2020-2021学年江苏省扬州市高一(下)期末物理试卷(附答案详解)

2020-2021学年江苏省扬州市高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）
1.如图所示为探究向心力大小表达式的实验装置图．在
探究时主要采用的科学方法是()
A. 控制变量法
B. 等效替代法
C. 理想实验法
D. 演绎法
2.静电给人们带来很多方便，但有时也会带来麻烦，甚至造成危害．下列选项中属于
防止静电危害的是()
A. 静电喷漆
B. 静电复印
C. 静电除尘
D. 导电轮胎
3.如图所示，某同学在荡秋千，当摆到最低点时，对秋千的压力
大小N与其重力大小G的关系是()
A. N=G
B. N>G
C. N<G
D. 无法判断
4.如图所示是起吊重物的吊车，当液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊
臂上的M、N两点绕O点做圆周运动，M为ON的中点，则下列说法正确的是()
A. M和N两点的周期之比为1：2
B. M和N两点的角速度之比为1：2
C. M和N两点的线速度之比为1：2
D. M和N两点的向心加速度之比为1：4
5.如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运行，图中S1、S2
两部分阴影面积大小相等．则下列关于卫星运动的说法
正确的是()
A. 卫星在b点的速率等于在d的速率
B. 卫星在b点的速率小于在d的速率
C. 卫星从a到b的运行时间大于从c到d的运行时间
D. 卫星从a到b的运行时间等于从c到d的运行时间
6.“人工智能”已进入千家万户，用无人机运送货物成为现实．如
图所示是无人机送货时的情景，下列情况中无人机对货物不做功
的是()
A. 无人机吊着货物悬停在空中
B. 无人机吊着货物竖直加速上升
C. 无人机吊着货物竖直匀速上升
D. 无人机吊着货物竖直匀速下降
7.如图所示为我国自行研制的新一代大型客机C919.已
知其质量为m，起飞前在水平跑道上以加速度a做匀
加速直线运动，受到的阻力大小为f，则运动t时刻
发动机的输出功率为()
fat2
A. fat
B. ma2t
C. (f+ma)at
D. 1
2
8.火星的两颗卫星分别为“火卫一”和“火卫二”，它们的轨道近似为圆，已知“火
卫一”的轨道半径小于“火卫二”，它们的周期分别为T1和T2，线速度大小分别为v1和v2，则下列关系正确的是()
A. T1=T2
B. T1>T2
C. v1=v2
D. v1>v2
9.某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧
的斜坡式避险车道，如图所示．在汽车冲上斜坡做减速
运动的过程中，下列说法正确的是()
A. 汽车的重力做正功
B. 汽车的重力做负功
C. 汽车的重力势能减小
D. 汽车的重力势能不变
10.在下面列举的各个实例中，机械能守恒的是()
A. 跳伞运动员跳伞时在空气中匀速下降
B. 拉着金属块沿光滑斜面匀速上滑
C. 用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运动
D. 在空中由静止释放的金属小球的运动
11.一个孤立的正点电荷的电场线和等势面分布如图所示．实线
表示电场线，虚线表示等势面，a、b是其中的两个点，则()
A. 正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
B. b点电势高于a点电势
C. a、b两点电场强度的方向相同
D. 将一正电荷从b点移到a点电场力做负功
12.如图所示，轻弹簧上端固定，下端与质量为m的小球相连．开始时用
手托住小球使弹簧恰好为原长，此时小球处于A位置．释放小球使其
由静止开始竖直下落，小球经过B点时速度达到最大值，小球能够到
达的最低点为C点，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内．已知AB
间距离为ℎ1，BC间距离为ℎ2，重力加速度为g(不计空气阻力)，则下
列说法正确的是()
A. 从A到B过程中小球的机械能一直增大
B. 从B到C过程中小球的机械能一直减小
C. 小球在位置B时的动能等于mgℎ1
D. 弹性势能的最大值为mgℎ2
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13.电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件．某同学用图甲所示的电路探究电容
器的充、放电规律．图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，然后把开关S 掷向2端．与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的I−t曲线如图乙所示。

(1)要研究电容器放电过程的规律，开关S应接在______端(选填“1”或“2”)；
(2)根据计算机所记录的I−t曲线
①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐______(选填“变大”、
“变小”或“不变”)；
②在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容______(选填“变大”、“变小”或
“不变”)。

14.在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：甲、乙两实验小组同学分别采用了如图
(1)和(2)所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验．
(1)比较两种实验方案，你认为______组(选填“甲”或“乙”)同学采用的实验方
案误差更小；
(2)甲组同学采用了图(1)所示的方案，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的
是______(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)；
(3)甲组同学采用合理的方式完成实验，选出一条纸带如图1所示，其中O点为起
始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有四个点未画出，重物的质量为1.0kg，g取9.8m/s2.根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了______J，这时它的动能是______J。

(计算结果保留三位有效数字)
(4)乙组同学采用图(2)所示的方案完成实验，选出一条纸带如图2所示，其中O点
为起始点，A、B、C三个计数点到O点的距离分别为ℎ1、ℎ2、ℎ3，打点计时器打点周期为T，重物质量如图所示，m1大于m2，重力加速度为g。

若通过纸带验证OB过程系统机械能守恒，其表达式为______。

三、计算题（本大题共4小题，共46.0分）
15.粒子物理中标准模型理论认为：中子由三个夸克组成，一个
上夸克(u)、两个下夸克(d)如图中等边三角形所示。

已知：
下夸克带负电，电荷量为e
，e为元电荷1.6×10−19C，夸克
3
间距离为L=0.8×10−15m，静电力常量k=9.0×109N⋅
m2/C2，夸克可视为点电荷．求：
(1)上夸克所带电荷性质以及电荷量；
(2)两个下夸克间的库仑力大小；
(3)两个下夸克在上夸克处形成的场强大小。

(保留一位有效数字)
16.2021年4月29日上午，天和核心舱的成功发射标志
着中国空间站建设拉开了帷幕，预计2022年底之前
正式建成．若地球质量为M，空间站质量为m，空
间站距地面高度为h，地球半径为R，万有引力常量
为G.求：
(1)空间站受地球引力大小；
(2)空间站环绕地球运行的周期；
(3)空间站环绕地球运行的向心加速度大小。

17.串列加速器能将粒子加速两次，其结构如图所示，A、B、C极板竖直等距，A、C
极板接地，B极板接高压正极．负一价离子流在A极板中央处由静止开始水平向右加速运动，经过B极板中心处的剥离膜被剥除两个电子转为正一价离子，正离子流再次沿中央线加速向C极板运动，沿着束流管的中心进入束流管．已知：一价离子电荷量为q，质量为m，B极板与A、C极板的电势差为U、间距为d，不计离子经过剥离膜的能量损失．求：
(1)离子到达C极板的速度大小；
(2)实际离子流经过剥离膜时存在角散和能散，即偏离了原来的方向和动能有了损
失．若极少数角散为90°的离子能散为99.99%，即速率变为原来的百分之一，则束流管的直径至少多大才能收集到该类型的离子流？
18.“鲁布⋅戈德堡”游戏通过连锁机械反应，以迂回曲折的方式完成一些简单的动
作．如图所示为某兴趣小组设计的该类游戏装置：AB为光滑圆弧轨道，“”形轻质纸盒C与物块D用轻绳相连，轻薄板E被D压在光滑桌面上并与物块F用轻绳相连，地面上一轻质塑料尺搁在固定的小垫木上，尺的右端静置一羽毛球．游戏从AB轨道上某点无初速释放小车开始，到羽毛球发射后竖直上升至最高点结束．已
知：小车质量为m，物块D质量为3m，物块F质量为m
2，羽毛球质量为m
12
，纸盒C
到上方定滑轮的距离为4h，物块F下落2h落到轻质塑料尺左端，轻薄板与物块D 间的动摩擦因数为0.5，不计绳与滑轮的摩擦及滑轮大小，小车可视为质点．求：
(1)小车从轨道h高度处由静止释放，到达最低点B的速度大小；
(2)(1)问中小车刚进入纸盒时绳子的拉力大小；
(3)小车从轨道至少多高处释放，才能使物块F落下；
(4)(3)问中若物块F落到塑料尺左端，尺左端恰好未触地，忽略尺左端距地面距离，羽毛球弹起最大高度为6h，求羽毛球上升过程中受到的平均阻力大小。

答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。

故选：A。

物理学中对于多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成单因素的问题，每一次只改变其中的一个因素，而控制其余因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响。

该题主要考查了控制变量法，明确控制变量法的内容即可。

2.【答案】D
【解析】解：A、静电喷漆是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法，属于静电的应用，故A错误；
B、静电复印是利用光敏半导体的光导特性和静电作用复制成品的方法，属于静电的应用，故B错误；
C、静电除尘是利用静电除去灰尘，属于静电的应用，故C错误；
D、交通工具在运动过程中，由于和空气之间不断摩擦，从而产生大量的静电，通过导电轮胎可以快速将静电导走，属于静电的防止，故D正确。

本题选择属于静电防止的，
故选：D。

利用静电喷漆、复印、除尘都是生活中常见的静电的应用；导电轮胎是为了防止静电带来的危害。

本题考查是关于静电的防止与应用，从各种实例的原理出发就可以判断出答案，牢记哪些现象为静电防止，哪些属于静电应用。

3.【答案】B
【解析】解：荡秋千摆动到最低点时的速度大于零，对人进行受力分析，在最低点时，人所受合力提供人随秋千圆周运动的向心力，故有：
F N−mg=m v2
r
由于速度大于零，故可知，秋千对人的支持力F N=mg+m v2
r
>mg
根据牛顿第三定律可知，人对秋千的压力N=F N>mg
故B正确，ACD错误。

故选：B。

小孩摆动的过程中，在最低点靠支持力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出对秋千压力大小与重力大小关系。

人荡秋千可视为人在竖直平面内的圆周运动，竖直平面内的圆周运动的最高点或最低点，满足合外力提供圆周运动向心力，据此展开分析即可。

4.【答案】C
【解析】解：AB、M、N点在吊臂上绕同一固定转轴O旋转，有相同的角速度和周期，即N点的角速度和周期应该等于M点角速度和周期，故AB错误；
C、因为r N=2r M，根据v=ωr可知，v M
v N =r M
r N
=1
2
，故C正确；
D、根据a=ω2r可知，a M
a N =r M
r N
=1
2
，故D错误。

故选：C。

绕同一固定转轴时，有相同的角速度和周期，根据速度公式和加速公式，可求M和N 两点的线速度之比和加速度之比。

绕同一固定转轴转动时，有相同的角速度和周期，同时要灵活应用角速度与线速度、向心加速度之间的关系公式！
5.【答案】D
【解析】解：AB、根据开普勒第二定律知，近行星点的速率大，远行星点的速率小，故卫星在b点的速率大于在d的速率，故AB错误；
CD、根据开普勒第二定律知，S1、S2两个面积大小相等，则卫星从a到b的运行时间等于从c到d的时间，故C错误，D正确。

故选：D。

近行星点的速率大，远行星点的速率小。

根据开普勒第二定律分析a到b和c到d的时间关系。

该题考查了开普勒的三个定律，注意在开普勒第二定律的灵活运用。

6.【答案】A
【解析】解：A、货物受到无人机竖直向上的拉力，根据W=Fxcosθ可知，无人机吊着货物悬停在空中，x=0，可知拉力不做功，故A正确；
BCD、根据W=Fxcosθ，只要位移x与拉力F夹角不为90°，拉力做功就不为0，不论上升还是下降，x≠0，θ≠90°可知拉力做功W≠0，故BCD错误。

故选：A。

做功的两个必要条件是：一是物体受到力的作用；二是物体在这个力的方向上通过一定的距离。

根据这两个条件判断即可。

该题考查了做功的必要条件，注意三种不做功的情况：一是有力没距离；二是有距离没力；三是有力有距离，但力的方向与通过距离相互垂直。

7.【答案】C
【解析】解：飞机起飞时在水平跑道上做加速度a做匀加速直线运动，t秒末的瞬时速度v=at；
设牵引力为F，根据牛顿第二定律：F−f=ma，得：F=ma+f，所以牵引力功率P= Fv=(ma+f)v=(f+ma)at，故C正确，ABD错误。

故选：C。

根据牛顿第二定律求出牵引力；根据功率定义P=Fv求出发动机实际功率。

本题考查功率公式的应用，要注意明确发动机输出的实际功率为牵引力的功率，所以解题思路是根据牛顿第二定律求出牵引力，代入功率表达式即可。

8.【答案】D
【解析】解：根据万有引力提供圆周运动向心力有：
GMm r2=m4π2
T2
r=m v2
r
解得：T=2π√r3
GM ，v=√GM
r
已知“火卫一”的轨道半径小于“火卫二”，则“火卫一”的周期小于“火卫二”，即
T1<T2，
“火卫一”的线速度大于“火卫二”，即v1>v2，故D正确，ABC错误。

故选：D。

卫星围绕火星圆周运动时万有引力提供向心力，由半径关系得出周期关系，再由半径关系分析线速度关系。

该题考查了人造卫星的相关知识，掌握万有引力提供圆周运动向心力，根据周期关系得出半径关系，再由此分析角速度、线速度和向心加速度与半径的关系，掌握规律是解决问题的基础．
9.【答案】B
【解析】解：重力竖直向下，汽车冲上斜坡做减速运动的过程中汽车的位移方向斜向上方，重力方向与位移方向夹角大于90°，汽车的重力做负功，汽车重力势能增加，故B 正确，ACD错误。

故选：B。

根据重力方向与汽车位移方向间的夹角判断重力做功情况；重力做正功重力势能减少，重力做负功重力势能增加。

本题考查了判断重力做功情况与判断重力势能变化情况，分析清楚重力方向与汽车位移方向间的夹角是解题的关键；掌握基础知识即可解题。

10.【答案】D
【解析】解：A、跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落时，动能不变，重力势能减小，两者之和即机械能减小，故A错误；
B、金属块在拉力作用下沿着光滑的斜面匀速上升时，动能不变，重力势能变大，故机械能变大，故B错误；
C、用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运时，动能不变，重力势能变化，故机械能不守恒，故C错误；
D、在空中由静止释放的金属小球做自由落体运动，该过程只有重力做功，小球的机械能守恒，故D正确。

故选：D。

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物
体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒。

本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件是关键，注意在分析机械能守恒时还可以直接分析动能和势能的变化，从而确定机械能是否变化。

11.【答案】B
【解析】解：AB、顺着电场线，电势降低，同一等势面电势相等，则得知b点电势高于a点电势，故B正确；再由电势能的公式E p=qφ，可知正电荷在电势高的b点的电势能大于a点的电势能，故A错误；
C、电场线疏密表示场强的大小，场强方向沿电场线方向；ab两点不在同一电场线上，方向不同，故C错误；
D、正电荷在电势高的地方电势能大，所以把正电荷从b点移到a点，电势能减小，则电场力做正功，故D错误。

故选：B。

电场线越密，场强越大。

顺着电场线，电势降低，正电荷在电势高的地方电势能大。

加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，注意电场强度有大小，有方向。

12.【答案】B
【解析】解：A、从A到B过程中，弹簧对小球一直做负功，则小球的机械能一直减小，故A错误；
B、从B到C过程中，弹簧对小球一直做负功，则小球的机械能一直减小，故B正确；
C、小球从A到B，由动能定理得：mgℎ1−W弹=E kB−0，解得，小球在位置B时的动能E kB=mgℎ1−W弹<mgℎ1，故C错误；
D、小球到达C点时弹簧的弹性势能最大，小球从A到C过程中，对小球与弹簧组成的系统，由机械能守恒可知，弹性势能的最大值：E pm=mg(ℎ1+ℎ2)，故D错误。

故选：B。

根据功能关系分析小球的机械能变化情况；小球经过B点时速度达到最大值，其合力为零；根据动能定理求小球在位置B时的动能；根据系统的机械能守恒求弹性势能的最大值。

本题是含有弹簧的问题，要明确小球速度最大和弹簧弹性势能最大的条件，知道系统的
机械能守恒，但小球的机械能并不守恒。

13.【答案】2 变大不变
【解析】解：(1)电容器充电时与电源相连，电容器放电时应与用电器相连，故选2 (2)在形成电流曲线1的过程中，开关与1相连，电容器在充电，Q增大，根据C=Q
U
，
可知U也在变大
无论电容器是充电还是放电的过程，电容器自身的电容都不变。

故答案为：(1)2；(3)变大，不变
电容器充电过程中，电荷量增加，根据电容的定义式C=Q
U
分析极板间电压的变化。

电
容是电容器自身属性，所以充放电时都不变。

解决本题的关键掌握电容的定义式C=Q
U
，知道电容与电压、电量无关。

14.【答案】甲丙 6.91 6.88(m1−m2)gℎ2=(m1+m2)(ℎ3−ℎ1)2
8T2
【解析】解：(1)图(2)所示实验装置除受纸带与打点计时器间摩擦力作用外，还要受到细线与滑轮间的摩擦阻力作用，图(2)所示实验装置阻力大于图(1)所示实验装置的阻力，为减小阻力造成的实验误差，应选择图(1)所示实验装置进行实验，即甲同学采用的实
验方案误差较小。

(2)减小实验误差，释放纸带前应使纸带在竖直方向，为充分利用纸带重物应靠近打点
计时器，因此释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是丙。

(3)打B点时重物的重力势能比开始下落时减少量ΔE p=mg×OB=1.0×9.8×
70.56×10−2J≈6.91J
打点计时器通以50Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有四个点未画出，
则相邻计数点间的时间间隔t=5T=5×1
50
s=0.1s
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，
打B点时重物的速度大小v=AC
2t =(112.32−38.12)×10−2
2×0.1
m/s=3.71m/s
打B点时重物的动能E k=1
2mv2=1
2
×1.0×3.712J≈6.88J
(4)打B点时重物的瞬时速度v B=AC
2T =ℎ3−ℎ1
2T
只有重力做功机械能守恒，重力势能的减少量等于动能的增加量，
由机械能守恒定律得：(m1−m2)gℎ2=1
2
(m1+m2)v B2
整理得：(m1−m2)gℎ2=(m1+m2)(ℎ3−ℎ1)2
8T2
故答案为：(1)甲；(2)丙；(3)6.91；6.88；(4)(m1−m2)gℎ2=(m1+m2)(ℎ3−ℎ1)2
8T2。

(1)根据图示实验装置从减小实验误差的角度分析答题。

(2)为减小实验误差，释放纸带前应使纸带在竖直方向，为充分利用纸带重物应靠近打点计时器。

(3)根据重力势能的计算公式求出重力势能的减少量；根据匀变速直线运动的推论求出打B点时重物的瞬时速度，然后求出重物的动能。

(4)根据图示实验装置应用机械能守恒定律求出实验需要验证的表达式。

理解实验原理是解题的前提与关键；应用匀变速直线运动的推论求出瞬时速度，应用动能计算公式与重力势能的计算公式、机械能守恒定律即可解题。

15.【答案】解：(1)中子不带电，由电荷守恒定律可知，上夸克带正电，电荷量为2
3
e；
(2)由库仑定律得：F=k×13e×13e
L2
代入数据解得：F=40N
(3)两个下夸克在上夸克处的场强合成如图所示，
某个下夸克在上夸克处场强E
1=k
1
3
e
L2
两个下夸克在上夸克处场强E=2E1cos30°
代入数据解得：E=1×1021N/C
答：(1)上夸克所带电荷为正、电荷量为2
3
e；
(2)两个下夸克间的库仑力大小为40N；
(3)两个下夸克在上夸克处形成的场强大小1×1021N/C。

【解析】由一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成可知，结合中子不带电，则可确定上夸克电性和电量；根据库仑定律求两个下夸克的库仑力；根据点电荷的场强公式和平行四边形定则求合场强大小。

本题考查电荷守恒定律和库仑定律等内容，理解由电荷的带电量及正负来推理上夸克的电荷量，是一种新颖题，注意捕捉信息，是解题的关键。

16.【答案】解：(1)根据万有引力定律可得：F引=GMm
(R+ℎ)2
；
(2)根据万有引力提供向心力可得：GMm
(R+ℎ)2=m(R+ℎ)4π2
T2
解得：T=2π(R+ℎ)√R+ℎ
GM
；
(3)根据牛顿第二定律可得：GMm
(R+ℎ)2
=ma，
解得：a=GM
(R+ℎ)2。

答：(1)空间站受地球引力大小为GMm
(R+ℎ)2
；
(2)空间站环绕地球运行的周期为2π(R+ℎ)√R+ℎ
GM
；
(3)空间站环绕地球运行的向心加速度大小为GM
(R+ℎ)2。

【解析】(1)根据万有引力定律求解空间站受地球引力大小；
(2)根据万有引力提供向心力求解空间站环绕地球运行的周期；
(3)根据牛顿第二定律求解向心加速度大小。

本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。

17.【答案】解：(1)离子从A板运动到C板，
根据动能定理得
2qU=1
2
mv2
可得离子到达C极板的速度大小：v=2√qU
m
(2)离子从A板运动到B板，根据动能定理得
qU=1
2
mv B2
可得离子到达B板的速度大小：v B=√2qU
m
由题意知极少数离子离开剥离膜后速度方向为竖直向上或竖直向下，速率变为原来的百
分之一，并开始做类平抛运动，在竖直方向上做匀速直线运动，有y=v B
100
⋅t
在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，有d=1
2
at2
离子在BC间运动的加速度大小：a=qU
md
联立解得y=d
50
所以束流管的直径至少为d=2y=2⋅d
50=d
25
答：(1)离子到达C极板的速度大小为2√qU
m
；
(2)束流管的直径至少为d
25
才能收集到该类型的离子流。

【解析】(1)离子从A板运动到C板，电场力做功为2qU，根据动能定理求离子到达C 极板的速度大小；
(2)离子从A板运动到B板，利用动能定理求离子到达B极板的速度大小。

由题意可知，极少数离子角散为90°，即极少数离子离开剥离膜后速度方向为竖直向上或竖直向下，速率变为原来的百分之一，并开始做类平抛运动，根据类平抛运动的规律求解。

本题读懂题意，分析清楚离子运动过程是解题的前提与关键，再应用动能定理、牛顿第二定律和运动学规律进行解题。

18.【答案】解：(1)小车在AB上下滑过程，由动能定理得：mgℎ=1
2
mv B2−0
解得，小车到达最低点B时的速度大小：v B=√2gℎ
(2)小车刚进入纸盒时，设细线的拉力大小为T，
对小车和纸盒，由牛顿第二定律得：T−mg=m v B2
4ℎ
解得：T=1.5mg
(3)当物块D对轻薄板的最大静摩擦力等于物块F的重力时，F开始下落，
设物块D对轻薄板的压力大小为F N，对轻薄板，由平衡条件得：μF N=1
2
mg
设此时细线的拉力大小为T′，对物块D，由平衡条件得：T′+F N=3mg
小车进入纸盒C后立即做圆周运动，对小车和纸盒，由牛顿第二定律得：T′−mg=m v2
4ℎ
设小车释放高度为H，对小车，由动能定理得：mgH=1
2
mv2−0
解得：H=2ℎ
(4)对物块F、塑料尺、羽毛球组成的系统，从F下落到羽毛球刚弹起的过程系统机械能守恒，
即物块F减少的重力势能转化为羽毛球刚弹起的动能E k，由机械能守恒定律得：
m
2
×g×2ℎ=E k，
×g×6ℎ−f×6ℎ=0−E k，
羽毛球上升过程，对羽毛球，由动能定理得：−m
12
解得，平均阻力大小：f=mg
12
答：(1)小车从轨道h高度处由静止释放，到达最低点B的速度大小是√2gℎ；
(2)小车刚进入纸盒时绳子的拉力大小是1.5mg；
(3)小车从轨道至少高2h处释放，才能使物块F落下；
(4)羽毛球上升过程中受到的平均阻力大小是mg。

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【解析】(1)对小车应用动能定理可以求出小车到达B点时的速度大小。

(2)小车刚进入纸盒时，小车做圆周运动，绳子的拉力与重力的合力提供向心力，应用牛顿第二定律可以求出绳子拉力大小。

(3)轻薄板与D间的最大静摩擦力等于F的重力时F将下落，应用平衡条件求出D对薄板的压力，对小车应用牛顿第二定律求出小车进入纸盒时的速度大小，然后对小车应用动能定理求出其下滑的高度。

(4)对物块F、塑料尺、羽毛球组成的系统应用机械能守恒定律求出羽毛球刚弹起时的速度大小，然后对羽毛球应用动能定理求出平均阻力大小。

本题是一道力学综合题，分析清楚小车与物块、羽毛球的运动过程与受力情况是解题的前提，根据各运动过程选择合适的物理规律列式即可解题。