一、校園生活【共24分】
1．（24分）物理從生活中來，也要回到生活中去，讓我們來分析校園生活中的物理。
（1）如圖1所示，小張同學(xué)拉著重為G的行李箱返校，假設(shè)行李箱沿水平地面勻速前進(jìn)，若拉桿對(duì)箱子的拉力為F，地面對(duì)箱子的摩擦力為Ff，則拉力F與摩擦力Ff的合力 。
A.等于G，方向豎直向上
B.小于G，方向豎直向上
C.大于G，方向向右偏上
D.小于G，方向向左偏上
（2）小黃同學(xué)騎自行車上學(xué)，用力蹬腳踏板，使自行車加速前進(jìn)時(shí)，前輪和后輪所受的摩擦力的方向?yàn)? 。
A.全都向前
B.全都向后
C.前輪向前，后輪向后
D.前輪向后，后輪向前
（3）小李同學(xué)在練習(xí)投籃，籃球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3中虛線所示，籃球在圖4兩個(gè)位置所受合力F的示意圖（考慮空氣阻力），可能正確的是 （多選）。
（4）拓展課上，物理老師帶學(xué)生在電梯內(nèi)進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。如圖5（a），在電梯里固定一力傳感器，將重物掛在力傳感器的掛鉤上。電梯從底樓由靜止起豎直上升，最后停在頂樓。在此過程中，重物對(duì)傳感器拉力大小F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖5（b）所示。（本題g取10m/s2）
①設(shè)重物對(duì)傳感器的拉力大小為F，傳感器對(duì)重物的拉力大小為F′，重物所受重力大小為G，在3.0～3.2s內(nèi) （多選）。
A.F′＜F
B.F′＝F
C.F′＞G
D.F′＝G
②電梯在t＝8.0s時(shí)的加速度 。
A.大小約為0.53m/s2，方向豎直向上
B.大小約為0.53m/s2，方向豎直向下
C.大小約為9.46m/s2，方向豎直向上
D.大小約為9.46m/s2方向豎直向下
③在0～10.0s內(nèi)，該重物處于超重狀態(tài)的時(shí)間段是 s～ s；
④在0～10.0s內(nèi)，電梯的最大速度為 m/s。
二、需電現(xiàn)象【共15分】
2．（15分）雷電是大氣中的放電現(xiàn)象，多形成在積雨云中。通常積雨云的下部因摩擦而帶負(fù)電，上部帶正電，而且由于靜電感應(yīng)，會(huì)在地面及建筑物上產(chǎn)生電荷，這些電荷如影隨形地跟著云移動(dòng)。
（1）如圖1，由于靜電感應(yīng)，積雨云經(jīng)過建筑物上方時(shí)，會(huì)使建筑物頂部積聚 電荷（選填：A.正，B.負(fù)），在雷云和建筑物之間產(chǎn)生電場(chǎng)的大致方向?yàn)? （選填：A.向上，B.向下，C.向右）。
（2）富蘭克林將風(fēng)箏線上的電引入萊顧瓶中，回家進(jìn)行了各種電學(xué)實(shí)驗(yàn)，證明雷電與人工摩擦產(chǎn)生的電具有相同的性質(zhì)。已知萊頓瓶的電容C＝2000pF，測(cè)出其兩端的電壓U＝150V，則富蘭克林收集到雷電的電量Q＝ C。（1pF＝10﹣12F）
（3）為避免雷電造成損害，高大的建筑物會(huì)裝有避雷針。如圖2，雷雨天，在避雷針附近產(chǎn)生電場(chǎng)，其等勢(shì)面的分布如虛線所示。
①A、B、C三點(diǎn)中，場(chǎng)強(qiáng)最大的位置是 ；
②一帶電量為﹣3.0×10﹣7C的負(fù)電荷q，由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功為 J，電勢(shì)能 （選填：A.增加，B.減少）了 J。
三、網(wǎng)球比賽【共16分】
3．（16分）在巴黎奧運(yùn)會(huì)網(wǎng)球比賽中，鄭欽文獲得女單網(wǎng)球冠軍，創(chuàng)造了歷史性的一刻。假設(shè)網(wǎng)球的質(zhì)量為m，在某次擊球過程中，網(wǎng)球水平飛來的速度大小為v1，被水平擊回的速度大小為v2，擊球點(diǎn)離地面高度為h，忽略空氣阻力和網(wǎng)球的旋轉(zhuǎn)。
（1）擊球時(shí)，球拍對(duì)網(wǎng)球水平方向的作用力為F，則F的作用時(shí)間為 。
A.
B.
C.
C.
（2）球拍擊打網(wǎng)球的過程中，對(duì)網(wǎng)球做的功為 。
A.
B.
C.
D.
（3）網(wǎng)球從被擊出到落地的過程中，隨時(shí)間保持不變的物理量是 （多選）。
A.位移的變化率
B.速度的變化率
C.動(dòng)量的變化率
D.動(dòng)能的變化率
（4）網(wǎng)球落地時(shí)速度大小v3＝ ，從擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離x＝ ，網(wǎng)球落到地面時(shí)，重力的瞬時(shí)功率P＝ 。
四、交通出行【共24分】
4．（24分）交通出行必須嚴(yán)格遵守交通規(guī)則。
（1）下列情況中可以將汽車看作質(zhì)點(diǎn)的是 。
A.在倒車入庫(kù)時(shí)
B.高速公路上檢測(cè)車速時(shí)
C.避讓障礙物時(shí)
D.交通事故中核定責(zé)任時(shí)
（2）在高速公路上行駛過程中，時(shí)常會(huì)有導(dǎo)航系統(tǒng)的語音提醒“前方進(jìn)入?yún)^(qū)間測(cè)速”，所謂“區(qū)間測(cè)速”測(cè)的物理量和運(yùn)用的物理思想方法是 。
A.瞬時(shí)速度，控制變量
B.瞬時(shí)速率，無限逼近
C.平均速度，建立模型
D.平均速率，等效替代
（3）如圖所示為一段“水平彎曲”的高速公路，駕駛員在該路段開啟了“定速巡航”模式，保持80km/h的速率從a點(diǎn)行駛到c點(diǎn)，則在這段運(yùn)動(dòng)過程中：
①與a點(diǎn)速度方向相同的點(diǎn)，有 個(gè)（選填：A.1個(gè)，B.2個(gè)，C.3個(gè)）；
②a、b兩點(diǎn)的角速度分別為ωa、ωb則ωa ωb（選填：A.大于，B.等于，C.小于）；
③在這個(gè)過程中汽車所受的合外力對(duì)汽車的沖量 ，合外力對(duì)汽車所做的功 （均選填：A.為零，B.不為零”）。
（4）高速公路同方向有3條以上車道的，最左側(cè)快車道的行駛速度規(guī)定為110﹣120km/h，行駛的安全距離為200m。表格是關(guān)于車輛行駛的一些數(shù)據(jù)資料，其中“反應(yīng)時(shí)間”是指從駕駛員意識(shí)到應(yīng)該剎車到實(shí)際操作剎車的時(shí)間。請(qǐng)合理選擇數(shù)據(jù)，通過計(jì)算說明：汽車在高速路上行駛時(shí)，須保持“安全距離為200m”這一規(guī)定的合理性。（本題g取10m/s2）
選擇的數(shù)據(jù)是
行駛速度：v＝ km/h；反應(yīng)時(shí)間：t＝ s；摩擦系數(shù)：μ＝ 。
分析過程：
五、嫦娥六號(hào)【共21分】
5．（21分）2024年5月，嫦娥六號(hào)探測(cè)器發(fā)射成功，開啟了人類首次從月球背面采樣之旅。
（1）如圖1，嫦娥六號(hào)在環(huán)月橢圓軌道上沿圖中箭頭方向運(yùn)動(dòng)，僅考慮月球?qū)λ囊?，ab為橢圓軌道長(zhǎng)軸，cd為橢圓軌道短軸。
①嫦娥六號(hào)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，速率 。
A.增大
B.先增大后減小
C.減小
D.先減小后增大
②嫦娥六號(hào)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，引力勢(shì)能 。
A.增大
B.先增大后減小
C.減小
D.先減小后增大
③根據(jù)狹義相對(duì)論，地面上靜止的觀察者看來，靜置在地面上的鐘，與繞月球飛行的嫦娥六號(hào)內(nèi)的鐘相比 。
A.兩者一樣快
B.靜置在地面上的鐘快
C.嫦娥六號(hào)內(nèi)的鐘快
（2）質(zhì)量為m的“著上組合體”最終落在月背南極﹣艾特肯盆地，由4條支撐腿穩(wěn)穩(wěn)支撐，（該處月面水平），已知月球表面的重力加速度為g月，支撐腿和月面之間的夾角為θ。則以下說法中正確的是 （多選）。
A.月面對(duì)每條支撐腿承受的支持力為
B.月面對(duì)每條支撐腿的作用力為
C.當(dāng)θ不同時(shí)，“著上組合體”受到的合力不同
D.當(dāng)θ不同時(shí)，“著上組合體”與月面之間的相互作用力相等
（3）“嫦娥六號(hào)”靠近月面進(jìn)入落月最后階段時(shí)，在變推力發(fā)動(dòng)機(jī)作用下，“著上組合體”下降的速度減為2m/s，當(dāng)下降至距離月面2米高度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，僅在月球重力作用下，下落至月面。已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.6倍，地球表面重力加速度g取10m/s2，請(qǐng)計(jì)算“嫦娥六號(hào)”著陸時(shí)的速度大小v？（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
2024-2025學(xué)年上海市南匯中學(xué)高三（上）期中物理試卷
參考答案與試題解析
一、校園生活【共24分】
1．（24分）物理從生活中來，也要回到生活中去，讓我們來分析校園生活中的物理。
（1）如圖1所示，小張同學(xué)拉著重為G的行李箱返校，假設(shè)行李箱沿水平地面勻速前進(jìn)，若拉桿對(duì)箱子的拉力為F，地面對(duì)箱子的摩擦力為Ff，則拉力F與摩擦力Ff的合力 B 。
A.等于G，方向豎直向上
B.小于G，方向豎直向上
C.大于G，方向向右偏上
D.小于G，方向向左偏上
（2）小黃同學(xué)騎自行車上學(xué)，用力蹬腳踏板，使自行車加速前進(jìn)時(shí)，前輪和后輪所受的摩擦力的方向?yàn)? D 。
A.全都向前
B.全都向后
C.前輪向前，后輪向后
D.前輪向后，后輪向前
（3）小李同學(xué)在練習(xí)投籃，籃球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3中虛線所示，籃球在圖4兩個(gè)位置所受合力F的示意圖（考慮空氣阻力），可能正確的是 AC （多選）。
（4）拓展課上，物理老師帶學(xué)生在電梯內(nèi)進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。如圖5（a），在電梯里固定一力傳感器，將重物掛在力傳感器的掛鉤上。電梯從底樓由靜止起豎直上升，最后停在頂樓。在此過程中，重物對(duì)傳感器拉力大小F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖5（b）所示。（本題g取10m/s2）
①設(shè)重物對(duì)傳感器的拉力大小為F，傳感器對(duì)重物的拉力大小為F′，重物所受重力大小為G，在3.0～3.2s內(nèi) BC （多選）。
A.F′＜F
B.F′＝F
C.F′＞G
D.F′＝G
②電梯在t＝8.0s時(shí)的加速度 B 。
A.大小約為0.53m/s2，方向豎直向上
B.大小約為0.53m/s2，方向豎直向下
C.大小約為9.46m/s2，方向豎直向上
D.大小約為9.46m/s2方向豎直向下
③在0～10.0s內(nèi)，該重物處于超重狀態(tài)的時(shí)間段是 0 s～ 4.0 s；
④在0～10.0s內(nèi)，電梯的最大速度為 1.6 m/s。
【答案】（1）B；（2）D；（3）AC；（4）①BC；②B；③0～4.0；④1.6。
【分析】（1）根據(jù)物體的平衡條件進(jìn)行分析判斷；
（2）根據(jù)自行車前后輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)判斷所受摩擦力的方向；
（3）根據(jù)籃球在上升過程中的受力情況判斷合力的大致方向；
（4）①根據(jù)圖像分析重力，結(jié)合牛頓第三定律進(jìn)行判斷；
②根據(jù)圖像對(duì)應(yīng)的作用力結(jié)合牛頓第二定律列式求解加速度大小；
③根據(jù)圖像中重力和拉力的大小關(guān)系判斷超重時(shí)間段；
④根據(jù)圖像的面積的物理意義結(jié)合動(dòng)量定理列式求解最大速度。
【解答】解：（1）行李箱的受力情況如下圖所示
根據(jù)平衡條件可知，拉力F與摩擦力Ff的合力豎直向上，小于物體受到的重力G，故B正確，ACD錯(cuò)誤。
故選：B。
（2）自行車加速前進(jìn)時(shí)，前輪是在地面的靜摩擦力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的，和地面接觸的位置有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故與自行車前進(jìn)的方向相反，后輪在驅(qū)動(dòng)力的作用下有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則受到向前的靜摩擦力作用。故D正確，ABC錯(cuò)誤。
故選：D。
（3）籃球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)若考慮阻力，則受到重力和阻力的共同作用，且阻力方向與速度方向相反，在籃球上升到最高點(diǎn)前阻力都是水平向左和左下方，故二者的合力方向應(yīng)該是左下方，即偏向重力的左側(cè)，故AC正確，BD錯(cuò)誤。
故選：AC。
（4）①重物對(duì)傳感器的拉力大小為F，傳感器對(duì)重物的拉力大小為F′，根據(jù)牛頓第三定律可知，F(xiàn)′＝F，根據(jù)圖像可知，重物的重力G＝3.0N，則重物的質(zhì)量為m＝0.3kg，在3.0～3.2s內(nèi)F′＞G，故BC正確，AD錯(cuò)誤。
故選：BC。
②在t＝8.0s時(shí)，傳感器上得出對(duì)重物的拉力大小為F′＝2.84N，根據(jù)牛頓第二定律有mg﹣F′＝ma，代入數(shù)據(jù)解得a＝0.53m/s2，方向與重力方向相同，即豎直向下，故B正確，ACD錯(cuò)誤。
故選：B。
③由圖像可知，在整個(gè)時(shí)間段內(nèi)，該重物處于超重狀態(tài)的時(shí)間段是0～4.0s；
④在0～4.0s內(nèi)，重物先向上做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，接著向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，故4.0s末重物速度達(dá)到最大，設(shè)為
vm，根據(jù)動(dòng)量定理，規(guī)定向上的方向?yàn)檎较?，?t﹣mgt＝mvm，而F′﹣t圖像和時(shí)間軸所圍成的面積的大小等于拉力沖量?t，則?t＝×0.8N?s+3.16×（2.8﹣0.8）N?s+×（4.0﹣2.8）N?s＝12.48N?s，聯(lián)立解得vm＝1.6m/s。
故答案為：（1）B；（2）D；（3）AC；（4）①BC；②B；③0～4.0；④1.6。
二、需電現(xiàn)象【共15分】
2．（15分）雷電是大氣中的放電現(xiàn)象，多形成在積雨云中。通常積雨云的下部因摩擦而帶負(fù)電，上部帶正電，而且由于靜電感應(yīng)，會(huì)在地面及建筑物上產(chǎn)生電荷，這些電荷如影隨形地跟著云移動(dòng)。
（1）如圖1，由于靜電感應(yīng)，積雨云經(jīng)過建筑物上方時(shí)，會(huì)使建筑物頂部積聚 A 電荷（選填：A.正，B.負(fù)），在雷云和建筑物之間產(chǎn)生電場(chǎng)的大致方向?yàn)? A （選填：A.向上，B.向下，C.向右）。
（2）富蘭克林將風(fēng)箏線上的電引入萊顧瓶中，回家進(jìn)行了各種電學(xué)實(shí)驗(yàn)，證明雷電與人工摩擦產(chǎn)生的電具有相同的性質(zhì)。已知萊頓瓶的電容C＝2000pF，測(cè)出其兩端的電壓U＝150V，則富蘭克林收集到雷電的電量Q＝ 3×10﹣7 C。（1pF＝10﹣12F）
（3）為避免雷電造成損害，高大的建筑物會(huì)裝有避雷針。如圖2，雷雨天，在避雷針附近產(chǎn)生電場(chǎng)，其等勢(shì)面的分布如虛線所示。
①A、B、C三點(diǎn)中，場(chǎng)強(qiáng)最大的位置是 A ；
②一帶電量為﹣3.0×10﹣7C的負(fù)電荷q，由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功為 1.2×10﹣3 J，電勢(shì)能 B （選填：A.增加，B.減少）了 1.2×10﹣3 J。
【答案】（1）A，A；（2）3×10﹣7；（3）①A；②1.2×10﹣3，B，1.2×10﹣3。
【分析】（1）根據(jù)感應(yīng)帶電的特點(diǎn)分析；根據(jù)電場(chǎng)線方向總是從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷中止分析；
（2）根據(jù)Q＝CU計(jì)算；
（3）根據(jù)W＝qU計(jì)算，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小，據(jù)此分析。
【解答】解：（1）積雨云的下部帶負(fù)電，根據(jù)感應(yīng)帶電的“近異遠(yuǎn)同”規(guī)律可知，建筑物頂部會(huì)聚集正電荷，電場(chǎng)線的方向總是從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷中止，所以在雷云和建筑物之間產(chǎn)生的電場(chǎng)方向應(yīng)該是向上。
（2）富蘭克林收集到雷電的電量為Q＝CU＝2000×10﹣12×150C＝3×10﹣7C
（3）①等差等勢(shì)面的疏密程度也可以描述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由圖可知，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大；
②負(fù)電荷q，由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為WBC＝qUBC＝q（φB﹣φC）＝﹣3.0×10﹣7×[﹣7×103﹣（﹣3×103）]J＝1.2×10﹣3J
則根據(jù)電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系可知，電勢(shì)能的變化量為，即電勢(shì)能減少了1.2×10﹣3J。
故答案為：（1）A，A；（2）3×10﹣7；（3）①A；②1.2×10﹣3，B，1.2×10﹣3。
三、網(wǎng)球比賽【共16分】
3．（16分）在巴黎奧運(yùn)會(huì)網(wǎng)球比賽中，鄭欽文獲得女單網(wǎng)球冠軍，創(chuàng)造了歷史性的一刻。假設(shè)網(wǎng)球的質(zhì)量為m，在某次擊球過程中，網(wǎng)球水平飛來的速度大小為v1，被水平擊回的速度大小為v2，擊球點(diǎn)離地面高度為h，忽略空氣阻力和網(wǎng)球的旋轉(zhuǎn)。
（1）擊球時(shí)，球拍對(duì)網(wǎng)球水平方向的作用力為F，則F的作用時(shí)間為 C 。
A.
B.
C.
C.
（2）球拍擊打網(wǎng)球的過程中，對(duì)網(wǎng)球做的功為 A 。
A.
B.
C.
D.
（3）網(wǎng)球從被擊出到落地的過程中，隨時(shí)間保持不變的物理量是 BC （多選）。
A.位移的變化率
B.速度的變化率
C.動(dòng)量的變化率
D.動(dòng)能的變化率
（4）網(wǎng)球落地時(shí)速度大小v3＝ ，從擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離x＝ ，網(wǎng)球落到地面時(shí)，重力的瞬時(shí)功率P＝ 。
【答案】（1）C；（2）A；（3）BC；（4），，。
【分析】（1）根據(jù)動(dòng)量定理計(jì)算；
（2）根據(jù)動(dòng)能定理計(jì)算；
（3）根據(jù)位移的變化率表示速度，速度的變化率是加速度，動(dòng)量的變化率表示合外力，動(dòng)能的變化率沒有任何意義逐項(xiàng)分析；
（4）根據(jù)動(dòng)能定理計(jì)算；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算；根據(jù)重力與豎直方向的分速度乘積計(jì)算。
【解答】解：（1）規(guī)定末速度方向?yàn)檎较颍瑒t對(duì)網(wǎng)球根據(jù)動(dòng)量定理有FΔt＝mv2﹣m（﹣v1），解得作用時(shí)間為，故C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選：C。
（2）根據(jù)動(dòng)能定理可得，球拍擊打網(wǎng)球的過程中，對(duì)網(wǎng)球做的功為，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
（3）網(wǎng)球從被擊出到落地的過程中，網(wǎng)球做平拋運(yùn)動(dòng)。
A.位移的變化率表示速度，網(wǎng)球的速度在不斷變化，故A錯(cuò)誤；
B.速度的變化率是加速度，網(wǎng)球的加速度為重力加速度，保持不變，故B正確；
C.動(dòng)量的變化率表示合外力，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)過程中受合外力為重力，保持不變，故C正確；
D.動(dòng)能的變化率沒有任何意義，故D錯(cuò)誤。
故選：BC。
（4）根據(jù)動(dòng)能定理可得，解得，根據(jù)gt2可得網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝，則網(wǎng)球的水平位移為x＝，落地時(shí)豎直方向的分速度為vy＝gt，重力的瞬時(shí)功率為P＝mgvy，解得P＝。
故答案為：（1）C；（2）A；（3）BC；（4），，。
四、交通出行【共24分】
4．（24分）交通出行必須嚴(yán)格遵守交通規(guī)則。
（1）下列情況中可以將汽車看作質(zhì)點(diǎn)的是 B 。
A.在倒車入庫(kù)時(shí)
B.高速公路上檢測(cè)車速時(shí)
C.避讓障礙物時(shí)
D.交通事故中核定責(zé)任時(shí)
（2）在高速公路上行駛過程中，時(shí)常會(huì)有導(dǎo)航系統(tǒng)的語音提醒“前方進(jìn)入?yún)^(qū)間測(cè)速”，所謂“區(qū)間測(cè)速”測(cè)的物理量和運(yùn)用的物理思想方法是 D 。
A.瞬時(shí)速度，控制變量
B.瞬時(shí)速率，無限逼近
C.平均速度，建立模型
D.平均速率，等效替代
（3）如圖所示為一段“水平彎曲”的高速公路，駕駛員在該路段開啟了“定速巡航”模式，保持80km/h的速率從a點(diǎn)行駛到c點(diǎn)，則在這段運(yùn)動(dòng)過程中：
①與a點(diǎn)速度方向相同的點(diǎn)，有 B 個(gè)（選填：A.1個(gè)，B.2個(gè)，C.3個(gè)）；
②a、b兩點(diǎn)的角速度分別為ωa、ωb則ωa A ωb（選填：A.大于，B.等于，C.小于）；
③在這個(gè)過程中汽車所受的合外力對(duì)汽車的沖量 B ，合外力對(duì)汽車所做的功 A （均選填：A.為零，B.不為零”）。
（4）高速公路同方向有3條以上車道的，最左側(cè)快車道的行駛速度規(guī)定為110﹣120km/h，行駛的安全距離為200m。表格是關(guān)于車輛行駛的一些數(shù)據(jù)資料，其中“反應(yīng)時(shí)間”是指從駕駛員意識(shí)到應(yīng)該剎車到實(shí)際操作剎車的時(shí)間。請(qǐng)合理選擇數(shù)據(jù)，通過計(jì)算說明：汽車在高速路上行駛時(shí)，須保持“安全距離為200m”這一規(guī)定的合理性。（本題g取10m/s2）
選擇的數(shù)據(jù)是
行駛速度：v＝ 120 km/h；反應(yīng)時(shí)間：t＝ 0.65 s；摩擦系數(shù)：μ＝ 0.32 。
分析過程：
【答案】（1）B；（2）D；（3）①B；②A；③B，A；（4）120，0.65，0.32。
【分析】（1）當(dāng)研究對(duì)象的大小和形狀對(duì)研究的問題影響不大可以忽略時(shí)，研究對(duì)象可以看成質(zhì)點(diǎn)；
（2）“區(qū)間測(cè)速”測(cè)的物理量是瞬時(shí)速率，是用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度大小代替過“區(qū)間測(cè)速”位置的瞬時(shí)速率，所以運(yùn)用的物理思想是無線逼近；
（3）因?yàn)槠囎銮€運(yùn)動(dòng)，所以在汽車運(yùn)動(dòng)的過程中速度的方向不斷發(fā)生改變，動(dòng)量的變化量不為0，據(jù)此分析汽車所受的合外力對(duì)汽車的沖量；而速度的大小不變，據(jù)此分析合外力對(duì)汽車所做的功的情況；
（4）考慮車速標(biāo)準(zhǔn)上限，駕駛員和路面各種最不利的情況綜合判斷。
【解答】解：（1）A、在倒車入庫(kù)時(shí)，汽車的大小和形狀不能忽略，所以不能把汽車看作質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；
B、高速公路上檢測(cè)車速時(shí)，汽車的大小和形狀可以忽略，所以可以把汽車看作質(zhì)點(diǎn)，故B正確；
C、避讓障礙物時(shí)，汽車的大小和形狀不能忽略，所以不能把汽車看作質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；
D、交通事故中核定責(zé)任時(shí)，汽車的大小和形狀不能忽略，所以不能把汽車看作質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
（2）“區(qū)間測(cè)速”測(cè)的物理量是平均速率，是用區(qū)間內(nèi)的路程和限制速率的比值計(jì)算時(shí)間，如果在此過程運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間則意味著超速，運(yùn)用的物理思想是等效替代的思想方法，用一段路程內(nèi)的平均速率來衡量車輛在 這段路程中的行駛速度情況，故D正確，ABC錯(cuò)誤。
故選：D。
（3）①將a點(diǎn)表示該點(diǎn)速度的箭頭平行移動(dòng)，與軌跡相切，且箭頭指向與運(yùn)動(dòng)方向相同的點(diǎn)有兩位置，即與a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相同的點(diǎn)有2個(gè)，故AC錯(cuò)誤，B正確。
故選：B。
②汽車速度大小一定，a、b兩點(diǎn)的角速度分別為ωa、ωb，根據(jù)圖中軌跡可知：ra＜rb，根據(jù)v＝rω可得：ωa＞ωb，故BC錯(cuò)誤，A正確。
故選：A。
③由于A點(diǎn)和C點(diǎn)的速度方向不同，則全程的動(dòng)量變化不為零，根據(jù)動(dòng)量定理可知合外力的沖量不為零，故B正確，A錯(cuò)誤；
由于A點(diǎn)和C點(diǎn)的速度大小相同，則全程的動(dòng)能變化為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知合外力做功為零，故A正確，B錯(cuò)誤；
（4）因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)摩擦因數(shù)越小，汽車停下需要滑行的距離越長(zhǎng)，所以反應(yīng)時(shí)間取0.65s時(shí)，反應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)剎車之前的最大可能距離；
0.32最小的動(dòng)摩擦因數(shù)，對(duì)應(yīng)最大的可能運(yùn)動(dòng)距離，考慮最惡劣的情況，在計(jì)算中路面與輪胎之間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)該取0.32。
故答案為：（1）B；（2）D；（3）①B；②A；③B，A；（4）120，0.65，0.32。
五、嫦娥六號(hào)【共21分】
5．（21分）2024年5月，嫦娥六號(hào)探測(cè)器發(fā)射成功，開啟了人類首次從月球背面采樣之旅。
（1）如圖1，嫦娥六號(hào)在環(huán)月橢圓軌道上沿圖中箭頭方向運(yùn)動(dòng)，僅考慮月球?qū)λ囊Γ琣b為橢圓軌道長(zhǎng)軸，cd為橢圓軌道短軸。
①嫦娥六號(hào)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，速率 C 。
A.增大
B.先增大后減小
C.減小
D.先減小后增大
②嫦娥六號(hào)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，引力勢(shì)能 A 。
A.增大
B.先增大后減小
C.減小
D.先減小后增大
③根據(jù)狹義相對(duì)論，地面上靜止的觀察者看來，靜置在地面上的鐘，與繞月球飛行的嫦娥六號(hào)內(nèi)的鐘相比 B 。
A.兩者一樣快
B.靜置在地面上的鐘快
C.嫦娥六號(hào)內(nèi)的鐘快
（2）質(zhì)量為m的“著上組合體”最終落在月背南極﹣艾特肯盆地，由4條支撐腿穩(wěn)穩(wěn)支撐，（該處月面水平），已知月球表面的重力加速度為g月，支撐腿和月面之間的夾角為θ。則以下說法中正確的是 AD （多選）。
A.月面對(duì)每條支撐腿承受的支持力為
B.月面對(duì)每條支撐腿的作用力為
C.當(dāng)θ不同時(shí)，“著上組合體”受到的合力不同
D.當(dāng)θ不同時(shí)，“著上組合體”與月面之間的相互作用力相等
（3）“嫦娥六號(hào)”靠近月面進(jìn)入落月最后階段時(shí)，在變推力發(fā)動(dòng)機(jī)作用下，“著上組合體”下降的速度減為2m/s，當(dāng)下降至距離月面2米高度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，僅在月球重力作用下，下落至月面。已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.6倍，地球表面重力加速度g取10m/s2，請(qǐng)計(jì)算“嫦娥六號(hào)”著陸時(shí)的速度大小v？（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
【答案】（1）①C；②A；③B；（2）AD；（3）“嫦娥六號(hào)”著陸時(shí)的速度大小v為3.2m/s。
【分析】（1）①②嫦娥六號(hào)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，其與月球之間的距離越來越大，根據(jù)開普勒第二定律，分析其速率如何變化。根據(jù)萬有引力對(duì)其做正負(fù)，判斷引力勢(shì)能的變化。③根據(jù)狹義相對(duì)論的鐘慢效應(yīng)解答。
（2）月面對(duì)每條支撐腿的支持力豎直向上，以“著上組合體”為研究對(duì)象，在豎直方向上由平衡條件求解月面對(duì)每條支撐腿的支持力。月面對(duì)每條支撐腿還有摩擦力作用，月面對(duì)每條支撐腿的作用力為支持力與摩擦力的合力；“著上組合體”處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的合力始終為零，由受力平衡可知“著上組合體”與月面之間的相互作用力大小始終與其重力相等，與θ的大小無關(guān)。
（3）根據(jù)重力等于萬有引力求得月球表面重力加速度的大小。根據(jù)題意，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解“嫦娥六號(hào)”著陸時(shí)的速度大小。
【解答】解：（1）①嫦娥六號(hào)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，其與月球之間的距離越來越大，根據(jù)開普勒第二定律，可知其速率逐漸減小，故ABD錯(cuò)誤，C正確。
故選：C。
②嫦娥六號(hào)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，其與月球之間的距離越來越大，萬有引力對(duì)其做負(fù)功，其引力勢(shì)能逐漸增大，故BCD錯(cuò)誤，A正確。
故選：A。
③根據(jù)狹義相對(duì)論的鐘慢效應(yīng)，可知地面上靜止的觀察者看來，靜置在地面上的鐘，與繞月球飛行的嫦娥六號(hào)內(nèi)的鐘相比靜置在地面上的鐘快，故AC錯(cuò)誤，B正確。
故選：B。
（2）AB、質(zhì)量為m的“著上組合體”由4條支撐腿穩(wěn)穩(wěn)支撐，支撐腿和月面之間的夾角為θ。因該處月面水平，故月面對(duì)每條支撐腿的支持力N豎直向上，以“著上組合體”為研究對(duì)象，在豎直方向上由平衡條件得：4N＝mg月，可得月面對(duì)每條支撐腿的支持力N＝。設(shè)月面對(duì)每條支撐腿的摩擦力為f，則月面對(duì)每條支撐腿的作用力F＝≠，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD、“著上組合體”處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的合力始終為零，由受力平衡可知“著上組合體”與月面之間的相互作用力大小始終與其重力相等，與θ的大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選：AD。
（3）已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，即M地＝81M月，地球半徑約為月球半徑的3.6倍，即R地＝3.6R月，根據(jù)重力等于萬有引力可得：
mg＝，解得：g＝
月球表面重力加速度g月＝＝＝＝＝1.6m/s2
根據(jù)題意，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v2﹣＝2g月h，其中：v0＝2m/s，h＝2m
解得：v≈3.2m/s
故答案為：（1）①C；②A；③B；（2）AD；（3）“嫦娥六號(hào)”著陸時(shí)的速度大小v為3.2m/s。駕駛員反應(yīng)時(shí)間t
路面
輪胎與路面動(dòng)摩擦因數(shù)μ
0.35s～0.65s
干瀝青與混凝土路面
0.70～0.75
干碎石路面
0.60～0.70
濕瀝青與混凝土路面
0.32～0.40
駕駛員反應(yīng)時(shí)間t
路面
輪胎與路面動(dòng)摩擦因數(shù)μ
0.35s～0.65s
干瀝青與混凝土路面
0.70～0.75
干碎石路面
0.60～0.70
濕瀝青與混凝土路面
0.32～0.40

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