2023-2024学年广东省深圳市福田中学高一（上）期末物理试卷(含解析）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年广东省深圳市福田中学高一（上）期末物理试卷(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 143.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-17 10:18:57 | ||
图片预览
文档简介
2023-2024学年广东省深圳市福田中学高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年，我国自主研发的大型民用客机顺利完成持续小时分钟的首飞任务，该飞机总长米、翼展米、高度米、总重吨。下列哪个是国际单位制中的基本单位( )
A. 小时 B. 分钟 C. 米 D. 吨
2.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图、分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A. 图通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动的结论
B. 图中先在倾角较小的斜面上实验，可“冲淡”重力，便于测量
C. 图中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D. 图的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持的结论
3.一个圆球形薄壳容器所受重力为，用一细线悬挂起来，如图所示。现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是( )
A. 系统的重心慢慢下降
B. 有可能绳的方向不竖直
C. 系统对地球的引力先减小后增大
D. 系统的重心先下降后上升
4.某次列车出站时做匀加速运动，途中连续经过三个测试点、、，已知段距离为段的一半，段平均速度为，段平均速度为，如图所示，则列车经过点时速度大小为( )
A. B. C. D.
5.一枚火箭由地面竖直向上发射，其图象如图所示，则( )
A. 火箭在时间内向下运动
B. 火箭能上升的最大高度为
C. 火箭上升阶段的平均速度大小为
D. 火箭运动过程中的最大加速度大小为
6.如图所示，质量为的人站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 人未受到摩擦力作用
B. 人处于超重状态
C. 踏板对人的摩擦力大小
D. 踏板对人的支持力大小
7.如图所示是输电的部分线路。、两点是电线杆与输电线的连接点，输电线质量分布均匀，下列说法正确的是( )
A. 若、两点等高，、两端点对输电线的拉力相同
B. 若点高于点，输电线两端的切线与竖直方向的夹角
C. 若点高于点，、两端点对输电线的拉力大小
D. 由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，输电线两端的弹力变大
二、多选题：本大题共4小题，共22分。
8.如图所示，两根轻弹簧下面均连接一个质量为的小球，上面一根弹簧的上端固定在天花板上，两小球之间通过一不可伸长的细绳相连接，细绳受到的拉力大小等于。在剪断两球之间细绳的瞬间，以下关于球的加速度大小、球的加速度大小正确的是( )
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
9.如图所示，半径为的光滑圆环竖直固定，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环的最高点，另一端与套在环上的质量为的小球相连。小球静止在点时，弹簧与竖直方向夹角，已知重力加速度大小为，则( )
A. 小球对圆环的弹力方向指向圆心
B. 圆环对小球的弹力大小为
C. 弹簧的劲度系数为
D. 若换用原长相同，劲度系数更大的轻质弹簧，小球将在点下方达到受力平衡
10.某校课外活动小组自制一枚水火箭，水火箭竖直向上运动到距离地面的高度为时，水火箭内的液体全部向下喷出而失去动力，此时水火箭的速度大小为，水火箭将继续做直线运动忽略水火箭箭头调整的时间及空气阻力的影响，水火箭可看成质点，重力加速度为，则水火箭从失去动力到落地时所用的时间及水火箭上升的最高点到地面的距离分别为( )
A. B.
C. D.
11.如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，物块放在斜面上时恰能沿斜面匀速下滑，若物块在下滑过程中施加一恒力作用，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为，已知斜面倾角为，则在下滑过程中正确的是( )
A. 若力竖直向下，物块将仍沿斜面匀速下滑
B. 若力垂直斜面向下，物块仍能保持匀速下滑
C. 若力沿斜面向下，斜面受到地面给的摩擦力方向水平向右
D. 地面对斜面无摩擦力
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
12.某实验小组利用如图所示的实验装置来测量橡皮绳的劲度系数。将手机悬挂在橡皮绳下，用手机软件中的位移传感器，可以测量手机在竖直方向上的位移。该实验小组进行了如下主要的实验步骤：
将橡皮绳分别与手机和铁架台相连接，使手机重心和橡皮绳在同一竖直线上；
用手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机中的位移传感器软件；
缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度；
在手机正下方悬挂不同个数的钩码，每个钩码的质量，缓慢释放，当钩码平衡时，记录下从橡皮绳原长开始下降的伸长量；
重复上述步操作；
作出悬挂钩码数量及对应手机从橡皮绳原长开始下降的伸长量的关系图像，如图所示。
根据图像，回答以下问题：
不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为 ______；
钩码个数与橡皮绳从原长开始下降的伸长量之间的函数关系式为 ______用字母、、、、表示；
该橡皮绳的劲度系数 ______取。
13.某研究性学习小组利用如图所示的装置探究小车的加速度与质量的关系。
以下操作正确的是______。
A.拉小车的细线一定要始终保持与桌面平行
B.拉小车的细线一定要始终保持与平面轨道平行
C.平衡摩擦力时，一定要将钩码通过细线与小车相连
D.每次改变小车的质量时，都要重新移动垫木的位置以平衡摩擦力
本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的总重力，由此造成的误差______填“能”或“不能”通过多次测量来减小误差。
正确平衡摩擦后，按住小车，在小车中放入砝码，挂上钩码，打开打点计时器电源，释放小车，得到一条带有清晰点迹的纸带；
在保证小车和砝码质量之和远大于钩码质量条件下，改变小车中砝码的质量，重复操作，得到多条纸带。记下小车中的砝码质量，利用纸带测量计算小车加速度。如图是其中一条纸带，、、、、是计数点，相邻两个计数点间都有个计时点没有标出，已知交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为______结果保留三位有效数字。
已知某次小车的质量为，若钩码的质量为，小车的质量为，细线中拉力的真实值为，则 ______用、、表示。若实验要求相对误差不超过，即，则实验中选取钩码的质量时应该满足： ______。重力加速度取
四、简答题：本大题共3小题，共34分。
14.如图所示，已知物块、的质量分别为，，、间的动摩擦因数为，与水平地面之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取，在水平力的推动下，要使、一起运动且恰好不下滑，求：
对的弹力的大小与方向；
力的大小。
15.如图所示，一平直的传送带以速率匀速运行，把工件从处运送到处。、间的距离，工件与传送带间的动摩擦因数。若在处把工件无初速度地轻轻放到传送带上，取，求：
工件刚放上传送带时，加速度多大？
工件经过多长时间能被传送到处？
若传送带的速度大小可调节，为使工件从到运动的时间最短，传送带的速度应满足什么条件？
16.如图所示，水平地面上依次摆放两块完全相同的木板，长度均为，质量均为。一质量为的物块可视为质点以的速度冲上木板的左端，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。
若物块滑上木板时，木板不动，而滑上木板时，木板开始滑动，求应满足的条件；
若，求物块滑到木板右端时的速度大小和在木板上运动的时间；
若，请通过计算判断物块能否从木板右端离开，若不能离开，求物块最终离板左端的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、小时与分钟是时间的常用单位，不是国际单位制中的单位，故AB错误；
C、米是国际单位制中的基本单位，故C正确；
D、吨是质量的常用单位，不是国际单位制中的基本单位，故D错误。
故选：。
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、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位。
国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。
2.【答案】
【解析】解：图中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，主要是使时间测量更容易，故B正确；
A.图通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A错误；
C.图中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误；
D.图的实验为“理想实验”，伽利略通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D错误。
故选：。
图利用斜面来“冲淡”重力，便于测量时间，推出小球在斜面上做匀变速直线运动；图因为轨道不可能绝对光滑，所以小球不会达到等高处，并通过这个实验伽利略得到物体的运动不需要力来维持。
学生在解决本题时，应注意对伽利略理想斜面实验的熟知。
3.【答案】
【解析】解：根据二力平衡规律，绳的方向始终竖直，同时重心初始在球心位置，当小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，重心先下降，当水全部流出，重心又回到球心位置，故重心又升高，故ABC错误，D正确；
故选：。
根据二力平衡规律，确定绳的方向；
根据重心初始和末状态位置，确定重心变化。
本题解题关键是确定重心初始在球心位置，当水全部流出，重心又回到球心位置。
4.【答案】
【解析】解：设段距离为，段距离为，段平均速度为
段平均速度为
可知
由于段距离为段的一半，根据：，可得列车经过段和段的时间相等。
设列车经过段和段的时间均为，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的性质，可得列车经过点时速度等于段的平均速度，则有
由匀变速直线运动的规律可得
解得列车经过点时速度大小为，故ABD错误，C正确。
故选：。
段的距离为段的倍，段的平均速度也为段的倍，可知列车经过两段的时间相等，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的性质，可求得列车经过点时速度，再利用平均速度等于初末速度之和的一半的性质求解列车经过点时速度大小。
本题考查了匀变速运动规律的应用，涉及到了匀变速直线运动的平均速度的推论。掌握匀变速运动规律的基础公式以及相关推论，要注意推论应用的条件。
5.【答案】
【解析】解：
A、在时间内火箭的速度为正值，仍在上升。故A错误。
B、由图看出，在时间内火箭的速度都是正值，说明火箭一直在上升，图线与坐标轴所围“面积”的大小等于箭能上升的最大高度，由数学知识得：
箭能上升的最大高度，，，，解得故B正确。
C、火箭上升阶段的平均速度大小为故C正确。
D、由图看出，在时间内图线的斜率最大，则火箭的加速度最大，最大加速度大小为故D正确。
故选：。
速度的正负表示速度的方向，根据速度图象读出速度的正负，分析火箭的运动．图象与坐标轴所围“面积”表示位移，由数学知识求出火箭上升的最大高度．平均速度等于位移与所用时间的比值．图象的斜率等于加速度，由数学知识求出最大的加速度大小．
本题要抓住速度图象的两个数学意义来分析其物理意义：斜率等于加速度，“面积”等于位移．
6.【答案】
【解析】解：把加速度分解为水平和竖直两个方向，可知加速度具有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律可知人受到水平向左的摩擦力作用，加速度具有竖直向下的分加速度，人处于失重状态。故AB错误；
对人受力分析，有
，
解得
故C错误，D正确。
故选：。
将人的加速度分解到水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律列式求解即可。
本题考查牛顿第二定律，解题关键是将人的加速度分解到水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律列式求解即可。
7.【答案】
【解析】解：、若、两点等高，由对称性可知，两端点对输电线的拉力大小相同但方向不同，故A错误；
、设输电线下垂的最低点为，若点高于点，则之间的输电线长度大于之间的输电线长度，设之间导线的重力大小为，之间导线的重力大小为，则根据平衡条件可得
因，联立上式可得
故B正确，C错误；
D、由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，
根据
可知，都减小时，和，也都减小，故D错误。
故选：。
若点高于点，对两边导线进行受力分析，再结合平衡条件列式，即可比较与的大小关系；由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，对输电线整体受力分析，结合平衡条件列式分析输电线两端的弹力变化情况。
解答本题的关键是以输电线为研究对象，根据共点力平衡的条件列式分析。
8.【答案】
【解析】解：在剪断绳子之前，绳子的拉力为
对两球整体，由平衡条件可知上边弹簧对物体的拉力为：，方向向上；
对球，由平衡条件可知下面弹簧对的作用力为：，方向向下；
剪断绳子瞬间，对球受力分析可知球的合力
由牛顿第二定律得：
解得：，方向向上；
对球分析，球的合力
由牛顿第二定律得：
解得：，故ABD错误，C正确。
故选：。
剪断两球之间细绳前，对、两球受力分析，由平衡条件求出两个弹簧弹力大小；剪断两球之间细绳瞬间，弹簧的弹力不变，由牛顿第二定律可求得两球加速度大小。
本题考查瞬时加速度问题，解题的关键是要知道绳断的瞬间，弹簧的弹力不变，利用牛顿第二定律求解瞬时加速度。
9.【答案】
【解析】解：、小球静止在点时，弹簧处于伸长状态，弹簧弹力的方向如图所示。
小球处于平衡状态，合力为，根据三角形定则可知，圆环对小球的弹力沿半径向外，由牛顿第三定律可知小球对圆环的弹力方向指向圆心，故A正确；
B、由相似三角形法得：，可得圆环对小球的弹力大小为：，故B错误；
C、根据几何知识可知，在点，弹簧的长度为，则弹簧的形变量为。由胡克定律，可得，解得：，故C正确；
D、如换用劲度系数更大的轻质弹簧，若拉伸到同样的长度，小球将上移，所以小球将在点上方达到受力平衡，故D错误。
故选：。
根据平衡条件分析圆环对小球的作用力的方向；通过三角形相似求解弹簧的弹力，由胡克定律求弹簧的劲度系数。分析换弹簧后各力的变化。
本题考查共点力平衡条件的应用，解决本题的难点在于力的合成中的三角形为斜三角形，不能用直角三角形的边角关系去求解问题，三角形相似是处理此类问题的方法之一。
10.【答案】
【解析】解：、规定竖直向下为正方向，在整个运动过程中，水火箭只受重力，加速度为重力加速度，则在失去动力后，有
解得：，故A错误，B正确；
、水火箭失去动力时有竖直向上的速度，从而继续上升，根据
解得：
则距离地面的最大高度为：
，故C正确，D错误；
故选：。
根据位移时间公式计算出时间；
分阶段求出水火箭上升的位移然后再相加即可。
本题主要考查了运动的多过程问题，根据运动学公式分析整个运动过程，分阶段计算出上升的高度，属于运动学公式的常规用法。
11.【答案】
【解析】解：设物体的质量为，对物体，根据平衡知识可得：，解得：
当力竖直向下时，也有
所以物体仍沿斜面匀速下滑，故A正确；
B.若力垂直斜面向下，物体在斜面上的滑动摩擦力为：
根据
则有
所以物块不能保持匀速下滑，故B错误；
C.当无外力时，斜面对物体的支持力为，斜面对物体的摩擦力为，对物体分析，水平分解有：，，
则物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力为作用力与反作用力，等大反向，同理，物体对斜面的摩擦力也等大反向，则斜面在水平方向的分量也平衡，故地面对斜面没有摩擦力，当力沿斜面向下时，物体对斜面的压力不变，滑动摩擦力大小也不变，故斜面仍不受地面给的摩擦力作用，故C错误；
D.如图所示
任意角度的力，都可以分解成竖直向下的分量及沿斜面向下的分量，竖直向下的分量与物体重力的作用效果一致，不会使地面对斜面产生摩擦力；沿斜面向下的分量，根据上面的分析，也不会使地面对斜面产生摩擦力，故力不管与竖直方向的夹角为多少，地面对斜面均不会有摩擦力，故D正确。
故选：。
施加前根据平衡条件，对物块受力分析，利用正交分解法求解出动摩擦因数；施加后，对物块受力分析，根据平衡条件判断摩擦力的大小。
本题考查的是受力分析和力的分解问题，结合物体的运动状态分析摩擦力。
12.【答案】
【解析】解：根据胡克定律
当时，
即不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为
当手机上挂个钩码时，根据胡克定律
整理得
由图像可知，图线的斜率为
结合函数可知，图像的斜率
代入数据解得该橡皮绳的劲度系数。
故答案为：；；。
根据胡克定律求解出不挂钩码时弹簧的长度；
根据胡克定律求解函数；
结合图像斜率的含义求解劲度系数。
本题考查了利用智能手机的位移传感器测量橡皮筋的伸长量，从而测得劲度系数；体现了物理与生活的紧密联系，体现了从解题到解决问题的转变；注意单位的换算。
13.【答案】 不能
【解析】解：、拉小车的细线一定要始终保持与平面轨道平行，故A错误，B正确；
C、平衡摩擦力时，要求小车不受绳子拉力时能做匀速运动，所以钩码不应通过细线与小车相连，故C错误；
D、平衡摩擦力后，满足，改变小车的质量时，重力沿斜面方向的分力仍等于摩擦力，不需要重新平衡摩擦力，故D错误；
故选：。
小车和钩码一起做匀加速直线运动，设小车的质量为，钩码的质量为，牛顿第二定律得：
对钩码有：
对小车有：
联立解得，小车受到的拉力
即实际细线对小车的拉力小于钩码的总重力，本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的重力，由此产生的误差为系统误差，不能通过多次测量来减小误差；
相邻两个计数点间都有个计时点没有标出，则相邻两个计数点间的时间间隔为
这条纸带记录小车的加速度大小为
由得，小车受到的拉力
由
联立解得：
故答案为：；不能；；。
根据实验注意事项判断即可；
本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的重力，由此产生的误差为系统误差，不能通过多次测量来减小误差；
根据求解加速度；
根据牛顿第二定律求解小车受到的拉力，结合实验要求的误差即可求解。
本题考查探究小车的加速度与质量的关系实验，掌握实验原理、注意事项、数据处理和误差分析即可。
14.【答案】解：设对的弹力为，恰好不下滑，则，代入数据解得，根据牛顿第三定律，对的弹力的大小为，方向水平向左；
整体分析，竖直方向根据平衡有，，水平方向根据牛顿第二定律有，，隔离分析，根据牛顿第二定律，，联立解得。
答：对的弹力的大小，方向水平向左；
力的大小。
【解析】恰好不下滑，则，分析之间弹力；
根据整体和隔离法，分别采用牛顿第二定律，分析。
本题解题关键是采用整体和隔离法，并分析出恰好不下滑，则。
15.【答案】解：由牛顿第二定律得，工件刚开始加速时的加速度为
工件匀加速运动的位移
加速时间
匀速运动的时间
则工件运动的时间
当工件一直做匀加速直线运动时，运行时间最短，则有
可得工件从到运动的最短时间为
则传送带的速度最小为
即传送带的速度不小于。
答：工件刚放上传送带时，加速度为；
工件经过能被传送到处；
传送带的速度应不小于。
【解析】根据牛顿第二定律可求出加速度；
根据运动学公式可求出时间；
根据运动学公式可求出传送带的速度要求。
学生在解答本题时，应注意积累传送带模型，并灵活运用运动学公式。
16.【答案】解：若滑上木板时，木板不动，由受力分析得
若滑上木板时，木板开始滑动，由受力分析得
联立两式，代入数据得
若，则物块在木板上滑动时，木板、都要运动
设物块在木板上做减速运动时的加速度大小为
由牛顿第二定律得，
对两木板：
得：
相对位移
得
此时物块的速度，解得
物块滑到木板末端时，、两木板的速度
物块在板上滑动时，物块的加速度大小仍然为
对板：
得
假设物块没有从右端离开，经时间，二者共速
解得，
相对位移，解得
由于，假设成立
物块没有从木板右端离开，最终离木板左端的距离为
答：应满足的条件为；
物块滑到木板右端时的速度大小为，在木板上运动的时间为；
物块最终离板左端的距离为。
【解析】对木板和进行受力分析，可得出动摩擦因数的取值范围；
利用牛顿第二定律可求出各自加速度，然后求出相对位移的时间，根据公式求出速度大小；
利用运动学公式，以及牛顿第二定律，通过假设法可求出共速的时间和速度，计算相对位移，求出距离。
学生在解决本题时，要熟练掌握受力分析、牛顿第二定律及运动学相关知识，同时平常学习中应注重培养科学思维及推理论证能力。
第1页，共1页
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年，我国自主研发的大型民用客机顺利完成持续小时分钟的首飞任务，该飞机总长米、翼展米、高度米、总重吨。下列哪个是国际单位制中的基本单位( )
A. 小时 B. 分钟 C. 米 D. 吨
2.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图、分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A. 图通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动的结论
B. 图中先在倾角较小的斜面上实验，可“冲淡”重力，便于测量
C. 图中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D. 图的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持的结论
3.一个圆球形薄壳容器所受重力为，用一细线悬挂起来，如图所示。现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是( )
A. 系统的重心慢慢下降
B. 有可能绳的方向不竖直
C. 系统对地球的引力先减小后增大
D. 系统的重心先下降后上升
4.某次列车出站时做匀加速运动，途中连续经过三个测试点、、，已知段距离为段的一半，段平均速度为，段平均速度为，如图所示，则列车经过点时速度大小为( )
A. B. C. D.
5.一枚火箭由地面竖直向上发射，其图象如图所示，则( )
A. 火箭在时间内向下运动
B. 火箭能上升的最大高度为
C. 火箭上升阶段的平均速度大小为
D. 火箭运动过程中的最大加速度大小为
6.如图所示，质量为的人站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 人未受到摩擦力作用
B. 人处于超重状态
C. 踏板对人的摩擦力大小
D. 踏板对人的支持力大小
7.如图所示是输电的部分线路。、两点是电线杆与输电线的连接点，输电线质量分布均匀，下列说法正确的是( )
A. 若、两点等高，、两端点对输电线的拉力相同
B. 若点高于点，输电线两端的切线与竖直方向的夹角
C. 若点高于点，、两端点对输电线的拉力大小
D. 由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，输电线两端的弹力变大
二、多选题：本大题共4小题，共22分。
8.如图所示，两根轻弹簧下面均连接一个质量为的小球，上面一根弹簧的上端固定在天花板上，两小球之间通过一不可伸长的细绳相连接，细绳受到的拉力大小等于。在剪断两球之间细绳的瞬间，以下关于球的加速度大小、球的加速度大小正确的是( )
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
9.如图所示，半径为的光滑圆环竖直固定，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环的最高点，另一端与套在环上的质量为的小球相连。小球静止在点时，弹簧与竖直方向夹角，已知重力加速度大小为，则( )
A. 小球对圆环的弹力方向指向圆心
B. 圆环对小球的弹力大小为
C. 弹簧的劲度系数为
D. 若换用原长相同，劲度系数更大的轻质弹簧，小球将在点下方达到受力平衡
10.某校课外活动小组自制一枚水火箭，水火箭竖直向上运动到距离地面的高度为时，水火箭内的液体全部向下喷出而失去动力，此时水火箭的速度大小为，水火箭将继续做直线运动忽略水火箭箭头调整的时间及空气阻力的影响，水火箭可看成质点，重力加速度为，则水火箭从失去动力到落地时所用的时间及水火箭上升的最高点到地面的距离分别为( )
A. B.
C. D.
11.如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，物块放在斜面上时恰能沿斜面匀速下滑，若物块在下滑过程中施加一恒力作用，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为，已知斜面倾角为，则在下滑过程中正确的是( )
A. 若力竖直向下，物块将仍沿斜面匀速下滑
B. 若力垂直斜面向下，物块仍能保持匀速下滑
C. 若力沿斜面向下，斜面受到地面给的摩擦力方向水平向右
D. 地面对斜面无摩擦力
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
12.某实验小组利用如图所示的实验装置来测量橡皮绳的劲度系数。将手机悬挂在橡皮绳下，用手机软件中的位移传感器，可以测量手机在竖直方向上的位移。该实验小组进行了如下主要的实验步骤：
将橡皮绳分别与手机和铁架台相连接，使手机重心和橡皮绳在同一竖直线上；
用手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机中的位移传感器软件；
缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度；
在手机正下方悬挂不同个数的钩码，每个钩码的质量，缓慢释放，当钩码平衡时，记录下从橡皮绳原长开始下降的伸长量；
重复上述步操作；
作出悬挂钩码数量及对应手机从橡皮绳原长开始下降的伸长量的关系图像，如图所示。
根据图像，回答以下问题：
不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为 ______；
钩码个数与橡皮绳从原长开始下降的伸长量之间的函数关系式为 ______用字母、、、、表示；
该橡皮绳的劲度系数 ______取。
13.某研究性学习小组利用如图所示的装置探究小车的加速度与质量的关系。
以下操作正确的是______。
A.拉小车的细线一定要始终保持与桌面平行
B.拉小车的细线一定要始终保持与平面轨道平行
C.平衡摩擦力时，一定要将钩码通过细线与小车相连
D.每次改变小车的质量时，都要重新移动垫木的位置以平衡摩擦力
本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的总重力，由此造成的误差______填“能”或“不能”通过多次测量来减小误差。
正确平衡摩擦后，按住小车，在小车中放入砝码，挂上钩码，打开打点计时器电源，释放小车，得到一条带有清晰点迹的纸带；
在保证小车和砝码质量之和远大于钩码质量条件下，改变小车中砝码的质量，重复操作，得到多条纸带。记下小车中的砝码质量，利用纸带测量计算小车加速度。如图是其中一条纸带，、、、、是计数点，相邻两个计数点间都有个计时点没有标出，已知交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为______结果保留三位有效数字。
已知某次小车的质量为，若钩码的质量为，小车的质量为，细线中拉力的真实值为，则 ______用、、表示。若实验要求相对误差不超过，即，则实验中选取钩码的质量时应该满足： ______。重力加速度取
四、简答题：本大题共3小题，共34分。
14.如图所示，已知物块、的质量分别为，，、间的动摩擦因数为，与水平地面之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取，在水平力的推动下，要使、一起运动且恰好不下滑，求：
对的弹力的大小与方向；
力的大小。
15.如图所示，一平直的传送带以速率匀速运行，把工件从处运送到处。、间的距离，工件与传送带间的动摩擦因数。若在处把工件无初速度地轻轻放到传送带上，取，求：
工件刚放上传送带时，加速度多大？
工件经过多长时间能被传送到处？
若传送带的速度大小可调节，为使工件从到运动的时间最短，传送带的速度应满足什么条件？
16.如图所示，水平地面上依次摆放两块完全相同的木板，长度均为，质量均为。一质量为的物块可视为质点以的速度冲上木板的左端，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。
若物块滑上木板时，木板不动，而滑上木板时，木板开始滑动，求应满足的条件；
若，求物块滑到木板右端时的速度大小和在木板上运动的时间；
若，请通过计算判断物块能否从木板右端离开，若不能离开，求物块最终离板左端的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、小时与分钟是时间的常用单位，不是国际单位制中的单位，故AB错误；
C、米是国际单位制中的基本单位，故C正确；
D、吨是质量的常用单位，不是国际单位制中的基本单位，故D错误。
故选：。
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、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位。
国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。
2.【答案】
【解析】解：图中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，主要是使时间测量更容易，故B正确；
A.图通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A错误；
C.图中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误；
D.图的实验为“理想实验”，伽利略通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D错误。
故选：。
图利用斜面来“冲淡”重力，便于测量时间，推出小球在斜面上做匀变速直线运动；图因为轨道不可能绝对光滑，所以小球不会达到等高处，并通过这个实验伽利略得到物体的运动不需要力来维持。
学生在解决本题时，应注意对伽利略理想斜面实验的熟知。
3.【答案】
【解析】解：根据二力平衡规律，绳的方向始终竖直，同时重心初始在球心位置，当小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，重心先下降，当水全部流出，重心又回到球心位置，故重心又升高，故ABC错误，D正确；
故选：。
根据二力平衡规律，确定绳的方向；
根据重心初始和末状态位置，确定重心变化。
本题解题关键是确定重心初始在球心位置，当水全部流出，重心又回到球心位置。
4.【答案】
【解析】解：设段距离为，段距离为，段平均速度为
段平均速度为
可知
由于段距离为段的一半，根据：，可得列车经过段和段的时间相等。
设列车经过段和段的时间均为，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的性质，可得列车经过点时速度等于段的平均速度，则有
由匀变速直线运动的规律可得
解得列车经过点时速度大小为，故ABD错误，C正确。
故选：。
段的距离为段的倍，段的平均速度也为段的倍，可知列车经过两段的时间相等，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的性质，可求得列车经过点时速度，再利用平均速度等于初末速度之和的一半的性质求解列车经过点时速度大小。
本题考查了匀变速运动规律的应用，涉及到了匀变速直线运动的平均速度的推论。掌握匀变速运动规律的基础公式以及相关推论，要注意推论应用的条件。
5.【答案】
【解析】解：
A、在时间内火箭的速度为正值，仍在上升。故A错误。
B、由图看出，在时间内火箭的速度都是正值，说明火箭一直在上升，图线与坐标轴所围“面积”的大小等于箭能上升的最大高度，由数学知识得：
箭能上升的最大高度，，，，解得故B正确。
C、火箭上升阶段的平均速度大小为故C正确。
D、由图看出，在时间内图线的斜率最大，则火箭的加速度最大，最大加速度大小为故D正确。
故选：。
速度的正负表示速度的方向，根据速度图象读出速度的正负，分析火箭的运动．图象与坐标轴所围“面积”表示位移，由数学知识求出火箭上升的最大高度．平均速度等于位移与所用时间的比值．图象的斜率等于加速度，由数学知识求出最大的加速度大小．
本题要抓住速度图象的两个数学意义来分析其物理意义：斜率等于加速度，“面积”等于位移．
6.【答案】
【解析】解：把加速度分解为水平和竖直两个方向，可知加速度具有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律可知人受到水平向左的摩擦力作用，加速度具有竖直向下的分加速度，人处于失重状态。故AB错误；
对人受力分析，有
，
解得
故C错误，D正确。
故选：。
将人的加速度分解到水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律列式求解即可。
本题考查牛顿第二定律，解题关键是将人的加速度分解到水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律列式求解即可。
7.【答案】
【解析】解：、若、两点等高，由对称性可知，两端点对输电线的拉力大小相同但方向不同，故A错误；
、设输电线下垂的最低点为，若点高于点，则之间的输电线长度大于之间的输电线长度，设之间导线的重力大小为，之间导线的重力大小为，则根据平衡条件可得
因，联立上式可得
故B正确，C错误；
D、由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，
根据
可知，都减小时，和，也都减小，故D错误。
故选：。
若点高于点，对两边导线进行受力分析，再结合平衡条件列式，即可比较与的大小关系；由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，对输电线整体受力分析，结合平衡条件列式分析输电线两端的弹力变化情况。
解答本题的关键是以输电线为研究对象，根据共点力平衡的条件列式分析。
8.【答案】
【解析】解：在剪断绳子之前，绳子的拉力为
对两球整体，由平衡条件可知上边弹簧对物体的拉力为：，方向向上；
对球，由平衡条件可知下面弹簧对的作用力为：，方向向下；
剪断绳子瞬间，对球受力分析可知球的合力
由牛顿第二定律得：
解得：，方向向上；
对球分析，球的合力
由牛顿第二定律得：
解得：，故ABD错误，C正确。
故选：。
剪断两球之间细绳前，对、两球受力分析，由平衡条件求出两个弹簧弹力大小；剪断两球之间细绳瞬间，弹簧的弹力不变，由牛顿第二定律可求得两球加速度大小。
本题考查瞬时加速度问题，解题的关键是要知道绳断的瞬间，弹簧的弹力不变，利用牛顿第二定律求解瞬时加速度。
9.【答案】
【解析】解：、小球静止在点时，弹簧处于伸长状态，弹簧弹力的方向如图所示。
小球处于平衡状态，合力为，根据三角形定则可知，圆环对小球的弹力沿半径向外，由牛顿第三定律可知小球对圆环的弹力方向指向圆心，故A正确；
B、由相似三角形法得：，可得圆环对小球的弹力大小为：，故B错误；
C、根据几何知识可知，在点，弹簧的长度为，则弹簧的形变量为。由胡克定律，可得，解得：，故C正确；
D、如换用劲度系数更大的轻质弹簧，若拉伸到同样的长度，小球将上移，所以小球将在点上方达到受力平衡，故D错误。
故选：。
根据平衡条件分析圆环对小球的作用力的方向；通过三角形相似求解弹簧的弹力，由胡克定律求弹簧的劲度系数。分析换弹簧后各力的变化。
本题考查共点力平衡条件的应用，解决本题的难点在于力的合成中的三角形为斜三角形，不能用直角三角形的边角关系去求解问题，三角形相似是处理此类问题的方法之一。
10.【答案】
【解析】解：、规定竖直向下为正方向，在整个运动过程中，水火箭只受重力，加速度为重力加速度，则在失去动力后，有
解得：，故A错误，B正确；
、水火箭失去动力时有竖直向上的速度，从而继续上升，根据
解得：
则距离地面的最大高度为：
，故C正确，D错误；
故选：。
根据位移时间公式计算出时间；
分阶段求出水火箭上升的位移然后再相加即可。
本题主要考查了运动的多过程问题，根据运动学公式分析整个运动过程，分阶段计算出上升的高度，属于运动学公式的常规用法。
11.【答案】
【解析】解：设物体的质量为，对物体，根据平衡知识可得：，解得：
当力竖直向下时，也有
所以物体仍沿斜面匀速下滑，故A正确；
B.若力垂直斜面向下，物体在斜面上的滑动摩擦力为：
根据
则有
所以物块不能保持匀速下滑，故B错误；
C.当无外力时，斜面对物体的支持力为，斜面对物体的摩擦力为，对物体分析，水平分解有：，，
则物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力为作用力与反作用力，等大反向，同理，物体对斜面的摩擦力也等大反向，则斜面在水平方向的分量也平衡，故地面对斜面没有摩擦力，当力沿斜面向下时，物体对斜面的压力不变，滑动摩擦力大小也不变，故斜面仍不受地面给的摩擦力作用，故C错误；
D.如图所示
任意角度的力，都可以分解成竖直向下的分量及沿斜面向下的分量，竖直向下的分量与物体重力的作用效果一致，不会使地面对斜面产生摩擦力；沿斜面向下的分量，根据上面的分析，也不会使地面对斜面产生摩擦力，故力不管与竖直方向的夹角为多少，地面对斜面均不会有摩擦力，故D正确。
故选：。
施加前根据平衡条件，对物块受力分析，利用正交分解法求解出动摩擦因数；施加后，对物块受力分析，根据平衡条件判断摩擦力的大小。
本题考查的是受力分析和力的分解问题，结合物体的运动状态分析摩擦力。
12.【答案】
【解析】解：根据胡克定律
当时，
即不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为
当手机上挂个钩码时，根据胡克定律
整理得
由图像可知，图线的斜率为
结合函数可知，图像的斜率
代入数据解得该橡皮绳的劲度系数。
故答案为：；；。
根据胡克定律求解出不挂钩码时弹簧的长度；
根据胡克定律求解函数；
结合图像斜率的含义求解劲度系数。
本题考查了利用智能手机的位移传感器测量橡皮筋的伸长量，从而测得劲度系数；体现了物理与生活的紧密联系，体现了从解题到解决问题的转变；注意单位的换算。
13.【答案】 不能
【解析】解：、拉小车的细线一定要始终保持与平面轨道平行，故A错误，B正确；
C、平衡摩擦力时，要求小车不受绳子拉力时能做匀速运动，所以钩码不应通过细线与小车相连，故C错误；
D、平衡摩擦力后，满足，改变小车的质量时，重力沿斜面方向的分力仍等于摩擦力，不需要重新平衡摩擦力，故D错误；
故选：。
小车和钩码一起做匀加速直线运动，设小车的质量为，钩码的质量为，牛顿第二定律得：
对钩码有：
对小车有：
联立解得，小车受到的拉力
即实际细线对小车的拉力小于钩码的总重力，本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的重力，由此产生的误差为系统误差，不能通过多次测量来减小误差；
相邻两个计数点间都有个计时点没有标出，则相邻两个计数点间的时间间隔为
这条纸带记录小车的加速度大小为
由得，小车受到的拉力
由
联立解得：
故答案为：；不能；；。
根据实验注意事项判断即可；
本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的重力，由此产生的误差为系统误差，不能通过多次测量来减小误差；
根据求解加速度；
根据牛顿第二定律求解小车受到的拉力，结合实验要求的误差即可求解。
本题考查探究小车的加速度与质量的关系实验，掌握实验原理、注意事项、数据处理和误差分析即可。
14.【答案】解：设对的弹力为，恰好不下滑，则，代入数据解得，根据牛顿第三定律，对的弹力的大小为，方向水平向左；
整体分析，竖直方向根据平衡有，，水平方向根据牛顿第二定律有，，隔离分析，根据牛顿第二定律，，联立解得。
答：对的弹力的大小，方向水平向左；
力的大小。
【解析】恰好不下滑，则，分析之间弹力；
根据整体和隔离法，分别采用牛顿第二定律，分析。
本题解题关键是采用整体和隔离法，并分析出恰好不下滑，则。
15.【答案】解：由牛顿第二定律得，工件刚开始加速时的加速度为
工件匀加速运动的位移
加速时间
匀速运动的时间
则工件运动的时间
当工件一直做匀加速直线运动时，运行时间最短，则有
可得工件从到运动的最短时间为
则传送带的速度最小为
即传送带的速度不小于。
答：工件刚放上传送带时，加速度为；
工件经过能被传送到处；
传送带的速度应不小于。
【解析】根据牛顿第二定律可求出加速度；
根据运动学公式可求出时间；
根据运动学公式可求出传送带的速度要求。
学生在解答本题时，应注意积累传送带模型，并灵活运用运动学公式。
16.【答案】解：若滑上木板时，木板不动，由受力分析得
若滑上木板时，木板开始滑动，由受力分析得
联立两式，代入数据得
若，则物块在木板上滑动时，木板、都要运动
设物块在木板上做减速运动时的加速度大小为
由牛顿第二定律得，
对两木板：
得：
相对位移
得
此时物块的速度，解得
物块滑到木板末端时，、两木板的速度
物块在板上滑动时，物块的加速度大小仍然为
对板：
得
假设物块没有从右端离开，经时间，二者共速
解得，
相对位移，解得
由于，假设成立
物块没有从木板右端离开，最终离木板左端的距离为
答：应满足的条件为；
物块滑到木板右端时的速度大小为，在木板上运动的时间为；
物块最终离板左端的距离为。
【解析】对木板和进行受力分析，可得出动摩擦因数的取值范围；
利用牛顿第二定律可求出各自加速度，然后求出相对位移的时间，根据公式求出速度大小；
利用运动学公式，以及牛顿第二定律，通过假设法可求出共速的时间和速度，计算相对位移，求出距离。
学生在解决本题时，要熟练掌握受力分析、牛顿第二定律及运动学相关知识，同时平常学习中应注重培养科学思维及推理论证能力。
第1页，共1页
同课章节目录