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贵州遵义市第四中学2025-2026学年高二上学期第二次阶段性测试物理试卷
1．下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
B．一块石头从高空无初速度落下的运动是自由落体运动
C．有同学发现牛顿第一定律可以这么理解：物体所受合外力，则物体加速度；若物体所受合外力，则物体加速度。所以，牛顿第一定律可视为是牛顿第二定律的特殊形式
D．力总是成对出现的
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律；牛顿第三定律；自由落体运动；伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】A. 伽利略通过斜面实验进行合理外推，得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，并非通过实验直接证实，该选项错误。
B. 石头从高空无初速度下落时会受到空气阻力的作用，不满足自由落体运动只受重力的条件，不属于自由落体运动，该选项错误。
C. 牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律，是经典力学的基础，无法通过实验直接验证，不是牛顿第二定律的特殊形式，该选项错误。
D. 根据牛顿第三定律，力的作用是相互的，有作用力就一定有反作用力，因此力总是成对出现的，该选项正确。
故答案为：D
【分析】本题考查物理学史与牛顿运动定律的基本概念，考查对自由落体运动、牛顿三大定律内涵的理解。
A选项对应伽利略研究自由落体的实验方法，斜面实验通过外推得到结论，无法直接验证；
B选项对应自由落体运动的条件，即只受重力、初速度为零，空气阻力不可忽略时不属于自由落体；
C选项对应牛顿第一定律的地位，其独立于第二定律，揭示了力与运动的基本关系；
D选项对应牛顿第三定律的相互性，力的作用总是成对出现。
2．某质点由静止开始运动，其加速度—时间图像如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．该质点在时速度大小为 B．该质点在时离出发点最远
C．该质点做单向直线运动 D．该质点做往返运动
【答案】C
【知识点】加速度；图象法
【解析】【解答】A. 加速度-时间图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，质点初速度为0，在内图像面积为，因此时速度大小为，该选项错误。
B. 在内质点沿正方向匀加速，内沿正方向匀减速，T时刻速度减为0，之后重复该运动过程，质点始终向正方向运动，离出发点越来越远，时并非最远，该选项错误。
C. 质点加速度方向周期性变化，但速度方向始终为正，一直沿正方向运动，属于单向直线运动，该选项正确。
D. 质点速度方向没有发生反向，不会出现往返运动，该选项错误。
故答案为：C
【分析】本题考查加速度-时间图像的物理意义与运动性质判断，考查图像面积的物理意义、速度方向与运动轨迹的关系。a-t图像的面积表示速度变化量，根据加速度的正负判断速度的增减，结合速度方向是否变化判断运动是单向还是往返。
3．如图，用一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮将一小球悬挂在光滑的墙边，开始时小球静止。现缓慢地拉动滑轮右侧的绳子，则下列说法正确的是（　　）
A．小球对墙面的压力逐渐增大
B．墙面对小球的支持力先增大后减小
C．小球所受绳子的拉力逐渐减小
D．小球所受绳子的拉力先减小后增大
【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】对小球受力分析，小球受重力、绳子拉力、墙面的支持力，缓慢拉动过程中小球始终处于平衡状态，合力为零。设绳子与竖直墙面的夹角为，将拉力正交分解：
竖直方向满足，整理得，水平方向满足，整理得
缓慢拉动绳子时小球上升，逐渐增大：随增大而减小，因此拉力逐渐增大；
随增大而增大，因此墙面对小球的支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律，小球对墙面的压力大小等于，也逐渐增大。
A. 小球对墙面的压力逐渐增大，该选项正确。
B. 墙面对小球的支持力先增大后减小，该选项错误。
C. 小球所受绳子的拉力逐渐减小，该选项错误。
D. 小球所受绳子的拉力先减小后增大，该选项错误。
故答案为：A
【分析】本题考查共点力的动态平衡问题，考查受力分析、正交分解法与三角函数的动态变化规律。抓住"缓慢拉动"为动态平衡状态，通过角度的变化，结合三角函数的单调性判断力的变化趋势，同时利用牛顿第三定律分析压力与支持力的关系。
4．如图，在一倾斜的光滑斜面上用轻绳和轻弹簧连接着两质量都为m的小球a、b，a、b静止。若斜面与水平面的夹角为，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）
A．轻绳上的拉力大小为
B．轻弹簧上的弹力大小为
C．若突然剪断轻绳，小球b的加速度大小为
D．若突然剪断轻绳，小球a的加速度大小为
【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A. 以a、b两球组成的整体为研究对象，沿斜面方向受力平衡，有，该选项错误。
B. 以小球b为研究对象，沿斜面方向受力平衡，弹簧弹力，该选项错误。
C. 剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不能突变，仍为。对小球b沿斜面方向分析，合力，因此小球b的加速度为0，该选项错误。
D. 剪断轻绳瞬间，对小球a沿斜面方向分析，受到重力分力和弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律得，解得，该选项正确。
故答案为：D
【分析】本题考查牛顿第二定律的瞬时性问题，考查整体法与隔离法的受力分析，以及弹簧弹力的瞬时特点。平衡状态下通过整体法和隔离法分别求出绳的拉力与弹簧弹力；剪断绳子瞬间，弹簧弹力保持不变，分别对两球分析合力，结合牛顿第二定律求解加速度。
5．物理学中二连杆是一个经典的模型，其基本结构由两根刚性的杆件AB、BC组成。如图，A、B、C处分别装有三个可活动的铰链，且A处铰链固定在地面上，C处铰链连接在一个可移动的木块上。木块沿水平方向以的速度向右匀速运动，某时刻AB杆与BC杆垂直，BC杆与水平面成37°角，则下列说法正确的是（　　）
A．此时B位置处铰链的速度大小为
B．此时B位置处铰链的速度大小为
C．此时B位置处铰链的速度方向竖直向下
D．此时B位置处速度满足关系
【答案】B
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】AB杆绕固定铰链A转动，B点做圆周运动，速度方向垂直于AB杆。该时刻AB与BC垂直，因此B点速度方向平行于BC杆，沿BC向下。刚性杆长度不变，杆两端沿杆方向的分速度大小相等。将C点的水平速度沿BC杆方向分解，沿杆的分速度为。B点速度方向沿BC杆，因此其沿杆分速度等于自身速度大小，即。代入、，得。
A. 此时B位置处铰链的速度大小为3m/s，该选项错误。
B. 此时B位置处铰链的速度大小为4m/s，该选项正确。
C. 此时B位置处铰链的速度方向竖直向下，该选项错误。
D. 关系式是基于B点速度竖直向下的错误假设推导的，实际不成立，该选项错误。
故答案为：B
【分析】本题考查运动的合成与分解中的杆连物体速度问题，考查圆周运动的速度方向特点与刚性杆沿杆分速度相等的规律。根据定轴转动的特点判断B点的速度方向，再利用刚性杆两端沿杆分速度相等的规律，分解C点速度并列式求解B点速度大小。
6．如图，一段质量为m且不可伸长的匀质绳置于水平地面上，绳上有两个三等分点A、B。开始时在外力的作用下该绳沿水平面做匀速直线运动，若突然改变外力使其大小变为F，此时绳子做加速运动。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．绳子与地面间的动摩擦因数为
B．绳子上A、B两位置处的张力、相等
C．绳子加速运动时，
D．绳子加速运动时，
【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A. 绳子匀速运动时受力平衡，有，解得动摩擦因数，该选项错误。
BCD. 绳子加速运动时，对整体由牛顿第二定律得：，对B点右侧的三分之一绳段分析：
，对A点左侧的三分之一绳段分析：
联立解得，。因此B、C错误，D正确。
故答案为：D
【分析】本题考查连接体的牛顿第二定律应用，考查整体法与隔离法结合求解绳内张力。匀速阶段利用平衡条件求出动摩擦因数；加速阶段分别对整体和不同段绳子列牛顿第二定律方程，联立求解两处的张力大小。
7．投球是游乐园中常见的游戏，如果能将小球多次投进圆筒中即可获得丰富的奖品。如图，圆筒通过架子倾斜放置，圆筒底面与水平面的夹角，底面直径、圆筒高。小文同学站在圆筒正前方进行水平投球，投出点离地高，第一次投球恰好使小球从圆筒最高点A处无碰撞地飞入圆筒，以后每次投球的位置及方向保持不变，小球在运动过程中始终沿着圆筒直径AB、CD所在平面。小球可视为质点，忽略空气阻力的影响，重力加速度大小g取，，，则下列说法正确的是（　　）
A．小球从投出点到飞入圆筒的最短时间为0.1s
B．第一次投球时小球的出手速度为3m/s
C．若要保证投出的小球能进入圆筒中，则小球的最小出手速度为
D．只要小球的出手速度恰当，小球可以直接到达圆筒底部圆心O处
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】以C点为原点，水平向右为x轴，竖直向上为y轴建立坐标系。由几何关系得各点坐标：
，
，
，，小球做平抛运动，水平方向，竖直方向下落高度满足。
A. 下落距离越短时间越短，落在A点时下落距离，对应最短时间，该选项错误。
B. 小球从A点无碰撞飞入，速度方向沿圆筒轴线，与水平方向夹角为37°，满足。代入、，得，解得，该选项错误。
C. 小球能进入圆筒的临界情况是从下端B点飞入，此时下落距离，下落时间。B点与出手点的水平距离，因此最小初速度，该选项正确。
D. 若小球到达O点，下落时间，水平距离，对应初速度。此时小球下落到A点高度时水平位移已超过A点，无法进入圆筒，该选项错误。
故答案为：C
【分析】本题考查平抛运动的临界问题，考查平抛运动规律、几何关系分析与临界条件判断。通过几何关系确定圆筒各关键点的坐标，结合平抛运动的分运动规律分析不同落点对应的时间与初速度；明确无碰撞飞入的速度方向条件，以及能进入圆筒的两个边界点，进而判断最小初速度与到达圆心的可能性。
8．在“多彩贵州”旅游季，许多游客开车自驾游来到了毕节阿西里西大草原，其中高低起伏的波浪路让车内的人体验了过山车的感觉。下列说法正确的是（　　）
A．车辆经过波浪路最高点时，车内的人处于失重状态
B．车辆经过波浪路最低点时，车内的人处于失重状态
C．车辆经过波浪路最高点时，车速越大，车对人的支持力一定越大
D．车辆经过波浪路最低点时，车速越大，车对人的支持力一定越大
【答案】A,D
【知识点】超重与失重；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A. 车辆经过波浪路最高点时，圆周运动的圆心在下方，向心加速度竖直向下，人所受支持力小于重力，处于失重状态，该选项正确。
B. 车辆经过波浪路最低点时，圆周运动的圆心在上方，向心加速度竖直向上，人所受支持力大于重力，处于超重状态，该选项错误。
C. 对最高点的人受力分析，由重力和支持力的合力提供向心力，得，整理得。车速越大，支持力越小，该选项错误。
D. 对最低点的人受力分析，由重力和支持力的合力提供向心力，得，整理得。车速越大，支持力越大，该选项正确。
故答案为：AD
【分析】本题考查竖直圆周运动中的超重与失重现象，考查向心力公式与受力分析的结合。根据向心加速度的方向判断超重、失重状态：加速度向下为失重，加速度向上为超重；再结合向心力公式，推导支持力与车速的关系，分析速度对支持力的影响。
9．A、B两球紧靠在一起静止在水平地面上，将A球竖直拿离地面并从离地高H处由静止释放，同时B球以大小为的初速度竖直向上抛出，如图所示。已知两球均可视为质点，球与地面相撞后以相同的速率竖直向上反弹，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则（　　）
A．两球第一次相遇的高度为 B．两球第一次相遇的时间为
C．两球第2次相遇的时间为 D．两球第2次相遇的时间为
【答案】B,D
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】取竖直向上为正方向，A球离地高度，B球离地高度，其中。
B. 第一次相遇时，代入得，解得，该选项正确。
A. 第一次相遇高度，该选项错误。
CD. A球第一次落地时，解得落地时间。碰撞后A球以速率竖直反弹，此时B球的高度，速度，即B球恰好到达最高点。此后两球运动状态与初始状态互换，第二次相遇再经过时间，总时间。因此C错误，D正确。
故答案为：BD
【分析】本题考查竖直方向的相遇问题，考查匀变速直线运动的位移公式与运动的对称性。通过位移相等的条件求解第一次相遇的时间与高度；利用碰撞反弹的速率不变特点，分析A球落地时B球的运动状态，结合运动的对称性推导第二次相遇的总时间。
10．如图，倾角、斜面高的传送带以大小为的速度逆时针转动，一煤块（视为质点）以不同初速度从传送带顶端滑至底端，煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小g取，，，不计传送轮的大小，则（　　）
A．若，煤块加速阶段的加速度大小为
B．若，煤块在传送带上运动的时间为1s
C．煤块以不同初速度滑动时，能产生最长的划痕为5m
D．煤块以不同初速度滑动时，能产生最短的划痕为5m
【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】传送带总长度。
A. 若，煤块初始速度小于传送带速度，摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律得：
，代入数据解得，该选项错误。
B. 煤块加速到与传送带共速的位移，恰好等于传送带长度，因此煤块全程加速到底端，运动时间，该选项正确。
CD. 划痕长度等于煤块与传送带的相对位移大小。当时，传送带位移，相对位移。此时煤块速度始终小于传送带，相对位移最大，对应最长划痕为5m；初速度越大，相对位移越小，最短划痕小于5m。因此C正确，D错误。
故答案为：BC
【分析】本题考查倾斜传送带的动力学问题，考查牛顿第二定律、匀变速直线运动规律与相对位移分析。根据煤块与传送带的速度关系判断摩擦力方向，结合牛顿第二定律求出加速度；再通过运动学公式计算位移与时间，明确划痕长度对应煤块与传送带的相对位移，分析不同初速度下相对位移的最大值。
11．某实验小组用如图所示的装置来完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手拉另一端，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数为和，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。
（1）实验时　 　（填“需要”或“不需要”）确保细线与木板表面平行。
（2）在处理实验数据时，以、为邻边作出平行四边形及其对角线，此对角线几乎与　 　（填“OB”“OA”或“OC”）方向在同一直线上，则说明两个互成角度的力的合成满足平行四边形定则。
（3）改变、的方向重复实验，某次实验时测得重物所受的重力大小，弹簧测力计A的示数，则弹簧测力计B的示数可能为_______（填标号）。
A．1.00N B．4.00N C．7.00N D．9.00N
【答案】（1）需要
（2）OC
（3）B；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1) 为保证所有拉力都在木板平面内，准确记录力的方向以减小实验误差，实验时需要确保细线与木板表面平行。
(2) 结点o静止时，与的合力与重物的重力等大反向，重力沿OC方向竖直向下，因此合力沿OC方向向上，平行四边形的对角线几乎与OC方向共线。
(3) 三力平衡时，任意一个力的大小介于另外两个力的差值与和值之间，即，代入数据得。选项中4.00N和7.00N在此范围内，故选BC。
【分析】（1）本小问考查探究力的合成实验的操作规范，考查实验误差的控制方法。细线与木板平行可保证各力均在同一平面内，避免力的方向出现垂直木板的分量，确保在白纸上记录的方向准确。
（2）本小问考查力的平行四边形定则的验证原理，考查共点力的平衡条件。结点平衡时两个拉力的合力与重力平衡，方向与重力相反，因此合力沿OC方向，对角线与OC共线即可验证平行四边形定则。
（3）本小问考查共点力平衡的矢量关系，考查力的合成的取值范围。三个共点力平衡时，任意一个力都是另外两个力的合力的等大反向力，因此其大小介于另外两力的差与和之间，由此确定示数范围并判断选项。
（1）实验时必须保证细线与木板平行，才能让所有力都在木板平面内，准确在白纸上记录力的方向，减小实验误差。
（2）本实验中，结点O平衡，和的合力需要与重物的重力等大反向，重力沿方向向下，合力方向沿向上，因此作出的平行四边形对角线若几乎与共线，即可验证力的合成满足平行四边形定则。
（3）三力平衡时，、的合力大小等于重物重力，根据矢量三角形的三边关系
可得
只有、在此范围内。
故选BC。
12．某实验小组探究加速度与合外力的关系，实验装置如图所示。小车置于一端垫起的木板上，用轻绳跨过滑轮，一端连接小车，另一端连接质量为m的钩码。轻推小车，小车沿木板下滑并相继经过两个光电门，光电门记录下遮光片经过的时间和。分别测量出小车质量M、遮光片的宽度d及两个光电门间的距离s。已知当地重力加速度大小为g。
（1）调节木板的倾斜角度，直至　 　（填“>”“<”或“=”），此时小车在做匀速直线运动。
（2）去掉钩码，小车重新从木板上滑下，记录小车通过光电门1和2的时间分别为和，可以得到小车的加速度大小为　 　（用d、、、表示）。
（3）处理实验数据发现满足_______（填标号）时，则可验证牛顿第二定律。
A． B． C．
（4）实验小组通过在小车上增加砝码，研究合外力恒定时加速度与小车质量的关系。为保证连接钩码的小车能够沿着斜面匀速直线运动，下列操作正确的是_______（填标号）。
A．增大钩码的质量 B．减小钩码的质量
C．向左移动垫片 D．向右移动垫片
【答案】（1）=
（2）
（3）A
（4）D
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1) 小车做匀速直线运动时速度大小不变，遮光片宽度d固定，由可知，经过两个光电门的时间相等，即。
(2) 小车经过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，因此经过光电门1的速度，经过光电门2的速度。由匀变速直线运动的速度位移公式，整理得。
(3) 小车匀速下滑时受力平衡，满足。去掉钩码后，小车的合外力。对小车由牛顿第二定律得，故选A。
(4) 小车上增加砝码后总质量增大，重力沿斜面向下的分力与摩擦力的差值大于mg。为保证小车仍能匀速直线运动，需要减小木板的倾角，将垫片向右移动可降低木板右端高度，减小倾角，故选D。
【分析】（1）本小问考查平衡摩擦力的操作判断，考查匀速直线运动的速度特点。匀速运动时速度恒定，遮光片通过光电门的时间与速度成反比，速度不变则通过两个光电门的时间相等，以此作为平衡摩擦力的判断依据。
（2）本小问考查加速度的推导计算，考查光电门测瞬时速度的原理与匀变速直线运动公式。利用遮光片通过光电门的平均速度近似瞬时速度，结合速度位移关系式，推导出加速度的表达式。
（3）本小问考查牛顿第二定律的验证原理，考查合外力的确定方法。平衡摩擦力后去掉钩码，小车的合外力大小等于钩码的重力，通过验证与相等，即可验证牛顿第二定律。
（4）本小问考查实验条件的控制，考查斜面倾角对受力的影响。增加小车质量后，重力分力与摩擦力同步增大，为保持合外力大小不变，需减小斜面倾角，通过移动垫片调整木板倾斜程度。
（1）调节木板倾角的目的是让小车匀速运动，匀速运动时速度不变，遮光片宽度d固定，由可知，经过两个光电门的时间相等。
（2）小车通过光电门的平均速度近似瞬时速度，小车经过光电门1的速度
经过光电门2的速度
小车从光电门1到光电门2做匀加速直线运动，由运动学公式
整理得加速度
（3）带钩码匀速平衡时，受力满足
去掉钩码后，小车的合力
对小车由牛顿第二定律，得
故选A。
（4）AB．本问要保证合外力恒定，即去掉钩码后的合力不变，因此不能改变钩码质量，故AB错误；
CD．增加砝码前，小车受力满足
小车上增加砝码后，总质量增大，则
为保证小车能够沿着斜面匀速直线运动，需要减小木板倾角，可将垫片向右移动，降低右端垫高的高度，减小倾角，故D正确，C错误。
故选D。
13．如图是遵义某高速公路上避险车道的实景图及原理示意图。该车道设置在长下坡路段行车道外，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险，避险车道的制动坡床视为倾角的斜面。一辆总质量为5吨的货车（可视为质点）突然刹车失灵（同时失去动力）并以72km/h的速度冲上制动坡床，在车头距制动坡床顶端防撞设施5m处停下。已知货车在制动坡床上受到的阻力是货车总重力的0.25倍，，，重力加速度大小g取。求：
（1）货车在制动坡床上的加速度大小；
（2）制动坡床的长度。
【答案】（1）以货车为对象，根据牛顿第二定律可得
其中，可得货车在制动坡床上的加速度大小为
（2）根据运动学公式可得
其中，解得货车减速过程通过的位移为
则制动坡床的长度为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）本题考查牛顿第二定律在斜面减速场景中的应用，考查沿斜面方向的受力分析。货车冲上制动坡床时，重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力均阻碍运动，二者共同提供减速的合力。将阻力与重力分力相加，代入牛顿第二定律表达式即可求出加速度大小。
（2）本题考查匀变速直线运动的速度位移关系，考查运动学公式的实际应用。先将初速度单位换算为国际单位m/s，利用末速度为0的匀减速直线运动速度位移公式，计算货车减速滑行的距离，再加上车头距离防撞设施的剩余长度，得到制动坡床的总长度。
（1）以货车为对象，根据牛顿第二定律可得
其中，可得货车在制动坡床上的加速度大小为
（2）根据运动学公式可得
其中，解得货车减速过程通过的位移为
则制动坡床的长度为
14．游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕高的轴转动，位于水平地面上。圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直方向的夹角，座椅和人的总质量，不计一切阻力，重力加速度大小g取，，。
（1）求绳子的拉力大小；
（2）求座椅做圆周运动的角速度大小；
（3）若突然绳子断裂，座椅和人一起落在A点（图中未画出），求A、两点间的距离。
【答案】（1）人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，有
解得
（2）座椅和人做圆周运动的轨道半径为圆盘半径加绳子水平分量
在水平方向，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，得
解得
（3）绳子断裂时，座椅和人距离地面的高度
断裂后座椅和人做平抛运动，在竖直方向，有
解得平抛时间
由线速度与角速度的关系，平抛的初速度
平抛后沿圆周运动切线方向的水平位移
到的距离为水平面上直角三角形的斜边长度，则
【知识点】平抛运动；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）本题考查匀速圆周运动的竖直方向受力平衡，考查共点力平衡条件的应用。座椅做匀速圆周运动时竖直方向合力为零，绳子拉力的竖直分力与总重力大小相等，通过三角函数关系即可求解拉力大小。
（2）本题考查匀速圆周运动的向心力公式，考查水平面内圆周运动的向心力来源。重力与绳子拉力的水平分力提供圆周运动的向心力，先结合圆盘半径与绳子的水平分量求出圆周运动的轨道半径，再代入向心力公式求解角速度。
（3）本题考查平抛运动与圆周运动的综合问题，考查平抛运动规律与空间几何关系。绳子断裂后座椅沿切线方向做平抛运动，先根据断裂处的高度求出平抛运动的时间，结合线速度求出切线方向的水平位移，最后利用空间直角三角形的几何关系，计算落地点到转轴的水平距离。
（1）人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，有
解得
（2）座椅和人做圆周运动的轨道半径为圆盘半径加绳子水平分量
在水平方向，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，得
解得
（3）绳子断裂时，座椅和人距离地面的高度
断裂后座椅和人做平抛运动，在竖直方向，有
解得平抛时间
由线速度与角速度的关系，平抛的初速度
平抛后沿圆周运动切线方向的水平位移
到的距离为水平面上直角三角形的斜边长度，则
15．如图，滑块A、B分别放在静止于光滑水平地面上的木板C的两端，A、B与C间的动摩擦因数分别为、，A、B的质量分别为、，C的质量为。某时刻A、B开始相向滑动，初速度大小均为。A、B相遇时，A与C恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取。求：
（1）开始时A、B、C的加速度大小；
（2）A、B相遇时，B的速度大小；
（3）C的长度。
【答案】（1）对滑块A，由牛顿第二定律，得
解得
对滑块B，由牛顿第二定律，得
解得
对木板C，由牛顿第二定律，得
解得
（2）A、B相遇时A与C恰好共速，设运动时间为，A向左做匀减速运动，C向左做匀加速运动，由匀变速直线运动速度与时间的关系，共速满足
解得
B向右做匀减速运动，速度大小为

（3）由匀变速直线运动位移与时间的关系，A的位移
B的位移
A、B相向运动，C的长度即为A、B位移大小之和，则
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）本题考查多物体系统的牛顿第二定律应用，考查隔离法的受力分析。分别对A、B、C三个物体进行受力分析，根据滑动摩擦力公式计算各自受到的摩擦力大小，明确摩擦力的方向，再结合牛顿第二定律分别求出三者的加速度大小。
（2）本题考查匀变速直线运动的速度规律与共速条件，考查多物体运动的时间关联。A向左做匀减速直线运动，C向左做匀加速直线运动，当二者速度相等时A与C相对静止，以此条件列速度方程求解运动时间，再代入B的速度公式求出相遇时B的速度大小。
（3）本题考查多物体运动的位移关系，考查匀变速直线运动的位移公式。分别计算A、B在相遇时间内的位移大小，由于二者相向运动，木板C的长度等于两个位移大小之和，由此求解木板的长度。
（1）对滑块A，由牛顿第二定律，得
解得
对滑块B，由牛顿第二定律，得
解得
对木板C，由牛顿第二定律，得
解得
（2）A、B相遇时A与C恰好共速，设运动时间为，A向左做匀减速运动，C向左做匀加速运动，由匀变速直线运动速度与时间的关系，共速满足
解得
B向右做匀减速运动，速度大小为
（3）由匀变速直线运动位移与时间的关系，A的位移
B的位移
A、B相向运动，C的长度即为A、B位移大小之和，则
1 / 1贵州遵义市第四中学2025-2026学年高二上学期第二次阶段性测试物理试卷
1．下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
B．一块石头从高空无初速度落下的运动是自由落体运动
C．有同学发现牛顿第一定律可以这么理解：物体所受合外力，则物体加速度；若物体所受合外力，则物体加速度。所以，牛顿第一定律可视为是牛顿第二定律的特殊形式
D．力总是成对出现的
2．某质点由静止开始运动，其加速度—时间图像如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．该质点在时速度大小为 B．该质点在时离出发点最远
C．该质点做单向直线运动 D．该质点做往返运动
3．如图，用一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮将一小球悬挂在光滑的墙边，开始时小球静止。现缓慢地拉动滑轮右侧的绳子，则下列说法正确的是（　　）
A．小球对墙面的压力逐渐增大
B．墙面对小球的支持力先增大后减小
C．小球所受绳子的拉力逐渐减小
D．小球所受绳子的拉力先减小后增大
4．如图，在一倾斜的光滑斜面上用轻绳和轻弹簧连接着两质量都为m的小球a、b，a、b静止。若斜面与水平面的夹角为，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）
A．轻绳上的拉力大小为
B．轻弹簧上的弹力大小为
C．若突然剪断轻绳，小球b的加速度大小为
D．若突然剪断轻绳，小球a的加速度大小为
5．物理学中二连杆是一个经典的模型，其基本结构由两根刚性的杆件AB、BC组成。如图，A、B、C处分别装有三个可活动的铰链，且A处铰链固定在地面上，C处铰链连接在一个可移动的木块上。木块沿水平方向以的速度向右匀速运动，某时刻AB杆与BC杆垂直，BC杆与水平面成37°角，则下列说法正确的是（　　）
A．此时B位置处铰链的速度大小为
B．此时B位置处铰链的速度大小为
C．此时B位置处铰链的速度方向竖直向下
D．此时B位置处速度满足关系
6．如图，一段质量为m且不可伸长的匀质绳置于水平地面上，绳上有两个三等分点A、B。开始时在外力的作用下该绳沿水平面做匀速直线运动，若突然改变外力使其大小变为F，此时绳子做加速运动。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．绳子与地面间的动摩擦因数为
B．绳子上A、B两位置处的张力、相等
C．绳子加速运动时，
D．绳子加速运动时，
7．投球是游乐园中常见的游戏，如果能将小球多次投进圆筒中即可获得丰富的奖品。如图，圆筒通过架子倾斜放置，圆筒底面与水平面的夹角，底面直径、圆筒高。小文同学站在圆筒正前方进行水平投球，投出点离地高，第一次投球恰好使小球从圆筒最高点A处无碰撞地飞入圆筒，以后每次投球的位置及方向保持不变，小球在运动过程中始终沿着圆筒直径AB、CD所在平面。小球可视为质点，忽略空气阻力的影响，重力加速度大小g取，，，则下列说法正确的是（　　）
A．小球从投出点到飞入圆筒的最短时间为0.1s
B．第一次投球时小球的出手速度为3m/s
C．若要保证投出的小球能进入圆筒中，则小球的最小出手速度为
D．只要小球的出手速度恰当，小球可以直接到达圆筒底部圆心O处
8．在“多彩贵州”旅游季，许多游客开车自驾游来到了毕节阿西里西大草原，其中高低起伏的波浪路让车内的人体验了过山车的感觉。下列说法正确的是（　　）
A．车辆经过波浪路最高点时，车内的人处于失重状态
B．车辆经过波浪路最低点时，车内的人处于失重状态
C．车辆经过波浪路最高点时，车速越大，车对人的支持力一定越大
D．车辆经过波浪路最低点时，车速越大，车对人的支持力一定越大
9．A、B两球紧靠在一起静止在水平地面上，将A球竖直拿离地面并从离地高H处由静止释放，同时B球以大小为的初速度竖直向上抛出，如图所示。已知两球均可视为质点，球与地面相撞后以相同的速率竖直向上反弹，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则（　　）
A．两球第一次相遇的高度为 B．两球第一次相遇的时间为
C．两球第2次相遇的时间为 D．两球第2次相遇的时间为
10．如图，倾角、斜面高的传送带以大小为的速度逆时针转动，一煤块（视为质点）以不同初速度从传送带顶端滑至底端，煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小g取，，，不计传送轮的大小，则（　　）
A．若，煤块加速阶段的加速度大小为
B．若，煤块在传送带上运动的时间为1s
C．煤块以不同初速度滑动时，能产生最长的划痕为5m
D．煤块以不同初速度滑动时，能产生最短的划痕为5m
11．某实验小组用如图所示的装置来完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手拉另一端，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数为和，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。
（1）实验时　 　（填“需要”或“不需要”）确保细线与木板表面平行。
（2）在处理实验数据时，以、为邻边作出平行四边形及其对角线，此对角线几乎与　 　（填“OB”“OA”或“OC”）方向在同一直线上，则说明两个互成角度的力的合成满足平行四边形定则。
（3）改变、的方向重复实验，某次实验时测得重物所受的重力大小，弹簧测力计A的示数，则弹簧测力计B的示数可能为_______（填标号）。
A．1.00N B．4.00N C．7.00N D．9.00N
12．某实验小组探究加速度与合外力的关系，实验装置如图所示。小车置于一端垫起的木板上，用轻绳跨过滑轮，一端连接小车，另一端连接质量为m的钩码。轻推小车，小车沿木板下滑并相继经过两个光电门，光电门记录下遮光片经过的时间和。分别测量出小车质量M、遮光片的宽度d及两个光电门间的距离s。已知当地重力加速度大小为g。
（1）调节木板的倾斜角度，直至　 　（填“>”“<”或“=”），此时小车在做匀速直线运动。
（2）去掉钩码，小车重新从木板上滑下，记录小车通过光电门1和2的时间分别为和，可以得到小车的加速度大小为　 　（用d、、、表示）。
（3）处理实验数据发现满足_______（填标号）时，则可验证牛顿第二定律。
A． B． C．
（4）实验小组通过在小车上增加砝码，研究合外力恒定时加速度与小车质量的关系。为保证连接钩码的小车能够沿着斜面匀速直线运动，下列操作正确的是_______（填标号）。
A．增大钩码的质量 B．减小钩码的质量
C．向左移动垫片 D．向右移动垫片
13．如图是遵义某高速公路上避险车道的实景图及原理示意图。该车道设置在长下坡路段行车道外，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险，避险车道的制动坡床视为倾角的斜面。一辆总质量为5吨的货车（可视为质点）突然刹车失灵（同时失去动力）并以72km/h的速度冲上制动坡床，在车头距制动坡床顶端防撞设施5m处停下。已知货车在制动坡床上受到的阻力是货车总重力的0.25倍，，，重力加速度大小g取。求：
（1）货车在制动坡床上的加速度大小；
（2）制动坡床的长度。
14．游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕高的轴转动，位于水平地面上。圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直方向的夹角，座椅和人的总质量，不计一切阻力，重力加速度大小g取，，。
（1）求绳子的拉力大小；
（2）求座椅做圆周运动的角速度大小；
（3）若突然绳子断裂，座椅和人一起落在A点（图中未画出），求A、两点间的距离。
15．如图，滑块A、B分别放在静止于光滑水平地面上的木板C的两端，A、B与C间的动摩擦因数分别为、，A、B的质量分别为、，C的质量为。某时刻A、B开始相向滑动，初速度大小均为。A、B相遇时，A与C恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取。求：
（1）开始时A、B、C的加速度大小；
（2）A、B相遇时，B的速度大小；
（3）C的长度。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】牛顿第一定律；牛顿第三定律；自由落体运动；伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】A. 伽利略通过斜面实验进行合理外推，得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，并非通过实验直接证实，该选项错误。
B. 石头从高空无初速度下落时会受到空气阻力的作用，不满足自由落体运动只受重力的条件，不属于自由落体运动，该选项错误。
C. 牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律，是经典力学的基础，无法通过实验直接验证，不是牛顿第二定律的特殊形式，该选项错误。
D. 根据牛顿第三定律，力的作用是相互的，有作用力就一定有反作用力，因此力总是成对出现的，该选项正确。
故答案为：D
【分析】本题考查物理学史与牛顿运动定律的基本概念，考查对自由落体运动、牛顿三大定律内涵的理解。
A选项对应伽利略研究自由落体的实验方法，斜面实验通过外推得到结论，无法直接验证；
B选项对应自由落体运动的条件，即只受重力、初速度为零，空气阻力不可忽略时不属于自由落体；
C选项对应牛顿第一定律的地位，其独立于第二定律，揭示了力与运动的基本关系；
D选项对应牛顿第三定律的相互性，力的作用总是成对出现。
2．【答案】C
【知识点】加速度；图象法
【解析】【解答】A. 加速度-时间图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，质点初速度为0，在内图像面积为，因此时速度大小为，该选项错误。
B. 在内质点沿正方向匀加速，内沿正方向匀减速，T时刻速度减为0，之后重复该运动过程，质点始终向正方向运动，离出发点越来越远，时并非最远，该选项错误。
C. 质点加速度方向周期性变化，但速度方向始终为正，一直沿正方向运动，属于单向直线运动，该选项正确。
D. 质点速度方向没有发生反向，不会出现往返运动，该选项错误。
故答案为：C
【分析】本题考查加速度-时间图像的物理意义与运动性质判断，考查图像面积的物理意义、速度方向与运动轨迹的关系。a-t图像的面积表示速度变化量，根据加速度的正负判断速度的增减，结合速度方向是否变化判断运动是单向还是往返。
3．【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】对小球受力分析，小球受重力、绳子拉力、墙面的支持力，缓慢拉动过程中小球始终处于平衡状态，合力为零。设绳子与竖直墙面的夹角为，将拉力正交分解：
竖直方向满足，整理得，水平方向满足，整理得
缓慢拉动绳子时小球上升，逐渐增大：随增大而减小，因此拉力逐渐增大；
随增大而增大，因此墙面对小球的支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律，小球对墙面的压力大小等于，也逐渐增大。
A. 小球对墙面的压力逐渐增大，该选项正确。
B. 墙面对小球的支持力先增大后减小，该选项错误。
C. 小球所受绳子的拉力逐渐减小，该选项错误。
D. 小球所受绳子的拉力先减小后增大，该选项错误。
故答案为：A
【分析】本题考查共点力的动态平衡问题，考查受力分析、正交分解法与三角函数的动态变化规律。抓住"缓慢拉动"为动态平衡状态，通过角度的变化，结合三角函数的单调性判断力的变化趋势，同时利用牛顿第三定律分析压力与支持力的关系。
4．【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A. 以a、b两球组成的整体为研究对象，沿斜面方向受力平衡，有，该选项错误。
B. 以小球b为研究对象，沿斜面方向受力平衡，弹簧弹力，该选项错误。
C. 剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不能突变，仍为。对小球b沿斜面方向分析，合力，因此小球b的加速度为0，该选项错误。
D. 剪断轻绳瞬间，对小球a沿斜面方向分析，受到重力分力和弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律得，解得，该选项正确。
故答案为：D
【分析】本题考查牛顿第二定律的瞬时性问题，考查整体法与隔离法的受力分析，以及弹簧弹力的瞬时特点。平衡状态下通过整体法和隔离法分别求出绳的拉力与弹簧弹力；剪断绳子瞬间，弹簧弹力保持不变，分别对两球分析合力，结合牛顿第二定律求解加速度。
5．【答案】B
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】AB杆绕固定铰链A转动，B点做圆周运动，速度方向垂直于AB杆。该时刻AB与BC垂直，因此B点速度方向平行于BC杆，沿BC向下。刚性杆长度不变，杆两端沿杆方向的分速度大小相等。将C点的水平速度沿BC杆方向分解，沿杆的分速度为。B点速度方向沿BC杆，因此其沿杆分速度等于自身速度大小，即。代入、，得。
A. 此时B位置处铰链的速度大小为3m/s，该选项错误。
B. 此时B位置处铰链的速度大小为4m/s，该选项正确。
C. 此时B位置处铰链的速度方向竖直向下，该选项错误。
D. 关系式是基于B点速度竖直向下的错误假设推导的，实际不成立，该选项错误。
故答案为：B
【分析】本题考查运动的合成与分解中的杆连物体速度问题，考查圆周运动的速度方向特点与刚性杆沿杆分速度相等的规律。根据定轴转动的特点判断B点的速度方向，再利用刚性杆两端沿杆分速度相等的规律，分解C点速度并列式求解B点速度大小。
6．【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A. 绳子匀速运动时受力平衡，有，解得动摩擦因数，该选项错误。
BCD. 绳子加速运动时，对整体由牛顿第二定律得：，对B点右侧的三分之一绳段分析：
，对A点左侧的三分之一绳段分析：
联立解得，。因此B、C错误，D正确。
故答案为：D
【分析】本题考查连接体的牛顿第二定律应用，考查整体法与隔离法结合求解绳内张力。匀速阶段利用平衡条件求出动摩擦因数；加速阶段分别对整体和不同段绳子列牛顿第二定律方程，联立求解两处的张力大小。
7．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】以C点为原点，水平向右为x轴，竖直向上为y轴建立坐标系。由几何关系得各点坐标：
，
，
，，小球做平抛运动，水平方向，竖直方向下落高度满足。
A. 下落距离越短时间越短，落在A点时下落距离，对应最短时间，该选项错误。
B. 小球从A点无碰撞飞入，速度方向沿圆筒轴线，与水平方向夹角为37°，满足。代入、，得，解得，该选项错误。
C. 小球能进入圆筒的临界情况是从下端B点飞入，此时下落距离，下落时间。B点与出手点的水平距离，因此最小初速度，该选项正确。
D. 若小球到达O点，下落时间，水平距离，对应初速度。此时小球下落到A点高度时水平位移已超过A点，无法进入圆筒，该选项错误。
故答案为：C
【分析】本题考查平抛运动的临界问题，考查平抛运动规律、几何关系分析与临界条件判断。通过几何关系确定圆筒各关键点的坐标，结合平抛运动的分运动规律分析不同落点对应的时间与初速度；明确无碰撞飞入的速度方向条件，以及能进入圆筒的两个边界点，进而判断最小初速度与到达圆心的可能性。
8．【答案】A,D
【知识点】超重与失重；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A. 车辆经过波浪路最高点时，圆周运动的圆心在下方，向心加速度竖直向下，人所受支持力小于重力，处于失重状态，该选项正确。
B. 车辆经过波浪路最低点时，圆周运动的圆心在上方，向心加速度竖直向上，人所受支持力大于重力，处于超重状态，该选项错误。
C. 对最高点的人受力分析，由重力和支持力的合力提供向心力，得，整理得。车速越大，支持力越小，该选项错误。
D. 对最低点的人受力分析，由重力和支持力的合力提供向心力，得，整理得。车速越大，支持力越大，该选项正确。
故答案为：AD
【分析】本题考查竖直圆周运动中的超重与失重现象，考查向心力公式与受力分析的结合。根据向心加速度的方向判断超重、失重状态：加速度向下为失重，加速度向上为超重；再结合向心力公式，推导支持力与车速的关系，分析速度对支持力的影响。
9．【答案】B,D
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】取竖直向上为正方向，A球离地高度，B球离地高度，其中。
B. 第一次相遇时，代入得，解得，该选项正确。
A. 第一次相遇高度，该选项错误。
CD. A球第一次落地时，解得落地时间。碰撞后A球以速率竖直反弹，此时B球的高度，速度，即B球恰好到达最高点。此后两球运动状态与初始状态互换，第二次相遇再经过时间，总时间。因此C错误，D正确。
故答案为：BD
【分析】本题考查竖直方向的相遇问题，考查匀变速直线运动的位移公式与运动的对称性。通过位移相等的条件求解第一次相遇的时间与高度；利用碰撞反弹的速率不变特点，分析A球落地时B球的运动状态，结合运动的对称性推导第二次相遇的总时间。
10．【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】传送带总长度。
A. 若，煤块初始速度小于传送带速度，摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律得：
，代入数据解得，该选项错误。
B. 煤块加速到与传送带共速的位移，恰好等于传送带长度，因此煤块全程加速到底端，运动时间，该选项正确。
CD. 划痕长度等于煤块与传送带的相对位移大小。当时，传送带位移，相对位移。此时煤块速度始终小于传送带，相对位移最大，对应最长划痕为5m；初速度越大，相对位移越小，最短划痕小于5m。因此C正确，D错误。
故答案为：BC
【分析】本题考查倾斜传送带的动力学问题，考查牛顿第二定律、匀变速直线运动规律与相对位移分析。根据煤块与传送带的速度关系判断摩擦力方向，结合牛顿第二定律求出加速度；再通过运动学公式计算位移与时间，明确划痕长度对应煤块与传送带的相对位移，分析不同初速度下相对位移的最大值。
11．【答案】（1）需要
（2）OC
（3）B；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1) 为保证所有拉力都在木板平面内，准确记录力的方向以减小实验误差，实验时需要确保细线与木板表面平行。
(2) 结点o静止时，与的合力与重物的重力等大反向，重力沿OC方向竖直向下，因此合力沿OC方向向上，平行四边形的对角线几乎与OC方向共线。
(3) 三力平衡时，任意一个力的大小介于另外两个力的差值与和值之间，即，代入数据得。选项中4.00N和7.00N在此范围内，故选BC。
【分析】（1）本小问考查探究力的合成实验的操作规范，考查实验误差的控制方法。细线与木板平行可保证各力均在同一平面内，避免力的方向出现垂直木板的分量，确保在白纸上记录的方向准确。
（2）本小问考查力的平行四边形定则的验证原理，考查共点力的平衡条件。结点平衡时两个拉力的合力与重力平衡，方向与重力相反，因此合力沿OC方向，对角线与OC共线即可验证平行四边形定则。
（3）本小问考查共点力平衡的矢量关系，考查力的合成的取值范围。三个共点力平衡时，任意一个力都是另外两个力的合力的等大反向力，因此其大小介于另外两力的差与和之间，由此确定示数范围并判断选项。
（1）实验时必须保证细线与木板平行，才能让所有力都在木板平面内，准确在白纸上记录力的方向，减小实验误差。
（2）本实验中，结点O平衡，和的合力需要与重物的重力等大反向，重力沿方向向下，合力方向沿向上，因此作出的平行四边形对角线若几乎与共线，即可验证力的合成满足平行四边形定则。
（3）三力平衡时，、的合力大小等于重物重力，根据矢量三角形的三边关系
可得
只有、在此范围内。
故选BC。
12．【答案】（1）=
（2）
（3）A
（4）D
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1) 小车做匀速直线运动时速度大小不变，遮光片宽度d固定，由可知，经过两个光电门的时间相等，即。
(2) 小车经过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，因此经过光电门1的速度，经过光电门2的速度。由匀变速直线运动的速度位移公式，整理得。
(3) 小车匀速下滑时受力平衡，满足。去掉钩码后，小车的合外力。对小车由牛顿第二定律得，故选A。
(4) 小车上增加砝码后总质量增大，重力沿斜面向下的分力与摩擦力的差值大于mg。为保证小车仍能匀速直线运动，需要减小木板的倾角，将垫片向右移动可降低木板右端高度，减小倾角，故选D。
【分析】（1）本小问考查平衡摩擦力的操作判断，考查匀速直线运动的速度特点。匀速运动时速度恒定，遮光片通过光电门的时间与速度成反比，速度不变则通过两个光电门的时间相等，以此作为平衡摩擦力的判断依据。
（2）本小问考查加速度的推导计算，考查光电门测瞬时速度的原理与匀变速直线运动公式。利用遮光片通过光电门的平均速度近似瞬时速度，结合速度位移关系式，推导出加速度的表达式。
（3）本小问考查牛顿第二定律的验证原理，考查合外力的确定方法。平衡摩擦力后去掉钩码，小车的合外力大小等于钩码的重力，通过验证与相等，即可验证牛顿第二定律。
（4）本小问考查实验条件的控制，考查斜面倾角对受力的影响。增加小车质量后，重力分力与摩擦力同步增大，为保持合外力大小不变，需减小斜面倾角，通过移动垫片调整木板倾斜程度。
（1）调节木板倾角的目的是让小车匀速运动，匀速运动时速度不变，遮光片宽度d固定，由可知，经过两个光电门的时间相等。
（2）小车通过光电门的平均速度近似瞬时速度，小车经过光电门1的速度
经过光电门2的速度
小车从光电门1到光电门2做匀加速直线运动，由运动学公式
整理得加速度
（3）带钩码匀速平衡时，受力满足
去掉钩码后，小车的合力
对小车由牛顿第二定律，得
故选A。
（4）AB．本问要保证合外力恒定，即去掉钩码后的合力不变，因此不能改变钩码质量，故AB错误；
CD．增加砝码前，小车受力满足
小车上增加砝码后，总质量增大，则
为保证小车能够沿着斜面匀速直线运动，需要减小木板倾角，可将垫片向右移动，降低右端垫高的高度，减小倾角，故D正确，C错误。
故选D。
13．【答案】（1）以货车为对象，根据牛顿第二定律可得
其中，可得货车在制动坡床上的加速度大小为
（2）根据运动学公式可得
其中，解得货车减速过程通过的位移为
则制动坡床的长度为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）本题考查牛顿第二定律在斜面减速场景中的应用，考查沿斜面方向的受力分析。货车冲上制动坡床时，重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力均阻碍运动，二者共同提供减速的合力。将阻力与重力分力相加，代入牛顿第二定律表达式即可求出加速度大小。
（2）本题考查匀变速直线运动的速度位移关系，考查运动学公式的实际应用。先将初速度单位换算为国际单位m/s，利用末速度为0的匀减速直线运动速度位移公式，计算货车减速滑行的距离，再加上车头距离防撞设施的剩余长度，得到制动坡床的总长度。
（1）以货车为对象，根据牛顿第二定律可得
其中，可得货车在制动坡床上的加速度大小为
（2）根据运动学公式可得
其中，解得货车减速过程通过的位移为
则制动坡床的长度为
14．【答案】（1）人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，有
解得
（2）座椅和人做圆周运动的轨道半径为圆盘半径加绳子水平分量
在水平方向，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，得
解得
（3）绳子断裂时，座椅和人距离地面的高度
断裂后座椅和人做平抛运动，在竖直方向，有
解得平抛时间
由线速度与角速度的关系，平抛的初速度
平抛后沿圆周运动切线方向的水平位移
到的距离为水平面上直角三角形的斜边长度，则
【知识点】平抛运动；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）本题考查匀速圆周运动的竖直方向受力平衡，考查共点力平衡条件的应用。座椅做匀速圆周运动时竖直方向合力为零，绳子拉力的竖直分力与总重力大小相等，通过三角函数关系即可求解拉力大小。
（2）本题考查匀速圆周运动的向心力公式，考查水平面内圆周运动的向心力来源。重力与绳子拉力的水平分力提供圆周运动的向心力，先结合圆盘半径与绳子的水平分量求出圆周运动的轨道半径，再代入向心力公式求解角速度。
（3）本题考查平抛运动与圆周运动的综合问题，考查平抛运动规律与空间几何关系。绳子断裂后座椅沿切线方向做平抛运动，先根据断裂处的高度求出平抛运动的时间，结合线速度求出切线方向的水平位移，最后利用空间直角三角形的几何关系，计算落地点到转轴的水平距离。
（1）人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，有
解得
（2）座椅和人做圆周运动的轨道半径为圆盘半径加绳子水平分量
在水平方向，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，得
解得
（3）绳子断裂时，座椅和人距离地面的高度
断裂后座椅和人做平抛运动，在竖直方向，有
解得平抛时间
由线速度与角速度的关系，平抛的初速度
平抛后沿圆周运动切线方向的水平位移
到的距离为水平面上直角三角形的斜边长度，则
15．【答案】（1）对滑块A，由牛顿第二定律，得
解得
对滑块B，由牛顿第二定律，得
解得
对木板C，由牛顿第二定律，得
解得
（2）A、B相遇时A与C恰好共速，设运动时间为，A向左做匀减速运动，C向左做匀加速运动，由匀变速直线运动速度与时间的关系，共速满足
解得
B向右做匀减速运动，速度大小为

（3）由匀变速直线运动位移与时间的关系，A的位移
B的位移
A、B相向运动，C的长度即为A、B位移大小之和，则
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）本题考查多物体系统的牛顿第二定律应用，考查隔离法的受力分析。分别对A、B、C三个物体进行受力分析，根据滑动摩擦力公式计算各自受到的摩擦力大小，明确摩擦力的方向，再结合牛顿第二定律分别求出三者的加速度大小。
（2）本题考查匀变速直线运动的速度规律与共速条件，考查多物体运动的时间关联。A向左做匀减速直线运动，C向左做匀加速直线运动，当二者速度相等时A与C相对静止，以此条件列速度方程求解运动时间，再代入B的速度公式求出相遇时B的速度大小。
（3）本题考查多物体运动的位移关系，考查匀变速直线运动的位移公式。分别计算A、B在相遇时间内的位移大小，由于二者相向运动，木板C的长度等于两个位移大小之和，由此求解木板的长度。
（1）对滑块A，由牛顿第二定律，得
解得
对滑块B，由牛顿第二定律，得
解得
对木板C，由牛顿第二定律，得
解得
（2）A、B相遇时A与C恰好共速，设运动时间为，A向左做匀减速运动，C向左做匀加速运动，由匀变速直线运动速度与时间的关系，共速满足
解得
B向右做匀减速运动，速度大小为
（3）由匀变速直线运动位移与时间的关系，A的位移
B的位移
A、B相向运动，C的长度即为A、B位移大小之和，则
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