浙江省嘉兴市2014-2015学年高一上学期期末物理试卷
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得3分，不选、错选或多选得零分。）
1．（3分）他是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学逻辑推理相结合的方法确定了一些重要的力学定律，从而有力的推进了人类科学认识的发展，这位科学家是（）
A． 牛顿 B． 伽利略 C． 亚里士多德 D． 胡克
2．（3分）如图所示为沪杭城际高速铁路，连接上海虹桥与杭州东站，全长169公里．列车设计时速350km/h，在试运行中最高时速达到了416.6km/h的世界运营铁路最高速度．则（）
A． 研究列车运动轨迹时不可把它看成质点
B． 研究列车全部进站所需时间时可把它看成质点
C． 169km表示位移
D． 416.6km/h表示瞬时速度
3．（3分）小姜坐23路公共汽车沿中山路从嘉兴大润发到戴梦得，途径如图所示的各站．全程长约3km（可看做直线距离），所用时间约0.3h．小李始终观察着汽车的速度表，记录下全程车速的最大值为50km/h，最小值为零．请你估算全过程的平均速度的大小约为（）
A． 50km/h B． 25km/h C． 10km/h D． 5km/h
4．（3分）某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格的边长表示1N大小的力），物体所受合外力大小（）
A．
图中为4N B．
图中为2N C．
图中为0 D．
图中为0
5．（3分）为保障旅客安全出行，铁道部门须对乘客所携带的物品实施安全检查．如图所示，乘客将携带物品放到以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查．当乘客将物品无初速度放在传送带上之后，物品（）
A． 与传送带相对静止时受到静摩擦力
B． 初始阶段受与运动方向相同的摩擦力作用
C． 受摩擦力作用时不一定受弹力作用
D． 相对地面运动故一定受到滑动摩擦力
6．（3分）如图所示，物体与粗糙斜面一起沿水平面向左匀速运动．则斜面对物体的作用力方向（）
A． 必沿b方向 B． 必沿d方向
C． 必沿c方向 D．a、b、c、d方向都有可能
7．（3分）如图所示，人用手托着苹果处于静止状态，则（）
A． 手所受压力是由于手的弹性形变而产生的
B． 手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力
C． 苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力
D． 苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力
8．（3分）如图所示是某质点做直线运动的v﹣t图象，由图可知，该质点（）
A． 第1s内和第3s内的运动方向相反
B． 第1s内和第4s内的加速度相同
C． 第1s内和第4s内的位移大小不等
D． 第2s末和第4s末质点的位置相同
9．（3分）如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s，当热气球上升到180m时，开始向上做匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，则热气球（）
2
A． 所受浮力大小为4600N
B． 加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C． 从地面开始上升到距离地面150m前处于超重状态
D． 随着高度增加惯性越来越小
10．（3分）如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架前端，与小车的运动竖直相同，右端质量为M的物块B始终相对于小车静止．B与小车平板间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到轻质细线偏离竖直方向θ角，则（）
A． 物块B所受摩擦力为零
B． 小车的加速度为gsinθ
C． 轻质细线对小球A的拉力为mgcosθ
D． 小车对物块B的作用力大小为Mg
二、填空题（本大题共5小题，每空2分，共18分）
11．（4分）力是（填“矢量”或者“标量”），在国际单位制中，力的单位“N”属于单位．
12．（4分）如图所示，水平面上固定一竖直轻质弹簧，一质量为m的A物体系在弹簧上端，整个系统在外力F的作用下处于平衡状态，此时弹簧弹力大小为；现突然撤去外力F，则此瞬间A物体的加速度大小为．
13．（2分）小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示．已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．则经过位置3时的瞬时速度大小约为．
14．（4分）如图所示，一物体通过轻质细绳悬挂于O点，用作用于A点的水平外力F1缓慢拉动轻质细绳，在θ角逐渐增大的过程中，外力F1，细绳OA的拉力F2（填变大、变小、不变）
15．（4分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图中“反应过程”所用时间）为t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者未饮酒驾车以20m/s的速度匀速行驶，从发
2现情况开始刹车，已知刹车时的加速度大小为8m/s，则汽车5s内的位移为；志愿者少量饮酒
后驾车仍以相同的速度在试验场的水平面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离为L=39m，则饮酒后志愿者的反应时间为s．
三、课题研究与实验（本大题共4小题，每空2分，共24分）
16．（8分）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，所用交流电的频率为50Hz，某次实验利用如图（a）的打点计时器得到小车做匀加速直线运动的一条纸带，如图（b）所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明O、A、B、C、D在纸带上放置一刻度尺．
（1）如图（a）中的打点计时器所用电压为；
（2）如表记录的是某小组测出的计数点对应的刻度数值，其中计数点B未测定，根据图（b），此数值应为；
计数点 O A B C D
刻度数值/cm 0 3.4 13.90 20.95
2（3）小车通过点C时的速度为m/s，小车加速度为m/s．（小数点后保留两位）
17．（6分）在做“探究求合力的方法”实验中：
（1）实验桌上已有的器材如图（a）所示，为完成该实验，还需要的器材是
A．一根橡皮筋 B．两个钩码 C．三角板一套 D．天平
（2）某同学在做实验时，操作弹簧秤平行于木板如图（b）所示，然后记录力的大小和方向，请指出这样操作的问题．
（3）规范操作后，请读出图（c）弹簧秤的读数为N．
（4）规范操作后，该同学做出如图（d）所示的图形，则F与F′中，是力F1与F2的合力的真实值．
18．（4分）某同学“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，先把弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；然后弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，依次记录弹簧的长度：
（1）如图是该同学根据记录的数据作出的图象，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值（填“L0”或“Lx”）
（2）由图可知弹簧的劲度系数为N/m．
19．（6分）某同学利用如图所示装置探究加速度与力、质量之间的关系，根据图片信息，他
安装仪器后，准备开始测量实验数据时的状态如图所示，
（1）从图片上看，你觉得他在开始正确测量前必须得修正哪几方面的问题？（请至少写出两点）；
（2）修正错误后，在保持小车所受牵引力一定的情况下，对实验得到的一系列纸带进行处理，测得小车加速度a与小车质量M的数据如表：已知小钩码质量m=30g
实验次数 1 2 3 4 5 6
2 a（m/s） 1.51 1.23 1.00 0.86 0.75 0.67
M（kg） 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
0.45 （kg） ﹣1 5.00 4.00 3.33 2.86 2.50 2.22 为了寻求a与M间的定量关系，请利用表中数据在答题卷相应位置的直角坐标系中选取合适的横坐标及标度做出图象．
四、计算题（第20题6分，第21题10分，第22题12分，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
20．（6分）一辆汽车在十字路口处等信号灯，绿灯亮起，司机立即启动汽车，汽车以a=2m/s的加速度开始做匀加速直线运动，直至最高限速为v=16m/s后匀速了一段时间．求： 2
（1）汽车加速到最高速所需要的时间t1；
（2）汽车在9s内通过的位移大小x．
21．（10分）某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图所示，已知斜面倾角为45°，光滑小球的质量m=3kg，力传感器固定在竖直挡板上．求：
（1）当整个装置静止时，力传感器的示数；
（2）当整个装置向右匀加速直线运动时，力传感器示数为36N，此时装置的加速度大小；
（3）某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0N，此时整个装置的运动方向如何？加速度为多大？
22．（12分）如图所示，固定在竖直平面内倾角为θ=37°、左端高度h1=0.9m的直轨道AB，与倾角相同的足够长的直轨道BC顺滑连接（在B处有一小段光滑圆弧，小物块经过B点前后的速度大小不变）．现将一小物块（可看作质点）以初速度v0=2m/s沿倾斜轨道AB滑下，并滑上轨道BC，所能达到的最大高度h2．小物块与两倾斜直轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25，不计空气阻力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求
（1）物块从A点沿AB轨道滑到B点时的速度vB；
（2）滑上轨道BC，所能达到的最大高度是h2；
（3）物块以初速度v0从A点下滑，经时间t=1.5s运动到BC轨道上的P点（P点未标出），求PB间的距离．
浙江省嘉兴市2014-2015学年高一上学期期末物理试卷 参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得3分，不选、错选或多选得零分。）
1．（3分）他是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学逻辑推理相结合的方法确定了一些重要的力学定律，从而有力的推进了人类科学认识的发展，这位科学家是（）
A． 牛顿 B． 伽利略 C． 亚里士多德 D． 胡克
考点： 物理学史．
专题： 常规题型．
分析： 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解答： 解：他是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学逻辑推理相结合的方法确定了一些重要的力学定律，从而有力的推进了人类科学认识的发展，这位科学家是伽利略，
故选：B．
点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2．（3分）如图所示为沪杭城际高速铁路，连接上海虹桥与杭州东站，全长169公里．列车设计时速350km/h，在试运行中最高时速达到了416.6km/h的世界运营铁路最高速度．则（）
A． 研究列车运动轨迹时不可把它看成质点
B． 研究列车全部进站所需时间时可把它看成质点
C． 169km表示位移
D． 416.6km/h表示瞬时速度
考点： 瞬时速度；质点的认识；位移与路程．
分析： 判断一个物体能否看成质点，看物体在所研究的问题中形状和大小能不能忽略． 位移是表示位置的移动的物理量，是从初位置到末位置的有向线段；路程是运动轨迹的实际长度；
平均速度是指一段时间内的运动快慢，瞬时速度是某一时刻的速度．
解答： 解：A、研究列车运动轨迹时，不需要考虑列车的长度，故可以视为质点，故A错误；
B、研究列车全部进站所需时间时，列车长度相对车站不可忽略，故不能视为质点，故B错误；
C、全长169公里，表示路程，故C错误；
D、最高时速达到了416.6km/h，表示瞬时速度，故D正确；
故选：D
点评： 本题关键是要明确质点、位移与路程、平均速度、瞬时速度的概念，同时要明确这些概念的适用范围．
3．（3分）小姜坐23路公共汽车沿中山路从嘉兴大润发到戴梦得，途径如图所示的各站．全程长约3km（可看做直线距离），所用时间约0.3h．小李始终观察着汽车的速度表，记录下全程车速的最大值为50km/h，最小值为零．请你估算全过程的平均速度的大小约为（）
A． 50km/h
B． 25km/h C． 10km/h D． 5km/h
考点： 平均速度．
专题： 直线运动规律专题．
分析： 公共汽车从嘉兴大润发到戴梦得，全程位移约为x=3km，所用时间t=0.3h，根据平均速度公式能求出全过程的平均速度的大小．
解答： 解：全程位移约为x=3km，所用时间t=0.3h，全过程的平均速度的大小：
．故C正确，ABD错误．
故选：C．
点评： 本题抓住平均速度的定义就能求解．平均速度定义式可以求解曲线运动和直线运动等任意运动形式．但若用平均速度等于初末速度之和的一半来计算，则必须得是匀变速直线运动．
4．（3分）某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格的边长表示1N大小的力），物体所受合外力大小（）
A．
图中为4N B．
图中为2N C．
图中为0 D．
图中为0
考点： 合力的大小与分力间夹角的关系．
专题： 平行四边形法则图解法专题．
分析： 力的合成遵循平行四边形定则，三力合成可以先合成其中两个力，再与第三个力合成，也可用正交分解法先分解再合成．
解答： 解：A、对甲，先将F1与F2合成，然后再用勾股定理，求得合力等于5 N，故A错误；
B、对乙，先将F1与F3沿水平和竖直方向正交分解，再合成，求得合力等于5 N，故B错误；
C、对丙，可将F3沿水平和竖直方向正交分解正交分解，求得合力等于6 N，故C错误；
D、根据三角形法则，丁图中合力等于0，故D正确；
故选：D．
点评： 求解合力可以直接根据平行四边形定则合成，有时也可以先正交分解再合成．
5．（3分）为保障旅客安全出行，铁道部门须对乘客所携带的物品实施安全检查．如图所示，乘客将携带物品放到以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查．当乘客将物品无初速度放在传送带上之后，物品（）
A． 与传送带相对静止时受到静摩擦力
B． 初始阶段受与运动方向相同的摩擦力作用
C． 受摩擦力作用时不一定受弹力作用
D． 相对地面运动故一定受到滑动摩擦力
考点： 摩擦力的判断与计算．
专题： 摩擦力专题．
分析： 我们要先清楚产生摩擦力的条件：产生静摩擦力的条件①接触面粗糙②有弹力③有相对运动趋势；产生滑动摩擦力的条件①接触面粗糙②有弹力③有相对运动．然后对选项进行判断是否受到静摩擦力或者滑动摩擦力
解答： 解：A．当物品与传送带相对静止时物体与传送带做匀速直线运动，两者之间没有要发生相对运动的趋势，故物品不受静摩擦力，所以A错误．
B．摩擦力的方向：与物体发生“相对”运动的方向相反或者与物体发生“相对”运动趋势的方向相反，而与运动的方向，可以相同也可以相反，但物品受到摩擦力作用时，是摩擦动力，则摩擦力方向与物品运动方向相同，所以B正确；
C．摩擦力存在的条件：①接触面粗糙②有弹力③有相对运动或者相对运动趋势．由此，有弹力是有摩擦力的必要不充分条件，即：有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力一定有弹力．题目中说受到摩擦力作用时，物品一定受到弹力的作用，所以C错误．
D．判断物体是否受滑动摩擦力，是看与接触面有没有发生相对运动，与物品相对地面的运动情况无关，这里物品虽然相对地面运动但是相对与之接触的传送带是静止的，故不受滑动摩擦力，所以D错误．
故选：B．
点评： 关键是对摩擦力方向的判断，一定注意摩擦力的方向与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反，而与运动方向可以相同也可以相反．
6．（3分）如图所示，物体与粗糙斜面一起沿水平面向左匀速运动．则斜面对物体的作用力方向（）
A． 必沿b方向 B． 必沿d方向
C． 必沿c方向 D．a、b、c、d方向都有可能
考点： 共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题： 共点力作用下物体平衡专题．
分析： 物体和斜面相对静止，一起沿水平面向左匀速运动，故物体受力平衡；物体受重力、支持力和摩擦力，根据三力平衡条件得到支持力和摩擦力的合力的方向．
解答： 解：对物体受力分析，受重力、支持力和摩擦力；
物体和斜面相对静止且一起沿水平面向左匀速运动，故物体受力平衡；
故支持力和静摩擦的合力一定与重力等值、方向、共线；
故斜面对物体的总作用力竖直向上；
故选：A．
点评： 本题是简单的三力平衡问题，关键是明确三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线．
7．（3分）如图所示，人用手托着苹果处于静止状态，则（）
A． 手所受压力是由于手的弹性形变而产生的
B． 手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力
C． 苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力
D． 苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力
考点： 作用力和反作用力；弹性形变和范性形变．
分析： 弹力产生的条件是接触且有弹性形变；弹力的方向与施力物体形变方向相反 解答： 解：A、苹果对手的压力是由于苹果发生弹性形变而产生的；故A错误；
B、手所受压力和手对苹果的支持力是一对作用力与反作用力；故B错误；
C、苹果所受重力和手对苹果的支持力都作用在苹果上，大小相等，方向相反，是一对平衡力；故C正确
D、苹果对手的压力是由于形变而产生的是苹果与手之间 的作用，而重力是由于地球的吸引而产生的，是苹果与地球中的相互作用；故D错误；
故选：C．
点评： 本题关键明确弹力的产生条件以及弹力的方向与施力物体的形变方向相同，同时注意作用力与作用力、平衡力间的区别．
8．（3分）如图所示是某质点做直线运动的v﹣t图象，由图可知，该质点（）
A． 第1s内和第3s内的运动方向相反
B． 第1s内和第4s内的加速度相同
C． 第1s内和第4s内的位移大小不等
D． 第2s末和第4s末质点的位置相同
考点： 匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
专题： 运动学中的图像专题．
分析： 速度时间图象中速度的符号表示物体的运动方向；图象的斜率等于加速度；图象与时间轴所围的面积表示位移．
解答： 解：A、由图知，在前3s内物体的速度均为正值，说明在前3s内物体的运动方向不变，故A错误；
B、速度图象的斜率等于加速度，第1s内和第4s内图线的斜率一正一负，则加速度方向相反，故B错误；
C、图象与时间轴所围的面积表示位移，根据“面积”可知：0～1s内和3～4s内的位移大小相等，方向不同，故C错误．
D、图象与时间轴所围的面积表示位移，根据“面积”可知：0～2s内和0～4s内的位移相等，故D正确．
故选：D．
点评： 解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．
9．（3分）如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s，当热气球上升到180m时，开始向上做匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，则热气球（）
2
A． 所受浮力大小为4600N
B． 加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C． 从地面开始上升到距离地面150m前处于超重状态
D． 随着高度增加惯性越来越小
考点： 牛顿运动定律的应用-超重和失重．
分析： 气球受重力、浮力和阻力，先加速后匀速，故加速度变化，合力变化，故阻力变化；开始时速度为零，空气阻力为零，根据牛顿第二定律列式求解出浮力；最后匀速，再根据平衡条件列式求解．
解答： 解：A、从地面刚开始竖直上升时，速度为零，故阻力为零，气球受重力和浮力，根据牛顿第二定律，有：
F浮﹣mg=ma
解得：F浮=m（g+a）=460×（10+0.5）N=4830N，故A错误；
B、气球受重力、浮力和空气阻力，若阻力不变，合力不变，气球匀加速上升，矛盾，故B错误；
C、刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s，加速度的方向向上，气球处于超重状态，故C正确；
D、物体的惯性与高度的大小无关，仅仅与物体的质量有关，故D错误；
故选：C．
点评： 本题关键明确气球做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大；然后根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解．
10．（3分）如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架前端，与小车的运动竖直相同，右端质量为M的物块B始终相对于小车静止．B与小车平板间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到轻质细线偏离竖直方向θ角，则（）
2
A． 物块B所受摩擦力为零
B． 小车的加速度为gsinθ
C． 轻质细线对小球A的拉力为mgcosθ
D． 小车对物块B的作用力大小为Mg
考点： 牛顿第二定律；物体的弹性和弹力；共点力平衡的条件及其应用．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： 根据小球A的受力情况求出A的加速度即可得到小车的加速度；B物体的加速度与小车加速度相同，根据牛顿第二定律可求得B的摩擦力．根据力的合成知小车对物块B的作用力为支持力和摩擦力的合力．
解答： 解：ABC、对A受力分析，由牛顿第二定律得
F=，F合=mAgtanθ=mAaA
解得 aA=gtanθ 方向水平向右
由题意可知，A与小车相对静止，则小车与A具有相同的加速度，即小车的加速度大小为：gtanθ，方向为：水平向右
此刻物块B的加速度与小车相同，根据牛顿第二定律可知
fB=mBaB=Mgtanθ 方向与加速度相同：水平向右
综上所述，ABC错误，
D、小车对物块B的作用力为支持力和摩擦力的合力，大小为
F===Mg，故D正确；
故选：D
点评： 本题考查牛顿第二定律的应用，注意A、B和小车保持相对静止，所以具有相同的加速度．
二、填空题（本大题共5小题，每空2分，共18分）
11．（4“矢量”或者“标量”），在国际单位制中，力的单位“N”
考点： 力学单位制．
分析： 矢量是既有大小又有方向的物理量，力的单位“N”属于导出单位．
解答： 解：力既有大小又有方向，是矢量，在国际单位制中，力的单位“N”是根据牛顿第二定律F=ma推导出来的，是导出单位．
故答案为：矢量，导出．
点评： 解决本题的关键要力的矢量性，注意力的单位：N不是基本单位，而是导出单位．
12．（4分）如图所示，水平面上固定一竖直轻质弹簧，一质量为m的A物体系在弹簧上端，整个系统在外力F的作用下处于平衡状态，此时弹簧弹力大小为F+mg；现突然撤去外力F，则此瞬间A物体的加速度大小为．
考点： 牛顿第二定律．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： 整个系统在外力F的作用下处于平衡状态，根据平衡条件知弹力大小；
当突然撤去外力时，A物体向上做变加速运动，合力大小为F，由此根据牛顿第二定律列方程即可正确解答．
解答： 解：施加外力后，根据平衡条件知弹力大小F弹=mg+F
撤去外力瞬间为F弹﹣mg=ma
联立解得a=
故答案为：mg+F
，．
点评： 解答该题关键是明确物体的状态，弹簧弹力瞬间不变，然后根据牛顿第二定律求解，该题是考查学生综合分析能力的好题．
13．（2分）小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示．已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．则经过位置3时的瞬时速度大小约为．
考点： 自由落体运动．
专题： 自由落体运动专题．
分析： 匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，结合该推论求出经过位置3的瞬时速度．
解答： 解：根据匀变速直线运动的平均速度推论知，经过位置3的瞬时速度v=
故答案为：． ． 点评： 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．
14．（4分）如图所示，一物体通过轻质细绳悬挂于O点，用作用于A点的水平外力F1缓慢拉动轻质细绳，在θ角逐渐增大的过程中，外力F1变大，细绳OA的拉力F2变大（填变大、变小、不变）
考点： 共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题： 共点力作用下物体平衡专题．
分析： 在A点用水平力F1缓慢拉动细绳，在θ角逐渐增加的过程中，抓住合力为零，分别求出两个拉力的大小，从而判断其变化．
解答： 解：A点的受力如图，根据共点力平衡得：
F2
=
F1=mgtanθ．
θ增加，则F1增加，F2增加；
故答案为：变大，变大．
点评： 解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解．本题也可以通过作图法分析，抓住两个拉力的合力大小方向不变，拉力F1的方向不变，根据平行四边形定则判断两个拉力的变化．
15．（4分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图中“反应过程”所用时间）为t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者未饮酒驾车以20m/s的速度匀速行驶，从发
现情况开始刹车，已知刹车时的加速度大小为8m/s，则汽车5s内的位移为33m；志愿者少量饮酒后驾车仍以相同的速度在试验场的水平面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离为L=39m，则饮酒后志愿者的反应时间为0.7s．
2
考点： 匀变速直线运动的位移与时间的关系．
专题： 直线运动规律专题．
分析： 根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车速度减为零的时间，判断汽车是否停止，再结合位移公式求出汽车在5s内的位移．
根据匀减速运动的位移得出匀速运动的位移，结合位移公式求出反应时间．
解答： 解：汽车速度减为零的时间为：
反应时间内的位移为：x1=v0t0=20×0.4m=8m，
则剩余4.6s内的位移等于2.5s内的位移为：x2=
可知汽车在5s内的位移为：x=x1+x2=8+25m=33m．
若行驶的距离为39m，则反应时间内的位移为：x′=39﹣25m=14m， 则反应时间为：． ， ，
故答案为：33m，0.7．
点评： 本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动．
三、课题研究与实验（本大题共4小题，每空2分，共24分）
16．（8分）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，所用交流电的频率为50Hz，某次实验利用如图（a）的打点计时器得到小车做匀加速直线运动的一条纸带，如图（b）所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明O、A、B、C、D在纸带上放置一刻度尺．
（1）如图（a）中的打点计时器所用电压为交流220V；
（2）如表记录的是某小组测出的计数点对应的刻度数值，其中计数点B未测定，根据图（b），此数值应为8.01；
计数点 O A B C D
刻度数值/cm 0 3.4 13.90 20.95
2（3）小车通过点C时的速度为0.65m/s，小车加速度为1.22m/s．（小数点后保留两位）
考点： 探究小车速度随时间变化的规律．
专题： 实验题．
分析： （1）打点计时器使用交流电源，电磁交流低压，而电火花为交流220V；
（2）根据刻度尺示数，结合估计值，即可求解；
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差，运用逐差法求出小车的加速度．
解答： 解：（1）如图（a）中是电火花打点计时器，则使用交流电220V，
（2）根据刻度尺读数可知，B点的位置，应为：8.01cm；
（3）每五个点取一个点作为计数点，则T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度
得：vC==
==0.65m/s． =1.22m/s． 2根据作差法得：a=
故答案为：（1）交流电220V；（2）8.01；（3）0.65，1.22．
点评： 考查电磁与电火花打点计时器的区别，注意解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，计算时注意单位的统一．
17．（6分）在做“探究求合力的方法”实验中：
（1）实验桌上已有的器材如图（a）所示，为完成该实验，还需要的器材是C
A．一根橡皮筋 B．两个钩码 C．三角板一套 D．天平
（2）某同学在做实验时，操作弹簧秤平行于木板如图（b）所示，然后记录力的大小和方向，请指出这样操作的问题弹簧测力计的轴线要与细绳套不在同一直线上．
（3）规范操作后，请读出图（c）弹簧秤的读数为2.4N．
（4）规范操作后，该同学做出如图（d）所示的图形，则F与F′中，F′是力F1与F2的合力的真实值．
考点： 验证力的平行四边形定则．
专题： 实验题．
分析： 做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力（实际值）进行比较．用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值，因此明确实验原理和具体操作即可正确解答该题．
解答： 解：（1）做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．
所以我们需要的实验器材有：方木板（固定白纸），白纸（记录方向画图）、刻度尺（选标度）、绳套（弹簧秤拉橡皮条）、弹簧测力计（测力的大小）、图钉（固定白纸）、三角板（画平行四边形），橡皮条（让力产生相同的作用效果的），所以还需三角板一套．
故选：C．
（2）在进行具体实验操作时，为了减小误差，弹簧测力计的轴线要与细绳套在同一直线上，否则弹簧弹力与细绳拉力大小不相等，会产生大的误差．
（3）弹簧秤的读数为2.40N
（4）本实验采用了“等效法”，F1与F2的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值，理论值在平行四边形的对角线上，故F′是力F1与F2的合力的真实值．
故答案为：（1）C
（2）弹簧测力计的轴线要与细绳套不在同一直线上
（3）2.40
（4）F′
点评： 明确实验原理，了解具体操作，要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解记忆．
18．（4分）某同学“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，先把弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；然后弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，依次记录弹簧的长度：
（1）如图是该同学根据记录的数据作出的图象，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值（填“L0”或“Lx”）
（2）由图可知弹簧的劲度系数为4.9N/m．
考点： 探究弹力和弹簧伸长的关系．
专题： 实验题．
分析： 充分利用测量数据和图象，根据公式△F=k△x可知横轴是弹簧的长度与Lx的差值，斜率即弹簧的劲度系数k．通过图和表可知砝码盘的质量．
解答： 解：（1）充分利用测量数据和图象，根据公式△F=k△x，△x是弹簧的形变量，可知横轴是弹簧的长度与Lx的差值；
（2）根据胡克定律公式△F=k△x，有k===4.9N/m；
故答案为：（1）Lx；（2）4.9．
点评： 弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比．对于实验问题，我们要充分利用图象处理实验数据来减少偶然误差．
19．（6分）某同学利用如图所示装置探究加速度与力、质量之间的关系，根据图片信息，他
安装仪器后，准备开始测量实验数据时的状态如图所示，
（1）从图片上看，你觉得他在开始正确测量前必须得修正哪几方面的问题？（请至少写出两点）没有平衡摩擦力、小车没有靠近打点计时器释放、细线没有通过定滑轮、细线与轨道不平行；
（2）修正错误后，在保持小车所受牵引力一定的情况下，对实验得到的一系列纸带进行处理，测得小车加速度a与小车质量M的数据如表：已知小钩码质量m=30g
实验次数 1 2 3 4 5 6
2 a（m/s） 1.51 1.23 1.00 0.86 0.75 0.67
M（kg） 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
0.45 （kg） ﹣1 5.00 4.00 3.33 2.86 2.50 2.22 为了寻求a与M间的定量关系，请利用表中数据在答题卷相应位置的直角坐标系中选取合适的横坐标及标度做出图象．
考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
专题： 实验题．
分析： 实验时小车应靠近打点计时器，在实验前应平衡小车受到的摩擦力，重物与小车的连线应平行于木板，知道电磁打点计时器和电火花打点计时器的区别．
如果作出a﹣M图象，却难以根据图象确定a与M是否是成反比，所以我们可以作出a﹣的图象，只要a﹣的图象是正比例函数图象就证明了a与M成反比例关系．
解答： 解：（1）长木板的右端没被垫高，说明没有平衡摩擦力；小车和打点计时器的距离太远了，细线没套在定滑轮的轮槽上，以致拉线未能与板面平行；
（2）由图表可知物体的加速度与物体的质量可能成反比，而如果作出a﹣M图象，却难以根据图象确定a与M是否是成反比，所以我们可以作出a﹣的图象，只要a﹣的图象是正比例函数图象就证明了a与M成反比例关系．
作图时要先描点，再连线，连线时要让图线过坐标原点，且让尽可能多的点落在这条直线上，其它点尽可能均匀分布在直线的两侧．图象如下图所示．
故答案为：（1）没有平衡摩擦力、小车没有靠近打点计时器释放、细线没有通过定滑轮、细线与轨道不平行；（2）如图所示．
点评： 掌握实验原理是正确解决实验题目的前提条件；要掌握解答中所提及的作图的方法．
四、计算题（第20题6分，第21题10分，第22题12分，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
220．（6分）一辆汽车在十字路口处等信号灯，绿灯亮起，司机立即启动汽车，汽车以a=2m/s
的加速度开始做匀加速直线运动，直至最高限速为v=16m/s后匀速了一段时间．求：
（1）汽车加速到最高速所需要的时间t1；
（2）汽车在9s内通过的位移大小x．
考点： 匀变速直线运动的位移与时间的关系．
专题： 直线运动规律专题．
分析： 根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车加速到最高速度所需的时间．根据位移时间公式求出匀加速运动的位移，结合匀速运动的位移求出汽车在9s内的位移．
解答： 解：（1）汽车加速经历的时间，
（2）汽车在8s内的位移，
匀速运动的位移x2=v（t﹣t1）=16×（9﹣8）m=16m，
汽车在9s内通过的位移x=x1+x2=64+16m=80m．
答：（1）汽车加速到最高速所需要的时间为8s；
（2）汽车在9s内通过的位移大小为80m．
点评： 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式和速度时间公式，并能灵活运用．
21．（10分）某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图所示，已知斜面倾角为45°，光滑小球的质量m=3kg，力传感器固定在竖直挡板上．求：
（1）当整个装置静止时，力传感器的示数；
（2）当整个装置向右匀加速直线运动时，力传感器示数为36N，此时装置的加速度大小；
（3）某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0N，此时整个装置的运动方向如何？加速度为多大？
考点： 牛顿运动定律的综合应用；牛顿第二定律．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： （1）对小球受力分析，根据共点力的平衡条件可求得力传感器的示数；
（2）分解支持力，分别对竖直方向和水平方向列式，由牛顿第二定律可求得加速度；
（3）要使物体不受档板的弹力，则应由重力和斜面的支持力的合力充当水平方向的合外力；由牛顿第二定律可求得加速度．
解答： 解：（1）以小球为研究对象，设小球与力传感器时的作用力大小为F，小球与斜面间的作用力大小为FN；
如图所示；由几何关系可知；
F=mg=3×10=30N；
（2）
竖直方向FNcos45°=mg；
水平方向F﹣FNsin45°=ma；
2解得：a=2m/s；
（3）要使力传感器示数为0，则有：
FNcos45°=mg；
FNsin45°=ma；
2解得：a=10m/s；
加速度方向向左；故物体应向左加速；
答：（1）当整个装置静止时，力传感器的示数为30N；
（2）当整个装置向右匀加速直线运动时，力传感器示数为36N，此时装置的加速度大小为2m/s； 2
（3）某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0N，此时整个装置的运动方向向左，加速度大小为10m/s．
2
22．
点评： 本题考查牛顿第二定律及共点力平衡条件的应用，要注意正确受力分析，明确物体的受力情况，再由牛顿第二定律列式求解．
22．（12分）如图所示，固定在竖直平面内倾角为θ=37°、左端高度h1=0.9m的直轨道AB，与倾角相同的足够长的直轨道BC顺滑连接（在B处有一小段光滑圆弧，小物块经过B点前后的速度大小不变）．现将一小物块（可看作质点）以初速度v0=2m/s沿倾斜轨道AB滑下，并滑上轨道BC，所能达到的最大高度h2．小物块与两倾斜直轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25，不计空气阻力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求
（1）物块从A点沿AB轨道滑到B点时的速度vB；
（2）滑上轨道BC，所能达到的最大高度是h2；
（3）物块以初速度v0从A点下滑，经时间t=1.5s运动到BC轨道上的P点（P点未标出），求PB间的距离．
考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： （1）根据牛顿第二定律求出物块在A到B的加速度大小，结合速度位移公式求出物块滑到B点的速度．
（2）根据牛顿第二定律求出在BC段上滑的加速度大小，结合速度位移公式求出所能达到的最大高度．
（3）根据运动学公式求出A到B和B到达最高点的时间，从而确定出物块在BC段返回，结合牛顿第二定律和运动学公式求出返回的距离，从而得出PB间的距离．
解答： 解：（1）设物块运动到B点的速度为vB，则从A到B：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1， 解得：
，
代入数据解得：vB=4m/s．
（2）从B到最高点：mgsinθ+μmgcosθ=ma2， 代入数据解得：，
根据，
代入数据解得：h2=0.6m．
（3）从A到B的时间为：，
从B到最高点的时间为：，
从B到最高点的距离为：，
物体从A开始运动到BC轨道上最高点的总时间为：
t=t1+t2=1s＜1.5s，
可知物体滑上轨道BC达到最大高度后返回P点，从最高点到返回P点的时间为： t3=1.5﹣1s=0.5s，
设在返回过程中，加速度为a3，
则有：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma3， 代入数据解得：
返回的距离为：， ，
则PB间的距离为：xPB=x1﹣x2=1﹣0.5m=0.5m．
答：（1）物块从A点沿AB轨道滑到B点时的速度为4m/s；
（2）滑上轨道BC，所能达到的最大高度是0.6m；
（3）PB间的距离为0.5m．
点评： 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，关键理清物块在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．
浙江省嘉兴市2014-2015学年高一上学期期末物理试卷
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得3分，不选、错选或多选得零分。）
1．（3分）他是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学逻辑推理相结合的方法确定了一些重要的力学定律，从而有力的推进了人类科学认识的发展，这位科学家是（）
A． 牛顿 B． 伽利略 C． 亚里士多德 D． 胡克
2．（3分）如图所示为沪杭城际高速铁路，连接上海虹桥与杭州东站，全长169公里．列车设计时速350km/h，在试运行中最高时速达到了416.6km/h的世界运营铁路最高速度．则（）
A． 研究列车运动轨迹时不可把它看成质点
B． 研究列车全部进站所需时间时可把它看成质点
C． 169km表示位移
D． 416.6km/h表示瞬时速度
3．（3分）小姜坐23路公共汽车沿中山路从嘉兴大润发到戴梦得，途径如图所示的各站．全程长约3km（可看做直线距离），所用时间约0.3h．小李始终观察着汽车的速度表，记录下全程车速的最大值为50km/h，最小值为零．请你估算全过程的平均速度的大小约为（）
A． 50km/h B． 25km/h C． 10km/h D． 5km/h
4．（3分）某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格的边长表示1N大小的力），物体所受合外力大小（）
A．
图中为4N B．
图中为2N C．
图中为0 D．
图中为0
5．（3分）为保障旅客安全出行，铁道部门须对乘客所携带的物品实施安全检查．如图所示，乘客将携带物品放到以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查．当乘客将物品无初速度放在传送带上之后，物品（）
A． 与传送带相对静止时受到静摩擦力
B． 初始阶段受与运动方向相同的摩擦力作用
C． 受摩擦力作用时不一定受弹力作用
D． 相对地面运动故一定受到滑动摩擦力
6．（3分）如图所示，物体与粗糙斜面一起沿水平面向左匀速运动．则斜面对物体的作用力方向（）
A． 必沿b方向 B． 必沿d方向
C． 必沿c方向 D．a、b、c、d方向都有可能
7．（3分）如图所示，人用手托着苹果处于静止状态，则（）
A． 手所受压力是由于手的弹性形变而产生的
B． 手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力
C． 苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力
D． 苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力
8．（3分）如图所示是某质点做直线运动的v﹣t图象，由图可知，该质点（）
A． 第1s内和第3s内的运动方向相反
B． 第1s内和第4s内的加速度相同
C． 第1s内和第4s内的位移大小不等
D． 第2s末和第4s末质点的位置相同
9．（3分）如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s，当热气球上升到180m时，开始向上做匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，则热气球（）
2
A． 所受浮力大小为4600N
B． 加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C． 从地面开始上升到距离地面150m前处于超重状态
D． 随着高度增加惯性越来越小
10．（3分）如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架前端，与小车的运动竖直相同，右端质量为M的物块B始终相对于小车静止．B与小车平板间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到轻质细线偏离竖直方向θ角，则（）
A． 物块B所受摩擦力为零
B． 小车的加速度为gsinθ
C． 轻质细线对小球A的拉力为mgcosθ
D． 小车对物块B的作用力大小为Mg
二、填空题（本大题共5小题，每空2分，共18分）
11．（4分）力是（填“矢量”或者“标量”），在国际单位制中，力的单位“N”属于单位．
12．（4分）如图所示，水平面上固定一竖直轻质弹簧，一质量为m的A物体系在弹簧上端，整个系统在外力F的作用下处于平衡状态，此时弹簧弹力大小为；现突然撤去外力F，则此瞬间A物体的加速度大小为．
13．（2分）小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示．已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．则经过位置3时的瞬时速度大小约为．
14．（4分）如图所示，一物体通过轻质细绳悬挂于O点，用作用于A点的水平外力F1缓慢拉动轻质细绳，在θ角逐渐增大的过程中，外力F1，细绳OA的拉力F2（填变大、变小、不变）
15．（4分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图中“反应过程”所用时间）为t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者未饮酒驾车以20m/s的速度匀速行驶，从发
2现情况开始刹车，已知刹车时的加速度大小为8m/s，则汽车5s内的位移为；志愿者少量饮酒
后驾车仍以相同的速度在试验场的水平面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离为L=39m，则饮酒后志愿者的反应时间为s．
三、课题研究与实验（本大题共4小题，每空2分，共24分）
16．（8分）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，所用交流电的频率为50Hz，某次实验利用如图（a）的打点计时器得到小车做匀加速直线运动的一条纸带，如图（b）所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明O、A、B、C、D在纸带上放置一刻度尺．
（1）如图（a）中的打点计时器所用电压为；
（2）如表记录的是某小组测出的计数点对应的刻度数值，其中计数点B未测定，根据图（b），此数值应为；
计数点 O A B C D
刻度数值/cm 0 3.4 13.90 20.95
2（3）小车通过点C时的速度为m/s，小车加速度为m/s．（小数点后保留两位）
17．（6分）在做“探究求合力的方法”实验中：
（1）实验桌上已有的器材如图（a）所示，为完成该实验，还需要的器材是
A．一根橡皮筋 B．两个钩码 C．三角板一套 D．天平
（2）某同学在做实验时，操作弹簧秤平行于木板如图（b）所示，然后记录力的大小和方向，请指出这样操作的问题．
（3）规范操作后，请读出图（c）弹簧秤的读数为N．
（4）规范操作后，该同学做出如图（d）所示的图形，则F与F′中，是力F1与F2的合力的真实值．
18．（4分）某同学“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，先把弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；然后弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，依次记录弹簧的长度：
（1）如图是该同学根据记录的数据作出的图象，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值（填“L0”或“Lx”）
（2）由图可知弹簧的劲度系数为N/m．
19．（6分）某同学利用如图所示装置探究加速度与力、质量之间的关系，根据图片信息，他
安装仪器后，准备开始测量实验数据时的状态如图所示，
（1）从图片上看，你觉得他在开始正确测量前必须得修正哪几方面的问题？（请至少写出两点）；
（2）修正错误后，在保持小车所受牵引力一定的情况下，对实验得到的一系列纸带进行处理，测得小车加速度a与小车质量M的数据如表：已知小钩码质量m=30g
实验次数 1 2 3 4 5 6
2 a（m/s） 1.51 1.23 1.00 0.86 0.75 0.67
M（kg） 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
0.45 （kg） ﹣1 5.00 4.00 3.33 2.86 2.50 2.22 为了寻求a与M间的定量关系，请利用表中数据在答题卷相应位置的直角坐标系中选取合适的横坐标及标度做出图象．
四、计算题（第20题6分，第21题10分，第22题12分，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
20．（6分）一辆汽车在十字路口处等信号灯，绿灯亮起，司机立即启动汽车，汽车以a=2m/s的加速度开始做匀加速直线运动，直至最高限速为v=16m/s后匀速了一段时间．求： 2
（1）汽车加速到最高速所需要的时间t1；
（2）汽车在9s内通过的位移大小x．
21．（10分）某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图所示，已知斜面倾角为45°，光滑小球的质量m=3kg，力传感器固定在竖直挡板上．求：
（1）当整个装置静止时，力传感器的示数；
（2）当整个装置向右匀加速直线运动时，力传感器示数为36N，此时装置的加速度大小；
（3）某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0N，此时整个装置的运动方向如何？加速度为多大？
22．（12分）如图所示，固定在竖直平面内倾角为θ=37°、左端高度h1=0.9m的直轨道AB，与倾角相同的足够长的直轨道BC顺滑连接（在B处有一小段光滑圆弧，小物块经过B点前后的速度大小不变）．现将一小物块（可看作质点）以初速度v0=2m/s沿倾斜轨道AB滑下，并滑上轨道BC，所能达到的最大高度h2．小物块与两倾斜直轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25，不计空气阻力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求
（1）物块从A点沿AB轨道滑到B点时的速度vB；
（2）滑上轨道BC，所能达到的最大高度是h2；
（3）物块以初速度v0从A点下滑，经时间t=1.5s运动到BC轨道上的P点（P点未标出），求PB间的距离．
浙江省嘉兴市2014-2015学年高一上学期期末物理试卷 参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得3分，不选、错选或多选得零分。）
1．（3分）他是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学逻辑推理相结合的方法确定了一些重要的力学定律，从而有力的推进了人类科学认识的发展，这位科学家是（）
A． 牛顿 B． 伽利略 C． 亚里士多德 D． 胡克
考点： 物理学史．
专题： 常规题型．
分析： 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解答： 解：他是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学逻辑推理相结合的方法确定了一些重要的力学定律，从而有力的推进了人类科学认识的发展，这位科学家是伽利略，
故选：B．
点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2．（3分）如图所示为沪杭城际高速铁路，连接上海虹桥与杭州东站，全长169公里．列车设计时速350km/h，在试运行中最高时速达到了416.6km/h的世界运营铁路最高速度．则（）
A． 研究列车运动轨迹时不可把它看成质点
B． 研究列车全部进站所需时间时可把它看成质点
C． 169km表示位移
D． 416.6km/h表示瞬时速度
考点： 瞬时速度；质点的认识；位移与路程．
分析： 判断一个物体能否看成质点，看物体在所研究的问题中形状和大小能不能忽略． 位移是表示位置的移动的物理量，是从初位置到末位置的有向线段；路程是运动轨迹的实际长度；
平均速度是指一段时间内的运动快慢，瞬时速度是某一时刻的速度．
解答： 解：A、研究列车运动轨迹时，不需要考虑列车的长度，故可以视为质点，故A错误；
B、研究列车全部进站所需时间时，列车长度相对车站不可忽略，故不能视为质点，故B错误；
C、全长169公里，表示路程，故C错误；
D、最高时速达到了416.6km/h，表示瞬时速度，故D正确；
故选：D
点评： 本题关键是要明确质点、位移与路程、平均速度、瞬时速度的概念，同时要明确这些概念的适用范围．
3．（3分）小姜坐23路公共汽车沿中山路从嘉兴大润发到戴梦得，途径如图所示的各站．全程长约3km（可看做直线距离），所用时间约0.3h．小李始终观察着汽车的速度表，记录下全程车速的最大值为50km/h，最小值为零．请你估算全过程的平均速度的大小约为（）
A． 50km/h
B． 25km/h C． 10km/h D． 5km/h
考点： 平均速度．
专题： 直线运动规律专题．
分析： 公共汽车从嘉兴大润发到戴梦得，全程位移约为x=3km，所用时间t=0.3h，根据平均速度公式能求出全过程的平均速度的大小．
解答： 解：全程位移约为x=3km，所用时间t=0.3h，全过程的平均速度的大小：
．故C正确，ABD错误．
故选：C．
点评： 本题抓住平均速度的定义就能求解．平均速度定义式可以求解曲线运动和直线运动等任意运动形式．但若用平均速度等于初末速度之和的一半来计算，则必须得是匀变速直线运动．
4．（3分）某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格的边长表示1N大小的力），物体所受合外力大小（）
A．
图中为4N B．
图中为2N C．
图中为0 D．
图中为0
考点： 合力的大小与分力间夹角的关系．
专题： 平行四边形法则图解法专题．
分析： 力的合成遵循平行四边形定则，三力合成可以先合成其中两个力，再与第三个力合成，也可用正交分解法先分解再合成．
解答： 解：A、对甲，先将F1与F2合成，然后再用勾股定理，求得合力等于5 N，故A错误；
B、对乙，先将F1与F3沿水平和竖直方向正交分解，再合成，求得合力等于5 N，故B错误；
C、对丙，可将F3沿水平和竖直方向正交分解正交分解，求得合力等于6 N，故C错误；
D、根据三角形法则，丁图中合力等于0，故D正确；
故选：D．
点评： 求解合力可以直接根据平行四边形定则合成，有时也可以先正交分解再合成．
5．（3分）为保障旅客安全出行，铁道部门须对乘客所携带的物品实施安全检查．如图所示，乘客将携带物品放到以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查．当乘客将物品无初速度放在传送带上之后，物品（）
A． 与传送带相对静止时受到静摩擦力
B． 初始阶段受与运动方向相同的摩擦力作用
C． 受摩擦力作用时不一定受弹力作用
D． 相对地面运动故一定受到滑动摩擦力
考点： 摩擦力的判断与计算．
专题： 摩擦力专题．
分析： 我们要先清楚产生摩擦力的条件：产生静摩擦力的条件①接触面粗糙②有弹力③有相对运动趋势；产生滑动摩擦力的条件①接触面粗糙②有弹力③有相对运动．然后对选项进行判断是否受到静摩擦力或者滑动摩擦力
解答： 解：A．当物品与传送带相对静止时物体与传送带做匀速直线运动，两者之间没有要发生相对运动的趋势，故物品不受静摩擦力，所以A错误．
B．摩擦力的方向：与物体发生“相对”运动的方向相反或者与物体发生“相对”运动趋势的方向相反，而与运动的方向，可以相同也可以相反，但物品受到摩擦力作用时，是摩擦动力，则摩擦力方向与物品运动方向相同，所以B正确；
C．摩擦力存在的条件：①接触面粗糙②有弹力③有相对运动或者相对运动趋势．由此，有弹力是有摩擦力的必要不充分条件，即：有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力一定有弹力．题目中说受到摩擦力作用时，物品一定受到弹力的作用，所以C错误．
D．判断物体是否受滑动摩擦力，是看与接触面有没有发生相对运动，与物品相对地面的运动情况无关，这里物品虽然相对地面运动但是相对与之接触的传送带是静止的，故不受滑动摩擦力，所以D错误．
故选：B．
点评： 关键是对摩擦力方向的判断，一定注意摩擦力的方向与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反，而与运动方向可以相同也可以相反．
6．（3分）如图所示，物体与粗糙斜面一起沿水平面向左匀速运动．则斜面对物体的作用力方向（）
A． 必沿b方向 B． 必沿d方向
C． 必沿c方向 D．a、b、c、d方向都有可能
考点： 共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题： 共点力作用下物体平衡专题．
分析： 物体和斜面相对静止，一起沿水平面向左匀速运动，故物体受力平衡；物体受重力、支持力和摩擦力，根据三力平衡条件得到支持力和摩擦力的合力的方向．
解答： 解：对物体受力分析，受重力、支持力和摩擦力；
物体和斜面相对静止且一起沿水平面向左匀速运动，故物体受力平衡；
故支持力和静摩擦的合力一定与重力等值、方向、共线；
故斜面对物体的总作用力竖直向上；
故选：A．
点评： 本题是简单的三力平衡问题，关键是明确三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线．
7．（3分）如图所示，人用手托着苹果处于静止状态，则（）
A． 手所受压力是由于手的弹性形变而产生的
B． 手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力
C． 苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力
D． 苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力
考点： 作用力和反作用力；弹性形变和范性形变．
分析： 弹力产生的条件是接触且有弹性形变；弹力的方向与施力物体形变方向相反 解答： 解：A、苹果对手的压力是由于苹果发生弹性形变而产生的；故A错误；
B、手所受压力和手对苹果的支持力是一对作用力与反作用力；故B错误；
C、苹果所受重力和手对苹果的支持力都作用在苹果上，大小相等，方向相反，是一对平衡力；故C正确
D、苹果对手的压力是由于形变而产生的是苹果与手之间 的作用，而重力是由于地球的吸引而产生的，是苹果与地球中的相互作用；故D错误；
故选：C．
点评： 本题关键明确弹力的产生条件以及弹力的方向与施力物体的形变方向相同，同时注意作用力与作用力、平衡力间的区别．
8．（3分）如图所示是某质点做直线运动的v﹣t图象，由图可知，该质点（）
A． 第1s内和第3s内的运动方向相反
B． 第1s内和第4s内的加速度相同
C． 第1s内和第4s内的位移大小不等
D． 第2s末和第4s末质点的位置相同
考点： 匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
专题： 运动学中的图像专题．
分析： 速度时间图象中速度的符号表示物体的运动方向；图象的斜率等于加速度；图象与时间轴所围的面积表示位移．
解答： 解：A、由图知，在前3s内物体的速度均为正值，说明在前3s内物体的运动方向不变，故A错误；
B、速度图象的斜率等于加速度，第1s内和第4s内图线的斜率一正一负，则加速度方向相反，故B错误；
C、图象与时间轴所围的面积表示位移，根据“面积”可知：0～1s内和3～4s内的位移大小相等，方向不同，故C错误．
D、图象与时间轴所围的面积表示位移，根据“面积”可知：0～2s内和0～4s内的位移相等，故D正确．
故选：D．
点评： 解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．
9．（3分）如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s，当热气球上升到180m时，开始向上做匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，则热气球（）
2
A． 所受浮力大小为4600N
B． 加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C． 从地面开始上升到距离地面150m前处于超重状态
D． 随着高度增加惯性越来越小
考点： 牛顿运动定律的应用-超重和失重．
分析： 气球受重力、浮力和阻力，先加速后匀速，故加速度变化，合力变化，故阻力变化；开始时速度为零，空气阻力为零，根据牛顿第二定律列式求解出浮力；最后匀速，再根据平衡条件列式求解．
解答： 解：A、从地面刚开始竖直上升时，速度为零，故阻力为零，气球受重力和浮力，根据牛顿第二定律，有：
F浮﹣mg=ma
解得：F浮=m（g+a）=460×（10+0.5）N=4830N，故A错误；
B、气球受重力、浮力和空气阻力，若阻力不变，合力不变，气球匀加速上升，矛盾，故B错误；
C、刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s，加速度的方向向上，气球处于超重状态，故C正确；
D、物体的惯性与高度的大小无关，仅仅与物体的质量有关，故D错误；
故选：C．
点评： 本题关键明确气球做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大；然后根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解．
10．（3分）如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架前端，与小车的运动竖直相同，右端质量为M的物块B始终相对于小车静止．B与小车平板间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到轻质细线偏离竖直方向θ角，则（）
2
A． 物块B所受摩擦力为零
B． 小车的加速度为gsinθ
C． 轻质细线对小球A的拉力为mgcosθ
D． 小车对物块B的作用力大小为Mg
考点： 牛顿第二定律；物体的弹性和弹力；共点力平衡的条件及其应用．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： 根据小球A的受力情况求出A的加速度即可得到小车的加速度；B物体的加速度与小车加速度相同，根据牛顿第二定律可求得B的摩擦力．根据力的合成知小车对物块B的作用力为支持力和摩擦力的合力．
解答： 解：ABC、对A受力分析，由牛顿第二定律得
F=，F合=mAgtanθ=mAaA
解得 aA=gtanθ 方向水平向右
由题意可知，A与小车相对静止，则小车与A具有相同的加速度，即小车的加速度大小为：gtanθ，方向为：水平向右
此刻物块B的加速度与小车相同，根据牛顿第二定律可知
fB=mBaB=Mgtanθ 方向与加速度相同：水平向右
综上所述，ABC错误，
D、小车对物块B的作用力为支持力和摩擦力的合力，大小为
F===Mg，故D正确；
故选：D
点评： 本题考查牛顿第二定律的应用，注意A、B和小车保持相对静止，所以具有相同的加速度．
二、填空题（本大题共5小题，每空2分，共18分）
11．（4“矢量”或者“标量”），在国际单位制中，力的单位“N”
考点： 力学单位制．
分析： 矢量是既有大小又有方向的物理量，力的单位“N”属于导出单位．
解答： 解：力既有大小又有方向，是矢量，在国际单位制中，力的单位“N”是根据牛顿第二定律F=ma推导出来的，是导出单位．
故答案为：矢量，导出．
点评： 解决本题的关键要力的矢量性，注意力的单位：N不是基本单位，而是导出单位．
12．（4分）如图所示，水平面上固定一竖直轻质弹簧，一质量为m的A物体系在弹簧上端，整个系统在外力F的作用下处于平衡状态，此时弹簧弹力大小为F+mg；现突然撤去外力F，则此瞬间A物体的加速度大小为．
考点： 牛顿第二定律．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： 整个系统在外力F的作用下处于平衡状态，根据平衡条件知弹力大小；
当突然撤去外力时，A物体向上做变加速运动，合力大小为F，由此根据牛顿第二定律列方程即可正确解答．
解答： 解：施加外力后，根据平衡条件知弹力大小F弹=mg+F
撤去外力瞬间为F弹﹣mg=ma
联立解得a=
故答案为：mg+F
，．
点评： 解答该题关键是明确物体的状态，弹簧弹力瞬间不变，然后根据牛顿第二定律求解，该题是考查学生综合分析能力的好题．
13．（2分）小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示．已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．则经过位置3时的瞬时速度大小约为．
考点： 自由落体运动．
专题： 自由落体运动专题．
分析： 匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，结合该推论求出经过位置3的瞬时速度．
解答： 解：根据匀变速直线运动的平均速度推论知，经过位置3的瞬时速度v=
故答案为：． ． 点评： 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．
14．（4分）如图所示，一物体通过轻质细绳悬挂于O点，用作用于A点的水平外力F1缓慢拉动轻质细绳，在θ角逐渐增大的过程中，外力F1变大，细绳OA的拉力F2变大（填变大、变小、不变）
考点： 共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题： 共点力作用下物体平衡专题．
分析： 在A点用水平力F1缓慢拉动细绳，在θ角逐渐增加的过程中，抓住合力为零，分别求出两个拉力的大小，从而判断其变化．
解答： 解：A点的受力如图，根据共点力平衡得：
F2
=
F1=mgtanθ．
θ增加，则F1增加，F2增加；
故答案为：变大，变大．
点评： 解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解．本题也可以通过作图法分析，抓住两个拉力的合力大小方向不变，拉力F1的方向不变，根据平行四边形定则判断两个拉力的变化．
15．（4分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图中“反应过程”所用时间）为t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者未饮酒驾车以20m/s的速度匀速行驶，从发
现情况开始刹车，已知刹车时的加速度大小为8m/s，则汽车5s内的位移为33m；志愿者少量饮酒后驾车仍以相同的速度在试验场的水平面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离为L=39m，则饮酒后志愿者的反应时间为0.7s．
2
考点： 匀变速直线运动的位移与时间的关系．
专题： 直线运动规律专题．
分析： 根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车速度减为零的时间，判断汽车是否停止，再结合位移公式求出汽车在5s内的位移．
根据匀减速运动的位移得出匀速运动的位移，结合位移公式求出反应时间．
解答： 解：汽车速度减为零的时间为：
反应时间内的位移为：x1=v0t0=20×0.4m=8m，
则剩余4.6s内的位移等于2.5s内的位移为：x2=
可知汽车在5s内的位移为：x=x1+x2=8+25m=33m．
若行驶的距离为39m，则反应时间内的位移为：x′=39﹣25m=14m， 则反应时间为：． ， ，
故答案为：33m，0.7．
点评： 本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动．
三、课题研究与实验（本大题共4小题，每空2分，共24分）
16．（8分）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，所用交流电的频率为50Hz，某次实验利用如图（a）的打点计时器得到小车做匀加速直线运动的一条纸带，如图（b）所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明O、A、B、C、D在纸带上放置一刻度尺．
（1）如图（a）中的打点计时器所用电压为交流220V；
（2）如表记录的是某小组测出的计数点对应的刻度数值，其中计数点B未测定，根据图（b），此数值应为8.01；
计数点 O A B C D
刻度数值/cm 0 3.4 13.90 20.95
2（3）小车通过点C时的速度为0.65m/s，小车加速度为1.22m/s．（小数点后保留两位）
考点： 探究小车速度随时间变化的规律．
专题： 实验题．
分析： （1）打点计时器使用交流电源，电磁交流低压，而电火花为交流220V；
（2）根据刻度尺示数，结合估计值，即可求解；
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差，运用逐差法求出小车的加速度．
解答： 解：（1）如图（a）中是电火花打点计时器，则使用交流电220V，
（2）根据刻度尺读数可知，B点的位置，应为：8.01cm；
（3）每五个点取一个点作为计数点，则T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度
得：vC==
==0.65m/s． =1.22m/s． 2根据作差法得：a=
故答案为：（1）交流电220V；（2）8.01；（3）0.65，1.22．
点评： 考查电磁与电火花打点计时器的区别，注意解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，计算时注意单位的统一．
17．（6分）在做“探究求合力的方法”实验中：
（1）实验桌上已有的器材如图（a）所示，为完成该实验，还需要的器材是C
A．一根橡皮筋 B．两个钩码 C．三角板一套 D．天平
（2）某同学在做实验时，操作弹簧秤平行于木板如图（b）所示，然后记录力的大小和方向，请指出这样操作的问题弹簧测力计的轴线要与细绳套不在同一直线上．
（3）规范操作后，请读出图（c）弹簧秤的读数为2.4N．
（4）规范操作后，该同学做出如图（d）所示的图形，则F与F′中，F′是力F1与F2的合力的真实值．
考点： 验证力的平行四边形定则．
专题： 实验题．
分析： 做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力（实际值）进行比较．用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值，因此明确实验原理和具体操作即可正确解答该题．
解答： 解：（1）做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．
所以我们需要的实验器材有：方木板（固定白纸），白纸（记录方向画图）、刻度尺（选标度）、绳套（弹簧秤拉橡皮条）、弹簧测力计（测力的大小）、图钉（固定白纸）、三角板（画平行四边形），橡皮条（让力产生相同的作用效果的），所以还需三角板一套．
故选：C．
（2）在进行具体实验操作时，为了减小误差，弹簧测力计的轴线要与细绳套在同一直线上，否则弹簧弹力与细绳拉力大小不相等，会产生大的误差．
（3）弹簧秤的读数为2.40N
（4）本实验采用了“等效法”，F1与F2的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值，理论值在平行四边形的对角线上，故F′是力F1与F2的合力的真实值．
故答案为：（1）C
（2）弹簧测力计的轴线要与细绳套不在同一直线上
（3）2.40
（4）F′
点评： 明确实验原理，了解具体操作，要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解记忆．
18．（4分）某同学“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，先把弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；然后弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，依次记录弹簧的长度：
（1）如图是该同学根据记录的数据作出的图象，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值（填“L0”或“Lx”）
（2）由图可知弹簧的劲度系数为4.9N/m．
考点： 探究弹力和弹簧伸长的关系．
专题： 实验题．
分析： 充分利用测量数据和图象，根据公式△F=k△x可知横轴是弹簧的长度与Lx的差值，斜率即弹簧的劲度系数k．通过图和表可知砝码盘的质量．
解答： 解：（1）充分利用测量数据和图象，根据公式△F=k△x，△x是弹簧的形变量，可知横轴是弹簧的长度与Lx的差值；
（2）根据胡克定律公式△F=k△x，有k===4.9N/m；
故答案为：（1）Lx；（2）4.9．
点评： 弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比．对于实验问题，我们要充分利用图象处理实验数据来减少偶然误差．
19．（6分）某同学利用如图所示装置探究加速度与力、质量之间的关系，根据图片信息，他
安装仪器后，准备开始测量实验数据时的状态如图所示，
（1）从图片上看，你觉得他在开始正确测量前必须得修正哪几方面的问题？（请至少写出两点）没有平衡摩擦力、小车没有靠近打点计时器释放、细线没有通过定滑轮、细线与轨道不平行；
（2）修正错误后，在保持小车所受牵引力一定的情况下，对实验得到的一系列纸带进行处理，测得小车加速度a与小车质量M的数据如表：已知小钩码质量m=30g
实验次数 1 2 3 4 5 6
2 a（m/s） 1.51 1.23 1.00 0.86 0.75 0.67
M（kg） 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
0.45 （kg） ﹣1 5.00 4.00 3.33 2.86 2.50 2.22 为了寻求a与M间的定量关系，请利用表中数据在答题卷相应位置的直角坐标系中选取合适的横坐标及标度做出图象．
考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
专题： 实验题．
分析： 实验时小车应靠近打点计时器，在实验前应平衡小车受到的摩擦力，重物与小车的连线应平行于木板，知道电磁打点计时器和电火花打点计时器的区别．
如果作出a﹣M图象，却难以根据图象确定a与M是否是成反比，所以我们可以作出a﹣的图象，只要a﹣的图象是正比例函数图象就证明了a与M成反比例关系．
解答： 解：（1）长木板的右端没被垫高，说明没有平衡摩擦力；小车和打点计时器的距离太远了，细线没套在定滑轮的轮槽上，以致拉线未能与板面平行；
（2）由图表可知物体的加速度与物体的质量可能成反比，而如果作出a﹣M图象，却难以根据图象确定a与M是否是成反比，所以我们可以作出a﹣的图象，只要a﹣的图象是正比例函数图象就证明了a与M成反比例关系．
作图时要先描点，再连线，连线时要让图线过坐标原点，且让尽可能多的点落在这条直线上，其它点尽可能均匀分布在直线的两侧．图象如下图所示．
故答案为：（1）没有平衡摩擦力、小车没有靠近打点计时器释放、细线没有通过定滑轮、细线与轨道不平行；（2）如图所示．
点评： 掌握实验原理是正确解决实验题目的前提条件；要掌握解答中所提及的作图的方法．
四、计算题（第20题6分，第21题10分，第22题12分，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
220．（6分）一辆汽车在十字路口处等信号灯，绿灯亮起，司机立即启动汽车，汽车以a=2m/s
的加速度开始做匀加速直线运动，直至最高限速为v=16m/s后匀速了一段时间．求：
（1）汽车加速到最高速所需要的时间t1；
（2）汽车在9s内通过的位移大小x．
考点： 匀变速直线运动的位移与时间的关系．
专题： 直线运动规律专题．
分析： 根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车加速到最高速度所需的时间．根据位移时间公式求出匀加速运动的位移，结合匀速运动的位移求出汽车在9s内的位移．
解答： 解：（1）汽车加速经历的时间，
（2）汽车在8s内的位移，
匀速运动的位移x2=v（t﹣t1）=16×（9﹣8）m=16m，
汽车在9s内通过的位移x=x1+x2=64+16m=80m．
答：（1）汽车加速到最高速所需要的时间为8s；
（2）汽车在9s内通过的位移大小为80m．
点评： 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式和速度时间公式，并能灵活运用．
21．（10分）某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图所示，已知斜面倾角为45°，光滑小球的质量m=3kg，力传感器固定在竖直挡板上．求：
（1）当整个装置静止时，力传感器的示数；
（2）当整个装置向右匀加速直线运动时，力传感器示数为36N，此时装置的加速度大小；
（3）某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0N，此时整个装置的运动方向如何？加速度为多大？
考点： 牛顿运动定律的综合应用；牛顿第二定律．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： （1）对小球受力分析，根据共点力的平衡条件可求得力传感器的示数；
（2）分解支持力，分别对竖直方向和水平方向列式，由牛顿第二定律可求得加速度；
（3）要使物体不受档板的弹力，则应由重力和斜面的支持力的合力充当水平方向的合外力；由牛顿第二定律可求得加速度．
解答： 解：（1）以小球为研究对象，设小球与力传感器时的作用力大小为F，小球与斜面间的作用力大小为FN；
如图所示；由几何关系可知；
F=mg=3×10=30N；
（2）
竖直方向FNcos45°=mg；
水平方向F﹣FNsin45°=ma；
2解得：a=2m/s；
（3）要使力传感器示数为0，则有：
FNcos45°=mg；
FNsin45°=ma；
2解得：a=10m/s；
加速度方向向左；故物体应向左加速；
答：（1）当整个装置静止时，力传感器的示数为30N；
（2）当整个装置向右匀加速直线运动时，力传感器示数为36N，此时装置的加速度大小为2m/s； 2
（3）某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0N，此时整个装置的运动方向向左，加速度大小为10m/s．
2
22．
点评： 本题考查牛顿第二定律及共点力平衡条件的应用，要注意正确受力分析，明确物体的受力情况，再由牛顿第二定律列式求解．
22．（12分）如图所示，固定在竖直平面内倾角为θ=37°、左端高度h1=0.9m的直轨道AB，与倾角相同的足够长的直轨道BC顺滑连接（在B处有一小段光滑圆弧，小物块经过B点前后的速度大小不变）．现将一小物块（可看作质点）以初速度v0=2m/s沿倾斜轨道AB滑下，并滑上轨道BC，所能达到的最大高度h2．小物块与两倾斜直轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25，不计空气阻力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求
（1）物块从A点沿AB轨道滑到B点时的速度vB；
（2）滑上轨道BC，所能达到的最大高度是h2；
（3）物块以初速度v0从A点下滑，经时间t=1.5s运动到BC轨道上的P点（P点未标出），求PB间的距离．
考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： （1）根据牛顿第二定律求出物块在A到B的加速度大小，结合速度位移公式求出物块滑到B点的速度．
（2）根据牛顿第二定律求出在BC段上滑的加速度大小，结合速度位移公式求出所能达到的最大高度．
（3）根据运动学公式求出A到B和B到达最高点的时间，从而确定出物块在BC段返回，结合牛顿第二定律和运动学公式求出返回的距离，从而得出PB间的距离．
解答： 解：（1）设物块运动到B点的速度为vB，则从A到B：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1， 解得：
，
代入数据解得：vB=4m/s．
（2）从B到最高点：mgsinθ+μmgcosθ=ma2， 代入数据解得：，
根据，
代入数据解得：h2=0.6m．
（3）从A到B的时间为：，
从B到最高点的时间为：，
从B到最高点的距离为：，
物体从A开始运动到BC轨道上最高点的总时间为：
t=t1+t2=1s＜1.5s，
可知物体滑上轨道BC达到最大高度后返回P点，从最高点到返回P点的时间为： t3=1.5﹣1s=0.5s，
设在返回过程中，加速度为a3，
则有：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma3， 代入数据解得：
返回的距离为：， ，
则PB间的距离为：xPB=x1﹣x2=1﹣0.5m=0.5m．
答：（1）物块从A点沿AB轨道滑到B点时的速度为4m/s；
（2）滑上轨道BC，所能达到的最大高度是0.6m；
（3）PB间的距离为0.5m．
点评： 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，关键理清物块在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．