山东省德州市禹城市2023-2024学年高三上学期9月月考物理试题（原卷版+解析版）

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物理试卷

一、单项选择题：本题共8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.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（）

A.图甲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.图甲中先在倾角较大的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易

C.图乙中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验能直接观察到小球达到等高

D.图乙的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持

2.铯原子钟是精确的计时仪器，将图1中铯原子从O点以初速度在真空中水平抛出；同时将图2中铯原子在真空中从P点以初速度竖直向上抛出，当它到达最高点Q再返回P点时，图1中铯原子恰好到达竖直平面MN。已知O点到竖直平面MN的距离等于P点到Q点的距离。则为（）

A.B.C.D.

3.一兴趣小组用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛，两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中，小车安装加速度传感器，B小车安装速度传感器，两车初始时刻速度大小均为，车在前、B车在后，两车相距，其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示，规定初始运动方向为正方向，则下列说法正确的是（）

A.时两车间距离

B.内，车的加速度大于B车的加速度

C.两车最近距离为

D.内两车相遇一次

4.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3．若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中()

A.F1保持不变，F3缓慢增大

B.F1缓慢增大，F3保持不变

C.F2缓慢增大，F3缓慢增大

D.F2缓慢增大，F3保持不变

5.如图所示，倾角为30°的斜面体放在水平面上，质量为m＝1kg的滑块用质量不计的细绳拴接，细绳跨过固定在斜面体顶端的光滑滑轮后被水平向右、大小为F＝5N的拉力拉着，整个装置处于静止状态，重力加速度g＝10m/s2。则下列说法正确的是（）

A.滑块与斜面体之间的摩擦力的大小为5N

B.斜面体对滑块的支持力大小为5N

C.地面对斜面体没有摩擦力的作用

D.滑块与斜面体之间没有摩擦力的作用

6.如图所示，图1、2、3中的小球、和的质量相同、轻弹簧和完全相同、连接的轻绳和也完全相同，通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点，整个系统处于静止状态。现将每个图中的轻绳剪断，将图1中的小球的加速度大小记为，将图2中的小球的加速度大小记为，将图3中的小球的加速度大小记为，重力加速度大小为。则在剪断瞬间（）

A.，，B.，，

C.，，D.，，

7.放在水平地面上的物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度由两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为（）

A.，B.，

C.，D.，

8.一弹簧秤的秤盘质量为m1，盘内放一质量为m2的物体，弹簧质量不计，其劲度系数为k，系统处于静止状态，如图所示。t0时刻给物体施加一个竖直向上的力F，使物体从静止开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，经2s物体与秤盘脱离，用FN表示物体与秤盘间的相互作用力的大小，已知重力加速度大小为g，则下列F和FN随时间变化的关系图像正确的是（）

A.B.C.D.

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.汽车以的速度匀速运动，突遇紧急情况，以的加速度刹车，则（）

A.刹车后6秒内的位移为50m。

B.刹车后4秒内的平均速度为

C.刹车后第2秒与第4秒的位移之比为7：3

D.图线与坐标轴围成“面积”为

10.耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（）

A.两根耙索的合力大小为FB.两根耙索的合力大小为

C.地对耙的水平阻力大小为D.地对耙的水平阻力大小为

11.如图所示，粗细均匀的直杆一端固定在天花板上，杆与竖直方向的夹角，质量均为m的小球A、B用细线连接，小球A套在杆上，用水平向左的拉力F拉小球B，A、B球均处于静止状态，此时细线与杆间的夹角，重力加速度为g，则（）

A.拉力F的大小等于

B.拉力F的大小等于

C.杆对小球的摩擦力大小等于

D.杆对小球的摩擦力大小等于

12.如图甲所示，斜面体固定在水平地面上，时刻一物块由斜面底端开始向上运动，其运动的图像如图乙所示。已知重力加速度，则（）

A.斜面的倾角为

B时，物块距离出发点5m

C.物块与斜面间的动摩擦因数为

D.物块返回斜面底端时速度大小为

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.在“验证力的平行四边形定则”实验中，用到的实验器材有：带钉子的木板、白纸、图钉、弹簧测力计2个、带2个细绳套的橡皮条，刻度尺等，实验情形如图甲所示。

（1）如图甲中弹簧测力计的读数是______N。

（2）下列说法正确的是______。

A.实验采取的研究方法是控制变量法

B.同一次实验中每次拉橡皮条时都应该把橡皮条与细绳的结点拉至同一位置O点

C.在绳下的纸上用笔画出两个点确定力的方向，两个点的距高尽量远些

D.在图乙中，以和为邻边构建平行四边形，对角线F的方向一定是连线的方向

（3）若保持弹簧测力计B的拉力方向不变，并适当减小的大小，为保证结点的位置不变且两细绳的夹角始终小于，弹簧测力计C的拉力应______（填“增大”“减小”或“不变”）。

14.某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔。

（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要___________（填“天平”或“刻度尺”）；

（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为，记录时间间隔的数据如表所示，

编号1遮光带2遮光带3遮光带…

73.0438.6730.00…

根据上述实验数据，可得编号为3遮光带通过光电传感器的平均速度大小为___________（结果保留两位有效数字）；

（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为，则重力加速度___________（用d、表示）；

（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：___________。

15.强行超车是道路交通安全的极大隐患之一、如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36km/h的速度在平直路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=4m、货车车身长L2=4m，货车在甲车前s=4m。若甲车司机发现附近无其他车辆后开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2。假定货车速度保持不变，汽车车尾超过货车车头4m后完成超车，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：

（1）甲车完成超车至少需要多长时间；

（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距110m，乙车速度为54km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。

16.如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，质量为的物块A放在斜面上，一根细绳绕过固定在斜面顶端的定滑轮和悬挂重物B的动滑轮，连接在竖直杆EF上的点，此时整个装置静止，连接物块A的细绳段与斜面平行。连接竖直杆的细绳段与竖直方向的夹角，物块A与斜面间的动摩擦因数为，定滑轮C与D点之间的细绳段的长度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮摩擦，重力加速度为g，，。

（1）求重物B的质量的大小范围；

（2）若重物B的质量为，将竖直杆向右平移一小段距离，使物块A刚好不上滑，则竖直杆向右平移的距离为多少？

17.某粮库使用如图所示的装置运粮，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车从坡底沿斜坡匀加速上行，此时电动机提供的恒定拉力，配重落地的瞬间，关闭电动机，小车又沿斜坡匀减速上行，到达卸粮点时速度恰好为零。已知斜坡倾角，坡底到卸粮点的距离，小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：

（1）配重落地前小车的加速度大小；

（2）配重落地后经多长时间小车到达卸粮点。

18.北京冬奥会后，冰雪运动越来越受人们关注，滑雪机也逐渐走进大众生活。滑雪机是利用电机带动雪毯向上运动，雪毯的质感完全仿真滑雪场的平坦硬雪，滑雪者相对雪毯向下滑行，以达到学习和锻炼的目的，并且通过调整雪毯的速度或坡度，还可以模拟在滑雪场以各种速度在各种坡度的雪道滑行。已知坡道长，倾角，在某次训练中。雪毯静止未开启，一质量（含装备）的滑雪者没有做任何助力动作，恰能够沿雪毯匀速下滑，重力加速度，，，不计空气阻力。求：（结果可用分数表示）

（1）滑雪板与滑雪毯间的动摩擦因数；

（2）开启雪毯，使雪毯始终以速度向下运动，求滑雪者没有做任何助力动作，从坡道顶端由静止滑到底端所用的时间。

（3）现将坡道角度调整为53°，开启雪毯，使雪毯始终以速度向上运动，其他条件不变，求滑雪者在依然没有任何助力的情况下，从坡道顶端由静止滑到底端时在雪毯上留下的划痕长度。

禹城市2023-2024学年高三上学期9月月考

物理试卷答案解析

一、单项选择题：本题共8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.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（）

A.图甲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.图甲中先在倾角较大的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易

C.图乙中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验能直接观察到小球达到等高

D.图乙的实验为“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】D

【解析】

【详解】A．图甲通过对小球在斜面上运动研究，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．图甲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，主要是使时间的测量更容易，故B错误；

C．实际生活中没有摩擦阻力的斜面并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误；

D．图乙的实验为“理想实验”，伽俐略通过抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故D正确。

故选D。

2.铯原子钟是精确的计时仪器，将图1中铯原子从O点以初速度在真空中水平抛出；同时将图2中铯原子在真空中从P点以初速度竖直向上抛出，当它到达最高点Q再返回P点时，图1中铯原子恰好到达竖直平面MN。已知O点到竖直平面MN的距离等于P点到Q点的距离。则为（）

A.B.C.D.

【答案】B

【解析】

【详解】图1中铯原子在水平方向上做匀速直线运动，有

图2中铯原子做竖直上抛运动，由运动的对称性有

可得

故B项正确，ACD错误。

故选B。

3.一兴趣小组用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛，两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中，小车安装加速度传感器，B小车安装速度传感器，两车初始时刻速度大小均为，车在前、B车在后，两车相距，其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示，规定初始运动方向为正方向，则下列说法正确的是（）

A.时两车间距离为

B.内，车的加速度大于B车的加速度

C.两车最近距离为

D.内两车相遇一次

【答案】A

【解析】

【详解】A．A车开始做匀减速直线运动，当速度减为零时

则内A车的位移为

内B车做匀速直线运动，则位移为

时两车间距离为

A正确；

B．内B车的加速度为

由图可知内A车的加速度为，故车的加速度等于B车的加速度，B错误；

C．之后A车沿正方向做匀加速直线运动，B车做匀减速直线运动，当两车速度相等时

解得

此时两车的速度为，两车在时间内经过的位移

，

此时两车相距最近

C错误；

D．由AC项分析知时，车在前、B车在后，两车相距10m，且此时两车速度都为15m/s，此后A车继续加速，B车继续减速，故两车不能相遇。D错误。

故选A。

4.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3．若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中()

A.F1保持不变，F3缓慢增大

B.F1缓慢增大，F3保持不变

C.F2缓慢增大，F3缓慢增大

D.F2缓慢增大，F3保持不变

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】试题分析：对B分析，可知墙对B的作用力及A对球的作用力的合力与F及重力的合力大小相等，方向相反，故当F增大时，B对A的压力增大；即F2增大；同理可知，墙对B的作用力F1增大；

对整体分析，整体受重力、支持力、摩擦力及压力F而处于平衡，故当F增大时，地面对A的支持力增大；故F3增大；但水平方向力不变；故选C．

考点：物体的平衡

名师点睛：此题是物体的平衡问题；解题时运用图解法，分别以B和整体为研究对象，分别进行受力分析画出力的示意图，根据F的变化可知B对A的作用力，及地面对A的作用力．

5.如图所示，倾角为30°的斜面体放在水平面上，质量为m＝1kg的滑块用质量不计的细绳拴接，细绳跨过固定在斜面体顶端的光滑滑轮后被水平向右、大小为F＝5N的拉力拉着，整个装置处于静止状态，重力加速度g＝10m/s2。则下列说法正确的是（）

A.滑块与斜面体之间的摩擦力的大小为5N

B.斜面体对滑块的支持力大小为5N

C.地面对斜面体没有摩擦力的作用

D.滑块与斜面体之间没有摩擦力的作用

【答案】D

【解析】

【详解】AD．滑块的重力沿斜面方向的分力

G1＝mgsin30°＝5N

该力刚好与细绳的拉力大小相等，根据共点力的平衡条件可知，滑块与斜面体之间的摩擦力等于零，故A错误，D正确；

B．斜面体对滑块的支持力大小

FN＝mgcos30°＝N

故B错误；

C．斜面体和滑块组成的整体处于静止状态，说明整体所受合外力等于零，则地面对斜面体的摩擦力大小等于细绳的拉力大小，为5N，故C错误。

故选D。

6.如图所示，图1、2、3中的小球、和的质量相同、轻弹簧和完全相同、连接的轻绳和也完全相同，通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点，整个系统处于静止状态。现将每个图中的轻绳剪断，将图1中的小球的加速度大小记为，将图2中的小球的加速度大小记为，将图3中的小球的加速度大小记为，重力加速度大小为。则在剪断瞬间（）

A.，，B.，，

C.，，D.，，

【答案】B

【解析】

【详解】剪断前，由力的平衡条件可知，图1、图2、图3中弹簧的弹力分别为

，，

剪断后瞬间，弹簧的弹力未变，根据牛顿第二定律，对图1中的分析

解得

对图2中的分析

解得

对图3中整体分析

解得

故选B。

7.放在水平地面上的物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度由两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为（）

A.，B.，

C.，D.，

【答案】A

【解析】

【详解】从速度时间图像中可知2～4s过程中物体做匀加速直线运动，图像的斜率表示加速度，加速度为

在2～4s过程中

F2=3N

此过程中物体在水平方向上受到推力以及摩擦力作用，根据牛顿第二定律可得

4～6s过程中物体做匀速直线运动，即推力与摩擦力平衡，故有

解得

，

故选A。

8.一弹簧秤的秤盘质量为m1，盘内放一质量为m2的物体，弹簧质量不计，其劲度系数为k，系统处于静止状态，如图所示。t0时刻给物体施加一个竖直向上的力F，使物体从静止开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，经2s物体与秤盘脱离，用FN表示物体与秤盘间的相互作用力的大小，已知重力加速度大小为g，则下列F和FN随时间变化的关系图像正确的是（）

A.B.C.D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．对秤盘和物体整体分析，系统处于静止状态时，弹簧形变量为x0，利用牛顿第二定律得

kx0=（m1＋m2）g

F＋kx－（m1＋m2）g=（m1＋m2）a

又

解得

故A、B错误；

CD．以物体为研究对象，物体静止时，有

FN=m2g

运动后对秤盘受力分析，利用牛顿第二定律得

kx－m1g－FN=m1a

故C正确，D错误。

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.汽车以的速度匀速运动，突遇紧急情况，以的加速度刹车，则（）

A.刹车后6秒内的位移为50m。

B.刹车后4秒内的平均速度为

C.刹车后第2秒与第4秒的位移之比为7：3

D.图线与坐标轴围成的“面积”为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．取初速度方向为正方向，则

根据速度时间关系可知，汽车做匀减速运动的总时间为

则刹车后5s内的位移实为

，刹车后6秒内的位移为刹车总位移，为50m，故A正确；

B．刹车后4秒时速度为

故4s内的平均速度为

故B错误；

C．刹车时间为5s，其逆过程为：初速度为零的匀加速直线运动相等时间内的位移之比为，由此可知刹车后第2秒（对应逆过程的第４s）与第4秒的位移（对应逆过程的第2s）之比为7：3，故C正确；

D．图线与坐标轴围成的“面积”为刹车过程总位移，即为50m，故D错误。

故选AC。

10.耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（）

A.两根耙索的合力大小为FB.两根耙索的合力大小为

C.地对耙的水平阻力大小为D.地对耙的水平阻力大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．两根耙索的合力大小为

A错误，B正确；

CD．由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为

C正确，D错误。

故选BC。

11.如图所示，粗细均匀的直杆一端固定在天花板上，杆与竖直方向的夹角，质量均为m的小球A、B用细线连接，小球A套在杆上，用水平向左的拉力F拉小球B，A、B球均处于静止状态，此时细线与杆间的夹角，重力加速度为g，则（）

A.拉力F大小等于

B.拉力F的大小等于

C.杆对小球的摩擦力大小等于

D.杆对小球的摩擦力大小等于

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．对小球B研究有

解得

细线拉力

A正确，B项错误；

CD．对小球A研究，根据力平衡有

C错误，D正确。

故选AD。

12.如图甲所示，斜面体固定在水平地面上，时刻一物块由斜面底端开始向上运动，其运动的图像如图乙所示。已知重力加速度，则（）

A.斜面的倾角为

B.时，物块距离出发点5m

C.物块与斜面间的动摩擦因数为

D.物块返回斜面底端时的速度大小为

【答案】CD

【解析】

【详解】AC．由乙图可知图像的斜率表示加速度，上升过程在加速度大小为

下滑过程中加速度大小为

受力分析可知，上升过程中

下降过程中

解得

故A错误，C正确；

B．由乙图可知，物块先向上减速到达最高点后在向下加速，图像与时间轴围成的面积为物块经过的位移，则时间为2s时，位移为

故B错误；

D．上升过程位移为

则物块返回斜面底端时

解得

故D正确。

故选CD。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.在“验证力的平行四边形定则”实验中，用到的实验器材有：带钉子的木板、白纸、图钉、弹簧测力计2个、带2个细绳套的橡皮条，刻度尺等，实验情形如图甲所示。

（1）如图甲中弹簧测力计的读数是______N。

（2）下列说法正确的是______。

A.实验采取的研究方法是控制变量法

B.同一次实验中每次拉橡皮条时都应该把橡皮条与细绳的结点拉至同一位置O点

C.在绳下的纸上用笔画出两个点确定力的方向，两个点的距高尽量远些

D.在图乙中，以和为邻边构建平行四边形，对角线F的方向一定是连线的方向

（3）若保持弹簧测力计B的拉力方向不变，并适当减小的大小，为保证结点的位置不变且两细绳的夹角始终小于，弹簧测力计C的拉力应______（填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】①.3.70②.BC③.增大

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]图甲中弹簧测力计的读数是3.70N。

(2)[2]A．本实验采用的是等效替代法，A错误；

B．同一次实验中每次拉橡皮条时都应该把橡皮条与细绳的结点拉至同一位置O点，以保证作用效果相同。B正确；

C．在绳下的纸上用笔画出两个点确定力的方向，两个点的距高尽量远些，以减小确定力的方向的误差。C正确；

D．在图乙中，以和为邻边构建平行四边形，对角线F的方向不一定是连线的方向，因为有实验误差。D错误。

故选BC。

(3)[3]受力图如图

在保证合力不变的情况下，两细绳成锐角，减小的大小而方向不变，则弹簧测力计C的拉力应增大。

14.某同学利用如图所示装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔。

（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要___________（填“天平”或“刻度尺”）；

（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为，记录时间间隔的数据如表所示，

编号1遮光带2遮光带3遮光带…

73.0438.6730.00…

根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为___________（结果保留两位有效数字）；

（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为，则重力加速度___________（用d、表示）；

（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：___________。

【答案】①.刻度尺②.1.5③.④.光栅板受到空气阻力的作用

【解析】

【详解】（1）[1]该实验测量重力加速度，不需要天平测质量；需要用刻度尺测量遮光带（透光带）的宽度，故需要刻度尺；

（2）[2]根据平均速度的计算公式可知

（3）[3]根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的速度，有

可得

（4）[4]光栅板的长度明显，下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度。

15.强行超车是道路交通安全的极大隐患之一、如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36km/h的速度在平直路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=4m、货车车身长L2=4m，货车在甲车前s=4m。若甲车司机发现附近无其他车辆后开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2。假定货车速度保持不变，汽车车尾超过货车车头4m后完成超车，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：

（1）甲车完成超车至少需要多长时间；

（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距110m，乙车速度为54km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。

【答案】（1）4s；（2）不能

【解析】

【详解】（1）设甲车经过时间t刚好完成超车，在时间t内，甲车的位移大小

货车的位移大小

x2=v2t

根据题意有

x1=x2＋L1＋L2＋s＋s1

代入数值得

t=4s

（2）假设甲车能安全超车，在最短的时间4s内，甲车的位移大小

x1=56m

乙车的位移大小

x3=v3t=60m

由于

x1＋x3=116m>110m

故假设不成立，不能安全超车。

16.如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，质量为的物块A放在斜面上，一根细绳绕过固定在斜面顶端的定滑轮和悬挂重物B的动滑轮，连接在竖直杆EF上的点，此时整个装置静止，连接物块A的细绳段与斜面平行。连接竖直杆的细绳段与竖直方向的夹角，物块A与斜面间的动摩擦因数为，定滑轮C与D点之间的细绳段的长度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮摩擦，重力加速度为g，，。

（1）求重物B的质量的大小范围；

（2）若重物B的质量为，将竖直杆向右平移一小段距离，使物块A刚好不上滑，则竖直杆向右平移的距离为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当物块A刚好不下滑时，设细绳中的张力大小为，重物B的质量为，对物块A研究，沿斜面方向根据平衡条