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重庆市西南大学附属中学校2023-2024学年高一上学期定时检测（二）物理试题（Word版附解析）
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这是一份重庆市西南大学附属中学校2023-2024学年高一上学期定时检测（二）物理试题（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题:本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 人低头使用手机时，下图中手对静止智能手机作用力正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】人低头使用手机时，智能手机受到重力和手给的作用力，根据二力平衡条件可知，手给智能手机的力方向一定竖直向上。
故选D。
2. 如图所示，曲线a和直线b分别是在同一平直公路上行驶的汽车a和b的位移一时间图像，由图像可知（ ）
A. 在t1~t2时间内，b车的速率在不断增大B. 在t1~t2时间内，a车的运动方向不变
C. 在t1时刻，a、b两车运动方向相同D. 在t2时刻，a车速率大于b车速率
【答案】D
【解析】
【详解】A．位移时间图线切线的斜率表示速度，在t1~t2时间内，b车图线斜率不变，则b车的速率不变，故A错误；
B．在t1~t2时间内，a车的位移先减小后增大，因此a车先沿负方向运动再沿正方向运动，运动方向发生了改变，故B错误；
C．在t1时刻，a图线切线斜率为负值，说明a的速度沿负方向，而b图线切线的斜率为正值，速度沿正方向，所以两车运动方向相反，故C错误；
D．位移时间图线切线的斜率表示速度，在t2时刻，a图线斜率大于b图线斜率，故a车速率大于b车速率，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，一倾角为θ的光滑斜面向左做匀加速直线运动，物块相对于斜面静止，则斜面的加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】m与楔形物体相对静止，二者一起向右加速运动，即m的合外力方向水平向右，受力分析如图所示
根据几何关系得
根据牛顿第二定律可得
水平向左，故A正确，BCD错误。
故选A。
4. 某电视台的综艺节目在直播象棋比赛，棋盘是铁质的，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上（如图甲所示），不计棋子间的相互作用力。对于静止在棋盘上的某颗棋子，下列说法正确的是（ ）
A. 若棋盘竖直，磁性越强，棋子所受的摩擦力越大
B. 若棋盘竖直，棋盘对棋子的作用力的大小等于棋子重力的大小
C. 若棋盘竖直，减小棋子的质量，则棋子所受到的摩擦力减少
D. 若使棋盘倾斜，如图乙，棋子仍相对棋盘静止，则棋子受到的摩擦力变大
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．棋子所受的摩擦力与棋子的重力等大反向，则磁性越强，棋子受摩擦力不变，减小棋子的质量，棋子所受到的摩擦力减小，故A错误，C正确；
B．棋子受合力为零，则棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向，故B正确；
D．若使棋盘倾斜，如图乙，棋子仍相对棋盘静止，棋子所受摩擦力等于重力沿棋盘方向的分力，小于棋子的重力，棋子受到的摩擦力变小，故D错误。
故选BC
5. 如图是升降电梯示意图，在电动机的牵引下，质量均为M的载人箱A与平衡物B分别由跨过上端滑轮和下端电动机的上、下两段钢索系住，使电梯上下运动。若电梯中乘客总质量为m，电梯向上运动即将到顶前关闭电动机，下段钢索作用力减小为0，电梯A与平衡物B以加速度a匀减速至停下后卡住电梯，已知重力加速度g，不计一切阻力，则匀减速过程加速度a大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，设关闭发动机之后，钢索的弹力为F，由牛顿第二定律，对B有
对A和乘客有
联立解得
故选A。
6. 轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在倾斜粗糙杆的圆环上.现用始终平行于杆的力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，并且圆环仍保持在原来位置不动.则在这一过程中，拉力F和环对杆的摩擦力Ff的变化情况是（ ）
A. F保持不变，Ff逐渐增大B. F逐渐减小，Ff保持不变
C. F逐渐增大，Ff逐渐增大D. F逐渐增大，Ff逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】先对结点O受力分析，受物体的拉力(等于重力)、拉力F和绳子的拉力T，根据平衡条件，结合三角形定则作图，如图所示
物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，拉力F增加，再对环和物体整体受力分析，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如图所示
根据平衡条件有，平行杆方向
拉力F增大，则摩擦力增大，根据牛顿第三定律，环对杆的摩擦力增大。
故选C。
7. 如图所示，轻弹簧的一端固定在垂直于光滑的倾角为的斜面底端挡板上，另一端自然伸长于斜面O点，将质量为m的物体拴接于弹簧上端后静止于距斜面O点x0处；现用平行于斜面向上的力F缓慢拉动物体，使在弹性限度内斜向上运动了4x0，物体再次静止。撤去F后，物体开始沿斜向下运动，重力加速度为g，不计空气阻力。则撤去F后（ ）
A. 物体先做匀加速运动至O点，过O点后加速度一直减小
B. 物体运动至最低点时弹力大小等于mgsinθ
C. 物体刚运动时的加速度大小为4gsinθ
D. 物体向下运动至O点速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．物体在弹力和重力下滑分力的作用下，做简谐运动，做变加速运动至O点，过O点后加速度先减小后增大，A错误；
BC．由题意得
释放时，根据牛顿第二定律
物体刚运动时的加速度大小，同时也是最低点的加速度大小为
则在最低点时
物体运动至最低点时弹力大小等于
B错误，C正确；
D．距斜面O点x0处为平衡位置，运动至该位置的速度最大，D错误。
故选C。
二、多项选择题:本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，蚂蚁们“头顶着”食物沿树枝向上爬行，10s内前进了0.2m，则（ ）
A. 当蚂蚁匀速爬行时，食物对蚂蚁的力与蚂蚁对食物的力是一对平衡力
B. “10s”是时刻，“0.2m”是路程
C. 观察蚂蚁行走时的肢体分工时，蚂蚁不能视为质点
D. 树枝对蚂蚁的支持力是由于树枝的形变产生的
【答案】CD
【解析】
【详解】A．食物对蚂蚁的力与蚂蚁对食物的力是一对相互作用力，故A错误；
B．依题意，可知“10s”所指为时间间隔，“0.2m”是路程，故B错误；
C．观察蚂蚁行走时的肢体分工时，蚂蚁形状、尺寸对该研究过程有影响，不能视为质点，故C正确；
D．树枝对蚂蚁的支持力是由于树枝的形变产生的，故D正确。
故选CD。
9. 机械臂广泛应用于机械装配。如图所示，机械臂对质量为m的箱子施加作用力F，使箱子在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为，已知重力加速度为g。不计空气阻力。则（ ）
A. 箱子水平方向受力平衡
B. 箱子的合力大小为ma
C. F的竖直分量为mg
D. F的竖直分量为
【答案】BD
【解析】
【详解】ACD．由题意可知，其箱子的加速度方向为斜向上，其运动方向与竖直方向夹角为，对箱子竖直方向有
水平方向有
解得
所以箱子水平方向的受力不平衡，其F竖直分量为，故AC错误，D正确；
B．由牛顿第二定律有
所以箱子所受的合外力大小为ma，故B项正确；
故选BD。
10. 质量均为m的物体甲、乙通过光滑定滑轮（定滑轮质量不计）用轻绳竖直连接，对甲施加水平方向的力，将甲、乙压在逆时针转动的固定竖直传送带上，如图所示。甲、乙恰好均处于静止状态（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），所有轻绳始终处于竖直方向，（ ）
A. 甲对乙的摩擦力竖直向上
B. 轻绳对乙的拉力小于mg
C. 甲、乙间的摩擦因数与乙、传送带间的摩擦因数的比为2:1
D. 甲、乙间的摩擦因数与乙、传送带间的摩擦因数的比为1:2
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．传送带逆时针转动，甲、乙恰好均处于静止状态，故传送带对乙的摩擦力方向向上，设水平方向的力为，绳子对甲和乙的拉力均为，甲、乙间的摩擦因数，乙、传送带间的摩擦因数，对甲、乙组成整体为研究对象，竖直方向由平衡条件得
可见绳子拉力小于mg，对甲分析可知乙对甲的摩擦力一定竖直向上，根据牛顿第三定律，甲对乙的摩擦力竖直向下，故A错误，B正确；
CD．对甲受力分析，甲、乙恰好均处于静止状态，根据竖直方向的受力平衡可得
联立解得
故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题，共16分。
11. 在我们的生活中常常用到弹簧，弹簧的“软硬”程度其实是由弹簧的劲度系数决定的。在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中：
（1）关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是______
A.先竖直悬挂，后测量原长
B.先测量原长，后竖直悬挂
（2）甲弹簧的劲度系数为______N/m（保留三位有效数字）。若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧______（填“甲”或“乙”）
【答案】 ①. A ②. 66.7 ③. 甲
【解析】
【详解】（1）[1]由于弹簧自身的重力使得弹簧有一定的伸长量，为了避免重力对伸长量测量的影响，实验时，应先竖直悬挂，后测量原长。
故选A。
（2）[2]令弹簧的伸长量为x，根据胡克定律有
则有
可知，图像的斜率表示弹簧劲度系数的倒数，对甲弹簧，结合图像有
解得
[3]对乙弹簧，结合图像有
解得
结合上述可知
即甲是“软”弹簧，乙是“硬”弹簧，在弹簧弹性限度之内，相等外力作用下，甲的形变量大一些，甲的精确度高一些，即若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧甲。
12. “探究小车加速度与外力的关系”实验装置如图甲所示，长木板水平放置，细绳一端与力传感器相连，另一端与砂桶相连，细绳与长木板平行，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，固定在小车前端的小滑轮的质量为m0，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，已知重力加速度为g。
（1）实验时，_______（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；_______（填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m”这一条件.
（2）将小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，得到一条纸带如图乙，从0点开始每隔4个点取一个计数点，0、1、2、3、4均为计数点，小车的加速度大小为________m/s2（结果保留2位有效数字），同时记录力传感器的示数。
（3）仅改变桶内砂子的质量，测出多组加速度a与力传感器的示数F后，以F为横坐标，a为纵坐标，作出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，图象不过原点的原因可能为_______；若图像的斜率为k，则小车的质量为M＝_____。
【答案】 ①. 需要 ②. 不需要 ③. 0.40 ④. 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]尽管实验装置采用了力传感器，也需要平衡摩擦力，否则力传感器的示数不等于合力大小的；
[2]实验中，根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力，不需要满足“小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m”这一条件。
（2）[3]由题知，相邻计数点的时间为T=0.1s，根据逐差法，可得
（3）[4]若有一定的拉力，还没有加速度，说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
[5]对小车和小滑轮，根据牛顿第二定律有
解得
所以a-F图像的斜率为
解得小车的质量为
四、计算题:本大题共3小题，共41分。请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。
13. 钢架雪车比赛的一段赛道如图甲所示，水平直道AB与长33m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为30°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，用时t1＝2.5s。紧接着快速俯卧到车上沿BC下滑（图乙所示），从B到C点用时t2＝3s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，sin30°＝0.5，g＝10m/s2，求雪车（包括运动员）：
（1）求水平直道AB长度；
（2）过C点的速度大小；
（3）在斜道BC上运动时受到阻力大小。
【答案】（1）10m；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在AB段加速度大小为
故水平直道AB的长度为
（2）从B点到C点，根据匀变速直线运动位移时间公式可得
解得
过C点的速度大小为
（3）设斜道BC上运动时受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律可得
解得
14. 在动画片《熊出没》中有个镜头，“光头强”在树上用一根轻绳拉住“熊二”，“熊二”站在放在水平地面的箱子上，如图所示。已知“熊二”、箱子的质量分别为m1=60kg，m2=20kg，各接触面的动摩擦因数均为μ=0.5，绳与竖直方向的夹角θ=37°。今用外力将箱子匀速向右拉出，此过程中“光头强”和“熊二”始终保持静止（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）绳子对“熊二”的拉力大小及箱子对“熊二”的支持力大小；
（2）所加水平拉力F的大小。
【答案】（1）300N，360N；（3）460N
【解析】
【详解】（1）对熊二进行受力分析，如图所示
根据平衡条件有
，
其中的滑动摩擦力为
解得
，
（2）对熊二与箱子整体进行受力分析，如图所示
根据平衡条件有
，
其中的滑动摩擦力为
解得
15. 一质量为5m的羽毛球筒长为L，羽毛球的高度为（可将羽毛球看成质量集中在球头的质点），如图甲有一质量为m的羽毛球静置于球筒封口底端，迅速倒立使羽毛球和球筒静置于如图乙左状态，已知羽毛球和球筒间的滑动摩擦力恒为Ff＝kmg，重力加速度为g，现有两种方式尝试将球从筒内取出，求:（设球筒一直保持竖直方向不倾斜）
（1）如图乙，若空气阻力f＝nv（已知n为常数），手握球筒施加竖直向下恒力F使球和球筒相对静止由静止开始运动，求加速度的表达式.
（2）如图乙，不计空气阻力，已知球筒开口端距地面起始高度为，手对球筒施加竖直向下的恒力F由静止开始运动，球筒以一定速度撞击桌面后立即静止，而羽毛球恰好能滑至球头碰到桌面，求恒力F大小及k满足的条件。
（3）如图丙，不计空气阻力，k＝2，让球筒开口朝下从离地L高处由静止释放，球筒撞击地面后反弹的速率始终为撞击前的当球筒第一次到达最高点时，羽毛球能否从筒中滑出？若能，求滑出时的速度大小；若不能，求羽毛球此时距离球筒开口端的距离。
【答案】（1）；（2），；（3）不能，
【解析】
【详解】（1）对羽毛球筒和羽毛球整体分析，根据牛顿第二定律
解得
（2）整体下降时的加速度
设撞击桌面时速度为，根据匀加速运动公式
羽毛球在桶内做匀减速运动，减速时的加速度
羽毛球在桶内恰好能滑至球头碰到桌面，根据
联立解得
要保证羽毛球能向下做减速运动，则
即
k<1
（3）羽毛球和球筒从L处自由下落，触地瞬间的速度满足
此后羽毛球以速度向下做匀减速运动，球筒以向上做匀减速运动，在二者达到共速之前的过程中，对于羽毛球由牛顿第二定律方程
解得
对于球筒由牛顿第二定律方程
解得
选向上为正方向，设二者在时刻达到共速，则满足
解得
两者的相对位移
因为
故羽毛球不能从筒中滑出，毛球此时距离球筒开口端的距离
一、单项选择题:本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 人低头使用手机时，下图中手对静止智能手机作用力正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】人低头使用手机时，智能手机受到重力和手给的作用力，根据二力平衡条件可知，手给智能手机的力方向一定竖直向上。
故选D。
2. 如图所示，曲线a和直线b分别是在同一平直公路上行驶的汽车a和b的位移一时间图像，由图像可知（ ）
A. 在t1~t2时间内，b车的速率在不断增大B. 在t1~t2时间内，a车的运动方向不变
C. 在t1时刻，a、b两车运动方向相同D. 在t2时刻，a车速率大于b车速率
【答案】D
【解析】
【详解】A．位移时间图线切线的斜率表示速度，在t1~t2时间内，b车图线斜率不变，则b车的速率不变，故A错误；
B．在t1~t2时间内，a车的位移先减小后增大，因此a车先沿负方向运动再沿正方向运动，运动方向发生了改变，故B错误；
C．在t1时刻，a图线切线斜率为负值，说明a的速度沿负方向，而b图线切线的斜率为正值，速度沿正方向，所以两车运动方向相反，故C错误；
D．位移时间图线切线的斜率表示速度，在t2时刻，a图线斜率大于b图线斜率，故a车速率大于b车速率，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，一倾角为θ的光滑斜面向左做匀加速直线运动，物块相对于斜面静止，则斜面的加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】m与楔形物体相对静止，二者一起向右加速运动，即m的合外力方向水平向右，受力分析如图所示
根据几何关系得
根据牛顿第二定律可得
水平向左，故A正确，BCD错误。
故选A。
4. 某电视台的综艺节目在直播象棋比赛，棋盘是铁质的，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上（如图甲所示），不计棋子间的相互作用力。对于静止在棋盘上的某颗棋子，下列说法正确的是（ ）
A. 若棋盘竖直，磁性越强，棋子所受的摩擦力越大
B. 若棋盘竖直，棋盘对棋子的作用力的大小等于棋子重力的大小
C. 若棋盘竖直，减小棋子的质量，则棋子所受到的摩擦力减少
D. 若使棋盘倾斜，如图乙，棋子仍相对棋盘静止，则棋子受到的摩擦力变大
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．棋子所受的摩擦力与棋子的重力等大反向，则磁性越强，棋子受摩擦力不变，减小棋子的质量，棋子所受到的摩擦力减小，故A错误，C正确；
B．棋子受合力为零，则棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向，故B正确；
D．若使棋盘倾斜，如图乙，棋子仍相对棋盘静止，棋子所受摩擦力等于重力沿棋盘方向的分力，小于棋子的重力，棋子受到的摩擦力变小，故D错误。
故选BC
5. 如图是升降电梯示意图，在电动机的牵引下，质量均为M的载人箱A与平衡物B分别由跨过上端滑轮和下端电动机的上、下两段钢索系住，使电梯上下运动。若电梯中乘客总质量为m，电梯向上运动即将到顶前关闭电动机，下段钢索作用力减小为0，电梯A与平衡物B以加速度a匀减速至停下后卡住电梯，已知重力加速度g，不计一切阻力，则匀减速过程加速度a大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，设关闭发动机之后，钢索的弹力为F，由牛顿第二定律，对B有
对A和乘客有
联立解得
故选A。
6. 轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在倾斜粗糙杆的圆环上.现用始终平行于杆的力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，并且圆环仍保持在原来位置不动.则在这一过程中，拉力F和环对杆的摩擦力Ff的变化情况是（ ）
A. F保持不变，Ff逐渐增大B. F逐渐减小，Ff保持不变
C. F逐渐增大，Ff逐渐增大D. F逐渐增大，Ff逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】先对结点O受力分析，受物体的拉力(等于重力)、拉力F和绳子的拉力T，根据平衡条件，结合三角形定则作图，如图所示
物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，拉力F增加，再对环和物体整体受力分析，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如图所示
根据平衡条件有，平行杆方向
拉力F增大，则摩擦力增大，根据牛顿第三定律，环对杆的摩擦力增大。
故选C。
7. 如图所示，轻弹簧的一端固定在垂直于光滑的倾角为的斜面底端挡板上，另一端自然伸长于斜面O点，将质量为m的物体拴接于弹簧上端后静止于距斜面O点x0处；现用平行于斜面向上的力F缓慢拉动物体，使在弹性限度内斜向上运动了4x0，物体再次静止。撤去F后，物体开始沿斜向下运动，重力加速度为g，不计空气阻力。则撤去F后（ ）
A. 物体先做匀加速运动至O点，过O点后加速度一直减小
B. 物体运动至最低点时弹力大小等于mgsinθ
C. 物体刚运动时的加速度大小为4gsinθ
D. 物体向下运动至O点速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．物体在弹力和重力下滑分力的作用下，做简谐运动，做变加速运动至O点，过O点后加速度先减小后增大，A错误；
BC．由题意得
释放时，根据牛顿第二定律
物体刚运动时的加速度大小，同时也是最低点的加速度大小为
则在最低点时
物体运动至最低点时弹力大小等于
B错误，C正确；
D．距斜面O点x0处为平衡位置，运动至该位置的速度最大，D错误。
故选C。
二、多项选择题:本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，蚂蚁们“头顶着”食物沿树枝向上爬行，10s内前进了0.2m，则（ ）
A. 当蚂蚁匀速爬行时，食物对蚂蚁的力与蚂蚁对食物的力是一对平衡力
B. “10s”是时刻，“0.2m”是路程
C. 观察蚂蚁行走时的肢体分工时，蚂蚁不能视为质点
D. 树枝对蚂蚁的支持力是由于树枝的形变产生的
【答案】CD
【解析】
【详解】A．食物对蚂蚁的力与蚂蚁对食物的力是一对相互作用力，故A错误；
B．依题意，可知“10s”所指为时间间隔，“0.2m”是路程，故B错误；
C．观察蚂蚁行走时的肢体分工时，蚂蚁形状、尺寸对该研究过程有影响，不能视为质点，故C正确；
D．树枝对蚂蚁的支持力是由于树枝的形变产生的，故D正确。
故选CD。
9. 机械臂广泛应用于机械装配。如图所示，机械臂对质量为m的箱子施加作用力F，使箱子在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为，已知重力加速度为g。不计空气阻力。则（ ）
A. 箱子水平方向受力平衡
B. 箱子的合力大小为ma
C. F的竖直分量为mg
D. F的竖直分量为
【答案】BD
【解析】
【详解】ACD．由题意可知，其箱子的加速度方向为斜向上，其运动方向与竖直方向夹角为，对箱子竖直方向有
水平方向有
解得
所以箱子水平方向的受力不平衡，其F竖直分量为，故AC错误，D正确；
B．由牛顿第二定律有
所以箱子所受的合外力大小为ma，故B项正确；
故选BD。
10. 质量均为m的物体甲、乙通过光滑定滑轮（定滑轮质量不计）用轻绳竖直连接，对甲施加水平方向的力，将甲、乙压在逆时针转动的固定竖直传送带上，如图所示。甲、乙恰好均处于静止状态（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），所有轻绳始终处于竖直方向，（ ）
A. 甲对乙的摩擦力竖直向上
B. 轻绳对乙的拉力小于mg
C. 甲、乙间的摩擦因数与乙、传送带间的摩擦因数的比为2:1
D. 甲、乙间的摩擦因数与乙、传送带间的摩擦因数的比为1:2
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．传送带逆时针转动，甲、乙恰好均处于静止状态，故传送带对乙的摩擦力方向向上，设水平方向的力为，绳子对甲和乙的拉力均为，甲、乙间的摩擦因数，乙、传送带间的摩擦因数，对甲、乙组成整体为研究对象，竖直方向由平衡条件得
可见绳子拉力小于mg，对甲分析可知乙对甲的摩擦力一定竖直向上，根据牛顿第三定律，甲对乙的摩擦力竖直向下，故A错误，B正确；
CD．对甲受力分析，甲、乙恰好均处于静止状态，根据竖直方向的受力平衡可得
联立解得
故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题，共16分。
11. 在我们的生活中常常用到弹簧，弹簧的“软硬”程度其实是由弹簧的劲度系数决定的。在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中：
（1）关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是______
A.先竖直悬挂，后测量原长
B.先测量原长，后竖直悬挂
（2）甲弹簧的劲度系数为______N/m（保留三位有效数字）。若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧______（填“甲”或“乙”）
【答案】 ①. A ②. 66.7 ③. 甲
【解析】
【详解】（1）[1]由于弹簧自身的重力使得弹簧有一定的伸长量，为了避免重力对伸长量测量的影响，实验时，应先竖直悬挂，后测量原长。
故选A。
（2）[2]令弹簧的伸长量为x，根据胡克定律有
则有
可知，图像的斜率表示弹簧劲度系数的倒数，对甲弹簧，结合图像有
解得
[3]对乙弹簧，结合图像有
解得
结合上述可知
即甲是“软”弹簧，乙是“硬”弹簧，在弹簧弹性限度之内，相等外力作用下，甲的形变量大一些，甲的精确度高一些，即若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧甲。
12. “探究小车加速度与外力的关系”实验装置如图甲所示，长木板水平放置，细绳一端与力传感器相连，另一端与砂桶相连，细绳与长木板平行，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，固定在小车前端的小滑轮的质量为m0，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，已知重力加速度为g。
（1）实验时，_______（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；_______（填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m”这一条件.
（2）将小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，得到一条纸带如图乙，从0点开始每隔4个点取一个计数点，0、1、2、3、4均为计数点，小车的加速度大小为________m/s2（结果保留2位有效数字），同时记录力传感器的示数。
（3）仅改变桶内砂子的质量，测出多组加速度a与力传感器的示数F后，以F为横坐标，a为纵坐标，作出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，图象不过原点的原因可能为_______；若图像的斜率为k，则小车的质量为M＝_____。
【答案】 ①. 需要 ②. 不需要 ③. 0.40 ④. 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]尽管实验装置采用了力传感器，也需要平衡摩擦力，否则力传感器的示数不等于合力大小的；
[2]实验中，根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力，不需要满足“小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m”这一条件。
（2）[3]由题知，相邻计数点的时间为T=0.1s，根据逐差法，可得
（3）[4]若有一定的拉力，还没有加速度，说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
[5]对小车和小滑轮，根据牛顿第二定律有
解得
所以a-F图像的斜率为
解得小车的质量为
四、计算题:本大题共3小题，共41分。请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。
13. 钢架雪车比赛的一段赛道如图甲所示，水平直道AB与长33m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为30°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，用时t1＝2.5s。紧接着快速俯卧到车上沿BC下滑（图乙所示），从B到C点用时t2＝3s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，sin30°＝0.5，g＝10m/s2，求雪车（包括运动员）：
（1）求水平直道AB长度；
（2）过C点的速度大小；
（3）在斜道BC上运动时受到阻力大小。
【答案】（1）10m；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在AB段加速度大小为
故水平直道AB的长度为
（2）从B点到C点，根据匀变速直线运动位移时间公式可得
解得
过C点的速度大小为
（3）设斜道BC上运动时受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律可得
解得
14. 在动画片《熊出没》中有个镜头，“光头强”在树上用一根轻绳拉住“熊二”，“熊二”站在放在水平地面的箱子上，如图所示。已知“熊二”、箱子的质量分别为m1=60kg，m2=20kg，各接触面的动摩擦因数均为μ=0.5，绳与竖直方向的夹角θ=37°。今用外力将箱子匀速向右拉出，此过程中“光头强”和“熊二”始终保持静止（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）绳子对“熊二”的拉力大小及箱子对“熊二”的支持力大小；
（2）所加水平拉力F的大小。
【答案】（1）300N，360N；（3）460N
【解析】
【详解】（1）对熊二进行受力分析，如图所示
根据平衡条件有
，
其中的滑动摩擦力为
解得
，
（2）对熊二与箱子整体进行受力分析，如图所示
根据平衡条件有
，
其中的滑动摩擦力为
解得
15. 一质量为5m的羽毛球筒长为L，羽毛球的高度为（可将羽毛球看成质量集中在球头的质点），如图甲有一质量为m的羽毛球静置于球筒封口底端，迅速倒立使羽毛球和球筒静置于如图乙左状态，已知羽毛球和球筒间的滑动摩擦力恒为Ff＝kmg，重力加速度为g，现有两种方式尝试将球从筒内取出，求:（设球筒一直保持竖直方向不倾斜）
（1）如图乙，若空气阻力f＝nv（已知n为常数），手握球筒施加竖直向下恒力F使球和球筒相对静止由静止开始运动，求加速度的表达式.
（2）如图乙，不计空气阻力，已知球筒开口端距地面起始高度为，手对球筒施加竖直向下的恒力F由静止开始运动，球筒以一定速度撞击桌面后立即静止，而羽毛球恰好能滑至球头碰到桌面，求恒力F大小及k满足的条件。
（3）如图丙，不计空气阻力，k＝2，让球筒开口朝下从离地L高处由静止释放，球筒撞击地面后反弹的速率始终为撞击前的当球筒第一次到达最高点时，羽毛球能否从筒中滑出？若能，求滑出时的速度大小；若不能，求羽毛球此时距离球筒开口端的距离。
【答案】（1）；（2），；（3）不能，
【解析】
【详解】（1）对羽毛球筒和羽毛球整体分析，根据牛顿第二定律
解得
（2）整体下降时的加速度
设撞击桌面时速度为，根据匀加速运动公式
羽毛球在桶内做匀减速运动，减速时的加速度
羽毛球在桶内恰好能滑至球头碰到桌面，根据
联立解得
要保证羽毛球能向下做减速运动，则
即
k<1
（3）羽毛球和球筒从L处自由下落，触地瞬间的速度满足
此后羽毛球以速度向下做匀减速运动，球筒以向上做匀减速运动，在二者达到共速之前的过程中，对于羽毛球由牛顿第二定律方程
解得
对于球筒由牛顿第二定律方程
解得
选向上为正方向，设二者在时刻达到共速，则满足
解得
两者的相对位移
因为
故羽毛球不能从筒中滑出，毛球此时距离球筒开口端的距离
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