广东省深圳市龙华区2023-2024学年高一上学期期末检测物理试题
1．（2024高一上·龙华期末）研究物理问题需要科学思想和方法的指引，下列说法正确的是（ ）
A．平均速度的建立采用了理想实验法
B．探究力的合成与分解的实验利用了等效思想
C．伽利略的理想斜面实验采用了微元法
D．牛顿第一定律是通过实验利用控制变量法而得到的
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律；验证力的平行四边形定则；伽利略理想斜面实验；平均速度
【解析】【解答】A．根据平均速度的定义式
可以得出平均速度的定义采用了比值定义法，故A错误；
B．探究力的合成与分解的实验中由于分力和合力的效果相同，则利用了等效替代的思想，故B正确；
C．伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法，故C错误；
D．伽利略利用理想斜面实验研究牛顿第一定律，是在实验的基础上通过合理外推得出的结论，故D错误。
故选B。
【分析】平均速度的定义使用了比值定义法；合力与分力的关系实验使用了等效替代法；伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法；牛顿第一定律是在实验的基础上通过合理外推得出的结论。
2．（2024高一上·龙华期末）如图所示为中国选手苏翊鸣参加北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台决赛中的频闪照片。运动员从高处滑下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体、抓板等技术动作后落地，以下说法正确的是（ ）
A．研究运动员在空中的动作完成情况时，可以将他看成质点
B．助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心、增大重力
C．腾空中曝光时间间隔内，运动员的位移方向发生了改变
D．运动员起跳后做自由落体运动
【答案】C
【知识点】重力与重心；质点；自由落体运动；斜抛运动
【解析】【解答】A．研究运动员在空中的动作完成情况时，运动员的形状、大小对运动员的动作情况有影响，不可以将他看成质点，故A错误；
B．助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心增大了自身的稳定性，根据重力的表达式可以得出运动员的质量不变，重力不变，故B错误；
C．忽略空气阻力，腾空中曝光时间间隔内，由于运动员的运动轨迹为曲线运动，则运动员的位移方向发生了改变，故C正确；
D．运动员起跳后初速度不为零，虽然只受到重力的作用，则运动员起跳后做的运动不是自由落体运动，故D错误。
故选C。
【分析】运动员的形状、大小对运动员的动作情况有影响，不可以将他看成质点；由于运动员的质量不变所以深蹲时重力保持不变；运动员的运动轨迹为曲线运动，则运动员的位移方向发生了改变；运动员起跳后初速度不为零，则运动员起跳后做的运动不是自由落体运动。
3．（2024高一上·龙华期末）我国高铁技术全球领先，高铁使人们出行更加便捷，速度快，安全性高。小明同学在高铁上发现列车启动过程中杯中水面的形状是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】惯性与质量
【解析】【解答】列车启动过程中，速度增大，即杯子的速度增大，而杯子中的水由于惯性仍要保持原来的静止状态，由于水保持原来的速度所以小于杯子的速度，所以水相对杯子向后运动。
故选C。
【分析】水由于惯性导致保持原来的速度，则小于杯子的速度，则杯子相对水向后运动。
4．（2024高一上·龙华期末）如图，甲、乙两位同学进行掰手腕游戏，F1为甲对乙的作用力，F2为乙对甲的作用力，则
A．F1和F2是性质相同的力
B．若甲赢了，说明F1大于F2
C．僵持阶段，F1与F2是一对平衡力
D．若甲先发力，则F1出现后，F2才出现
【答案】A
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】 甲、乙两位同学进行掰手腕游戏，根据牛顿第三定律可以得出甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对作用力与反作用力，它们是同一性质的力，始终等大反向，且同时产生、同时变化、同时消失。
故选A。
【分析】根据牛顿第三定律可以得出甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对作用力与反作用力，它们是同一性质的力，始终等大反向，且同时产生、同时变化、同时消失。
5．（2024高一上·龙华期末）下图为深坑打夯机的示意图，当夯杆的下端刚到达坑口时，夯杆被摩擦轮松开并以一定的初速度向上运动，经一定时间后落回坑底，不计空气阻力，取竖直向上为正方向，下列图像能描述夯杆被松开后至落回坑底过程的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】AB. 夯杆被摩擦轮松开并以一定的初速度向上运动，摩擦轮松开时，夯杆在上升过程和上升过程都只受重力，加速度都应该为重力加速度，故AB错误；
CD.夯杆在上升过程由于初速度和加速度方向相反则以加速度为重力加速度匀减速上升，下落过程由于速度和加速度方向相同则以加速度为重力加速度匀加速下落，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】摩擦轮松开时，夯杆在上升过程和上升过程都只受重力，加速度都应该为重力加速度；利用加速度保持不变可以判别速度时间图像斜率保持不变。
6．（2024高一上·龙华期末）如图（a），一重物放在电梯内的压力传感器上，传感器可测出重物对它的压力F在t=0时刻电梯由静止开始竖直上升，t=22s时停止运动。传感器示数F与时间t的关系如图（b）所示，g=10m/s2。则（ ）
A．4~18s电梯处于静止状态 B．0~4s重物处于超重状态
C．18~22s电梯做加速运动 D．从图中可求出重物质量为5kg
【答案】B
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】B.0~4s重物受到的支持力大于重力，根据力的合成可以得出合力方向向上，则重物有向上的加速度，根据加速度的方向可以得出重物处于超重状态，故B正确；
A.0~4s重物做加速运动，由于加速度方向不变则末重物速度不为零，4~18s电梯由于重力和支持力大小相等，则受力平衡，做匀速直线运动，故A错误；
C.18~22s重物受到的支持力小于重力，根据合力方向向下则重物有向下的加速度，电梯做减速运动，故C错误；
D．从图中可以得出重力的大小为30N，根据重力的表达式可以得出重物质量为
故D错误。
故选B。
【分析】利用支持力与重力的比较可以判别合力的方向，利用合力的方向可以判别加速度的方向，进而判别超重与失重；利用加速度的方向可以判别末速度的大小；利用重力和支持力大小相等可以判别重物速度的变化；利用重力的大小及重力的表达式可以求出重物的质量。
7．（2024高一上·龙华期末）如图所示，人们习惯用两种方式握筷：平行和夹形。在竖直平面内用相同的筷子以两种方式分别夹住相同的小球，已知每根筷子对小球的压力大小相等，则（ ）
A．小球被夹住后只受到重力和摩擦力
B．筷子对小球压力越大，小球受到的静摩擦力越大
C．两种方式，夹住相同的小球，夹形握筷更容易
D．两种方式，筷子对小球作用力的合力方向都是竖直向上
【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．两种方式，根据小球的平衡条件可以得出小球均受到重力、摩擦力、筷子的弹力，故A错误；
BC．平行握筷时，小球处于静止，根据平衡方程可以得出：小球受到的静摩擦力为
平行握筷时，筷子对小球压力越大，小球受到的静摩擦力不变，设夹形握筷时两筷子的夹角为，小球受力分析如图所示
根据小球竖直方向的平衡方程有
小球受到的静摩擦力为
夹形握筷时，筷子对小球压力越大，小球受到的静摩擦力越大，夹住相同的小球，夹形握筷时所需要的静摩擦力更大，平行握筷更容易，故BC错误；
D．两种方式，根据小球的平衡条件可以得出筷子对小球作用力的合力与小球的重力平衡，等大反向，根据重力的方向竖直向下可以得出筷子对小球作用力的合力方向都是竖直向上，故D正确。
故选D。
【分析】利用小球的平衡条件可以判别小球受力情况；平行握筷时，利用小球的平衡方程可以得出静摩擦力的大小与压力的大小无关；夹形握筷时利用小球的平衡方程可以判别静摩擦力的大小与压力的大小关系；利用小球的平衡条件可以判别筷子对小球的作用力的大小及方向。
8．（2024高一上·龙华期末）如图所示，瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬行到B点。树枝对瓢虫的摩擦力用Ff表示，支持力用FN表示，下列说法正确的有（ ）
A．FN增大 B．FN方向与瓢虫运动方向垂直
C．Ff减小 D．Ff方向与瓢虫运动方向相反
【答案】A,B,C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬行到B点，由于缓慢运动则瓢虫处于平衡状态，根据瓢虫的合力为0，则根据平衡条件可以得出Ff方向与瓢虫运动方向相同，FN方向与瓢虫运动方向垂直，设上坡过程中坡度为，根据瓢虫的平衡方程有
瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬行到B点，坡度减小，由于坡度不断减小则可知FN增大，Ff减小。
故选ABC。
【分析】利用瓢虫的平衡条件可以判别支持力和摩擦力的方向；利用平衡方程可以求出支持力和摩擦力的大小。
9．（2024高一上·龙华期末）如图所示，某次钉子被铁锤敲击后，其竖直向下运动的位移s（m）随时间t（s）的变化规律为。则钉子在竖直向下的运动过程中（ ）
A．初速度大小为0.5m/s
B．做匀减速直线运动，加速度大小为1m/s2
C．前0.2s内，钉子的速度变化量大小为0.2m/s
D．前0.3s内，钉子的位移大小为6.25cm
【答案】A,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；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB．已知钉子 竖直向下运动的位移s（m）随时间t（s）的变化规律为 ，结合匀变速的位移公式有
则可以得出钉子的初速度为
钉子的加速度大小为
即钉子做匀减速直线运动，故A正确，B错误；
C．根据速度公式可以得出钉子速度减到零需要的时间为
根据速度公式可以得出在0.2s末速度的大小为
前0.2s内，根据初末速度可以得出钉子的速度变化量大小为
故C错误；
D．钉子速度减到零需要的时间为0.25s，则前0.3s内，根据位移公式可以得出：钉子的位移大小为
故D正确。
故选AD。
【分析】利用匀变速直线运动的位移公式可以求出钉子的初速度和加速度的大小，结合速度公式可以求出减速的时间，利用速度公式可以求出初末速度的大小，进而求出速度变化量的大小；利用位移公式可以求出钉子运动的位移大小。
10．（2024高一上·龙华期末）如图所示，将两辆完全相同的玩具动力车A、B和车厢C用轻杆串接组成“列车”，“列车”出发启动阶段做匀加速运动，且玩具动力车A和B提供的动力均为F，动力车和车厢受到的阻力均为车重的k倍，已知动力车A、B的质量均为m1，车厢C的质量为m2，重力加速度为g，则（ ）
A．A车所受合外力比B车的大
B．A、C间轻杆对两端的作用力是拉力
C．B、C间轻杆对两端的作用力是推力
D．“列车”的加速度大小为
【答案】B,C,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A．由于AB两车的质量相同，二车加速度相同，根据牛顿第二定律F=ma，故A车和B车所受合外力相同，故A错误；
D．对整体，根据牛顿第二定律可得
故“列车”的加速度大小为
故D正确；
B．对A研究，根据牛顿第二定律有
解得
故A、C间轻杆对两端的作用力是拉力，故B正确；
C．对B研究，根据牛顿第二定律有：
解得
故B、C间轻杆对两端的作用力是推力，故C正确。
故选BCD。
【分析】利用AB两车的质量和加速度相同可以得出合力大小相等；利用整体的牛顿第二定律可以求出整体加速度的大小；利用A的牛顿第二定律可以得出AC杆之间的作用力属于拉力；利用B的牛顿第二定律可以求出BC杆之间的作用力属于推力。
11．（2024高一上·龙华期末）使用如图（a）所示的装置，某同学研究了弹簧弹力F与长度L的关系。将弹簧上端固定在铁架台的横杆上，并记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。在弹簧下端悬挂不同数量的钩码，记录悬挂钩码的重力和弹簧下端的刻度位置，依次增加钩码，重复上述操作。实验中弹簧始终未超过其弹性限度，通过数据分析得出实验结论。
（1）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F-L图像，如图（b）所示。由图像知：弹簧自由下垂时的长度L= cm，劲度系数k= N/m。
（2）用此弹簧制作成弹簧测力计，如图（c），测力计的示数为 N，此时弹簧的伸长量x= cm。
【答案】10.0；40；3.0；7.5
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）由图像知：当弹力等于0时可以得出：弹簧自由下垂时的长度
根据胡克定律可以得出图线的斜率等于劲度系数，故
（2）如图（c），已知弹簧测力计的分度值为0.2N，测力计的示数为3.0N，根据胡克定律可以得出此时弹簧的伸长量
【分析】（1）利用图像可以得出弹簧自由下垂时的长度大小；利用图像斜率可以求出劲度系数的大小；
（2）利用弹簧测力计的分度值可以得出弹力的大小，结合胡克定律可以求出弹簧形变量的大小。
12．（2024高一上·龙华期末）用图（a）所示的实验装置研究小车加速度与其受力和质量的关系。主要实验步骤如下：
a.安装好实验器材，接通打点计时器电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动。
b.获得一条点迹清晰的纸带，如图（b）所示，其中A、B、C、D、E为计数点，用s1、s2、s3、s4以及相邻两个计数点的时间间隔t来表示小车加速度的计算式a＝ 。
c.用弹簧测力计测出重物的重力G，当重物的质量 （选填“等于”、“远大于”、“远小于”）小车的质量时，小车所受拉力F近似等于 。
d.改变 （选填“重物的质量”、“小车的质量”），再重复上述步骤，获得多组数据a和F。得到的a-F图像如图（c）所示。图线不过原点的原因是缺失 步骤。
【答案】；远小于；G；重物的质量；补偿阻力（或者平衡摩擦力）
【知识点】加速度；探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】b.小车做匀加速直线运动，由逐差法可知，小车加速度的计算式
c.根据小车的牛顿第二定律有
以及根据重物的牛顿第二定律有
可得绳子拉力为：
则当M>>m时可近似认为T=mg，则用弹簧测力计测出重物的重力G，当重物的质量远小于小车的质量时，小车所受拉力F近似等于G。
d.为了探究拉力和加速度的大小关系，应该保持小车的质量M不变，改变重物的质量m，再重复上述步骤，获得多组数据a和F。图线不过原点，即当拉力到达一定值时小车才有加速度，则原因是小车受到摩擦力的作用，所以缺失补偿阻力（或者平衡摩擦力）步骤。
【分析】利用逐差法可以求出小车的加速度；利用小车牛顿第二定律及重物的牛顿第二定律可以求出绳子拉力的表达式，只有当重物的质量远小于小车的质量时，小车所受拉力F近似等于G；为了探究拉力和加速度的大小关系，应该保持小车的质量M不变，改变重物的质量m，再重复上述步骤，获得多组数据a和F。图线不过原点，即当拉力到达一定值时小车才有加速度，则原因是小车受到摩擦力的作用。
13．（2024高一上·龙华期末）某同学在水库旁的栈道上静止释放一颗小石头，用手机的秒表计时，发现经过2s石头恰好到达水库的水面激起水花。不考虑空气阻力，取，求：
（1）该同学释放石头处离水面的高度h；
（2）石头下落时的速度v。
【答案】解：（1）由自由落体运动规律得
解得
（2）当石头到达高度时
解得
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】（1）石头做自由落体运动，利用位移公式可以求出下落的高度；
（2）石子下落时，利用速度位移公式可以求出 石头下落时的速度。
14．（2024高一上·龙华期末）如图所示，拖拉机通过可以自由转动的连接杆拉着耙耙地，拖拉机和耙一起做匀速直线运动。连接杆对耙的拉力恒为F，耙受到地面的阻力f恒定且沿水平方向，地面对耙的支持力方向竖直向上且大小为N。连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变，求：
（1）f的大小；
（2）耙的质量m。
【答案】解：（1）对耙受力分析，在水平方向由平衡条件有
解
（2）在竖直方向上由平衡条件得
解得
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】（1）耙做匀速直线运动，利用水平方向的平衡方程可以求出阻力的大小；
（2）耙做匀速直线运动，利用平衡方程可以求出耙质量的大小。
15．（2024高一上·龙华期末）如图（a）是某冰雪大世界的室内轮胎滑雪场地，滑雪场地的滑雪轨道可以简化为如图（b）所示的图形。滑道由两部分组成，其中AB段是速滑道，BD段是水平缓冲道。AB段长L1=100m，倾角为θ=30°，与轮胎的动摩擦因数，BD段与轮胎的动摩擦因数=0.4。某游客坐在轮胎上从A处由静止开始沿AB段速滑道滑下经B点滑入BD段缓冲道，最终停在C点。假设在整个运动过程中轮胎及游客均可视为质点，且轮胎经过B点时速率不变，取g=10m/s2，求：
（1）轮胎在AB段的加速度的大小；
（2）BC段的长度L2；
（3）为了方便将滑下的轮胎运回滑道起始点的平台，该场地还安装了倾斜传送带EF，如图（c）所示。EF段长L3=80m，倾角α=37°，传送带以恒定的速率=4m/s逆时针匀速转动，且传送带与轮胎的动摩擦因数=0.8。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。要将一个在E处静止释放的轮胎传送到F处，需要多长时间？若要实现最短时间传送轮胎，传送带的运行速率满足什么条件？
【答案】解：（1）在AB段，对轮胎，由牛顿第二定律得
轮胎受到的摩擦力为
解得
（2）设轮胎运动到B点的速度为，则在AB段
在BC段，对轮胎同理得
解得
（3）在EF段，对轮胎，由牛顿第二定律得
解得
匀加速阶段
解得
匀加速阶段的位移为
解得
匀速阶段
解得
总时间
②要使物体从E到F所经历的时间最短，则物体一直做匀加速直线运动，如此需要传送带的速度始终比轮胎速度大，设轮胎一直加速到F处的速度为，则
解得
传送带的运行速率应满足
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）轮胎在AB段做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；
（2）轮胎在AB段做加速运动，利用速度位移公式可以求出经过B点速度的大小，在BC段，利用牛顿第二定律可以求出减速加速度的大小，结合速度位移公式可以求出BC段的长度；
（3）轮胎在EF段做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出加速的时间，利用位移公式可以求出加速的位移；利用匀速直线运动可以求出匀速运动的时间；为了物体经历的时间最短，根据速度位移公式可以求出传送带的最低速度。
1 / 1广东省深圳市龙华区2023-2024学年高一上学期期末检测物理试题
1．（2024高一上·龙华期末）研究物理问题需要科学思想和方法的指引，下列说法正确的是（ ）
A．平均速度的建立采用了理想实验法
B．探究力的合成与分解的实验利用了等效思想
C．伽利略的理想斜面实验采用了微元法
D．牛顿第一定律是通过实验利用控制变量法而得到的
2．（2024高一上·龙华期末）如图所示为中国选手苏翊鸣参加北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台决赛中的频闪照片。运动员从高处滑下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体、抓板等技术动作后落地，以下说法正确的是（ ）
A．研究运动员在空中的动作完成情况时，可以将他看成质点
B．助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心、增大重力
C．腾空中曝光时间间隔内，运动员的位移方向发生了改变
D．运动员起跳后做自由落体运动
3．（2024高一上·龙华期末）我国高铁技术全球领先，高铁使人们出行更加便捷，速度快，安全性高。小明同学在高铁上发现列车启动过程中杯中水面的形状是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
4．（2024高一上·龙华期末）如图，甲、乙两位同学进行掰手腕游戏，F1为甲对乙的作用力，F2为乙对甲的作用力，则
A．F1和F2是性质相同的力
B．若甲赢了，说明F1大于F2
C．僵持阶段，F1与F2是一对平衡力
D．若甲先发力，则F1出现后，F2才出现
5．（2024高一上·龙华期末）下图为深坑打夯机的示意图，当夯杆的下端刚到达坑口时，夯杆被摩擦轮松开并以一定的初速度向上运动，经一定时间后落回坑底，不计空气阻力，取竖直向上为正方向，下列图像能描述夯杆被松开后至落回坑底过程的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2024高一上·龙华期末）如图（a），一重物放在电梯内的压力传感器上，传感器可测出重物对它的压力F在t=0时刻电梯由静止开始竖直上升，t=22s时停止运动。传感器示数F与时间t的关系如图（b）所示，g=10m/s2。则（ ）
A．4~18s电梯处于静止状态 B．0~4s重物处于超重状态
C．18~22s电梯做加速运动 D．从图中可求出重物质量为5kg
7．（2024高一上·龙华期末）如图所示，人们习惯用两种方式握筷：平行和夹形。在竖直平面内用相同的筷子以两种方式分别夹住相同的小球，已知每根筷子对小球的压力大小相等，则（ ）
A．小球被夹住后只受到重力和摩擦力
B．筷子对小球压力越大，小球受到的静摩擦力越大
C．两种方式，夹住相同的小球，夹形握筷更容易
D．两种方式，筷子对小球作用力的合力方向都是竖直向上
8．（2024高一上·龙华期末）如图所示，瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬行到B点。树枝对瓢虫的摩擦力用Ff表示，支持力用FN表示，下列说法正确的有（ ）
A．FN增大 B．FN方向与瓢虫运动方向垂直
C．Ff减小 D．Ff方向与瓢虫运动方向相反
9．（2024高一上·龙华期末）如图所示，某次钉子被铁锤敲击后，其竖直向下运动的位移s（m）随时间t（s）的变化规律为。则钉子在竖直向下的运动过程中（ ）
A．初速度大小为0.5m/s
B．做匀减速直线运动，加速度大小为1m/s2
C．前0.2s内，钉子的速度变化量大小为0.2m/s
D．前0.3s内，钉子的位移大小为6.25cm
10．（2024高一上·龙华期末）如图所示，将两辆完全相同的玩具动力车A、B和车厢C用轻杆串接组成“列车”，“列车”出发启动阶段做匀加速运动，且玩具动力车A和B提供的动力均为F，动力车和车厢受到的阻力均为车重的k倍，已知动力车A、B的质量均为m1，车厢C的质量为m2，重力加速度为g，则（ ）
A．A车所受合外力比B车的大
B．A、C间轻杆对两端的作用力是拉力
C．B、C间轻杆对两端的作用力是推力
D．“列车”的加速度大小为
11．（2024高一上·龙华期末）使用如图（a）所示的装置，某同学研究了弹簧弹力F与长度L的关系。将弹簧上端固定在铁架台的横杆上，并记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。在弹簧下端悬挂不同数量的钩码，记录悬挂钩码的重力和弹簧下端的刻度位置，依次增加钩码，重复上述操作。实验中弹簧始终未超过其弹性限度，通过数据分析得出实验结论。
（1）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F-L图像，如图（b）所示。由图像知：弹簧自由下垂时的长度L= cm，劲度系数k= N/m。
（2）用此弹簧制作成弹簧测力计，如图（c），测力计的示数为 N，此时弹簧的伸长量x= cm。
12．（2024高一上·龙华期末）用图（a）所示的实验装置研究小车加速度与其受力和质量的关系。主要实验步骤如下：
a.安装好实验器材，接通打点计时器电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动。
b.获得一条点迹清晰的纸带，如图（b）所示，其中A、B、C、D、E为计数点，用s1、s2、s3、s4以及相邻两个计数点的时间间隔t来表示小车加速度的计算式a＝ 。
c.用弹簧测力计测出重物的重力G，当重物的质量 （选填“等于”、“远大于”、“远小于”）小车的质量时，小车所受拉力F近似等于 。
d.改变 （选填“重物的质量”、“小车的质量”），再重复上述步骤，获得多组数据a和F。得到的a-F图像如图（c）所示。图线不过原点的原因是缺失 步骤。
13．（2024高一上·龙华期末）某同学在水库旁的栈道上静止释放一颗小石头，用手机的秒表计时，发现经过2s石头恰好到达水库的水面激起水花。不考虑空气阻力，取，求：
（1）该同学释放石头处离水面的高度h；
（2）石头下落时的速度v。
14．（2024高一上·龙华期末）如图所示，拖拉机通过可以自由转动的连接杆拉着耙耙地，拖拉机和耙一起做匀速直线运动。连接杆对耙的拉力恒为F，耙受到地面的阻力f恒定且沿水平方向，地面对耙的支持力方向竖直向上且大小为N。连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变，求：
（1）f的大小；
（2）耙的质量m。
15．（2024高一上·龙华期末）如图（a）是某冰雪大世界的室内轮胎滑雪场地，滑雪场地的滑雪轨道可以简化为如图（b）所示的图形。滑道由两部分组成，其中AB段是速滑道，BD段是水平缓冲道。AB段长L1=100m，倾角为θ=30°，与轮胎的动摩擦因数，BD段与轮胎的动摩擦因数=0.4。某游客坐在轮胎上从A处由静止开始沿AB段速滑道滑下经B点滑入BD段缓冲道，最终停在C点。假设在整个运动过程中轮胎及游客均可视为质点，且轮胎经过B点时速率不变，取g=10m/s2，求：
（1）轮胎在AB段的加速度的大小；
（2）BC段的长度L2；
（3）为了方便将滑下的轮胎运回滑道起始点的平台，该场地还安装了倾斜传送带EF，如图（c）所示。EF段长L3=80m，倾角α=37°，传送带以恒定的速率=4m/s逆时针匀速转动，且传送带与轮胎的动摩擦因数=0.8。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。要将一个在E处静止释放的轮胎传送到F处，需要多长时间？若要实现最短时间传送轮胎，传送带的运行速率满足什么条件？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】牛顿第一定律；验证力的平行四边形定则；伽利略理想斜面实验；平均速度
【解析】【解答】A．根据平均速度的定义式
可以得出平均速度的定义采用了比值定义法，故A错误；
B．探究力的合成与分解的实验中由于分力和合力的效果相同，则利用了等效替代的思想，故B正确；
C．伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法，故C错误；
D．伽利略利用理想斜面实验研究牛顿第一定律，是在实验的基础上通过合理外推得出的结论，故D错误。
故选B。
【分析】平均速度的定义使用了比值定义法；合力与分力的关系实验使用了等效替代法；伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法；牛顿第一定律是在实验的基础上通过合理外推得出的结论。
2．【答案】C
【知识点】重力与重心；质点；自由落体运动；斜抛运动
【解析】【解答】A．研究运动员在空中的动作完成情况时，运动员的形状、大小对运动员的动作情况有影响，不可以将他看成质点，故A错误；
B．助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心增大了自身的稳定性，根据重力的表达式可以得出运动员的质量不变，重力不变，故B错误；
C．忽略空气阻力，腾空中曝光时间间隔内，由于运动员的运动轨迹为曲线运动，则运动员的位移方向发生了改变，故C正确；
D．运动员起跳后初速度不为零，虽然只受到重力的作用，则运动员起跳后做的运动不是自由落体运动，故D错误。
故选C。
【分析】运动员的形状、大小对运动员的动作情况有影响，不可以将他看成质点；由于运动员的质量不变所以深蹲时重力保持不变；运动员的运动轨迹为曲线运动，则运动员的位移方向发生了改变；运动员起跳后初速度不为零，则运动员起跳后做的运动不是自由落体运动。
3．【答案】C
【知识点】惯性与质量
【解析】【解答】列车启动过程中，速度增大，即杯子的速度增大，而杯子中的水由于惯性仍要保持原来的静止状态，由于水保持原来的速度所以小于杯子的速度，所以水相对杯子向后运动。
故选C。
【分析】水由于惯性导致保持原来的速度，则小于杯子的速度，则杯子相对水向后运动。
4．【答案】A
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】 甲、乙两位同学进行掰手腕游戏，根据牛顿第三定律可以得出甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对作用力与反作用力，它们是同一性质的力，始终等大反向，且同时产生、同时变化、同时消失。
故选A。
【分析】根据牛顿第三定律可以得出甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对作用力与反作用力，它们是同一性质的力，始终等大反向，且同时产生、同时变化、同时消失。
5．【答案】C
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】AB. 夯杆被摩擦轮松开并以一定的初速度向上运动，摩擦轮松开时，夯杆在上升过程和上升过程都只受重力，加速度都应该为重力加速度，故AB错误；
CD.夯杆在上升过程由于初速度和加速度方向相反则以加速度为重力加速度匀减速上升，下落过程由于速度和加速度方向相同则以加速度为重力加速度匀加速下落，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】摩擦轮松开时，夯杆在上升过程和上升过程都只受重力，加速度都应该为重力加速度；利用加速度保持不变可以判别速度时间图像斜率保持不变。
6．【答案】B
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】B.0~4s重物受到的支持力大于重力，根据力的合成可以得出合力方向向上，则重物有向上的加速度，根据加速度的方向可以得出重物处于超重状态，故B正确；
A.0~4s重物做加速运动，由于加速度方向不变则末重物速度不为零，4~18s电梯由于重力和支持力大小相等，则受力平衡，做匀速直线运动，故A错误；
C.18~22s重物受到的支持力小于重力，根据合力方向向下则重物有向下的加速度，电梯做减速运动，故C错误；
D．从图中可以得出重力的大小为30N，根据重力的表达式可以得出重物质量为
故D错误。
故选B。
【分析】利用支持力与重力的比较可以判别合力的方向，利用合力的方向可以判别加速度的方向，进而判别超重与失重；利用加速度的方向可以判别末速度的大小；利用重力和支持力大小相等可以判别重物速度的变化；利用重力的大小及重力的表达式可以求出重物的质量。
7．【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．两种方式，根据小球的平衡条件可以得出小球均受到重力、摩擦力、筷子的弹力，故A错误；
BC．平行握筷时，小球处于静止，根据平衡方程可以得出：小球受到的静摩擦力为
平行握筷时，筷子对小球压力越大，小球受到的静摩擦力不变，设夹形握筷时两筷子的夹角为，小球受力分析如图所示
根据小球竖直方向的平衡方程有
小球受到的静摩擦力为
夹形握筷时，筷子对小球压力越大，小球受到的静摩擦力越大，夹住相同的小球，夹形握筷时所需要的静摩擦力更大，平行握筷更容易，故BC错误；
D．两种方式，根据小球的平衡条件可以得出筷子对小球作用力的合力与小球的重力平衡，等大反向，根据重力的方向竖直向下可以得出筷子对小球作用力的合力方向都是竖直向上，故D正确。
故选D。
【分析】利用小球的平衡条件可以判别小球受力情况；平行握筷时，利用小球的平衡方程可以得出静摩擦力的大小与压力的大小无关；夹形握筷时利用小球的平衡方程可以判别静摩擦力的大小与压力的大小关系；利用小球的平衡条件可以判别筷子对小球的作用力的大小及方向。
8．【答案】A,B,C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬行到B点，由于缓慢运动则瓢虫处于平衡状态，根据瓢虫的合力为0，则根据平衡条件可以得出Ff方向与瓢虫运动方向相同，FN方向与瓢虫运动方向垂直，设上坡过程中坡度为，根据瓢虫的平衡方程有
瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬行到B点，坡度减小，由于坡度不断减小则可知FN增大，Ff减小。
故选ABC。
【分析】利用瓢虫的平衡条件可以判别支持力和摩擦力的方向；利用平衡方程可以求出支持力和摩擦力的大小。
9．【答案】A,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；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB．已知钉子 竖直向下运动的位移s（m）随时间t（s）的变化规律为 ，结合匀变速的位移公式有
则可以得出钉子的初速度为
钉子的加速度大小为
即钉子做匀减速直线运动，故A正确，B错误；
C．根据速度公式可以得出钉子速度减到零需要的时间为
根据速度公式可以得出在0.2s末速度的大小为
前0.2s内，根据初末速度可以得出钉子的速度变化量大小为
故C错误；
D．钉子速度减到零需要的时间为0.25s，则前0.3s内，根据位移公式可以得出：钉子的位移大小为
故D正确。
故选AD。
【分析】利用匀变速直线运动的位移公式可以求出钉子的初速度和加速度的大小，结合速度公式可以求出减速的时间，利用速度公式可以求出初末速度的大小，进而求出速度变化量的大小；利用位移公式可以求出钉子运动的位移大小。
10．【答案】B,C,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A．由于AB两车的质量相同，二车加速度相同，根据牛顿第二定律F=ma，故A车和B车所受合外力相同，故A错误；
D．对整体，根据牛顿第二定律可得
故“列车”的加速度大小为
故D正确；
B．对A研究，根据牛顿第二定律有
解得
故A、C间轻杆对两端的作用力是拉力，故B正确；
C．对B研究，根据牛顿第二定律有：
解得
故B、C间轻杆对两端的作用力是推力，故C正确。
故选BCD。
【分析】利用AB两车的质量和加速度相同可以得出合力大小相等；利用整体的牛顿第二定律可以求出整体加速度的大小；利用A的牛顿第二定律可以得出AC杆之间的作用力属于拉力；利用B的牛顿第二定律可以求出BC杆之间的作用力属于推力。
11．【答案】10.0；40；3.0；7.5
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）由图像知：当弹力等于0时可以得出：弹簧自由下垂时的长度
根据胡克定律可以得出图线的斜率等于劲度系数，故
（2）如图（c），已知弹簧测力计的分度值为0.2N，测力计的示数为3.0N，根据胡克定律可以得出此时弹簧的伸长量
【分析】（1）利用图像可以得出弹簧自由下垂时的长度大小；利用图像斜率可以求出劲度系数的大小；
（2）利用弹簧测力计的分度值可以得出弹力的大小，结合胡克定律可以求出弹簧形变量的大小。
12．【答案】；远小于；G；重物的质量；补偿阻力（或者平衡摩擦力）
【知识点】加速度；探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】b.小车做匀加速直线运动，由逐差法可知，小车加速度的计算式
c.根据小车的牛顿第二定律有
以及根据重物的牛顿第二定律有
可得绳子拉力为：
则当M>>m时可近似认为T=mg，则用弹簧测力计测出重物的重力G，当重物的质量远小于小车的质量时，小车所受拉力F近似等于G。
d.为了探究拉力和加速度的大小关系，应该保持小车的质量M不变，改变重物的质量m，再重复上述步骤，获得多组数据a和F。图线不过原点，即当拉力到达一定值时小车才有加速度，则原因是小车受到摩擦力的作用，所以缺失补偿阻力（或者平衡摩擦力）步骤。
【分析】利用逐差法可以求出小车的加速度；利用小车牛顿第二定律及重物的牛顿第二定律可以求出绳子拉力的表达式，只有当重物的质量远小于小车的质量时，小车所受拉力F近似等于G；为了探究拉力和加速度的大小关系，应该保持小车的质量M不变，改变重物的质量m，再重复上述步骤，获得多组数据a和F。图线不过原点，即当拉力到达一定值时小车才有加速度，则原因是小车受到摩擦力的作用。
13．【答案】解：（1）由自由落体运动规律得
解得
（2）当石头到达高度时
解得
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】（1）石头做自由落体运动，利用位移公式可以求出下落的高度；
（2）石子下落时，利用速度位移公式可以求出 石头下落时的速度。
14．【答案】解：（1）对耙受力分析，在水平方向由平衡条件有
解
（2）在竖直方向上由平衡条件得
解得
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】（1）耙做匀速直线运动，利用水平方向的平衡方程可以求出阻力的大小；
（2）耙做匀速直线运动，利用平衡方程可以求出耙质量的大小。
15．【答案】解：（1）在AB段，对轮胎，由牛顿第二定律得
轮胎受到的摩擦力为
解得
（2）设轮胎运动到B点的速度为，则在AB段
在BC段，对轮胎同理得
解得
（3）在EF段，对轮胎，由牛顿第二定律得
解得
匀加速阶段
解得
匀加速阶段的位移为
解得
匀速阶段
解得
总时间
②要使物体从E到F所经历的时间最短，则物体一直做匀加速直线运动，如此需要传送带的速度始终比轮胎速度大，设轮胎一直加速到F处的速度为，则
解得
传送带的运行速率应满足
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）轮胎在AB段做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；
（2）轮胎在AB段做加速运动，利用速度位移公式可以求出经过B点速度的大小，在BC段，利用牛顿第二定律可以求出减速加速度的大小，结合速度位移公式可以求出BC段的长度；
（3）轮胎在EF段做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出加速的时间，利用位移公式可以求出加速的位移；利用匀速直线运动可以求出匀速运动的时间；为了物体经历的时间最短，根据速度位移公式可以求出传送带的最低速度。
1 / 1
