2024-2025学年高一物理人教版2019上学期期末考试模拟卷02

这是一份2024-2025学年高一物理人教版2019上学期期末考试模拟卷02，共33页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分，测试范围，如图所示为机械手抓取篮球的照片等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．测试范围：[人教版2019必修一+必修二第一章]。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．如图所示，一弹性小球从距地面2m处的A点以10m/s的速度竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时，向上的速度为7m/s，小球从A点到B点共用时0.3s，则此过程中（ ）
A．小球发生的位移大小为0.5m，方向竖直向下
B．小球速度变化量的大小为3m/s，方向竖直向下
C．小球平均速度的大小为1.5m/s，方向竖直向下
D．小球加速度的大小约为，方向竖直向上
2．A、B两物体在同一直线上做变速直线运动，它们的图像如图所示，则（ ）
A．内A、B两物体的运动方向相反
B．内A比B物体运动得快
C．时，A、B两物体的速度相同
D．A、B两物体都在做加速运动
3．为测出反应时间，两同学设计了如图所示实验：甲同学捏住直尺上端使其保持竖直，直尺的零刻度线位于乙同学的两指之间且两指未接触直尺，当乙看见甲释放直尺时，立即用手指捏住尺子，根据乙同学手指所在位置的直尺刻度，可测得人的反应时间。下列说法正确的是（ ）
A．实验测得的是甲同学的反应时间
B．实验用的直尺质量越小测得的值越精确
C．乙同学手指捏在直尺上的刻度值越大，则他的反应时间越短
D．若乙同学手指捏在直尺20cm刻度处，则测得反应时间约为0.2s
4．如图甲所示，用水平力将质量为0.4kg的物体压在竖直墙壁上静止不动，物体与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力随时间变化的规律如图乙所示，取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反映物体所受墙的摩擦力大小随时间变化规律的是（ ）
A．B．
C．D．
5．如图甲所示是斧子砍进木桩时的示意图，其横截面如图乙所示，斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形，若施加竖直向下的力与斧子的重力合计为F，则（ ）
A．侧向分力F1、F2大小为
B．F越小，斧头对木桩的侧向压力越大
C．相同的力F，θ越大的斧子，越容易劈开木桩
D．相同的力F，θ越小的斧子，越容易劈开木桩
6．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．货车速度
B．货物做匀速直线运动
C．货车对地面的压力大于货车的重力
D．缆绳中的拉力
7．如图所示，某同学在操场上练习投掷铅球，将铅球从某一水平面的A点以仰角斜向上抛出，铅球运动过程中经过同一水平面上与A点相距的B点，且最高点距AB水面5m。忽略空气阻力，则（ ）
A．铅球从A到B的运动时间为4s
B．铅球在最高点的速度大小为20m/s
C．保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的水平距离增大
D．保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的时间增大
8．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取，则下列说法正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．当时，小球处于超重状态
C．该弹簧的劲度系数为10.0N/m
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度大小一直增大
9．抖空竹是一项老少皆宜的运动项目，也是一种杂技表演项目，历史文化悠久。如图所示，人的两手握住连有轻质绳子的两根短杆，空竹在绳子上旋转并上下左右运动，忽略空竹的自转，认为绳子是光滑的且空竹在运动过程始终处于平衡状态。已知空竹的质量为m，重力加速度为g，绳子两端水平距离为d，绳长为L，下列说法正确的是（ ）
A．绳子与竖直方向夹角的余弦值为
B．绳子的拉力为
C．若左手不动，右手向上移动，绳子的拉力增大
D．若左手不动，右手向右移动，绳子的拉力增大
10．如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为只有三根“手指”有力的作用。抓取点对称分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球之间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．即使“手指”对篮球的压力足够大，也不一定能将篮球抓起
B．若与的关系满足，则一定能将篮球抓起
C．若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为
D．若抓起篮球竖直向上做匀加速运动，则每根“手指”对篮球的压力不断增大
11．如图甲所示，蹦床是一项有趣且具有挑战性的竞技体育运动，深受广大青少年喜爱。图乙是运动员到达最高点O后，竖直下落到A点接触蹦床，接着运动到最低点C点的情景，其中B点为运动员静止在蹦床上时的位置，不计空气阻力，运动员可看成质点。下列说法正确的是（ ）

A．由于运动员在最高点时处于失重状态，所以其惯性减小
B．运动员在B点静止时，他的重力与他对蹦床的压力是一对平衡力
C．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，运动员的加速度先减小后增大
D．在C点时，运动员的加速度最大，且一定大于重力加速度
12．如图所示，实验小组的同学利用手机的计时App测量重力加速度。首先将气球与重物相连，然后将气球放置在篮筐上，测出此时重物与地面之间距离为H。将手机放在重物落点旁边，开启软件。突然用细针刺穿气球，气球破裂重物开始下落，破裂发出的响声触发手机开始计时。当重物落地发出响声再次触发手机停止计时，得到计时时长为Δt，不考虑空气阻力，则（ ）
A．根据测量数据，算出重力加速度为
B．根据测量数据，算出重力加速度为
C．由于声音传播需要时间，重力加速度的测量值偏小
D．由于声音传播需要时间，重力加速度的测量值偏大
第Ⅱ卷（非选择题）
实验题：本题共2小题，共16分。
13．（8分）某同学利用图甲的装置测量一轻弹簧的劲度系数。图中直尺水平固定，轻弹簧左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码（实验中，每个钩码的质量均为），弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出，实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个钩码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与水平桌面没有接触；
②系统静止后，记录钩码的个数及相应的指针位置；
③逐次增加钩码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）；
④用（）表示钩码的个数，表示相应的指针位置，记录的数据如下表：
解答下列问题：
（1）以表示挂个钩码时弹簧所受的弹力大小，重力加速度取，则时， ；
（2）图乙的坐标图中缺少了对应的数据点，请根据表中数据在坐标图中补齐数据点，并作出图像 ；
（3）该实验的图线斜率的物理意义为 ，根据图像，求得弹簧的劲度系数 。
14．（8分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。
(1)为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论。下列说法正确的是______。（填选项字母）
A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B．四组实验都需要平衡摩擦力
C．四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
(2)按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，从图像中可以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为 。（保留2位有效数字）
(3)按丁同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，则小车的质量 ；该值与小车的实际质量相比是 （选填“偏大”，“偏小”或“相等”）的。
(4)若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为 。
三、计算题：本题共3小题，共36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。
15．（9分）潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力骤减，潜艇如同汽车那样掉下悬崖，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。若某潜艇在高密度海水区域水面下沿水平方向缓慢航行，如图所示。当该潜艇驶入海水低密度区域时，浮力骤减导致潜航以的加速度匀加速下沉，20s后潜艇官兵迅速对潜艇减重（减重时间极短，可忽略不计），此后潜艇以的加速度匀减速下沉，速度减为零后保持加速度不变开始加速上浮，升至距水面120m处时，开始对潜艇加重。求：
（1）潜艇“掉深”达到的最大深度（自水面算起）；
（2）潜艇从开始“掉深”到升至距水面120m处所用的总时间。
16．（11分）如图甲所示，为学校举行的托乒乓球跑步比赛情景，赛道为水平直道。某同学在比赛过程中匀速前进的阶段，球拍的倾角始终为，质量m为的乒乓球一直位于球拍中心相对球拍保持静止，如图乙所示。球与球拍之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，乒乓球受到的空气阻力F大小与其速度v的大小成正比，即（比例系数k为常数，不受其它因素影响），F方向与运动方向相反。重力加速度g取。（已知）
（1）当该同学以速度做匀速直线运动时，球与球拍之间恰无摩擦，求乒乓球对球拍的压力大小和中的比例系数k；
（2）若要使乒乓球相对球拍恰好不向上滑动，求该同学跑步的速度大小。
17．（16分）如图所示，有一水平传送带以4m/s的速度顺时针方向匀速转动，传送带AB长度，其右端挨着一段粗糙水平面BC，其长度为（未知），紧挨着BC的光滑水平地面上放置一质量的平板小车，小车长度。小车上表面刚好与BC面等高。现将质量的煤块（可视为质点）轻轻放到传送带的左端A处，经过传送带传送至右端B后通过粗糙水平面BC滑上小车。煤块与传送带间的动摩擦因数，煤块与BC面间、煤块与小车间的动摩擦因数均为，取重力加速度。求：
（1）煤块在传送带上运动的时间；
（2）BC面的长度为多少时，煤块刚好运动到C点停下；
（3）若煤块能够滑上小车且不从小车上掉下来，BC面的长度应满足的条件。
数值
10.38
11.40
12.41
13.85
14.40
2024-2025学年高一物理上学期期末考试模拟卷02
答案解析
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．测试范围：[人教版2019必修一+必修二第一章]。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．如图所示，一弹性小球从距地面2m处的A点以10m/s的速度竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时，向上的速度为7m/s，小球从A点到B点共用时0.3s，则此过程中（ ）
A．小球发生的位移大小为0.5m，方向竖直向下
B．小球速度变化量的大小为3m/s，方向竖直向下
C．小球平均速度的大小为1.5m/s，方向竖直向下
D．小球加速度的大小约为，方向竖直向上
【答案】A
【详解】A．小球发生的位移大小为
x=2m-1.5m=0.5m
方向竖直向下，选项A正确；
B．以向下为正，则小球速度变化量的为
即小球速度变化量的大小为17m/s，方向竖直向上，选项B错误；
C．小球平均速度的大小为
方向竖直向下，选项C错误；
D．小球加速度的大小约为
方向竖直向上，选项D错误。
故选A。
2．A、B两物体在同一直线上做变速直线运动，它们的图像如图所示，则（ ）
A．内A、B两物体的运动方向相反
B．内A比B物体运动得快
C．时，A、B两物体的速度相同
D．A、B两物体都在做加速运动
【答案】C
【详解】A．由图像可知，内A、B两物体的运动方向相同，均沿正方向运动，故A错误；
B．由图像可知，内A的速度先小于B的速度，后大于B的速度，所以A比B物体先运动得慢，后运动得快，故B错误；
C．由图像可知，时，A、B两物体的速度相同，故C正确；
D．由图像可知，A物体在做加速运动，B物体在做减速运动，故D错误。
故选C。
3．为测出反应时间，两同学设计了如图所示实验：甲同学捏住直尺上端使其保持竖直，直尺的零刻度线位于乙同学的两指之间且两指未接触直尺，当乙看见甲释放直尺时，立即用手指捏住尺子，根据乙同学手指所在位置的直尺刻度，可测得人的反应时间。下列说法正确的是（ ）
A．实验测得的是甲同学的反应时间
B．实验用的直尺质量越小测得的值越精确
C．乙同学手指捏在直尺上的刻度值越大，则他的反应时间越短
D．若乙同学手指捏在直尺20cm刻度处，则测得反应时间约为0.2s
【答案】D
【详解】A．乙看见甲释放直尺时，立即用手指捏住尺子，故测量的是乙的反应时间，故A错误；
B．测反应时间利用的是直尺的自由落体运动，重力加速度与直尺的质量无关，故B错误；
C．根据，可得
可知乙同学手指捏在直尺上的刻度值越大，则他的反应时间越长，故C错误；
D．若乙同学手指捏在直尺20cm刻度处，则测得反应时间约为
故D正确。
故选D。
4．如图甲所示，用水平力将质量为0.4kg的物体压在竖直墙壁上静止不动，物体与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力随时间变化的规律如图乙所示，取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反映物体所受墙的摩擦力大小随时间变化规律的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】开始时物体受到的最大静摩擦力为
重力为
故开始时，物体处于静止状态，受到静摩擦力作用；当静摩擦力等于重力时，则有
解得
对比乙图可知，此时t=2s，故在内物体受到的静摩擦力大小为4N；2s后，摩擦力小于4N，物体向下滑动，则物体受到滑动摩擦力作用
可知在时间内，物体受到滑动摩擦力随F的减小而减小，最后变为零。
故选B。
5．如图甲所示是斧子砍进木桩时的示意图，其横截面如图乙所示，斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形，若施加竖直向下的力与斧子的重力合计为F，则（ ）
A．侧向分力F1、F2大小为
B．F越小，斧头对木桩的侧向压力越大
C．相同的力F，θ越大的斧子，越容易劈开木桩
D．相同的力F，θ越小的斧子，越容易劈开木桩
【答案】D
【详解】AB．如图所示，将力F进行分解，由几何关系可知
解得
可知，力F越小，侧向分力F1、F2越小，则斧头对木桩的侧向压力越小，故AB错误；
CD．由AB选项可知
则施加相同的力F，θ越小，斧头对木桩的侧向压力越大，越容易劈开木桩，故C错误，D正确。
故选D。
6．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．货车速度
B．货物做匀速直线运动
C．货车对地面的压力大于货车的重力
D．缆绳中的拉力
【答案】A
【详解】A．将货车的速度沿着绳和垂直于绳正交分解，货车速度为
A正确；
B．根据得
随着θ减小，货物的速度v增大，货物向上做加速直线运动，B错误；
C．因为绳的拉力斜向上，所以货车对地面的压力小于货车的重力，C错误；
D．因为货物向上做加速直线运动，加速度向上，合力向上，所以缆绳中的拉力
D错误。
故选A。
7．如图所示，某同学在操场上练习投掷铅球，将铅球从某一水平面的A点以仰角斜向上抛出，铅球运动过程中经过同一水平面上与A点相距的B点，且最高点距AB水面5m。忽略空气阻力，则（ ）
A．铅球从A到B的运动时间为4s
B．铅球在最高点的速度大小为20m/s
C．保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的水平距离增大
D．保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的时间增大
【答案】D
【详解】A．铅球在竖直方向做竖直上抛运动，根据对称性可得铅球从A到B的运动时间为
A错误；
B．铅球在水平方向的速度为
在最高点竖直方向速度为零，则铅球在最高点的速度大小为，B错误；
C．根据运动的分解可得
铅球运动的时间
可得水平距离
由数学知识可知
时，水平距离有最大值，C错误；
D．根据
可知增大仰角θ，铅球的运动时间增大，D正确。
故选D。
8．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取，则下列说法正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．当时，小球处于超重状态
C．该弹簧的劲度系数为10.0N/m
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度大小一直增大
【答案】B
【详解】AC.由小球的图像知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当0.1m时，小球的速度最大，说明当时，小球的重力等于弹簧对它的弹力，所以可得
解得
故A错误，C错误；
B.弹簧的压缩量为时，弹簧弹力为
故此时小球的加速度向上，小球处于超重状态，B正确；
D.对小球进行受力分析可知，其合力由mg逐渐减小至零，然后反向增加，故小球的加速度大小先减小后增大，D错误。
故选B。
9．抖空竹是一项老少皆宜的运动项目，也是一种杂技表演项目，历史文化悠久。如图所示，人的两手握住连有轻质绳子的两根短杆，空竹在绳子上旋转并上下左右运动，忽略空竹的自转，认为绳子是光滑的且空竹在运动过程始终处于平衡状态。已知空竹的质量为m，重力加速度为g，绳子两端水平距离为d，绳长为L，下列说法正确的是（ ）
A．绳子与竖直方向夹角的余弦值为
B．绳子的拉力为
C．若左手不动，右手向上移动，绳子的拉力增大
D．若左手不动，右手向右移动，绳子的拉力增大
【答案】BD
【详解】A．空竹两侧绳子与竖直方向的夹角相等，设为，如图所示
由几何关系有
结合
可得
则
A错误；
B．对空竹进行分析，空竹两侧绳子的拉力大小相等，根据平衡条件可得
解得
B正确；
C．若左手不动，右手向上移动，L、d不变，则由
可知，T不变，C错误；
D．若左手不动，右手向右移动，L不变，d增大，则由
可知T增大，D正确。
故选BD。
10．如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为只有三根“手指”有力的作用。抓取点对称分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球之间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．即使“手指”对篮球的压力足够大，也不一定能将篮球抓起
B．若与的关系满足，则一定能将篮球抓起
C．若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为
D．若抓起篮球竖直向上做匀加速运动，则每根“手指”对篮球的压力不断增大
【答案】AC
【详解】ABC．对篮球受力分析，如图所示
竖直方向满足
因为静摩擦力
解得
所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为，且可得夹角满足
才能将篮球抓起。则“手指”对篮球的压力足够大或，不一定能将篮球抓起，故 B错误，AC正确；
D．若抓起篮球竖直向上做匀加速运动，且恰好达到最大静摩擦力时，满足
可得
则每根“手指”对篮球的压力保持不变，故D错误。
故选AC。
11．如图甲所示，蹦床是一项有趣且具有挑战性的竞技体育运动，深受广大青少年喜爱。图乙是运动员到达最高点O后，竖直下落到A点接触蹦床，接着运动到最低点C点的情景，其中B点为运动员静止在蹦床上时的位置，不计空气阻力，运动员可看成质点。下列说法正确的是（ ）

A．由于运动员在最高点时处于失重状态，所以其惯性减小
B．运动员在B点静止时，他的重力与他对蹦床的压力是一对平衡力
C．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，运动员的加速度先减小后增大
D．在C点时，运动员的加速度最大，且一定大于重力加速度
【答案】CD
【详解】A．运动员在最高点时处于失重状态，但质量不变，故惯性保持不变，故A错误；
B．运动员静止在蹦床上时，他的重力与他对蹦床的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，蹦床的弹力随着压缩量的增大而增大，以运动员为研究对象，开始阶段弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，运动员做加速运动，合力减小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，运动员做减速运动，合力增大，由牛顿第二定律可知，运动员的加速度先减小后增大，故C正确；
D．由对称性可知，假设运动员从A点由静止下落，则此时加速度为g方向向下，则到达最低点C＇时速度为零，此时加速度为g方向向上；而当运动员从O点下落时，到达A点的速度不为零，则此时运动员下降到C点时位置比C＇偏下，则此时加速度一定大于重力加速度，故D正确。
故选CD。
12．如图所示，实验小组的同学利用手机的计时App测量重力加速度。首先将气球与重物相连，然后将气球放置在篮筐上，测出此时重物与地面之间距离为H。将手机放在重物落点旁边，开启软件。突然用细针刺穿气球，气球破裂重物开始下落，破裂发出的响声触发手机开始计时。当重物落地发出响声再次触发手机停止计时，得到计时时长为Δt，不考虑空气阻力，则（ ）
A．根据测量数据，算出重力加速度为
B．根据测量数据，算出重力加速度为
C．由于声音传播需要时间，重力加速度的测量值偏小
D．由于声音传播需要时间，重力加速度的测量值偏大
【答案】BD
【详解】AB．将重物的运动简化为自由落体运动，根据位移公式有
解得
故A错误，B正确；
CD．由于声音传播需要时间，则重物落地的实际时间大于，根据上述可知，重力加速度的测量值偏大，故C错误，D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题）
实验题：本题共2小题，共16分。
13．（8分）某同学利用图甲的装置测量一轻弹簧的劲度系数。图中直尺水平固定，轻弹簧左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码（实验中，每个钩码的质量均为），弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出，实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个钩码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与水平桌面没有接触；
②系统静止后，记录钩码的个数及相应的指针位置；
③逐次增加钩码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）；
④用（）表示钩码的个数，表示相应的指针位置，记录的数据如下表：
解答下列问题：
（1）以表示挂个钩码时弹簧所受的弹力大小，重力加速度取，则时， ；
（2）图乙的坐标图中缺少了对应的数据点，请根据表中数据在坐标图中补齐数据点，并作出图像 ；
（3）该实验的图线斜率的物理意义为 ，根据图像，求得弹簧的劲度系数 。
【答案】 0.98（2分） （2分） 弹簧劲度系数的倒数（2分） 48.76（2分）
【详解】（1）[1]当时弹簧的弹力
（2）[2]将坐标（0.98，11.40）标入图中，然后用平滑的直线将各个点迹尽可能的连接起来，不能落在直线上的点迹要让其均匀的分布在直线的两侧，误差明显的点迹直接舍去，做出的图像如图所示
（3）[3]该图像任意两点的横坐标差值表示弹簧弹力的变化量，而对应的纵坐标的差值表示弹簧长度的变化量，因此可知该图像的斜率表示弹簧劲度系数的倒数；
[4]根据图像，由图像中的坐标点可得
由此可得
14．（8分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。
(1)为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论。下列说法正确的是______。（填选项字母）
A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B．四组实验都需要平衡摩擦力
C．四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
(2)按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，从图像中可以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为 。（保留2位有效数字）
(3)按丁同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，则小车的质量 ；该值与小车的实际质量相比是 （选填“偏大”，“偏小”或“相等”）的。
(4)若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为 。
【答案】(1)BC（2分）
(2)1.0（2分）
(3) （1分） 相等（1分）
(4)（2分）
【详解】（1）AB．实验中均需要使细线对小车的拉力等于小车所受外力的合力，则四组实验都需要平衡摩擦力，故A错误，B正确；
CD．甲中近似认为重物的重力等于细线的拉力，而乙、丙、丁均能够直接测量出细线的拉力，可知，四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误。
故选BC。
（2）根据数学函数规律，图像对应的函数关系式为
当小车的质量M为0.5kg时，解得它的加速度为
（3）[1]丁同学设计装置完成实验，弹簧测力计的拉力为F，画出小车的图像纵轴截距为正值，即细线没有拉力作用时，小车已经存在一定的加速度表明平衡摩擦力过多，令小车重力沿长木板的分力与摩擦力的合力大小为，根据牛顿第二定律有
则有
结合图像有
解得
[2]根据上述数据处理的方法可知，利用图像的斜率求解小车的质量与平衡摩擦力过多没有关系，即该值与小车的实际质量相比是相等。
（4）平衡摩擦力后，根据牛顿第二定律有
，，
解得
三、计算题：本题共3小题，共36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。
15．（9分）潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力骤减，潜艇如同汽车那样掉下悬崖，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。若某潜艇在高密度海水区域水面下沿水平方向缓慢航行，如图所示。当该潜艇驶入海水低密度区域时，浮力骤减导致潜航以的加速度匀加速下沉，20s后潜艇官兵迅速对潜艇减重（减重时间极短，可忽略不计），此后潜艇以的加速度匀减速下沉，速度减为零后保持加速度不变开始加速上浮，升至距水面120m处时，开始对潜艇加重。求：
（1）潜艇“掉深”达到的最大深度（自水面算起）；
（2）潜艇从开始“掉深”到升至距水面120m处所用的总时间。
【答案】（1）300m；（2）120s
【详解】（1）在潜艇向下加速过程有
（1分）
（1分）
潜艇向下减速过程有
（1分）
所以潜艇“掉深”达到的最大深度为
（1分）
（2）潜艇向下减速过程的时间为
（1分）
潜艇向上加速过程有
（1分）
解得
（1分）
所以潜艇从开始掉深到升至水面120m的过程所用总时间为
（2分）
16．（11分）如图甲所示，为学校举行的托乒乓球跑步比赛情景，赛道为水平直道。某同学在比赛过程中匀速前进的阶段，球拍的倾角始终为，质量m为的乒乓球一直位于球拍中心相对球拍保持静止，如图乙所示。球与球拍之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，乒乓球受到的空气阻力F大小与其速度v的大小成正比，即（比例系数k为常数，不受其它因素影响），F方向与运动方向相反。重力加速度g取。（已知）
（1）当该同学以速度做匀速直线运动时，球与球拍之间恰无摩擦，求乒乓球对球拍的压力大小和中的比例系数k；
（2）若要使乒乓球相对球拍恰好不向上滑动，求该同学跑步的速度大小。
【答案】（1），；（2）
【详解】（1）在匀速运动阶段，由平衡条件有
（2分）
（2分）
解得
，（2分）
（2）沿斜面方向建立坐标系：当乒乓球恰好不上滑时，沿球拍向下，对乒乓球受力分析如图
由
（1分）
根据平衡条件可得
（1分）
（1分）
其中
（1分）
联立解得
（1分）
17．（16分）如图所示，有一水平传送带以4m/s的速度顺时针方向匀速转动，传送带AB长度，其右端挨着一段粗糙水平面BC，其长度为（未知），紧挨着BC的光滑水平地面上放置一质量的平板小车，小车长度。小车上表面刚好与BC面等高。现将质量的煤块（可视为质点）轻轻放到传送带的左端A处，经过传送带传送至右端B后通过粗糙水平面BC滑上小车。煤块与传送带间的动摩擦因数，煤块与BC面间、煤块与小车间的动摩擦因数均为，取重力加速度。求：
（1）煤块在传送带上运动的时间；
（2）BC面的长度为多少时，煤块刚好运动到C点停下；
（3）若煤块能够滑上小车且不从小车上掉下来，BC面的长度应满足的条件。
【答案】（1）2s；（2）4m；（3）
【详解】（1）煤块刚放上传送带时，由牛顿第二定律有
（1分）
解得
煤块与传送带速度相等所用时间为
（1分）
此时煤块通过的位移为
（1分）
可知煤块与传送带共速后，继续向右匀速运动，匀速过程所用时间为
（1分）
则煤块在传送带上运动的时间为
（1分）
（2）煤块滑上粗糙水平面的加速度大小为
（1分）
若煤块刚好运动到点停下，根据运动学公式，可得
（1分）
解得
（1分）
（3）若煤块滑上小车且刚好到达小车右端与小车共速，设煤块刚滑上小车速度为，则有
（1分）
煤块在小车上滑动的加速度大小仍为，小车的加速度大小为
（1分）
设煤块经过时间与小车共速，则有
，
煤块与小车通过的位移分别为
，（2分）
根据位移关系有
（1分）
联立解得
（1分）
由（2）可知，恰能滑上小车时
（1分）
综上分析可知，若煤块能够滑上小车且不从小车上掉下来，面的长度应满足
（1分）
数值
10.38
11.40
12.41
13.85
14.40