一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.在物理學(xué)發(fā)展過程中，科學(xué)家們運(yùn)用了許多研究方法。下列說法正確的是( )
A. 在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，采用了控制變量法
B. 物理學(xué)中規(guī)定：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力的大小為1N
C. 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用了等效替代法
D. 牛頓對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法
2.一個(gè)物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)把其中一個(gè)力F1旋轉(zhuǎn)90°后，物體所受合外力大小變?yōu)?0N，則F1的大小為( )
A. 25 2NB. 50 2NC. 25ND. 50N
3.某實(shí)驗(yàn)小組通過從樓頂由靜止釋放小球來估測(cè)某棟大樓的高度。現(xiàn)測(cè)得小球從開始下落至落地的時(shí)間為t=3s，通過查閱資料獲知：當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=9.8m/s2。不計(jì)空氣阻力，該棟大樓的高度約為( )
A. 35mB. 45mC. 55mD. 65m
4.某同學(xué)站在體重計(jì)上完成下蹲動(dòng)作，他觀察到體重計(jì)的示數(shù)先減小再增大最后不變。在該同學(xué)下蹲的過程中，下列說法正確的是( )
A. 該同學(xué)的加速度方向先豎直向上再豎直向下
B. 該同學(xué)的加速度方向一直豎直向下
C. 該同學(xué)先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)
D. 該同學(xué)一直處于失重狀態(tài)
5.如圖，傾角為θ=30°的固定光滑斜面上有A、B兩物體用輕質(zhì)彈簧相連，A、B的質(zhì)量均為m，C為垂直于斜面的擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度大小為g?，F(xiàn)將擋板C撤去，撤去擋板C的瞬間A、B的加速度大小分別為( )
A. aA=g，aB=0B. aA=0，aB=0
C. aA=g，aB=gD. aA=0，aB=g
6.如圖，質(zhì)量為m的物體A放在傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體C上，通過一輕質(zhì)細(xì)繩繞過定滑輪連接質(zhì)量也為m的物體B，細(xì)繩與斜面平行，B恰好勻速下降。斜面體C處于水平地面上，定滑輪質(zhì)量不計(jì)，B離地面足夠高，重力加速度大小為g。下列說法正確的是( )
A. A受5個(gè)力
B. B處于失重狀態(tài)
C. C受到地面的支持力大小為FN=(M+2m)g
D. C受到地面的靜摩擦力方向水平向左
7.一輛貨車和一輛小轎車以相同的速度在同一條平直公路上運(yùn)動(dòng)，貨車在小轎車前方x0處。貨車遇緊急情況突然剎車，小轎車司機(jī)經(jīng)1.5s的反應(yīng)時(shí)間開始剎車，兩車的v-t圖像如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 若兩車未相撞，則從t=0時(shí)刻到停止運(yùn)動(dòng)，貨車和小轎車的位移大小之比為4：5
B. 貨車和小轎車剎車的加速度大小之比為7：8
C. 若兩車未相撞，則t=2.5s時(shí)兩車的速度相同
D. 若兩車剛好不相撞，則x0=10m
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.引體向上是鍛煉人體臂力的一項(xiàng)重要體育項(xiàng)目。如圖，某次某人雙手吊在單杠上處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是( )
A. 單杠對(duì)人的力和人受的重力是一對(duì)相互作用力
B. 若兩手改握單杠的A、B位置且仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則人受的合力不變
C. 若兩手改握單杠的A、B位置且仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則每只手臂上的力變大
D. 單杠對(duì)人的力和人對(duì)單杠的力是一對(duì)平衡力
9.如圖甲，一質(zhì)量為m=1kg的物體置于粗糙水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)用一水平拉力F作用于物體上，F(xiàn)隨時(shí)間變化的F-t圖像和物體的v-t圖像分別如圖乙、丙所示。規(guī)定水平向右為正方向，重力加速度大小取g=10m/s2。下列說法正確的是( )
A. 0～2s內(nèi)，物體受到水平向左的靜摩擦力B. 0～2s內(nèi)，物體未受到摩擦力
C. 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5D. 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3
10.如圖，一傾角為θ=37°的傳送帶以恒定速率v1=5m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。一質(zhì)量為m=1kg的煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0=10m/s從最低點(diǎn)A沖上傳送帶，恰好能到達(dá)最高點(diǎn)B。煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。煤塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是( )
A. A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為xAB=10m
B. 煤塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=5s
C. 煤塊的加速度大小一直為a=10m/s2
D. 煤塊在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度為Δx=6.25m
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共14分。
11.如圖甲為“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：
①將橡皮筋的一端固定在水平木板上的A點(diǎn)，另一端拴上兩根帶繩套的細(xì)繩，每根繩套分別連著一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)；
②沿著兩個(gè)方向拉彈簧測(cè)力計(jì)a、b，將橡皮筋的活動(dòng)端拉到某一位置O，記下此結(jié)點(diǎn)位置O，并記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)a、b的拉力F1、F2的大小及方向，同時(shí)按一定的標(biāo)度作出F1、F2的圖示，并以F1、F2為鄰邊作出平行四邊形及所夾對(duì)角線F；
③再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋，記錄此拉力的大小及方向，并以同一標(biāo)度作出此力的圖示F'。
(1)在上述操作中有遺漏的步驟是：______(填序號(hào))，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整：______。
(2)下列做法有助于減小該實(shí)驗(yàn)誤差的是______。
A.拉橡皮筋時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行
B.為了便于計(jì)算合力大小，兩繩間夾角應(yīng)取30°、45°、90°等特殊角度
C.當(dāng)將橡皮筋的活動(dòng)端拉到某一設(shè)定位置O時(shí)，拉力F1和F2的夾角越大越好
D.圖中的OB、OC細(xì)繩應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一點(diǎn)
(3)在該實(shí)驗(yàn)中作出的力的圖示如圖乙所示，在圖乙中一定沿橡皮筋A(yù)O方向的力是______(填“F”或“F'”)。
12.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，小車后面固定一條紙帶，穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，細(xì)線一端連著小車，另一端通過光滑的定滑輪和動(dòng)滑輪與掛在豎直平面內(nèi)的拉力傳感器相連，拉力傳感器用于測(cè)量小車受到的拉力大小。

(1)實(shí)驗(yàn)中______(填“需要”或“不需要”)滿足動(dòng)滑輪上所掛鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。
(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶的一部分如圖乙所示，用毫米刻度尺測(cè)量并在紙帶上標(biāo)出了部分計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的低壓交流電源的頻率為50Hz。由圖乙中的數(shù)據(jù)可求得打下A點(diǎn)時(shí)，小車的速度大小為vA= ______m/s，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為______m/s2。(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
(3)該實(shí)驗(yàn)小組通過該實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)，以拉力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，小車的加速度大小a為縱坐標(biāo)，作出的圖像為圖中的______。

(4)改變鉤碼的質(zhì)量，假設(shè)鉤碼的質(zhì)量可以為任意大小，則小車加速度的最大值為______(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間)。
四、計(jì)算題：本大題共3小題，共40分。
13.近幾年，落地窗因?yàn)椴晒夂?、視野開闊的優(yōu)點(diǎn)深受喜愛。圖甲是某小區(qū)高層住宅外安裝落地窗的情景，為安全起見，要求吊運(yùn)過程中玻璃與樓墻保持一定的距離。原理如圖乙，一人在高處控制一端系在玻璃上的輕繩P，另一人在地面控制一端系在玻璃上的輕繩Q，二人配合可使玻璃緩慢豎直上升。已知玻璃的質(zhì)量為m=40kg，當(dāng)繩P與豎直方向的夾角為α=30°時(shí)，繩Q與豎直方向的夾角為β=60°，玻璃可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小取g=10m/s2。

(1)求輕繩P和Q的拉力大小；
(2)若水平地面上的工人保持靜止，求水平地面對(duì)工人的摩擦力大小。
14.為了踐行新發(fā)展理念，突出公園城市特點(diǎn)，構(gòu)建“雪山下公園城市”新場(chǎng)景，并給市民提供夏季避暑好去處，2021年6月10日，“西嶺雪山滑草避暑節(jié)”在西嶺雪山景區(qū)映雪廣場(chǎng)隆重啟動(dòng)(如圖甲)，從此成都人民又多了一個(gè)休閑避暑的好去處。已知滑草軌道可等效為如圖乙所示，傾斜軌道AB長(zhǎng)L=40m，與水平方向的夾角為θ=53°，滑草板與傾斜軌道AB和水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同。某同學(xué)(可視為質(zhì)點(diǎn))從頂點(diǎn)A處由靜止開始下滑，經(jīng)4s滑至軌道AB的底端B點(diǎn)，軌道AB與軌道BC在B點(diǎn)平滑連接(經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變)，之后該同學(xué)進(jìn)入軌道BC并最終停在軌道BC上。重力加速度大小取g=10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：

(1)動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
(2)該同學(xué)最終停止的位置與B點(diǎn)的距離。
15.物理情景來源于生活，并應(yīng)用服務(wù)于生活。下面是一種小游戲的玩法：將一瓶水放在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央，人用力扯桌布，當(dāng)桌布完全從水瓶(可視為質(zhì)點(diǎn))下抽出后，水瓶不倒且不掉出桌面則視為游戲成功。如圖，已知桌布的一邊與桌面的AB邊重合，BC邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1m，水瓶位于桌面中央，與AB邊、CD邊的距離均為0.5m，水瓶與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.2，水瓶與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為μ1=0.2，桌布與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1，水瓶(包括水)的質(zhì)量為m=0.5kg，桌布的質(zhì)量為M=1kg。某次游戲中，某同學(xué)用水平向右的拉力F=10.75N向右扯桌布。
(1)求剛開始時(shí)水瓶和桌布的加速度大??；
(2)求水瓶最終停止的位置與CD邊的距離；
(3)若水瓶的速度大小超過v=1.2m/s時(shí)水瓶將會(huì)傾倒導(dǎo)致游戲失敗，要保證游戲成功(即水瓶不能傾倒也不能掉出桌面)，求水平向右的拉力F要滿足的條件。
答案和解析
1.B
【解析】A、“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用了分力和合力是等效替代的關(guān)系，即采用了等效替代的方法，故A錯(cuò)誤；
B、由牛頓第二定律F=ma，知m=1kg，a=1m/s2時(shí)，1N=1kg?m/s2，即使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力的大小是1N，故B正確；
C、在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用了控制變量法，故C錯(cuò)誤；
D、伽利略對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系“的研究開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
2.A
【解析】一個(gè)物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，則這幾個(gè)力的合力為零，
力F1與其它力的合力F其它合等大反向，把其中一個(gè)力F1旋轉(zhuǎn)90°后，其它力的合力不變，
此時(shí)物體受到的合力大小F= F12+F其它合2= F12+F12= 2F1=50N
解得：F1=25 2N，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
3.B
【解析】不計(jì)空氣阻力，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，小球的位移h=12gt2=12×9.8×32m=44.1m，則大樓的高度約為45m，故B正確，ACD錯(cuò)誤。
故選：B。
4.C
【解析】AB.該同學(xué)的加速度方向先豎直向下再豎直向上，故AB錯(cuò)誤；
CD.該同學(xué)在加速度豎直向下時(shí)處于失重狀態(tài)，豎直向上時(shí)處于超重狀態(tài)，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選：C。
5.D
【解析】A靜止處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，彈簧的彈力F=mgsin30°
彈簧的彈力不能突變，撤去擋板C的瞬間，A的受力不變，A所受合力為零，A的加速度為零，
對(duì)B，由牛頓第二定律得：F+mgsin30°=maA
解得：aA=g，故ABC錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
6.C
【解析】A.對(duì)A受力分析，A受到重力、斜面的支持力、繩子的拉力以及斜面的摩擦力共4個(gè)力作用，故A錯(cuò)誤；
B.物體B勻速下降，加速度為零，處于平衡狀態(tài)，不是失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
CD.以A、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，豎直方向受到重力和地面的支持力，由于B勻速下降，所以系統(tǒng)加速度為零，根據(jù)平衡條件得知，地面對(duì)C的支持力等于系統(tǒng)的重力，即FN=(M+2m)g，C受到地面的靜摩擦力為零，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選：C。7.A
【解析】AD、全程小轎車位移為x1=12×(1.5+3.5)×20m=50m，貨車位移為x2=12×4×20m=40m，若兩車未相撞，則從t=0時(shí)刻到停止運(yùn)動(dòng)，貨車和小轎車的位移大小之比為4：5，全過程小轎車比位移多跑了10m，兩車剛好不相撞，要保證速度相等時(shí)剛好不相撞，速度相等后，貨車位移大于小轎車，故兩車剛好不相撞，x00.5m=L2
故水瓶會(huì)掉出桌面導(dǎo)致游戲失敗。若水瓶剛好不掉出桌面，設(shè)加速時(shí)間為場(chǎng)，則加速位移大小
x5=12a1t22
減速位移與加速位移大小相等，故減速位移大小為
x6=x5=12a1t22
由x5+x6=L2
解得t2=0.5s
設(shè)桌布的加速度大小為a3，由
12a3t22-12a1t22=L2
解得a3=6m/s2
對(duì)桌布由牛頓第二定律得
Fm-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma3
解得Fm=8.5N
故水平向右的拉力F要滿足的條件為
F≥8.5N
答：(1)剛開始時(shí)水瓶和桌布的加速度大小分別為2m/s2，8.25m/s2；
(2)水瓶最終停止的位置與CD邊的距離為0.18m；
(3)水平向右的拉力F要滿足的條件為F≥8.5N。

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