2021重庆市缙云教育联盟高一11月月考物理试题含答案

这是一份2021重庆市缙云教育联盟高一11月月考物理试题含答案，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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重庆市缙云教育联盟高一年级11月月考
物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 汽车在高速公路上正常行驶时，同车道的前后车辆必须根据行驶速度、天气和路况保持足够的安全距离。一辆汽车在高速公路上正以的速度匀速行驶，突然发现前面同车道的汽车因故障停止运动，于是他紧急刹车，经过5s停止运动。不考虑人的反应时间，汽车的运动视为匀变速直线运动，取，下列说法正确的是
A. 汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为，两车的安全距离至少为54m
B. 汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为，两车的安全距离至少为54m
C. 汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为，两车的安全距离至少为75m
D. 汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为，两车的安全距离至少为150m
2. 由于疫情原因，2020年东京奥运会将延期举行，关于奥运会比赛的论述，下列说法正确的是
A. 某场球比赛打了加时赛，共需10min，指的是时刻
B.  运动员跑完1500m比赛，1500m指的是路程
C.  百米比赛中，一名运动员发现观众在“后退”，他是以大地为参考系
D. 给正在参加体操比赛的运动员打分时，裁判们可以把运动员看作质点
3. 有甲、乙两球，甲球由塔顶自由下落，当它下落高度为h时，乙球从塔顶下与塔顶距离为H处开始自由下落，结果这两球同时落地。则塔高为
A. B. C. D.
4. 户外野炊所用的便携式三脚架，由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。如图所示，将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央，三根杆与竖直方向的夹角均相等。若吊锅和细铁链的总质量为m，重力加速度为g，不计支架与铰链之间的摩擦，则

A. 当每根杆与竖直方向的夹角为时，杆受到的压力大小为
B. 当每根杆与竖直方向的夹角为时，杆对地面的摩擦力大小为
C. 当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，三根杆对铰链的作用力的合力变大
D. 当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，杆对地面的压力变大
5. 如图所示，长为的水平传送带以逆时针匀速转动，质量的物块以水平初速度滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为，不考虑传送带轮轴摩擦等能量损失，重力加速度，则物块从滑上传送带到离开传送带的过程中，下列说法正确的是
A. 物块离开传送带时的速度大小为
B. 摩擦力对物块一直做负功
C. 物块所受摩擦力的冲量大小为
D. 因摩擦产生的热量为
6. 如图所示，光滑水平面上静止放置着一辆平板车A，车上有两个小滑块B和C，A、B、C三者的质量分别是3 m、2 m、m。B、C与车之间的动摩擦因数均为。开始时B、C分别从平板车的左、右两端同时以大小相同的初速度相向滑行。已知滑块B、C没有相碰且最后都没有脱离平板车，则   
A. 当滑块C的速度为零时，滑块B的速度也为零
B. 最终车的速度大小为
C. 整个运动过程中，系统产热最多为
D. 整个运动过程中，B的加速度不变
7. 如图，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为的斜面体置于水平地面上，A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态绳中无拉力，OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止开始释放，在其下摆过程中未与斜面碰撞，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是
A. 物块B受到的摩擦力先减小后增大
B. 地面对斜面体的摩擦力方向先向右后向左
C. 地面对斜面体的支持力先减小后增大
D. 小球A的机械能守恒，A、B系统的机械能不守恒
8. 如图所示，光滑绝缘的水平面上有一带电荷量为、质量为m的小滑块可视为质点，空间加有方向水平、电场强度大小为E的匀强电场图中未画出。小滑块以一定的初速度从A点向右做匀减速直线运动，依次经过B、C两点，到达D点时速度恰好为零。已知小滑块从A点运动到B点的时间等于其从B点运动到C点的时间，且B点到C点的距离为l，A点到B点的距离为2l。则 

A. C点到D点的距离为
B. 小滑块经过C点的速度为
C. 小滑块从C点到D点的过程中电势能增加了qEl
D. 小滑块从A点到D点的过程中动能减少了
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9. 甲、乙两物体从同一点开始沿同一直线运动，甲的图像和乙的图像分别如图所示，下列说法中正确的是

A. 甲物体在3s末回到出发点，甲物体运动过程中，距出发点的最远距离为4m
B. 乙物体2s到4s内的加速度不变
C. 甲物体2s到4s内位移大小为零
D. 甲、乙两物体第3s内速度方向相同
10. 如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则

A. A与B之间可能没有弹力
B. B与地面之间一定没有摩擦力
C. 地面对B的支持力的大小一定大于
D. 地面对B的支持力的大小一定等于
11. 如图所示，水平方向足够长的传送带以恒定的速率沿顺时针方向转动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面，一个物体以恒定的速率沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为，则在整个运动过程中下列说法正确的是   


A. 若，则
B. 若时，摩擦力对物体做功为零
C. 若时，则传送带与物体摩擦生热为
D. 其中在物体向左运动过程中，传送带与物体摩擦生热为
12. 历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”现称“另类匀变速直线运动”，“另类加速度”定义为，其中和分别表示某段位移s内的初速和末速．表示物体做加速运动，表示物体做减速运动。而现在物理学中加速度的定义式为，下列说法正确的
A. 若A不变，则a也不变
B. 若且保持不变，则a逐渐变大
C. 若A不变，则物体在中间位置处的速度为
D. 若A不变，则物体在中间位置处的速度为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共3小题，共27.0分）
13. 如图所示，为测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下做匀加速直线运动，先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光条从开始遮住第一个光电门到遮住第二个光电门所用时间为。则

遮光条通过第一个光电门的速度的计算表达式是_______，大小是____；遮光条通过第二个光电门的速度的计算表达式是_______，大小是____；
滑块的加速度计算表达式为______________，大小是__________。
所有计算表达式用题中给出的符号表示，计算结果大小都保留两位有效数字
14. 验证“力的平行四边形定则”，如图甲所示，实验步骤如下：
用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为；
记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向；
只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向；
按照力的图示要求，作出拉力、、；
根据力的平行四边形定则作出和的合力F；
比较和F的一致程度。

下列说法中正确的是_____
A.应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上
B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取、、等特殊角度
C.系在橡皮条末端的两绳要一样长
D.同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置
改变、，重复步骤至进行第二次实验，记下结点位置，位置_____选填“必须”或“不必”与位置相同
实验记录纸如图乙所示，两弹簧测力计共同作用时，拉力和的方向分别过和点：两个力的大小分别为：、请根据图中给出的标度作出和的合力，测得合力_____保留两位有效数字
实验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，请说明这样操作_____选填“合理”或“不合理”，理由是_____．
15. 某学校两个科技实验小组分别用图甲、乙所示的装置，验证或探究加速度与力和质量的关系。图甲中，平衡摩擦力后，让小车由同一位置自由释放，通过改变光电门的位置进行多次实验，采集多组数据。图乙中，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。
对于实验探究过程中的操作做法，正确的是______。
A.用装置甲实验时，应先接通光电门，再释放小车
B.用装置乙实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
C.用装置甲、乙实验时，都要使悬挂物的质量远小于小车的质量
D.用装置甲、乙实验时，均需要使用天平测出重物或沙和沙桶的质量
应用图甲装置的小组同学在实验中，通过改变小车释放点到光电门的位移，获取数据，以验证牛顿第二定律。关于数据处理的方法，你认为正确的说法是______。
A.把小车的末速度作为横坐标，拉力作为纵坐标，作出图线分析后得出结论
B.以小车释放点到光电门的位移作为纵坐标，以挡光板通过光电门的时间作为横坐标，作出图线分析后得出结论
C.以小车释放点到光电门的位移作为纵坐标，以挡光板通过光电门的时间平方作为横坐标，作出图线分析后得出结论
D.以小车释放点到光电门的位移作为纵坐标，以挡光板通过光电门的时间平方的倒数作为横坐标，作出图线分析后得出结论
应用图乙装置的小组同学以弹簧测力计的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出图象，求出图象的斜率为k，则小车的质量为______。


四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
16. 如图所示，一轿车正以的速度在平直公路上匀速行驶，司机突然发现正前方处某人骑一辆自行车正以的速度同向匀速行驶，经后轿车开始刹车做匀减速直线运动，已知刹车时的加速度大小，轿车与自行车没有相撞，求：

轿车刹车后内的平均速度大小；刹车后轿车与自行车之间的最小距离。







17. 如图所示，一轻弹簧的一端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，另一端与质量为m的小物块a相连，另一质量为的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为。从时刻开始，对物块b施加沿斜面向上的外力图中未画出，使其始终做匀加速直线运动。经过一段时间，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为。弹簧的形变始终在弹性限度内，弹性势能其中x为弹簧的形变量，重力加速度大小为g，物块a、b均视为质点。求：

物块b做匀加速直线运动的加速度大小；
从时刻至物块a、b分离的过程中外力F所做的功。







18. 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。
质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W。
将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。
设雨滴的密度为，推导雨滴下落趋近的最大速度与半径r的关系式；
示意图中画出了半径为、的雨滴在空气中无初速下落的图线，其中______对应半径为的雨滴选填、；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的图线。

由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为。







答案和解析
1.【答案】C

【解析】
【分析】
先由加速度定义求出加速度，根据牛顿第二定律即可求出动摩擦因数；根据匀变速直线运动的平均速度公式求出汽车的平均速度，即可求出位移，也即两车的安全距离。
本题考查动力学问题的分析，注意加速度的桥梁作用及理解运动规律。
【解答】
。汽车刹车过程的加速度，根据牛顿第二定律得，解得；汽车刹车的位移，所以两车的安全距离至少为，故C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】B

【解析】
【分析】
位移是从始位置指向末位置的有向线段，路程是轨迹的长度。当物体的大小和形状对所研究的问题中没有影响或影响不计时，可以把物体当成质点处理；参考系是在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体。
本题考查对物体看成质点的条件的理解和判断能力，区分时间和时刻、路程和位移，知道只有在单向直线运动中，物体的位移大小等于其路程，基本题型。
【解答】
A.比赛打了加时赛，共需10min，指的是时间间隔，故A 错误；
B.运动员跑完1500m比赛，1500m指的是路程，故B正确；
C.运动员相对地面运动的方向向前，他发现观众在“后退”，他是以自己为参考系，故C错误。
D.为正在参加体操比赛的运动员打分时，运动员的造型、动作不能忽略，所以裁判们不能把运动员看作质点，故D错误；
故选B。
3.【答案】A

【解析】
【分析】
甲球下落高度h的时间即为甲球下落的时间比乙球下落的时间长的时间，分别对甲乙两球运用自由落体位移时间公式即可解。
解题的关键是应用匀变速直线运动的位移时间公式。
【解答】
根据得：
甲下落h的时间，
设塔高，则乙球下落的时间为： ，
对甲球有：，
由以上两式计算得出：，故A正确，BCD错误。
故选A。

4.【答案】B

【解析】
解：A、以吊锅和细铁链整体为研究对象，根据平衡条件得：，得，由牛顿第三定律知，杆受到的压力大小为，故A错误；
B、当每根杆与竖直方向的夹角为时，杆对地面的摩擦力大小为，故B正确；
C、当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，三根杆对铰链的作用力的合力不变，仍与重力mg等大反向，故C错误；
D、以整个装置为研究对象，由平衡条件知，，得，因此，由牛顿第三定律知，杆对地面的压力不变，故D错误。
故选：B。
     【分析】
     以吊锅和细铁链整体为研究对象，分析受力，根据平衡条件求出杆对细铁链的支持力，从而得到杆受到的压力。对杆，根据平衡条件求地面对杆的摩擦力，从而得到杆对地面的摩擦力。对整个装置分析，由平衡条件分析地面对杆的支持力，来分析杆对地面的压力。
解决本题时，要灵活选择研究对象，分析受力情况，利用平衡条件和牛顿第三定律进行解答。
5.【答案】D

【解析】
【分析】
物体由于惯性冲上皮带后，从右端滑上传送带时，可以先匀减速运动到速度为0再反向加速后匀速，也可以一直减速，分情况进行讨论即可解题。
本题关键是对于物体运动过程分析，物体可能一直减速，也有可能先减速后匀速运动，也可能先减速后加速再匀速运动，难度适中。
【解答】
A.刚滑上传送带时，物块做匀减速直线运动，速度减为0的位移，可知物体到达传送带最右端之前已经减速为0，返回时先加速后匀速，再次回到出发点的速度大小等于传送带速度，方向向左，因此物块离开传送带的速度为，故A错误；
B.由A选项的分析可知，物块先向右做匀减速直线运动，再向左做匀加速直线运动，所以摩擦力先做负功，再做正功，故B错误；
C.物块所受摩擦力的冲量等于物块的动量变化，物块的速度由向右的变为向左的，以向右为正方向，
可知动量变化量为，由动量定理知物块所受摩擦力的冲量大小为，故C错误；
D.物块向右做匀减速运动的时间，相对位移，物块向左做匀加速运动的时间，相对位移，所以物块和传送带之间的相对位移，因此摩擦产生的热量，故D正确。
故选D。
6.【答案】C

【解析】
【分析】
注意A选项本题用了纯粹的运动学公式，这样有利于学生对于滑块木板模型的掌握，实际上在分析出A、B共速后的情况后，可以直接用水平方向动量守恒来求AB的共同速度，有兴趣的同学可以试一下；
无论内部摩擦力是多少，但是对于ABC整体来说，在水平方向不受外力，所以动量守恒，则可以求得共同速度；
根据能量守恒定律，系统损失的动能转化为了内能。

【解答】
A、以水平向右为正方向，设A、B、C三者开始运动时的加速度分别为、、，对三者水平方向受力分析可得，，，
开始速度分别为0、，
我们分析如下，可能有两种情况，
情况：A、B先共速，
设A、B经过时间共速，则有，得，
情况：B、C先共速，
设B、C经过时间共速，则有，得，
从上面分析可以看出，所以情况成立，即A、B先共速，
现在我们分析下这个运动过程，开始时B向右减速运动，A向右加速运动，C向左减速，然后经过时间，A、B首先共速，一起向右运动，而B继续向左减速运动，
此后可以将A、B看做一个整体，AB整体的速度为，此时AB整体受到C向左的摩擦力，则AB整体此后的加速度为，而C的加速度仍然为，C的速度为，
设C再经过时间速度变为0，则有，则此时AB整体的速度为，故当滑块C的速度为零时，滑块B的速度为，故A错误；
B、A、B、C看做一个整体，则摩擦力都属于内力，对于整体来说水平方向动量守恒，则有，解得，故B错误；
C、根据能量守恒定律，系统动能损失转化为内能，
则有，故C正确；
D、根据A选项分析，可知AB共速之前，B的加速度不变，共速后，B的加速度发生了变化，故D错误。
故选C。
7.【答案】A

【解析】解：物体在最高点时，绳子拉力为零，对B进行受力分析可知，B受摩擦力：，
方向沿斜面向上，当小球A向下运动过程中，机械能守恒，则：
在最低点时：
整理得：
此时再对B进行受力分析可知，B受摩擦力沿斜面向下，大小等于mg，在A下摆的过程中，B受摩擦力先沿斜面向上，后沿斜面向下，所以物块B受到的摩擦力先减小后增大，故A正确；
B.在A下摆的过程中，将斜面体与B做为一个整体，细绳对整体始终有一个斜向左下方的拉力作用，由于斜面静止，因此地面对斜面体的摩擦力始终水平向右，故B错误；
C.在A下摆的过程中，小球A在竖直方向上的加速度向上且不断增大，对A、B、斜面这个整体来说，加速度向上处于超重状态，所以地面对斜面体的支持力大于重力，而且是不断增大的，故C错误；
D.小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，B静止不动，机械能也守恒，所以A、B系统的机械能守恒，故D错误；
故选：A。
小物体B一直保持静止，小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，细线的拉力从零增加到最大，
再对物体B受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的变化情况。
对B与斜面整体受力分析，判断地面对斜面体摩擦力和支持力。
解决该题需明确知道系统中各物体的运动情况，熟记机械能守恒的条件，知道用整体法求解系统所受到的外力作用；
连接体问题，对地面的支持力可以用超重和失重来分析。
8.【答案】A

【解析】
【分析】
根据位移时间公式分别对小滑块从A运动到B的过程和从A运动到C过程列式，结合牛顿第二定律求出小滑块在A点的速度和运动的时间，根据速度时间公式求出小滑块经过C点的速度，根据速度位移公式求出小滑块从C点到D点的距离，根据电场力做功公式求出电场力做的功，根据功能关系求出小滑块从C点到D点的过程中电势能增加量，根据求出小滑块从A点到D点的过程中动能减少量。
本题主要考查了运动学公式、功能关系、牛顿第二定律、电场力做功与电势能的关系以及动能定理的应用，注意分析运动过程，难度适中。
【解答】
根据题意可知从A运动到B的过程中，从A运动到C过程中，根据牛顿第二定律可知小滑块的加速度，联立解得：，
小滑块经过C点的速度，根据解得：C点到D点的距离为，故A正确，B错误；
C.小滑块从C点到D点的过程中电场力做的功，根据功能关系可知小滑块从C点到D点的过程中电势能增加了，故C错误；
D.小滑块从A点到D点的过程中动能减少了，故D错误。
故选A。
9.【答案】AB

【解析】
【分析】
位移时间图象反映了物体的位移随时间的变化情况，根据图象读出位移判断物体是否回到出发点，并能确定距出发点的最大距离。图象的斜率表示速度。速度时间图象中速度的正负表示速度方向，斜率表示加速度，速度图象与时间轴所围的“面积”表示位移。
对于速度时间图象，往往根据“面积”求位移，位移时间图象能直接读出位移，来分析物体的运动情况。
【解答】
A.由图可甲可知，甲在3s末位移为零，回到出发点，根据图像纵坐标可以读出距出发点的最大距离为4m，故A正确；
B.由图像的斜率表示加速度，而乙在内斜率不变，即加速度不变，故B正确；
C.在图像中纵坐标差表示位移可知在内甲的位移大小为8m，故C错误；
D.根据图象的斜率表示速度，知第3秒内甲的速度为负，由图象知第3秒内乙物体速度为正，则第3秒内甲、乙两物体速度方向相反，故D错误。
故选AB。
10.【答案】BD

【解析】A、若A、B之间没有弹力，则摩擦力也一定为零，此时物体只受重力和弹力作用不可能平衡，故A错误；
BCD、对AB整体受力分析，受到重力，支持力N，和两个推力

对AB整体，由于两个推力刚好平衡，故整体与地面间没有摩擦力。
根据共点力平衡条件，有：
故BD正确，C错误。
故选BD。
本题主要考查的是物体的受力分析，解题的关键是根据物体的平衡条件会用整体法和隔离法对物体受力分析，难度适中。
11.【答案】BD

【解析】
【分析】
物体由于惯性冲上皮带后，受到向右的滑动摩擦力，减速向左滑行，之后依然受到向右的滑动摩擦力，会继续向右加速，然后分大于、小于三种情况分析根据动能定理求摩擦力对物体做功；根据相对位移求热量。
本题关键是对于物体返回的过程分析，物体可能一直加速，也有可能先加速后匀速运动；注意对全程运动的把握。
【解答】
由于传送带足够长，物体匀减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右匀加速，分三种情况讨论：
A.如果，返回时物体会一直向右匀加速，根据对称性，当速度大小增大到等于时，物体恰好离开传送带，则有，故A错误；
B.如果，根据动能定理可得：摩擦力对物体做功为：，故B正确；
若时，设物体所受的摩擦力大小为物体向左运动的加速度大小，时间，物体向左运动的位移：，传送带的位移：，摩擦生热，物体向右运动时，运动时间为：，物体向右运动的位移，传送带的位移，摩擦生热：，故传送带与物体摩擦生热共为：，故C错误，D正确。
故选BD。
12.【答案】BC

【解析】
【分析】
正确解答本题的关键是：充分理解题目所提供信息的物理意义，将和类比学习，即可正确解答该题。本题属于信息给予题，正确应用所给信息是解题关键，如本题中根据题意可知“另类匀变速直线运动”中速度是随位移均匀增加的。
【解答】
A.若A不变，有两种情况一是：，在这种情况下，相等位移内速度增加量相等，通过相等位移所用时间越来越短，由可知，a越来越大；第二种情况，相等位移内速度减少量相等，平均速度越来越小，所以相等位移内用的时间越来越多，由可知a越来越小，故A错误；
B.根据A中的第一种情况可知道：若且保持不变，则a逐渐变大，故B正确；
因为相等位移内速度变化相等，所以中间位置处位移为，速度变化量为，所以此位置的速度为，故C正确，D错误。
故选BC。
13.【答案】【答案】；；； 。

【解析】
【分析】滑块通过每个光电门的时间里视为匀速直线运动，则根据通过光电门的时间和遮光板的宽度可得通过两个光电门时的滑块速度；根据滑块在通过两个光电门的时间可以算出滑块的加速度；
【解答】根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动则滑块经过第一个光电门的速度：；
滑块经过第二个光电门的速度：；
所以滑块在两个光电门间的加速度：；

故答案为：；；； 。
14.【答案】；
不必；
；；
不合理； 弹簧测力计测合力时可能会超量程。

【解析】
【分析】
根据实验原理和实验中的注意事项分析判断；
实验只需保证每一次实验中合力与分力作用效果相同，不同实验中力的作用效果可以不同；
根据力的图示的画法画出各力的图示，测量合力F；
根据实验操作中的注意事项分析。
本题考查“验证力的平行四边形定则”的实验，关键是理解实验原理，掌握实验中应注意的问题，会用作图法处理数据。
【解答】
本实验要验证力合成的平行四边形定则，只有两分力大小相等时，橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上，而本实验对两个分力大小没有要求，只需要同一实验中力的作用效果相同即可，故A错误；
B.本实验属于验证试验，不需要取特殊角度，故B错误；
C.细绳只是为了连接测力计和橡皮条，长短没有要求，适当即可，C错误；
D.同时改变两个分力大小，合力可能保持不变，结点仍在位置，D正确；
故选D；
实验只需保证每一次实验中合力与分力作用效果相同，不同实验中力的作用效果可以不同，所以位置与位置不必相同。
根据力的图示做出图像如下：

并测量得到合力大小为；
两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，实验操作不合理，因为两分力夹角为锐角时，合力大小大于分力，一个分力已经接近量程，那么只用一个弹簧测力计拉时合力大小会超过其量程。
故答案为：；
不必；
；；
不合理；只用一个弹簧测力计拉时合力大小会超过其量程。
15.【答案】AB  D 

【解析】解：图甲中需要使悬挂物的质量远小于小车的质量，这样就可以近似认为悬挂物的重力等于小车所受的拉力，而图乙中通过弹簧秤可以测出绳子拉力，不需要使悬挂物的质量远小于小车的质量，也不需要测出重物或沙和沙桶的质量，故CD错误，AB正确。
故选：AB。
以小车为研究对象，小车释放点到光电门的位移为x，挡光板的宽度为d，挡光板通过光电门的时间为t，则小车到达光电门的速度为，根据运动学规律可知，，设小车质量为M，重物质量为m，根据牛顿第二定律可知，，将a代入，化简为，可见小车释放点到光电门的位移为纵坐标，以挡光板通过光电门的时间平方的倒数为横坐标，作出图线，如果是一条过原点的直线，即可得出结论。
弹簧测力计的示数为F，则小车受到的合力为2F，以小车为研究对象，根据牛顿第二定律可知，，化简得：，图象的斜率为k，则小车的质量为。
故答案为：；；。
对比两个实验，分析原理可知，乙中通过弹簧秤可以测出绳子拉力，不需要使悬挂物的质量远小于小车的质量，也不需要测出重物或沙和沙桶的质量。
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度，求解小车到达光电门的速度，根据运动学公式结合牛顿第二定律分析。
以小车为研究对象，根据牛顿第二定律分析求解。
此题考查了探究加速度与力、质量关系的实验，注意解决实验问题的关键是明确实验原理，同时熟练应用基本物理规律解决实验问题，知道实验前应先平衡摩擦力。
16.【答案】解：由运动学公式可得轿车利车后运动的时间，
解得，
故轿车刹车后2s内的位移大小，
由平均速度的定义有；
当轿车速度小到与自行车速度相等时，它们之间的距离最小，
设车从开始刹车到所经过的时间为，由得：，
轿车运动的位移大小，
解得：，
自行车运动的位移大小，
解得：，
所以刹车后轿车与自行车之间的最小距高。

【解析】根据速度时间可得出汽车2s内就停下来，则根据速度位移公式求位移，而平均速度为总位移与总时间的比值；
当两者相距最近时，两者速度相等，求出速度相等所用的时间，分别求出这段时间内两者的位移，两个位移之差就是两者这段时间缩短的距离。
17.【答案】解：以a、b整体为研究对象，由题意可得：
从时开始，设经时间物块a、b分离，此过程中物块b运动的位移为，

物块a、b分离时，以物块a为研究对象，有0
同样再经过时间，物块b距其出发点的距离恰好也为，
 
联立以上各式解得：；
弹簧弹力做的功，在整个过程中弹簧弹性势能变化量
从时开始到物块a、b分离的过程中，有
上式中 
联立解得：。

【解析】本题主要考查胡克定律、平衡条件、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律、动能定理等知识，以及综合应用能力。
根据平衡条件求得弹簧弹力，从时刻到a、b分离过程，以及b距其出发点的距离恰好也为过程，由运动学公式列式，再分析a、b分离时a的受力情况，由牛顿第二定律列式，联立求解加速度大小；
整个过程中弹簧弹力做的功等于弹性势能的减少量，从时开始到物块a、b分离的过程中，根据动能定理列式求出外力F所做的功。
18.【答案】解：对雨滴，下落得过程中重力做正功，阻力做负功，由动能定理可得：
所以：
当雨滴的速度最大时：
其中：，空气阻力，
联立可得：
可知雨滴的半径越大则末速度越大，所以末速度较大的对应半径为的雨滴。
若没有空气的阻力，则雨滴做自由落体运动，则：
其图象如图：

取圆盘时间内扫过柱体内分子的个数为N，则：
由题意，由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，若取上下左右前后6个方向，则各方向的分子各占；
设分子的平均速率为，碰撞为弹性碰撞，则：
对上表面，向下运动的分子与圆盘碰撞，由于圆盘的质量远大于分子的质量，根据动量守恒与动能守恒可知，则分子碰撞后的速率：
对分子则：
沿前后左右方向运动的分子与盘的下表面碰撞，获得向下的速率，大小为2v，所以：
对下表面，向上运动的分子与圆盘碰撞，由于圆盘的质量远大于分子的质量，根据动量守恒与动能守恒可知，则分子碰撞后的速率：
对分子则：
圆盘受到的阻力：
联立可得：
则：
答：质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，这一过程中克服空气阻力所做的功W为。
设雨滴的密度为，推导雨滴下落趋近的最大速度与半径r的关系式为；
，如图；
证明见上。

【解析】分析雨滴动能和重力势能大小的变化，根据动能定理即可求出；
雨滴匀速下落时，受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力作用而处于平衡状态，由平衡条件可以求出雨滴在空气中下落得终极速度表达式，然后判断；若没有空气的阻力，则雨滴做自由落体运动；
根据共点力平衡条件和题意中有关摩擦力的关系式列式求解。
该题属于物理知识在日常生活中的应用，其中雨滴的终极速度是常见的问题，要注意雨滴的质量与球的体积的联系。