甘肃省定西市2024-2025学年高一（上）期末 物理试卷

这是一份甘肃省定西市2024-2025学年高一（上）期末 物理试卷，共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）小明利用假期乘坐高铁出游，8：44其所乘坐的“复兴号”列车从起始站出发，经过2小时11分到达终点站（ ）
A．8：44是指时间
B．2小时11分是指时刻
C．350km/h是指列车的瞬时速度大小
D．列车启动阶段，加速度一定不变
2．（4分）竖直升降电梯经过启动、匀速运行和制动三个过程，从低楼层到达高楼层，启动和制动可看作是匀变速直线运动.某电梯的最大速度为5m/s，则前6s内电梯上升的高度为（ ）
A．24.00mB．23.75mC．22.50mD．18.75m
3．（4分）如图所示，网球以很大的速度v沿着水平方向冲击球拍，再以等大的速度被反向打回，冲击过程可以认为网球速度方向始终在水平方向上，作用过程忽略重力和空气阻力的影响（ ）
A．球拍受到的弹力是由球拍的形变产生的
B．网球冲击球拍的过程中，惯性先减小后增大
C．网球从接触球拍到离开球拍速度变化量大小为2v
D．网球从接触球拍到离开球拍先做匀减速运动再做匀加速运动
4．（4分）如图所示，用三根轻质细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线c水平，已知两个小球的质量分别为m1＝m和m2＝3m，重力加速度为g，取sin37°＝0.6，下列说法正确的是（ ）
A．细线a的拉力大小为5mg
B．细线c的拉力大小为4mg
C．细线b的拉力大小为4mg
D．细线b与竖直方向的夹角为53°
5．（4分）如图所示，甲、乙两人在粗糙水平面上进行拔河比赛，此时比赛还未分出胜负，且甲的质量小于乙的质量。下列说法正确的是（ ）
A．甲对地面的摩擦力与乙对地面的摩擦力是一对相互作用力
B．甲的惯性等于乙的惯性
C．地面对甲的支持力大于甲自身的重力
D．地面对乙的支持力大于乙自身的重力
6．（4分）核辐射的辐射强度常用“当量剂量”这一物理量衡量，其国际单位西弗（又译希沃特），记作Sv（辐射能量）/千克，单位J/kg，正确的是（ ）
A．m2/s2B．W/kgC．N/（m•kg）D．m2/s
7．（4分）如图所示是某同学站在力传感器上做“下蹲—起立”的动作时记录的力随时间变化的图像，由图像可知，该同学的体重约为500N，还可以得到的信息是（ ）
A．该同学做了两次“下蹲﹣起立”的动作
B．下蹲过程中人先处于超重状态，后处于失重状态
C．起立过程中人一直处于超重状态
D．该同学做了一次“下蹲﹣起立”的动作，且下蹲后停顿约2.8s后起立
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
（多选）8．（6分）如图甲所示，一小球从斜面上的A点由静止开始滑下，经过B点后进入另一斜面，小球速率的平方v2与运动的路程s之间的关系图像如图乙所示，已知小球由A到C总共用时5s，下列说法正确的是（ ）
A．小球在AB段的加速度为1.5m/s2
B．小球在BC段的加速度为0.5m/s2
C．B、C之间的距离为4.5m
D．小球整个过程中运动的路程为6m
（多选）9．（6分）如图所示，质量为m2倾角为α的斜面静止在粗糙的水平地面上，质量为m1的物块静止在斜面上，物块与斜面之间的动摩擦因数为μ＝tanα，斜面始终静止（ ）
A．地面对斜面的支持力大小为（m1+m2）g，摩擦力为0
B．对物块m1施加过重心竖直向下足够大的力F，物块将沿斜面下滑，地面对斜面的摩擦力水平向左
C．对物块施加沿斜面向下的推力F，物块将沿斜面加速下滑，地面对斜面的支持力增大，摩擦力为零
D．若给物块一个沿斜面向上的初速度，在物块沿斜面上滑的过程中，地面对斜面的支持力小于（m1+m2）g，摩擦力方向水平向左
（多选）10．（6分）质量为1kg的物块放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，物块A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.11。物块A的右边被一根轻弹簧用1.0N的水平拉力向右拉着而保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。现在要使物块A相对木箱底面向右移动，可以实现的有（ ）
A．使系统向右减速运动，加速度大小为2m/s2
B．使系统向右加速运动，加速度大小为2m/s2
C．使系统向上加速运动，加速度大小为2m/s2
D．使系统向下加速运动，加速度大小为2m/s2
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11．（8分）为了较准确地测量某细线所能承受的最大拉力，甲、乙两位同学分别进行了如下实验。
甲同学操作如下：
如图甲所示，将细线上端固定，在其下端不断增挂钩码（每个钩码的重力为G）时，细线突然断裂，甲同学将2G记为细线所能承受的最大拉力。
乙同学操作如下：
a.用刻度尺测出两手间细线的总长度l；
b.按图乙所示，将刻度尺水平放置，将2个钩码挂在细线上，直到细线断裂，读出此时两手间的水平距离d。
若细线质量、伸长及细线与钩码间的摩擦均忽略不计，根据上述两位同学的实验，请完成下列内容：
（1）测量结果较准确的是 （填“甲”或“乙”）同学。
（2）乙同学两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A.细线上的拉力大小增大
B.细线上的拉力大小减小
C.细线上拉力的合力大小不变
D.细线上拉力的合力大小增大
（3）结合甲同学的实验数据，可知在乙同学的实验中，当细线刚断时钩码两侧细线的夹角 （填“＞”“＝”或“＜”）120°。
（4）乙同学的测量结果是 （用题中所给物理量的字母表示）。
12．（8分）某同学设计了如图所示的实验装置用来探究小车质量一定时其加速度与力的关系。在水平台面上固定一长木板，长木板右端附有定滑轮，在其上表面固定两个光电门A、B，右侧固定一轻滑轮，一细绳通过轻滑轮将力传感器和重物相连。现进行以下实验操作：
①调节长木板右端定滑轮的高度，使两绳拉力方向与板面平行；
②小车靠近长木板左侧由静止释放，先后通过两个光电门，记录相应的挡光时间及对应的力传感器的示数F；
③更换所挂重物（改变重物质量），重复以上过程，记录多组数据。
（1）某次实验时，记录小车先后通过两个光电门的挡光时间分别为Δt1、Δt2，则小车通过光电门A时的速度大小vA＝ ，此过程中小车的加速度a＝ （均用题目中给定的字母表示）。
（2）处理数据，得到多组（a，F），若以力传感器的示数F为纵坐标，画出的F﹣a图像如图乙所示，求得图线的斜率为k。则小车的质量可表示为 ，图线不过坐标原点，主要原因为 。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13．（12分）经常低头玩手机，会使人颈椎长期受压引发颈椎病。当人体直立时颈椎所承受的压力大小等于头部的重量，低头玩手机时，某同学低头看手机时，头部的重心在P点（可视为轻杆）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下静止。低头时OP与竖直方向的夹角为30°，PQ与竖直方向的夹角为60°。若此时人抬住手机1，手机的重量为G2。求：
（1）手对手机的作用力；
（2）低头时颈椎所受压力的大小。
14．（12分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m＝20kg，在与水平面成θ＝37°角的恒定拉力F＝200N作用下，时间t＝10s后撤去外力F，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5
（1）恒力F作用时，雪橇的加速度a是多少？
（2）撤去恒力F作用后，雪橇滑行的时间t1是多少？
（3）雪橇滑行的总距离x是多少？
15．（14分）在十字路口，红灯拦停了很多汽车和行人，拦停的汽车排成笔直的一列，相邻两车的前端间距均为d＝6.0m，且车长为L0＝4.8m，最前面的行人站在横道线边缘，已知横道线宽s＝20m。若汽车启动时都以a1＝2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，加速到v1＝10.0m/s后做匀速直线运动通过路口。行人起步的加速度为a2＝0.5m/s2，达到v2＝1.0m/s后匀速通过横道线。已知该路口亮绿灯的时间t＝40s，而且有按倒计时显示的时间显示灯（无黄灯）。另外交通法规定：原在绿灯时通行的汽车，车头已越过停车线的允许通过。由于行人和汽车司机一直关注着红绿灯，因此可以不考虑行人和汽车的反应时间。（提示：绿灯亮起时，行人从A走向B，第1辆汽车从C朝向D行驶。）
请回答下列问题：
（1）按题述情景，亮绿灯的这段时间里最多能有多少辆车通过路口？
（2）按题述情景，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车，结果车的前端与停车线相齐，求该汽车刹车后经多少时间停下？
（3）路口对面最前面的行人在通过横道线的过程中与几辆车擦肩而过？
2024-2025学年甘肃省定西市高一（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1．（4分）小明利用假期乘坐高铁出游，8：44其所乘坐的“复兴号”列车从起始站出发，经过2小时11分到达终点站（ ）
A．8：44是指时间
B．2小时11分是指时刻
C．350km/h是指列车的瞬时速度大小
D．列车启动阶段，加速度一定不变
【分析】时刻为时间轴上的点，时间间隔为时间轴上的一段；
物体经过某位置或在某时刻的瞬时速度是瞬时速度，物体位移与所用运动时间的比值是物体的平均速度；
【解答】解：AB、“8点44分”在时间轴上对应对应一个点，“2小时11分”在时间轴上对应一段，故AB错误；
C、最高时速可达350km/h指的是瞬时速度大小；
D、列车启动阶段，无法判断加速度一定不变。
故选：C。
【点评】解决本题的关键要掌握运动学的基本知识。
2．（4分）竖直升降电梯经过启动、匀速运行和制动三个过程，从低楼层到达高楼层，启动和制动可看作是匀变速直线运动.某电梯的最大速度为5m/s，则前6s内电梯上升的高度为（ ）
A．24.00mB．23.75mC．22.50mD．18.75m
【分析】由表格看出3s∽7s电梯做匀速运动，求出速度，0∽2s电梯做匀加速运动，根据表格数据求出加速度和加速的时间，匀加速运动的末速度就等于匀速运动的速度，即可由速度v＝at求出匀加速运动的时间，再根据表格数据，由运动学公式求出总位移即可。
【解答】解：由表格看出3s∽7s电梯做匀速运动，速度为v＝6m/s
0∽2s内电梯做匀加速运动的加速度为：
则电梯匀加速运动的总时间为：
则前2.5s内的位移为：
后7.5s做匀速直线运动，发生的位移为：x2＝vt3＝5×3.4m＝17.5m
前6s内的位移为：x＝x6+x2＝6.25m+17.6m＝23.75m，故B正确。
故选：B。
【点评】本题是一道实际问题，关键要从表格数据中分析电梯的运动情况，运用运动学公式进行求解。
3．（4分）如图所示，网球以很大的速度v沿着水平方向冲击球拍，再以等大的速度被反向打回，冲击过程可以认为网球速度方向始终在水平方向上，作用过程忽略重力和空气阻力的影响（ ）
A．球拍受到的弹力是由球拍的形变产生的
B．网球冲击球拍的过程中，惯性先减小后增大
C．网球从接触球拍到离开球拍速度变化量大小为2v
D．网球从接触球拍到离开球拍先做匀减速运动再做匀加速运动
【分析】根据弹力的大小根球拍的形变量有关，惯性大小只是与网球的质量有关。速度的变化量等于末速度和初速度的矢量差。
【解答】解：A、球拍受到的弹力是由网球发生形变而产生的；
B、惯性只与质量有关，则惯性不变；
C、取速度v的方向为正方向，其中负号表示方向与原来速度的方向相反，故C正确；
D、网球从接触球拍到离开球拍的过程中，根据牛顿第二定律可知，则网球先做变减速运动再做变加速运动。
故选：C。
【点评】本题考查实际生活中的物理知识，基础题目。
4．（4分）如图所示，用三根轻质细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线c水平，已知两个小球的质量分别为m1＝m和m2＝3m，重力加速度为g，取sin37°＝0.6，下列说法正确的是（ ）
A．细线a的拉力大小为5mg
B．细线c的拉力大小为4mg
C．细线b的拉力大小为4mg
D．细线b与竖直方向的夹角为53°
【分析】以小球1和2整体为研究对象，结合共点力的平衡条件求出细线a和c的拉力大小；再以小球2为研究对象，结合共点力的平衡条件可以求出细线b的拉力大小以及细线b与竖直方向的夹角。
【解答】解：AB、以小球1和2整体为研究对象，如图所示。
根据共点力平衡条件有
Fasin37°＝Fc
Facs37°＝（m8+m2）g
解得：Fa＝5mg，Fc＝3mg，故A正确；
CD、以小球2为研究对象，受力分析如图所示。
根据共点力平衡的条件有
Fbsinθ＝Fc
Fbcsθ＝m2g
联立解得：θ＝45°，，故CD错误。
故选：A。
【点评】在处理共点力平衡问题时，要灵活选择研究对象，注意整体法和隔离法的应用。
5．（4分）如图所示，甲、乙两人在粗糙水平面上进行拔河比赛，此时比赛还未分出胜负，且甲的质量小于乙的质量。下列说法正确的是（ ）
A．甲对地面的摩擦力与乙对地面的摩擦力是一对相互作用力
B．甲的惯性等于乙的惯性
C．地面对甲的支持力大于甲自身的重力
D．地面对乙的支持力大于乙自身的重力
【分析】相互作用力是指一个物体对另一个物体施加力的同时，也会受到后者对它的反作用力。这种力的作用是相互的，两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，但作用在不同的物体上。
惯性是物体的一种固有属性，只与物体的质量有关。
【解答】解：A、甲对地面的摩擦力与乙对地面的摩擦力作用对象不同，故A错误；
B、惯性大小只与质量大小有关，故B错误；
CD、对于甲，具有竖直向下的分力，对于乙，具有竖直向上的分力，故C正确。
故选：C。
【点评】考查对相互作用力、惯性的理解，清楚其定义。
6．（4分）核辐射的辐射强度常用“当量剂量”这一物理量衡量，其国际单位西弗（又译希沃特），记作Sv（辐射能量）/千克，单位J/kg，正确的是（ ）
A．m2/s2B．W/kgC．N/（m•kg）D．m2/s
【分析】根据题上信息“1西弗＝1焦耳（辐射能量）/千克，单位J/kg”作答。
【解答】解：由题意，西弗用国际单位制的基本单位表达为J/kg，即
1Sv＝1J/kg，又3J＝1N•m2，联立可知4Sv＝1m2/s4，故BCD错误，A正确。
故选：A。
【点评】本题结合当今热点考查单位制，关键是要读懂题目给予的信息。
7．（4分）如图所示是某同学站在力传感器上做“下蹲—起立”的动作时记录的力随时间变化的图像，由图像可知，该同学的体重约为500N，还可以得到的信息是（ ）
A．该同学做了两次“下蹲﹣起立”的动作
B．下蹲过程中人先处于超重状态，后处于失重状态
C．起立过程中人一直处于超重状态
D．该同学做了一次“下蹲﹣起立”的动作，且下蹲后停顿约2.8s后起立
【分析】失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度。超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度．人下蹲过程分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，起立也是如此。
【解答】解：ABC、人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，对应图象可知，故ABC错误；
D、该同学做了一次下蹲—起立的动作，约2.8s。
故选：D。
【点评】本题考查物理知识与生活的联系，注意细致分析物理过程，仔细观察速度的变化情况，与超失重的概念联系起来加以识别。
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
（多选）8．（6分）如图甲所示，一小球从斜面上的A点由静止开始滑下，经过B点后进入另一斜面，小球速率的平方v2与运动的路程s之间的关系图像如图乙所示，已知小球由A到C总共用时5s，下列说法正确的是（ ）
A．小球在AB段的加速度为1.5m/s2
B．小球在BC段的加速度为0.5m/s2
C．B、C之间的距离为4.5m
D．小球整个过程中运动的路程为6m
【分析】由图像得出当v2＝9m2/s2时，v＝3m/s，位移s1＝3m，根据速度—位移公式求得AB段的加速度大小；用速度和加速度求解出AB段的时间，根据时间关系求解出BC段的时间，再由加速度的表达式求解出BC段的加速度大小；由位移公式求解出BC段的位移大小；将两段路程相加求出A到C整个过程的路程。
【解答】解：A.由乙图可知，当v2＝9m5/s2时，v＝3m/s6＝3m，则
解得
故A正确；
B.小球在AB段所用时间
小球在BC段运动的时间
t2＝t﹣t7＝5s﹣2s＝7s
则小球在BC段的加速度大小
＝
故B错误；
C.BC之间的距离
故C正确；
D.小球从A到C整个过程中运动的路程
s＝s2+s2＝3m+3.5m＝7.6m
故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查对运动学图像的理解，需要从图中获取速度和位移的关系，熟练匀变速直线运动的公式。题目中等难度。
（多选）9．（6分）如图所示，质量为m2倾角为α的斜面静止在粗糙的水平地面上，质量为m1的物块静止在斜面上，物块与斜面之间的动摩擦因数为μ＝tanα，斜面始终静止（ ）
A．地面对斜面的支持力大小为（m1+m2）g，摩擦力为0
B．对物块m1施加过重心竖直向下足够大的力F，物块将沿斜面下滑，地面对斜面的摩擦力水平向左
C．对物块施加沿斜面向下的推力F，物块将沿斜面加速下滑，地面对斜面的支持力增大，摩擦力为零
D．若给物块一个沿斜面向上的初速度，在物块沿斜面上滑的过程中，地面对斜面的支持力小于（m1+m2）g，摩擦力方向水平向左
【分析】对整体进行受力分析，根据平衡条件求出地面对斜面的支持力大小和摩擦力；对物块m1施加过重心竖直向下足够大的力F、沿斜面向下的推力F或者给物块一个沿斜面向上的初速度
对斜面或者物块进行受力分析进行求解。
【解答】解：A、对整体受力分析如图1所示：
根据受力平衡可知地面对斜面的支持力FN＝（m1+m8）g，摩擦力为零。
B、对物块施加竖直向下力F之前
物块对斜面的压力的水平分力为
FN1x＝FN1sinα
物块对斜面的摩擦力的水平分力
Ff4x＝Ff1csα＝μFN1csα＝tanα•FN8csα＝FN1sinα
所以，地面对斜面的摩擦力为零。
对物块施加过重心向下的力F后，FN1增大，但同时Ff6也增大，仍然满足水平分力等大反向，对物块受力分析如图3所示
ΔFf＝μFcsα＝tanα•Fcsα＝Fsinα
增加的沿斜面向下的分力
ΔF＝Fsinα，ΔF＝ΔFf
所以物块仍然处于静止状态，故B错误；
C、对物块施加沿斜面向下的推力F，
F+mgsinα＞μmgcsα
物块将沿斜面加速下滑，由图2知，FN3和Ff1均没有发生改变，所以N不变，斜面与地面之间仍然没有摩擦；
D、若给物块一个沿斜面向上的初速度，此时物块给斜面的摩擦力沿斜面向上N变小，即在物块沿斜面上滑的过程中1+m2）g，地面给斜面水平向左的摩擦力。
故选：AD。
【点评】本题考查的是受力分析问题，判断摩擦力需结合物体的运动状态进行分析。
（多选）10．（6分）质量为1kg的物块放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，物块A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.11。物块A的右边被一根轻弹簧用1.0N的水平拉力向右拉着而保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。现在要使物块A相对木箱底面向右移动，可以实现的有（ ）
A．使系统向右减速运动，加速度大小为2m/s2
B．使系统向右加速运动，加速度大小为2m/s2
C．使系统向上加速运动，加速度大小为2m/s2
D．使系统向下加速运动，加速度大小为2m/s2
【分析】规定向右为正方向，当系统以a＝2m/s2的加速度向右减速时，根据牛顿第二定律对水平方向可列式求解；
规定向右为正方向，当系统以a＝2m/s2的加速度向右加速时，根据牛顿第二定律对水平方向可列式求解；
规定向上为正方向，当系统以a＝2m/s2的加速度向上加速时，根据牛顿第二定律对竖直方向可列式求解；
规定向下为正方向，当系统以a＝2m/s2的加速度向下加速时，根据牛顿第二定律对竖直方向可列式求解；
【解答】解：A、规定向右为正方向2的加速度向右减速时，根据牛顿第二定律对水平方向可列：
F﹣μmg＝m（﹣a）
代入数值解得：F＝﹣0.2N
弹力为负值，说明弹簧对物块有向左的推力，因此，故A正确。
B、规定向右为正方向2的加速度向右加速时，根据牛顿第二定律对水平方向可列：
F﹣μmg＝ma
代入数值解得：F＝3.7N
说明弹簧对物块向右的拉力增大，此时弹簧被进一步拉伸，故B错误。
C、规定向上为正方向2的加速度向上加速时，根据牛顿第二定律
FN﹣mg＝ma
代入数值解得：FN＝12N
此时，物块与木箱底面之间的最大静摩擦力变为：
f＝μFN＝0.11×12N＝4.32N＞1.0N
弹簧无法拉动物块，物块相对于木箱底面继续保持静止。
D.规定向下为正方向，当系统以a＝8m/s2的加速度向下加速时，根据牛顿第二定律
mg﹣FN'＝ma
代入数值解得：FN'＝8N
此时，物块与木箱底面之间的最大静摩擦力变为：
f'＝μFN'＝2.11×8N＝0.88N＜4.0N
物块在弹簧拉力作用下相对于木箱底面向右移动，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查力的合成与分解的应用，根据牛顿第二定律可列式求解。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11．（8分）为了较准确地测量某细线所能承受的最大拉力，甲、乙两位同学分别进行了如下实验。
甲同学操作如下：
如图甲所示，将细线上端固定，在其下端不断增挂钩码（每个钩码的重力为G）时，细线突然断裂，甲同学将2G记为细线所能承受的最大拉力。
乙同学操作如下：
a.用刻度尺测出两手间细线的总长度l；
b.按图乙所示，将刻度尺水平放置，将2个钩码挂在细线上，直到细线断裂，读出此时两手间的水平距离d。
若细线质量、伸长及细线与钩码间的摩擦均忽略不计，根据上述两位同学的实验，请完成下列内容：
（1）测量结果较准确的是 乙 （填“甲”或“乙”）同学。
（2）乙同学两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中，下列说法正确的是 AC （填正确答案标号）。
A.细线上的拉力大小增大
B.细线上的拉力大小减小
C.细线上拉力的合力大小不变
D.细线上拉力的合力大小增大
（3）结合甲同学的实验数据，可知在乙同学的实验中，当细线刚断时钩码两侧细线的夹角 ＞ （填“＞”“＝”或“＜”）120°。
（4）乙同学的测量结果是 （用题中所给物理量的字母表示）。
【分析】（1）（2）根据共点力平衡条件进行分析，明确合力大小等于重力，同时根据夹角的变化分析的两绳子拉力的合力变化情况；
（3）根据共点力平衡分析当钩码两侧细线的夹角增大为120°的拉力，从而分析判断；
（4）根据共点力平衡条件及几何关系解答。
【解答】解：（1）甲同学的做法不能确定细线能够承受的最大拉力，乙同学的做法能较准确地测量细线能够承受的最大拉力。
（2）乙同学两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中，钩码始终处于平衡状态，细线中拉力逐渐增大，合力大小不变，BD错误。
故选：AC。
（3）当钩码两侧细线的夹角增大为120°，根据几何知识得拉力等于2个钩码重力，由题意可知细线能承受的最大拉力大于2G
（4）细线断裂时，细线中的拉力为最大值，则
3Fcsθ＝2G
根据几何关系可知
联立解得F＝
故答案为：（1）乙；（2）AC；（4）
【点评】本题考查了学生的设计和实验的能力，可以提高学生动手和思考、解决问题的能力，关键知道实验的原理，通过共点力平衡进行分析。
12．（8分）某同学设计了如图所示的实验装置用来探究小车质量一定时其加速度与力的关系。在水平台面上固定一长木板，长木板右端附有定滑轮，在其上表面固定两个光电门A、B，右侧固定一轻滑轮，一细绳通过轻滑轮将力传感器和重物相连。现进行以下实验操作：
①调节长木板右端定滑轮的高度，使两绳拉力方向与板面平行；
②小车靠近长木板左侧由静止释放，先后通过两个光电门，记录相应的挡光时间及对应的力传感器的示数F；
③更换所挂重物（改变重物质量），重复以上过程，记录多组数据。
（1）某次实验时，记录小车先后通过两个光电门的挡光时间分别为Δt1、Δt2，则小车通过光电门A时的速度大小vA＝ ，此过程中小车的加速度a＝ （均用题目中给定的字母表示）。
（2）处理数据，得到多组（a，F），若以力传感器的示数F为纵坐标，画出的F﹣a图像如图乙所示，求得图线的斜率为k。则小车的质量可表示为 2k ，图线不过坐标原点，主要原因为 小车与长木板之间存在摩擦阻力 。
【分析】（1）根据公式求解通过光电门的瞬时速度，根据运动学公式求加速度；
（2）根据牛顿第二定律求解F﹣a函数，结合图像斜率求解作答；根据F﹣a函数表达式分析原因。
【解答】解：（1）小车通过光电门A时的瞬时速度大小
小车通过光电门A时的瞬时速度大小
根据匀变速直线运动公式
联立解得加速度
（2）根据牛顿第二定律2F﹣f＝Ma
变形得
图像的斜率
解得小车质量M＝4k
图像不过原点的原理是小车与长木板之间存在摩擦阻力。
故答案为：（1）； ；（2）2k。
【点评】本题考查了探究小车质量一定时其加速度与力的关系的实验，掌握根据遮光时间求解通过光电门瞬时速度的方法，掌握运动学公式和牛顿第二定律的运用。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13．（12分）经常低头玩手机，会使人颈椎长期受压引发颈椎病。当人体直立时颈椎所承受的压力大小等于头部的重量，低头玩手机时，某同学低头看手机时，头部的重心在P点（可视为轻杆）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下静止。低头时OP与竖直方向的夹角为30°，PQ与竖直方向的夹角为60°。若此时人抬住手机1，手机的重量为G2。求：
（1）手对手机的作用力；
（2）低头时颈椎所受压力的大小。
【分析】（1）以手机为研究对象，根据平衡条件可得手对手机的作用力大小；
（2）对人头分析，根据平衡条件结合几何关系求解低头时颈椎所受压力的大小。
【解答】解：（1）以手机为研究对象，竖直方向受到重力和手对手机的作用力1＝G2；
（2）由题意可知低头时人的头受到重力G5，OP的支持力F2、PQ的拉力F3，如图所示：
由题意知，F′＝G5，由几何关系可知：α＝60°﹣30°＝30°，β＝30°
所以：F′＝F3＝G1
根据平衡条件可得：F4＝2F′cs30°
解得：F2＝G1
所以低头时颈椎所受压力的大小为G5。
答：（1）手对手机的作用力大小为G2；
（2）低头时颈椎所受压力的大小为G5。
【点评】本题考查共点力的平衡在实际生活中的应用，要注意正确根据题意明确作出对应的图象，再由几何关系即可求解。
14．（12分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m＝20kg，在与水平面成θ＝37°角的恒定拉力F＝200N作用下，时间t＝10s后撤去外力F，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5
（1）恒力F作用时，雪橇的加速度a是多少？
（2）撤去恒力F作用后，雪橇滑行的时间t1是多少？
（3）雪橇滑行的总距离x是多少？
【分析】（1）分析坐在雪橇上的人与雪橇的受力情况，利用牛顿第二定律求加速度a。
（2）由v＝at求出撤去恒力F时雪橇的速度。撤去恒力F作用后，利用牛顿第二定律求加速度a1，再由速度—时间公式求滑行的时间t1。
（3）由x＝求出撤去恒力F前雪橇的位移。由x＝t求撤去恒力F后雪橇滑行的位移，从而得到雪橇滑行的总距离x。
【解答】解：（1）分析坐在雪橇上的人与雪橇的受力情况，如图所示。
根据牛顿第二定律得：
水平方向有 Fcsθ﹣f＝ma
竖直方向有 N+Fsinθ﹣mg＝0
又f＝μN
联立解得：a＝6m/s2
（2）撤去恒力F时雪橇的速度v＝at＝6×10m/s＝60m/s
撤去恒力F作用后，由牛顿第二定律得
μmg＝ma1，可得a6＝5m/s2
雪橇滑行的时间t8＝＝s＝12s
（3）撤去恒力F前雪橇的位移为x6＝＝m＝300m
撤去恒力F后雪橇滑行的位移为x2＝t1＝＝×12m＝360m
故雪橇滑行的总距离x＝x4+x2＝300m+360m＝660m
答：（1）恒力F作用时，雪橇的加速度a是6m/s6。
（2）撤去恒力F作用后，雪橇滑行的时间t1是12s。
（3）雪橇滑行的总距离x是660m。
【点评】本题属于已知受力情况确定运动情况的类型，关键要正确分析受力情况，利用牛顿第二定律求解加速度。
15．（14分）在十字路口，红灯拦停了很多汽车和行人，拦停的汽车排成笔直的一列，相邻两车的前端间距均为d＝6.0m，且车长为L0＝4.8m，最前面的行人站在横道线边缘，已知横道线宽s＝20m。若汽车启动时都以a1＝2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，加速到v1＝10.0m/s后做匀速直线运动通过路口。行人起步的加速度为a2＝0.5m/s2，达到v2＝1.0m/s后匀速通过横道线。已知该路口亮绿灯的时间t＝40s，而且有按倒计时显示的时间显示灯（无黄灯）。另外交通法规定：原在绿灯时通行的汽车，车头已越过停车线的允许通过。由于行人和汽车司机一直关注着红绿灯，因此可以不考虑行人和汽车的反应时间。（提示：绿灯亮起时，行人从A走向B，第1辆汽车从C朝向D行驶。）
请回答下列问题：
（1）按题述情景，亮绿灯的这段时间里最多能有多少辆车通过路口？
（2）按题述情景，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车，结果车的前端与停车线相齐，求该汽车刹车后经多少时间停下？
（3）路口对面最前面的行人在通过横道线的过程中与几辆车擦肩而过？
【分析】（1）先求出加速的时间，根据运动学基本公式求出 40.0 s时间，汽车能行驶的位移，从而求出能通过路口的汽车；
（2）先求出当计时灯刚亮出“3”时，不能通过路口的第一辆汽车行驶的位移，再求出汽车距停车线的距离，根据速度—位移公式求解加速度；
（3）分别求出汽车和人加速的时间和位移，在求出人通过横道线汽车行驶的总位移，根据车间距判定车辆数量。
【解答】解：（1）汽车加速时间为：t1＝＝s＝7s
40.0 s时间，汽车能行驶的位移为：x＝a1+v（t﹣t1）＝+10×（40﹣4）＝380m
所以有：n＝＝
根据题意，能有64辆汽车通过路口；
（2）记 t0＝3s，当计时灯刚亮出“7”时65＝a3+v5（t﹣t1﹣t0）＝350 m，
此时车离停车线的距离为：x66＝64d﹣x6＝34 m，
故它停下的时间满足x66＝，解得：t3＝8.8 s。
（3）汽车加速时间行驶的位移为：x1＝a1＝20m
行人加速的时间为：t2＝＝2.4 s2＝v2t2＝8 m
行人通过横道线的时间为：t′＝t2+＝21 s
在行人通过横道线的时间内汽车行驶位移为：x3＝x1+v4（t′﹣t1）＝190 m
能到达横道线的车辆数为：N1＝＝31.7，
即第32辆车有一部分是行人离开横道线后从侧边走过，
故取N1＝31辆车擦肩而过。
答：（1）按题述情景，亮绿灯的这段时间里最多能有64辆车通过路口；
（2）按题述情景，不能通过路口的第一辆汽车司机，使车匀减速运动，该汽车刹车后经6.8s时间停下。
【点评】本题主要考查了运动学基本公式的直接应用，要求同学们能正确分析汽车的运动情况，难度较大。
时刻t（s）
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
速度v（m/s）
0
2.0
4.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
B
C
A
C
A
D
时刻t（s）
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
速度v（m/s）
0
2.0
4.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0