2022北京东城高一（上）期末物理（教师版）

这是一份2022北京东城高一（上）期末物理（教师版），共22页。试卷主要包含了选择题，实验题，论述等内容，欢迎下载使用。
2022北京东城高一（上）期末
物 理
试卷满分：100分考试时间：90分钟
一、选择题：本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共42分）
1. 从距地面高为4m处竖直向下释放一个小球，小球在与地面相碰后弹起，上升到距地面高为3m处被接住，以竖直向下为正方向，则这一过程中（　　）
A. 位移为―3m B. 位移为1m
C. 位移为―1m D. 路程为3m
2. 如图所示，将一个质量为3kg铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则铅球（　　）

A. 对挡板的压力是3N
B. 对斜面的压力是
C. 对挡板的压力是30N
D. 对斜面的压力是
3. 一物体沿直线运动，下列判断正确的是（　　）
A. 若相等时间内速度变化量相等，则物体做匀速直线运动
B. 若加速度随时间均匀增加，则物体做匀加速直线运动
C. 若加速度随时间减小，则物体的速度一定在减小
D. 若速度随时间减小，则加速度方向一定与速度方向相反
4. 为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过一段时间t听到石块击水的声音，测量这段时间即可进行估算。若t=2s，不考虑声音传播的时间，则（　　）
A. 井口到水面的距离约为5m
B. 井口到水面的距离约为40m
C. 石块击水时的速度约为20m/s
D. 石块击水时的速度约为10m/s
5. 如图所示，油桶放在汽车上，与汽车保持相对静止，汽车在水平平直公路上行驶，下列说法正确的是（　　）

A. 匀速行驶时，油桶受到汽车施加的支持力和摩擦力
B. 加速行驶时，地面受到汽车施加的压力等于汽车和油桶的总重力
C. 匀速行驶时，地面受到汽车施加的压力等于汽车的重力
D. 加速行驶时，汽车与油桶之间的相互作用只有油桶和汽车之间的弹力
6. 把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示，下列说法中错误的是（　　）

A. 图中所示的纸带，右端与重物相连
B. 可以计算打A点时重物的瞬时速度
C. 打任意相邻两点的时间间隔都相等
D. 可以计算任意两点间的平均速度
7. 某质点从t=0时刻出发做直线运动，其v－t图像如图所示，根据图像可知（　　）

A. 质点在1s末距离出发点最远
B. 质点距出发点的最远距离为5m
C. 前4s内质点的位移大小为5m
D. 前4s内质点通过的路程为6m
8. 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。测得细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为FT，关于风对气球作用力的大小F，下列说法正确的是（　　）


A. F=FTsinα
B. F=FTtanα
C. 不知气球所受浮力大小，因此无法计算
D. 不知气球的质量，因此无法计算
9. 木楔的截面为等腰三角形，其顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则下列正确的是（　　）

A. θ一定时，FN的大小与F无关
B θ一定时，F越小，FN越大
C. F一定时，θ越大，FN越大
D. F一定时，θ越小，FN越大
10. 一物体从足够高地方以某一很小的初速度向下抛出，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力的作用，空气阻力f的大小与物体速度v的关系为：（k为常量）。从物体被抛出时开始计时，其下落速度随时间变化的图像可能是图中的（　　）
A. B. C. D.
11. 质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数用M表示，g取10m/s2，则（　　）

A. 升降机以1m/s2的加速度加速上升时，人处于失重状态
B. 升降机以1m/s2的加速度减速上升时，M为54kg
C. 升降机以1.5m/s2的加速度加速下降时，人处于超重状态
D. 升降机以1.5m/s2加速度减速下降时，M为51kg
12. 如图所示，物块（可视为质点）静止于放在水平地面的斜面体上，现用水平方向的力F推物块，在F由零开始逐渐增大到某一定值的过程中，物块和斜面体始终保持静止状态，对此过程下列说法正确的是（　　）

A. 地面对斜面支持力一直增大
B. 物块所受斜面的摩擦力可能先变小后变大
C. 斜面体所受的合外力一直增大
D. 物块所受斜面施加的力先变小后变大
13. 2021年9月17日，神州十二号载人飞船返回舱在成功着陆的过程中，经大气层的减速，速度从减为，将此过程称为第一阶段；打开降落伞后，经过速度进一步减为，将此过程称为第二阶段；之后返回舱与降落伞分离，打开发动机减速一段时间后处于悬停状态，经过对着陆点的探测后平稳着陆。若将整个运动视为竖直向下的运动，则返回舱（　　）

A. 加速度的方向一直竖直向下
B. 在第一阶段中处于完全失重状态
C. 第一阶段比第二阶段速度变化得快
D. 合力方向一直竖直向上
14. 如图，质量为2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.4。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。以下说法不正确的是（　　）


A. 木块对铁箱压力的大小12.5N
B. 水平拉力F的大小71.5N
C. 水平面对铁箱的支持力大小为30N
D. 铁箱的加速度为25m/s2
二、实验题（共16分）
15. 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳。

（1）如图a所示，用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为F1=_______N和F2=2.00N。
（2）如图b所示，撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的B端_______，这样做的目的是_______；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为F=2.20N。
（3）如图c所示，某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出它们的合力F合_______。
（4）比较F合与_______的关系，即可验证。
16. 图甲为某同学验证“物体运动加速度与力之间关系”的实验装置图。已知小车质量为M，当地重力加速度为g，实验中使用交变电流的频率为50Hz。
（1）如图甲所示，安装好实验装置。取下砝码盘，调整斜面右端高度，让小车匀速下滑。当小车匀速下滑时，小车所受合力为_______；

（2）挂上总质量为m的砝码盘（连同盘中砝码），调整左端滑轮高度，让细绳平行于木板。打开打点计时器电源开关，然后放开小车，就可打出小车运动的纸带。在运动过程中，小车受到的合力为_______（选填“绳的拉力”、“砝码盘的总重力mg”或“绳的拉力与摩擦力的合力”）。图乙所示为某次操作中打出的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，数据的单位是cm。则小车运动的加速度a＝_________m/s2（保留两位有效数字）；
（3）改变砝码盘总质量m，重复步骤（2）操作，可测出小车对应的加速度a；对这些实验数据进行分析就可以验证物体运动加速度与合外力是否成正比。
（4）分析实验数据看出，用纸带上数据算出的小车的加速度a总是小于用算出的加速度，而且随砝码盘总质量m增加，它们之间差值会_________（填“越来越小”“不变”或“越来越大”）
三、论述、计算题（共42分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
17. 光滑水平桌面上有一个质量m=10kg的物体，它在水平方向上受到互成90°的两个力的作用，这两个力的大小分别为F1=3N和F2=4N。求：这个物体加速度的大小和方向（已知sin37°=0.6）。
18. 如图所示，在倾角为37°足够长的斜面上有一个质量m=1kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数µ=0.3。物体在拉力F的作用下由静止开始运动，F的大小为9.4N，方向沿斜面向上，经过t=2s撤去拉力F（重力加速度g取10m/s2，物体可视为质点，sin37°=0.6），求：
（1）物体刚开始运动时加速度的大小a。
（2）撤去拉力F后物体还能沿斜面上滑的最远距离l。

19. 近些年无人机被广泛应用于应急救灾、地质勘测、高空消防、环境监测等众多领域。如图所示无人机搭载光电吊舱，具有不受空间和地形制约、观察角度多样、响应快速等特点。现要让无人机从地面竖直起飞，最终悬停在距地面高度h=99m的空中进行作业。若无人机质量M=5kg，动力系统能提供的最大升力F=122N，上升过程中能达到的最大速度vm=6m/s，竖直飞行时受到空气阻力的大小恒为f=10N；固定在无人机下方铁杆上的光电吊舱，质量m=3kg，其所受空气阻力不计。将无人机加速或减速的过程视为匀变速运动，重力加速度g取10m/s2。
（1）无人机以最大升力竖直起飞，求：
a.达到最大速度时上升的高度；
b.光电吊舱对铁杆的作用力大小FT；
（2）假设为了运行平稳，无人机在减速时最大加速度的大小与加速时相同，求：无人机从地面起飞直至悬停到作业地点所需的最短时间t。

20. 如图所示，在水平传送带上有两个质量分别为m1、m2的木块A和B，中间用一原长为L0，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为µ。现用不可伸长的水平细绳将木块A与固定支架P相连，A和B初速均为零且二者间距离为L0，细绳处于刚好为原长但拉力为零的状态，传送带按图示方向以速度v0匀速运动（传送带足够长，弹簧不会超过弹性限度，重力加速度用g表示）。
（1）求：当木块B所受合力第一次为零时，A、B之间的距离l和细绳中的拉力FT。
（2）通过分析说明：从初始时刻到B与P相距最远的那一时刻的过程中，木块B运动的可能情况，并定性画出对应的v-t图像。


参考答案
一、选择题：本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共42分）
1. 从距地面高为4m处竖直向下释放一个小球，小球在与地面相碰后弹起，上升到距地面高为3m处被接住，以竖直向下为正方向，则这一过程中（　　）
A. 位移为―3m B. 位移为1m
C. 位移为―1m D. 路程为3m
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．位移是由初位置指向末位置的有向线段，取决于初、末位置，从全程来看，小球实际下降了1m，所以它的位移为向下的1m，以向下为正方向，所以位移表示为1m，AC错误，B正确；
D．路程是物体实际运动的轨迹长度，小球先向下运动4m，后向上运动3m，路程是7m，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，将一个质量为3kg的铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则铅球（　　）

A. 对挡板的压力是3N
B. 对斜面的压力是
C. 对挡板的压力是30N
D. 对斜面的压力是
【答案】C
【解析】
【详解】铅球受三个力作用处于平衡状态。根据铅球受力平衡条件可知，挡板对铅球的推力和斜面对铅球的支持力的合力F与重力大小相等，方向相反，如图所示

由平衡条件可得


则根据牛顿第三定律，铅球对挡板压力为30N，对斜面的压力为。
故选C。
3. 一物体沿直线运动，下列判断正确的是（　　）
A. 若相等时间内速度变化量相等，则物体做匀速直线运动
B. 若加速度随时间均匀增加，则物体做匀加速直线运动
C. 若加速度随时间减小，则物体的速度一定在减小
D. 若速度随时间减小，则加速度方向一定与速度方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A．若任意相等时间内位移的变化量相等，则物体做匀速直线运动，选项A错误；
B．若加速度不变，则物体做匀加速直线运动，选项B错误；
C．若加速度和速度同向，若加速度随时间减小，则物体的速度增加，选项C错误；
D．若速度随时间减小，则加速度方向一定与速度方向相反，选项D正确。
故选D。
4. 为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过一段时间t听到石块击水的声音，测量这段时间即可进行估算。若t=2s，不考虑声音传播的时间，则（　　）
A. 井口到水面的距离约为5m
B. 井口到水面的距离约为40m
C. 石块击水时的速度约为20m/s
D. 石块击水时的速度约为10m/s
【答案】C
【解析】
【详解】AB．井口到水面的距离约为

选项AB错误；
CD．石块击水时的速度约为
v=gt=20m/s
选项C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示，油桶放在汽车上，与汽车保持相对静止，汽车在水平平直公路上行驶，下列说法正确的是（　　）

A. 匀速行驶时，油桶受到汽车施加的支持力和摩擦力
B. 加速行驶时，地面受到汽车施加的压力等于汽车和油桶的总重力
C. 匀速行驶时，地面受到汽车施加的压力等于汽车的重力
D. 加速行驶时，汽车与油桶之间的相互作用只有油桶和汽车之间的弹力
【答案】B
【解析】
【详解】A．匀速行驶时，油桶受力平衡，则只受到汽车施加的支持力和本身的重力作用，选项A错误；
B．加速行驶时，地面受到汽车施加的压力等于汽车和油桶的总重力，选项B正确；
C．匀速行驶时，地面受到汽车施加的压力等于汽车和油桶的总重力，选项C错误；
D．加速行驶时，水平方向油桶受到汽车向前的摩擦力，则汽车与油桶之间的相互作用除了有油桶和汽车之间的弹力外还有摩擦力，选项D错误。
故选B。
6. 把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示，下列说法中错误的是（　　）

A. 图中所示的纸带，右端与重物相连
B. 可以计算打A点时重物的瞬时速度
C. 打任意相邻两点的时间间隔都相等
D. 可以计算任意两点间的平均速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．纸带加速下落，相邻点迹间距逐渐变大，则图中所示的纸带，左端与重物相连，选项A错误，符合题意；
B．根据两点之间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可以计算打A点时重物的瞬时速度，选项B正确，不符合题意；
C．利用打点计时器打出的任意相邻两点的时间间隔都相等，选项C正确，不符合题意；
D．根据可以计算任意两点间的平均速度，选项D正确，不符合题意；
故选A。
7. 某质点从t=0时刻出发做直线运动，其v－t图像如图所示，根据图像可知（　　）

A. 质点在1s末距离出发点最远
B. 质点距出发点的最远距离为5m
C. 前4s内质点的位移大小为5m
D. 前4s内质点通过的路程为6m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．质点在0-3s内速度一直为正，可知3s末距离出发点最远，质点距出发点的最远距离为

选项AB错误；
C．图像与坐标轴围成的面积等于位移，可知前4s内质点的位移大小为

选项C正确；
D．前4s内质点通过的路程为

选项D错误。
故选C。
8. 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。测得细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为FT，关于风对气球作用力的大小F，下列说法正确的是（　　）


A. F=FTsinα
B. F=FTtanα
C. 不知气球所受浮力大小，因此无法计算
D. 不知气球的质量，因此无法计算
【答案】A
【解析】
【详解】以气球为研究对象，气球受细绳的拉力FT、风对它水平向右的作用力F和竖直向上的浮力，根据正交分解可得

BCD错误，A正确。
故选A。
9. 木楔的截面为等腰三角形，其顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则下列正确的是（　　）

A. θ一定时，FN的大小与F无关
B. θ一定时，F越小，FN越大
C. F一定时，θ越大，FN越大
D. F一定时，θ越小，FN越大
【答案】D
【解析】
【详解】由

可知，θ一定时，F越大，FN越大，F一定时，θ越小，FN越大。
故选D。
10. 一物体从足够高的地方以某一很小的初速度向下抛出，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力的作用，空气阻力f的大小与物体速度v的关系为：（k为常量）。从物体被抛出时开始计时，其下落速度随时间变化的图像可能是图中的（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物体被抛出后，竖直方向速度越来越大，受到的阻力越来越大，当阻力等于重力时，物体受力平衡，作匀速直线运动。
故选C。
11. 质量为60kg人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数用M表示，g取10m/s2，则（　　）

A. 升降机以1m/s2的加速度加速上升时，人处于失重状态
B. 升降机以1m/s2的加速度减速上升时，M为54kg
C. 升降机以1.5m/s2的加速度加速下降时，人处于超重状态
D. 升降机以1.5m/s2的加速度减速下降时，M为51kg
【答案】B
【解析】
【详解】A．加速上升时，加速度向上，人处于超重状态，故A错误；
B．升降机以1m/s2的加速度减速上升时，加速度方向向下，物体处于失重状态，根据牛顿第二定律有

解得

体重计的读数为

故B正确；
C．加速下降时，加速度向下，人处于失重状态，故C错误；
D．升降机以1.5m/s2的加速度减速下降时，加速度方向向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律有

解得

体重计的读数为

故D错误。
故选B。
12. 如图所示，物块（可视为质点）静止于放在水平地面的斜面体上，现用水平方向的力F推物块，在F由零开始逐渐增大到某一定值的过程中，物块和斜面体始终保持静止状态，对此过程下列说法正确的是（　　）

A. 地面对斜面的支持力一直增大
B. 物块所受斜面的摩擦力可能先变小后变大
C. 斜面体所受的合外力一直增大
D. 物块所受斜面施加的力先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．对物块和斜面体整体，由受力平衡可知，整体受重力、地面支持力、水平推力、地面摩擦力四力平衡，竖直方向地面的支持力始终与重力平衡，所以地面对斜面的支持力不变，故A错误；
B．设斜面体倾角为，对物块受力分析，当F较小时，物块有下滑的趋势，摩擦力向上，由正交分解法得

可知摩擦力随着F的增大而减小；当F较大时，物块有上滑的趋势，摩擦力向下

摩擦力又要随F的增大而增大了。所以随着F从零逐渐增大，在物体相对滑动前，物块所受斜面的摩擦力先变小后变大，故B正确；
C．斜面体一直保持静止，合外力一直为零，故C错误；
D．物体受四力而平衡，斜面对物体的支持力、摩擦力的合力与水平推力F、mg的合力始终等大反向，mg不变，F方向不变大小逐渐增大，两者合力一直增大，所以斜面体对物体的作用力也是一直增大，故D错误。
故选B。
13. 2021年9月17日，神州十二号载人飞船返回舱在成功着陆的过程中，经大气层的减速，速度从减为，将此过程称为第一阶段；打开降落伞后，经过速度进一步减为，将此过程称为第二阶段；之后返回舱与降落伞分离，打开发动机减速一段时间后处于悬停状态，经过对着陆点的探测后平稳着陆。若将整个运动视为竖直向下的运动，则返回舱（　　）

A. 加速度的方向一直竖直向下
B. 在第一阶段中处于完全失重状态
C. 第一阶段比第二阶段速度变化得快
D. 合力方向一直竖直向上
【答案】C
【解析】
【详解】A．返回舱向下作减速运动时，加速度的方向竖直向上，故A错误；
B．第一阶段中返回舱向下作减速运动，处于超重状态，故B错误；
C．第一阶段加速度为

第二阶段加速度为

第一阶段比第二阶段速度变化得快，故C正确；
D．打开发动机减速一段时间后处于悬停状态，合力为0，故D错误。
故选C。
14. 如图，质量为2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.4。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。以下说法不正确的是（　　）


A. 木块对铁箱压力的大小12.5N
B. 水平拉力F的大小71.5N
C. 水平面对铁箱的支持力大小为30N
D. 铁箱的加速度为25m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】A．对木块受力分析，设木块与铁箱的摩擦力为f1，在竖直方向根据平衡条件有

解得

故A正确，不符合题意；
D．对木块，在水平方向根据牛顿第二定律有

解得

则铁箱的加速度为25m/s2，故D正确，不符合题意；
B．铁箱与水平面间的摩擦力为

对整体受力分析，根据牛顿第二定律

解得

故B错误，符合题意；
C．铁箱对水平面的压力为

则水平面对铁箱的支持力大小为30N，故C正确，不符合题意。
故选B。
二、实验题（共16分）
15. 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳。

（1）如图a所示，用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为F1=_______N和F2=2.00N。
（2）如图b所示，撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的B端_______，这样做的目的是_______；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为F=2.20N。
（3）如图c所示，某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出它们的合力F合_______。
（4）比较F合与_______的关系，即可验证。
【答案】 ①. 1.80 ②. 拉至O点 ③. 保证力F单独作用的效果与F1、F2共同作用的效果相同 ④. ⑤. F
【解析】
【详解】（1）[1]弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则读出两个拉力的大小分别为F1=1.80N和F2=2.00N。
（2）[2][3]如图b所示，撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的B端拉至O点，这样做的目的是保证力F单独作用的效果与F1、F2共同作用的效果相同；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为F=2.20N。
（3）[4]画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出它们的合力F合如图；

（4）[5]比较F合与F的关系，即可验证。
16. 图甲为某同学验证“物体运动加速度与力之间关系”的实验装置图。已知小车质量为M，当地重力加速度为g，实验中使用交变电流的频率为50Hz。
（1）如图甲所示，安装好实验装置。取下砝码盘，调整斜面右端高度，让小车匀速下滑。当小车匀速下滑时，小车所受合力为_______；

（2）挂上总质量为m的砝码盘（连同盘中砝码），调整左端滑轮高度，让细绳平行于木板。打开打点计时器电源开关，然后放开小车，就可打出小车运动的纸带。在运动过程中，小车受到的合力为_______（选填“绳的拉力”、“砝码盘的总重力mg”或“绳的拉力与摩擦力的合力”）。图乙所示为某次操作中打出的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，数据的单位是cm。则小车运动的加速度a＝_________m/s2（保留两位有效数字）；
（3）改变砝码盘总质量m，重复步骤（2）操作，可测出小车对应的加速度a；对这些实验数据进行分析就可以验证物体运动加速度与合外力是否成正比。
（4）分析实验数据看出，用纸带上数据算出的小车的加速度a总是小于用算出的加速度，而且随砝码盘总质量m增加，它们之间差值会_________（填“越来越小”“不变”或“越来越大”）
【答案】 ①. 零 ②. 绳的拉力 ③. 0.34 ④. 越来越大
【解析】
【详解】（1）[1]当小车匀速下滑时，小车处于平衡状态，小车所受合力为零；
（2）[2]由图可知在运动过程中，小车受到合力为绳的拉力；
[3]根据题意可知，纸带上相邻计数点的时间间隔

根据逐差法得加速度为

（3）[4]对砝码和盘受力分析得

对小车受力分析得

联立解得

加速度差值

可知随砝码盘总质量m增加，它们之间差值会越来越大
三、论述、计算题（共42分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
17. 光滑水平桌面上有一个质量m=10kg的物体，它在水平方向上受到互成90°的两个力的作用，这两个力的大小分别为F1=3N和F2=4N。求：这个物体加速度的大小和方向（已知sin37°=0.6）。
【答案】0.5m/s2，方向（在水平桌面内）与F2的夹角为37°
【解析】
【详解】这两个力的合力
F合==5N
这个物体加速度的大小为
a==0.5m/s2
方向（在水平桌面内）与F2的夹角为37°。
18. 如图所示，在倾角为37°足够长的斜面上有一个质量m=1kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数µ=0.3。物体在拉力F的作用下由静止开始运动，F的大小为9.4N，方向沿斜面向上，经过t=2s撤去拉力F（重力加速度g取10m/s2，物体可视为质点，sin37°=0.6），求：
（1）物体刚开始运动时加速度的大小a。
（2）撤去拉力F后物体还能沿斜面上滑的最远距离l。

【答案】（1）1m/s2；（2）0.24m
【解析】
【详解】（1）物体的受力分析如图所示

在垂直斜面的方向上有
FN=mgcos37°
在沿斜面方向上有
F-mgsin37°-µFN=ma
解得
a=1m/s2
（2）设刚撤去拉力F时物体的速度为v，有
v=at=2m/s
撤去拉力F后，物体的加速度

方向沿斜面向下
撤去拉力F后，物体沿斜面向上做匀减速运动，到v′=0时上滑距离最远，由

解得
l=0.24m
19. 近些年无人机被广泛应用于应急救灾、地质勘测、高空消防、环境监测等众多领域。如图所示无人机搭载光电吊舱，具有不受空间和地形制约、观察角度多样、响应快速等特点。现要让无人机从地面竖直起飞，最终悬停在距地面高度h=99m的空中进行作业。若无人机质量M=5kg，动力系统能提供的最大升力F=122N，上升过程中能达到的最大速度vm=6m/s，竖直飞行时受到空气阻力的大小恒为f=10N；固定在无人机下方铁杆上的光电吊舱，质量m=3kg，其所受空气阻力不计。将无人机加速或减速的过程视为匀变速运动，重力加速度g取10m/s2。
（1）无人机以最大升力竖直起飞，求：
a.达到最大速度时上升的高度；
b.光电吊舱对铁杆的作用力大小FT；
（2）假设为了运行平稳，无人机在减速时最大加速度的大小与加速时相同，求：无人机从地面起飞直至悬停到作业地点所需的最短时间t。

【答案】（1）a.4.5m；b.42N；（2）18s
【解析】
【详解】（1）a.无人机以最大升力竖直起飞时，无人机的加速度

达到最大速度时上升的高度

b.对光电吊舱应用牛顿第二定律

解得
FT′=3×（10+4）N=42N
光电吊舱对铁杆的作用力大小FT为42N；
（2）无人机以最大加速度值加速到最大速度，然后保持最大速度匀速运动，最后以最大加速度值减速到零时刚好到达作业点，这种方式满足要求且所需的时间最短。
其中，加速到最大速度所需时间
t1=m/s=1.5s
上升的高度
h1=4.5m
减速到零所用的时间
t2=t1=1.5s
上升高度
h2=h1=4.5m
保持最大速度匀速运动的时间
t3=s=15s
因此所需的最短时间
t=t1+t2+t3=18s
20. 如图所示，在水平传送带上有两个质量分别为m1、m2的木块A和B，中间用一原长为L0，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为µ。现用不可伸长的水平细绳将木块A与固定支架P相连，A和B初速均为零且二者间距离为L0，细绳处于刚好为原长但拉力为零的状态，传送带按图示方向以速度v0匀速运动（传送带足够长，弹簧不会超过弹性限度，重力加速度用g表示）。
（1）求：当木块B所受合力第一次为零时，A、B之间的距离l和细绳中的拉力FT。
（2）通过分析说明：从初始时刻到B与P相距最远的那一时刻的过程中，木块B运动的可能情况，并定性画出对应的v-t图像。

【答案】（1），µm2g+µm1g；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）当木块B受合力零时，对B有
µm2g=kx
则此时

A、B之间的距离

此时A所受合力也为零，对A有
FT=kx+µm1g
因此绳中拉力
FT=µm2g+µm1g
（2）初始时刻，B初速为零，受到传送带施加的向右的滑动摩擦力，大小为
f=µm2g
于是B向右加速运动，同时弹簧被拉伸给B施加向左的弹力，大小满足
F=kx
B所受合力为
F合=µm2g-kx
加速度

在开始的一段时间内，随着x的增大，a减小，B做加速度减小的加速运动。之后有两种可能：
①若B的速度增大到与传送带的速度v0相等前，先达到了弹簧弹力F=f的状态，此刻加速度为零，但由于vBf，B开始向右减速，做加速度增大的减速运动，直至vB=0，达到向右的最远位置。
②若B的速度增大到与传送带的速度v0相等时，仍然有弹簧弹力F