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辽宁省铁岭市六校2022-2023学年高二下学期期末物理试卷(解析版)
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这是一份辽宁省铁岭市六校2022-2023学年高二下学期期末物理试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了 本试卷主要考试内容，5x等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4. 本试卷主要考试内容：人教版必修第一册。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 如图所示，一只蚂蚁（可视为质点）在半球形碗内从底部经b点缓慢爬到a点处，整个过程中蚂蚁受到的合力（ ）
A. 逐渐增大B. 逐渐减小
C. 始终不变D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】蚂蚁缓慢爬行，一直处于平衡状态，合力始终等于零，始终不变。
故选C。
2. 小明同学搭乘某商场的电梯从一楼到五楼，某一段时间里小明和电梯一起沿竖直方向匀减速上升，在此段运动过程中电梯对人的支持力为，人对电梯的压力为，人受到的重力为G，则下列说法正确的是（ ）
A. G和一对作用力与反作用力B. 和是一对平衡力
C. 小于D. 小于G
【答案】D
【解析】AD．根据题意可知电梯向上做匀减速运动，由此可知电梯的加速度向下，电梯中的人处于失重状态，因此电梯对人的支持力FN小于人受到的重力，G和FN不是一对相互作用力，它们是作用在同一个物体上，故A错误D正确；
BC．FN和F′N大小相等、方向相反、作用在两个物体上，是一对相互作用力，故BC错误。
故选D。
3. 甲、乙两新能源汽车在同一条平直公路上进行测试，时两车均静止。测试过程中两车的加速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻两车运动方向相反
B. 两车在时刻一定相遇
C. 两车的加速度大小均先增大后减小
D. 时刻甲车的速度大于乙车的速度
【答案】D
【解析】A．根据题意可知，两车均由静止运动，加速度方向不变都为正值，故两车t1时速度方向也是正方向，运动方向相同，故A错误；
B．题意中没有确定两车出发时的位置关系，则不能确定两车在时刻是否相遇，故B错误；
C．根据题意，由图可知，甲的加速度线增大后减小，乙的加速度先减小后增大，故C错误；
D．根据图像中面积表示速度变化量，由图可知，时间内，甲的速度变化量大于乙的速度变化量，由于两车均由静止运动，则时刻甲车的速度大于乙车的速度，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，在一条细绳中间用光滑挂钩悬挂一玩具车，左、右两段绳子上的拉力相等，当两段绳子的夹角为时，绳子上的拉力大小等于F，缓慢减小两段绳子之间的夹角，当两段绳子的夹角为时，绳子上的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当夹角为120°时，受力分析如图所示
根据共点力平衡条件有
2Fcs60°=G
同理，当两段绳子的夹角为90°时，根据共点力平衡条件有
2F'cs45°=G
联立解得
故选B。
5. 某物体由静止开始做匀加速运动，在时间t内运动的位移大小为s，则物体在接下来的2t时间内的平均速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在时间t内运动的位移大小为s，则有
从开始到3t时间内的位移
所以
s′=9s
则物体在接下来的2t时间内的位移
x=s′-s=9s-s=8s
则物体在接下来的2t时间内的平均速度大小为
故选C。
6. 如图甲所示，在一无限大的光滑水平面上静止放置着可视为质点的物体，以物体所在初始位置为坐标原点建立一维坐标系，现给物体施加一沿x轴正方向的作用力F，其加速度a与坐标x的关系如图乙所示。则在处，物体的速度大小为（ ）
A. B. C. D. 无法计算
【答案】A
【解析】由图乙可知加速度
a=3+0.5x
由牛顿第二定律可得合力
F=ma=(3+0.5x)m
物体的质量不变，可知合力F与x成线性关系，F与x的图像如下图所示
根据F与x的图像图线与横轴所夹的面积表示力F做的功，可得
由动能定理有
代入数据可得
故选A。
7. 建设房屋时，保持屋顶底边L不变，要求设计屋顶的倾角θ，以便下雨时落在房顶的雨滴能尽快地滑离屋顶。若将雨滴沿屋顶下滑的运动视为自屋顶开始的无初速度、无摩擦的运动，则倾角θ的理想值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设雨滴匀加速下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
根据数学知识可知，当倾角为45°时，雨滴下滑时间最短，所以理想倾角为45°。
8. 关于速度、速度变化量和加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 物体加速度的方向和速度的方向一定相同
B. 物体加速度的方向和速度变化量的方向一定相同
C. 物体某时刻加速度很大，速度可能为零
D. 物体的加速度很大时，物体的速度变化量一定很大
【答案】BC
【解析】A．物体加速度的方向和速度的方向可以相同也可以相反，还可以不在同一条直线上，A错误；
B．根据
可知物体加速度的方向和速度变化量的方向一定相同，B正确；
C．物体某时刻加速度很大，速度可能为零，例如火箭刚点火的瞬间，加速度很大，而速度为零，C正确；
D．根据
可知物体的加速度很大时，物体的速度变化量不一定很大，还与时间有关，D错误。
9. 如图所示，斜面体置于粗糙水平地面上，被轻质细线系着的光滑小球放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终保持静止，则在此过程中（ ）
A. 力逐渐增大
B. 小球对斜面体的压力逐渐增大
C. 地面对斜面体的支持力逐渐增大
D. 地面对斜面体摩擦力逐渐减小
【答案】AD
【解析】AB．设小球和斜面的质量分别为m和M，斜面倾角为，绳子与斜面的夹角为θ。以小球为研究对象，小球受到重力mg、斜面的支持力N和绳子的拉力F，如图所示
由平衡条件，沿斜面方向有
垂直斜面方向
使小球沿斜面缓慢移动时，θ增大，则减小，增大，其他量不变，可知F增大，斜面对小球的支持力N变小，则小球对斜面体的压力也逐渐减小，故A正确，B错误；
CD．对斜面受力分析，受重力Mg、地面的支持力和摩擦力f、小球的压力N，如图所示
由平衡条件得
，
N变小，则小，f变小，即地面对斜面体的支持力变小，地面对斜面体的摩擦力变小，故C错误，D正确。
10. 如图所示，足够长的传送带倾斜放置，始终以速度逆时针运动。现使质量为m的物块以速度从传送带底端沿传送带向上运动，物块与传送带的接触面粗糙，下列说法正确的是（ ）
A. 若，则物块回到传送带底端时的速度小于
B. 若，则物块回到传送带底端时的速度等于
C. 若，则物块上滑过程中的加速度与下滑过程中的加速度相同
D. 若，则物块上滑过程中的加速度比下滑过程中的加速度要大
【答案】AC
【解析】AB．设物块沿斜面向下的重力分力为G1，物块与传送带间的摩擦力大小为f。物块上滑时，相对传送带向上运动，所受摩擦力沿斜面向下，加速度大小为
方向沿斜面向下。设物块上滑过程位移大小为x，根据匀变速直线运动速度—位移公式，可知
物块下滑过程中，当速度小于传送带速度v0时，物块相对传动带向上运动，所受摩擦力沿斜面向下，加速度大小为
方向沿斜面向下。设物块下滑过程中速度大小由0增加到v0时位移大小为x1，则
由于v1＞v0，可知x＞x1，可知物块下滑中速度大小为v0时没有到达传送带底端。此后物块运动分两种情况考虑：若G1≤f，则物块与带相对静止，匀速向下运动，可知物块到达端速度小于v1。若G1＞f，则物块以加速度大小
方向沿斜面向下，继续加速下滑。设物块速度大小达到v0后以加速度a2运动到斜面底端位移大小为x2，速度大小为v2，则
由于
a2＜a1，x1+x2=x
可知
可知v2＜v1，故A正确，B错误；
CD．由AB分析可知，物块上滑加速度大小为
上滑时位移大小为
物块下滑过程中，当速度小于传送带速度v0时，加速度大小为
设物块下滑过程中速度大小由0增加到v1时位移大小为x3，可知
得
可知x1=x3
可知物块到达传送带底端时速度大小为v1。若v1＜v0，物块下滑的过程速终小于传送带速度，故加速度大小为a1，可知物块上滑过程中的加速度与下滑过程中的加速度大小相等，故C正确，D错误。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. “求真”实验小组用图甲所示的装置探究加速度a与受力F的关系，他们用不可伸长的细线将滑块（含挡光片）通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连，定滑轮左侧的细线与水平桌面平行，固定在水平桌面上的两个光电门A、B间的距离为L。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度______m。
（2）实验操作过程中______（填“需要”或“不需要”）满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，改变条件重新测量时，滑块的初始位置______（填“需要”或“不需要”）保持不变。
（3）释放重物，记录挡光片通过光电门A、B时的遮光时间分别为、，则滑块的加速度a可表示为______（用d、L、和表示）；同时记录力传感器的示数F。
（4）多次改变重物质量，重复上述实验步骤，得到多组加速度a与拉力F，由实验得到的的关系图像如图丙所示，通过分析可知，滑块（含挡光片）的质量为______kg。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1） （2）不需要 不需要 （3） （4）1.25
【解析】（1）[1] 游标卡尺游标为20分度，故精确度为0.05mm，主尺读数为5mm，游标尺上第15个格对齐，故最终读数为
5mm+0.05×15mm=5.75mm=5.75×10-3m
（2）[2][3] 实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要近似的将重物的重力约等于细线的拉力，故实验中不需要满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，根据实验原理可知与滑块的释放位置无关。滑块的初始位置不需要保持不变。
（3）[4] 小车通过光电门A、B时的速度分别为
，
以小车为研究对象，小车通过光电门A、B时，根据运动学规律有
解得
（4）[5] 对滑块（含遮光条），根据牛顿第二定律可得
根据图象可得图象的斜率表示滑块（含遮光条）的质量的倒数，即有
解得
M=1.25kg
12. 张同学研究自由落体运动规律的实验装置如图甲所示，已知电火花计时器的工作频率为50Hz。该同学把电火花计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔，然后扶着重锤停靠在电火花计时器附近，重锤与纸带相连。接通电源后，待电火花计时器工作稳定后放开重锤。
（1）实验中电火花计时器必须接______（填“220V交流”、“低压交流”或“低压直流”）电源。
（2）实验中获得的纸带如图乙所示（每相邻两点之间还有四个点未画出），则电火花计时器打C点时，重锤的瞬时速度大小______m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）根据实验记录的数据可知，当地的重力加速度大小______（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）220V交流 （2）2.2 （3）9.85
【解析】（1）[1] 电火花计时器使用220V交流电源；
（2）[2] 电火花计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，故
T=5×0.02s=0.1s
根据匀变速直线运动规律可知，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度
（3）[3] 根据逐差法可知重力加速度
13. 高空跳伞是一项极限运动。某跳伞运动员于时刻从高空静止跳出的图像如图所示，可将其运动视作竖直方向的直线运动。运动员（含降落伞）所受空气阻力f的方向与速度v的方向相反，f的大小与成正比，但开伞前、后的正比例系数不同。已知开伞前运动员匀速飞行时的速度大小为；运动员在时刻打开降落伞，开伞后运动员匀速飞行时的速度大小为。重力加速度大小为g，不计空气浮力。
（1）求时刻运动员的加速度的大小；
（2）若某时刻运动员的加速度大小为，求该时刻运动员的速度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）开伞前运动员匀速飞行时，根据受力平衡有
开伞后运动员匀速飞行时，根据受力平衡有
在时刻运动员打开降落伞瞬间，根据牛顿第二定律有
解得
（2）若开伞前某时刻运动员的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
解得
若开伞后某时刻运动员的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
解得
14. 一辆货车以的速度匀速行驶在平直公路上，货车的前方有一辆出租车以的速度同向行驶，当货车司机发现两车相距时，货车司机经的思考时间后，立即紧急制动开始做匀减速直线运动，加速度大小为。
（1）试判断两车是否会相撞；
（2）若货车刹车时，出租车发现险情，立即以的加速度加速，求这种情况下两车间的最小距离。
【答案】（1）会相撞；（2）
【解析】（1）假设两车不会相撞，则两车的速度相等时，两车的距离最小，这段时间内货车的位移
这段时间内出租车的位移
由于
则两车会相撞。
（2）设货车发现险情经时间t两车的速度相等，则
这段时间内货车的位移
这段时间内出租车的位移
此时两车间的距离
解得
15. 如图所示，在倾角的足够长固定斜面上，将质量的长木板由静止释放的同时，一质量的物块以的初速度从木板的下端滑上木板。在物块上滑的过程中，木板恰好不往下滑，且物块到达木板上端时物块的速度恰好为零。已知物块与木板之间的动摩擦因数，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）木板的长度L；
（2）木板与斜面之间的动摩擦因数；
（3）物块滑离木板时，木板的速度大小v。
【答案】（1）4.5m；（2）；（3）
【解析】（1）物块刚滑上木板时，设物块的加速度大小为a1，对物块受力分析，根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
解得
L=4.5m
（2）物块上滑的过程中，木板恰好不往下滑，对木板受力分析，根据受力平衡有
解得
（3）当物块到达木板上端后，物块与木板都从静止开始沿斜面向下做匀加速运动，设物块的加速度大小为a2、木板的加速度大小为a3，物块经时间t滑到木板下端，对物块受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
对木板受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
时间t内物块的位移大小为
时间t内木板的位移大小
根据几何关系有
物块滑离木板时，木板速度大小为
联立解得
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4. 本试卷主要考试内容：人教版必修第一册。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 如图所示，一只蚂蚁（可视为质点）在半球形碗内从底部经b点缓慢爬到a点处，整个过程中蚂蚁受到的合力（ ）
A. 逐渐增大B. 逐渐减小
C. 始终不变D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】蚂蚁缓慢爬行，一直处于平衡状态，合力始终等于零，始终不变。
故选C。
2. 小明同学搭乘某商场的电梯从一楼到五楼，某一段时间里小明和电梯一起沿竖直方向匀减速上升，在此段运动过程中电梯对人的支持力为，人对电梯的压力为，人受到的重力为G，则下列说法正确的是（ ）
A. G和一对作用力与反作用力B. 和是一对平衡力
C. 小于D. 小于G
【答案】D
【解析】AD．根据题意可知电梯向上做匀减速运动，由此可知电梯的加速度向下，电梯中的人处于失重状态，因此电梯对人的支持力FN小于人受到的重力，G和FN不是一对相互作用力，它们是作用在同一个物体上，故A错误D正确；
BC．FN和F′N大小相等、方向相反、作用在两个物体上，是一对相互作用力，故BC错误。
故选D。
3. 甲、乙两新能源汽车在同一条平直公路上进行测试，时两车均静止。测试过程中两车的加速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻两车运动方向相反
B. 两车在时刻一定相遇
C. 两车的加速度大小均先增大后减小
D. 时刻甲车的速度大于乙车的速度
【答案】D
【解析】A．根据题意可知，两车均由静止运动，加速度方向不变都为正值，故两车t1时速度方向也是正方向，运动方向相同，故A错误；
B．题意中没有确定两车出发时的位置关系，则不能确定两车在时刻是否相遇，故B错误；
C．根据题意，由图可知，甲的加速度线增大后减小，乙的加速度先减小后增大，故C错误；
D．根据图像中面积表示速度变化量，由图可知，时间内，甲的速度变化量大于乙的速度变化量，由于两车均由静止运动，则时刻甲车的速度大于乙车的速度，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，在一条细绳中间用光滑挂钩悬挂一玩具车，左、右两段绳子上的拉力相等，当两段绳子的夹角为时，绳子上的拉力大小等于F，缓慢减小两段绳子之间的夹角，当两段绳子的夹角为时，绳子上的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当夹角为120°时，受力分析如图所示
根据共点力平衡条件有
2Fcs60°=G
同理，当两段绳子的夹角为90°时，根据共点力平衡条件有
2F'cs45°=G
联立解得
故选B。
5. 某物体由静止开始做匀加速运动，在时间t内运动的位移大小为s，则物体在接下来的2t时间内的平均速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在时间t内运动的位移大小为s，则有
从开始到3t时间内的位移
所以
s′=9s
则物体在接下来的2t时间内的位移
x=s′-s=9s-s=8s
则物体在接下来的2t时间内的平均速度大小为
故选C。
6. 如图甲所示，在一无限大的光滑水平面上静止放置着可视为质点的物体，以物体所在初始位置为坐标原点建立一维坐标系，现给物体施加一沿x轴正方向的作用力F，其加速度a与坐标x的关系如图乙所示。则在处，物体的速度大小为（ ）
A. B. C. D. 无法计算
【答案】A
【解析】由图乙可知加速度
a=3+0.5x
由牛顿第二定律可得合力
F=ma=(3+0.5x)m
物体的质量不变，可知合力F与x成线性关系，F与x的图像如下图所示
根据F与x的图像图线与横轴所夹的面积表示力F做的功，可得
由动能定理有
代入数据可得
故选A。
7. 建设房屋时，保持屋顶底边L不变，要求设计屋顶的倾角θ，以便下雨时落在房顶的雨滴能尽快地滑离屋顶。若将雨滴沿屋顶下滑的运动视为自屋顶开始的无初速度、无摩擦的运动，则倾角θ的理想值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设雨滴匀加速下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
根据数学知识可知，当倾角为45°时，雨滴下滑时间最短，所以理想倾角为45°。
8. 关于速度、速度变化量和加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 物体加速度的方向和速度的方向一定相同
B. 物体加速度的方向和速度变化量的方向一定相同
C. 物体某时刻加速度很大，速度可能为零
D. 物体的加速度很大时，物体的速度变化量一定很大
【答案】BC
【解析】A．物体加速度的方向和速度的方向可以相同也可以相反，还可以不在同一条直线上，A错误；
B．根据
可知物体加速度的方向和速度变化量的方向一定相同，B正确；
C．物体某时刻加速度很大，速度可能为零，例如火箭刚点火的瞬间，加速度很大，而速度为零，C正确；
D．根据
可知物体的加速度很大时，物体的速度变化量不一定很大，还与时间有关，D错误。
9. 如图所示，斜面体置于粗糙水平地面上，被轻质细线系着的光滑小球放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终保持静止，则在此过程中（ ）
A. 力逐渐增大
B. 小球对斜面体的压力逐渐增大
C. 地面对斜面体的支持力逐渐增大
D. 地面对斜面体摩擦力逐渐减小
【答案】AD
【解析】AB．设小球和斜面的质量分别为m和M，斜面倾角为，绳子与斜面的夹角为θ。以小球为研究对象，小球受到重力mg、斜面的支持力N和绳子的拉力F，如图所示
由平衡条件，沿斜面方向有
垂直斜面方向
使小球沿斜面缓慢移动时，θ增大，则减小，增大，其他量不变，可知F增大，斜面对小球的支持力N变小，则小球对斜面体的压力也逐渐减小，故A正确，B错误；
CD．对斜面受力分析，受重力Mg、地面的支持力和摩擦力f、小球的压力N，如图所示
由平衡条件得
，
N变小，则小，f变小，即地面对斜面体的支持力变小，地面对斜面体的摩擦力变小，故C错误，D正确。
10. 如图所示，足够长的传送带倾斜放置，始终以速度逆时针运动。现使质量为m的物块以速度从传送带底端沿传送带向上运动，物块与传送带的接触面粗糙，下列说法正确的是（ ）
A. 若，则物块回到传送带底端时的速度小于
B. 若，则物块回到传送带底端时的速度等于
C. 若，则物块上滑过程中的加速度与下滑过程中的加速度相同
D. 若，则物块上滑过程中的加速度比下滑过程中的加速度要大
【答案】AC
【解析】AB．设物块沿斜面向下的重力分力为G1，物块与传送带间的摩擦力大小为f。物块上滑时，相对传送带向上运动，所受摩擦力沿斜面向下，加速度大小为
方向沿斜面向下。设物块上滑过程位移大小为x，根据匀变速直线运动速度—位移公式，可知
物块下滑过程中，当速度小于传送带速度v0时，物块相对传动带向上运动，所受摩擦力沿斜面向下，加速度大小为
方向沿斜面向下。设物块下滑过程中速度大小由0增加到v0时位移大小为x1，则
由于v1＞v0，可知x＞x1，可知物块下滑中速度大小为v0时没有到达传送带底端。此后物块运动分两种情况考虑：若G1≤f，则物块与带相对静止，匀速向下运动，可知物块到达端速度小于v1。若G1＞f，则物块以加速度大小
方向沿斜面向下，继续加速下滑。设物块速度大小达到v0后以加速度a2运动到斜面底端位移大小为x2，速度大小为v2，则
由于
a2＜a1，x1+x2=x
可知
可知v2＜v1，故A正确，B错误；
CD．由AB分析可知，物块上滑加速度大小为
上滑时位移大小为
物块下滑过程中，当速度小于传送带速度v0时，加速度大小为
设物块下滑过程中速度大小由0增加到v1时位移大小为x3，可知
得
可知x1=x3
可知物块到达传送带底端时速度大小为v1。若v1＜v0，物块下滑的过程速终小于传送带速度，故加速度大小为a1，可知物块上滑过程中的加速度与下滑过程中的加速度大小相等，故C正确，D错误。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. “求真”实验小组用图甲所示的装置探究加速度a与受力F的关系，他们用不可伸长的细线将滑块（含挡光片）通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连，定滑轮左侧的细线与水平桌面平行，固定在水平桌面上的两个光电门A、B间的距离为L。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度______m。
（2）实验操作过程中______（填“需要”或“不需要”）满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，改变条件重新测量时，滑块的初始位置______（填“需要”或“不需要”）保持不变。
（3）释放重物，记录挡光片通过光电门A、B时的遮光时间分别为、，则滑块的加速度a可表示为______（用d、L、和表示）；同时记录力传感器的示数F。
（4）多次改变重物质量，重复上述实验步骤，得到多组加速度a与拉力F，由实验得到的的关系图像如图丙所示，通过分析可知，滑块（含挡光片）的质量为______kg。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1） （2）不需要 不需要 （3） （4）1.25
【解析】（1）[1] 游标卡尺游标为20分度，故精确度为0.05mm，主尺读数为5mm，游标尺上第15个格对齐，故最终读数为
5mm+0.05×15mm=5.75mm=5.75×10-3m
（2）[2][3] 实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要近似的将重物的重力约等于细线的拉力，故实验中不需要满足重物的质量远小于滑块（含挡光片）的质量，根据实验原理可知与滑块的释放位置无关。滑块的初始位置不需要保持不变。
（3）[4] 小车通过光电门A、B时的速度分别为
，
以小车为研究对象，小车通过光电门A、B时，根据运动学规律有
解得
（4）[5] 对滑块（含遮光条），根据牛顿第二定律可得
根据图象可得图象的斜率表示滑块（含遮光条）的质量的倒数，即有
解得
M=1.25kg
12. 张同学研究自由落体运动规律的实验装置如图甲所示，已知电火花计时器的工作频率为50Hz。该同学把电火花计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔，然后扶着重锤停靠在电火花计时器附近，重锤与纸带相连。接通电源后，待电火花计时器工作稳定后放开重锤。
（1）实验中电火花计时器必须接______（填“220V交流”、“低压交流”或“低压直流”）电源。
（2）实验中获得的纸带如图乙所示（每相邻两点之间还有四个点未画出），则电火花计时器打C点时，重锤的瞬时速度大小______m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）根据实验记录的数据可知，当地的重力加速度大小______（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）220V交流 （2）2.2 （3）9.85
【解析】（1）[1] 电火花计时器使用220V交流电源；
（2）[2] 电火花计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，故
T=5×0.02s=0.1s
根据匀变速直线运动规律可知，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度
（3）[3] 根据逐差法可知重力加速度
13. 高空跳伞是一项极限运动。某跳伞运动员于时刻从高空静止跳出的图像如图所示，可将其运动视作竖直方向的直线运动。运动员（含降落伞）所受空气阻力f的方向与速度v的方向相反，f的大小与成正比，但开伞前、后的正比例系数不同。已知开伞前运动员匀速飞行时的速度大小为；运动员在时刻打开降落伞，开伞后运动员匀速飞行时的速度大小为。重力加速度大小为g，不计空气浮力。
（1）求时刻运动员的加速度的大小；
（2）若某时刻运动员的加速度大小为，求该时刻运动员的速度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）开伞前运动员匀速飞行时，根据受力平衡有
开伞后运动员匀速飞行时，根据受力平衡有
在时刻运动员打开降落伞瞬间，根据牛顿第二定律有
解得
（2）若开伞前某时刻运动员的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
解得
若开伞后某时刻运动员的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
解得
14. 一辆货车以的速度匀速行驶在平直公路上，货车的前方有一辆出租车以的速度同向行驶，当货车司机发现两车相距时，货车司机经的思考时间后，立即紧急制动开始做匀减速直线运动，加速度大小为。
（1）试判断两车是否会相撞；
（2）若货车刹车时，出租车发现险情，立即以的加速度加速，求这种情况下两车间的最小距离。
【答案】（1）会相撞；（2）
【解析】（1）假设两车不会相撞，则两车的速度相等时，两车的距离最小，这段时间内货车的位移
这段时间内出租车的位移
由于
则两车会相撞。
（2）设货车发现险情经时间t两车的速度相等，则
这段时间内货车的位移
这段时间内出租车的位移
此时两车间的距离
解得
15. 如图所示，在倾角的足够长固定斜面上，将质量的长木板由静止释放的同时，一质量的物块以的初速度从木板的下端滑上木板。在物块上滑的过程中，木板恰好不往下滑，且物块到达木板上端时物块的速度恰好为零。已知物块与木板之间的动摩擦因数，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）木板的长度L；
（2）木板与斜面之间的动摩擦因数；
（3）物块滑离木板时，木板的速度大小v。
【答案】（1）4.5m；（2）；（3）
【解析】（1）物块刚滑上木板时，设物块的加速度大小为a1，对物块受力分析，根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
解得
L=4.5m
（2）物块上滑的过程中，木板恰好不往下滑，对木板受力分析，根据受力平衡有
解得
（3）当物块到达木板上端后，物块与木板都从静止开始沿斜面向下做匀加速运动，设物块的加速度大小为a2、木板的加速度大小为a3，物块经时间t滑到木板下端，对物块受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
对木板受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
时间t内物块的位移大小为
时间t内木板的位移大小
根据几何关系有
物块滑离木板时，木板速度大小为
联立解得
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