2．試題答案一律填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。
3．在答題卡上，選擇題用2B鉛筆作答，其他試題用黑色字跡簽字筆作答。
4．考試結(jié)束，請將答題卡交回。
第一部分（選擇題共60分）
一、單項選擇題（本題共20小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題意的。每小題3分，共60分）
請閱讀下述文字，完成第1題、第2題、第3題、第4題、第5題。
如圖所示，兩名同學(xué)分別用力、一起提一桶水去澆樹。已知這桶水所受重力為G，水桶保持靜止時，與在同一豎直平面內(nèi)且夾角為θ，與豎直方向的夾角為。
1. 關(guān)于G與的大小關(guān)系，下列說法中正確的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 關(guān)于、的大小與其夾角θ的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ）
A. 、的夾角θ大些會省力
B. 無論、的夾角θ如何變化，與總是不相等
C. 無論、的夾角θ如何變化，與都不會改變
D. 調(diào)整、的夾角θ，可以做到、都大于這桶水所受的重力
3. 若僅將夾角θ稍稍變大一些，下列說法中正確的是（ ）
A. 、的合力變小B. 、的合力變大
C. 、的合力保持不變D. 、的合力先變大后變小
4. 、的最小值是（ ）
A. B.
C. D.
5. 若這兩名同學(xué)提這桶水沿水平方向向正前方樹方向做勻加速直線運動，其他條件不變，關(guān)于他們對水桶的作用力，下列說法中正確的是（ ）
A. 均變小B. 均變大
C. 均保持不變D. 無法確定
【答案】1. D 2. D 3. C 4. B 5. B
【解析】
【1題解析】
根據(jù)對稱性可知，
根據(jù)受力平衡可得
故選D。
【2題解析】
根據(jù)對稱性可知，無論、的夾角θ如何變化，與總是大小相等；根據(jù)
可得
可知、的夾角θ小些會省力，調(diào)整、的夾角θ，當(dāng)時，、都大于這桶水所受的重力。
故選D。
【3題解析】
若僅將夾角θ稍稍變大一些，根據(jù)平衡條件可知，、的合力等于重力，保持不變。
故選C。
【4題解析】
根據(jù)
可知當(dāng)時，、的最小值為。
故選B。
【5題解析】
若這兩名同學(xué)提這桶水沿水平方向向正前方樹的方向做勻加速直線運動，其他條件不變，由于豎直平面內(nèi)受力平衡，可知豎直平面內(nèi)受力情況不變，但水平方向有加速度，他們對水桶的作用力還要提供水平方向的加速度，所以他們對水桶的作用力均變大。
故選B。
請閱讀下述文字，完成第6題、第7題、第8題、第9題、第10題。
如圖所示，木塊A、B之間裝有被壓縮的輕質(zhì)彈簧，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動。已知木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.20，夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，重力加速度g取10m/s2。（木塊與水平地面之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）
6. 此時，彈簧彈力的大小為（ ）
A. 0NB. 2NC. 8ND. 16N
7. 此時木塊A、B所受摩擦力分別記為和，則（ ）
A. N，方向水平向右B. N，友向水平向左
C. N，方向水平向右D. N，方向水平向左
8. 如圖所示，現(xiàn)用N的水平向右的拉力作用在木塊B上，其他條件不變，此時木塊A在水平方向所受的力，分析正確的是（ ）
A. 僅受彈簧彈力和摩擦力B. 僅受拉力和彈簧彈力
C. 僅受拉力和摩擦力D. 僅受拉力、彈簧彈力和摩擦力
9. 如圖所示，在第3問的基礎(chǔ)上，若木塊A、B與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均突變?yōu)?.10，其他條件不變，在彈簧剛開始恢復(fù)形變的瞬間，木塊A的加速度與木塊B的加速度大小相比，正確的是（ ）
A. B.
C. D.
10. 若該彈簧的勁度系數(shù)k與彈簧處于原長時的長度L、橫截面積S有關(guān)，理論與實踐都表明，其中Y是一個由材料決定的常數(shù)，材料學(xué)上稱之為楊氏模量。用國際單位制基本單位表示楊氏模量Y，正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】6. C 7. D 8. A 9. A 10. C
【解析】
【6題解析】
根據(jù)胡克定律可知，彈簧彈力的大小為N
故選C。
【7題解析】
木塊A受向左的彈力與向右的摩擦力處于靜止狀態(tài)，則N
木塊B受向右的彈力與向左的摩擦力處于靜止狀態(tài)，則N
故選D。
【8題解析】
現(xiàn)用N的水平向右的拉力作用在木塊B上，則B的靜摩擦力為N<
則A的受力不變，即A受彈力與摩擦力作用。
故選A。
【9題解析】
在彈簧剛開始恢復(fù)形變的瞬間，二者的摩擦力提供加速度，則
故選A。
【10題解析】
根據(jù)公式
解得
則其單位為
故選C。
請閱讀下述文字，完成第11題、第12題、第13題、第14題、第15題。
如圖所示，一本書水平放置在桌面上，一張A4紙夾在書頁之間，將該書本分為等質(zhì)量的兩部分，且A4紙能夠覆蓋幾乎整個書頁。（設(shè)所有接觸面之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。
11. 在將A4紙從書本中抽出的過程中，關(guān)于A4紙受到的摩擦力，下列分析正確的是（ ）
A. 只受其上面書頁的摩擦力作用B. 只受其下面書頁的摩擦力作用
C. 同時受上、下書頁的摩擦力作用D. 不能確定
12. 若這本書重約10N，將A4紙（質(zhì)量忽略不計）抽出至少需用約2.5N的拉力，則A4紙和書頁之間的動摩擦因數(shù)最接近（ ）
A. 0.25B. 0.40C. 0.50D. 2.0
13. 已知A4紙與書頁間的動摩擦因數(shù)為，書與桌面間的動摩擦因數(shù)為，?，F(xiàn)用一水平向右的拉力作用于A4紙（質(zhì)量忽略不計），使書與其一同勻速運動，下列說法中正確的是（ ）
A. A4紙受到的拉力大于書受到桌面的摩擦力
B. A4紙受到書的摩擦力大于書受到桌面的摩擦力
C. A4紙受到書的摩擦力與書受到A4紙的摩擦力大小相等
D. A4紙受到書的摩擦力是書受到A4紙的摩擦力的2倍
14. 若這本書共50張，100頁，每一張紙完全相同且質(zhì)量均為m。書與桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ。將一張質(zhì)量也為m的A4紙（質(zhì)量不能忽略）夾在第70頁和71頁之間，用水平力把這張A4紙從書本中緩慢拉出時，書本恰好保持不動，則這張A4紙與書頁之間的動摩擦因數(shù)應(yīng)該最接近（ ）
A. B. C. D.
15. 若將夾有A4紙的書（保持圖4中的水平姿態(tài)）沿豎直方向勻加速下落，同時用力F向外抽A4紙，在A4紙未全部抽出過程中，關(guān)于力F，下列說法中正確的是（ ）
A. 可能為零B. 不可能為零C. 一直變大D. 先變大后變小
【答案】11. C 12. A 13. C 14. B 15. A
【解析】
【11題解析】
在將A4紙從書本中抽出的過程中，A4紙同時受上、下書頁的彈力作用，則A4紙同時受上、下書頁的摩擦力作用。
故選C。
【12題解析】
根據(jù)，，
可得A4紙和書頁之間的動摩擦因數(shù)最接近
故選A。
【13題解析】
A．以A4紙和書為整體，根據(jù)平衡條件可知，A4紙受到的拉力等于書受到桌面的摩擦力，故A錯誤；
B．以書為對象，根據(jù)平衡條件可知，A4紙對書的摩擦力等于書受到桌面的摩擦力，則A4紙受到書的摩擦力等于書受到桌面的摩擦力，故B錯誤；
CD． A4紙受到書的摩擦力與書受到A4紙的摩擦力是一對相互作用力，大小相等，故C正確，D錯誤。
故選C。
【14題解析】
設(shè)這張A4紙與書頁之間的動摩擦因數(shù)為，以書為對象，則有
解得
故選B。
【15題解析】
將夾有A4紙的書（保持圖4中的水平姿態(tài)）沿豎直方向勻加速下落，若加速度剛好為重力加速度，則書和A4紙?zhí)幱谕耆е貭顟B(tài)，書與A4紙的彈力為0，摩擦力為0，則力F為零；，若加速度不等于重力加速度，則書與A4紙的彈力不為0，但彈力保持不變，A4紙受到的摩擦力保持不變，所以力F保持不變。
故選A。
請閱讀下述文字，完成第16題、第17題、第18題、第19題、第20題。
豎直勻變速運動在生活中隨處可見，是我們學(xué)習(xí)中學(xué)物理的良好素材。
16. 一學(xué)習(xí)小組在教室里取一個舊礦泉水瓶，在其底部側(cè)面開一個小孔，如圖所示，用手指按住小孔并裝滿水，放開按住的手指后，立即釋放瓶子讓其自由下落，不計空氣阻力。關(guān)于瓶子中的水，下列說法中正確的是（ ）
A. 下落的加速度變大
B. 處于完全失重狀態(tài)，不會噴出來
C. 仍會從小孔噴出來，且噴射的速度與釋放前一樣大
D. 仍會從小孔噴出來，但噴射的速度比釋放前的小些
【答案】B
【解析】瓶子和水在空中做自由落體運動，都具有同樣的加速度g，都處于完全失重狀態(tài)，此時瓶子和水之間沒有作用力，故水不會噴出來。
故選B。
17. 一部電梯在豎直方向上運行，其簡化模型如圖所示。一學(xué)習(xí)小組利用智能手機在此運行的電梯中進行實驗探究。實驗過程中，手機水平放置，屏幕朝上，以豎直向上為正方向，手機軟件記錄下了電梯運行過程中的速度隨時間變化的關(guān)系，如圖所示，下列說法中正確的是（ ）
A. 從30.0s到40.0s，電梯處于靜止階段
B. 從40.0s到50.0s，電梯處于下降階段
C. 從20.0s到50.0s，電梯都處于上升階段
D. 只有從20.0s到30.0s，電梯才處于上升階段
【答案】C
【解析】A．由圖像知，從30.0s到40.0s，電梯速度不為零，不可能處于靜止階段，故A錯誤；
BCD．由題意，根據(jù)電梯速度和時間變化的關(guān)系圖像知，20.0s到50.0s內(nèi)電梯的速度一直為正方向，所以可知在該時間段內(nèi)，電梯一直處于上升階段，故BD錯誤，C正確。
故選 C。
18. 學(xué)習(xí)小組利用智能手機在此運行的電梯中繼續(xù)進行實驗探究。實驗過程中，手機水平放置，屏幕朝上，以豎直向上為正方向，電梯在時由靜止開始上升，手機軟件記錄下了電梯運行過程中的加速度隨時間變化的部分圖像，如圖所示，下列說法中正確的是（ ）
A. 10s末電梯的速度最大
B. 10~11s內(nèi)電梯減速上行
C. 0~1s內(nèi)電梯速度隨時間變化的關(guān)系式為
D. 1~10s內(nèi)電梯速度隨時間變化的關(guān)系式為
【答案】D
【解析】AB．根據(jù)圖像可知，在內(nèi)的加速度一直為正方向，所以電梯在內(nèi)一直處于加速運動，則末電梯的速度最大，故AB錯誤；
C．根據(jù)圖像可知，在內(nèi)的加速度逐漸增大，電梯不是做勻加速直線運動，電梯速度隨時間變化的關(guān)系式不是，故C錯誤；
D．根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化量，且時刻電梯速度為0，則時刻，電梯的速度為
根據(jù)圖像可知，在內(nèi)的加速度保持不變，大小為，則，在內(nèi)電梯速度隨時間變化的關(guān)系式為
故D正確。
故選D。
19. 另一學(xué)習(xí)小組利用圖所示裝置測量小鐵球做自由落體運動的加速度。小鐵球、光電門在同一豎直直線上，切斷電磁鐵電源之后，小鐵球自由下落并能通過光電門。已知小鐵球的直徑為d，其初始位置到光電門的距離為，通過光電門的遮光時間為t。小鐵球下落過程中的加速度表達式正確的是（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】小球通過光電門的速度為
根據(jù)速度—位移公式有
可得
故選B。
20. 近年來常使用“對稱自由下落法”來測g值，它是將測g轉(zhuǎn)變?yōu)闇y長度和時間，具體做法是：將真空長直管沿豎直方向放置，自其中O點上拋的小球又落回原處的時間為，在小球運動過程中經(jīng)過比O點高H的P點，小球離開P點到又回到P點所用的時間為，測得、和H。根據(jù)測量量、和H求得g的表達式為（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】小球做豎直上拋運動，根據(jù)對稱性可知，上升時間等于下落時間，可知從最高點下落到O點所用時間為，從最高點下落到P點所用時間為，則有
解得
故選D。
第二部分（非選擇題共40分）
二、填空題（本題共2小題，共12分）
21. 在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗中。
（1）一小組同學(xué)在“探究兩個互成角度力的合成規(guī)律”實驗中，如圖所示，桌上放一塊木板，用圖釘把一張白紙釘在木板上，再用圖釘把橡皮條一端固定在木板上的A點，橡皮條的另一端通過一個輕質(zhì)小圓環(huán)連接了兩根細繩套。先用兩個彈簧測力計分別鉤住細繩套互成角度地拉動小圓環(huán)，再用一個彈簧測力計通過細繩套拉動小圓環(huán)。
①實驗中用兩個彈簧測力計與只用一個彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，兩次效果相同的依據(jù)是______（填選項前字母）。
A.兩個彈簧測力計示數(shù)之和等于一個彈簧測力計的示數(shù)
B.橡皮條伸長相同的長度且兩次圓環(huán)被拉到同一位置
C.兩根細繩套的細繩一樣長
②實驗中僅將兩細繩套換成兩根橡皮條，則______（選填“能”或“不能”）完成本實驗。
（2）在另一小組研究兩個共點力合成的實驗中，記錄兩個分力的夾角θ及合力F，得到F與θ的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知這兩個分力大小不變，則任意改變這兩個分力的夾角，能得到的合力F大小的變化范圍是______。
【答案】（1）①. B ②. 能 （2）1N≤F≤7N
【解析】
【小問1解析】
①為了使兩次效果相同，實驗中用兩個彈簧測力計與只用一個彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，橡皮條伸長相同的長度且兩次圓環(huán)被拉到同一位置。
故選B。
②實驗中僅將兩細繩套換成兩根橡皮條，仍然能夠利用彈簧測力計測量力大小，能夠利用橡皮條拉伸方向描繪出力的方向，可知，實驗中僅將兩細繩套換成兩根橡皮條，則仍然能完成本實驗。
【小問2解析】
令大于，當(dāng)兩個分力夾角為90°時有
當(dāng)兩個分力夾角為180°時有
解得，
由于
解得
22. 某同學(xué)在水平桌面上做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗，實驗裝置如圖甲所示。
（1）保持小車的質(zhì)量不變，改變小車所受的拉力，得到拉力F和加速度a的數(shù)據(jù)，并在圖中的坐標系中描出這些數(shù)據(jù)點。請在圖中作出圖像。
（2）由于實驗前沒有平衡摩擦力，根據(jù)如圖中信息，可知小車與木板間的滑動摩擦力______N；小車的質(zhì)量______kg。
【答案】（1）見解析 （2）
【解析】
【小問1解析】
根據(jù)圖中的坐標系中描出的數(shù)據(jù)點作出圖像如圖所示
【小問2解析】
由于實驗前沒有平衡摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可得
可得
根據(jù)圖像的橫軸截距可知小車與木板間的滑動摩擦力為
根據(jù)圖像的斜率可得
可得小車的質(zhì)量為
三、計算及論述題（本題共4小題。第23題、第24題各6分、第25題，第26題各8分，共28分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和結(jié)果。有數(shù)字計算的題，結(jié)果必須明確寫出數(shù)值和單位。
23. 在空間站實驗艙內(nèi)可采用動力學(xué)方法測物體質(zhì)量。其原理如下：先對質(zhì)量為的標準物體施加一水平推力F，測得其加速度為；然后將該標準物體與待測物體粘在一起形成一個連接體，施加相同的水平推力，測得共同加速度為a。已知kg，m/s2，m/s2。求：
（1）水平推力的大小F；
（2）待測物體的質(zhì)量m。
【答案】（1）6N （2）4kg
【解析】
【小問1解析】
當(dāng)力作用于標準物體時，根據(jù)牛頓第二定律
解得N
【小問2解析】
當(dāng)相同的力作用于連接體時，根據(jù)牛頓第二定律
解得kg
24. 如圖所示，某穿著滑雪板的滑雪愛好者從靜止開始沿傾角為37°的斜坡雪道勻加速直線下滑，開始下滑后2s內(nèi)下降的高度為6m，重力加速度g取10m/s，，，忽略空氣阻力。求：
（1）滑雪愛好者下滑過程中加速度的大小a；
（2）滑雪板與雪道間的動摩擦因數(shù)μ。
【答案】（1）m/s2 （2）
【解析】
【小問1解析】
下滑2s時，滑雪愛好者沿雪道下滑的距離為
根據(jù)運動學(xué)公式
解得m/s2
【小問2解析】
根據(jù)牛頓第二定律
根據(jù)平衡
根據(jù)滑動摩擦力公式
解得
25. 某同學(xué)研究小球從拋出到落回原處的過程中所受空氣阻力的影響，他先將小球豎直向上拋出。
（1）當(dāng)小球沿豎直方向下落速度為時開始計時，其運動的速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，經(jīng)過時間，速度達到。
①請在圖中畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示時間內(nèi)小球的位移大??；
②小球沿豎直方向下落過程中，在時間內(nèi)，試簡要說明其受到的空氣阻力f與速度v之間可能存在的定性關(guān)系（寫出必要的判斷依據(jù)）。
（2）小球從拋出到落回原處的過程中，若所受空氣阻力大小與速度大小成正比，他認為：上升過程所用時間大于下落過程所用時間。你認為該同學(xué)的判斷是否正確，并分析說明判斷的理由。
【答案】（1）①；②見解析
（2）見解析
【解析】（1）①見答圖
②在時間內(nèi)，由圖像可知，圖線的斜率大小表示加速度的大小，圖線的斜率越來越小，表示加速度越來越小。根據(jù)牛頓第二定律可知，由于小球質(zhì)量不變，在下落過程中，小球的加速度逐漸變小，小球的速度逐漸變大，而空氣阻力f也逐漸變大，可能空氣阻力f與速度v成正比關(guān)系。（可能f與成正比關(guān)系，也給分）
（2）該同學(xué)的判斷不正確。
在上升過程中，根據(jù)牛頓第二定律可知
在下落過程中，根據(jù)牛頓第二定律可知
由此可知，在同一高度處，小球上升時的速度大于下落時的速度，推理出上升過程中的平均速度大于下落過程中的平均速度，所以上升過程所用時間小于下落過程所用時間。
26. 伽利略在研究自由落體運動時，猜想自由落體運動的速度是均勻變化的，他考慮了速度的兩種變化：一種是速度隨時間均勻變化，另一種是速度隨位移均勻變化?，F(xiàn)在我們可以利用頻閃照片的方法進行研究。
（1）如圖是小球自由下落時的頻閃照片示意圖，頻閃照相機每隔s閃光一次，并在同一底片上多次曝光（照片中的數(shù)字是小球落下的距離，單位是cm）。充分利用圖中信息，請：
①分析說明小球下落過程是否為勻變速直線運動；
②計算出小球下落的加速度大小。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）事實上，速度隨位移均勻變化的運動也確實存在。已知小球做速度隨位移均勻變化的變速直線運動。其速度與位移的關(guān)系式為（為初速度，v為位移為x時的速度）。試推導(dǎo)證明：該小球運動的加速度a和速度v成正比，且比例系數(shù)為k。
【答案】（1）①見解析；② （2）見解析
【解析】
【小問1解析】
①由頻閃照片可知，小球在相鄰相等時間間隔T內(nèi)的位移差分別為1.6cm、1.5cm、1.5cm、1.7cm，在誤差允許范圍內(nèi)可以認為是定值，故可判斷出小球下落過程是勻變速直線運動。
②根據(jù)逐差法可得小球下落的加速度大小為
【小問2解析】
依題意，速度與位移的關(guān)系式為
則有
又
趨近于零時，表示在時刻t的瞬時速度，即。

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