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北京市怀柔区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析）
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这是一份北京市怀柔区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．运动的物体不可以作为参考系
B．只要是体积小的物体，都能看成质点
C．运动物体的位移大小可能等于路程
D．学生上午8时上课，一节课45分钟，这里的“8”时和“45”分钟都是时间间隔
2．下列物理量中，不属于矢量的是（ ）
A．时间B．位移C．速度D．重力
3．如图是一个小实验，将细绳的一端系在手指上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的另一端顶在掌心上，使绳、杆和手组成一个“三角形”。在杆的A端悬挂不同的重物，并保持静止。对于这一实验的下列说法中正确的是（ ）
A．细绳和杆都是被拉伸的
B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D．所挂重物质量增大时，细绳和杆对手的作用力不变
4．如图所示，一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶，在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标．要击中目标，射击方向应（ ）
A．对准目标
B．偏向目标的西侧
C．偏向目标的东侧
D．无论对准哪个方向都无法击中目标
5．如图所示，将一个质量为m的铅球放在倾角为θ的斜面上，并用垂直于斜面的挡板挡住，铅球处于静止状态。不计摩擦，重力加速度为g。则（ ）
A．挡板对铅球的支持力大小为mgtanθ
B．挡板对铅球的支持力大小为
C．铅球对斜面的压力大小为mgsinθ
D．铅球对斜面的压力大小为mgcsθ
6．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间△t1为0.20s，通过第二个光电门的时间△t2为0.05s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s，试估算滑块的加速度为（ ）
A．0.12m/s2B．0.10m/s2C．0.40m/s2D．0.008m/s2
7．如图是我国航天员在天宫一号目标飞行器中进行太空授课时测量航天员质量的实验。航天员把自己固定在支架的一端，另外一名航天员将支架拉开到指定的位置。松手后，支架拉着航天员从静止返回到舱壁。支架能够产生一个恒定的拉力F；用光栅测速装置，测量出支架复位的速度 v 和时间 t，即可计算出航天员的质量 m 为（ ）
A．B．C．D．
8．蹦极是勇敢者的体育运动。设运动员离开跳台时的速度为零，从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段；从弹性绳刚好被拉直到运动员下落至最低点为第二阶段。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．第二阶段运动员和地球组成的系统机械能守恒
B．第一阶段重力做的功和第二阶段弹力做的功大小相等
C．第一、第二阶段重力的总冲量和第二阶段弹力的冲量大小相等
D．第一阶段运动员的速度不断增大，第二阶段运动员的速度不断减小
9．如图所示，质量m = 1kg的物块靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数μ = 0.3，垂直于墙壁作用在物块表面的推力F = 50N物块处于静止状态。取g = 10m/s2，则物块所受摩擦力的大小为（ ）
A．3.0NB．10NC．30ND．33N
10．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（ ）
A．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论
B．其中的甲图是实验现象，乙图是经过合理的外推得到的结论
C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验数据更容易测量
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验数据更容易测量
11．某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时，传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，以下分析正确的是（ ）
A．1s时人处在下蹲的最低点
B．2s时人处于下蹲静止状态
C．该同学做了2次下蹲－起立的动作
D．下蹲过程中人始终处于失重状态
12．木块A、B的重力均为40N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了Δx=2.0cm，弹簧的劲度系数k=400N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用F=10N的水平力推木块B，如图所示，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，力F作用后（ ）
A．木块A所受静摩擦力大小为10NB．弹簧的压缩量变为2.5cm
C．木块B所受静摩擦力为0D．木块B所受静摩擦力大小为2.0N
13．如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．大小都等于水桶重力的一半
B．与竖直方向的夹角相等
C．减小与的夹角，大小不变
D．减小与的夹角，的合力变大
14．如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒
B．乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度
C．减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功
D．减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量
二、实验题
15．某同学用如图1所示的装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，记作，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码个数（弹簧始终未超过弹性限度），依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值，并计算出弹簧相应的伸长量x，将所得数据记录并描点如图2。
（1）在坐标纸上作出F－x图像 。
（2）该弹簧的劲度系数 N/m。
（3）由F－x图像，可以得出的结论是： 。
16．用如图1所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。
（1）除小车、重物、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号）。
A．电压可调的直流电源
B．电压合适的50 Hz 交流电源
C．秒表
D．刻度尺
E．天平
（2）接通打点计时器电源，释放小车，小车在重物的牵引下沿直线拉动纸带，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图2所示，B、C、D 为纸带上标出的连续 3 个计数点（计数点之间还有点未画出），相邻计数点间的时间间隔为 0.10s。从图中数据可知，在打 C 点时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）计算出打纸带上各计数点时小车的速度，在坐标纸上建立坐标系，描点绘制小车运动的 v-t 图像，若图像是一条倾斜的直线，则可判断小车做匀变速直线运动，其依据是： 。
三、解答题
17．一物体做单方向直线运动，已知物体在前一半位移内的平均速度为30m/s，后一半位移内的平均速度为。
（1）若给定总位移为，求：
①物体在后一半位移的运动时间？
②物体在全程的平均速度大小？
（2）若题目未给定总位移，还能否求出全程的平均速度大小？并给出必要说明。
18．在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小。仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个金属球，无风时金属球自由下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定，如图所示。已知小球质量，当地的重力加速度。
（1）证明无风时小球对金属丝的拉力大小等于小球所受重力的大小；
（2）要想计算出风力的大小，还需要测量出哪个物理量？请推导出计算的表达式。
19．如图（a），质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度为，不计空气阻力。
（1）求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；
（2）如图（a），若篮球反弹至最高处h时，运动员向下拍球，对篮球施加一个向下的压力F，持续作用至高度处撤去，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h高度处，力F的大小随高度y的变化如图（b）所示，其中已知，求的大小；
（3）在篮球与地球相互作用的过程中，我们认为地球始终保持静止不动。请你运用所学知识分析说明建立这种模型的合理性。
20．运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行在不与其他物体碰撞的情况下，最终停在某个位置。已知冰壶的质量为，初速度为，最初冰壶和冰面的动摩擦因数为 0.02，g=10m/s2
（1）求冰壶滑行过程中加速度的大小；
（2）求冰壶滑行过程中摩擦力做功的大小；
（3）按比赛规则队友可以用毛刷摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数。若冰壶的速度减小为2.4m/s时距离目标位置还需滑行 18m，需要队友通过在其滑行前方持续摩擦冰面，将冰壶和冰面的动摩擦因数变为多少？
21．滑板是年轻人喜欢的运动项目。滑板爱好者及滑板总质量m = 60kg，以v0=2.0m/s的初速度沿斜坡匀加速滑下，斜坡的倾角θ = 30°，经t =4.0s的时间下滑位移x=40m到达坡底。将人和滑板整体看作质点，设其在下滑过程中所受阻力的大小不变，重力加速度g取10m/s2，求下滑过程中
（1）滑板及人的加速度的大小a；
（2）滑板及人受到的阻力的大小f；
（3）力在空间上的累积效应可以用功表示。力在时间上也有累积效应，可以用冲量I表示。冲量是矢量，恒力F在时间 Δt 内的冲量 ，求滑板及人受到的合力的冲量大小I。
参考答案
1．C
【详解】A．参考系的选取是任意的，所以运动的物体也可以作为参考系。故A错误；
B．物体能不能看成质点，与物体的实际体积大小没有关系，需要看在所研究的问题中，物体的大小、形状能不能忽略。故B错误；
C．当物体做单向直线运动时，其位移大小等于路程。故C正确；
D．学生上午8时上课，一节课45分钟，这里的“8”时是时刻，“45”分钟都是时间间隔。故D错误。
故选C。
2．A
【详解】位移、速度和力都是既有大小又有方向的物理量，都是矢量；而时间只有大小无方向，是标量。
故选A。
3．C
【详解】A．细绳是被拉伸的，杆是被压缩的，选项A错误；
B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由A指向C，选项B错误；
C．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A，选项C正确；
D．细绳和杆对手的作用力大小等于重物的重力，则所挂重物质量增大时，细绳和杆对手的作用力变大，选项D错误。
故选C。
4．B
【详解】炮弹的实际速度方向沿目标方向，该速度是船的速度与射击速度的合速度，根据平行四边形定则，知射击的方向偏向目标的西侧．故B正确，ACD错误。
故选B。
【点评】解决本题的关键会根据平行四边形定则对速度进行合成，以及知道炮弹实际的速度方向为射出的速度与船的速度的合速度方向．
5．D
【详解】球受力如图所示
球处于静止状态，所以在垂直斜面方向有
在垂直挡板方向有
则挡板对球的支持力大小为；由牛顿第三定律，可得球对斜面的压力大小为
故选D。
6．A
【详解】极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则物块经过第一光电门的速度大小为
经过第二个光电门的速度大小为
根据加速度公式
故选A。
7．B
【详解】支架复位过程中，固定在支架上的航天员的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立解得
故选B。
8．C
【详解】A．第二阶段弹力对运动员做负功，重力做正功，弹性势能增加，重力势能减小，对运动员、地球和弹性绳组成的系统机械能守恒，由于弹力做负功，运动员和地球组成的系统机械能不守恒，故A错误；
B．设弹性绳刚好被拉直时运动员的速度为v、第一阶段重力做的功大小为、第二阶段重力做的功大小为、第二阶段弹力做的功大小为，根据动能定理可得
可得
故B错误；
C．设两个阶段的时间分别是t1和t2，根据动量定理可知
可得
即第一、第二阶段重力的总冲量大小等于第二阶段弹力的冲量大小，故C正确；
D．第一阶段运动员的速度不断增大，第二阶段开始时重力大于弹力，运动员做加速运动，后来重力小于弹力，运动员做减速运动，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】由题知垂直于墙壁作用在物块表面的推力F = 50N物块处于静止状态，则有
f =mg= 10N
故选B。
10．C
【详解】AB．甲、乙、丙是实验现象，丁是经过合理的外推得到的结论，故AB错误；
CD．由于伽利略时代靠滴水记时，不能准确测定自由落体所用的时间，采用斜面滚下，可以延长下滑所用时间，起到“冲淡”重力的作用，丁图使自由落体的时间更难测量，故C正确，D错误。
故选C。
11．B
【详解】AB．人下蹲动作分别有始终和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，所以下蹲对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，由图可知，1s时人仍然加速下降，2s时人处于下蹲静止状态，故A错误，B正确；
CD．人下蹲动作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，所以下蹲对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，起立时先加速上升超重，到达一个最大速度后再减速上升失重，所以起立对应先超重后失重，由图可知，该同学做了1次下蹲－起立的动作，故CD错误。
故选B。
12．D
【详解】由胡克定律可得弹力为
F=k△x=400×0.02N=8N
木块A、B与地面间的最大静摩擦力为
f=μmg=0.25×40N=10N
故AB均静止，A受到的摩擦力为8N。
AB．施加水平推力F=10N后，A水平方向，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力平衡，因而
fA′=F弹=8N
故AB错误；
CD．施加水平推力F=10N后，B水平方向受到弹簧的弹力向右8N，向左的推力10N，所以摩擦力变为2N，仍静止，故C错误，D正确。
故选D。
13．B
【详解】A．根据平衡条件可知，只有当都是沿竖直向上的方向时，两力大小才等于水桶重力的一半，故A错误；
B．由平衡条件可知，与竖直方向的夹角相等，故B正确；
CD．两人的合力确定，大小等于桶和水的重力，根据力的合成结论可知，两分力夹角越小，分力越小，故CD错误。
故选B。
14．B
【详解】A．甲、乙两人静止在水平冰面上，重力势能一定，开始动能为0，甲推乙后，两者动能增大，即甲推乙的过程中，甲和乙的机械能增大，A错误；
B．甲推乙过程，由于两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力，则有
由于甲的质量小于乙的质量，则有
两人与冰面间的动摩擦因数相同，即减速过程的加速度大小相等，可知乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度，B正确；
C．减速过程中，根据
根据上述，两人互推过程，动量大小相等，甲的速度大于乙的速度，则地面摩擦力对甲做的功大于对乙做的功，C错误；
D．根据
根据上述，两人互推过程，动量大小相等，则减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大小等于对乙的冲量，D错误。
故选B。
15． 弹力与弹簧伸长量成正比（在弹性限度内）。弹力随弹簧伸长量均匀变化。弹力与伸长量的比值保持不变。（写出一条即可）
【详解】（1）[1] F－x图像，如图所示
（2）[2] 该弹簧的劲度系数
（3）[3] 由F－x图像，可以得出的结论是：
弹力与弹簧伸长量成正比（在弹性限度内）。弹力随弹簧伸长量均匀变化。弹力与伸长量的比值保持不变。（写出一条即可）
16． BD/DB 图像的斜率不变，则加速度不变，所以小车做匀变速直线运动
【详解】（1）[1]打点计时器工作需要电压合适的交流电源，不能使用直流电源；测量纸带上计数点间的距离需要刻度尺；打点计时器是计时仪器，则不需要秒表；该实验不需要测量小车或重物的质量，则不需要天平。
故选BD。
（2）[2]从图中数据可知，在打C点时小车的瞬时速度为
（3）[3]图像的斜率表示加速度，图像是一条倾斜的直线，则斜率不变，即加速度不变，可知小车做匀变速直线运动。
17．（1）①2s；②40m/s；（2）能；见解析
【详解】（1）①物体在后一半位移的运动时间
②物体在前一半位移的运动时间
物体在全程的平均速度大小
（2）物体在后一半位移的运动时间
物体在后一半位移的运动时间
全程的平均速度大小
未给定总位移，也可求出全程平均速度。
18．（1）见解析；（2）见解析，
【详解】（1）无风时金属球自由下垂，金属丝沿竖直方向，小球受竖直向下的重力G和金属丝向上的拉力FT作用，由二力平衡
再由牛顿第三定律，小球对金属丝的拉力大小等于金属丝对小球的拉力，即
所以无风时小球对金属丝的拉力大小等于小球所受重力的大小；
（2）有风时，小球的受力分析如图，设金属丝偏离竖直方向的夹角为θ，易得
故要想计算出风力的大小，还需要测量出金属丝与竖直方向的夹角θ的大小（其他能计算出的物理量亦可，比如同时测量出金属丝的长度l，小球的直径d，小球距离悬点的高度h或小球距离竖直方向的距离x，等）
19．（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）篮球自由下落，碰地之前的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律
篮球反弹至h高处，离地时的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律
碰后速率与碰前速率之比
（2）法一：由图像可知，拍球过程压力做功
篮球落地时的速率为，由动能定理
篮球反弹至h高处，离地时的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律
两次速率之比
解得
法二：篮球能反弹至h高度，压力F做功等于第一次碰撞过程损失的能量
由图像可知，拍球过程压力做功
解得
（3）篮球与地球相互作用过程中，设地球质量为M，当篮球速度为v时，地球的速度为，由动量守恒
解得
由于地球质量M远大于篮球质量m，地球速度非常接近于零，可认为地球保持静止不动。
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据牛顿第二定律
解得冰壶滑行过程中加速度的大小
（2）由开始到停止过程，根据动能定理
解得摩擦力做功之大小
（3）根据题意当速度为时还需滑行x=18m，根据速度位移关系
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律
解得
21．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据匀变速直线运动规律
代入数据解得
（2）根据牛顿第二定律，有
解得
（3）合力的冲量大小
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．运动的物体不可以作为参考系
B．只要是体积小的物体，都能看成质点
C．运动物体的位移大小可能等于路程
D．学生上午8时上课，一节课45分钟，这里的“8”时和“45”分钟都是时间间隔
2．下列物理量中，不属于矢量的是（ ）
A．时间B．位移C．速度D．重力
3．如图是一个小实验，将细绳的一端系在手指上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的另一端顶在掌心上，使绳、杆和手组成一个“三角形”。在杆的A端悬挂不同的重物，并保持静止。对于这一实验的下列说法中正确的是（ ）
A．细绳和杆都是被拉伸的
B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D．所挂重物质量增大时，细绳和杆对手的作用力不变
4．如图所示，一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶，在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标．要击中目标，射击方向应（ ）
A．对准目标
B．偏向目标的西侧
C．偏向目标的东侧
D．无论对准哪个方向都无法击中目标
5．如图所示，将一个质量为m的铅球放在倾角为θ的斜面上，并用垂直于斜面的挡板挡住，铅球处于静止状态。不计摩擦，重力加速度为g。则（ ）
A．挡板对铅球的支持力大小为mgtanθ
B．挡板对铅球的支持力大小为
C．铅球对斜面的压力大小为mgsinθ
D．铅球对斜面的压力大小为mgcsθ
6．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间△t1为0.20s，通过第二个光电门的时间△t2为0.05s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s，试估算滑块的加速度为（ ）
A．0.12m/s2B．0.10m/s2C．0.40m/s2D．0.008m/s2
7．如图是我国航天员在天宫一号目标飞行器中进行太空授课时测量航天员质量的实验。航天员把自己固定在支架的一端，另外一名航天员将支架拉开到指定的位置。松手后，支架拉着航天员从静止返回到舱壁。支架能够产生一个恒定的拉力F；用光栅测速装置，测量出支架复位的速度 v 和时间 t，即可计算出航天员的质量 m 为（ ）
A．B．C．D．
8．蹦极是勇敢者的体育运动。设运动员离开跳台时的速度为零，从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段；从弹性绳刚好被拉直到运动员下落至最低点为第二阶段。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．第二阶段运动员和地球组成的系统机械能守恒
B．第一阶段重力做的功和第二阶段弹力做的功大小相等
C．第一、第二阶段重力的总冲量和第二阶段弹力的冲量大小相等
D．第一阶段运动员的速度不断增大，第二阶段运动员的速度不断减小
9．如图所示，质量m = 1kg的物块靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数μ = 0.3，垂直于墙壁作用在物块表面的推力F = 50N物块处于静止状态。取g = 10m/s2，则物块所受摩擦力的大小为（ ）
A．3.0NB．10NC．30ND．33N
10．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（ ）
A．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论
B．其中的甲图是实验现象，乙图是经过合理的外推得到的结论
C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验数据更容易测量
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验数据更容易测量
11．某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时，传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，以下分析正确的是（ ）
A．1s时人处在下蹲的最低点
B．2s时人处于下蹲静止状态
C．该同学做了2次下蹲－起立的动作
D．下蹲过程中人始终处于失重状态
12．木块A、B的重力均为40N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了Δx=2.0cm，弹簧的劲度系数k=400N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用F=10N的水平力推木块B，如图所示，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，力F作用后（ ）
A．木块A所受静摩擦力大小为10NB．弹簧的压缩量变为2.5cm
C．木块B所受静摩擦力为0D．木块B所受静摩擦力大小为2.0N
13．如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．大小都等于水桶重力的一半
B．与竖直方向的夹角相等
C．减小与的夹角，大小不变
D．减小与的夹角，的合力变大
14．如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒
B．乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度
C．减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功
D．减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量
二、实验题
15．某同学用如图1所示的装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，记作，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码个数（弹簧始终未超过弹性限度），依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值，并计算出弹簧相应的伸长量x，将所得数据记录并描点如图2。
（1）在坐标纸上作出F－x图像 。
（2）该弹簧的劲度系数 N/m。
（3）由F－x图像，可以得出的结论是： 。
16．用如图1所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。
（1）除小车、重物、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号）。
A．电压可调的直流电源
B．电压合适的50 Hz 交流电源
C．秒表
D．刻度尺
E．天平
（2）接通打点计时器电源，释放小车，小车在重物的牵引下沿直线拉动纸带，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图2所示，B、C、D 为纸带上标出的连续 3 个计数点（计数点之间还有点未画出），相邻计数点间的时间间隔为 0.10s。从图中数据可知，在打 C 点时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）计算出打纸带上各计数点时小车的速度，在坐标纸上建立坐标系，描点绘制小车运动的 v-t 图像，若图像是一条倾斜的直线，则可判断小车做匀变速直线运动，其依据是： 。
三、解答题
17．一物体做单方向直线运动，已知物体在前一半位移内的平均速度为30m/s，后一半位移内的平均速度为。
（1）若给定总位移为，求：
①物体在后一半位移的运动时间？
②物体在全程的平均速度大小？
（2）若题目未给定总位移，还能否求出全程的平均速度大小？并给出必要说明。
18．在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小。仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个金属球，无风时金属球自由下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定，如图所示。已知小球质量，当地的重力加速度。
（1）证明无风时小球对金属丝的拉力大小等于小球所受重力的大小；
（2）要想计算出风力的大小，还需要测量出哪个物理量？请推导出计算的表达式。
19．如图（a），质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度为，不计空气阻力。
（1）求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；
（2）如图（a），若篮球反弹至最高处h时，运动员向下拍球，对篮球施加一个向下的压力F，持续作用至高度处撤去，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h高度处，力F的大小随高度y的变化如图（b）所示，其中已知，求的大小；
（3）在篮球与地球相互作用的过程中，我们认为地球始终保持静止不动。请你运用所学知识分析说明建立这种模型的合理性。
20．运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行在不与其他物体碰撞的情况下，最终停在某个位置。已知冰壶的质量为，初速度为，最初冰壶和冰面的动摩擦因数为 0.02，g=10m/s2
（1）求冰壶滑行过程中加速度的大小；
（2）求冰壶滑行过程中摩擦力做功的大小；
（3）按比赛规则队友可以用毛刷摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数。若冰壶的速度减小为2.4m/s时距离目标位置还需滑行 18m，需要队友通过在其滑行前方持续摩擦冰面，将冰壶和冰面的动摩擦因数变为多少？
21．滑板是年轻人喜欢的运动项目。滑板爱好者及滑板总质量m = 60kg，以v0=2.0m/s的初速度沿斜坡匀加速滑下，斜坡的倾角θ = 30°，经t =4.0s的时间下滑位移x=40m到达坡底。将人和滑板整体看作质点，设其在下滑过程中所受阻力的大小不变，重力加速度g取10m/s2，求下滑过程中
（1）滑板及人的加速度的大小a；
（2）滑板及人受到的阻力的大小f；
（3）力在空间上的累积效应可以用功表示。力在时间上也有累积效应，可以用冲量I表示。冲量是矢量，恒力F在时间 Δt 内的冲量 ，求滑板及人受到的合力的冲量大小I。
参考答案
1．C
【详解】A．参考系的选取是任意的，所以运动的物体也可以作为参考系。故A错误；
B．物体能不能看成质点，与物体的实际体积大小没有关系，需要看在所研究的问题中，物体的大小、形状能不能忽略。故B错误；
C．当物体做单向直线运动时，其位移大小等于路程。故C正确；
D．学生上午8时上课，一节课45分钟，这里的“8”时是时刻，“45”分钟都是时间间隔。故D错误。
故选C。
2．A
【详解】位移、速度和力都是既有大小又有方向的物理量，都是矢量；而时间只有大小无方向，是标量。
故选A。
3．C
【详解】A．细绳是被拉伸的，杆是被压缩的，选项A错误；
B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由A指向C，选项B错误；
C．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A，选项C正确；
D．细绳和杆对手的作用力大小等于重物的重力，则所挂重物质量增大时，细绳和杆对手的作用力变大，选项D错误。
故选C。
4．B
【详解】炮弹的实际速度方向沿目标方向，该速度是船的速度与射击速度的合速度，根据平行四边形定则，知射击的方向偏向目标的西侧．故B正确，ACD错误。
故选B。
【点评】解决本题的关键会根据平行四边形定则对速度进行合成，以及知道炮弹实际的速度方向为射出的速度与船的速度的合速度方向．
5．D
【详解】球受力如图所示
球处于静止状态，所以在垂直斜面方向有
在垂直挡板方向有
则挡板对球的支持力大小为；由牛顿第三定律，可得球对斜面的压力大小为
故选D。
6．A
【详解】极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则物块经过第一光电门的速度大小为
经过第二个光电门的速度大小为
根据加速度公式
故选A。
7．B
【详解】支架复位过程中，固定在支架上的航天员的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立解得
故选B。
8．C
【详解】A．第二阶段弹力对运动员做负功，重力做正功，弹性势能增加，重力势能减小，对运动员、地球和弹性绳组成的系统机械能守恒，由于弹力做负功，运动员和地球组成的系统机械能不守恒，故A错误；
B．设弹性绳刚好被拉直时运动员的速度为v、第一阶段重力做的功大小为、第二阶段重力做的功大小为、第二阶段弹力做的功大小为，根据动能定理可得
可得
故B错误；
C．设两个阶段的时间分别是t1和t2，根据动量定理可知
可得
即第一、第二阶段重力的总冲量大小等于第二阶段弹力的冲量大小，故C正确；
D．第一阶段运动员的速度不断增大，第二阶段开始时重力大于弹力，运动员做加速运动，后来重力小于弹力，运动员做减速运动，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】由题知垂直于墙壁作用在物块表面的推力F = 50N物块处于静止状态，则有
f =mg= 10N
故选B。
10．C
【详解】AB．甲、乙、丙是实验现象，丁是经过合理的外推得到的结论，故AB错误；
CD．由于伽利略时代靠滴水记时，不能准确测定自由落体所用的时间，采用斜面滚下，可以延长下滑所用时间，起到“冲淡”重力的作用，丁图使自由落体的时间更难测量，故C正确，D错误。
故选C。
11．B
【详解】AB．人下蹲动作分别有始终和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，所以下蹲对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，由图可知，1s时人仍然加速下降，2s时人处于下蹲静止状态，故A错误，B正确；
CD．人下蹲动作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，所以下蹲对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，起立时先加速上升超重，到达一个最大速度后再减速上升失重，所以起立对应先超重后失重，由图可知，该同学做了1次下蹲－起立的动作，故CD错误。
故选B。
12．D
【详解】由胡克定律可得弹力为
F=k△x=400×0.02N=8N
木块A、B与地面间的最大静摩擦力为
f=μmg=0.25×40N=10N
故AB均静止，A受到的摩擦力为8N。
AB．施加水平推力F=10N后，A水平方向，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力平衡，因而
fA′=F弹=8N
故AB错误；
CD．施加水平推力F=10N后，B水平方向受到弹簧的弹力向右8N，向左的推力10N，所以摩擦力变为2N，仍静止，故C错误，D正确。
故选D。
13．B
【详解】A．根据平衡条件可知，只有当都是沿竖直向上的方向时，两力大小才等于水桶重力的一半，故A错误；
B．由平衡条件可知，与竖直方向的夹角相等，故B正确；
CD．两人的合力确定，大小等于桶和水的重力，根据力的合成结论可知，两分力夹角越小，分力越小，故CD错误。
故选B。
14．B
【详解】A．甲、乙两人静止在水平冰面上，重力势能一定，开始动能为0，甲推乙后，两者动能增大，即甲推乙的过程中，甲和乙的机械能增大，A错误；
B．甲推乙过程，由于两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力，则有
由于甲的质量小于乙的质量，则有
两人与冰面间的动摩擦因数相同，即减速过程的加速度大小相等，可知乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度，B正确；
C．减速过程中，根据
根据上述，两人互推过程，动量大小相等，甲的速度大于乙的速度，则地面摩擦力对甲做的功大于对乙做的功，C错误；
D．根据
根据上述，两人互推过程，动量大小相等，则减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大小等于对乙的冲量，D错误。
故选B。
15． 弹力与弹簧伸长量成正比（在弹性限度内）。弹力随弹簧伸长量均匀变化。弹力与伸长量的比值保持不变。（写出一条即可）
【详解】（1）[1] F－x图像，如图所示
（2）[2] 该弹簧的劲度系数
（3）[3] 由F－x图像，可以得出的结论是：
弹力与弹簧伸长量成正比（在弹性限度内）。弹力随弹簧伸长量均匀变化。弹力与伸长量的比值保持不变。（写出一条即可）
16． BD/DB 图像的斜率不变，则加速度不变，所以小车做匀变速直线运动
【详解】（1）[1]打点计时器工作需要电压合适的交流电源，不能使用直流电源；测量纸带上计数点间的距离需要刻度尺；打点计时器是计时仪器，则不需要秒表；该实验不需要测量小车或重物的质量，则不需要天平。
故选BD。
（2）[2]从图中数据可知，在打C点时小车的瞬时速度为
（3）[3]图像的斜率表示加速度，图像是一条倾斜的直线，则斜率不变，即加速度不变，可知小车做匀变速直线运动。
17．（1）①2s；②40m/s；（2）能；见解析
【详解】（1）①物体在后一半位移的运动时间
②物体在前一半位移的运动时间
物体在全程的平均速度大小
（2）物体在后一半位移的运动时间
物体在后一半位移的运动时间
全程的平均速度大小
未给定总位移，也可求出全程平均速度。
18．（1）见解析；（2）见解析，
【详解】（1）无风时金属球自由下垂，金属丝沿竖直方向，小球受竖直向下的重力G和金属丝向上的拉力FT作用，由二力平衡
再由牛顿第三定律，小球对金属丝的拉力大小等于金属丝对小球的拉力，即
所以无风时小球对金属丝的拉力大小等于小球所受重力的大小；
（2）有风时，小球的受力分析如图，设金属丝偏离竖直方向的夹角为θ，易得
故要想计算出风力的大小，还需要测量出金属丝与竖直方向的夹角θ的大小（其他能计算出的物理量亦可，比如同时测量出金属丝的长度l，小球的直径d，小球距离悬点的高度h或小球距离竖直方向的距离x，等）
19．（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）篮球自由下落，碰地之前的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律
篮球反弹至h高处，离地时的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律
碰后速率与碰前速率之比
（2）法一：由图像可知，拍球过程压力做功
篮球落地时的速率为，由动能定理
篮球反弹至h高处，离地时的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律
两次速率之比
解得
法二：篮球能反弹至h高度，压力F做功等于第一次碰撞过程损失的能量
由图像可知，拍球过程压力做功
解得
（3）篮球与地球相互作用过程中，设地球质量为M，当篮球速度为v时，地球的速度为，由动量守恒
解得
由于地球质量M远大于篮球质量m，地球速度非常接近于零，可认为地球保持静止不动。
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据牛顿第二定律
解得冰壶滑行过程中加速度的大小
（2）由开始到停止过程，根据动能定理
解得摩擦力做功之大小
（3）根据题意当速度为时还需滑行x=18m，根据速度位移关系
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律
解得
21．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据匀变速直线运动规律
代入数据解得
（2）根据牛顿第二定律，有
解得
（3）合力的冲量大小
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