上海市静安区华东模范中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份上海市静安区华东模范中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷，共24页。
（1）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则 。
A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
（2）2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获制动，顺利进入环火星轨道，“天问一号”已累计飞行202天，飞行里程约4.75亿千米 。
A．“天问一号”绕火星飞行一圈平均速度不为0，且它在每一时刻的瞬时速度都不为0
B．“19时52分”和“202天”，前者表示“时刻”，后者表示“时间”
C．飞行里程约4.75亿千米表示位移，距离地球约1.92亿千米表示路程
D．地面卫星控制中心在对“天问一号”进行飞行姿态调整时可以将“天问一号”看成质点
（3）在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是 。
A．哑铃
B．弹簧拉力器
C．单杠
D．跑步机
（4）若空间站内的一个宇航员将一个铁盒推向另一个宇航员，下列说法中不正确的是 。
A．铁盒在空间站中不受重力作用
B．宇航员推出铁盒后会反向运动
C．铁盒被推出后做匀速直线运动
D．宇航员拿着铁盒不觉得费力
（5）如今，许多学生热爱观看天宫课堂学习物理。空间站的特殊物理环境为开展实验研究提供了绝佳契机，也是重要的太空科普教育基地。下列教科书中的“学生实验”能在空间站重演的是 。
A．用DIS研究加速度和质量的关系
B．探究弹簧弹力与形变量的关系
C．研究共点力的合成
D．测量做直线运动物体的瞬时速度
（6）宇航员们完成任务后即将返航。如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动 。
A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力
C．返回舱在喷气过程中所受合外力竖直向下
D．返回舱在喷气过程中处于失重状态
（7）小张自制了一个水火箭。发射过程，火箭由静止从地面竖直向上做匀加速直线运动，经过1s到达离地面10m高处时，一段时间过后火箭掉落至地面，忽略空气阻力 。
二.商店购物
2．在过去的双十一，你是否有前往商场购物呢？请跟随小董同学的步伐，开启一场购物之旅吧！
（1）（多选题）小董同学骑自行车前往购物，他沿平直坡道向下行驶，不计空气阻力，则 。
A．电动自行车一定做匀加速直线运动
B．电动自行车可能做匀速直线运动
C．瓶内的水面可能如图2中所示
D．瓶内的水面可能如图3中所示
（2）商场自动感应门如图所示，小董同学走进时两扇门从静止开始同时向左右平移，若其中一扇门从静止开始先匀加速运动后匀减速运动，经4s恰好完全打开，此时速度恰好为0，则加速度的大小为 。
A．1.5m/s2
B．1m/s2
C．0.75m/s2
D．0.375m/s2
（3）如图所示为小董同学用四根手指拎一购物袋，现在改用一根手指拎，简化图如图所示 。
A．手对购物袋的作用力变大
B．手对购物袋的作用力变小
C．单侧绳子的拉力变小
D．单侧绳子的拉力变大
（4）为刺激消费，商场推出用筷子夹金砖的游戏。小董屡次尝试却无法成功，原来：商家为了让顾客不能夹起金砖，并要求顾客按图所示方向夹金砖。若筷子与金砖之间的动摩擦因数为0.75（滑动摩擦力等于最大静摩擦力），则梯形底角不应超过 。
A．74°
B．53°
C．37°
D．16°
（5）购物结束后，小董同学坐电梯离开，商场有两种电梯。如图所示甲为台阶式电梯，它们倾角相同，没有顾客乘坐时低速转动，加速度大小相同。启动时甲电梯对某乘梯上楼的顾客的摩擦力大小为f1，乙电梯对该乘梯上楼的顾客的摩擦力大小为f2，则 。
A．f1＜f2
B．f1＞f2
C．f1＝f2
D．f1和f2的大小关系由倾角决定
（6）小董同学决定坐出租车回家，恰巧小董的邻居在不久后也购物结束从商场坐出租车回家，他们所乘坐的甲、乙两辆出租车从同一地点沿同一方向做直线运动 。
A．第15s末，二者相遇
B．当乙车出发时，甲车在乙车前方30m处
C．甲、乙两车相遇前，两车间的最大距离为50m
D．以甲车出发时刻为计时起点，甲、乙两车经25s相遇
三.列车出行
3．新年即将到来，我国也将迎来又一个春运高潮，火车和高铁是民众普遍选择的回乡方式。
（1）2009年9月28日，甬台温高速铁路正式开通，浙江铁路进入了高铁时代．假设列车在某段距离中做匀加速直线运动，它的位移是 。
A．x
B．x
C．2x
D．3x
（2）（多选题）在静止的列车上，有两个注满水的容器，在列车启动的过程中，小球所处状态表示正确的是（图中箭头表示启动方向） 。
（3）随着我国科技的发展，高铁已成为大家出行的一种重要交通工具。假设高铁车厢长均为L，高铁进站时可看作匀减速直线运动。如图所示，他发现第8节车厢经过他用时为T。停下时他刚好在9号车厢门口（车厢门口可近似看成在两节车厢连接处）。下列判断正确的是 。
A．第3节车厢经过他用时（）T
B．第5节车厢门口和第6节车厢门口经过他时的速度之比为
C．第7节车厢门口经过他的速度大小为2
D．第1节车厢门口经过他的速度大小为
（4）列车在平直轨道上匀速行驶，到站制动停车及启动过程，均可看成是匀变速直线运动。则如图所示v﹣t图像中 。
（5）为满足高速运行的需要，在高铁列车的前端和尾端各有一节机车，可以提供大小相等的动力。沿南北方向运行的某高铁列车，每节机车和车厢的质量相等均为m，且运行时受到的阻力相同均为所受重力的k倍，桌面水平，在某一餐桌桌面的中央静置一光滑的小钢球，发现经时间t小球从桌面的北边垂直桌边滑落，假设此过程列车一直做匀加速直线运动，试求：
①该高铁列车的加速度大小和方向；
②该高铁列车一节机车提供的动力大小；
③该高铁列车从前端（含机车）开始编号，第1节对第2节的作用力与第10节对第11节的作用力大小之比。
四.物理实验
4．物理是一门以实验为基础的科学，本学期，我们完成了许多物理实验
（1）在探究“弹簧弹力与形变量的关系”实验中，某同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度l为横轴建立坐标系，依据实验数据作出F﹣l图像如图所示 。
A．30N/m
B．30N/cm
C．0.15N/cm
D．0.15N/m
（2）某同学用平板A和B制作了一个直角架。该同学想通过该装置，利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下：
①平板B置于水平面上，压力传感器固定在平板B上，将木块C置于压力传感器正上方，如图甲所示，记录此时传感器的示数F1，此时平板A对木块C的弹力为 ；
②以直角架连接边为转轴，抬高平板B的另一端，使平板B绕转轴逆时针旋转，记录传感器的示数F2，如图乙所示；
③在误差允许的范围内，比较F1和F2的大小，若F1与F2之比为 ，即可初步验证平行四边形定则；
④重复步骤（2），多次调整平板B转动的角度，比较F1和F2的大小，多次验证；
⑤在步骤（2）中，板B绕转轴逆时针旋转到角度为60°的过程中，若不考虑平板B与木块C间的摩擦 （选填“一直变大”或“先变大后变小”）。
（3）如图（a）所示，是“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置。
①小车上安装的是位移传感器的 部分（选填“接收”或“发射”）。实验中，多次改变 的总质量，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据。某同学根据数据绘出的图像如图（b）所示，经检查分析，是由于小车与轨道间存在摩擦所致 N。
②另外4位同学均得到一条几乎通过坐标原点的直线。现将这4位同学的a﹣F图像画在同一个坐标系内，得到如图（c）所示的4条图线1＝0.50kg、m2＝0.75kg、m3＝1.00kg、m4＝1.20kg。由图（c）及4位同学记录的小车总质量，推断出小车加速度与小车总质量的定性关系是： 。
（4）理想实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，从而深刻地揭示自然规律的科学研究方法。伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展
①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面AB滚下，小球将滚上另一个斜面BC。
②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
③减小第二个斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。
上述四个步骤中，属于理想化推论的是 。
A．②
B．②③
C．②③④
D．①②③④
（5）在伽利略和笛卡尔等科学家工作的基础上，牛顿提出了牛顿第一定律，揭示了运动和力的关系。关于运动和力的关系 。
A．物体受到的合力为零时，一定处于静止状态
B．物体的运动方向与所受合力的方向一定相同
C．物体做匀变速直线运动，运动状态不发生改变
D．物体受到的合力不为零时，运动状态一定发生改变
2024-2025学年上海市静安区华东模范中学高一（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.航天科技
1．近年来，我国航天事业取得巨大进展和前所未有的成就，这一切离不开物理这一基础学科。
（1）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则 C 。
A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
（2）2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获制动，顺利进入环火星轨道，“天问一号”已累计飞行202天，飞行里程约4.75亿千米 B 。
A．“天问一号”绕火星飞行一圈平均速度不为0，且它在每一时刻的瞬时速度都不为0
B．“19时52分”和“202天”，前者表示“时刻”，后者表示“时间”
C．飞行里程约4.75亿千米表示位移，距离地球约1.92亿千米表示路程
D．地面卫星控制中心在对“天问一号”进行飞行姿态调整时可以将“天问一号”看成质点
（3）在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是 B 。
A．哑铃
B．弹簧拉力器
C．单杠
D．跑步机
（4）若空间站内的一个宇航员将一个铁盒推向另一个宇航员，下列说法中不正确的是 A 。
A．铁盒在空间站中不受重力作用
B．宇航员推出铁盒后会反向运动
C．铁盒被推出后做匀速直线运动
D．宇航员拿着铁盒不觉得费力
（5）如今，许多学生热爱观看天宫课堂学习物理。空间站的特殊物理环境为开展实验研究提供了绝佳契机，也是重要的太空科普教育基地。下列教科书中的“学生实验”能在空间站重演的是 C 。
A．用DIS研究加速度和质量的关系
B．探究弹簧弹力与形变量的关系
C．研究共点力的合成
D．测量做直线运动物体的瞬时速度
（6）宇航员们完成任务后即将返航。如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动 A 。
A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力
C．返回舱在喷气过程中所受合外力竖直向下
D．返回舱在喷气过程中处于失重状态
（7）小张自制了一个水火箭。发射过程，火箭由静止从地面竖直向上做匀加速直线运动，经过1s到达离地面10m高处时，一段时间过后火箭掉落至地面，忽略空气阻力 （3+）s 。
【分析】（1）相对于参考系位置不变的物体是静止的，相对于参考系位置变化的物体是运动的。
（2）位移与所用时间的比值是平均速度；某时刻或经过某位置的速度为瞬时速度；
时间间隔即时间段，时刻即瞬间；
路程是物体运动轨迹的长度，位移表示物体位置变化；
当物体的大小与形状对所研究的问题来说是无关的或次要的因素时物体可以看作质点。
（3）空间站绕地球做匀速圆周运动，里面的物体处于完全失重状态，利用重力锻炼的器材都不能使用了。
（4）空间站内的物体处于完全失重状态，根据题意分析答题。
（5）空间站内的物体处于完全失重状态，根据实验原理分析判断实验是否能进行。
（6）根据喷气过程火箭受力情况分析答题。
（7）根据运动学公式求出火箭各阶段的运动时间，然后求出从发射到落回地面的总时间。
【解答】解：（1）A、“天和”相对于地球的位置不断变化，“天和”是运动的；
B、“神舟十五号”相对于地球位置不断变化，“神舟十五号”是运动的；
C、“神舟十五号”相对于“天和”位置保持不变，“神舟十五号”是静止的；
D、“天和”相对于“神舟十五号”位置保持不变，“天和”是静止的。
故选：C。
（2）A、“天问一号”绕火星飞行一圈的位移为零，它在每一时刻的瞬时速度都不为0；
B、“19时52分”是一瞬间，“202天”时时间段，故B正确；
C、飞行里程约4.75亿千米是运动轨迹的长度，距离地球约8.92亿千米是初末位置的距离大小，故C错误；
D、地面卫星控制中心在对“天问一号”进行飞行姿态调整时“天问一号”的大小与形状不能忽略，故D错误。
故选：B。
（3）空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站里的物体处于完全失重状态、单杠，都不能用了，
弹簧拉力器是利用克服弹簧弹力进行锻炼的器材，在空间站仍可以用弹簧拉力器锻炼身体，B正确。
故选：B。
（4）A、铁盒在空间站中受到重力作用；
B、宇航员推出铁盒过程，宇航员会反向加速，宇航员推出铁盒后会反向运动；
C、铁盒处于完全失重状态，故C正确；
D、铁盒处于完全失重状态，宇航员拿着铁盒不觉得费力。
本题选错误的，故选：A。
（5）A、空间站内的物体完全失重，故A错误；
B、空间站内的物体完全失重，故B错误；
C、空间站内用弹簧测力计测拉力不受影响，故C正确；
D、空间站内的物体处于完全失重状态，故D错误。
故选：C。
（6）A、火箭开始喷气瞬间，伞绳对返回舱的拉力变小；
B、喷气前返回舱做匀速直线运动、方向相反；返回舱在喷气过程中减速的主要原因是喷出气体对返回舱的反作用力；
C、返回舱在喷气过程中向下做减速运动，所受合外力竖直向上；
D、返回舱在喷气过程中加速度方向向上，故D错误。
故选：A。
（7）火箭加速上升的位移h＝
其中t7＝1s，代入数据解得失去动力时火箭的速度大小v＝20m/s
失去动力后火箭向上做竖直上抛运动，从失去动力到落回地面的过程，
火箭的的位移：﹣h＝vt2﹣
代入数据解得：t2＝（2+）s[t＝（2﹣，舍去]
则火箭从发射到落回地面需要的时间t＝t5+t2，解得：t＝（3+）s
故答案为：（1）C；（2）B；（4）A；（6）A）s。
【点评】本题涉及的知识点较多，认真审题理解题意、掌握基础知识是解题的前提，平时要注意基础知识的学习与积累。
二.商店购物
2．在过去的双十一，你是否有前往商场购物呢？请跟随小董同学的步伐，开启一场购物之旅吧！
（1）（多选题）小董同学骑自行车前往购物，他沿平直坡道向下行驶，不计空气阻力，则 AD 。
A．电动自行车一定做匀加速直线运动
B．电动自行车可能做匀速直线运动
C．瓶内的水面可能如图2中所示
D．瓶内的水面可能如图3中所示
（2）商场自动感应门如图所示，小董同学走进时两扇门从静止开始同时向左右平移，若其中一扇门从静止开始先匀加速运动后匀减速运动，经4s恰好完全打开，此时速度恰好为0，则加速度的大小为 C 。
A．1.5m/s2
B．1m/s2
C．0.75m/s2
D．0.375m/s2
（3）如图所示为小董同学用四根手指拎一购物袋，现在改用一根手指拎，简化图如图所示 D 。
A．手对购物袋的作用力变大
B．手对购物袋的作用力变小
C．单侧绳子的拉力变小
D．单侧绳子的拉力变大
（4）为刺激消费，商场推出用筷子夹金砖的游戏。小董屡次尝试却无法成功，原来：商家为了让顾客不能夹起金砖，并要求顾客按图所示方向夹金砖。若筷子与金砖之间的动摩擦因数为0.75（滑动摩擦力等于最大静摩擦力），则梯形底角不应超过 B 。
A．74°
B．53°
C．37°
D．16°
（5）购物结束后，小董同学坐电梯离开，商场有两种电梯。如图所示甲为台阶式电梯，它们倾角相同，没有顾客乘坐时低速转动，加速度大小相同。启动时甲电梯对某乘梯上楼的顾客的摩擦力大小为f1，乙电梯对该乘梯上楼的顾客的摩擦力大小为f2，则 A 。
A．f1＜f2
B．f1＞f2
C．f1＝f2
D．f1和f2的大小关系由倾角决定
（6）小董同学决定坐出租车回家，恰巧小董的邻居在不久后也购物结束从商场坐出租车回家，他们所乘坐的甲、乙两辆出租车从同一地点沿同一方向做直线运动 D 。
A．第15s末，二者相遇
B．当乙车出发时，甲车在乙车前方30m处
C．甲、乙两车相遇前，两车间的最大距离为50m
D．以甲车出发时刻为计时起点，甲、乙两车经25s相遇
【分析】（1）对水瓶受力分析，受重力和绳子拉力，结合运动与力的关系分析即可。
（2）根据门的位移与运动时间应用匀变速直线运动的x﹣t公式求出加速度大小。
（3）在平面内，若物体受到三个力的作用，处于平衡态，则三个力必作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线必交于一点。根据平衡条件列方程可解。
（4）将筷子的力分解成水平、竖直两个方向的分力进行分析，当摩擦力小于竖直方向分力时，筷子都不能夹起金砖。
（5）对顾客受力分析，根据牛顿第二定律列式，得到摩擦力表达式，再比较摩擦力大小。
（6）根据速度—时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，由几何知识计算面积，再判断两车之间的位移关系及是否相遇。
【解答】解：（1）AB、水瓶受力如图所示
自行车沿坡道向下运动，自行车的加速度方向平行于坡道，则水瓶的加速度沿坡道向下，
设合力大小为F，设水瓶质量（包括水）为m，方向沿坡道向下，
自行车与水瓶保持相对静止，自行车加速度方向沿坡道向下，自行车做匀加速运动，B错误；
CD、在水瓶内液面上取一质量为Δm的微元，加速度方向沿坡道向下，
这两个力的合力方向沿坡道向下，根据力的合成规律可知，
由于微元所受支持力方向与液面垂直，则细绳方向一定与液面垂直，故C错误。
故选：AD。
（2）门匀加速运动和匀减速运动的加速度的大小相同，初末速度都为零，加速位移与减速位移相等，
则加速时间t1＝s＝2s1＝m＝4.5m
加速过程门做初速度为零的匀加速直线运动，位移x1＝
代入数据解得：a＝0.75m/s2，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（3）AB、手对购物袋的作用力与购物袋的重力是一对平衡力，大小相等，故AB错误；
CD、两侧绳子对购物袋作用力的合力大小不变且等于购物袋的重力，可认为手的拉力F作用在两侧绳延长线的交点上，
手对购物袋的拉力F按照作用效果分解为大小相等的两个分力F2；如图二所示；
由平衡条件得：2F1csθ＝mg，θ为单侧绳与竖直方向的夹角，两个单侧绳子拉力间的夹角变大
由3F1csθ＝mg可知csθ变小，F1变大，故C错误。
故选：D。
（4）设梯形底角为θ，对金砖进行受力分析
商家需要无论金砖质量如何，都不能夹起金砖Nsinθ≤2FNcsθ，解得：μ＝0.75≤，故B正确。
故选：B。
（5）对图甲中顾客受力分析：
图1所示，将顾客的加速度沿水平和竖直两个方向分解，由牛顿第二定律得：f7＝macsθ
对图乙中顾客受力分析，如图2所示2﹣mgsinθ＝ma，整理得：f8＝mgsinθ+ma，则：f1＜f2，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（6）A、由图示v﹣t图像可知，甲的位移大小：x甲＝m＝100m
乙的位移大小：x乙＝m＝25m，甲，故A错误；
B、由图象可知，此时甲已经经过的位移大小为：，即甲车在乙车前方50m处；
C、当甲车和乙车速度相等时，由图象可知，此时两车之间的距离：Δx＝x甲﹣x乙＝100m﹣25m＝75m，即两车相遇前两车之间的最大距离为75m；
D、由图象可知，甲车的位移大小为：x甲'＝×（15+25）×10m＝200m乙'＝×（5+15）×20m＝200m，即甲，故D正确。
故选：D。
故答案为：（1）AD；（2）C；（4）B；（6）D。
【点评】利用速度—时间图象分析从同一位置出发的追及相遇问题，主要抓住以下几点：
（1）两者速度相等时相距最远；
（2）两者速度—时间图象与时间轴围成的面积相等时位移相同，即相遇；
（3）当图象相交时两者速度相等。
三.列车出行
3．新年即将到来，我国也将迎来又一个春运高潮，火车和高铁是民众普遍选择的回乡方式。
（1）2009年9月28日，甬台温高速铁路正式开通，浙江铁路进入了高铁时代．假设列车在某段距离中做匀加速直线运动，它的位移是 B 。
A．x
B．x
C．2x
D．3x
（2）（多选题）在静止的列车上，有两个注满水的容器，在列车启动的过程中，小球所处状态表示正确的是（图中箭头表示启动方向） BD 。
（3）随着我国科技的发展，高铁已成为大家出行的一种重要交通工具。假设高铁车厢长均为L，高铁进站时可看作匀减速直线运动。如图所示，他发现第8节车厢经过他用时为T。停下时他刚好在9号车厢门口（车厢门口可近似看成在两节车厢连接处）。下列判断正确的是 C 。
A．第3节车厢经过他用时（）T
B．第5节车厢门口和第6节车厢门口经过他时的速度之比为
C．第7节车厢门口经过他的速度大小为2
D．第1节车厢门口经过他的速度大小为
（4）列车在平直轨道上匀速行驶，到站制动停车及启动过程，均可看成是匀变速直线运动。则如图所示v﹣t图像中 D 。
（5）为满足高速运行的需要，在高铁列车的前端和尾端各有一节机车，可以提供大小相等的动力。沿南北方向运行的某高铁列车，每节机车和车厢的质量相等均为m，且运行时受到的阻力相同均为所受重力的k倍，桌面水平，在某一餐桌桌面的中央静置一光滑的小钢球，发现经时间t小球从桌面的北边垂直桌边滑落，假设此过程列车一直做匀加速直线运动，试求：
①该高铁列车的加速度大小和方向；
②该高铁列车一节机车提供的动力大小；
③该高铁列车从前端（含机车）开始编号，第1节对第2节的作用力与第10节对第11节的作用力大小之比。
【分析】（1）应用匀变速直线运动的v﹣x公式分析求解。
（2）物体能够保持原来运动状态的性质就是惯性，惯性的大小仅与质量有关；分析两种情况下铁球和乒乓球相对于同体积的“水球”惯性大小，进而分析运动情况。
（3）根据逆向思维题，将火车运动反向看作初速度为零的匀加速直线运动处理；根据速度—位移关系计算；根据位移—时间关系计算；根据速度—位移关系计算。
（4）列车进站要减速到零，停车后再加速运动，根据列车运动过程分析答题。
（5）①应用运动学公式求出加速度大小；
②应用牛顿第二定律求出动力大小；
③应用牛顿第二定律求出作用力大小，然后求出比值。
【解答】解：（1）由匀变速直线运动的v﹣x公式得：
其中v0＝7m/s，v1＝10m/s，v2＝15m/s，解得：x'＝x，ACD错误。
故选：B。
（2）AB、当容器随列车向右启动时，铁球质量大，铁球的运动状态难改变，所以铁球相对于小车向左运动，B正确；
CD、当容器随列车向右运动时，质量小，运动状态容易改变，故C错误。
故选：BD。
（3）A、根据逆向思维题，根据初速度为零的匀变速直线运动的比例关系有t8：t4：t6：t5：t3：t3＝1：（﹣1）：（）：（），解得：t3＝（）T；
B、根据速度—位移关系v2＝2ax可知，第5节车厢门口和第6节车厢门口经过他时的速度之比v5：v8＝：＝2：；
C．根据位移—时间关系得：L＝＝2ax可知：，则第7节车厢门口经过他的速度大小为v7＝，故C正确；
D．根据速度—位移关系2﹣3＝2a×8L，解得：v＝。
故选：C。
（4）列车进站前做匀速运动，进站时先做匀减速直线运动直到速度为零，加速结束后做匀速直线运动，D正确。
故选：D。
（5）①小钢球光滑，小钢球所受合力为零，以列车为参考系，运动方向与列车的启动方向相反，
经时间t小球从桌面的北边垂直桌边滑落，说明列车向南加速，解得加速度大小：a＝
②设一节机车提供的动力为F，对列车整体
解得：F＝8kmg+
③以第一节机车为研究对象，由牛顿第二定律得：F﹣kmg﹣F1＝ma
以前10节车厢为研究对象，由牛顿第二定律得：10kmg+F2﹣F＝10ma
解得：＝
故答案为：（1）B；（2）BD；（4）D；
（5）①该高铁列车的加速度大小是，方向向南；
②该高铁列车一节机车提供的动力大小是8kmg+；
③第1节对第7节的作用力与第10节对第11节的作用力大小之比是7：2。
【点评】物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。原来静止的物体具有保持静止状态的性质；原来处于运动的物体，具有保持匀速直线运动状态的性质，本题的难度在于这两个小球分别在一只盛水的容器中，因此解题时要考虑水的密度大于整个乒乓球密度，水的密度小于整个铁球密度等。
四.物理实验
4．物理是一门以实验为基础的科学，本学期，我们完成了许多物理实验
（1）在探究“弹簧弹力与形变量的关系”实验中，某同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度l为横轴建立坐标系，依据实验数据作出F﹣l图像如图所示 A 。
A．30N/m
B．30N/cm
C．0.15N/cm
D．0.15N/m
（2）某同学用平板A和B制作了一个直角架。该同学想通过该装置，利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下：
①平板B置于水平面上，压力传感器固定在平板B上，将木块C置于压力传感器正上方，如图甲所示，记录此时传感器的示数F1，此时平板A对木块C的弹力为 0 ；
②以直角架连接边为转轴，抬高平板B的另一端，使平板B绕转轴逆时针旋转，记录传感器的示数F2，如图乙所示；
③在误差允许的范围内，比较F1和F2的大小，若F1与F2之比为 2：1 ，即可初步验证平行四边形定则；
④重复步骤（2），多次调整平板B转动的角度，比较F1和F2的大小，多次验证；
⑤在步骤（2）中，板B绕转轴逆时针旋转到角度为60°的过程中，若不考虑平板B与木块C间的摩擦 一直变大 （选填“一直变大”或“先变大后变小”）。
（3）如图（a）所示，是“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置。
①小车上安装的是位移传感器的 发射 部分（选填“接收”或“发射”）。实验中，多次改变 钩码 的总质量，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据。某同学根据数据绘出的图像如图（b）所示，经检查分析，是由于小车与轨道间存在摩擦所致 0.5 N。
②另外4位同学均得到一条几乎通过坐标原点的直线。现将这4位同学的a﹣F图像画在同一个坐标系内，得到如图（c）所示的4条图线1＝0.50kg、m2＝0.75kg、m3＝1.00kg、m4＝1.20kg。由图（c）及4位同学记录的小车总质量，推断出小车加速度与小车总质量的定性关系是： 拉力大小相等时，小车总质量越大，加速度越小 。
（4）理想实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，从而深刻地揭示自然规律的科学研究方法。伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展
①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面AB滚下，小球将滚上另一个斜面BC。
②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
③减小第二个斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。
上述四个步骤中，属于理想化推论的是 C 。
A．②
B．②③
C．②③④
D．①②③④
（5）在伽利略和笛卡尔等科学家工作的基础上，牛顿提出了牛顿第一定律，揭示了运动和力的关系。关于运动和力的关系 D 。
A．物体受到的合力为零时，一定处于静止状态
B．物体的运动方向与所受合力的方向一定相同
C．物体做匀变速直线运动，运动状态不发生改变
D．物体受到的合力不为零时，运动状态一定发生改变
【分析】（1）根据胡克定律和平衡条件分析；
（2）①根据弹力的产生条件分析；
③根据平行四边形定则分析；
⑤正确受力分析，根据画圆法分析；
（3）①小车上安装的是位移传感器的发射部分，接收部分固定在轨道上，根据牛顿第二定律写出图像的函数表达式，结合图像计算；
②根据图像分析即可；
（4）根据伽利略理想实验步骤分析即可；
（5）物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，都是处于平衡状态；运动方向与合力方向可以有夹角；物体做匀变速直线运动，速度发生了变化；根据力是改变物体运动状态的原因分析。
【解答】解：（1）根据胡克定律，该弹簧的劲度系数为
，故A正确。
故选：A。
（2）①题图甲中平板B水平放置，平板A与木块C只接触不作用。
③对木块C进行受力分析，可知平板A对木块C的弹力和平板B对木块C的弹力均与各自接触面垂直，故这两个弹力的合力应该竖直向上，根据几何关系可知合力为
在误差允许的范围内，若
F1：F3＝2：1
即两个平板对木块C的弹力的合力与木块C受到的重力大小相等，方向相反。
⑤平板B从题图甲所示位置缓慢旋转至题图乙所示位置的过程中，两板对木块C的弹力夹角不变，作出辅助圆，可知平板A对木块C的弹力一直变大。
（3）①小车上安装的是位移传感器的发射部分。
实验中，多次改变钩码的总质量。
由于小车与轨道间存在摩擦，根据牛顿第二定律有
F﹣f＝ma
整理得
可知当小车加速度为零时，拉力等于摩擦力
f＝F＝4.5N
②推断出小车加速度与小车总质量的定性关系是：拉力大小相等时，小车总质量越大。
在图（c）中作一条与纵轴平行的直线，结合该直线与4条图线交点的纵坐标值及相应同学记录的小车总质量，小车总质量越大。
（4）理想实验的实验结果是无法用实际的实验进行验证的，但是，是严密的，得出的结论是对客观世界真实的反映，②③④是推论，ABD错误。
故选：C。
（5）A．物体受到的合力为零时，故A错误；
B．物体的运动方向与所受合力的方向不一定相同，故B错误；
C．物体做匀变速直线运动，则运动状态发生改变；
D．力是改变物体运动状态的原因，运动状态一定发生改变。
故选：D。
故答案为：（1）A；（2）①6；⑤一直变大，钩码；②拉力大小相等时，加速度越小；（5）D。
【点评】本题考查了胡克定律，弹力产生的条件，平行四边形定则的运用，物体动态平衡的分析方法以及对牛顿第一定律的理解，基础题。
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