长木板，由牛顿第二定律可得
即
解得
μ=0.1
C符合题意；
D.当F=8N时，对滑块，根据牛顿第二定律得
解得
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】分析随着F的增加，小滑块和长木板的运动情况，然后结合图中数据，由牛顿第二定律列式，求出小滑块和长木板的质量；当F=6N时，小滑块与长木板间的摩擦力达到最大静摩擦力，以长木板为研究对象，由牛顿第二定律求出滑块与木板间动摩擦因数；当F=8N时，以滑块为研究对象，由牛顿第二定律，求出此时滑块的加速度。
10．【答案】A,C
【知识点】运动的合成与分解；斜抛运动
【解析】【解答】
A.足球在空中运动时，水平方向做匀速运动，竖直方向为匀减速运动，的加速度为重力加速度，所以两次运动的加速度相同，故A正确；
B.两次足球垂直撞在墙面上，说明竖直方向速度为0，由图可知，第一次球运动的高度更高，根据公式可知第一次足球运动的时间更长，但两次足球在水平方向运动距离相同，根据公式可知，第一次足球撞墙的速度小于第二次，故B错误；
C.根据以上分析，可知C正确；
D.由以上分析可知，第一次足球的水平速度小于第二次，根据公式可知，第一次足球竖直方向的速度大于第二次，则的大小不能确定，故D错误；
故答案为：A，C。
【分析】
（1）根据公式判断运动时间；
（2）根据公式求速度；
（3）根据公式求和速度。
11．【答案】（1）3.00；4.00
（2）变大；变大
【知识点】验证力的平行四边形定则；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】（1）根据胡克定律可知， ；
根据弹簧秤的读数方法可知，a的读数为3.00N；两弹簧秤夹角为90°，则可知，b的读数为： ；（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角；如图所示；则可知两弹簧秤的示数均变大；
【分析】（1）利用胡克定律可以求出读数的大小；结合力的分解可以求出b的读数大小；
（2）利用平行四边形定则可以判别两个弹力大小的变化。
12．【答案】（1）C
（2）；B
（3）槽码；槽码盘；
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）探究加速度与质量关系时，由于不能直接得到小车受到细线上拉力，所以要用槽码的重力代替细绳上的拉力，这种情况下，要求槽码和槽码盘的总质量要远小于小车的质量，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
（2）小车经过光电1、2时的速度为
，
根据匀变速直线运动加速度的定义式
可得，滑块的加速度
若在上图所示装置的槽码上方，增加一个力传感器，则细线的拉力大小即为传感器的示数，根据牛顿第二定律可得
（M为小车和力传感器的总质量），可知a-F图像为过原点的倾斜直线，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
（3）该实验方案是控制变量法，控制小车和槽码、槽码盒的总质量保持不变。当槽码盘中有k个槽码时（k≤n），以整个运动系统为研究对象，根据牛顿第二定律可得
整理得小车的加速度
【分析】（1）在细线上的拉力不能直接测量时，要在槽码和槽码盘的总质量要远小于小车的质量的前提下，用槽码和槽码盘的总重力代替细绳上的拉力；（2）根据匀变速直线运动加速度的定义式，求出滑块的加速度；由牛顿第二定律推导a-F的表达式，得出对应的正确图像；（3）根据实验原理分析实验采取的方法，以整个运动系统为研究对象，由牛顿第二定律求出当槽码盘中有k个槽码时，小车的加速度。
13．【答案】（1）解：以圆环为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得绳对环的拉力大小
（2）解：以物块为研究对象，水平方向根据受力平衡可得
由牛顿第三定律可知，物块对地面的摩擦力大小为
竖直方向根据受力平衡可得
解得
由牛顿第三定律可知，物块对地面压力大小与物块所受的支持力大小相等
【知识点】牛顿第三定律；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）分析圆环受力，由共点力平衡条件求解绳对环的拉力大小；（2）分析物块受力，由共点力平衡条件求出物块受到摩擦力和支持力，由牛顿第三定律得到物块对地面的摩擦力和压力大小。
14．【答案】（1）解：A抛出后落回抛出点的时间
（2）解：A抛出后离抛出点的最大距离是
（3）解：设B抛出后经t2时间A、B相遇，相遇时两物体位移相等
解得
（4）解：相遇时A、B距地面的高度是
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【分析】（1）根据竖直上抛的运动规律，由速度与时间的关系，求解A落回抛出点的时间；（2）A向上运动到最高点时离抛出点最远，由位移与速度的关系式求出A抛出后离抛出点的最大距离；（3）根据两小球相遇时的位移关系，求解B抛出后与A、B相遇的时间；（4）根据（3）中得到的时间，由位移与时间的关系，求出相遇时A、B距地面的高度。
15．【答案】（1）解：在斜道AB上运动时，对人与坐垫分析由牛顿第二定律有
解得
又由
解得
（2）解：若传送带不动，则从C到D有
由
可得
所以从C运动到D过程一直减速
由
解得
过D点后做平抛运动
则水平射程
（3）解：当传送带速度为时，从C到D过程先减速到3m/s后匀速，即
则水平射程
【知识点】机械能综合应用
【解析】【分析】（1）对人与坐垫进行受力分析，根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。
（2）若传送带不动。根据运动学公式计算冲关者冲出时的速度大小，再根据平抛运动的相关规律列方程求解。
（3）若传送带顺时针转动，分析冲出时的速度大小，再根据平抛运动规律列方程求解。
1 / 1
