广东省惠州市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2023高一上·惠州期末）以下关于物理学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（ ）
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叫假设法
B．当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了理想模型法
C．在国际单位制中，力学中的三个基本单位为：、、
D．加速度与质量、合外力之间的关系，利用了比值定义法
【答案】C
【知识点】理想模型法；单位制
【解析】【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叫理想模型法，A错误。
B、当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了极限法，B错误。
C、在国际单位制中，力学的三个基本单位为：m，kg，s。C正确。
D、加速度与质量、合外力之间的关系，是加速度的决定式，并不是比值定义式，D错误。
故答案为：C
【分析】 用质点来代替物体的方法叫理想模型法，当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了极限法，加速度与质量和合力之间存在决定关系，不属于比值定义式。
2．（2023高一上·惠州期末）若一个物体受到恒定的合外力作用在某空间运动，则该物体的（ ）
A．运动轨迹一定是直线 B．加速度可能为零
C．速度可能不变 D．运动状态一定改变
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】物体在恒定的合外力作用下，保持固定的加速度，做匀变速运动，但不一定做直线运动，加速度一定不为零，速度大小或方向一定发生改变，运动状态一定改变，则D正确。
故答案为：D
【分析】力是改变物体运动状态的原因，力作用在物体上时，物体的运动状态一定发生改变。
3．（2023高一上·惠州期末）某新能源电动客车的图像如图（a）所示，某高楼电梯上升的图像如图（b）所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该新能源电动车在时段内做匀加速直线运动
B．该电梯在时间内做匀加速直线运动
C．该新能源电动车在时段内做匀减速直线运动
D．该电梯在时段内静止
【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由a图可知新能源汽车在 时段内做匀速直线运动，A错误。
B、由b图可知电梯在0-2s内做匀加速直线运动，B正确。
C、新能源汽车在 时段内做反方向的匀速直线运动 ，C错误。
D、电梯在2-5s内保持匀速直线运动，D错误。
故答案为：B
【分析】根据x-t图像和v-t图像斜率的物理意义以及匀速直线运动和匀变速直线运动的特点分析两个物体的运动情况。
4．（2023高一上·惠州期末）一辆质量为的小汽车以的速度行驶，关闭发动机，经过匀减速停下来；重新起步后做匀加速直线运动，加速时牵引力恒为，假定行驶过程中汽车受到的阻力不变，则下列说法正确的是（ ）
A．行驶过程中，小汽车受到的阻力为
B．行驶过程中，小汽车受到的阻力为
C．汽车重新起步后，加速度大小为
D．汽车重新起步后，内发生的位移为
【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】AB、小汽车减速时的加速度为，由牛顿第二定律可知受到的阻力为，A正确，B错误。
C、汽车重新起步后，由牛顿第二定律可知，C错误。
D、1s内发生的位移为，D错误。
故答案为：A
【分析】对汽车进行受力分析，根据减速阶段的初末速度和时间计算加速度大小，再由牛顿第二定律计算阻力大小，重新起步后受到牵引力和阻力作用，根据牛顿第二定律和运动学公式计算加速度和1s内发生的位移。
5．（2023高一上·惠州期末）如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间.甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间.当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间，下列四幅图中反应时间刻度线标度（单位为）正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】物体做自由落体的下落高度，位移与时间的平方成正比，则时间增大，刻度尺上的间距增大，故刻度越来越稀疏，B正确。
故答案为：B
【分析】根据自由落体运动的下落高度与时间的关系，分析高度与时间的关系。
6．（2023高一上·惠州期末）如图所示，一个箱子静止放置在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，箱与杆的总质量为.一个套在杆上的环正沿杆向下加速运动，加速度大小为，已知环的质量为，重力加速度为，则此时（ ）
A．环受到竖直杆的摩擦力方向向下
B．环受到竖直杆的摩擦力大小为
C．箱子对地面的压力大小为
D．箱子对地面的压力大小大于
【答案】B
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A、环相对于杆向下运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，则环受到竖直杆的摩擦力方向向上，A错误。
B、对环进行受力分析，由牛顿第二定律可知，则摩擦力大小为，B正确。
CD、对箱子进行受力分析，由平衡条件可知，则地面对箱子的支持力为，由牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力为，CD错误。
故答案为：B
【分析】对环进行受力分析，根据牛顿第二定律计算摩擦力的大小；对箱子进行受力分析，根据平衡条件计算地面对箱子支持力的大小，再由牛顿第三定律判断箱子对地面的压力大小。
7．（2023高一上·惠州期末）图（a）为应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为图（b）所示的模型.紧朋的传送带始终以的恒定速率运行，旅客将行李无初速度地放在处时，也以的恒定速度平行于传送带运动到处取行李，、间的距离为，行李与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度取，则（ ）
A．行李在传送带上一直做匀加速直线运动
B．乘客与行李同时到达处
C．乘客提前到达处
D．行李提前到达处
【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A、行李再传送带上做加速运动的加速度为，则a=2m/s2，行李加速到与传送带共速所需要的位移为，传送带的长度为3m，则行李先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，A错误。
BCD、行李加速所用的时间为，匀速所用的时间为，则行李到达B点所用的时间为t=3.25s，乘客做匀速直线运动，从A到B所用的时间为，则乘客提前0.25s到达B处，C正确，BD错误。
故答案为：C
【分析】对行李进行受力分析，根据滑动摩擦力的表达式和牛顿第二定律计算加速度大小，进而判断行李在传送带上与传送带共速所走过的位移，进而计算行李在传送带上运动所需要的时间。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2023高一上·惠州期末）如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为.轻绳水平且端与放置在水平面上的质量为的物体乙相连，轻绳与竖直方向的夹角，物体甲、乙均处于静止状态，重力加速度为，则有（ ）
A．轻绳所受拉力为
B．轻绳所受拉力为
C．水平面对物体乙的支持力为
D．水平面对物体乙的摩擦力为
【答案】A,B
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】AB、对O点进行受力分析，由平衡条件可知，联立解得，，AB正确。
CD、对乙物体进行受力分析，由平衡条件可知，，CD错误。
故答案为：AB
【分析】对O点和乙物体进行受力分析，根据平衡条件和正交分解分别计算OA，OB两轻绳的拉力以及乙物体所受的摩擦力和支持力。
9．（2023高一上·惠州期末）《礼记传》中提到：“投壶，射之细也，宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也.”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为和；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响，，，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两人投出的箭在空中均做匀加速直线运动
B．甲、乙两人投出的箭在空中均处于失重状态
C．若甲、乙两人从同一高度水平射出箭，则甲所射箭的水平初速度比乙的小
D．若甲、乙两人从同一高度水平射出箭，则甲射箭位置距壹的水平距离比乙大
【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A、 甲、乙两人投出的箭初速度与加速度不再同一直线，在空中均做匀加速曲线运动，A错误。
B、甲乙两人投出的箭在空中只受重力作用，处于完全失重状态，B正确。
CD，两人从同一高度射出箭，则落地时竖直方向速度相同，根据v，则甲射出的箭初速度比乙射出的箭初速度小，C正确。
D、甲乙两人射出的箭运动时间相同，甲的初速度小，则甲射箭的位置距离壶的水平距离小，D错误。
故答案为：BC
【分析】对两人射出的箭进行分析，箭做平抛运动，根据水平方向，竖直方向联立分析求解。
10．（2023高一上·惠州期末）如图，劲度系数为的弹簧一端固定在斜面顶端，另一端连接着一质量为的木块，静止在倾角的斜面上.已知木块与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧在弹性限度内，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧一定处于拉伸状态
B．弹簧的最大形变量为
C．木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上
D．木块受到的摩擦力可能为零
【答案】A,D
【知识点】胡克定律；受力分析的应用
【解析】【解答】A、对物体进行受力分析，物体受到的摩擦力最大可能为，物体重力沿斜面向下的分力为，故弹簧一定处于拉伸状态，A正确。
B、由平衡条件可知，当木块受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下时，弹簧有最大形变量，，B错误。
C、当弹簧的弹力较小时，木块有向下滑动的趋势，摩擦力沿斜面向上，当弹簧弹力较大时，木块有向上滑动的趋势，摩擦力方向向下，C错误。
D、当弹簧的弹力等于重力的分力时，木块在斜面上没有滑动的趋势，木块受到的摩擦力为零，D正确。
故答案为：AD
【分析】对木块进行受力分析，根据木块重力的分力和最大摩擦力之间的关系判断弹簧的状态，再根据弹簧所处的不同状态，判断弹簧的最大伸长量和木块所受摩擦力情况。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。
11．（2023高一上·惠州期末）某学习小组利用如图（a）所示的实验装置探究弹簧弹力与伸长量的关系，具体操作如下：
（1）某同学将待测弹簧的一端固定在铁架台上，在弹簧的一侧固定毫米刻度尺，并使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上.在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，其质量可忽略不计.根据实验数据，在坐标纸上作出了如图（b）所示的图像，其中为弹簧产生的弹力大小，为弹簧的伸长量，可得该弹簧的劲度系数 （结果保留三位有效数字）。
（2）另一位同学在实验数据处理时，误将弹簧的长度记为，则他得到的图像的斜率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”），横轴截距表示弹簧的 。
【答案】（1）50.0
（2）不变；原长
【知识点】胡克定律
【解析】【解答】（1）由图像可知该弹簧的劲度系数为
（2） 另一位同学在实验数据处理时，误将弹簧的长度记为 ，会导致图像整体向右平移，但斜率不变，横轴截距表示弹簧的原长。
【分析】（1）根据胡克定律的定义和表达式计算劲度系数的大小。
（2） 误将弹簧的长度记为 会导致图像整体向右平移，但斜率保持不变，横轴截距表示弹簧的原长。
12．（2023高一上·惠州期末）图为某同学利用电火花打点计时器得到表示小车运动过程的一条纸带，通过数据处理和分析判断小车的运动性质，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率，其中：、、、、、.
（1）电火花打点计时器所用电源为____。
A．直流 B．直流 C．交流 D．交流
（2）通过分析纸带，在表1中列出了打点计时器打下、、、时小车的瞬时速度大小，则打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小为 （结果保留三位有效数字）.
表1
位置
速度 0.792 0.833 0.915 0.956
（3）根据表1中的实验数据，以点为计时起点，在图中画出小车的速度一时间图像.
（4）通过分析图中纸带的测量数据或者图10中的速度一时间图像均可以判断出小车做匀变速直线运动，理由是 （说出一条理由即可）.
（5）请直接用、、、、、和打点计时器打点的频率来计算小车的加速度，得 （用所给字母符号表示）.
【答案】（1）C
（2）
（3）
（4）连续相邻相等时间内位移之差相等或不变或恒定；或速度图像是一条倾斜的直线
（5）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）电火花打点计时器使用的是220v交流电源。
（2） 打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小为
（3）根据表格中的数据描点，并用平滑曲线连接。
（4）速度时间图像是一条倾斜直线说明小车做匀变速直线运动。
（5）由逐差法可得
【分析】（1）电火花打点计时器使用的电源为220v交流电源，电磁打点计时器使用的电源为8v以下交流电源。
（2）D点的速度为C点和E点速度之和的一半。
（3）根据表格中的数据描点，并用平滑曲线连接。
（4）速度时间图像是一条倾斜直线说明小车做匀变速直线运动。
（5）根据逐差法计算小车的加速度大小。
13．（2023高一上·惠州期末）如图所示，一旅客用的力拉着质量为的行李箱沿水平地面运动.已知拉力与水平方向的夹角，从静止开始经时行李箱移动的直线距离.若行李箱可看做质点，空气阻力不计，重力加速度取.求：
（1）在拉动过程中，行李箱的加速度的大小；
（2）在拉动过程中，地面对行李箱的阻力的大小；
（3）保持拉力方向不变，当至少增大到多少时，行李箱会离开地面“飘”起来.
【答案】（1）解： 运动学公式：
解得：
（2）解： 由牛顿第二定律：
解得：
（3）解： 行李箱“飘”起来：是指地面对其支持力为零
【或】
分析竖直方向受力，有：或
解得：
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）对行李箱进行分析，根据运动学公式计算行箱的加速度大小。
（2）对行李箱进行受力分析，根据牛顿第二定律计算地面对行李箱的摩擦力大小。
（3）行李箱飘起来时地面的支持力为零，根据竖直方向受力情况计算拉力大小。
14．（2023高一上·惠州期末）如图所示，某学习小组为测量橡皮擦和桌面之间的动摩擦因数的大小，先测得桌面离地高度，桌面长.现将橡皮擦以某一初速度从桌面最左端滑入桌面，测得橡皮擦在桌面上滑行的时间，落地点距离桌面最右端的水平距离，取重力加速度.求：
（1）橡皮擦到达桌面最右端时的速度的大小；
（2）橡皮擦滑入桌面的初速度的大小；
（3）橡皮擦和桌面之间的动摩擦因数的大小.
【答案】（1）解： 橡皮擦平抛时，竖直方向：
水平方向：
解得：
（2）解：用平均速度：
解得：
（3）解： 橡皮擦的加速度大小，
牛顿第二定律：
【或牛顿第二定律：】
解得：
【知识点】牛顿第二定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）橡皮擦飞出后做平抛运动，根据平抛运动的水平和竖直方向运动规律计算初速度大小。
（2）橡皮擦在桌面上滑动时 ，计算初速度的大小。
（3）由匀变速直线运动规律计算橡皮擦的加速度大小，再根据牛顿第二定律计算动摩擦因数的大小。
15．（2023高一上·惠州期末）图为两名同学设计的一个“下石落井”游戏模型简图，轨道、可视为斜面，段长为，与水平面的夹角；段总长始终保持不变，由非可控区域和可控区域组成，洞位于点正下方.现让小滑块从点由静止释放，若滑块到达点时速度刚好为零，滑块自由落入洞中即为游戏成功.已知滑块在段、段非可控区域加速下滑时加速度大小分别为、，在可控区域减速时的加速度大小为，滑块在点、可控点前后速度大小不变，取重力加速度，求：
（1）滑块与段的动摩擦因数大小；
（2）为确保游戏成功，可控区域的长度；
（3）若改变段长度，为确保游戏成功，则可控区域的长度也需随之改变（长度仍保持不变），推导出与关系式，并画出图像.
【答案】（1）解： 牛顿第二定律：①
解得：（或或） ②
（2）解： 加速段：③
非可控区域末端记作点，加速段：④
减速段：或⑤
代入，
得：
（3）解： 联立③④⑤式，可解得：
或⑥
定义域如下：因，得
图像如图：
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）对滑块在AB段进行受力分析，根据牛顿第二定律计算动摩擦因数的大小。
（2）AB段做加速运动，由匀变速直线运动规律计算末速度大小，进入非可控区域后根据运动学公式计算非可控区域的长度。
（3）根据AB的长度与非可控区域L以及运动学公式分析L与XAB之间的关系，并画出图像。
1 / 1广东省惠州市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2023高一上·惠州期末）以下关于物理学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（ ）
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叫假设法
B．当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了理想模型法
C．在国际单位制中，力学中的三个基本单位为：、、
D．加速度与质量、合外力之间的关系，利用了比值定义法
2．（2023高一上·惠州期末）若一个物体受到恒定的合外力作用在某空间运动，则该物体的（ ）
A．运动轨迹一定是直线 B．加速度可能为零
C．速度可能不变 D．运动状态一定改变
3．（2023高一上·惠州期末）某新能源电动客车的图像如图（a）所示，某高楼电梯上升的图像如图（b）所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该新能源电动车在时段内做匀加速直线运动
B．该电梯在时间内做匀加速直线运动
C．该新能源电动车在时段内做匀减速直线运动
D．该电梯在时段内静止
4．（2023高一上·惠州期末）一辆质量为的小汽车以的速度行驶，关闭发动机，经过匀减速停下来；重新起步后做匀加速直线运动，加速时牵引力恒为，假定行驶过程中汽车受到的阻力不变，则下列说法正确的是（ ）
A．行驶过程中，小汽车受到的阻力为
B．行驶过程中，小汽车受到的阻力为
C．汽车重新起步后，加速度大小为
D．汽车重新起步后，内发生的位移为
5．（2023高一上·惠州期末）如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间.甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间.当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间，下列四幅图中反应时间刻度线标度（单位为）正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．（2023高一上·惠州期末）如图所示，一个箱子静止放置在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，箱与杆的总质量为.一个套在杆上的环正沿杆向下加速运动，加速度大小为，已知环的质量为，重力加速度为，则此时（ ）
A．环受到竖直杆的摩擦力方向向下
B．环受到竖直杆的摩擦力大小为
C．箱子对地面的压力大小为
D．箱子对地面的压力大小大于
7．（2023高一上·惠州期末）图（a）为应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为图（b）所示的模型.紧朋的传送带始终以的恒定速率运行，旅客将行李无初速度地放在处时，也以的恒定速度平行于传送带运动到处取行李，、间的距离为，行李与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度取，则（ ）
A．行李在传送带上一直做匀加速直线运动
B．乘客与行李同时到达处
C．乘客提前到达处
D．行李提前到达处
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2023高一上·惠州期末）如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为.轻绳水平且端与放置在水平面上的质量为的物体乙相连，轻绳与竖直方向的夹角，物体甲、乙均处于静止状态，重力加速度为，则有（ ）
A．轻绳所受拉力为
B．轻绳所受拉力为
C．水平面对物体乙的支持力为
D．水平面对物体乙的摩擦力为
9．（2023高一上·惠州期末）《礼记传》中提到：“投壶，射之细也，宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也.”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为和；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响，，，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两人投出的箭在空中均做匀加速直线运动
B．甲、乙两人投出的箭在空中均处于失重状态
C．若甲、乙两人从同一高度水平射出箭，则甲所射箭的水平初速度比乙的小
D．若甲、乙两人从同一高度水平射出箭，则甲射箭位置距壹的水平距离比乙大
10．（2023高一上·惠州期末）如图，劲度系数为的弹簧一端固定在斜面顶端，另一端连接着一质量为的木块，静止在倾角的斜面上.已知木块与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧在弹性限度内，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧一定处于拉伸状态
B．弹簧的最大形变量为
C．木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上
D．木块受到的摩擦力可能为零
三、非选择题：本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。
11．（2023高一上·惠州期末）某学习小组利用如图（a）所示的实验装置探究弹簧弹力与伸长量的关系，具体操作如下：
（1）某同学将待测弹簧的一端固定在铁架台上，在弹簧的一侧固定毫米刻度尺，并使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上.在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，其质量可忽略不计.根据实验数据，在坐标纸上作出了如图（b）所示的图像，其中为弹簧产生的弹力大小，为弹簧的伸长量，可得该弹簧的劲度系数 （结果保留三位有效数字）。
（2）另一位同学在实验数据处理时，误将弹簧的长度记为，则他得到的图像的斜率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”），横轴截距表示弹簧的 。
12．（2023高一上·惠州期末）图为某同学利用电火花打点计时器得到表示小车运动过程的一条纸带，通过数据处理和分析判断小车的运动性质，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率，其中：、、、、、.
（1）电火花打点计时器所用电源为____。
A．直流 B．直流 C．交流 D．交流
（2）通过分析纸带，在表1中列出了打点计时器打下、、、时小车的瞬时速度大小，则打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小为 （结果保留三位有效数字）.
表1
位置
速度 0.792 0.833 0.915 0.956
（3）根据表1中的实验数据，以点为计时起点，在图中画出小车的速度一时间图像.
（4）通过分析图中纸带的测量数据或者图10中的速度一时间图像均可以判断出小车做匀变速直线运动，理由是 （说出一条理由即可）.
（5）请直接用、、、、、和打点计时器打点的频率来计算小车的加速度，得 （用所给字母符号表示）.
13．（2023高一上·惠州期末）如图所示，一旅客用的力拉着质量为的行李箱沿水平地面运动.已知拉力与水平方向的夹角，从静止开始经时行李箱移动的直线距离.若行李箱可看做质点，空气阻力不计，重力加速度取.求：
（1）在拉动过程中，行李箱的加速度的大小；
（2）在拉动过程中，地面对行李箱的阻力的大小；
（3）保持拉力方向不变，当至少增大到多少时，行李箱会离开地面“飘”起来.
14．（2023高一上·惠州期末）如图所示，某学习小组为测量橡皮擦和桌面之间的动摩擦因数的大小，先测得桌面离地高度，桌面长.现将橡皮擦以某一初速度从桌面最左端滑入桌面，测得橡皮擦在桌面上滑行的时间，落地点距离桌面最右端的水平距离，取重力加速度.求：
（1）橡皮擦到达桌面最右端时的速度的大小；
（2）橡皮擦滑入桌面的初速度的大小；
（3）橡皮擦和桌面之间的动摩擦因数的大小.
15．（2023高一上·惠州期末）图为两名同学设计的一个“下石落井”游戏模型简图，轨道、可视为斜面，段长为，与水平面的夹角；段总长始终保持不变，由非可控区域和可控区域组成，洞位于点正下方.现让小滑块从点由静止释放，若滑块到达点时速度刚好为零，滑块自由落入洞中即为游戏成功.已知滑块在段、段非可控区域加速下滑时加速度大小分别为、，在可控区域减速时的加速度大小为，滑块在点、可控点前后速度大小不变，取重力加速度，求：
（1）滑块与段的动摩擦因数大小；
（2）为确保游戏成功，可控区域的长度；
（3）若改变段长度，为确保游戏成功，则可控区域的长度也需随之改变（长度仍保持不变），推导出与关系式，并画出图像.
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】理想模型法；单位制
【解析】【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叫理想模型法，A错误。
B、当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了极限法，B错误。
C、在国际单位制中，力学的三个基本单位为：m，kg，s。C正确。
D、加速度与质量、合外力之间的关系，是加速度的决定式，并不是比值定义式，D错误。
故答案为：C
【分析】 用质点来代替物体的方法叫理想模型法，当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了极限法，加速度与质量和合力之间存在决定关系，不属于比值定义式。
2．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】物体在恒定的合外力作用下，保持固定的加速度，做匀变速运动，但不一定做直线运动，加速度一定不为零，速度大小或方向一定发生改变，运动状态一定改变，则D正确。
故答案为：D
【分析】力是改变物体运动状态的原因，力作用在物体上时，物体的运动状态一定发生改变。
3．【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由a图可知新能源汽车在 时段内做匀速直线运动，A错误。
B、由b图可知电梯在0-2s内做匀加速直线运动，B正确。
C、新能源汽车在 时段内做反方向的匀速直线运动 ，C错误。
D、电梯在2-5s内保持匀速直线运动，D错误。
故答案为：B
【分析】根据x-t图像和v-t图像斜率的物理意义以及匀速直线运动和匀变速直线运动的特点分析两个物体的运动情况。
4．【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】AB、小汽车减速时的加速度为，由牛顿第二定律可知受到的阻力为，A正确，B错误。
C、汽车重新起步后，由牛顿第二定律可知，C错误。
D、1s内发生的位移为，D错误。
故答案为：A
【分析】对汽车进行受力分析，根据减速阶段的初末速度和时间计算加速度大小，再由牛顿第二定律计算阻力大小，重新起步后受到牵引力和阻力作用，根据牛顿第二定律和运动学公式计算加速度和1s内发生的位移。
5．【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】物体做自由落体的下落高度，位移与时间的平方成正比，则时间增大，刻度尺上的间距增大，故刻度越来越稀疏，B正确。
故答案为：B
【分析】根据自由落体运动的下落高度与时间的关系，分析高度与时间的关系。
6．【答案】B
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A、环相对于杆向下运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，则环受到竖直杆的摩擦力方向向上，A错误。
B、对环进行受力分析，由牛顿第二定律可知，则摩擦力大小为，B正确。
CD、对箱子进行受力分析，由平衡条件可知，则地面对箱子的支持力为，由牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力为，CD错误。
故答案为：B
【分析】对环进行受力分析，根据牛顿第二定律计算摩擦力的大小；对箱子进行受力分析，根据平衡条件计算地面对箱子支持力的大小，再由牛顿第三定律判断箱子对地面的压力大小。
7．【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A、行李再传送带上做加速运动的加速度为，则a=2m/s2，行李加速到与传送带共速所需要的位移为，传送带的长度为3m，则行李先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，A错误。
BCD、行李加速所用的时间为，匀速所用的时间为，则行李到达B点所用的时间为t=3.25s，乘客做匀速直线运动，从A到B所用的时间为，则乘客提前0.25s到达B处，C正确，BD错误。
故答案为：C
【分析】对行李进行受力分析，根据滑动摩擦力的表达式和牛顿第二定律计算加速度大小，进而判断行李在传送带上与传送带共速所走过的位移，进而计算行李在传送带上运动所需要的时间。
8．【答案】A,B
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】AB、对O点进行受力分析，由平衡条件可知，联立解得，，AB正确。
CD、对乙物体进行受力分析，由平衡条件可知，，CD错误。
故答案为：AB
【分析】对O点和乙物体进行受力分析，根据平衡条件和正交分解分别计算OA，OB两轻绳的拉力以及乙物体所受的摩擦力和支持力。
9．【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A、 甲、乙两人投出的箭初速度与加速度不再同一直线，在空中均做匀加速曲线运动，A错误。
B、甲乙两人投出的箭在空中只受重力作用，处于完全失重状态，B正确。
CD，两人从同一高度射出箭，则落地时竖直方向速度相同，根据v，则甲射出的箭初速度比乙射出的箭初速度小，C正确。
D、甲乙两人射出的箭运动时间相同，甲的初速度小，则甲射箭的位置距离壶的水平距离小，D错误。
故答案为：BC
【分析】对两人射出的箭进行分析，箭做平抛运动，根据水平方向，竖直方向联立分析求解。
10．【答案】A,D
【知识点】胡克定律；受力分析的应用
【解析】【解答】A、对物体进行受力分析，物体受到的摩擦力最大可能为，物体重力沿斜面向下的分力为，故弹簧一定处于拉伸状态，A正确。
B、由平衡条件可知，当木块受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下时，弹簧有最大形变量，，B错误。
C、当弹簧的弹力较小时，木块有向下滑动的趋势，摩擦力沿斜面向上，当弹簧弹力较大时，木块有向上滑动的趋势，摩擦力方向向下，C错误。
D、当弹簧的弹力等于重力的分力时，木块在斜面上没有滑动的趋势，木块受到的摩擦力为零，D正确。
故答案为：AD
【分析】对木块进行受力分析，根据木块重力的分力和最大摩擦力之间的关系判断弹簧的状态，再根据弹簧所处的不同状态，判断弹簧的最大伸长量和木块所受摩擦力情况。
11．【答案】（1）50.0
（2）不变；原长
【知识点】胡克定律
【解析】【解答】（1）由图像可知该弹簧的劲度系数为
（2） 另一位同学在实验数据处理时，误将弹簧的长度记为 ，会导致图像整体向右平移，但斜率不变，横轴截距表示弹簧的原长。
【分析】（1）根据胡克定律的定义和表达式计算劲度系数的大小。
（2） 误将弹簧的长度记为 会导致图像整体向右平移，但斜率保持不变，横轴截距表示弹簧的原长。
12．【答案】（1）C
（2）
（3）
（4）连续相邻相等时间内位移之差相等或不变或恒定；或速度图像是一条倾斜的直线
（5）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）电火花打点计时器使用的是220v交流电源。
（2） 打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小为
（3）根据表格中的数据描点，并用平滑曲线连接。
（4）速度时间图像是一条倾斜直线说明小车做匀变速直线运动。
（5）由逐差法可得
【分析】（1）电火花打点计时器使用的电源为220v交流电源，电磁打点计时器使用的电源为8v以下交流电源。
（2）D点的速度为C点和E点速度之和的一半。
（3）根据表格中的数据描点，并用平滑曲线连接。
（4）速度时间图像是一条倾斜直线说明小车做匀变速直线运动。
（5）根据逐差法计算小车的加速度大小。
13．【答案】（1）解： 运动学公式：
解得：
（2）解： 由牛顿第二定律：
解得：
（3）解： 行李箱“飘”起来：是指地面对其支持力为零
【或】
分析竖直方向受力，有：或
解得：
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）对行李箱进行分析，根据运动学公式计算行箱的加速度大小。
（2）对行李箱进行受力分析，根据牛顿第二定律计算地面对行李箱的摩擦力大小。
（3）行李箱飘起来时地面的支持力为零，根据竖直方向受力情况计算拉力大小。
14．【答案】（1）解： 橡皮擦平抛时，竖直方向：
水平方向：
解得：
（2）解：用平均速度：
解得：
（3）解： 橡皮擦的加速度大小，
牛顿第二定律：
【或牛顿第二定律：】
解得：
【知识点】牛顿第二定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）橡皮擦飞出后做平抛运动，根据平抛运动的水平和竖直方向运动规律计算初速度大小。
（2）橡皮擦在桌面上滑动时 ，计算初速度的大小。
（3）由匀变速直线运动规律计算橡皮擦的加速度大小，再根据牛顿第二定律计算动摩擦因数的大小。
15．【答案】（1）解： 牛顿第二定律：①
解得：（或或） ②
（2）解： 加速段：③
非可控区域末端记作点，加速段：④
减速段：或⑤
代入，
得：
（3）解： 联立③④⑤式，可解得：
或⑥
定义域如下：因，得
图像如图：
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）对滑块在AB段进行受力分析，根据牛顿第二定律计算动摩擦因数的大小。
（2）AB段做加速运动，由匀变速直线运动规律计算末速度大小，进入非可控区域后根据运动学公式计算非可控区域的长度。
（3）根据AB的长度与非可控区域L以及运动学公式分析L与XAB之间的关系，并画出图像。
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