2021北京四十三中高一（上）期中物理（教师版）

这是一份2021北京四十三中高一（上）期中物理（教师版），共23页。试卷主要包含了不定项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021北京四十三中高一（上）期中
物 理
试卷满分：100分：考试时间：90分钟
第一部分（选择题：共64分）
一、单项选择题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。
1. 下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A. 质量 B. 时间 C. 路程 D. 速度
2. 关于物体运动的速度和加速度的关系，下列说法正确的是（　　）
A. 加速度就是增加的速度 B. 加速度减小，速度一定减小
C. 速度变化越大，加速度就越大 D. 速度变化越快，加速度一定越大
3. 在地面上以初速度?0把物体竖直向上抛出，经过时间?1，物体到达最高点．不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度?随时向?的变化关系如图所示．在0~?1时间内;物体运动的速度

A. 保持不变 B. 逐渐减小·
C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
4. 在地面上以初速度?0把物体竖直向上抛出，经过时间?1，物体到达最高点．不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度?随时向?的变化关系如图所示．在0~t1时间内，物体的加速度

A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
5. 雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力的作用。当雨滴速度为v0时开始计时，其运动的速度v随时间t的变化关系如图所示，经过时间t1，速度达到v1。假设在0～t1时间内雨滴的质量不变。在0～t1时间内，雨滴运动的速度（ ）

A. 不变 B. 减小 C. 增大 D. 先增大后减小
6. 雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力的作用。当雨滴速度为时开始计时，其运动的速度随时间的变化关系如图所示，经过时间，速度达到。假设在时间内雨滴的质量不变。在时间内，雨滴运动的加速度（　　）

A. 不变 B. 减小 C. 增大 D. 先增大后减小
7. 如图所示，木块A靠着粗糙竖直墙面，现让A由静止释放，不计空气阻力，在A下落过程中的下列受力示意图正确的是（　　）

A. B. C. D.
8. 如图所示，杯子静止在水平桌面上，杯子所受支持力的平衡力是（　　）

A. 杯子所受的重力 B. 桌子所受的重力
C. 杯子对桌子的压力 D. 地面对桌子的支持力
9. 如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连。现在用绳子与长木板连接，用手向右水平拉绳子，使长木板在桌面上滑动，下列说法正确的是（　　）

A. 木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
B. 木板必须在桌面上做匀速直线运动
C. 木板必须在桌面上做匀加速直线运动
D. 木板运动过程中，弹簧测力计示数等于木块受到的摩擦力
10. 第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一，如图为中国运动员在训练中的照片，运动员在赛道上滑行时，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）

A. 滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B. 滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
11. 如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧的弹力（　　）

A. 逐渐变大 B. 逐渐变小
C. 先变大后变小 D. 先变小后变大
12. 如图所示，皮带运输机把货物运到高处的过程中，货物在皮带上没有滑动，则货物受到的摩擦力是（　　）

A. 滑动摩擦力，方向沿皮带向下 B. 滑动摩擦力，方向沿皮带向上
C. 静摩擦力，方向沿皮带向下 D. 静摩擦力，方向沿皮带向上
13. 如图所示，书本放置在课桌上，力为桌面对书本的支持力，则的反作用力是（　　）

A. 书本所受重力 B. 课桌所受的重力
C. 书本对桌面压力 D. 地面对课桌的支持力
14. 如图所示，小孩从滑梯上滑下。忽略空气阻力，小孩在匀速下滑时（　　）

A. 只受重力和支持力
B. 只受重力和摩擦力
C. 只受支持力和摩擦
D. 只受重力、支持力和摩擦力
15. 如图所示，物重，则处于静止状态的，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，弹簧测力计和的示数分别为（　　）

A. 2N，0 B. 0，2N C. 2N，2N D. 2N，1N
16. 一个质点沿直线运动，其速度图象如图所示。由图象可知（　　）

A. 质点在末的速度为
B. 质点在内的位移为
C. 内的平均速度为
D. 内的加速度与内的加速度相同
二、不定项选择题（共4小题；共16分。在每小题列出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）
17. 以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点前采取刹车降低车速来逃避处罚，但却很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是（ ）
A. 单点测速测的是汽车的瞬时速率
B. 单点测速测的是汽车的平均速率
C. 区间测速测是汽车的瞬时速率
D. 区间测速测的是汽车的平均速率
18. 一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s．在这1s内该物体的位移的大小可能是（ ）
A 3m B. 6m C. 7m D. 9m
19. 如图所示为某质点做直线运动的v-t图像，关于这个质点在4s内的运动情况，下列说法中正确的是（　　）

A. 加速度大小不变，方向与初速度方向相同
B. 4s内通过的路程为4m，而位移为零
C. 质点始终向同一方向运动
D. 4s末物体回到发点
20. 甲乙两名同学研究竖直上抛运动。甲同学从全程角度把竖直上抛看做加速度为g的匀减速直线运动，以向上为正方向，末速度为负值的时候说明物体开始下落，位移为负值的时候说明物体处在抛出点下方。乙同学则认为将竖直上抛运动分为上升和下降两个阶段研究更好理解。上升阶段是加速度为g的匀减速直线运动，当末速度为零时，上升到最高点。下落阶段可以视为自由落体运动。上升和下落阶段时间具有对称性。这两个同学的理解都得到了老师的表扬。请你结合甲乙两个同学的理解进行分析：在某一高处，以的初速度竖直上抛一个小球，不计空气阻力，以下判断正确的是（　　）
A. 小球能上升的最大高度距离抛出点为
B. 小球在末时，位于抛出点的下方
C. 小球在前内的平均速度为
D. 从抛出到落回抛出点的过程，小球的速度变化为
三、实验题（共2小题；第21题2分，第22题8分，共10分）
21. 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的、用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m、图线不过原点的原因是由于_________________。

22. 用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：

a.安装好实验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带，接一个合适的点当作计时起点，然后每隔相同的时间间隔选取一个计数点，如图2中A、、、、、所示。

c.通过测量、计算可以得到在打A、、、、、点时小车的速度，分别记作，，，，。
d.以速度为纵轴，时间为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有_______和_______（填选项前的字母）。
A.电压合适的交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E天平（含砝码）
（2）在图3中已标出计数点A、、、对应的坐标点，请在该图中标出计数点对应的坐标点，并画出图象______。
（3）观察图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_______。图象斜率的物理意义是_______。
（4）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度随时间应该是均匀变化的。但是伽利略所处的时代技术不够发达，不能直接测定瞬时速度。并且落体下落的很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能直接测量自由落体运动所用的时间。为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，用来“冲淡”重力，反复做了上百次，验证了小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动，并且他将上述结果做了合理外推：当斜面倾角很大时，小球的运动和落体运动差不多，如果斜面倾角增大到90°，这是小球仍然会保持匀加速运动的性质，即物体下落时加速度是不变的。
请你根据材料内容，结合匀变速直线运动的知识，分析说明伽利略是如何利用“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_______。（提示：伽利略需要测量什么物理量，研究物理量间满足什么关系？）

四、解答题（共4小题；共26分）
23. 一质点从静止开始做匀加速直线运动，质点在第内的位移为，求：
（1）物体在第内的位移为多大?
（2）物体在前内的位移为多大?
（3）质点运动的加速度大小?
（4）质点经过位移时的速度为多少?
24. 如图甲所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上的高处，然后让座舱自由落下，不计阻力。落到离地面时，制动系统启动，座舱做匀减速运动到离地面时刚好停下。（，竖直向下为正方向）求：
（1）自由下落时间。
（2）在图乙中定量画出座舱在整个下落的过程中运动的图象。

25. 如图示，一质量不计的弹簧原长为 10 cm，一端固定于质量 m＝2 kg 的物体上，另一 端施一水平拉力 F.(g＝10 m /s2) 物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2(设最大静摩擦力与滑动 摩擦力相等)

（1）若当弹簧拉长到总长为 12 cm 时，物体恰好匀速直线运动，弹簧的劲度系数多大？
（2）若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为 11 cm 时，物体所受到的摩擦力大小为多 少？
（3）若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为 13 cm 时，物体所受的摩擦力大小为多少？ 若此时为使物体做匀速直线运动还需给物体施加多大的竖直向下的压力?
26. 如图所示为道路交通中的“保持车距”标志。司机从发现前方异常情况到紧急刹车，汽车仍将前进一段距离才能停下来。要保证安全，这段距离内不能有车辆和行人，因此把它称为安全距离。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为（这段时间内汽车仍保持原速）。晴天，汽车在干燥的三环直路上以的速度行驶时，需要的安全距离为。
（1）求该车刹车时的加速度大小及刹车内滑行的距离；
（2）若某汽车以的速度超速行驶，其他条件不变，求这种情况下需要的安全距离；
（3）根据第（）问，从安全性角度，你能想到些什么?


参考答案
一、单项选择题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。
1. 下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A. 质量 B. 时间 C. 路程 D. 速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．质量只有大小无方向，是标量，选项A错误；
B．时间只有大小无方向，是标量，选项B错误；
C．路程只有大小无方向，是标量，选项C错误；
D．速度即有大小又有方向，是矢量，选项D正确。
故选D。
2. 关于物体运动的速度和加速度的关系，下列说法正确的是（　　）
A. 加速度就是增加的速度 B. 加速度减小，速度一定减小
C. 速度变化越大，加速度就越大 D. 速度变化越快，加速度一定越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．加速度等于单位时间内的速度变化量，不是增加的速度，故A错误；
B．当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，加速度减小，速度增大，故B错误；
C．根据知，速度变化越大，加速度可能很小，故C错误；
D．加速度等于物体的速度的变化率，速度变化得越快，加速度一定越大，故D正确；
故选D。
3. 在地面上以初速度?0把物体竖直向上抛出，经过时间?1，物体到达最高点．不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度?随时向?的变化关系如图所示．在0~?1时间内;物体运动的速度

A. 保持不变 B. 逐渐减小·
C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】由图像可知，在0~?1时间内，物体运动的速度逐渐减小，故选B．
4. 在地面上以初速度?0把物体竖直向上抛出，经过时间?1，物体到达最高点．不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度?随时向?的变化关系如图所示．在0~t1时间内，物体的加速度

A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】v-t图像的斜率等于加速度，可知在0~t1时间内，物体的加速度保持不变，故选A．
5. 雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力作用。当雨滴速度为v0时开始计时，其运动的速度v随时间t的变化关系如图所示，经过时间t1，速度达到v1。假设在0～t1时间内雨滴的质量不变。在0～t1时间内，雨滴运动的速度（ ）

A. 不变 B. 减小 C. 增大 D. 先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】由图知，在0～t1时间内，雨滴运动的速度增大，故C正确。
故选C。
6. 雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力的作用。当雨滴速度为时开始计时，其运动的速度随时间的变化关系如图所示，经过时间，速度达到。假设在时间内雨滴的质量不变。在时间内，雨滴运动的加速度（　　）

A. 不变 B. 减小 C. 增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】根据速度时间图象的斜率表示加速度，v-t图象切线斜率不断减小，可知，雨滴运动的加速度在减小，故选B。
7. 如图所示，木块A靠着粗糙竖直墙面，现让A由静止释放，不计空气阻力，在A下落过程中的下列受力示意图正确的是（　　）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于A不受水平方向上的外力作用，故A与墙面间没有相互的挤压，故A不受墙面的弹力作用，所以A将自由下落，只受重力，作出的受力分析图如图A所示。
故选A。
8. 如图所示，杯子静止在水平桌面上，杯子所受支持力的平衡力是（　　）

A. 杯子所受的重力 B. 桌子所受的重力
C. 杯子对桌子的压力 D. 地面对桌子的支持力
【答案】A
【解析】
【详解】杯子静止在水平桌面上，杯子所受的桌面的支持力与杯子的重力平衡，选项A正确，BCD错误。
故选A。
9. 如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连。现在用绳子与长木板连接，用手向右水平拉绳子，使长木板在桌面上滑动，下列说法正确的是（　　）

A. 木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
B. 木板必须在桌面上做匀速直线运动
C. 木板必须在桌面上做匀加速直线运动
D. 木板运动过程中，弹簧测力计示数等于木块受到的摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】A．木板在桌面上不管怎样运动，木块与木板之间始终存在着相对运动，所以木块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力，故A错误；
BCD．滑动摩擦力的大小f=μFN只与木板与木块之间的动摩擦因数和正压力有关，与它们之间相对运动的情况无关，所以不管木板在桌面上怎样运动，只要木块与木板之间存在着相对运动，木块所受摩擦力就是一个定值，对木块来说，受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力，即木板运动过程中，弹簧测力计示数等于木块受到的摩擦力，故BC错误，D正确。
故选D。
10. 第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一，如图为中国运动员在训练中的照片，运动员在赛道上滑行时，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）

A. 滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B. 滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】滑雪板对滑道的作用力的与滑道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反。C正确，ABD错误。
故选C。
11. 如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧的弹力（　　）

A. 逐渐变大 B. 逐渐变小
C. 先变大后变小 D. 先变小后变大
【答案】A
【解析】
【详解】在小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短过程中，弹簧的压缩量逐渐增大，由胡克定律可知弹簧的弹力逐渐增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
12. 如图所示，皮带运输机把货物运到高处的过程中，货物在皮带上没有滑动，则货物受到的摩擦力是（　　）

A. 滑动摩擦力，方向沿皮带向下 B. 滑动摩擦力，方向沿皮带向上
C. 静摩擦力，方向沿皮带向下 D. 静摩擦力，方向沿皮带向上
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】皮带运输机把货物运到高处的过程中，皮带和货物之间保持相对静止，货物有沿皮带向下相对运动的趋势，因此货物受到沿皮带向上的静摩擦力作用，故A、B、C错误，D正确。
故选D。
13. 如图所示，书本放置在课桌上，力为桌面对书本的支持力，则的反作用力是（　　）

A. 书本所受重力 B. 课桌所受的重力
C. 书本对桌面的压力 D. 地面对课桌的支持力
【答案】C
【解析】
【详解】作用力与反作用力是两个物体之间的相互作用，该题中书本与桌面是一对相互作用的物体，所以书本对桌面的压力和桌面对书本的支持力是一对作用力与反作用力。
故选C。
14. 如图所示，小孩从滑梯上滑下。忽略空气阻力，小孩在匀速下滑时（　　）

A. 只受重力和支持力
B. 只受重力和摩擦力
C. 只受支持力和摩擦
D. 只受重力、支持力和摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】小孩匀速下滑，说明受力平衡，而重力和滑梯对他的支持力不能让其平衡，故滑梯一定对他有摩擦力的作用，即小孩受重力、支持力和摩擦力作用；故D正确，ABC错误。
故选D。
15. 如图所示，物重，则处于静止状态的，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，弹簧测力计和的示数分别为（　　）

A. 2N，0 B. 0，2N C. 2N，2N D. 2N，1N
【答案】C
【解析】
【详解】对A来说，由重物平衡得到，弹簧的拉力大小FA=G=2N，则弹簧秤A的读数为2N；
对B来说，由左侧重物（或右侧重物）平衡得到，弹簧的拉力大小FB=G=2N，则弹簧秤B的读数为2N。
故选C。
16. 一个质点沿直线运动，其速度图象如图所示。由图象可知（　　）

A. 质点在末的速度为
B. 质点在内的位移为
C. 内的平均速度为
D. 内的加速度与内的加速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图线可知，质点在末的速度为，故A错误；
B．质点在2内的位移为

故B错误；
C．内的平均速度为

故C正确；
D．根据图线的斜率等于加速度，知内的加速度比内的加速度大，故D错误。
故选C。
二、不定项选择题（共4小题；共16分。在每小题列出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）
17. 以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点前采取刹车降低车速来逃避处罚，但却很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是（ ）
A. 单点测速测的是汽车的瞬时速率
B. 单点测速测的是汽车的平均速率
C. 区间测速测的是汽车的瞬时速率
D. 区间测速测的是汽车的平均速率
【答案】AD
【解析】
【详解】AB. 单点测速是测量的是汽车在某一个点的速度，故为瞬时速度，故A正确，B错误；
CD. 区间测量的为某一过程的速度，故为平均速度，故C错误，D正确；
18. 一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s．在这1s内该物体的位移的大小可能是（ ）
A. 3m B. 6m C. 7m D. 9m
【答案】AC
【解析】
【分析】物体作匀变速直线运动，取初速度方向为正方向，1s后末速度方向可能与初速度方向相同，为10m/s，也可能与初速度方向相反，为-10m/s，根据位移公式求出位移可能的值．矢量的大小是其绝对值．
【详解】当末速度与初速度方向相同时，v0=4m/s，vt=10m/s，t=1s，
位移：；
当末速度与初速度方向相反时，v0=4m/s，vt=-10m/s，t=1s，
位移：，位移大小为3m
故A、D正确．
【点睛】对于矢量，不仅要注意大小，还要注意方向，当方向不明确时，要讨论．矢量的大小是指矢量的绝对值，矢量的符号是表示其方向的．
19. 如图所示为某质点做直线运动的v-t图像，关于这个质点在4s内的运动情况，下列说法中正确的是（　　）

A. 加速度大小不变，方向与初速度方向相同
B. 4s内通过的路程为4m，而位移为零
C. 质点始终向同一方向运动
D. 4s末物体回到发点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知，前两秒物体向负方向做匀减速直线运动，加速度与初速度方向相反，故A错误；
B.质点前两秒的位移

路程为2m，后两秒位移

路程为2m，所以4s内的位移是零，路程是4m，故B正确；
C.质点前两秒向负方向运动，后两秒向正方向运动，故C错误；
D.因为四秒内的位移为零，所以4s末物体回到发点，故D正确。
故选BD。
20. 甲乙两名同学研究竖直上抛运动。甲同学从全程角度把竖直上抛看做加速度为g的匀减速直线运动，以向上为正方向，末速度为负值的时候说明物体开始下落，位移为负值的时候说明物体处在抛出点下方。乙同学则认为将竖直上抛运动分为上升和下降两个阶段研究更好理解。上升阶段是加速度为g的匀减速直线运动，当末速度为零时，上升到最高点。下落阶段可以视为自由落体运动。上升和下落阶段时间具有对称性。这两个同学的理解都得到了老师的表扬。请你结合甲乙两个同学的理解进行分析：在某一高处，以的初速度竖直上抛一个小球，不计空气阻力，以下判断正确的是（　　）
A. 小球能上升的最大高度距离抛出点为
B. 小球在末时，位于抛出点的下方
C. 小球在前内的平均速度为
D. 从抛出到落回抛出点的过程，小球的速度变化为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．小球做竖直上抛运动，上升的最大高度为

故A正确；
B．取竖直向上为正方向，则小球在内的位移

即小球在末时恰好回到抛出点，故B错误；
C．小球在末时恰好回到抛出点，则小球在前内的位移为，则小球在前内的平均速度为，故C正确；
D．从抛出到落回抛出点的过程，小球的速度变化为

负号表示速度变化量的方向与初速度的方向相反，故D错误。
故选AC。
三、实验题（共2小题；第21题2分，第22题8分，共10分）
21. 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的、用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m、图线不过原点的原因是由于_________________。


【答案】 ①. 200 ②. 弹簧自身重力的影响
【解析】
【分析】
【详解】[1]当拉力为时，弹簧的形变量为

当拉力为时，弹簧形变量为

根据胡克定律

图像斜率表示劲度系数

[2]图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离。
22. 用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：

a.安装好实验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带，接一个合适的点当作计时起点，然后每隔相同的时间间隔选取一个计数点，如图2中A、、、、、所示。

c.通过测量、计算可以得到在打A、、、、、点时小车的速度，分别记作，，，，。
d.以速度为纵轴，时间为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有_______和_______（填选项前的字母）。
A.电压合适的交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平（含砝码）
（2）在图3中已标出计数点A、、、对应的坐标点，请在该图中标出计数点对应的坐标点，并画出图象______。
（3）观察图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_______。图象斜率的物理意义是_______。
（4）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度随时间应该是均匀变化的。但是伽利略所处的时代技术不够发达，不能直接测定瞬时速度。并且落体下落的很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能直接测量自由落体运动所用的时间。为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，用来“冲淡”重力，反复做了上百次，验证了小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动，并且他将上述结果做了合理外推：当斜面倾角很大时，小球的运动和落体运动差不多，如果斜面倾角增大到90°，这是小球仍然会保持匀加速运动的性质，即物体下落时加速度是不变的。
请你根据材料内容，结合匀变速直线运动的知识，分析说明伽利略是如何利用“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_______。（提示：伽利略需要测量什么物理量，研究物理量间满足什么关系？）

【答案】 ①. A ②. C ③. 见解析 ④. 小车的速度随着时间均匀变化 ⑤. 加速度 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]在下列仪器和器材中，还需要使用的有电压合适的交流电源，供打点计时器使用；所以选择A；
[2]还需要刻度尺，来测量各点的位移大小，从而算出各自速度大小。所以选择C。
（2）[3]根据标出计数点A、、、对应的坐标点位置，及点对应的时间，从而确定点的位置，再将各点平滑连接，如答图所示

（3）[4]小车的速度随着时间均匀变化；加速度由图象，是过原点的一条直线，可知，速度随着时间是均匀变化的，说明小车是做匀变速直线运动；图象的斜率，表示小车的加速度。
（4）[5]通过不同位移，与其对应的时间平方是否成正比，即可检验小球的速度是随时间均匀变化的“斜面实验”小球做匀加速直线运动，若小球的初速度为零，依据运动学速度公式，则速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，因此只需要测量小球在不同位移内对应的时间，从而可检验小球的速度是否随着时间均匀变化。
四、解答题（共4小题；共26分）
23. 一质点从静止开始做匀加速直线运动，质点在第内的位移为，求：
（1）物体在第内位移为多大?
（2）物体在前内的位移为多大?
（3）质点运动的加速度大小?
（4）质点经过位移时的速度为多少?
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）质点做静止开始的匀加速直线运动，，，，有

解得

则物体在第内的位移为

（2）物体在前内的位移为

（3）由前计算可知加速度为

（4），由速度位移关系有

解得

24. 如图甲所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上的高处，然后让座舱自由落下，不计阻力。落到离地面时，制动系统启动，座舱做匀减速运动到离地面时刚好停下。（，竖直向下为正方向）求：
（1）自由下落的时间。
（2）在图乙中定量画出座舱在整个下落的过程中运动的图象。

【答案】（1）；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）座舱自由下落的时间为

（2）自由下落的末速度

匀减速的加速度

匀减速的时间

座舱先做向下的匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，取向下为正，故图象为

25. 如图示，一质量不计的弹簧原长为 10 cm，一端固定于质量 m＝2 kg 的物体上，另一 端施一水平拉力 F.(g＝10 m /s2) 物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2(设最大静摩擦力与滑动 摩擦力相等)

（1）若当弹簧拉长到总长为 12 cm 时，物体恰好匀速直线运动，弹簧的劲度系数多大？
（2）若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为 11 cm 时，物体所受到的摩擦力大小为多 少？
（3）若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为 13 cm 时，物体所受的摩擦力大小为多少？ 若此时为使物体做匀速直线运动还需给物体施加多大的竖直向下的压力?
【答案】(1) (2) 2N (3) 6N 10N
【解析】
【详解】(1)由题意得，物体与地面间最大静摩擦力
fmax=μFN=μmg=0.2×2×10N=4N
物体恰好做匀速直线运动，物体所受弹力等于滑动摩擦力，即等于最大静摩擦力F1=kx1=fmax，即

(2) 若将弹簧拉长至11cm