湖北省武汉二中高一物理上学期期中试题含解析

2022-2022学年湖北省武汉二中高一（上）期中物理试卷　一、单项选择题（本大题共6小题，每小题3分，共18分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的．选对的得3分，选错的或不答的得0分）1．下列说法正确的是（　　）A．位移和路程都是描述物体位置变化的物理量B．速度的变化率和速率都是矢量C．跳水比赛时，为了研究运动员的技术动作，可将运动员视为质点D．“卧看满天云不动，不知云与我俱东”此两句诗的前半句是以诗人自己为参考系的　2．关于速度和加速度，下列描述中，正确的是（　　）A．速度变化量的方向为正，加速度方向可能为负B．物体的速度为零时，加速度一定为零C．物体的速度变化越快，加速度越大D．在初速度为正、加速度为负的匀变速直线运动中，速度不可能增大　3．如图所示，三根轻绳的一端系于O点，绳1、2的另一端分别固定在墙上，绳3的另一端吊着质量为m的重物．重物处于静止时，绳1水平，绳2与水平方向的夹角为θ．绳1受到的拉力用F1表示，绳2受到的拉力用F2表示．下列表达式中正确的是（　　）A．F1=　F2=B．F1=mgsinθF2=C．F1=F2=mgsinθD．F1=mgcosθF2=　4．一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动．开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m．则刹车后6s内的位移是（　　）A．20mB．24mC．25mD．75m　5．如图所示，一物块放置在倾角为θ的斜面体上，斜面体放置于水平地面．若用与水平方向成α角、大小为F的力推物块恰能使其在斜面体上匀速下滑，斜面体始终静止．下列关于斜面体受地面摩擦力的说法正确的是（　　）-20-\nA．大小为0B．方向水平向左，大小为FsinαC．方向水平向左，大小为FcosθD．方向水平向左，大小为Fcosα　6．如图甲，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现对小球施加一水平拉力F，使小球缓慢向右偏移，已知外力F的方向始终水平，若最终让小球稳定在偏离竖直方向某一角度θ（θ＜90°）且橡皮筋在弹性限度内，如图乙．则此时与稳定在竖直位置时相比，小球的高度（　　）A．一定升高B．一定降低C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定．　　二、多项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分）7．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（　　）A．伽利略首先通过逻辑推理得出：同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同B．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C．伽利略利用斜面做实验，目的是为了消除重力对物体运动的影响D．伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来　8．质点从静止开始沿直线运动，其位移﹣时间图象如图所示，则（　　）A．在0到1s时间内该质点的平均速率为零B．在0到1s时间内t=1s时该质点回到出发点-20-\nC．在0到1s时间内t=1s时该质点瞬时速度为零D．在0到1s时间内t=0.5s时该质点离出发点最远　9．一辆公路救援车停在平直的公路上，突然接到命令，要求从静止开始一直加速行驶赶往1公里外的出事地点，且到达出事地点时的速度为30m/s，有三种进行方式：a做匀加速直线运动；b做加速度增大的加速运动；c做加速度减小的加速运动，则（　　）A．a种方式先到达B．b种方式先到达C．c种方式先到达D．b种方式需要的时间最长　10．两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F．以下说法正确的是（　　）A．若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越大B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C．合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小D．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大　11．如图所示，水平横梁一端插在墙壁内，另一端装有光滑的小滑轮B．一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=8kg的重物，∠CBA=30°，g取10N/kg，则下列说法正确的是（　　）A．滑轮对绳子的作用力方向水平向右B．滑轮受到绳子的作用力大小为80NC．BC段绳子的拉力为80ND．BC段绳子的拉力大于BD段绳子的拉力　12．甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，其v﹣t图象如图所示，在t=0时刻，乙车在甲车前方x0处，在t=t1时间内甲车的位移为x．下列判断正确的是（　　）-20-\nA．若甲、乙在t1时刻相遇，则x0=xB．若甲、乙在时刻相遇，则下次相遇时刻为t1C．若x0=x，则甲、乙一定相遇两次D．若x0=x，则甲、乙一定不能相遇　　三、实验探究题（本大题共2小题，共16分．按题目要求作答．）13．（1）在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图中甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（a）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是　　　　　　．（b）本实验采用的科学方法是　　　　　　A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码，实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．（g取9.8m/s2）（a）作出m﹣L的关系图线．（b）弹簧的劲度系数为　　　　　　N/m．．（取三位有效数字）　14．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，打点计时器打点频率为50Hz，每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出，其部分相邻点间的距离如图所示，完成下列问题．-20-\n（1）计算出打下点4时小车的瞬时速度为　　　　　　m/s，求出小车的加速度为　　　　　　m/s2．（要求计算结果保留三位有效数字）（2）如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，打点时间间隔为0.019s，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比　　　　　　（选填：偏大、偏小或不变）．　　四、计算论述题（本大题共4小题，共52分．解答时要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．）15．（10分）（2022秋•德惠市校级期中）如图所示，质量为m=5.0kg的物体P静止在粗糙水平面上，与水平面间的动摩擦因数为μ=0.50，现用与水平方向成θ=37°、大小为20N的恒力F拉物体，若物体与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求物体P此后所受的摩擦力的大小．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）　16．（12分）（2022秋•台州期末）如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m=0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角．已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M=50kg，且人受的浮力忽略不计（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）水平风力的大小；（2）人对地面的压力大小；（3）若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？（要求说明理由）　17．（14分）（2022秋•武汉校级期中）某同学调节龙头，使得每隔相同时间都有一滴水从出水口由静止下落，在下方放一盘子，调节盘子高度，使一滴水滴碰到盘子时，恰有另一滴水滴开始下落，而空中还有一滴正在下落中的水滴，测出水龙头到盘子的距离为h，从第一滴下落开始计时，到第n滴水滴落在盘子中，共用去时间t，不计空气阻力，求：（1）相邻两水滴下落的时间间隔是多少？（2）当第n滴水滴恰好落到盘子中时，第n+1滴水滴离盘的高度是多少？当地的重力加速度为多少？　18．（16分）（2022春•辽宁校级期末）F1是英文FormulaOne的缩写，即一级方程式赛车，是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事．F1赛车的变速系统非常强劲，从时速0加速到100km/h仅需2.3s，此时加速度仍达10m/s2，时速为200km/h时的加速度仍有3m/s2-20-\n，从0加速到200km/h再急停到0只需12s．假定F1赛车加速时的加速度随时间的增大而均匀减小，急停时的加速度大小恒为9.2m/s2．上海F1赛道全长5.451km，比赛要求选手跑完56圈决出胜负．求：（1）若某车手平均时速为210km/h，则跑完全程用多长时间？（2）该车手的F1赛车的最大加速度．　　2022-2022学年湖北省武汉二中高一（上）期中物理试卷参考答案与试题解析　一、单项选择题（本大题共6小题，每小题3分，共18分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的．选对的得3分，选错的或不答的得0分）1．下列说法正确的是（　　）A．位移和路程都是描述物体位置变化的物理量B．速度的变化率和速率都是矢量C．跳水比赛时，为了研究运动员的技术动作，可将运动员视为质点D．“卧看满天云不动，不知云与我俱东”此两句诗的前半句是以诗人自己为参考系的【考点】位移与路程；参考系和坐标系；质点的认识．【分析】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量．根据有无方向确定．位移是矢量，有大小，有方向，可以用由初始位置指向末位置的有向线段表示．路程表示运动轨迹的长度．在单向直线运动中，位移的大小等于路程．物体能不能看成质点看物体的形状大小在所研究的问题中能不能忽略．【解答】解：A、位移是描述物体位置变化的物理量，路程表示运动轨迹的长度．故A错误；B、速度的变化率是矢量，速率是标量，故B错误；C、研究运动员的技术动作，运动员的形状大小不能忽略，故运动员不能看成质点．故C错误．D、“卧看满天云不动，不知云与我俱东”此两句诗的前半句是以诗人自己为参考系的，故D正确；故选：D【点评】解决本题的关键理解路程和位移的区别及联系，掌握物体能看成质点的条件，能抓住矢量与标量的区别．　2．关于速度和加速度，下列描述中，正确的是（　　）A．速度变化量的方向为正，加速度方向可能为负B．物体的速度为零时，加速度一定为零C．物体的速度变化越快，加速度越大D．在初速度为正、加速度为负的匀变速直线运动中，速度不可能增大【考点】加速度．【专题】直线运动规律专题．【分析】加速度是物体的速度变化和所用时间的比值，加速度反应物体速度变化快慢的物理量，加速度的方向就是物体速度变化的方向．-20-\n【解答】解：A、加速度的方向为速度变化的方向，故速度变化的方向为正，则加速度方向必为正，故A错误；B、物体的速度为零时，加速度不一定为零，如自由落体运动初位置，速度为零，加速度为g，故B错误；C、加速度反应物体速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大，故C正确；D、初速度为正、加速度为负，物体做减速运动，速度减小，当速度减为零后会方向增大，故D错误．故选：C．【点评】掌握加速度概念及其物理意义，知道加速减速由加速度与速度方向决定，加速度的大小变化说明物体速度变化快慢发生变化．　3．如图所示，三根轻绳的一端系于O点，绳1、2的另一端分别固定在墙上，绳3的另一端吊着质量为m的重物．重物处于静止时，绳1水平，绳2与水平方向的夹角为θ．绳1受到的拉力用F1表示，绳2受到的拉力用F2表示．下列表达式中正确的是（　　）A．F1=　F2=B．F1=mgsinθF2=C．F1=F2=mgsinθD．F1=mgcosθF2=【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】以结点为研究对象，分析受力情况：三根细线的拉力．重物对O点的拉力等于mg．作出力图求解．【解答】解：以结点为研究对象，分析受力情况：三根细线的拉力．重物对O点的拉力等于mg．作出力图如图．根据平衡条件得F1=F2=故选：A．-20-\n【点评】本题是常见的绳子悬挂物体的类型，常常选择结点为研究对象，根据平衡条件研究．比较容易．　4．一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动．开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m．则刹车后6s内的位移是（　　）A．20mB．24mC．25mD．75m【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】开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m，根据匀减速直线运动的位移时间公式列出两个方程，求出初速度和加速度．但刹车问题要注意刹车的时间，然后把所给的时间跟刹车时间进行比较，如果所给时间小于刹车时间，则公式里的时间就用所给时间，若所给时间大与刹车时间，说明在此时间之前车已经静止，那只能用刹车时间进行计算．【解答】解：如图，设AB为X1，BC为X2，所用时间均为t=1s则：X1=VAt﹣…①X1+X2=2VAt﹣…②由①②得：VA=10m/sa=2m/s2所以：汽车行驶最长时间tm=所以：刹车6s内的位移是：X=故选C【点评】刹车问题是一个实际问题，要注意刹车的时间即刹车后多长时间停止运动，再结合匀加速直线运动的基本公式解题．　5．如图所示，一物块放置在倾角为θ的斜面体上，斜面体放置于水平地面．若用与水平方向成α角、大小为F的力推物块恰能使其在斜面体上匀速下滑，斜面体始终静止．下列关于斜面体受地面摩擦力的说法正确的是（　　）-20-\nA．大小为0B．方向水平向左，大小为FsinαC．方向水平向左，大小为FcosθD．方向水平向左，大小为Fcosα【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】对物块和斜面体整体受力分析，根据平衡条件列式分析即可．【解答】解：对物块和斜面体整体受力分析，受推力、重力、支持力和向左的静摩擦力，根据平衡条件，有：Fcosα=f故选：D．【点评】本题关键是采用整体法分析，从而避免了求解滑块与斜面体之间的内力，基础题目．　6．如图甲，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现对小球施加一水平拉力F，使小球缓慢向右偏移，已知外力F的方向始终水平，若最终让小球稳定在偏离竖直方向某一角度θ（θ＜90°）且橡皮筋在弹性限度内，如图乙．则此时与稳定在竖直位置时相比，小球的高度（　　）A．一定升高B．一定降低C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定．【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】以小球为研究对象，分析受力情况，由平衡条件和胡克定律得到橡皮条的伸长量与cosθ的关系式，再得到小球相对于悬挂点的高度，即可作出判断．【解答】解：小球原来静止时，小球与悬挂点间的高度为h1=L0+偏离竖直方向θ角时，对小球进行研究，分析受力情况：重力mg、水平外力F和橡皮条的弹力F1．由平衡条件得：F1=又由胡克定律得：F1=kx则有：x=此时小球相对于悬挂点的高度为：h2=（L0+x）cosθ=L0cosθ+则h2＜h1，因此小球的高度一定上升-20-\n升高的高度为：△h=h1﹣h2=L0（1﹣cosθ），可知△h与橡皮筋的劲度系数无关．故A正确，BCD错误．故选：A．【点评】本题是平衡条件与胡克定律的综合应用，分析受力情况是解题的关键，得到高度的表达式，再进行分析．　二、多项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分）7．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（　　）A．伽利略首先通过逻辑推理得出：同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同B．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C．伽利略利用斜面做实验，目的是为了消除重力对物体运动的影响D．伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来【考点】物理学史．【分析】要了解伽利略“理想斜面实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理．（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端．【解答】解：A、伽利略首先通过逻辑推理得出：同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同，故A正确；B、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故B错误．C、自由落体太快，当时用的滴水计时无法解决，只好用斜面上物体的运动来“冲淡”重力对物体运动的影响．故C错误；D、伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，故D正确；故选：AD【点评】伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶．　8．质点从静止开始沿直线运动，其位移﹣时间图象如图所示，则（　　）-20-\nA．在0到1s时间内该质点的平均速率为零B．在0到1s时间内t=1s时该质点回到出发点C．在0到1s时间内t=1s时该质点瞬时速度为零D．在0到1s时间内t=0.5s时该质点离出发点最远【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题．【分析】在x﹣t中图象中，位移等于纵坐标的变化量，平均速率等于路程与时间之比．斜率表示速度，斜率的正负表示速度的正负．由这些知识分析．【解答】解：A、在0到1s时间内该质点的路程不为零，故平均速率不为零，故A错误；B、1s末质点对应纵坐标为零，回到出发点，故B正确；C、t=1s时图线斜率不为零，故该质点瞬时速度不为零，故C错误；D、由图知在0到1s时间内t=0.5s时该质点离出发点最远，故D正确；故选：BD【点评】本题掌握了位移图象的斜率表示速度，平均速率等于路程与时间之比，注意路程与位移的区别，不可混淆．　9．一辆公路救援车停在平直的公路上，突然接到命令，要求从静止开始一直加速行驶赶往1公里外的出事地点，且到达出事地点时的速度为30m/s，有三种进行方式：a做匀加速直线运动；b做加速度增大的加速运动；c做加速度减小的加速运动，则（　　）A．a种方式先到达B．b种方式先到达C．c种方式先到达D．b种方式需要的时间最长【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】根据速度时间图线，结合图线围成的面积相等，抓住末速度相同，比较运动的时间．【解答】解：作出a、b、c的速度时间图线，如图所示，因为a、b、c的末速度相等，图线与时间轴围成的面积相等，可知tc＜ta＜tb．故C、D正确，A、B错误．故选：CD．【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线与时间轴围成的面积表示位移，会运用图象解题．　-20-\n10．两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F．以下说法正确的是（　　）A．若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越大B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C．合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小D．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大【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】由力的合成方法可知，二力合成时，夹角越大，合力越小，两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2；一个合力与几个分力共同作用的效果相同，合力可以大于分力，可以小于分力，也可以等于分力．【解答】解：A、若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F越大，故A正确；B、由力的合成方法可知，两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2，所以合力有可能大于任一分力，也可能小于任一分力，还可能与两个分力都相等，故B错误；C、二力平衡时，合力为零，此时合力F比分力中的任何一个力都小，故C正确；D、如果夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F可以减小，也可以增加，故D错误；故选：AC．【点评】本题考查对合力与分力关系的理解能力．合力与分力是等效的，合力的范围在两个分力之差与之和之间．二力合成时，夹角越大，合力越小．　11．如图所示，水平横梁一端插在墙壁内，另一端装有光滑的小滑轮B．一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=8kg的重物，∠CBA=30°，g取10N/kg，则下列说法正确的是（　　）A．滑轮对绳子的作用力方向水平向右B．滑轮受到绳子的作用力大小为80NC．BC段绳子的拉力为80ND．BC段绳子的拉力大于BD段绳子的拉力【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】装置静止时，跨过光滑滑轮的轻绳上张力大小是处处相等，所以滑轮对绳子的作用力与两段细绳拉力的合力大小、方向相反，以B点为研究对象，由平衡条件解答．【解答】解：对B点受力分析，如下图所示．-20-\n滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重力，F1=F2=G=mg=80N．即BC段绳子的拉力等于BD段绳子的拉力，都是80N．用平行四边形定则作图如图，根据几何知识可得：由于拉力F1和F2的夹角为120°，则有合力F=F2=80N，所以滑轮受绳的作用力为80N．方向与水平方向成30°角斜向下，根据平衡条件可知，滑轮对绳子的作用力方向与水平方向成30°角斜向上．故BC正确．故选：BC【点评】本题利用平行四边形定则求两力的合力；并突出了绳的弹力一定沿绳收缩方向，而杆的弹力方向不一定沿杆的特征．同时易错在：滑轮对绳子的作用力方向沿水平．　12．甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，其v﹣t图象如图所示，在t=0时刻，乙车在甲车前方x0处，在t=t1时间内甲车的位移为x．下列判断正确的是（　　）A．若甲、乙在t1时刻相遇，则x0=xB．若甲、乙在时刻相遇，则下次相遇时刻为t1C．若x0=x，则甲、乙一定相遇两次D．若x0=x，则甲、乙一定不能相遇【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】参照思想；图析法；运动学中的图像专题．【分析】此题是追及与相遇问题，要分析清楚两物体的位移关系．两物体的位移之差等于初始时的距离是两物体相遇的条件，在v﹣t图象中，面积表示位移．由此分析即可．-20-\n【解答】解：由图可知，甲车的初速度等于2v，在t1时间内，甲车的位移x==，乙车的位移x′==x．若甲、乙在t1时刻相遇，则x0=x﹣x=x，故A正确；B、若甲、乙在时刻相遇，由图象可知，阴影部分对应的距离为x0，得x0=×x=x，由图象中的对称关系，下次相遇的时刻为t1+=t1，故B正确；C、若x0=x，相遇时vb＞va，之后不能再次相遇，故C错误．D、由B分析知，若x0=x，则甲、乙一定相遇两次，故D错误；故选：AB【点评】1、抓住速度图象是速度随时间的变化规律，是物理公式的函数表现形式，分析问题时要做到数学与物理的有机结合，数学为物理所用．2、在速度图象中，纵轴截距表示初速度，斜率表示加速度，图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，抓住以上特征，灵活分析．　三、实验探究题（本大题共2小题，共16分．按题目要求作答．）13．（1）在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图中甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（a）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是　F′　．（b）本实验采用的科学方法是　B　A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码，实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．（g取9.8m/s2）（a）作出m﹣L的关系图线．（b）弹簧的劲度系数为　0.248～0.262　N/m．．（取三位有效数字）-20-\n【考点】验证力的平行四边形定则．【专题】实验题；平行四边形法则图解法专题．【分析】（1）在实验中F和F′分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确解答；本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，因此采用“等效法”，注意该实验方法的应用．（2）该题考察了应用弹力与弹簧长度关系的图象分析问题．用描点作出m﹣l的关系图线，图线的斜率为：，因此读出斜率求出劲度系数k劲．【解答】解：（1）（a）实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，由于实验过程不可避免的存在误差，因此理论值和实验值存在一定的偏差．故答案为F′．（b）实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故ACD错误，B正确．故选B．（2）（a）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上．可以判定m和l间是一次函数关系．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，画出图象如图所示：（b）由胡克定律F=kx得：故答案为：0.250（0.248～0.262）．【点评】（1）要解答本题应熟练掌握实验的目的及原理，根据实验的原理分析实验的数据；（2）描线时要将尽可能多的点画在直线上，少数的点尽可能平均的分布于直线两侧，在应用胡克定律时，要首先转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数．　14．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，打点计时器打点频率为50Hz，每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出，其部分相邻点间的距离如图所示，完成下列问题．-20-\n（1）计算出打下点4时小车的瞬时速度为　0.314　m/s，求出小车的加速度为　0.510　m/s2．（要求计算结果保留三位有效数字）（2）如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，打点时间间隔为0.019s，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比　偏小　（选填：偏大、偏小或不变）．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【专题】实验题；直线运动规律专题．【分析】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计数点4的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出小车的加速度．根据周期的测量误差，结合△x=aT2求出加速度的测量误差．【解答】解：（1）计数点4的瞬时速度为：m/s=0.314m/s．根据△x=aT2，a==0.510m/s2．（2）交流电的频率稍大，则打点周期的测量值偏大，根据a=知，加速度的测量值偏小．故答案为：（1）0.314，0.510，（2）偏小．【点评】解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用，注意有效数字的保留．　四、计算论述题（本大题共4小题，共52分．解答时要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．）15．（10分）（2022秋•德惠市校级期中）如图所示，质量为m=5.0kg的物体P静止在粗糙水平面上，与水平面间的动摩擦因数为μ=0.50，现用与水平方向成θ=37°、大小为20N的恒力F拉物体，若物体与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求物体P此后所受的摩擦力的大小．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）-20-\n【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】对物体受力分析，通过竖直方向上的合力为零，求出支持力的大小，结合滑动摩擦力的大小公式求出最大静摩擦力的大小，判断物体的状态，再求解摩擦力．【解答】解：对物体受力分析，物体静止，合力为零，根据平衡条件可得在竖直方向：Fsinθ+N﹣mg=0　　则得N=mg﹣Fsinθ=50﹣20×sin37°=38N　　　　　　　　　　　　　物体与地面之间的最大静摩擦力为fmax=μN=0.5×38N=19N　　　　　　　　在水平方向：Fcosθ=20×0.8N=16N＜fmax所以物体会静止不动，物体所受的是静摩擦力此时物体与地面的摩擦力由二力平衡得f=Fcosθ=16N　　　答：物体P此后所受的摩擦力的大小是16N．【点评】求摩擦力时首先判断物体的运动状态，确定是静摩擦，还是滑动摩擦，对静摩擦力，可根据共点力平衡进行求解．　16．（12分）（2022秋•台州期末）如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m=0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角．已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M=50kg，且人受的浮力忽略不计（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）水平风力的大小；（2）人对地面的压力大小；（3）若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？（要求说明理由）【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】（1）对气球受力分析应用平衡条件可求水平风力的大小；（2）再对人受力分析根据平衡条件求出人的支持力，由牛顿第三定律进而求出人对地面的压力；（3）当风力变大时我们可以通过选整体为研究对象来判断人对地面压力的变化．【解答】解：（1）对氢气球进行受力分析，并分解如图：-20-\n由平衡条件列式：竖直方向：F浮=mg+Tsin37°；水平方向：F风=Tcos37°；解得：F风=12N，T=15N．（2）对人进行受力分析，并分解如图：由平衡条件列式：竖直方向：FN=Mg﹣Tsin37°=500﹣15×0.6=491N；根据牛顿第三定律人对地面的压力大小为491N．（3）若风力增强，只改变了水平方向的力，视气球及人为一整体可知，所以：竖直方向上的受力情况没改变不改变，人对地面的压力不变．答：（1）水平风力的大小12N；（2）人对地面的压力大小为491N；（3）若水平风力增强，人对地面的压力不变．【点评】对气球和人进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题．选择合适的研究对象是关键，如何选择需要再做题中不断积累经验．　17．（14分）（2022秋•武汉校级期中）某同学调节龙头，使得每隔相同时间都有一滴水从出水口由静止下落，在下方放一盘子，调节盘子高度，使一滴水滴碰到盘子时，恰有另一滴水滴开始下落，而空中还有一滴正在下落中的水滴，测出水龙头到盘子的距离为h，从第一滴下落开始计时，到第n滴水滴落在盘子中，共用去时间t，不计空气阻力，求：（1）相邻两水滴下落的时间间隔是多少？（2）当第n滴水滴恰好落到盘子中时，第n+1滴水滴离盘的高度是多少？当地的重力加速度为多少？【考点】自由落体运动．-20-\n【专题】自由落体运动专题．【分析】（1）根据下落的时间和时间间隔数求的时间间隔（2）从第一滴水离开水龙头开始，到第n滴水落至盘中，求的第n+1滴水下落的时间，根据运动学公式求的下落高度，即可求得距盘子的距离【解答】解：（1）设两滴水下落的时间间隔为△T，则（n﹣1）△T=t　　　　　　　　　　　　　　　解得：　　　　　　　　　　　　　　　　（2）设第n+1滴水滴离地的高度是hx，当地的重力加速度为g　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解得：　　　　　　　　　　　答：（1）相邻两水滴下落的时间间隔是（2）当第n滴水滴恰好落到盘子中时，第n+1滴水滴离盘的高度是，当地的重力加速度为【点评】解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合位移时间公式进行求解，难度不大　18．（16分）（2022春•辽宁校级期末）F1是英文FormulaOne的缩写，即一级方程式赛车，是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事．F1赛车的变速系统非常强劲，从时速0加速到100km/h仅需2.3s，此时加速度仍达10m/s2，时速为200km/h时的加速度仍有3m/s2，从0加速到200km/h再急停到0只需12s．假定F1赛车加速时的加速度随时间的增大而均匀减小，急停时的加速度大小恒为9.2m/s2．上海F1赛道全长5.451km，比赛要求选手跑完56圈决出胜负．求：（1）若某车手平均时速为210km/h，则跑完全程用多长时间？（2）该车手的F1赛车的最大加速度．【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】（1）根据平均速度求出F1赛车跑完全程所用的时间．（2）根据F1赛车加速时的加速度随时间的增大而均匀减小，写出加速度与时间的关系式．根据从时速0加速到100km/h仅需2.3秒，加速度达10m/s2，代入加速度的表达式，得出最大加速度与比例系数的关系．由于急停时F1赛车的加速度大小恒为9.2m/s2，做匀减速直线运动，求出减速的时间，再求出速度由从0加速到200km/h的时间，代入加速度的表达式，再得出最大加速度与比例系数的关系．联立解得最大加速度．【解答】解：（1）由v=可知，跑完全程需要的时间：-20-\nt==s=5233s．（2）设F1赛车加速时的加速度：a=am﹣kt，当t=2.3s时，有：10m/s2=am﹣k×2.3s，车从200km/h降到0用时为t0，t0==s=6s，则车加速到200km/h用时：t=12s﹣6s=6s，当t=6s时，有：3m/s2=am﹣k×6s，解得：am=14.4m/s2．答：（1）若某车手平均时速为210km/h，则跑完全程用5233s；（2）该车手的F1赛车的最大加速度为14.4m/s2．【点评】本题关键是将F1赛车加速时的加速度随时间的增大而均匀减小变成数学表达式，考查运用数学知识处理物理问题的能力．　-20-