山东省聊城市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份山东省聊城市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（Word版附解析），共26页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

本试卷共6页，满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。
一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 京时间2023年10月26日17时46分，神舟十七号载人飞船成功对接于空间站“天和核心舱”前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。北京时间2023年10月26日19时34分，神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。以下说法正确的是（ ）
A. “北京时间2023年10月26日17时46分”和“6.5小时”都是指时间间隔
B. 对接完成后，载人飞船相对“天和核心舱”是运动的
C. 在地面观测载人飞船在太空中的运行轨迹时，可以将载人飞船看做质点
D. 地面观测载人飞船与“天和核心舱”对接过程，可以将载人飞船看做质点
2. 在一档展现我国人民生活水平飞速发展的电视节目中，导演用富有感染力的视角拍摄了高铁列车、新能源汽车、C919大飞机等国产先进交通工具的逐步普及。关于以上交通工具的说法中正确的是（ ）
A. C919大飞机在高空沿直线匀速飞行时速度很大，加速度也很大
B. 高铁列车启动过程中，速度变化量很大，加速度也很大
C. 新能源汽车在平直道路上行驶时，位移的方向向前，加速度的方向可能向后
D. 新能源汽车在平直道路上行驶时，速度方向向前，加速度的方向不可能向后
3. 如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为( )
A. B. C. D.
4. A、B、C、D四个物体的质量均为1kg，均静止在光滑水平面上，从时四个物体开始运动，并记录A物体的图像、B物体的图像、C物体的图像、D物体所受水平拉力的图像如下图所示，0~4s内物体运动位移最大的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 如图所示，竖直固定的光滑半圆形环上穿有一个小球，用一条轻绳将小球从圆环的底部缓慢拉到最高点，且轻绳保持水平。则该过程中，轻绳拉力、半圆形环对小球的作用力的大小变化情况是（ ）
A. 先增大后减小B. 先减小后增大
C. 逐渐增大D. 逐渐减小
6. 如图所示，质量为的半球形物体放在水平地面上，在最高点处固定一根质量为的竖直杆，轻质细绳的一端连接竖直杆的点，另一端连接一个质量为的光滑球，整个装置处于静止状态。已知细绳和杆的夹角为，绳长等于半球形物体（的半径，重力加速度为），则（ ）
A. 半球体受到地面的摩擦力水平向右
B. 半球体对地面的压力等于
C. 半球体对球的支持力大小为
D. 细绳对球的拉力大小为
7. 重力加速度的精确值在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中具有重要的意义。“对称自由下落法”可将值的测量转变为长度和时间的测量。如图所示，将真空长管沿竖直方向放置，自其中点竖直向上抛出小球，测得小球从离开点到落回点所用时间为，小球在运动过程中经过点上方高为处的点，小球先后两次经过点所用时间为，则等于（ ）
A. B.
C. D.
8. 车辆研发过程中要测试其在不同初速度下的刹车性能。在测试场地的平直跑道上固定一台超声波测速仪，车辆正对测速仪先加速行驶，到达测试速度后刹车做匀减速直线运动。在车辆开始刹车的同时，超声波测速仪发出超声波脉冲，此时车辆距离测速仪355m，当车辆恰好停止时，测速仪刚好收到反射回来的超声波信号，此时车辆距离测速仪335m。若超声波在空气中的传播速度为340m/s，则汽车刹车时的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。
9. 伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合，这种科学研究方法有力的促进了人类科学认识的发展。图、图表示的是伽利略在两项研究中实验和推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）
A. 图通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B. 图中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C. 图中的“理想实验”可以在实验室实现
D. 图中的“理想实验”通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
10. 张拉整体结构在生活中具有非常丰富的应用。某物理兴趣小组的同学制作了一个承重支架如图所示，三根轻质细绳甲、乙、丙和上部支架的结点分别为A、B、C，三根细绳拉力均不为零，上部支架和书的总质量为。以下说法正确的是（ ）
A. 细绳甲对A点的拉力沿绳向上
B. 细绳丙对C点的拉力沿绳向上
C. 细绳丙对C点的拉力大于
D. 细绳丙对C点的拉力小于
11. 工业机器人的普及使工厂的生产效率大大提高，某生产线上机器人的部分构造如图所示，高为的支架竖直放置在长为的水平轨道上，支架顶端的电动机可以拉动工件以的速度匀速上升，同时水平轨道右端的电动机可以拉动支架以的速度匀速向右运动。在正常工作过程中下列说法正确的是（ ）
A. 工件运动的速度
B. 若工件运动的速度与水平方向夹角为，则
C. 2s内工件的位移大小为
D. 若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动6m
12. 如图所示，斜面中段粗糙，段光滑。物块以12m/s的初速度从点沿斜面向上滑行，到达C点速度恰好为零。已知段的长度为1.6m，物块上滑过程中，在段的加速度是段加速度的两倍，且段和段运动的时间相等，取，则（ ）
A. 物块沿斜面向上滑行通过点的速度为4m/s
B. 斜面段长度为4.8m
C. 物块沿斜面向下滑行通过段的时间为1.6s
D. 物块与段斜面间的动摩擦因数为
三、非选择题：本题包括6个小题，共60分。
13. 某研究小组的同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，采用如图甲所示的装置，在水平放置的方木板上将橡皮筋的一端固定在点，另一端连接轻质小圆环，用两个弹簧测力计通过两根细绳互成角度地将小圆环拉到点，记录两个测力计的示数、及两根细绳、的方向，然后只用一个测力计通过一根细绳再次将小圆环拉到点，记录测力计的示数及细绳的方向。在图乙中作出了、、的图示。
（1）本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
（2）关于本实验，以下说法正确的是_______。
A.两根细绳、必须一样长
B.两绳夹角的平分线应与橡皮筋在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要保证弹簧测力计与木板平面平行
D.第一次把小圆环拉到点时，两根细绳、必须相互垂直
（3）请在图乙中，以和为邻边作平行四边形，并作出。、所夹的对角线，记为。
（4）通过对比______和______的大小和方向，若偏差均在实验允许的误差范围之内，则可以得出两个互成角度的力的合成规律（两空均选填“”、“”、“”、“”）。
14. 在“探究质量一定时，加速度和力的关系”实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中小车和动滑轮的总质量为，沙和沙桶的总质量为。一根轻绳跨过光滑定滑轮和动滑轮，轻绳的一端连接沙桶，另一端连接力传感器，力传感器可直接测出轻绳的拉力大小。
（1）（多选）在实验过程中，下列操作正确的是_______。
A．调整长木板左端的定滑轮，使得轻绳与长木板平行
B．在不挂沙桶和纸带的前提下，将带有滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力
C．小车应靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
D．实验中不需要保证远大于
（2）该同学在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知所用交流电的频率是50Hz，相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出。根据纸带中的数据可求出小车的加速度为________。（结果保留两位有效数字）
（3）该同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条过原点的倾斜直线，已知图线的斜率为，则小车和动滑轮的总质量_______。
（4）该同学某次实验画出图像如图丙所示，请分析图像不过原点的原因：_______。
15. 在魔术表演中，魔术师用藏在袖子中的透明丝线与放置在水平桌面上的木箱相连，“施展魔法”向右拉动木箱。如图所示，已知木箱的质量，木箱与桌面之间的动摩擦因数，拉动木箱的丝线拉力大小，丝线与水平桌面之间的夹角。已知，，，求：
（1）木箱所受支持力的大小；
（2）水平桌面所受摩擦力的大小和方向。
16. 某产业园内部货运铁路系统因调度失误，导致快慢不同的A、B两列火车在同一轨道上同向行驶，A车在前，速度；B车在后，速度。B车在距A车600m时发现A车，立即采取制动措施刹车。
（1）若B车以的加速度刹车，通过计算判断两车是否发生碰撞；
（2）若要避免发生碰撞，B车刹车时的加速度至少应是多少。
17. 随着网络购物的普及，配备了智能化分拣系统的快递云仓逐渐增多，快递包裹主要依靠机械手臂和传送带根据物流码进行识别分拣。如图所示为一、二级分拣传送带，一级传送带长为，以速度顺时针匀速转动，机械手臂将可看做质点的包裹轻放在一级传送带的左端，包裹运动到一级传送带的右端后下落到二级传送带上，包裹落到二级传送带时，水平方向速度等于离开一级传送带右端时的速度，且不反弹，二级传送带长度足够长。已知包裹和一级、二级传送带之间的动摩擦因数均为，，求：
（1）包裹在一级传送带上加速时的加速度大小；
（2）包裹在一级传送带上运动的时间；
（3）二级传送带以速度逆时针匀速转动，包裹落到二级传送带上后，包裹相对二级传送带位移大小。
18. 如图甲所示，在水平面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面右端水平地面上放置一水平长木板，斜面右端与长木板等高且平滑连接。现将一质量为的滑块自斜面上的A点静止释放，滑块经过点滑上长木板，滑块和长木板在水平面上运动的图像如图乙所示，已知。求：
（1）A、两点的距离；
（2）长木板的质量；
（3）若长木板的长度，要使滑块不从长木板上滑落，A、两点间距离的最大值是多少。
2023—2024学年度第一学期期末教学质量抽测
高一物理试题
本试卷共6页，满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。
一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 京时间2023年10月26日17时46分，神舟十七号载人飞船成功对接于空间站“天和核心舱”前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。北京时间2023年10月26日19时34分，神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。以下说法正确的是（ ）
A. “北京时间2023年10月26日17时46分”和“6.5小时”都是指时间间隔
B. 对接完成后，载人飞船相对“天和核心舱”是运动的
C. 在地面观测载人飞船在太空中的运行轨迹时，可以将载人飞船看做质点
D. 在地面观测载人飞船与“天和核心舱”对接过程，可以将载人飞船看做质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．“北京时间2023年10月26日17时46分”是指时刻；而“6.5小时”是指时间间隔，选项A错误；
B．对接完成后，载人飞船相对“天和核心舱”是静止的，选项B错误；
C．在地面观测载人飞船在太空中的运行轨迹时，载人飞船大小可忽略不计，可以将载人飞船看做质点，选项C正确；
D．在地面观测载人飞船与“天和核心舱”对接过程，载人飞船大小不可忽略不计，不可以将载人飞船看做质点，选项D错误。
故选C。
2. 在一档展现我国人民生活水平飞速发展的电视节目中，导演用富有感染力的视角拍摄了高铁列车、新能源汽车、C919大飞机等国产先进交通工具的逐步普及。关于以上交通工具的说法中正确的是（ ）
A. C919大飞机在高空沿直线匀速飞行时速度很大，加速度也很大
B. 高铁列车启动过程中，速度变化量很大，加速度也很大
C. 新能源汽车在平直道路上行驶时，位移的方向向前，加速度的方向可能向后
D. 新能源汽车在平直道路上行驶时，速度的方向向前，加速度的方向不可能向后
【答案】C
【解析】
【详解】A．C919大飞机在高空沿直线匀速飞行时速度很大，但加速度为0，故A错误；
B．加速度与速度变化量没有直接关系，高铁列车启动过程中，速度变化量很大，但加速度不一定很大，故B错误；
C．新能源汽车在平直道路上行驶时，位移的方向向前，如果汽车向前做减速运动，则加速度的方向向后，故C正确；
D．新能源汽车在平直道路上行驶时，速度的方向向前，如果汽车向前做减速运动，则加速度的方向向后，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】最初弹簧处于压缩状态，根据平衡条件对A有
B刚好离开地面时弹簧处于拉伸状态，根据平衡条件对B有
这一过程A上升的高度为
故选B。
4. A、B、C、D四个物体的质量均为1kg，均静止在光滑水平面上，从时四个物体开始运动，并记录A物体的图像、B物体的图像、C物体的图像、D物体所受水平拉力的图像如下图所示，0~4s内物体运动位移最大的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A项中图像的纵坐标值表示位置，则0~4s内物体从1m到，位移为；B项中图像的面积表示位移，则0~4s内的正负面积相等，总位移为零；C项中图像的面积表示速度的变化量，而物块从静止开始运动，则其图像为
和B项图像完全相同，则0~4s内的总位移为零；D项中的图像根据牛顿第二定律可改为图像，和C项的图像完全相同，再作出图像如图B项所示，则0~4s内的总位移为零；综上分析可知BCD三项在0~4s的位移相同均为零；A项的位移最大。故选A。
5. 如图所示，竖直固定的光滑半圆形环上穿有一个小球，用一条轻绳将小球从圆环的底部缓慢拉到最高点，且轻绳保持水平。则该过程中，轻绳拉力、半圆形环对小球的作用力的大小变化情况是（ ）
A. 先增大后减小B. 先减小后增大
C. 逐渐增大D. 逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】设半圆形环对小球的作用力与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据受力平衡可得
，
可得
，
由于逐渐增大，逐渐减小，逐渐增大，则和都逐渐增大。
故选C。
6. 如图所示，质量为的半球形物体放在水平地面上，在最高点处固定一根质量为的竖直杆，轻质细绳的一端连接竖直杆的点，另一端连接一个质量为的光滑球，整个装置处于静止状态。已知细绳和杆的夹角为，绳长等于半球形物体（的半径，重力加速度为），则（ ）
A. 半球体受到地面的摩擦力水平向右
B. 半球体对地面的压力等于
C. 半球体对球的支持力大小为
D. 细绳对球的拉力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】我们需要对球O2进行受力分析。球O2受到重力 mg，半球体O1对它的支持力FN，以及细绳对它的拉力T。由于球O2处于平衡状态，所以这三个力的合力为零。根据几何关系，我们可以得到以下两个方程
FN cs+ Tcs = mg （1）
FN sin= Tsin（2）
A.从（2）方程中可以看出，FN和T在水平方向上分力大小相等，方向相反，所以半球O1 受到地面的摩擦力为零，故A错误；
B.对于半球体O1，它受到重力Mg，地面的支持力 FN1，球O2对它的压力FN2，以及地面对它的摩擦力f。由于半球体O1处于平衡状态，所以这四个力的合力为零。根据牛顿第三定律，球 O2对半球体O1的压力 FN2等于半球体 O1对球 O2的支持力 FN，即
球体O1对地面的压力等于地面的支持力FN1，由于
故B错误；
C.将方程（2）化简，得到
FN=T （3）
将方程（3）代入方程（1），得到
2FNcs=mg
所以半球体O1对球O2的支持力大小为
故C错误；
D.细绳对球 O2的拉力大小为
故D正确。
故选D。
7. 重力加速度的精确值在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中具有重要的意义。“对称自由下落法”可将值的测量转变为长度和时间的测量。如图所示，将真空长管沿竖直方向放置，自其中点竖直向上抛出小球，测得小球从离开点到落回点所用时间为，小球在运动过程中经过点上方高为处的点，小球先后两次经过点所用时间为，则等于（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球从O点上升到最大高度过程中，根据公式可得
小球从P点上升的最大高度为
依据题意可得
联立解得
故选B。
8. 车辆研发过程中要测试其在不同初速度下的刹车性能。在测试场地的平直跑道上固定一台超声波测速仪，车辆正对测速仪先加速行驶，到达测试速度后刹车做匀减速直线运动。在车辆开始刹车的同时，超声波测速仪发出超声波脉冲，此时车辆距离测速仪355m，当车辆恰好停止时，测速仪刚好收到反射回来的超声波信号，此时车辆距离测速仪335m。若超声波在空气中的传播速度为340m/s，则汽车刹车时的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设汽车的加速度为，运动的时间为，汽车的匀减速到静止的运动可以看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动，则有
超声波来回时间为，单程的时间为，则有
则超声波与汽车相遇时，超声波的路程为
联立解得
，
故选B。
二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。
9. 伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合，这种科学研究方法有力的促进了人类科学认识的发展。图、图表示的是伽利略在两项研究中实验和推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）
A. 图通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B. 图中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C. 图中的“理想实验”可以在实验室实现
D. 图中的“理想实验”通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图a通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A错误；
B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，主要是使时间测量更容易，故B正确；
C．图b中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故图中的“理想实验”不可以在实验室实现，故C错误；
D．图中的“理想实验”通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D正确。
故选BD。
10. 张拉整体结构在生活中具有非常丰富应用。某物理兴趣小组的同学制作了一个承重支架如图所示，三根轻质细绳甲、乙、丙和上部支架的结点分别为A、B、C，三根细绳拉力均不为零，上部支架和书的总质量为。以下说法正确的是（ ）
A. 细绳甲对A点的拉力沿绳向上
B. 细绳丙对C点的拉力沿绳向上
C. 细绳丙对C点的拉力大于
D. 细绳丙对C点的拉力小于
【答案】BC
【解析】
【详解】A．细绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向，可知，细绳甲对A点的拉力沿绳向下，故A错误；
B．细绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向，可知，细绳丙对C点的拉力沿绳向上，故B正确；
CD．对上部支架和书整体进行分析，整体受到重力，A、B细绳向下的拉力，根据对称性可知，A、B细绳向下的拉力T的大小相等，右侧C绳对其向上的拉力F，根据平衡条件有
可知，细绳丙对C点的拉力大于，故C正确，D错误。
故选BC。
11. 工业机器人的普及使工厂的生产效率大大提高，某生产线上机器人的部分构造如图所示，高为的支架竖直放置在长为的水平轨道上，支架顶端的电动机可以拉动工件以的速度匀速上升，同时水平轨道右端的电动机可以拉动支架以的速度匀速向右运动。在正常工作过程中下列说法正确的是（ ）
A. 工件运动的速度
B. 若工件运动的速度与水平方向夹角为，则
C. 2s内工件的位移大小为
D. 若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动6m
【答案】AD
【解析】
【详解】A．工件有两垂直的分运动合成，合速度大小为
故A错误；
B．若工件运动的速度与水平方向夹角为，可得
故B正确；
C．2s内工件的位移大小为
故C错误；
D．若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动为
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，斜面中段粗糙，段光滑。物块以12m/s的初速度从点沿斜面向上滑行，到达C点速度恰好为零。已知段的长度为1.6m，物块上滑过程中，在段的加速度是段加速度的两倍，且段和段运动的时间相等，取，则（ ）
A. 物块沿斜面向上滑行通过点的速度为4m/s
B. 斜面段的长度为4.8m
C. 物块沿斜面向下滑行通过段的时间为1.6s
D. 物块与段斜面间的动摩擦因数为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.设物体在AB段的加速度大小为，BC段加速度大小为，有
有
得
故A正确；
B.在上滑AB段
在上滑BC段
得
故B错误；
C.由题意可知，滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等，从A到B，物体下滑通过BA段做匀速运动，运动时间为
故C正确；
D.由上分析可知
得
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题包括6个小题，共60分。
13. 某研究小组的同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，采用如图甲所示的装置，在水平放置的方木板上将橡皮筋的一端固定在点，另一端连接轻质小圆环，用两个弹簧测力计通过两根细绳互成角度地将小圆环拉到点，记录两个测力计的示数、及两根细绳、的方向，然后只用一个测力计通过一根细绳再次将小圆环拉到点，记录测力计的示数及细绳的方向。在图乙中作出了、、的图示。
（1）本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法 B.等效替代法
C控制变量法 D.建立物理模型法
（2）关于本实验，以下说法正确的是_______。
A.两根细绳、必须一样长
B.两绳夹角的平分线应与橡皮筋在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要保证弹簧测力计与木板平面平行
D.第一次把小圆环拉到点时，两根细绳、必须相互垂直
（3）请在图乙中，以和为邻边作平行四边形，并作出。、所夹的对角线，记为。
（4）通过对比______和______的大小和方向，若偏差均在实验允许的误差范围之内，则可以得出两个互成角度的力的合成规律（两空均选填“”、“”、“”、“”）。
【答案】 ①. B ②. C ③. F ④. F3
【解析】
【详解】（1）[1]本实验采用的科学方法是等效替代法。
故选B。
（2）[2]A．两根细绳尽量长些，但是没必要必须等长，故A错误。
B．两绳夹角的平分线不一定要与橡皮筋在同一直线上，故B错误；
C．为了减小误差，防止出现分力情况应让各力尽量贴近木板，且与木板平行，同时读数时视线要正对弹簧秤刻度，故C正确；
D．第一次把小圆环拉到O点时，两根细绳OB、OC不一定必须相互垂直，故D错误。
故选C。
（4）[3][4]图乙中F是两个分力的合力的理论值；而F3是力F1和F2合力的实际测量值。所以通过对比F和F3的大小和方向，若偏差均在实验允许的误差范围之内，则可以得出两个互成角度的力的合成规律。
14. 在“探究质量一定时，加速度和力的关系”实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中小车和动滑轮的总质量为，沙和沙桶的总质量为。一根轻绳跨过光滑定滑轮和动滑轮，轻绳的一端连接沙桶，另一端连接力传感器，力传感器可直接测出轻绳的拉力大小。
（1）（多选）在实验过程中，下列操作正确的是_______。
A．调整长木板左端的定滑轮，使得轻绳与长木板平行
B．在不挂沙桶和纸带的前提下，将带有滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力
C．小车应靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
D．实验中不需要保证远大于
（2）该同学在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知所用交流电的频率是50Hz，相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出。根据纸带中的数据可求出小车的加速度为________。（结果保留两位有效数字）
（3）该同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条过原点的倾斜直线，已知图线的斜率为，则小车和动滑轮的总质量_______。
（4）该同学某次实验画出的图像如图丙所示，请分析图像不过原点的原因：_______。
【答案】 ①. AD##DA ②. 2.0 ③. ④. 平衡摩擦力过度，木板的倾角抬得过大
【解析】
【详解】（1）[1]
A．调整长木板左端的定滑轮，使得轻绳与长木板平行，故A正确；
B．在不挂沙桶和纸带的前提下，将不带有滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力，故B错误；
C．为了充分利用纸带，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故C错误；
D．由于可以通过力传感器测得细线拉力大小，所以实验中不需要保证远大于，故D正确。
故选AD。
（2）[2]相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度为
（3）[3]以小车和动滑轮为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像的斜率为
解得小车和动滑轮的总质量为
（4）[4]该同学某次实验画出的图像如图丙所示，由图像可知，当时，小车已经有了一定的加速度，所以图像不过原点的原因是：平衡摩擦力过度，木板的倾角抬得过大。
15. 在魔术表演中，魔术师用藏在袖子中的透明丝线与放置在水平桌面上的木箱相连，“施展魔法”向右拉动木箱。如图所示，已知木箱的质量，木箱与桌面之间的动摩擦因数，拉动木箱的丝线拉力大小，丝线与水平桌面之间的夹角。已知，，，求：
（1）木箱所受支持力的大小；
（2）水平桌面所受摩擦力的大小和方向。
【答案】（1）11N；（2）5.5N，水平向右
【解析】
【详解】（1）木箱所受支持力的大小
（2）水平桌面所受摩擦力的大小
木箱受摩擦力水平向左，则桌面受摩擦力水平向右。
16. 某产业园内部货运铁路系统因调度失误，导致快慢不同的A、B两列火车在同一轨道上同向行驶，A车在前，速度；B车在后，速度。B车在距A车600m时发现A车，立即采取制动措施刹车。
（1）若B车以的加速度刹车，通过计算判断两车是否发生碰撞；
（2）若要避免发生碰撞，B车刹车时的加速度至少应是多少。
【答案】（1）两车发生碰撞；（2）
【解析】
【详解】（1）若B车以的加速度刹车，当B车速度减小到等于A车速度时，所用时间为
该过程B车的位移为
A车的位移为
由于
可知两车发生碰撞。
（2）若要避免发生碰撞，设B车刹车时的加速度至少，当B车速度减小到等于A车速度时，所用时间为
该过程B车的位移为
A车的位移为
又
联立解得
17. 随着网络购物的普及，配备了智能化分拣系统的快递云仓逐渐增多，快递包裹主要依靠机械手臂和传送带根据物流码进行识别分拣。如图所示为一、二级分拣传送带，一级传送带长为，以速度顺时针匀速转动，机械手臂将可看做质点的包裹轻放在一级传送带的左端，包裹运动到一级传送带的右端后下落到二级传送带上，包裹落到二级传送带时，水平方向速度等于离开一级传送带右端时的速度，且不反弹，二级传送带长度足够长。已知包裹和一级、二级传送带之间的动摩擦因数均为，，求：
（1）包裹在一级传送带上加速时的加速度大小；
（2）包裹在一级传送带上运动的时间；
（3）二级传送带以速度逆时针匀速转动，包裹落到二级传送带上后，包裹相对二级传送带的位移大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）包裹在一级传送带上加速时，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
（2）包裹在一级传送带上加速到与传送带共速所用时间为
包裹加速阶段的位移大小为
包裹与传送带共速后，继续匀速运动的时间为
则包裹在一级传送带上运动的时间为
（3）二级传送带以速度逆时针匀速转动，包裹落到二级传送带上后，包裹先向右做匀减速直线运动到速度减为0，此过程包裹的运动时间为
此过程包裹相对二级传送带的位移大小为
包裹速度减为0后，开始向左做匀加速到与传送带共速，此过程包裹的运动时间为
此过程包裹相对二级传送带的位移大小为
则包裹相对二级传送带的位移大小为
18. 如图甲所示，在水平面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面右端水平地面上放置一水平长木板，斜面右端与长木板等高且平滑连接。现将一质量为的滑块自斜面上的A点静止释放，滑块经过点滑上长木板，滑块和长木板在水平面上运动的图像如图乙所示，已知。求：
（1）A、两点的距离；
（2）长木板的质量；
（3）若长木板的长度，要使滑块不从长木板上滑落，A、两点间距离的最大值是多少。
【答案】（1）10m；（2）1.5kg；（3）15m
【解析】
【详解】（1）根据图乙可知，滑块冲上木板的初速度
滑块从过程，根据速度与位移的关系式有
解得
（2）根据图乙可知，滑块滑上木板后，滑块先做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运，达到相等速度后保持相对静止，做匀减速直线运动至静止，则有
，，
根据牛顿第二定律有
，，
解得
，，
（3）若长木板的长度，要使滑块不从长木板上滑落，A、两点间距离的最大值是，滑块从过程，根据速度与位移的关系式有
滑块滑上木板后，滑块先做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运，达到相等速度滑块恰好到达木板右端，则有
滑块对木板的相对位移恰好等于木板长度，则有
解得