2024届高考物理二轮专题：运动和力的关系(文字版+解析)

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1．（2023高三下·杭州模拟） 神舟十四号又被称为“最忙乘组”，在空间站工作期间迎接了问天、梦天、天舟五号和神舟十五号，它于12月4日返回祖国。返回时在穿越大气层时对返回舱起主要减速作用的降落伞（主伞）面积达1200m2，质量为120kg，由96根坚韧的伞绳均匀连接返回舱悬挂点和降落伞边缘，降落伞边缘为圆形状，半径为15m，设每一根伞绳长度为39m，返回舱（不含航天员）的质量为2670kg，舱内三个航天员的质量每人平均计70kg。设某一段过程，返回舱受到的空气阻力为返回舱总重力的0.05倍，中轴线（返回舱悬挂点与降落伞中心的连线）保持竖直，返回舱以0.5m/s2的加速度竖直向下减速。此过程的重力加速度可以近似取：g=10m/s2。对此以下分析正确的是（ ）
A．在迎接神舟十五号的时候，神舟十四号处于完全失重状态，不受外力
B．题中减速阶段，伞绳对返回舱的合力大于返回舱的总重力
C．题中减速阶段，每根伞绳的拉力为325N
D．题中减速阶段，降落伞受到的空气阻力为31500N
2．（2023高三下·深圳模拟）根据机动车的运动情况，绘制如图 xt2−1t 图像，已知一质量为1000kg的机动车在水平路面沿直线减速行驶，规定初速度v0的方向为正方向。请判定以下说法合理的是
A．机动车的初速度 v0=10m/s
B．机动车的加速度大小为2m/s2
C．机动车在前3s的位移是12m
D．机动车前3s的动量变化量为 1.2×104kg⋅m/s
3．（2023高考模拟·温州）如图为“H225”应急救援直升机在永嘉碧莲镇执行灭火任务时的情景。直升机沿水平方向匀速直线飞往水源地取水时，悬挂空水桶的悬索与竖直方向的夹角为 37° ；直升机取水后飞往火场灭火，沿水平方向以 5m/s2 的加速度匀加速直线飞行时，悬挂水桶的悬索与竖直方向的夹角也为 37° 。若空气阻力大小不变，空桶质量为 400kg ，忽略悬索的质量，则此时水桶中水的质量为 (sin37°=0.6，cs37°=0.8) （ ）
A．260kgB．500kgC．800kgD．1000kg
4．（2023高考模拟·温州）中国跳水队被誉为跳水“梦之队”。如图是一位运动员跳水过程的频闪照片，A为运动员起跳位置，B为运动员重心到达最高位置，C为运动员指尖到达水面位置。空气阻力不可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．在B位置，运动员处于平衡状态
B．在C位置，运动员的机械能最大
C．运动员入水后，立即做减速运动
D．在A位置，运动员受到跳板的弹力是由于跳板发生形变产生的
5．（2023高三下·汉寿）如图所示，粗糙水平面BC两侧分别紧靠着传送带AB与CD，两传送带均为逆时针匀速转动，与水平面夹角均为30°。右侧传送带CD速度为v1=10m/s，与物块间的动摩擦因数为μ1=233。左侧传送带AB速度为v2=1m/s，与物块间的动摩擦因数为μ2=35。一个小物块以初速度v0=20m/s从右侧传送带最低C点冲卡传送带，粗糙水平面BC长度L=5m，与物块间的动摩擦因数μ=0.75。设最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，不计水平面BC与传动带连接处的动能损失，两侧传送带均足够长。小物块最终将静止于粗糙水平面BC的某一点P（图中末画出），则BP之间的距离为（ ）（g取10m/s2）
A．715mB．715mC．53mD．512m
6．（2023高三下·浙江模拟）下列属于国际单位制中基本单位符号的是（ ）
A．mlB．JC．WbD．H
7．（2023·临海模拟）下列仪器所测物理量的单位中，不属于基本单位的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2023·临海模拟）如图所示为某风洞实验简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力作用下由静止沿斜面向上运动，物块从接触弹簧到最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）
A．物块的速度一直减小
B．物块加速度先不变后减小
C．弹簧弹性势能先不变后增大
D．物块和弹簧组成的系统机械能一直增大
9．（2023·义乌模拟）根据航运行业机构的数据，到2030年全球将有超过250GW的海上风电容量，共有约730个海上风电场和30000台风电机组处于运营状态。如果用物理量的基本单位来表示海上风电容量的单位。下列表达中正确的是（ ）
A．N⋅m⋅s−1B．J⋅s−1C．kg⋅m2⋅s−3D．kg⋅m2⋅s−2
10．（2023·义乌模拟）曹冲称象的故事出自《三国志》，“置象于船上，刻其水痕所至。称物以载之，则校可知矣。复称他物，则象重可知也”。下列物理学习或研究中用到的方法与曹冲称象的方法相同的是（ ）
A．研究加速度与合力、质量的关系
B．建立“质点”的概念
C．建立“瞬时速度”的概念
D．建立“合力和分力”概念
11．（2023·义乌模拟）今年4月8日上午，以“全民健身迎亚运 信心满怀奔共富”为主题的2023年浙江省气排球锦标赛在桐庐开赛，某同学描绘出了气排球“从空中下落，与水平地面相碰后反弹到空中某一高度”的速度随时间变化的图像，若忽略空气阻力的大小变化，取g=10m/s2，以下分析计算正确的是（ ）
A．小球弹起的最大高度为1.0m
B．小球弹起的最大高度为0.45m
C．空气阻力大小与重力大小的比值为1：5
D．小球弹起到最大高度的时刻t2=0.8s
12．（2023·东阳模拟）碳酸饮料具有高热量，过量饮用会影响身体健康。如图所示是一款碳酸饮料的相关信息，与图中“大卡”对应的单位是（ ）
A．WB．JC．KD．cm3
13．（2023·东阳模拟）义乌市场上热销的擦窗机器人能利用内置吸盘吸附在接触面上，同时驱动系统又能保证机器人在竖直墙壁或玻璃面上自如行走，执行用户设定的清洁任务。假设现在擦窗机器人正在竖直玻璃墙面上由A点沿直线加速运行到右上方的B点，在这一过程中，机器人与玻璃墙之间的摩擦力为F，则下列关于力的分析图中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
14．（2023·金华模拟）下列关于单位的说法正确的是 （ ）
A．长度的单位m、cm、mm都是国际单位制中的基本单位
B．“千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的基本单位
C．根据单位制运算，ωv（ω指角速度、v指线速度）的单位是rad/s2
D．若各物理量都采用国际制单位，则通过物理公式得出的最后结果一定也是国际制单位
15．（2023·深圳模拟）二十四节气是中华民族的文化遗产。地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，所处四个位置分别对应北半球的四个节气，如图所示。下列关于地球绕太阳公转的说法正确的是（ ）
A．冬至时线速度最大
B．夏至和冬至时的角速度相同
C．夏至时向心加速度最大
D．可根据地球的公转周期求出地球的质量
16．（2023高三下·佛山模拟）在高速公路的水平弯道，若直线道路与转弯的圆曲线（曲率半径一定）道路直接连接，则弯道处存在曲率半径突变。为提高旅客乘车经过弯道时的舒适度，通常设计用一段缓和曲线将直线与圆曲线连接，实现曲率半径的逐渐过渡。假如汽车以恒定的速率经过弯道，因弯道有了缓和曲线的连接，则乘客乘车如图从P到Q的过程中（ ）
A．惯性将减小B．向心加速度是逐渐减小的
C．受到的合外力是逐渐增大的D．合外力对乘客做正功
17．（2023·杭州模拟）如图所示是神舟十四号飞船夜间返回的红外照片，打开降落伞后，飞船先减速后匀速下降，最后安全着陆。若不计空气对飞船的作用力，则（ ）
A．打开降落伞之后，飞船仍处于失重状态
B．匀速下降阶段，飞船的机械能守恒
C．减速下降阶段，飞船的机械能的减少量等于合力对飞船做的功
D．匀速下降阶段，飞船的机械能的减少量等于重力对飞船做的功
18．（2023·杭州模拟）如图所受是运油20给歼10、歼20两种战机同时加油的瞬间，则（ ）
A．研究加油问题时，运油20可视为质点
B．加油过程中，运油20的惯性越来越大
C．以运油20为参考系，歼20、歼10战机是运动的
D．以歼10战机为参考系，运油20和歼20都是静止的
19．（2023·江门模拟）如图所示，2022年2月5日，中国在交接棒时，“交棒”的曲春雨在“接棒”的任子威身后猛推一把，使任子威获得更大的速度向前滑行。若任子威的质量小于曲春雨的质量，不计阻力，在曲春雨用力推任子威的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．任子威的动量增加量大于曲春雨的动量减少量
B．任子威的速度增加量大于曲春雨的速度减少量
C．曲春雨推任子威的力大于任子威对曲春雨的推力
D．曲春雨的加速度大于任子威的加速度
20．（2023·云南模拟）如图，质量为4m的货车载有质量为2m的货物，一起在水平路面上以速度匀速运动，因紧急情况货车突然制动，货车停下后，货物继续运动后未与车厢前壁发生碰撞。已知货物与水平车厢底板间的动摩擦因数为μ，车轮与地面间的动摩擦因数为2μ，货物到车厢前壁的距离为L，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．开始刹车时货车的加速度大小为2μg
B．从开始刹车到货物停止运动的时间为v2μg
C．货车停止时，货物的速度大小为15v
D．货物到车厢前壁的距离应满足L≥3v210μg
二、多项选择题
21．（2023高三下·汉寿模拟）一半径为r的小球紧贴竖直放置的圆形管道内壁做圆周运动，如图甲所示。小球运动到最高点时管壁对小球的作用力大小为FN，小球的速度大小为v，其FN−v2图像如图乙所示。已知重力加速度为g，规定竖直向下为正方向，不计一切阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为ag
B．圆形管道内侧壁半径为cg−r
C．当v2=d时，小球受到外侧壁竖直向上的作用力，大小为dbc−b
D．小球在最低点的最小速度为2cg
22．（2023·临海模拟）下列四个实验中体现控制变量法的实验（ ）
A．图1中的“探究加速度与力、质量的关系”实验
B．图2中的“探究求合力方法”实验
C．图3中的“探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系”实验
D．图4中的“用单摆测测量重力加速度”实验
23．（2023·深圳模拟）范德格拉夫静电加速器结构如图所示，其工作原理是先通过传送带将正电荷传送到金属球壳（电荷在金属球壳均匀分布），使金属球与地面间产生几百万伏的高压，然后利用高压给绝缘管中的带电粒子加速。在加速管顶端A点无初速度释放一带电粒子，粒子经过B、C两点到达管底（B为AC中点）。不计粒子重力，仅考虑球壳产生电场的影响，下列说法正确的是（ ）
A．B点电势比C点电势高
B．粒子从B点到C点的过程中电势能增大
C．粒子在B点的加速度大于在C点的加速度
D．粒子在AB与BC间的动能变化量相同
24．（2023高三下·湛江模拟）一木箱静止于水平地面上，小明用水平拉力F拉木箱，拉力F与时间t的关系图像如图所示，4s后木箱做匀速直线运动，图中F1、F2、F3已知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．0~2s内，木箱保持静止
B．可求出木箱与地面间的动摩擦因数
C．可求出0~6s内合力的冲量大小
D．可求出0~6s内木箱克服摩擦力做的功
25．（2023高三下·韶关模拟）如图甲，某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器读数F随时间t变化的图像如图乙，下列说法正确的是（ ）
A．该同学重力约为500N
B．下蹲过程中该同学始终处于失重状态
C．该同学完成了一次下蹲再起立的动作
D．起立过程中该同学对传感器的压力小于传感器对该同学的支持力
26．（2023高三下·佛山模拟）图甲所示的无人机，某次从地面由静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图乙所示。已知无人机的质量为m，重力加速度为g，取竖直向上为正方向，不计空气阻力，则从地面飞至2ℎ0高处的过程中，无人机（ ）
A．先做加速运动后做匀速运动
B．飞至ℎ0高处时速度大小为gℎ0
C．飞至1.5ℎ0高处时无人机的升力为2mg
D．机械能增加量为3.5mgℎ0
27．（2023·山西模拟）某飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率成正比（即F阻=kv，k为常量）。当发动机以最大推力工作时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为v1；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为v2。重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化。下列说法正确的是（ ）
A．发动机的最大推力为Mg+kv2
B．当发动机不工作时飞行器匀速下落速度为v1−v22
C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为v1v2
D．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为v1+v22
28．（2023·安徽模拟）如图所示，间距为0.5m的足够长平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨左端接有电容C=0.02F的电容器，整个空间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2T，质量m=0.06kg的金属棒垂直放置在导轨上，金属棒和导轨的电阻不计，给金属棒一个向右的大小为8m/s的初速度，当金属棒的加速度变为零时，立即给金属棒一个水平向左的大小为0.2N的恒力，则（ ）
A．当金属棒加速度为零时，速度也恰好为零
B．当金属棒加速度为零时，电容器两端的带电量为0.12C
C．给金属棒施加一个水平向左的恒力后，金属棒向右运动的过程是匀减速直线运动
D．给金属棒施加一个水平向左的恒力后，金属棒向右运动的最大距离为7.2m
29．（2023·渭南模拟）无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面，利用电磁感应实现无线充电技术。劣质的无线充电宝使用过程中可能因吸力不足发生切线滑落造成安全隐患。图（a）为科创小组某同学手握手机（手不接触充电宝），利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程（手机与充电宝始终相对静止），记录的加速度a随时间t变化的图像如图（b）所示（规定向上为正方向），且图像上、下部分分别与时间轴围成的面积相等。已知无线充电宝质量为0.2kg，手机与充电宝之间的动摩擦因数μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则在该过程中（ ）
A．手机与充电宝全程向下运动，最终处于静止状态
B．充电宝在t2与t3时刻所受的摩擦力方向相反
C．充电宝与手机之间的吸引力大小至少为12N
D．充电宝与手机之间的摩擦力最小值为2N
三、非选择题
30．（2023·菏泽模拟）如图所示，A、B两个物体相互接触但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量为mA=4 kg，mB=6 kg。从t=0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA和FB随时间变化的规律为
FA=(8−2t)(N)
FB=(2+2t)(N)
通过计算做出物体B的加速度随时间变化的图线（在给定的虚线框内画图）。
31．（2023高考模拟·温州）小明同学利用图所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
（1）对于该实验，下列说法正确的是____（多选）
A．每次改变小车质量后，都需重新补偿阻力
B．为了减小实验误差，槽码的质量应远小于小车质量
C．处理数据时，在纸带上必须连续5个计时点选取一个计数点
D．补偿阻力时，应取下细线与槽码，而小车后面的纸带需穿过限位孔
（2）用该实验装置还能完成的实验是____
A．探究平抛运动的特点
B．探究小车速度随时间变化的规律
C．验证机械能守恒定律
D．探究两个互成角度的力的合成规律
32．（2023高三下·浙江模拟）
（1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，实验装置如图所示。
①需要的实验操作有
A．调节滑轮使细线与桌面平行 B．调节轨道与桌面的夹角以补偿阻力
C．小车靠近打点计时器由静止释放 D．先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如下图所示，图中相邻计数点之间还有四个实际点没有画出来，计数点3的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小为 m/s2（计算结果保留3位有效数字）。
（2）在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验中，实验装置如图所示。若将变速塔轮上的皮带一起往下移动一层，则短槽和长槽的角速度之比会 （选填“变大”“不变”“变小”或无法确定”）。长、短槽内放有三个小球，其中2号球的质量等于3号球，且是1号球的2倍；1号球和3号球到转轴的距离是2号球到转轴距离的一半。若皮带所在左、右塔轮的半径相等，则在加速转动手柄过程中，左、右标尺露出的红白等分标记都会 （选填“变长”“不变”“变短”或“无法确定”）；在匀速转动的过程中，左右标尺露出的红白标记长度之比为 。
33．（2023·义乌模拟）义乌某中学的学生准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题：
（1）四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是 。（选填甲、乙、丙、丁）
（2）四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是 。（选填甲、乙、丙、丁）
（3）某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度为 ms，加速度为 ms2。（计算结果保留三位有效数字）
（4）另一组学生用图乙的装置测量小车的质量M，及小车与木板的动摩擦因数μ，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度，得到多组拉力传感器示数F和小车加速度a的数据，作出如图所示的a−F图像。由图像可求得小车的质量M= kg，小车与长木板间的动摩擦因数μ= 。（计算结果保留2位有效数字）
34．（2023·深圳模拟）如图a为探究“小车加速度与力、质量的关系”的装置，某实验小组发现利用该装置还可以测量小车的质量M。实验时，将长木板右端适当垫高，在不受牵引的情况下小车拖动纸带恰能沿木板匀速运动，则：
（1）为了使小车受到细绳的拉力F近似等于钩码的总重力mg（细绳平行于斜面），钩码的总质量应 小车的质量。（填“远大于”、“等于”、“远小于”）。
（2）若平衡摩擦力过度（即木板右端垫的过高），此时长木板与桌面的倾角为θ。由实验测得数据做出a-F图像，截距为a0，此时的滑动摩擦力为f，重力加速度为g，则M= （用f、θ、a0、g表示），该测量值比真实值 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
35．（2023高三下·韶关模拟）李华同学利用图甲所示的装置“探究加速度与物体质量的关系”，实验中通过拉力传感器将细线中拉力大小的信息传输给数据采集系统。
（1）在细线与木板调整平行和平衡摩擦力后，往砝码盘中放入适当的砝码，接通电源。释放小车，记录拉力传感器的读数为F，从纸带上获得数据求出加速度；在小车上添加砝码并改变砝码盘中砝码的质量，使拉力传感器的示数仍然为F；如此反复实验，可获得小车的总质量M（含拉力传感器和所添加砝码）和加速度a的多组实验数据，作出a-M图像或a−1M图像，下列图像正确的是 （填正确答案标号）。
（2）图乙是李华同学在实验过程中打出的一条清晰的纸带，打点计时器打点的频率为50Hz，相邻两个计数点间还有四个点未画出。从图中所给的刻度尺上读出C、D两点间的距离s3= cm；该小车的加速度a= m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
（3）在本实验中，砝码盘和砝码的总质量 （选填“一定要远大于”、“可以大于”或“一定要远小于”）小车的总质量M。
36．（2023·浙江模拟）用如图一所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验：
（1）下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外，还需要的实验器材有____
A．天平B．秒表
C．刻度尺（最小刻度为1mm）D．低压交流电源
（2）此实验中需要满足一些条件，下列正确的做法是____
A．小车放在长木板上，反复调节长木板的倾斜程度，直至轻推小车使其在不受绳的拉力下沿木板做匀速运动
B．小车放在长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。反复调节长木板的倾斜程度，直至轻推小车使其在不受绳的拉力下沿木板做匀速运动
C．实验中，不需要满足砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间m≪M的条件
D．实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是m≪M
（3）下图为某次实验得到的纸带，交流电的频率为50Hz，在相邻两计数点间都有四个打点未画出，用刻度尺测得：x1=0.55cm，x2=0.94cm，x3=1.35cm，x4=1.76cm，x5=2.15cm，x6=2.54cm。
打下“3”点时小车的瞬时速度大小v3= m/s。
②小车的加速度大小a＝ m/s2。（计算结果均保留2位有效数字）
（4）另一小组在研究“小车质量一定时，加速度与力的关系”实验时，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，然后根据测得的数据作出a－F图像，如图三所示。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是____。
A．没有补偿摩擦阻力，且小车质量较大
B．补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过大，且砂和砂桶的质量较大
C．补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大
D．补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大
37．（2023·柳州模拟）受天空课堂中王亚平测量聂海胜质量实验的启发，某实验小组设计类似测物体质量的实验。安装好如图甲实验装置，调节气垫导轨上的旋钮P、Q使气垫导轨水平，滑块在O点时弹簧处于原长。力传感器能采集弹簧的弹力，固定在滑块上的加速度传感器能采集滑块的加速度。
（1）接通气源后，将滑块拉至A点（图中未标出），OA距离为5cm，此时力传感器的示数为0.60N，则弹簧的劲度系数为 N/m（结果保留两位有效数字）。
（2）静止释放滑块后，根据传感器采集的数据绘制的a−F图像如图乙所示，可知滑块与加速度传感器的总质量为 kg（结果保留一位有效数字）。
（3）测出两调节旋钮PQ之间距离为L，调节旋钮Q，使之比旋钮P高出ℎ，重绘a−F图像，纵轴截距为b，由此可知当地的重力加速度为 。
38．（2023·宁波模拟）图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。盘和重物的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端定滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是___________（填写所选选项的序号）。
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在盘和重物的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及盘和重物，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是___________。
A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
39．（2023·杭州模拟）
（1）在“探究加速度与质量的关系”实验中，实验装置如图所示。
①该实验必须完成的实验操作有 (多选)
A．调节导轨倾角以补偿阻力 B．将电源的输出电压调至交流8V
C．用天平称量小车及车中重物的质量 D．通过改变槽码的质量改变细绳的拉力
②某次实验中，由纸带获得的小车运动数据如图所示，根据这些数据可知小车的加速度大小为 m/s2。(结果保留两位有效数字)
③改变小车的质量M，多次测得小车的加速度a，获得如图所示的a−1M图像，下列因素中影响图中图线的倾斜程度的物理量是 。
A．小车的质量 B．槽码的质量 C．小车与轨道间的摩擦力 D．轨道的倾斜程度
（2）提供两个完全相同的小钢球，利用如图实验装置可探究平抛运动 (选填“竖直分运动”、“水平分运动”)的特点，实验时，应改变 、 多次实验。
40．（2023·潍坊模拟）如图所示，质量为m的工件甲静置在光滑水平面上，其上表面由光滑水平轨道AB和四分之一光滑圆弧轨道BC组成，两轨道相切于B点，圆弧轨道半径为R，质量为m的小滑块乙静置于A点。不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量为M的小球丙，细线竖直且丙静止时O到球心的距离为L。现将丙向右拉开至细线与竖直方向夹角为θ并由静止释放，丙在O正下方与甲发生弹性碰撞（两者不再发生碰撞）；碰后甲向左滑动的过程中，乙从C点离开圆弧轨道。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求丙与甲碰后瞬间各自速度的大小；
（2）求乙落回轨道后，乙对甲压力的最大值；
（3）仅改变BC段的半径，其他条件不变，通过计算分析乙运动过程的最高点与A点间的高度差如何变化。
41．（2023高三下·杭州模拟） 某闯关项目的简化图如图所示，距离水平地面高为ℎ=1.8m的平台上，A点左侧为光滑平台，一根弹簧左端与固定挡板连接，自然长度时右端不超过A点，一个可以看作质点的滑块靠着弹簧右端（不拴连），滑块质量为m=1kg。平台AB段长为L1=2.0m，与滑块的动摩擦因数为μ1=0.1。B点右侧设置长为L2=1.5m的水平传送带，传送带与滑块的动摩擦因数为μ2，传送带的右端设置半径为R=0.9m的半圆弧光滑轨道，CD为竖直直径的上下两端，C点与传送带末端的空隙很小，但是可以让滑块通过。传送带一旦启动，顺转（即让传送带顺时针方向转动）和逆转的速度都为v=4m/s，在B点的左侧附近设置传送带启动按钮，按钮有两个，一个为顺转，一个为逆转。闯关开始前传送带处于关闭状态。闯关时，选手首先向左推滑块压缩弹簧，使弹簧具有一定的初始弹性势能Ep，然后释放滑块，在滑块进入传送带前，选手必须按照实时情况按下顺转按钮或逆转按钮。闯关规则为：如果滑块最终能始终沿着轨道到达水平地面，则闯关成功；如果滑块最终退回到A点左侧，则可以再次闯关（既不失败，也没有成功）；如果滑块最终停在AB段上，或者向右出传送带后摔落在CD段则游戏失败（来不及按下按钮也视为失败，本题假设选手都按了按钮）。g取10m/s2。
（1）设备调试时，关闭传送带，测得当弹簧的初始弹性势能为Ep=5.0J时，滑块恰好滑到传送带的右端停止，求传送带与滑块的动摩擦因数μ2的大小；
（2）某选手压缩弹簧使其具有Ep=4.5J的初始弹性势能，请通过计算说明本次闯关选手（按下任何一个按钮的可能性都会有）是否可能会失败；
（3）求选手按下任意一个按钮都能闯关成功的初始弹簧弹性势能Ep取值范围。
42．（2023高三下·北京市模拟）如图所示为离子发动机的示意图：其原理是设法将惰性气体（比如氙气）电离，使中性的原子变成带正电的离子，这些带正电的气体离子经过加速电场加速，以很高的速度沿同一方向喷出舱室，由此产生推力。由于单位时间内喷出的气体离子质量很小，探测器得到的加速度会非常小，但经过足够长时间的加速，同样可以得到很大的速度。假如探测器连同离子发动机和氙气的总质量为M，每个氙离子的质量为m，电量为q，加速电压为U，离子加速后形成的电流强度为I，为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其它外力，忽略推进器运动速度，求：
（1）发动机单位时间内喷出多少个氙离子；
（2）离子发动机工作的初始阶段，产生推力能使探测器产生的加速度大小；
（3）为使离子推进器正常运行，必须在有离子喷射的出口处用中和电子枪向正离子喷射电子，试解释其原因。
43．（2023·丰台模拟） 如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，沿水平面从A点加速运动至B点，A、B两点间的距离为l。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体从A点运动到B点的过程中，求：
（1）物体的加速度大小a；
（2）恒力F对物体做的功W；
（3）此过程中物体速度由v1变化到v2，请根据牛顿第二定律和运动学公式，推导合力对物体做的功与物体动能变化的关系。