北京市昌平区第十五中学2023-2024学年高三上学期9月月考
物理试卷
一、单选题（每小题3分，共48分）
1. 以下核反应方程属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 下列现象中，揭示了光的粒子性的是（ ）
A. 光电效应 B. 光的干涉
C. 光的偏振 D. 光的衍射
3. 处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时（ ）
A. 吸收光子，能量增加 B. 吸收光子，能量减少
C. 放出光子，能量增加 D. 放出光子，能量减少
4. 下列说法正确的是（ ）
A. 液体中悬浮的微粒无规则运动称为布朗运动
B. 液体分子的无规则运动称为布朗运动
C. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D. 物体对外界做功，其内能一定减少
5. 正弦交变电源与电阻、理想交流电压表按照图1方式连接，已知电阻，交流电压表示数为。图2是通过电阻的电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 电阻两端电压随时间变化的规律是
B. 电阻两端的电压随时间变化的规律是
C. 通过电阻的电流随时间变化的规律是
D. 通过电阻的电流随时间变化的规律是
6. 一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C，A、B和C三个状态的体积分别为、和．状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. ，
B. ，
C. 状态A到状态B的过程中气体的内能增大
D. 状态B到状态C的过程中气体分子的平均动能减小
7. 位于坐标原点处的波源发出一列沿轴正方向传播的简谐横波。时波源开始运动。其位移随时间变化的关系式为，则时的波形图为（ ）
A. B.
C. D.
8. 如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是( )．
A. 减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B. 增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
C. 将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小
D. 将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大
9. 玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与水泥地面撞击的过程中( )
A. 玻璃杯的动量较大
B. 玻璃杯受到冲量较大
C. 玻璃杯的动量变化较大
D. 玻璃杯的动量变化较快
10. 甲乙两辆汽车在平直公路上沿同一方向做直线运动，t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的v－t图中（如图），直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20秒的运动情况。关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是（ ）
A. 在0~10秒内两车逐渐靠近 B. 在10~20秒内两车逐渐远离
C. 在5~15秒内两车的位移相等 D. 在t=10秒时两车在公路上相遇
11. 伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。这些方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，在研究自由落体运动时，他让小球沿倾角为的光滑斜面滑下，然后改变倾角分别进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。对这一过程的分析，下列说法中不正确的是（ ）
A. 采用图甲的斜面实验，可“冲淡”重力的作用，使时间更容易测量
B. 让不同质量的球沿相同斜面下滑，可证实小球均做加速度相同的匀变速直线运动
C. 伽利略通过实验直接测量了物体自由下落的位移与时间的二次方的关系
D. 图甲是实验现象，图丁的情景是经过合理的外推得到的结论
12. 物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，传送带转动的方向如图中箭头所示．则传送带转动后（ ）
A. M将减速下滑 B. M仍匀速下滑 C. M受到的摩擦力变小 D. M受到的摩擦力变大
13. 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一光滑挡板A，在挡板和斜面之间夹一质量为m的重球B，开始板A处于竖直位置，现使其下端绕O沿逆时针方向缓缓转至水平位置，分析重球B对斜面和对挡板压力的变化情况是( )
A. 对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力也逐渐减小
B. 对斜面压力逐渐变大，对挡板的压力则逐渐减小
C. 对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变小后变大
D. 对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变大后变小
14. 为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，可以绘制出压力随时间变化的图线，某次实验获得的图线如图所示，a，b、c为图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是（ ）
A. a→b→c为一次“下蹲”过程 B. a→b→c为一次“站起”过程
C. a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程 D. a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程
15. 如图，在光滑墙壁上用网坒把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为，网拪的质量不计。悬绳对足球的拉力F，墙壁对足球的支持力为N，则下列选项正确的是（ ）
A.
B.
C. 若只缩短细绳的长度，其他条件不变，则N和F都将增大
D. 若只缩短细绳的长度，其他条件不变，则N将增大，F将减小
16. 如图所示是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用表示，变阻器表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头向下移动时，下列说法不正确的是（ ）
A. 相当于在增加用电器的数目
B. 表的示数随表的示数的增大而增大
C. 表的示数随表的示数的增大而增大
D. 变压器的输入功率增大
二、实验题与填空题（每空2分，共28分）
17. 一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用交流电源的频率是，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点，以此记录小车的运动情况。图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间还有四个点迹未画出）、根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为________，小车做匀加速直线运动的加速度大小为________。
18. 探究两个互成角度的力的合成规律中，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，这个操作主要体现了下列哪种科学方法（ ）
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
19. 小明同学用如图所示的实验装置验证规律：物体质量一定，其加速度与所受合力成正比。
（1）关于实验操作，下列说法正确的是________。
A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间细线与木板平行
B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在拉力作用下匀速下滑
C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力
D.实验时应先释放小车，后接通打点计时器电源
（2）在平衡摩擦力时，小明用垫木把长木板的右端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的小车的加速度a与细线作用于小车的拉力F之间的关系可用下图中________图线表示（填甲或乙）。
（3）小明认为，在做以上实验时，“细线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力”是有条件的，他把实验装置设想成如图所示的模型水平面上的小车，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的小桶相连、已知小车的质量为M，砂和桶的总质量为m，重力加速度为g。若不计摩擦阻力与空气的阻力，根据牛顿第二定律可以计算得出细线作用于小车的拉力________；由此可知，当满足________________条件时，才可以认为细线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力。
（4）另一组同学探究小车加速度a与其质量M的关系时，保持钩码的总质量不变，为了直观地判断a与M的数量关系，应作________（选填“”或“”）图像。
（5）某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行，请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）。
步骤 是否有必要
调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力 （ ）
控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量 （ ）
20. 如图所示，a，b为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为，，这两根相连的弹簧可以等效成一个新的弹簧，那么新的弹簧的劲度系数为________。
21. 轻弹簧的两端分别与物块AB相连，它们静止在光滑水平地面上。现使质量为m的物块A以水平向右的速度开始运动，如图甲所示，并从此时刻开始计时。两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。根据图中信息可得，时刻物体A的速度大小为________；B物体的质量为________弹簧最大弹性势能为________。
三、论述与计算题（要求有必要的文字说明，共24分。）
22. 如图所示，一质量的物体竫止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数。现用一大小为、与水平方向成斜向右上方的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀速直线运动。经过后，撤去力F，再经过一段时间，物体又变为静止。已知，，空气阻力可忽略不计，取重力加速度。求
（1）物体做匀加速直线运动的加速度a；
（2）整个过程中物体的总位移x；
23. 在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处运送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的斜面滑道，斜面长L=2.0m，其与水平面的夹角θ=37 ．现有一些建筑材料从斜面的顶端由静止开始下滑，其与斜面间的动摩擦因数μ=0.25．已知建筑材料的质量m=20kg，sin37 =0.60，cos37 =0.80，建筑材料可视为质点，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2．
（1）求建筑材料在下滑过程中所受的滑动摩擦力的大小f；
（2）求建筑材料在下滑的整个过程中所受重力的冲量大小IG；
（3）试分析说明，如果仅改变建筑材料的质量大小，保持其他条件不变，能否实现改变建筑材料滑到斜面底端时速度大小的目的．
24. ETC不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式，它通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与设在收费站ETC通道上的微波天线进行短程通信，利用网络与银行进行后台结算处理，从而实现车辆不停车就能支付路桥费的目的，如图是汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程图。假设汽车以的速度沿直线驶向收费站，若进入人工收费通道，需要匀减速至中心线（收费窗口）处停车，经过缴费成功后，再启动汽车匀加速至正常行驶，若进入ETC通道，需要在收费站中心线前处匀减速至，再以此速度匀速行驶至中心线即可完成交费，再匀加速至正常行驶，若两种情况下，汽车加速减速时的加速度大小均为，求：汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节省的时间。
北京市昌平区第十五中学2023-2024学年高三上学期9月月考
物理试卷 答案解析
一、单选题（每小题3分，共48分）
1. 以下核反应方程属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．属于衰变，故A正确；
B．属于β衰变，故B错误；
C．属于核聚变，故C错误；
D．属于人工核反应，故D错误。
故选A。
2. 下列现象中，揭示了光的粒子性的是（ ）
A. 光电效应 B. 光的干涉
C. 光的偏振 D. 光的衍射
【答案】A
【解析】
详解】A．光电效应、康普顿效应能说明光具有粒子性，A正确；
BCD．光的干涉、光的偏振和光的衍射能说明光具有波动性，BCD错误。
故选A。
3. 处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时（ ）
A. 吸收光子，能量增加 B. 吸收光子，能量减少
C. 放出光子，能量增加 D. 放出光子，能量减少
【答案】D
【解析】
【详解】处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时，氢原子的能量减少，放出光子。
故选D。
4. 下列说法正确的是（ ）
A. 液体中悬浮的微粒无规则运动称为布朗运动
B. 液体分子的无规则运动称为布朗运动
C. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D. 物体对外界做功，其内能一定减少
【答案】A
【解析】
【详解】AB．布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A正确，B错误；
C．由公式
知做功和热传递都能改变物体内能，物体从外界吸收热量若同时对外界做功，则内能不一定增加，故C错误；
D．由公式
可知，物体对外界做功若同时从外界吸收热量，则内能不一定减小，故D错误。
故选A。
5. 正弦交变电源与电阻、理想交流电压表按照图1方式连接，已知电阻，交流电压表示数为。图2是通过电阻的电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 电阻两端的电压随时间变化的规律是
B. 电阻两端的电压随时间变化的规律是
C. 通过电阻的电流随时间变化的规律是
D. 通过电阻的电流随时间变化的规律是
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，由图乙可得，交流电的周期为，则有
电阻两端的电压的最大值为
电阻两端的电压随时间变化的规律是
通过电阻的电流随时间变化的规律是
故选D。
6. 一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C，A、B和C三个状态的体积分别为、和．状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. ，
B. ，
C. 状态A到状态B的过程中气体的内能增大
D. 状态B到状态C的过程中气体分子的平均动能减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据一定质量的理想气体的状态方程可知，从A→B的过程中，气体体积不变，即
从B→C的过程中，体积增大，即
故AB错误；
C．状态A到状态B的过程中气体的温度升高，则内能增大，故C正确；
D．状态B到状态C的过程中气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，故D错误；
故选C。
7. 位于坐标原点处波源发出一列沿轴正方向传播的简谐横波。时波源开始运动。其位移随时间变化的关系式为，则时的波形图为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】时，时波源的位移为
下一时刻波源的位移沿轴正向，故根据同侧法可知时的波形图为D选项图，故选D。
8. 如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是( )．
A. 减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B. 增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
C. 将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小
D. 将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：根据公式，减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离变大，A错误，
根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，B正确，
根据公式，将绿光换为红光，频率减小，即波长增大，所以干涉条纹间的距离增大，C错误
根据公式，将绿光换为紫光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，D错误，
考点：本题考查光波的干涉条纹的间距公式，
点评：应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析．
9. 玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与水泥地面撞击的过程中( )
A. 玻璃杯的动量较大
B. 玻璃杯受到的冲量较大
C. 玻璃杯的动量变化较大
D. 玻璃杯的动量变化较快
【答案】D
【解析】
【详解】玻璃杯从同一高度下落，落地前的速度大小相等，故落地前的动量相等；而最后的速度均为零；故说明动量的变化一定相等；由动量定理可知冲量也一定相等；但由于掉在水泥地上的时间较短，则说明玻璃杯掉在水泥地上动量变化较快，从而导致冲击力较大；使玻璃杯易碎；故D正确．
10. 甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的v－t图中（如图），直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20秒的运动情况。关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是（ ）
A. 在0~10秒内两车逐渐靠近 B. 在10~20秒内两车逐渐远离
C. 在5~15秒内两车的位移相等 D. 在t=10秒时两车在公路上相遇
【答案】C
【解析】
【详解】A．在0－10 s内，乙车的速度一直比甲车大，两车应逐渐远离，则A错误；
B．在10－20 s内，甲车的速度一直比乙车大，两车逐渐靠近，则B错误；
C．在5－15 s内，两图象与坐标轴的面积相等，则两车的位移相等，则C正确；
D．在t＝10 s时两车速度相等，相距最远，则D错误．
11. 伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。这些方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，在研究自由落体运动时，他让小球沿倾角为的光滑斜面滑下，然后改变倾角分别进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。对这一过程的分析，下列说法中不正确的是（ ）
A. 采用图甲的斜面实验，可“冲淡”重力的作用，使时间更容易测量
B. 让不同质量的球沿相同斜面下滑，可证实小球均做加速度相同的匀变速直线运动
C. 伽利略通过实验直接测量了物体自由下落的位移与时间的二次方的关系
D. 图甲是实验现象，图丁的情景是经过合理的外推得到的结论
【答案】C
【解析】
【详解】AC．伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证v与t成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即v正比于t，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化。由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量．这个方法叫“冲淡”重力，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；
B．不同质量的球沿相同斜面下滑，下落时间相同，可证实小球均做加速度相同的匀变速运动，故B项正确，不符合题意；
D．选项中，甲、乙、丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，故D正确，不符合题意。
故选C。
12. 物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，传送带转动的方向如图中箭头所示．则传送带转动后（ ）
A. M将减速下滑 B. M仍匀速下滑 C. M受到的摩擦力变小 D. M受到的摩擦力变大
【答案】B
【解析】
【详解】传送带突然转动前物块匀速下滑，对物块进行受力分析：物块受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力；传送带突然转动后，对物块进行受力分析，物块受重力、支持力，由于上面的传送带斜向上运动，而物块斜向下运动，所以物块所受到的摩擦力不变仍然斜向上，所以物块仍匀速下滑，B正确．
13. 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一光滑挡板A，在挡板和斜面之间夹一质量为m的重球B，开始板A处于竖直位置，现使其下端绕O沿逆时针方向缓缓转至水平位置，分析重球B对斜面和对挡板压力的变化情况是( )
A. 对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力也逐渐减小
B. 对斜面的压力逐渐变大，对挡板的压力则逐渐减小
C. 对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变小后变大
D. 对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】挡板转动时，挡板给球的弹力FN2与斜面给球的弹力FN1合力大小方向不变，其中FN1的方向不变，作辅助图如图，挡板转动过程中，FN2的方向变化如图中a、b、c的规律变化，为满足平行四边形定则，其大小变化规律为先变小后变大，其中挡板与斜面垂直时为最小。与此对应，FN1的大小为一直减小。
综上所述，再根据牛顿第三定律得，在该过程中，球对斜面压力方向垂直斜面指向斜面不变，大小始终减小。球对挡板的压力方向始终与挡板垂直指向挡板，大小先变小后变大。
A．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力也逐渐减小，与结论不相符，选项A错误；
B．对斜面的压力逐渐变大，对挡板的压力则逐渐减小，与结论不相符，选项B错误；
C．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变小后变大，与结论相符，选项C正确；
D．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变大后变小，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
14. 为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，可以绘制出压力随时间变化的图线，某次实验获得的图线如图所示，a，b、c为图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是（ ）
A. a→b→c一次“下蹲”过程 B. a→b→c为一次“站起”过程
C. a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程 D. a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程
【答案】A
【解析】
【详解】学生a→b过程压力小于重力，处于失重状态，只能从静止向下加速运动，到b点速度最大；由于惯性继续向下运动，学生在b→c过程压力大于重力，处于超重状态，所以学生向下减速运动，直至运动到最低点。
故选A。
15. 如图，在光滑墙壁上用网坒把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为，网拪的质量不计。悬绳对足球的拉力F，墙壁对足球的支持力为N，则下列选项正确的是（ ）
A.
B.
C. 若只缩短细绳的长度，其他条件不变，则N和F都将增大
D. 若只缩短细绳的长度，其他条件不变，则N将增大，F将减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．足球受力情况如图所示
根据平衡条件有
，
故AB错误；
CD．若只缩短细绳的长度，其他条件不变，则悬绳与墙壁的夹角变大，根据上述结论可知N和F都将增大，故C正确，D错误。
故选C。
16. 如图所示是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用表示，变阻器表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头向下移动时，下列说法不正确的是（ ）
A. 相当于在增加用电器的数目
B. 表的示数随表的示数的增大而增大
C. 表的示数随表的示数的增大而增大
D. 变压器的输入功率增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．当滑动变阻器触头向下移动时，导致总电阻减小，由于用电器是并连接入电路，所以相当于数目增加，故A正确；
B．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，虽然滑动变阻器触头向下移动，但由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以的示数不变，故B错误；
CD．由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，的示数变大，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以的示数变大，故CD正确。
本题选不正确的，故选B。
二、实验题与填空题（每空2分，共28分）
17. 一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用交流电源的频率是，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点，以此记录小车的运动情况。图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间还有四个点迹未画出）、根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为________，小车做匀加速直线运动的加速度大小为________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1] 交流电源的频率是50Hz，则打点计时器的打点周期是
由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔为0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打计数点3点时小车的瞬时速度大小
[2] 根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度的大小
18. 探究两个互成角度的力的合成规律中，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，这个操作主要体现了下列哪种科学方法（ ）
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
【答案】B
【解析】
【详解】探究两个互成角度的力的合成规律中，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，这个操作是为了达到不同次的作用效果相同的目的，这主要体现的科学方法是等效替代法，故选B。
19. 小明同学用如图所示实验装置验证规律：物体质量一定，其加速度与所受合力成正比。
（1）关于实验操作，下列说法正确的是________。
A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行
B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在拉力作用下匀速下滑
C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力
D.实验时应先释放小车，后接通打点计时器电源
（2）在平衡摩擦力时，小明用垫木把长木板的右端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的小车的加速度a与细线作用于小车的拉力F之间的关系可用下图中________图线表示（填甲或乙）。
（3）小明认为，在做以上实验时，“细线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力”是有条件的，他把实验装置设想成如图所示的模型水平面上的小车，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的小桶相连、已知小车的质量为M，砂和桶的总质量为m，重力加速度为g。若不计摩擦阻力与空气的阻力，根据牛顿第二定律可以计算得出细线作用于小车的拉力________；由此可知，当满足________________条件时，才可以认为细线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力。
（4）另一组同学探究小车加速度a与其质量M的关系时，保持钩码的总质量不变，为了直观地判断a与M的数量关系，应作________（选填“”或“”）图像。
（5）某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行，请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）。
步骤 是否有必要
调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力 （ ）
控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量 （ ）
【答案】 ①. A ②. 乙 ③. ④. ⑤. ⑥. 必要 ⑦. 没必要
【解析】
【详解】（1）[1]A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行，保证小车受到绳子的拉力恒定，故A正确；
B．平衡摩擦力时，在细线的下端不能悬挂钩码，使小车在没挂钩码下匀速下滑，故B错误；
C．每次改变小车所受的拉力后，都不需要重新平衡摩擦力，故C错误；
D．实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故D错误。
故选A。
（2）[2]把长木板的右端垫得过高，使得倾角偏大，小车重力沿斜面的分力大于摩擦阻力，在不加拉力的情况下，就有加速度，故选乙图。
（3）[3]对mM系统由牛顿第二定律得
对M
解得
[4]当时，上式可以简化为
（4）[5]对小车
得
所以做图像，图像为直线更好处理数据，更直观反映a与M的数量关系；
（5）[6]无线力传感器来测量小车受到的拉力，拉力就是合外力，故一定要平衡摩擦力，故有必要；
[7]因为有力传感器，能准确测出拉力，没必要砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量，故没必要。
20. 如图所示，a，b为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为，，这两根相连的弹簧可以等效成一个新的弹簧，那么新的弹簧的劲度系数为________。
【答案】667
【解析】
【详解】[1]b弹簧伸长量
a弹簧伸长量
新的弹簧的劲度系数
21. 轻弹簧的两端分别与物块AB相连，它们静止在光滑水平地面上。现使质量为m的物块A以水平向右的速度开始运动，如图甲所示，并从此时刻开始计时。两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。根据图中信息可得，时刻物体A的速度大小为________；B物体的质量为________弹簧最大弹性势能为________。
【答案】 ①. 0.25v0 ②. ③.
【解析】
【详解】[1][2]在t=t2时，弹簧恢复原长，根据动量守恒定律和能量守恒定律有
联立解得
v'A=0.25v0
[3]两物体共速时弹簧弹性势能最大则
三、论述与计算题（要求有必要的文字说明，共24分。）
22. 如图所示，一质量的物体竫止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数。现用一大小为、与水平方向成斜向右上方的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀速直线运动。经过后，撤去力F，再经过一段时间，物体又变为静止。已知，，空气阻力可忽略不计，取重力加速度。求
（1）物体做匀加速直线运动的加速度a；
（2）整个过程中物体的总位移x；
【答案】（1）0.5m/s2；（2）27.5m
【解析】
【详解】（1）物体做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律
解得
a1=0.5m/s2
（2）加速阶段的位移
减速阶段的加速度
加速结束后的速度
v=a1t=5m/s
减速阶段的位移
整个过程中物体的总位移
x=x1+x2=27.5m
23. 在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处运送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的斜面滑道，斜面长L=2.0m，其与水平面的夹角θ=37 ．现有一些建筑材料从斜面的顶端由静止开始下滑，其与斜面间的动摩擦因数μ=0.25．已知建筑材料的质量m=20kg，sin37 =0.60，cos37 =0.80，建筑材料可视为质点，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2．
（1）求建筑材料在下滑过程中所受的滑动摩擦力的大小f；
（2）求建筑材料在下滑的整个过程中所受重力的冲量大小IG；
（3）试分析说明，如果仅改变建筑材料的质量大小，保持其他条件不变，能否实现改变建筑材料滑到斜面底端时速度大小的目的．
【答案】（1）200N（2）（3）见解析
【解析】
【详解】（1）建筑材料所受支持力
所受滑动摩擦力
（2）取沿斜面向下为正方向，设建筑材料下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律有
设建筑材料下滑时间为t，根据位移公式有
L=
在下滑整个过程中重力的冲量大小
（3）设建筑材料滑到斜面底端时的速度为v，对于其下滑过程，根据动能定理有
解得
因v与m无关，故改变m，不能改变速度v的大小．
24. ETC不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式，它通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与设在收费站ETC通道上的微波天线进行短程通信，利用网络与银行进行后台结算处理，从而实现车辆不停车就能支付路桥费的目的，如图是汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程图。假设汽车以的速度沿直线驶向收费站，若进入人工收费通道，需要匀减速至中心线（收费窗口）处停车，经过缴费成功后，再启动汽车匀加速至正常行驶，若进入ETC通道，需要在收费站中心线前处匀减速至，再以此速度匀速行驶至中心线即可完成交费，再匀加速至正常行驶，若两种情况下，汽车加速减速时的加速度大小均为，求：汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节省的时间。
【答案】26.5s
【解析】
【详解】汽车进入ETC通道减速至v2的位移
进入ETC通道从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小
通过人工收费通道：减速位移
总位移
=100m
减速时间
停车时间
总时间
汽车通过ETC通道：匀变速时间
匀速时间
与人工通道位移差的时间
总时间
节省的时间
=26.5s
