一、選擇題：本題共10小題，共46分。（在每小題給出的四個選項中，其中1-7題只有一項符合題目要求，每題4分，共28分；第8-10題有多項符合題目要求，每題6分，全部選對得6分，選對但選不全得3分，有錯選得0分）
1. 關于直線運動的描述，下列說法正確的是（ ）
A. 速度改變量越大，加速度越大
B. 加速度增大，速度一定增大
C. 物體速度和位移方向均為正，加速度也一定為正
D. 速度很大的物體，其加速度可能很小
【答案】D
【解析】
【詳解】A．由加速度的定義
可知，加速度的大小由速度變化量和發(fā)生這一變化所用時間的比值決定，所以速度改變量越大，加速度不一定越大，故A錯誤；
B．當加速度和速度方向相同時，速度增大，反之，速度減小，故B錯誤；
C．加速度的方向與速度變化量的方向相同，僅通過速度方向和位移方向無法確定加速度方向，故C錯誤；
D．速度很大的物體，其加速度可能很小，比如勻速飛行的火箭，速度很大，加速度為0，故D正確。
故選D。
2. 如圖所示，一物塊在豎直向上的恒力F作用下沿固定的粗糙斜面向上勻速運動。不計空氣阻力，物塊在此過程中受力分析正確的是（ ）
A. 可能受4個B. 一定不受摩擦力
C. 可能受摩擦力D. 一定受支持力
【答案】B
【解析】
【詳解】由題意可知，若時，則物塊不受摩擦力和支持力，僅受重力和拉力兩個力的作用；若時不符合題意；若時，由平衡條件可知物塊受到垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力、重力和拉力四個力的作用，但由于物塊沿斜面向上做勻速運動，故不符合題意，則物塊不可能受到四個力的作用，一定不受支持力和摩擦力。
故選B。
3. 工人卸貨時常利用斜面將重物從高處滑下。如圖，三個完全相同的貨箱正沿著表面均勻的長直木板下滑，貨箱各表面材質和粗糙程度均相同。若1、2、3號貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為、和，則（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】根據滑動摩擦力的公式
可知滑動摩擦力的大小與接觸面積無關，只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關，由題可知三個貨箱各表面材質和祖糙程度均相同，壓力大小也相同，故摩擦力相同，即
故選D。
4. 為了安全，在公路上行駛的汽車之間應保持一定的距離。假設某人駕駛一輛汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，突然前方汽車停止，司機從發(fā)現(xiàn)這一情況到踩下剎車所經歷的時間（即司機的反應時間）為Δt。在干燥和濕潤兩種路況下，汽車輪胎與路面的動摩擦因數(shù)不同而使剎車的加速度不同，且a1=3a2，對應的安全距離分別為x1、x2，剎車過程可視為勻變速運動，則下列選項正確的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】由題意可知，在干燥和濕潤兩種路況下的安全距離分別為
其中
a1=3a2
可得
又因為
所以
故選D。
5. 如圖所示，研制先進飛機發(fā)動機需要大型的風洞進行相關實驗。一質量為m的正方體物塊置于風洞內的水平面上，其中一面與風速垂直，風速為v時剛好能推動該物塊。已知風對物塊的推力F∝Sv2，其中v為風速，S為物塊迎風面積。若風速變?yōu)?v時，剛好能推動用同一材料做成的另一正方體物塊，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則該物塊的質量為（ ）
A. 8mB. 16mC. 32mD. 64m
【答案】D
【解析】
【詳解】假設該正方形物塊的邊長為a，密度為，由題意可知風速為v時剛好能推動該物塊，由平衡條件可得
又因為
聯(lián)立解得
因此，當風速變?yōu)樵瓉淼?倍時，能推動的物塊的邊長變?yōu)樵瓉淼?倍，體積變?yōu)樵瓉淼?4倍，故質量變?yōu)樵瓉淼?4倍。
故選D。
6. 如圖所示，兩個長度相同的輕繩在中點處垂直交叉形成一個“繩兜”，重力為G的光滑球靜置于“繩兜”中。繩端掛于O點靜止，A、B、C、D為每根繩與球面相切的點，，R為球的半徑，則 OA繩中的拉力大小為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】設OA、OB、OC、OD與豎直方向夾角為，OA、OB、OC、OD繩子拉力為T根據受力分析及幾何關系可知
豎直方向夾角余弦值為
聯(lián)立可得
故選A。
7. 質量為m粗細均勻的麻繩如圖所示懸掛，懸點處切線與豎直方向夾角分別為37°和53°，P點為最低點，重力加速度為g，sin37°=0.6，cs37°=0.8，sin53°=0.8，cs53°=0.6，則（ ）
A. 左側懸點對麻繩拉力0.6mgB. 右側懸點對麻繩拉力為0.8mg
C. P點右側麻繩質量為0.36mD. 最低點P處張力為0.3mg
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．對麻繩受力分析，受重力、左側懸點對麻繩拉力、右側懸點對麻繩拉力，則
解得
故AB錯誤；
CD．對右側麻繩受力分析，受重力、最低點P處張力、右側懸點對麻繩拉力，則
所以P點右側麻繩質量為
故C正確，D錯誤。
故選C。
8. 力的合成和分解在生產和生活中有著廣泛的應用，下列各種應用說法正確的是（ ）
A. 高大的橋要建很長的引橋，減小橋面的傾角，是為了減小汽車重力沿橋面向下的分力，達到行車方便和安全的目的
B. 幼兒園的滑梯很陡，是為了增加小孩滑滑梯時受到的重力，使小孩下滑得更快
C. 運動員做引體向上（緩慢上升）動作時，雙臂張開很大的角度時要比雙臂豎直平行時覺得手臂用力大，是由于張開時手臂產生的合力增大的緣故
D. 磨刀不誤砍柴工，刀尖越鋒利，用同樣大的力作用在刀背上，刀劈開物體時對物體側向推力變大
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．高大的橋要建很長的引橋，減小橋面的傾角，是為了減小汽車重力沿橋面向下的分力，達到行車方便和安全的目的，故A正確；
B．幼兒園的滑梯很陡，是為了增加小孩滑滑梯時受到的重力的分力，使小孩下滑得更快，重力不變，故B錯誤；
C．雙臂張開很大的角度時與雙臂豎直平行時比較，合力不變，隨著夾角越大，其分力越大，故C錯誤；
D．磨刀不誤砍柴工，刀尖越鋒利，用同樣大的力作用在刀背上，刀劈開物體時對物體側向推力變大，故D正確。
故選AD。
9. 糧食安全是國家安全的重要方面之一。如圖是某糧倉利用可升降傳動裝置在水平地面由高處向下堆砌而成穩(wěn)定的錐形糧堆。為了知道糧堆的具體信息，測出糧堆高度為h，查資料測得糧食間的動摩擦因數(shù)為μ，下列說法正確的是（ ）
A. 地面對糧堆的摩擦力不為零
B. 此糧堆的體積為
C. 糧堆底面半徑r與糧堆高度h的比值為μ
D. 若提高錐形糧堆高度h，糧堆底面積應該變大
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．糧堆沿水平方向沒有運動趨勢，所以地面對糧堆的摩擦力為零。故A錯誤；
C．設糧堆傾角為，其底面積的半徑為r，取糧堆錐面上的一粒糧粒為研究對象，根據平衡條件得
根據三角函數(shù)得
聯(lián)立，解得
故C錯誤；
BD．此糧堆體積為
可知若提高錐形糧堆高度h，糧堆底面積應該變大。聯(lián)立，解得
故BD正確。
故選BD。
10. 如圖所示，一條輕質細繩上有一滑輪C，滑輪下面掛一物塊A，輕繩一端固定于直角支架MOD的O點，支架固定在地面上，MO水平，OD豎直，輕繩另一端繞過一固定在斜面上的定滑輪Q與一物塊B相連，與B連接的輕繩與斜面平行，物塊B靜止在斜面上，物塊A和斜面都處于靜止狀態(tài)，斜面和地面都是粗糙的，滑輪的質量及輕繩與滑輪間的摩擦均忽略不計。如果將輕繩固定點由O點緩慢地移動到M點或N點，物塊A、B和斜面仍處于靜止狀態(tài)，輕繩仍為繃直狀態(tài)。則（ ）
A. 移動到M點后，輕繩對物塊B的拉力變大，物體B受到的摩擦力變大
B. 移動到M點后，輕繩對滑輪C的作用力保持不變，斜面受到地面的摩擦力變小
C. 移動到N點后，輕繩對物塊B的拉力不變，物體B受到的摩擦力不變
D. 移動到N點后，輕繩對滑輪C的作用力不變，斜面受到地面的摩擦力變大
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．設拉滑輪C的繩與豎直方向的夾角為，則
得
將輕繩固定點由O點移動到M點后，減小，拉力T變小，輕繩對物塊B的拉力變小，因為不知道初始時物塊B受到的靜摩擦力的大小和方向，所以不能確定物塊B受到的摩擦力大小的變化，A錯誤；
B．把斜面和物塊B整體作為研究對象，斜面受到的摩擦力
可知也變小，輕繩對滑輪C的作用力大小仍等于物塊A的重力，B正確；
CD．將輕繩固定點由O點移動到N點后，設動滑輪兩端繩長分別為l1、l2，動滑輪到O、Q的水平距離分別為x1、x2，則
由題意可知，不變，拉力T不變，把斜面和物塊B整體作為研究對象，根據
可知，移動到N點后，輕繩對物塊B的拉力不變，C正確，D錯誤。
故選BC。
二、實驗題：（本題共2小題，共15分）
11. 在用電火花計時器研究勻變速直線運動的實驗中，某同學打出了如圖所示的一條紙帶。
（1）電火花計時器使用的是______（選填“直流”或“交流”）電源；計時器打點的時間間隔為0.02s，每隔4個點取1個計數(shù)點，依次得到了O、A、B、C、D幾個計數(shù)點。
（2）用毫米刻度尺量得OA=1.24cm，OB=2.81cm，OC=4.83cm，OD=7.22cm，紙帶運動的加速度大小為______m/s2。（結果保留兩位有效數(shù)字）
（3）如果當時電網中交變電流的頻率變大，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值比實際值______（選填“偏大”、“偏小”或“不變’）。
【答案】（1）交流 （2）0.40
（3）偏小
【解析】
【小問1詳解】
電火花計時器使用的是交流電源。
【小問2詳解】
相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為
由逐差法可知，紙帶運動的加速度大小為
小問3詳解】
如果當時電網中交變電流的頻率變大，而做實驗的同學并不知道，計算時所用周期偏大，根據逐差法可知，加速度的測量值比實際值偏小。
12. 某同學準備用實驗探究彈簧彈力與形變量的關系，他把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，彈簧的右側固定一刻度尺，如圖1所示。在彈簧下端懸掛不同質量的鉤碼，記錄彈簧在不同拉力作用下的長度x。以彈簧彈力F為縱軸、彈簧長度x為橫軸建立直角坐標系。
（1）測得彈力F與彈簧長度x的關系如圖2所示，圖中x0表示（ ）
A. 彈簧處于水平狀態(tài)下的自然長度
B. 彈簧處于豎直狀態(tài)下的自然長度
C. 彈簧的形變量
D. 彈簧形變量的變化量
（2）實驗中，使用兩條不同的輕質彈簧a和b，得到的彈力F與彈簧長度x的圖像如圖3所示，由此可知a彈簧的勁度系數(shù)______（填“大于”，“等于”或“小于”）b彈簧的勁度系數(shù)。
（3）實驗過程中發(fā)現(xiàn)某類彈簧自身受到的重力相對其彈力較大，不可視為輕質彈簧，若把該類彈簧在鐵架臺上豎直懸掛時，彈簧呈現(xiàn)的形態(tài)是下列哪一幅圖（ ）
A. B. C.
（4）某同學在研究性學習中，利用所學的知識就解決了彈簧自重問題。將一輕彈簧一端固定于某一深度為h=0.25m、開口向右的小筒中（沒有外力作用時彈簧的另一端也位于筒內），如圖甲所示。在該實驗中，長度測量工具只能測量出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學通過改變所掛鉤碼的個數(shù)來改變l，作出F—l圖線如圖乙所示。
則彈簧的勁度系數(shù)為______N/m，彈簧的原長l0=______m
【答案】（1）B （2）大于 （3）C
（4） ①. 100 ②. 0.15
【解析】
【小問1詳解】
彈簧在不同拉力作用下的長度x，令彈簧處于豎直狀態(tài)下的自然長度為，根據胡克定律有
結合圖像可知
圖中x0表示彈簧處于豎直狀態(tài)下的自然長度。
故選B。
小問2詳解】
結合上述可知，圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，圖像a的斜率大，可知，可知a彈簧的勁度系數(shù)大于b彈簧的勁度系數(shù)。
【小問3詳解】
把該類彈簧在鐵架臺上豎直懸掛時，彈簧上側所受重力大于下側所受重力，則彈簧上側形變量大于下側形變量，即彈簧的匝數(shù)與匝數(shù)之間從上往下逐漸變密集。
故選C。
【小問4詳解】
[1][2]彈簧的原長l0，根據胡克定律有
結合圖像有
，
解得
三、計算題（本題共3小題，共計39分）
13. 如圖所示，如果熱水瓶中的熱水未灌滿就蓋緊瓶塞，而瓶塞與瓶口的密封程度很好，經過一段時間后，要拔出瓶塞會變得很吃力。假設開始時瓶內水溫為t1=100℃，經過一段時間，溫度降到t2=50℃，熱水瓶口的截面積為10cm2，手與瓶塞的動摩擦因數(shù)為0.2。瓶內氣體壓強與溫度滿足以下關系：。已知大氣壓強，瓶塞質量不計。求：
（1）瓶塞內外壓力差大小；
（2）為了拔出瓶塞，手指至少要用多大的壓力作用在瓶塞上。
【答案】（1）13.4N
（2）13.4N
【解析】
【小問1詳解】
對瓶塞受力分析可得
其中
代入數(shù)據解得瓶塞內外壓力差大小為
【小問2詳解】
五只手指共同作用，根據
可得為了拔出瓶塞，手指施加在瓶塞上的壓力為
故手指施加在瓶塞上的壓力至少為13.4N。
14. 某同學發(fā)現(xiàn)將彈性小球從某一高度位置靜止釋放，著地后彈起又落下。通過大量實驗發(fā)現(xiàn)小球每次與地面發(fā)生碰撞前后的速度大小之比不變，即定義碰撞系數(shù)為，為落地時碰撞地面的速度，為碰撞地面后彈起時速度。該同學將小球從某一高度位置靜止釋放。他記錄了整個過程中小球離地高度h與所用時間t的圖像。整個過程中空氣阻力可以忽略不計，g=10m/s2。請根據圖像，求：
（1）小球第一次落地時的速度大??；
（2）小球與地面發(fā)生碰撞系數(shù)k；
（3）小球第四次落地彈起最大高度。
【答案】（1）40m/s
（2）2 （3）
【解析】
【小問1詳解】
小球第一次落地過程，根據速度與位移的關系有
結合圖中給出的數(shù)據解得
【小問2詳解】
結合圖像可知，小球第一次反彈高度為
利用逆向思維，根據速度與位移關系有
解得
則碰撞系數(shù)為
【小問3詳解】
根據碰撞與反彈的速度關系有
，，，
解得
利用逆向思維，根據速度與位移關系有
解得
15. 筷子是中國人常用的飲食工具，也是中華飲食文化的標志之一?？曜釉谙惹貢r稱為“梜”，漢代時稱“箸”，明代開始稱“筷”。華人諾貝爾獎得主李政道博士曾經說：“中華民族是一個優(yōu)秀民族，中國人早在兩漢時期就發(fā)明了筷子。如此簡單的兩根東西卻高妙絕倫地應用了物理學上的原理?！比鐖D所示，用力使筷子夾住小球靜止不動，若小球所受力均在同一豎直平面內，每根筷子和豎直方向的夾角均為θ=30°，小球的質量m=0.2kg，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）若小球和筷子間沒有摩擦力，則每根筷子對小球的壓力大小是多少？
（2）若小球與筷子之間的動摩擦因數(shù)為，為使筷子夾住小球靜止不動，求每根筷子對小球壓力F N的取值范圍。（假設筷子與小球間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）
（3）利用筷子的物理原理制造了V形槽，槽頂角α=60°，槽的兩側面與水平方向的夾角相等，槽與工件接觸處的動摩擦因數(shù)處處相同，大小為μ=0.25，一重力為G的圓柱體工件放在V形槽中，如圖甲所示。要沿圓柱體的軸線方向（如圖甲所示）水平地把工件從槽中拉出來，人至少要施加多大的拉力。
【答案】（1）2N （2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
若小球和筷子間沒有摩擦力，根據對稱性可知，每根筷子對小球的壓力大小相等，對小球進行分析，如圖所示
根據平衡條件有
解得
【小問2詳解】
若小球與筷子之間的動摩擦因數(shù)為，為使筷子夾住小球靜止不動，當筷子小球的壓力最小時，摩擦力方向沿筷子向上，在豎直方向，根據平衡條件有
最大靜摩擦力
解得
當筷子小球壓力最大時，摩擦力方向沿筷子向下，在豎直方向，根據平衡條件有
最大靜摩擦力
解得
綜合上述有
【小問3詳解】
根據對稱性可知，V形槽兩側對小球的壓力大小相等，在豎直平面內，根據平衡條件有
在水平面內，根據平衡條件有
解得

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