本试卷共100分。考试时长90分钟。
一、选择题（16个小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）
1．下列物理量中属于矢量的是
A．时间 B．质量 C．路程 D．加速度
2．下列单位属于国际单位制中基本单位的是
A．kg B．N C．cm D．m/s
3．在物理学发展史上，有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究办法，并研究了落体运动的规律，这位科学家是
A．伽利略 B．牛顿 C．笛卡尔 D．亚里士多德
4．某同学站在体重计上，通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现象。下列说法正确的是
A．下蹲过程中人始终处于失重状态
B．起立过程中人始终处于超重状态
C．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
D．起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态
5．在研究共点力平衡条件的实验中，用三个弹簧测力计通过细线对同一个小圆环施加水平拉力作用，三个拉力的方向如图所示，如果小圆环可视为质点，且其所受重力可忽略不计，小圆环平衡时三个弹簧测力计的示数分别为F1、F2和F3，关于这三个力的大小关系，下列说法中正确的是
A．F1>F2>F3 B．F3>F1>F2
C．F2>F3>F1 D．F3>F2>F1
6．A、B两个物体从同一地点，沿同一直线做匀变速直线运动，它们运动的v-t图像如图所示，则下列说法中正确的是
A．两物体的运动方向相反
B．两物体的加速度方向相反
C．两物体在t=6s时相遇
D．A物体的加速度比B物体的加速度小
7．质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=t2+5t（各物理量单位均采用国际单位制），则该质点
A．加速度是1m/s2
B．初速度是2.5m/s
C．第1s内的位移是5m
D．第1s末的速度是7m/s
8．如图所示，将劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台的横梁上。弹簧下端不挂物体时，测得弹簧的长度为x0。将钩码挂在弹簧下端，待钩码静止时测得弹簧的长度为x1，则钩码的重力大小为
A．kx0 B．kx1
C． k(x1-x0) D．k(x1+x0)
9．将重力为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动。则
A．木箱与地板之间的滑动摩擦力为35N
B．木箱与地板之间的最大静摩擦力为30N
C．木箱与地板之间的动摩擦因数为0.35
D．木箱与地板之间的动摩擦因数为0.30
10．如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将球挂在P点，墙壁对球的支持力大小为FN，细绳对球的拉力大小为FT。若其他条件不变，只缩短细绳的长度，则
A．FN增大，FT增大 B．FN减小，FT增大
C．FN增大，FT减小 D．FN减小，FT减小
11．对于在共点力作用下处于平衡状态的物体有下列判断，其中正确的是
A．物体的速度大小可能发生改变 B．物体的速度方向可能发生改变
C．物体所受合外力一定为零 D．物体一定处于静止状态
12．如图所示，木块A和B叠放在光滑的水平地面上，用一个水平向右的推力F作用于B。木块A质量为1kg，木块B的质量为2kg，AB之间的最大静摩擦力为2N。若保持木块A和B相对静止，则该推力F的最大值为
A．6N B．5N C．4N D．2N
13．一个物体从离地面高度为H处做自由落体运动，当其下落到离地面高度为h时的速度恰好是其着地时速度的一半，则h等于
A．
B．
C．
D．
14．将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出，图甲是小球向上运动时的频闪照片，图乙是小球落回时的频闪照片，O是运动的最高点，甲乙两次闪光频率相同，重力加速度为g，假设小球所受的阻力大小不变，则可估算小球受到的阻力大小约为
A．mg B．
C．
D．
15．在高中物理中，我们会遇到许多不同的物理概念和分析方法，这些概念和方法对我们认识自然规律会有很大帮助，因此要重视对概念和方法的准确理解和正确应用。自然界中某个物理量D的变化可以记为△D，发生这个变化所用的时间间隔可以记为△t；变化量△D与△t之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。在运动学中也可以引入“加速度的变化率“来表示加速度对时间变化的快慢。如图表示某一物体做直线运动时的a-t图像。下列表述中正确的是
A．“加速度的变化率“的单位应该是m/s2
B．“加速度的变化率“为0的运动一定是匀速直线运动
C．由a-t图像可知，在前2s内该物体一定做匀减速直线运动
D．由a-t图像可知，在前2s内该物体的速度变化量为3m/s
16．如图所示，倾角为θ的光滑斜面放置在水平地面上。当把斜面固定时，一个滑块沿着这个斜面下滑（如甲图所示），滑块对斜面的压力大小为F1；若该斜面在水平外力F的推动下水平向右加速运动，且该滑块与斜面恰好保持相对静止状态（如乙图所示），这时滑块对斜面的压力大小为F2。则F1:F2等于
A．sin2θ : 1 B．cos2θ:1
C．cosθ: sinθ D．1 : 1
二、实验题（12分）
17．某同学用图1所示装置来“探究物体加速度与力、质量的关系“。实验中，他将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要平衡阻力。
(1)下列器材中不必要的是________（填字母代号）。
A．低压交流电源
B．秒表
C．天平（含砝码）
D．刻度尺
(2)他用小木块将长木板的右侧垫高来平衡阻力。具体操作是：将木板的一侧适当垫高后，把装有纸带的小车放在木板上，纸带穿过打点计时器，在________（选填“挂“或“不挂“）小桶并且打点计时器___________（选填“打点“或“不打点“）的情况下，轻轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则表明消除了阻力的影响。
(3)在一次实验中，该同学得到如图2所示的纸带。已知打点计时器所用电源频率为50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上打出的7个连续的点。由此可算出小车的加速度a=________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(4)他在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的a-F图像如图3所示。发现图线不过原点，原因可能是__________。
A．木板一端垫得过高
B．木板一端垫得过低
C．砂和小桶的总质量太大了
D．砂和小桶的总质量太小了
(5)另一同学采用如图4所示的装置进行实验：光滑的轨道平面分上下双层排列，完全相同的两个小车，其左端分别和一个砝码盘连接，其右端分别和一条刹车线连接，这两条刹车线由后面的刹车系统同步控制，使得两小车在必要时能够立即同步地停下来。该同学通过测量质量相同的两辆小车在相同时间内通过的位移之比来比较它们的加速度之比，进而探究加速度与力的关系。（提示：通过改变砝码盘中的砝码质量来改变拉力的大小。）
请简要分析论述：利用这种方法进行探究“加速度与力的关系“的可行性。
三、论述、计算题(4个小题，共40分)
解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。
18．（8分）如图所示，用F=6.0 N的水平拉力，使质量m=2.0 kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
(1)物体的加速度大小a；
(2)物体在前3秒内的位移大小x。
19．（10分）某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5m/s2，所需的起飞速度为50m/s，跑道长为100m。
（1）请你通过计算判断，飞机能否从静止开始只靠自身的发动机从舰上起飞？
（2）为使飞机在开始滑行时就具有一定初速度，航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它至少具有多大的初速度？（弹射装置的大小忽略不计）
20．（10分）一质量m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°足够长的固定斜面，某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲上斜面至最高点过程中多个时刻的瞬时速度，并绘出了小物块上滑过程中速度v随时间t的变化图像，如图所示。计算时取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10 m/s2。最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。
(1)求小物块冲上斜面上滑的最大距离x；
(2)求小物块与斜面间的动摩擦因数μ；
(3)通过计算分析说明小物块能否返回出发点。
21．（12分）“神舟十一号“载人飞船的返回舱在距地面某一高度时，启动减速降落伞装置开始做减速运动。当返回舱的速度大约减小至v=10m/s时，继续匀速（近似）地下降。当以这个速度一直降落到距离地面h=1.1m时，立刻启动返回舱的缓冲发动机并向下喷气，舱体再次做减速运动，经历时间t=0.20s后，以某一安全的速度落至地面。
(1)若最后的减速过程可视为竖直方向的匀减速直线运动，取重力加速度g=10m/s2。求：
a．这一过程中返回舱加速度的方向和加速度的大小a；
b．这一过程中返回舱对质量m=60kg的航天员的作用力的大小F。
(2)事实上，空气阻力不仅跟物体相对于空气的速度有关，还跟物体的横截面积有关。实验发现：在一定条件下，降落伞在下落过程中受到的空气阻力f与伞的横截面积S成正比，与其下落速度v的平方成正比，即f= kSv2（其中k为比例系数）。重力加速度为g。
a．定性描述返回舱在打开降落伞以后至启动缓冲发动机之前，其速度和加速度的变化情况；
b．通过计算分析说明：为了减小返回舱做匀速（近似）下降阶段时的速度，可以通过改变哪些设计（量）来实现？（提出一种可行的方案即可）。
参考答案
一、选择题（16个小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
D | A | A | D | B | B | D | C | ||
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | ||
D | A | C | A | D | B | D | B | ||
二、实验题（共12分）
17．（共12分）
(1)B 2分
(2)不挂
打点 2分
(3)5.0（可允许最大正负0.1的误差） 2分
(4)A 2分
(5)利用这种方法进行定性探究是可行的。 1分
因为：
，所以：
， 2分
所以，在这个实验中无须测量加速度的具体数值，只要测量同一时间内，两小车在不同的拉力情况下的位移之比，就可以获得同一质量的物体其加速度和受到的拉力之间的关系。 1分
（说明：本题力图考查关于实验原理的分析判断能力，共4分。阅卷中若出现其他类似的分析判断，只要言之合理，均可酌情赋分。）
三、论述、计算题（4个小题，共40分）
解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。
18．（共8分）
(1)根据牛顿第二定律： F= ma
得物体的加速度：
（4分）
(2)物体开始运动后，前3秒内通过的位移大小：
（4分）
19．（共10分）
(1)若飞机由静止开始加速，以5m/s2的加速度加速运动100m后速度达到v1。
根据vl2=2ax 解得
所以飞机不能只靠自身的发动机从舰上起飞。
（5分）
（类似地通过比较位移并判断正确的，也可得分）
(2)设弹射装置使飞机具有的初速度为v0。在此基础上，飞机以5m/s2的加速度加速运动100m后速度达到v2=50m/s。
根据v22-v02= 2ax
解得
（5分）
20．（共10分）
(1)由图像可知小物块沿斜面上滑的最大距离为：
（3分）
(2)对小物块进行受力分析，如图所示：
根据牛顿第二定律有：mgsin37°+f=ma
其中： f=μN
N= mg cos37°
a=8m/s2
代入已知数据可得： μ=0.25
（4分）
(3)小物块能返回出发点。
因为当速度减为零时，重力的下滑分力G1= mg sin37°=12N
此时的最大静摩擦力fmax=μN=μmg cos37°=4N
由于G1>fmax，所以小物块将沿斜面向下匀加速运动，能够返回出发点。
（3分）
21．（共12分）
(1)a．返回舱加速度的方向竖直向上。
（2分）
根据匀变速直线运动规律
解得 a= 45m/s2
（2分）
b．以航天员为研究对象，根据牛顿第二定律
F-mg=ma
解得 F=3.3×103N （2分）
(2)a．返回舱在打开减速伞后至启动缓冲发动机之前做加速度逐渐减小的减速运动
（后段做近似匀速运动）。
（2分）
b．设：返回舱的质量为M。当返回舱达到匀速状态后，受力平衡，
有：Mg=kSv2，解得：
（2分）
由此可见，在环境和设备质量一定的情况下，通过增大降落伞的横截面积S，可以实现减小返回舱做匀速直线运动时的速度。
（2分）
（作为一种设计可以发散，只要言之合理皆可得分。）