2021-2022年重慶市西南大學(xué)附中高二（下）期末物理試題含解析

這是一份2021-2022年重慶市西南大學(xué)附中高二（下）期末物理試題含解析，共28頁(yè)。試卷主要包含了考試結(jié)束后，將答題卡交回， 圖，35m/s等內(nèi)容，歡迎下載使用。
  西南大學(xué)附中2021-2022學(xué)年度下期期末考試高二物理試題注意事項(xiàng)：1.答卷前考生務(wù)必把自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)用2B鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；回答非選擇題時(shí)，用0.5毫米黑色墨跡簽字筆將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將答題卡交回（試題卷自己保管好，以備評(píng)講）。一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分，每小題只有一項(xiàng)符合題目要求。）1. 北京2022年冬奧會(huì)首鋼滑雪大跳臺(tái)局部示意圖如圖所示，運(yùn)動(dòng)員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點(diǎn)為a、b之間的最低點(diǎn)，a、c兩處的高度差為h。忽略空氣阻力，則以下說法正確的是（　?。?/span>
 A. 裁判給運(yùn)動(dòng)員的滑雪動(dòng)作打分時(shí)，可將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)B. 運(yùn)動(dòng)員從a點(diǎn)到c點(diǎn)的位移大小為hC. 在c點(diǎn)，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力大于運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的作用力D. 運(yùn)動(dòng)員從b處起跳后位于空中時(shí)，處于失重狀態(tài)【答案】D【解析】【詳解】A．裁判給運(yùn)動(dòng)員的滑雪動(dòng)作打分時(shí)，不能將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)，如果看成質(zhì)點(diǎn)，則看不出運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，故A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動(dòng)員從a點(diǎn)到c點(diǎn)的位移大小為a點(diǎn)到c點(diǎn)的直線距離，由圖可知，從a點(diǎn)到c點(diǎn)的位移大小大于，故B錯(cuò)誤；C．由牛頓第三定律可知，在c點(diǎn)，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力大小等于運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的作用力大小，故C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)員從b處起跳后位于空中時(shí)，具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故D正確。故選D。2. 轎車的加速度變化影響乘客的舒適度，加速度變化率越小，乘坐轎車的人感到越舒適。加速度變化率是描述加速度隨時(shí)間變化快慢的物理量，其單位為（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【詳解】加速度變化率的表達(dá)式為，的單位是，時(shí)間的單位時(shí)，則加速度變化率的單位為，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。3. 神舟十三號(hào)返回艙進(jìn)入大氣層一段時(shí)間后，逐一打開引導(dǎo)傘、減速傘、主傘，最后啟動(dòng)反沖裝置，實(shí)現(xiàn)軟著陸，某興趣小組研究了減速傘打開后返回艙的運(yùn)動(dòng)情況，將其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)，其圖像如圖所示，設(shè)該過程中，重力加速度不變，返回艙質(zhì)量不變，下列說法正確的是（　?。?/span>
 A. 在時(shí)間內(nèi)，返回艙的速度隨時(shí)間增大B. 在時(shí)間內(nèi)，返回艙的加速度隨時(shí)間增大C. 在時(shí)間內(nèi)，返回艙的平均速度小于D. 在時(shí)間內(nèi)，返回艙受到向上的力逐漸增大【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，在時(shí)間內(nèi)，返回艙的速度隨時(shí)間減小，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像中，圖線的斜率表示加速度大小，由圖可知，在時(shí)間內(nèi)，圖線的斜率越來越小，則返回艙的加速度隨時(shí)間減小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖像中，圖線的斜率表示加速度大小，由圖可知，在時(shí)間內(nèi)，返回艙做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)返回艙的速度由勻減速到，根據(jù)勻變速平均速度公式可知，此時(shí)返回艙的平均速度為由圖可知，返回艙做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移小于做勻減速運(yùn)動(dòng)的位移，則返回艙的平均速度小于，故C正確；D．根據(jù)圖像中，圖線的斜率表示加速度大小，由圖可知，在時(shí)間內(nèi)，返回艙做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)返回艙受到向上的力為，由牛頓第二定律有可得可知，返回艙受到向上的力逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選C。4. 圖（a）所示醫(yī)用智能機(jī)器人在巡視中沿醫(yī)院走廊做直線運(yùn)動(dòng)，圖（b）是該機(jī)器人在某段時(shí)間內(nèi)的位移—時(shí)間圖像（后10s的圖線為曲線，其余為直線）。以下說法正確的是（　?。?/span>A. 機(jī)器人在0~30s內(nèi)的位移大小為2mB. 0~10s內(nèi)，機(jī)器人做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C. 10~30s內(nèi)，機(jī)器人的平均速度大小為0.35m/sD. 機(jī)器人在5s末的速度與15s末的速度相同【答案】AC【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像可知，機(jī)器人在0～30s內(nèi)的位移大小為2m，A正確；B．位移時(shí)間圖線的斜率可反映速度，0～10s內(nèi)，圖線的斜率不變，機(jī)器人做勻速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．10～30s內(nèi)，平均速度為m/s=0.35m/sC正確；D．0～10s內(nèi)圖線的斜率與10s～20s內(nèi)圖線的斜率關(guān)系為：k1=-k2所以機(jī)器人在5s末的速度與15s末的速度等大反向，因速度是矢量，D錯(cuò)誤。故選AC。5. 一本書平放在水平桌面上，將一張紙夾在書頁(yè)間，如圖所示?，F(xiàn)用水平力F將紙向右抽出，書本保持靜止?fàn)顟B(tài)，則以下說法正確的是（　?。?/span>A. 紙受到的書本的摩擦力向右B. 紙上下表面所受的摩擦力大小相等、方向相反C. 書本受到桌面的靜摩擦力向左D. 書本共受到五個(gè)力的作用【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，紙相對(duì)于書本向右運(yùn)動(dòng)，則紙受到的書本的摩擦力向左，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)A4紙的質(zhì)量為，A4紙以上書本的質(zhì)量為，A4紙與書本間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則紙上表面所受的摩擦力大小為方向向左，紙下表面所受的摩擦力大小為方向向左，即紙上下表面所受的摩擦力大小不相等、方向相同，故B錯(cuò)誤；C．結(jié)合A分析，由牛頓第三定律可知，書本受到A4紙向右的滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)平衡條件可知，書本受到桌面的靜摩擦力向左，故C正確；D．對(duì)書本受力分析可知，書本受重力、地面的支持力、地面的靜摩擦力、A4上下表面的滑動(dòng)摩擦力和A4紙對(duì)上半部分書本的支持力及下半部分的壓力，共七個(gè)力，故D錯(cuò)誤。故選C。6. 汽車在平直公路上行駛，某時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，此后的圖像如下圖所示，下列說法中正確的是（　?。?/span>
 A. 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后3s內(nèi)汽車位移大小是12mB. 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)汽車的速度大小是10m/sC. 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后汽車加速度大小是D. 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后第2s內(nèi)平均速度大小是6m/s【答案】B【解析】【詳解】汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，有整理可得BC．結(jié)合圖像，有解得故B正確；C錯(cuò)誤；A．剎車時(shí)間為關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后3s內(nèi)汽車位移大小就是2.5s內(nèi)的位移大小，即故A錯(cuò)誤；D．關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后第2s內(nèi)平均速度大小是故D錯(cuò)誤。故選B。7. 如圖所示，輕繩一端固定于天花板上的O點(diǎn)，另一端系于質(zhì)量為m的三角板上的a點(diǎn)，水平拉力F作用于三角板上的c點(diǎn)，當(dāng)三角板靜止時(shí)，輕繩與豎直方向夾角為。已知重力加速度為g，則下列說法正確是（　?。?/span>A. 輕繩拉力大小為B. 外力F大小為C. 若保持輕繩拉力方向不變，使外為F逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，則外力F先減小后增大D. 若保持外力F的方向不變，使輕繩繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，則輕繩的拉力先增大后減小【答案】C【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意，對(duì)三角板受力分析，受重力、輕繩的拉力和水平拉力，如圖所示由平衡條件有解得，故AB錯(cuò)誤；C．若保輕繩拉力方向不變，使外為F逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示可知，外力F先減小后增大，故C正確；D．若保持外力F的方向不變，使輕繩繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)輕繩與豎直方向的夾角為，則逐漸增大，由平衡條件由可得可知，輕繩的拉力增大，故D錯(cuò)誤。故選C。8. 已知A與B的質(zhì)量分別為，，A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)，B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，如圖甲、乙所示?，F(xiàn)用大小為的水平力F，分別作用在A、B上，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度，則各物體所受摩擦力的情況是（　?。?/span>A. 甲圖中，A不受摩擦力，B受到地面水平向左的大小為的摩擦力B. 甲圖中，A受摩擦力水平向右，大小為；B受地面的摩擦力水平向左，大小為C. 乙圖中，A受摩擦力水平向左，大小為；B受地面的摩擦力水平向左，大小為D. 乙圖中，A受摩擦力水平向左，大小為；B受地面的摩擦力水平向左，大小為【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，A、B間的最大靜摩擦力為地面與B間的最大靜摩擦力為AB．甲圖中，由于則B由靜止開始運(yùn)動(dòng)，假設(shè)A、B保持靜止，由牛頓第二定律有解得對(duì)A，設(shè)A、B間靜摩擦力為，由牛頓第二定律有則假設(shè)成立，即A、B一起向右加速運(yùn)動(dòng)，則A受B水平向右的靜摩擦力，大小為，B受地面水平向左的滑動(dòng)摩擦力，大小為，故AB錯(cuò)誤；CD．乙圖中，根據(jù)題意，由于A、B間最大靜摩擦力小于B與地面間的最大靜摩擦力，則A、B間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)A分析，可知A受B水平向左的滑動(dòng)摩擦力，大小為，由牛頓第三定律可知，B受A向右的滑動(dòng)摩擦力，大小為小于B與地面間的最大靜摩擦力，則B仍然靜止不動(dòng)，則B受地面水平向左的靜摩擦力，大小為，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）9. 在物理學(xué)的發(fā)展過程中，科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述正確的是（　?。?/span>A. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分很多個(gè)小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法B. 伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動(dòng)就是物體在傾角為90°的斜面上的運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)銅球在斜面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法C. 在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)采用了等效替代法D. 在研究互成角度的力的合成時(shí)，讓合力與分力作用效果相同，這是采用了理想模型法【答案】AB【解析】【詳解】A．推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多個(gè)小段兒，每一小段兒近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里是采用了微元法，故A正確；B．伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動(dòng)就是物體在傾角為90°的斜面上的運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)銅球在斜面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法，故B正確；C．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法，故C錯(cuò)誤；D．在研究互成角度的力的合成時(shí)，讓合力與分力作用效果相同，這是采用了等效替代法，故D錯(cuò)誤。故選AB。10. 如圖所示，質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上，二者用一輕彈簧水平連接，兩滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動(dòng)P，使兩滑塊均做勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻突然撤去該拉力，則（　?。?/span>
 A. 撤去拉力前，彈簧彈力的大小為FB. 撤去拉力前，彈簧彈力的大小為C. 撤去拉力瞬間，P的加速度大小為D. 撤去拉力瞬間，P的加速度大于Q的加速度【答案】BD【解析】【詳解】設(shè)滑塊P、Q的質(zhì)量均為AB．根據(jù)題意，以兩滑塊和彈簧為整體，受力分析，由平衡條件有設(shè)彈簧彈力為，對(duì)滑塊，由平衡條件有可得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．撤去拉力瞬間，彈簧的形變量沒有發(fā)生變化，則彈簧的彈力不變，對(duì)滑塊Q，合力不變?nèi)詾榱?，則滑塊Q的加速度為零，對(duì)于滑塊P，受彈簧向左的拉力和地面向左的摩擦力，由牛頓第二定律有可得故C錯(cuò)誤，D正確故選BD。11. 一物塊質(zhì)量為，在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取。則（　?。?/span>A. 時(shí)物塊回到初始位置 B. 時(shí)物塊改變運(yùn)動(dòng)方向C. 時(shí)物塊的速度為零 D. 時(shí)間內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的總路程為【答案】CD【解析】【詳解】根據(jù)題意，取向右為正方向，在內(nèi)，由牛頓第二定律有解得根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，物體在末的速度為由公式可得，物體在內(nèi)的位移為物體在后，由牛頓第二定律有解得設(shè)物體減速到零的時(shí)間為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，由公式可得，物體減速運(yùn)動(dòng)的位移為物體在內(nèi)，由牛頓第二定律有解得由公式可得，運(yùn)動(dòng)的位移為A．由上述分析可得，物體在內(nèi)的位移為即時(shí)物塊未回到初始位置，故A錯(cuò)誤；BC．由上述分析可得，物體在時(shí)速度為零，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，故B錯(cuò)誤，C正確；D．由上述分析可得，時(shí)間內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的總路程為故D正確。故選CD。12. 如圖，與水平面的夾角為30°的傾斜傳送帶以恒定速度v=5.5m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，上端與一傾角也為30°的足夠長(zhǎng)的斜面對(duì)接，物塊從傳送帶底端以速度v0=3m/s沿傳送帶向上滑上傳送帶。物塊與斜面和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。從物塊剛滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，下列關(guān)于物塊在傳送帶和斜面上滑動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是（　?。?/span>
 A.  B. C.  D. 【答案】AC【解析】【詳解】C.物塊的初速度v0=3m/s<v=5.5m/s，則所受滑動(dòng)摩擦力向上，若，則物體在傳送帶上一直勻速上滑，沖上斜面后勻減速直線運(yùn)動(dòng)；若，則物體在傳送帶上勻減速上滑，若在沖上斜面之前速度減為零向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，回到出發(fā)點(diǎn)速度為3m/s，故C正確；D.若，則物體在傳送帶上勻減速上滑，若速度未減為零就沖上斜面，加速度為之前速度減為零向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由圖可知，v軸上半軸圖線與t軸圍成的面積小于下半軸圖線與t軸圍成的面積，故D錯(cuò)誤；A.若，則物體在傳送帶上勻加速上滑，當(dāng)物體和皮帶共速后一起勻速，此后沖上斜面后勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度等于零靜止，故A正確；B.若，則物體在傳送帶上勻加速上滑，當(dāng)物體和皮帶還未共速就進(jìn)入斜面向上減速到零，然后保持靜止，故B錯(cuò)誤。故選AC。三、填空題（共16分）13. 某物理興趣小組用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
 （1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為；（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度l，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號(hào)12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長(zhǎng)度10.5112.0213.5415.0516.56（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線；___________
 （4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖（c）所示，此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為___________；（5）由上述條件得冰墩墩玩具的質(zhì)量為___________g（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（6）取重力加速度，可求得橡皮筋的勁度系數(shù)為___________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】    ①.     ②.     ③. 131    ④. 【解析】【詳解】（3）[1]根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)，描點(diǎn)畫圖，如圖所示
 （4）[2]由圖（c）可知，刻度尺的分度值為，則橡皮筋的長(zhǎng)度為（5）[3]根據(jù)題意，設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為，彈簧原長(zhǎng)為，一枚硬幣的質(zhì)量為，由胡克定律可得整理得代入數(shù)據(jù)解得，則有當(dāng)時(shí)，解得則冰墩墩玩具的質(zhì)量為（6）[4]由（5）中分析可知可得14. 某實(shí)驗(yàn)小組利用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究空氣阻力與速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與小車相連。（2）用墊塊將木板一端墊高，調(diào)整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調(diào)整過程中打出紙帶如圖（b）所示（紙帶上的點(diǎn)由左至右依次打出），則墊塊應(yīng)該___________（填“往左移”“往右移”或“固定不動(dòng)”）。（3）在細(xì)繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。（4）把小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖（c）所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出。打出E點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為___________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（5）保持小車和鉤碼的質(zhì)量不變，在小車上安裝一薄板。實(shí)驗(yàn)近似得到的某時(shí)刻起小車的圖像如圖（d）所示，由圖像可知小車加速度大小___________（填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。據(jù)此可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是___________。【答案】    ①. 往左移    ②.     ③. 逐漸減小    ④. 空氣阻力隨速度的增大而增大【解析】【詳解】（2）[1]根據(jù)圖（b）可知，小車在做減速運(yùn)動(dòng)，則平衡摩擦力不足，則墊塊應(yīng)該往左移。（4）[2]根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可得，打出E點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為（5）[3]根據(jù)圖像中圖線的斜率表示加速度大小，由圖（d）可知，圖線的斜率越來越小，小車加速度大小逐漸減小。[4] 由圖（d）可知，小車的速度越大，加速度越小，由牛頓第二定律由可知，空氣阻力增大，據(jù)此可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是空氣阻力隨速度的增大而增大。四、計(jì)算題（本題共3個(gè)小題，共36分，請(qǐng)寫出必要的文字說明和必需的物理演算過程，只寫出最終結(jié)果的不得分）15. 如圖所示為一滑梯的實(shí)物圖，滑梯的斜面段長(zhǎng)度，與水平面的夾角，水平段與斜面段平滑連接。小朋友從滑梯頂端由靜止開始滑下，到達(dá)斜面底端后水平滑行一段距離，停在水平段某處。已知小朋友與滑梯斜面段和水平段間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，不計(jì)空氣阻力。已知，，重力加速度g取。求：（1）小朋友到達(dá)斜面底端時(shí)的速率v；（2）小朋友在水平滑道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。
 【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，由動(dòng)能定理有代入數(shù)據(jù)解得（2）根據(jù)題意，在水平段上，由牛頓第二定律有根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有聯(lián)立解得16. 如圖甲所示，傾角為的木楔放置在水平面上，質(zhì)量為的木塊在木楔斜面上正好能勻速下滑。已知木塊在下列各種運(yùn)動(dòng)中，木楔始終保持靜止。（已知，，取）。（1）求木塊與木楔斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）如圖乙所示，若用水平恒力推著木塊沿斜面勻速上升，求推力的大?。?/span>（3）如圖丙所示，若用平行于木楔斜面的力拉著木塊沿斜面勻速上升，求拉力的大小及地面對(duì)木楔的摩擦力大小。【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）木塊在木楔斜面上正好能勻速下滑，由平衡條件可得（2）用水平恒力推著木塊沿斜面勻速上升，木塊受力分析如圖所示根據(jù)正交分解可得聯(lián)立上式可得（3）用平行于木楔斜面的力拉著木塊沿斜面勻速上升，假設(shè)木塊的摩擦力與支持力的合力為，方向與垂直斜面方向夾角為，由受力分析可知利用平衡狀態(tài)下受力對(duì)稱性，可知假設(shè)木塊對(duì)木楔反作用力為，地面對(duì)木楔的摩擦力為，如圖受力分析由木楔水平方向平衡方程可得根據(jù)牛頓第三定律結(jié)合上述條件可得【點(diǎn)睛】此題引入摩擦角，可以簡(jiǎn)化受力分析，使三角函數(shù)運(yùn)算較為簡(jiǎn)單。17. 新交規(guī)規(guī)定：“在沒有信號(hào)燈的路口，一旦行人走上人行道，機(jī)動(dòng)車車頭便不能越過停止線”。如圖甲所示，一長(zhǎng)度為的卡車以的初速度向左行駛，車頭距人行道距離為，人行道寬度為。同時(shí)，一距離路口為的行人以的速度勻速走向長(zhǎng)度為的人行道。圖乙為卡車的側(cè)視圖，貨箱可視為質(zhì)點(diǎn)，貨箱與車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，貨箱距離車頭、車尾的間距分別為、。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取，求：（1）當(dāng)司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人在圖中位置時(shí)立即做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，要保證卡車整體穿過人行道時(shí)，人還沒有走上人行道，卡車的加速度最小為多少；（2）如果司機(jī)以第（1）間的最小加速度加速，且穿過人行道后立即勻速，通過計(jì)算說明貨箱是否會(huì)掉下來；（3）若司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人在圖示位置時(shí)立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，要保證不違反交規(guī)，且貨箱不撞到車頭，求卡車剎車時(shí)加速度大小需要滿足的條件。【答案】（1）；（2）見詳解；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，由公式可知，人走上人行道的時(shí)間為由圖可知，卡車整體穿過人行道運(yùn)動(dòng)的位移為設(shè)卡車的加速度為，由公式，滿足題意條件有又有解得即卡車的加速度最小為。（2）根據(jù)題意，假設(shè)貨箱與貨車保持相對(duì)靜止，設(shè)貨箱的質(zhì)量為，由牛頓第二定律可得，貨箱受到的靜摩擦力為則貨箱與貨車間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，由牛頓第二定律可得，貨箱的加速度為根據(jù)公式可得，貨車整體過人行道時(shí)的速度為假設(shè)貨箱沒有掉下來，設(shè)經(jīng)過時(shí)間貨箱的速度與貨車速度相等，則有解得貨箱的位移為貨車的位移為可得則假設(shè)錯(cuò)誤，貨箱會(huì)從貨車上掉下來。（3）根據(jù)題意可得，行人通過人行橫道得時(shí)間為假設(shè)汽車12s時(shí)剛到人行道，則有解得則說明假設(shè)不成立，則可知，最小加速度時(shí)，汽車運(yùn)行40m減速到零，則有解得當(dāng)箱子剛好不撞上車頭時(shí)，加速度最大，對(duì)貨車有對(duì)貨物有又有解得即剎車時(shí)加速度應(yīng)滿足的條件為