?2022-2023學(xué)年浙江省寧波市高一（上）期末物理考試模擬試卷
一．選擇題（共15小題，滿分45分）
1．某同學(xué)查閱科技資料時發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)飛行過程中，根據(jù)物理學(xué)中流體力學(xué)可得定量計算升力的公式為Y=12ρCSv2，其中Y為升力，ρ為空氣密度，C為升力系數(shù)，S為機(jī)翼的特征面積，v為空氣流體的速度。升力系數(shù)C與機(jī)翼橫截面的形狀，氣流與機(jī)翼所成的角度（即迎角）等有關(guān)，以下關(guān)于C的單位說法正確的是（　?。?br /> A．kg/（m2?s2） B．N/m
C．N/m2 D．某一常數(shù)，無單位
2．在物理學(xué)的發(fā)展過程中，物理學(xué)家們提出了許多物理學(xué)的研究方法，以下關(guān)于物理學(xué)的研究方法的敘述中，說法正確的是（　　）
A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用點來代替物體的方法叫等效替代法
B．當(dāng)Δt極短時，ΔxΔt就可以表示物體在某時刻或某位置的瞬時速度，這體現(xiàn)了物理學(xué)中的微元法
C．加速度的定義a=ΔvΔt采用的是比值定義法
D．“質(zhì)點”概念的引入是運用了控制變量法
3．手機(jī)給人民生活帶來很多便利，手機(jī)導(dǎo)航APP極大地方便了“不識路”的駕車族，如圖為某車主手機(jī)導(dǎo)航圖，下列說法正確的是（　?。?br />
A．圖中“9：25”指的是時間間隔
B．圖中“1小時2分”指的是時刻
C．圖中“41.3公里”指的是路程
D．圖中“41.3公里”指的是位移的大小
4．牙膏是生活中常用物品，在你使用牙膏過程中涉及到的物理知識，下列說法正確的是（　　）
A．牙膏皮被擠壓的過程中產(chǎn)生的形變?yōu)閺椥孕巫?
B．牙膏能被擠出來是因為牙膏受到重力的作用
C．牙膏蓋上設(shè)計的條紋是為了增大摩擦系數(shù)
D．?dāng)D牙膏時，手對牙膏皮的力與牙膏皮對手的力是一對平衡力
5．“平衡”一詞，在不同語境中的意義不同，高中物理中的“共點力平衡”現(xiàn)象中的“平衡”，是指作用在物體同一點（或同一質(zhì)點）上的各力的作用效果彼此抵消，從運動效果看好像物體沒有受力一樣。一質(zhì)點在互成角度的幾個恒力的共同作用下處于平衡狀態(tài)，則下列說法中一定錯誤的是（　?。?br /> A．該質(zhì)點的加速度一定為零
B．某一個力一定與其它力的合力等大、反向、共線
C．該質(zhì)點在任何時間里的速度變化量一定相同
D．該質(zhì)點的速度一定為零
6．下列說法正確的是（　?。?br /> A．紙飛機(jī)被水平投出后，將做平拋運動
B．鐵餅被運動員奮力投出后的運動可視為平拋運動
C．小球從水平桌面邊緣滾落后的運動可視為平拋運動
D．上升到最高點的煙火爆炸后，會形成一個半徑逐漸增大的“火球”，其球面上的每一顆火星均做平拋運動
7．如圖所示是中國第一高樓．在頂樓外壁固定保溫材料時，裝修人員不小心掉落一顆螺釘，由靜止加速下落，在空氣阻力作用下，加速度逐漸減小直至為零，然后進(jìn)入收尾階段。下列說法中正確的是（　　）

A．開始下落階段，速度的變化率越來越大
B．開始下落階段，每經(jīng)歷相等時間，速度增加量越來越大
C．在下落的收尾階段，速度的變化率為零
D．在下落的收尾階段，速度均勻增大
8．2021年12月9日15時40分，“天宮課堂”第一課正式開講，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進(jìn)行太空授課．在太空授課開始之前，央視直播間的主持人向各個分課堂的同學(xué)們提了問題，其中一個提問是：航天員在艙外機(jī)械臂上，一手拿小鋼球，一手拿羽毛，雙手用同樣的力作用相同的一小段時間后，向同一方向扔出，預(yù)定目標(biāo)為扔出正前方的兩米處，誰先抵達(dá)？對此，你的理解是（　　）
A．小鋼球先到達(dá)，因為小鋼球的慣性比羽毛大
B．羽毛先到達(dá)，因為離開手之后羽毛的速度大
C．不能到達(dá)，因為在艙外小鋼球和羽毛沒有慣性
D．同時到達(dá)，因為沒有阻力影響，輕、重物體運動一樣快
9．質(zhì)點在xOy平面內(nèi)從O點開始運動，其軌跡在xOy平面直角坐標(biāo)系中的方程為y＝2x，則質(zhì)點可能做（　　）
A．在Ox方向上做2m/s的勻速運動，在Oy方向做1m/s的勻速運動
B．在Ox方向上做初速度為零的2m/s2的勻加速運動，在Oy方向做2m/s的勻速運動
C．在Ox方向上做1m/s的勻速運動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2的勻加速運動
D．在Ox方向上做初速度為零的1m/s2的勻加速運動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2的勻加速運動
10．獰貓彈跳力驚人，棲息在干燥的曠野和沙漠，善于捕捉鳥類。一只獰貓以某一初速度斜向上與水平地面成θ角跳離地面，落地前其最大高度為h，最大水平位移為x，不考慮空氣阻力，下列說法正確的是（　?。?br /> A．保持起跳速度大小不變，增大θ角，獰貓在空中的運動時間不變
B．保持起跳速度大小不變，增大θ角，獰貓在空中的最大高度h增大
C．保持起跳角度θ不變，增大起跳速度，x與h的比值減小
D．保持起跳角度θ不變，增大起跳速度，x與h的比值增大
11．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于傾角為θ的斜面上質(zhì)量為m的物體A連接（另有一個完全相同的物體B緊貼著A，不粘連），彈簧與斜面平行且處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用沿斜面的力F緩慢推動物體B，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，此時物體A、B靜止。撤去F后，物體A、B開始向上運動，已知重力加速度為g，物體A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ（μ＜tanθ）。則（　?。?br />
A．施加力F前，彈簧被壓縮了2mgsinθk
B．撤去F瞬間，物體A、B的加速度大小為（kx02m-μgcosθ﹣gsinθ）
C．撤去F后，物體A和B先做勻加速運動，再做勻減速運動
D．若物體A、B向上運動要分離，則分離時向上運動距離為（x0-2μmgcosθk）
12．如圖，一質(zhì)量為m＝2kg的木塊放在水平地面上，在F＝10N的水平恒力作用下運動，加速度大小為a＝2m/s2，重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力，則該木塊與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為（　?。?br />
A．0.2 B．0.3 C．0.35 D．0.4
13．在物理課堂上，某同學(xué)做實驗，在臺秤上做下蹲動作，已知他在臺秤上靜止不動時，臺秤的示數(shù)為50kg。取重力加速度大小g＝10m/s2，下列說法正確的是（　?。?br /> A．在完成一次下蹲動作的過程中，他一直處于超重狀態(tài)
B．在完成一次下蹲動作的過程中，他一直處于失重狀態(tài)
C．若臺秤的示數(shù)為25kg，則此時他下蹲的加速度大小為5m/s2
D．若臺秤的示數(shù)為60kg，則此時他下蹲的加速度大小為12m/s2
14．將一個質(zhì)量為1kg的小球豎直向上拋出，最終落回拋出點，運動過程中所受阻力大小恒定，方向與運動方向相反．該過程的v﹣t圖象如圖所示，g取10m/s2。下列說法中正確的是（　　）

A．小球所受重力和阻力大小之比為6：1
B．小球落回到拋出點時的速度大小為86m/s
C．小球上升過程與下落過程所用時間之比為3：2
D．小球下落過程中，受到向上的空氣阻力，處于超重狀態(tài)
15．如圖所示，粗糙水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m和3m的3個木塊，木塊與水平面間動摩擦因數(shù)相同，其間均用一不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為FT．現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使3個木塊以同一加速度運動，則以下說法正確的是（　?。?br />
A．繩斷前，a、b兩輕繩的拉力比總為4：1
B．當(dāng)F逐漸增大到FT時，輕繩a剛好被拉斷
C．當(dāng)F逐漸增大到1.5FT時，輕繩a還不會被拉斷
D．若水平面是光滑的，則繩斷前，a、b兩輕繩的拉力比大于4：1
二．實驗題（共2小題，滿分16分）
16．（8分）某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置探究小車的加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，所用交變電流的頻率為50Hz。

（1）把木板的一側(cè)墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受牽引時能拖動紙帶勻速運動，這樣做的目的是 　 　。
（2）圖乙是他某次實驗得到的紙帶，兩計數(shù)點間有四個點未畫出，部分實驗數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)注，則紙帶的 　 　（填“左”或“右”）端與小車相連，小車的加速度是 　 　m/s2。
次數(shù)
1
2
3
4
加速度a（m?s2）
0.618
0.482
0.317
0.152
質(zhì)量倒數(shù)1m/kg-1
4.00
3.03
2.00
1.00
（3）保持小車所受的拉力不變，改變小車質(zhì)量m，分別測得不同質(zhì)量時小車加速度a的數(shù)據(jù)如表所示。請在圖丙的坐標(biāo)紙中作出a-1m圖像 　 　。根據(jù)a-1m圖像可以得到的實驗結(jié)論是 　 　。
17．某同學(xué)做“探究平拋運動的特點”實驗，下圖是采用頻閃照相機(jī)拍攝到小球做平拋運動的照片。測得真實小球直徑與照片中小球直徑的比值為k，照相機(jī)拍攝時每隔時間T曝光一次，截取照片中小球的三個位置a、b、c，測出水平間距x和豎直間距y1、y2，由以上物理量可求出：
（1）小球做平拋運動的初速度大小為 　 ??；
（2）當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?　 ??；
（3）小球經(jīng)過b位置時豎直方向的速度大小為 　 ??；
（4）因為小球的體積不可忽略，且不易確定球心位置，實驗中用小球的最低點來代表小球的位置，則上面實驗測得小球經(jīng)過b位置的豎直方向速度與真實值相比 　 ?。ㄌ睢捌蟆?、“偏小”或“不變”）。
三．計算題（共4小題，滿分39分）
18．（8分）目前全國正在建設(shè)ETC系統(tǒng)，ETC是電子不停車收費系統(tǒng)的簡稱，該系統(tǒng)可以。提高收費效率，節(jié)省車輛通行時間。汽車分別通過ETC通道和人工收費通道的流程如圖所示，假設(shè)汽車以正常行駛速度v1＝16m/s朝收費站沿直線行駛，如果過ETC通道，需要在距收費站中心線前d＝8m處正好勻減速至v2＝4m/s，勻速通過中心線后，再勻加速至v1正常行駛；如果過人工收費通道，需要恰好在中心線處勻減速至零，經(jīng)過t0＝25s繳費成功后，再啟動汽車勻加速至v1正常行駛。設(shè)汽車在減速和加速過程中的加速度大小分別為a1＝2m/s2，和a2＝1m/s2．求：
（1）汽車過ETC通道時，從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大小
（2）汽車走ETC通道比走人工收費通道節(jié)約的時間△t是多少？





19．（9分）如圖所示，兩個質(zhì)量均為m＝0.5kg的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長桿上，兩根長度均為L的輕繩一端系在小環(huán)上，另一端系在質(zhì)量為M＝1kg的木塊上，兩小環(huán)均保持靜止。重力加速度取g＝10m/s2。
（1）求每個小環(huán)對桿的壓力大小；
（2）若小環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=36，求兩環(huán)之間的最大距離。







20．2021年，“天問一號”成功著陸火星。著陸前，探測器在距火星表面高度h1＝100m時進(jìn)入懸停狀態(tài)。t＝0時，通過調(diào)整探測器發(fā)動機(jī)的作用力，使得探測器從靜止開始先勻加速下落，t1＝11s時改做勻減速下落，t2＝31s時到達(dá)距火星表面高度h2＝0.8m處，此時探測器速度恰好為零。這時關(guān)閉發(fā)動機(jī)，探測器無動力下落至火星表面。取火星表面的重力加速度為4m/s2，設(shè)在整個下落過程中探測器受火星大氣的阻力恒為其重力的0.2倍，不計探測器燃料燃燒引起的質(zhì)量變化。求：
（1）探測器落到火星時速度的大?。?br /> （2）探測器到達(dá)距火星表面60m時，發(fā)動機(jī)的推力與探測器重力的比值。




21．如圖所示為車站使用的水平傳送帶的模型，它的水平傳送帶的長度為L＝8m，傳送帶的皮帶輪的半徑均為R＝0.2m，傳送帶的上部距地面的高度為h＝0.45m．現(xiàn)有一個旅行包（視為質(zhì)點）以v0＝10m/s的初速度向右水平地滑上水平傳送帶，已知旅行包與皮帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.6．本題中g(shù)取10m/s2．試討論下列問題：
①若傳送帶靜止，旅行包滑到B端時，人若沒有及時取下，旅行包點將從B端滑落，則包的落地點距B端的水平距離又是多少？
②設(shè)皮帶輪順時針勻速運動，且皮帶輪的角速度ω1＝40rad/s，旅行包落地點距B端的水平距離又是多少？
③設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，畫出旅行包落地點距B端的水平距離S隨皮帶輪的角速度ω變化的圖象．


參考答案與試題解析
一．選擇題（共15小題，滿分33分）
1．【解答】解：物理量之間的關(guān)系決定物理量的單位，通過題給物理量關(guān)系可知C=2YρSv2，
對應(yīng)單位為Nkg?m-3?m2?(m/s)2=kg?m/s2kg?m/s2，
化簡可以得出是一個數(shù)值，沒有單位，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
2．【解答】解：AD、在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫理想化模型法，即“質(zhì)點”概念的引入是運用了理想化模型法，故AD錯誤；
B、根據(jù)速度定義式v=ΔxΔt，當(dāng)Δt趨于0時，ΔxΔt就可以表示物體在某時刻的瞬時速度，該定義應(yīng)用了極限思想方法，故B錯誤；
C、加速度的大小與速度的變化量無關(guān)，在定義加速度時a=ΔvΔt，采用了比值定義法，故C正確。
故選：C。
3．【解答】解：A、圖中“9：25”指的是時刻，故A錯誤；
B、圖中“1小時2分“指的是時間間隔，故B錯誤；
CD、圖中“41.3公里“指的是行駛的總路程，不是位移大小，故C正確，D錯誤。
故選：C。
4．【解答】解：A、該牙膏皮被擠壓后發(fā)生的形變，因沒有恢復(fù)原狀，則為非彈性形變，故A錯誤；
B、牙膏受到牙膏皮的作用力，發(fā)生形變，從而將牙膏擠出來，故B錯誤；
C、牙膏蓋上的條紋是通過增大接觸面的粗糙程度增大摩擦系數(shù)，增大摩擦力，故C正確；
D、擠牙膏時手對牙膏皮的作用力與牙膏皮對手的作用力屬于作用力與反作用力，故D錯誤。
故選：C。
5．【解答】解：AC、質(zhì)點受到幾個共點的恒力作用而處于平衡狀態(tài)，幾個力的合外力為零，則該質(zhì)點的加速度一定為零，該質(zhì)點在任何時間里的速度變化量均為零，故AC正確；
B、某個恒力與其它力的合力大小相等、方向相反，作用在同一直線上，故B正確；
D、處于平衡狀態(tài)的物體可以是靜止，也可以是保持勻速直線運動，故D錯誤；
本題選擇錯誤選項，
故選：D。
6．【解答】解：A.紙飛機(jī)受到的空氣阻力不可忽略，所以加速度不等于重力加速度，故A錯誤；
B.拋出的鐵餅初速度不水平，所以不是平拋，是斜拋運動，故B錯誤；
C.用受力分析圖集可知，平拋物體運動路線可分解為水平的勻速運動和豎直的自由落體運動，故正確；
D.不是每一顆“火球”都是平拋運動，其中有的斜拋有的平拋有的豎直加速下落，故D錯誤。
故選：C。
7．【解答】解：A、螺釘在開始下落階段在空氣阻力作用下，加速度逐漸減小，則速度的變化率越來越小，故A錯誤；
B、螺釘在開始下落階段加速度逐漸減小，每經(jīng)歷相等時間內(nèi)速度增量Δv＝aΔt，所以每經(jīng)歷相等時間，速度增加量越來越小，故B錯誤；
CD、在下落的收尾階段，螺釘?shù)募铀俣葹榱?，所以最后速度達(dá)到最大且不再變化，所以速度的變化率為零，故C正確，D錯誤。
故選：C。
8．【解答】解：ABD、由于用同樣的力作用相同的一段時間，人對球的沖量相同，由動量定理得I合＝mv可知質(zhì)量與速度成反比，故質(zhì)量小的羽毛獲得的速度大，艙外沒有空氣，離開手以后，在飛行過程中小鋼球和羽毛的運動都可看作勻速直線運動，故羽毛先到達(dá)，故AD錯誤，B正確；
C、慣性是物體本身固有的屬性，在任何狀態(tài)下都具有慣性，故C錯誤；
故選：B。
9．【解答】解：A．由軌跡方程可知在Oy方向的平均速度是Ox方向上的二倍，若在Ox方向上做2m/s的勻速運動，在Oy方向做4m/s的勻速運動，故A錯誤
B．如果在Ox方向上做初速度為零的2m/s2的勻加速運動，在Oy方向做2m/s的勻速運動，平均速度不能保持始終是二倍的關(guān)系，故B錯誤；
C．如果在Ox方向上做1m/s的勻速運動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2的勻加速運動，平均速度不能保持始終是二倍的關(guān)系，故C錯誤；
D．如果在Ox方向上做初速度為零的1m/s2的勻加速運動，在Oy方向做初速度為零的2m/s2，則vx＝axt
vy＝ayt
則有v y=2vx
故D正確。
故選：D。
10．【解答】解：設(shè)獰貓初速度為v，對速度進(jìn)行水平和豎直方向分解，得水平和豎直方向分速度分別為vcosθ和vsinθ。
可知獰貓?zhí)鸷?，豎直方向做豎直上拋運動，由運動學(xué)公式，可知最大高度為：h=v2sin2θ2g?①
由于不計空氣阻力，所以獰貓上升和下落過程的運動時間一致，運動時間為：t=2vsinθg?②
獰貓起跳后，水平方向做勻速直線運動，所以水平位移為：x＝vcosθ?t=2v2sinθcosθg?③
由①③可得：xh=4cosθsinθ?④
由②可知，若起跳速度不變，增大θ角，獰貓運動時間會變大，故A錯誤。
由①可知，若起跳速度不變，增大θ角，獰貓在空中最大高度h變大，故B正確。
由③可知，x與h的比值只與起跳角度有關(guān)，若起跳角度不變，則x與h的比值也不會變，故CD錯誤。
故選：B。
11．【解答】解：A、施加力F前，把AB作為一個整體受力分析，在斜面方向上，重力的下滑分力與彈簧的彈力和摩擦力的合力平衡，即2mgsinθ＝F彈+f，胡克定律F彈＝kx聯(lián)立得x=2mgsinθ-fk，故A錯誤；
B、撤去F瞬間，把AB作為一個整體受力分析有F合＝kx0﹣2μmgcosθ﹣2mgsinθ，a=F合2m，解得a=kx02m-μgcosθ﹣gsinθ，故B正確；
C、由B項的分析可知，物體向上運動時彈簧伸長量發(fā)生變化即彈力發(fā)生變化，物體所受合外力發(fā)生變化，加速度變化，故不會做勻加速運動，故C錯誤；
D、若物體A、B向上運動要分離，則A、B兩物體會在彈簧達(dá)到原長時分離，故D錯誤。
故選：B。
12．【解答】解：木塊受重力、地面的支持力、外力F、摩擦力做加速運動，
由牛頓第二定律得：F?μmg＝ma
整理得：μ=F-mamg
解得：μ＝0.3，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
13．【解答】解：AB、人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降失重，到達(dá)一個最大速度后再減速下降超重，所以先失重再超重，故AB錯誤；
C、若臺秤的示數(shù)為25kg，說明他處于失重狀態(tài)，加速度向下，則此時他下蹲的加速度大小為a=mg-FNm=50×10-25×1050m/s2＝5m/s2，故C正確；
D、若臺秤的示數(shù)為60kg，說明他處于超重狀態(tài)，加速度向上，則此時他下蹲的加速度大小為a′=F'N-mgm=60×10-50×1050m/s2＝2m/s2，則此時他下蹲的加速度大小為2m/s2，故D錯誤。
故選：C。
14．【解答】解：A、小球向上做勻減速運動的加速度大小a1=△v△t=242=12m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，mg+f＝ma1，解得阻力f＝ma1﹣mg＝2m＝2N，則重力和阻力大小之比為mg：f＝5：1．故A錯誤。
B、小球上升的高度x=v02t1=242×2＝24m，小球下降的加速度大小a2=mg-fm=1×10-21=8m/s2，根據(jù)x=12a2t22得，t2=2xa2=2×248=6s，則小球落回到拋出點時的速度大小為 v＝a2t2＝86 m/s，故B正確。
C、上升的時間和下落的時間之比為t1：t2＝2：6．故C錯誤。
D、下落的過程中，加速度向下，處于失重狀態(tài)。故D錯誤。
故選：B。
15．【解答】解：A、設(shè)三個木塊的加速度為a。對m，由牛頓第二定律有：Tb﹣μmg＝ma，得：Tb＝μmg+ma．對3m，由牛頓第二定律有：Ta﹣Tb﹣μ?3mg＝3ma，得：Ta＝4（μmg+ma）＝4Tb，則有：Ta：Tb＝4：1．故A正確。
BC、輕繩a剛好被拉斷時拉力為FT．對m和3m整體，由牛頓第二定律得：FT﹣μ?4mg＝4ma。對三個木塊整體，有：F﹣μ?6mg＝6ma
聯(lián)立解得：F＝1.5FT．故BC錯誤。
D、若水平面是光滑的，則繩斷前，對m，由牛頓第二定律有：Tb＝ma，得：Tb＝ma．對3m，由牛頓第二定律有：Ta﹣Tb＝3ma，得：Ta＝4ma＝4Tb，則有：Ta：Tb＝4：1．故D錯誤。
故選：A。
二．實驗題（共2小題，滿分8分）
16．【解答】解：（1）把木板的一側(cè)墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受牽引時能拖動紙帶勻速運動，這樣做的目的是平衡摩擦力。
（2）小車拖著紙帶做加速運動，點間距逐漸變大，則紙帶的左端與小車相連；
根據(jù)逐差法可得小車的加速度是a=(7.72+7.21-6.70-6.19)×10-24×0.12m/s2=0.51m/s2
（3）用一條直線盡可能地穿過更多的點，不在直線上的點盡量均勻地分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點舍去，作出a-1m圖像如圖；

根據(jù)a-1m圖像可以得到的實驗結(jié)論是在拉力不變時，小車的加速度與質(zhì)量成反比。
故答案為：（1）平衡摩擦力；（2）左；0.51；（3）a-1m圖像如上圖所示；在拉力不變時，小車的加速度與質(zhì)量成反比。
17．【解答】解：（1）由于實際尺寸是圖片尺寸的k倍，由圖可以看出：三個點的水平距離均為x，所以相鄰的時間相等，即曝光時間相等為T，那么水平速度：v0=kxT；
（2）在豎直方向由逐差公式有：k（y2﹣y1）＝gT2，所以重力加速度g=k(y2-y1)T2；
（3）據(jù)勻變事直線運動中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度求b的豎直速度：vby=vacy=k(y1+y2)2T；
（4）實驗中雖然用小球的最低點來代表小球的位置，但第一個球的位置均發(fā)生相同的變化，所以并不影響水平位移和豎直位移的測定，故速度的測量值與真實值相比不變。
故答案為：（1）kxT；（2）k(y2-y1)T2；（3）k(y1+y2)2T；（4）不變
三．計算題（共4小題，滿分17分）
18．【解答】解：（1）汽車勻減速V2的距離為x1=V12-V222a1=60m
勻加速過程x2=V12-V222a2=120m
則汽車的總位移為x＝x1+x2+d＝188m。
（2）汽車通過ETC通道時：
勻減速時間：t1=V1-V2a1=6s
勻速過程時間為：t2=dV2=2s
勻加速時間：t3=V1-V2a2=12s
汽車通過人工通道時：
剎車時間t1'=V1a1=8s
汽車的剎車位移為x1'=v12t1'=64m
加速過程的時間：
t2'=V1a2=16s
汽車的加速位移為x2'=v12t2'=128m
汽車經(jīng)過人工通道時恢復(fù)到原來速度所經(jīng)過的距離為x′＝x1′+x2′＝192m
汽車走ETC通道和走人工通道相同位移時，汽車所用時間為
t=t1+t2+t3+x'-xv1=20.25s
所以節(jié)省的時間為△t＝t′﹣t＝28.75s。
答：（1）汽車過ETC通道時，從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大小為188m；
（2）汽車走ETC通道比走人工收費通道節(jié)約的時間△t是28.75s。
19．【解答】解：（1）設(shè)桿對每個小環(huán)的支持力為FN，整體法分析有：2FN＝（M+2m） g
代入數(shù)據(jù)解得：FN＝10N
由牛頓第三定律得：小環(huán)對桿的壓力F'N＝FN＝10N
（2）設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ，對M受力分析得臨界狀態(tài)時，2FTcosθ＝Mg
小環(huán)受到的靜摩擦力達(dá)到最大值，則有FTsinθ＝μFN
根據(jù)幾何關(guān)系有：sinθ=x2L
聯(lián)立解得：x＝L
答：（1）每個小環(huán)對桿的壓力大小為10N；
（2）兩環(huán)之間的最大距離為L。
20．【解答】解：（1）在下落過程中，根據(jù)牛頓第二定律可得：mg﹣0.2mg＝ma，解得a＝3.2m/s2
根據(jù)速度—位移公式可得v2＝2ah2，解得v=825m/s
（2）在探測器加速下落和減速下落的過程中，達(dá)到的最大速度為vm，則h1-h2=vm2t2，解得vm＝6.4m/s
加速下落通過的位移為h'=vm2t1=6.42×11m=35.2m，此時距火星表面的距離h火＝h1﹣h′＝100m﹣35.2m＝64.8m，故探測器到達(dá)距火星表面60m時處于減速階段，減速階段通過的位移為h″＝h﹣h′﹣h2，解得h″＝64m
根據(jù)速度—位移公式可得：vm2=2a'h″，解得a′＝0.32m/s2
根據(jù)牛頓第二定律可得：0.2mg+F﹣mg＝ma′，解得F＝3.52mN
則Fmg=3.52m4m=2225
答：（1）探測器落到火星時速度的大小為825m/s；
（2）探測器到達(dá)距火星表面60m時，發(fā)動機(jī)的推力與探測器重力的比值為22：25。
21．【解答】解：（1）旅行包做勻減速運動，ma＝μmg
a＝6m/s2
旅行包到達(dá)B端速度為v=v02-2aL=2m/s
旅行包離開傳送帶后做平拋運動，則有：
包從B點到落地點的時間t=2hg
包的落地點距B端的水平距離為s＝vt
解得：s＝0.6m
（2）當(dāng)ω1＝40rad/s時，皮帶速度為v1＝ω1R＝8m/s
當(dāng)旅行包速度也為v1＝8m/s時，在皮帶上運動了位移s=v02-v122a
解得：s＝3m＜8m（1分以后旅行包做勻速直線運動，所以旅行包到達(dá)B端的速度也為v1＝8m/s）
包的落地點距B端的水平距離為s1＝v1t
解得：s1＝2.4m
（3）皮帶輪順時針勻速轉(zhuǎn)動，若v皮≤2m/s
則旅行包一直做勻減速運動，到達(dá)B點的速度為2m/s，
皮帶輪的臨界角速度為
ω=vr=20.2rad/s＝10rad/s
所以當(dāng)ω≤10rad/s時，旅行包落地點距B端的水平距離S總是0.6m，
若物體在傳送帶上一直做勻加速直線運動，則根據(jù)位移﹣速度公式得：
2as=v2-v02
解得：v＝14m/s
即要求v皮≥14m/s，ω=vr=70rad/s
此時物體到達(dá)B點的速度為14m/s
s＝vt＝14×0.3m＝4.2m
所以當(dāng)ω≥70rad/s時，旅行包落地點距B端的水平距離S總是4.2m，
若2m/s＜v皮＜14m/s時，旅行包先減速運動，速度與傳送帶相同時做勻速直線運動，
最終速度與傳送帶速度相同，所以v＝ωr
s＝vt＝0.06ω，圖象是一條傾斜的直線
所以畫出的圖象如圖所示．
答：①．包的落地點距B端的水平距離是0.6m；
②．設(shè)皮帶輪順時針勻速運動，且皮帶輪的角速度ω1＝40rad/s，旅行包落地點距B端的水平距離是2.4m；
③．圖象如圖所示．


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