遼寧省普通高中2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期1月期末物理試題（解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

第Ⅰ卷（選擇題，共48分）
一、選擇題，本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，其中1~8小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，9~12小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。
1. 物理學(xué)家在建立物理概念、探究物理規(guī)律的過程中，應(yīng)用的思想方法正確的是（）
A. 在建立“質(zhì)點(diǎn)”、“瞬時(shí)速度”概念時(shí)，都應(yīng)用了極限法
B. 在建立“重心”、“合力與分力”概念時(shí)，都應(yīng)用了等效替代法
C. 在得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間關(guān)系時(shí)應(yīng)用了微元累積法
D. 伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)應(yīng)用了理想實(shí)驗(yàn)法
【答案】B
【解析】A．建立質(zhì)點(diǎn)概念時(shí)，應(yīng)用了理想化模型的研究方法，瞬時(shí)速度運(yùn)用的極限法，故A錯(cuò)誤；
B．在建立“重心”、“合力與分力”概念時(shí)，都應(yīng)用了等效替代法，故B正確；
C．在得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間關(guān)系時(shí)應(yīng)用了微元累計(jì)法，在得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間關(guān)系時(shí)沒有應(yīng)用微元累積法，故C錯(cuò)誤；
D．伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)采用了邏輯推理、實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)相結(jié)合的研究方法，故D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 下列單位中是基本單位，并且以之為單位的物理量既有標(biāo)量也有矢量的單位是（）
A. mB. NC. m/sD. J
【答案】A
【解析】m/s、N和J都不是國際單位制中的基本單位；m是國際單位制中的基本單位，是位移的單位，也是路程的單位，而位移是矢量，路程是標(biāo)量。
故選A。
3. 羽毛球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)深受同學(xué)們喜愛的課間體育運(yùn)動(dòng)。如圖所示是無風(fēng)天氣一羽毛球的飛行軌跡圖，圖中A、B為軌跡上等高的兩點(diǎn)，P為最高點(diǎn)。假設(shè)羽毛球所受空氣阻力方向與運(yùn)動(dòng)方向始終相反，則該羽毛球在從A到B的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中（）
A. 在A、B兩點(diǎn)時(shí)速度相同
B. 從P到B速度不斷增大
C. 從A到P速度不斷減小
D. 經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)加速度等于重力加速度g
【答案】C
【解析】A．A、B兩點(diǎn)等高，羽毛球重力做功為零，空氣阻力與運(yùn)動(dòng)方向始終相反，所以空氣阻力做負(fù)功，即
Wf＜0
從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理有
可知B點(diǎn)的速度小于A點(diǎn)的速度大小，且兩點(diǎn)速度方向不同，故A錯(cuò)誤；
B．從P到B，阻力做負(fù)功，重力做正功，無法判斷動(dòng)能大小的變化，速度大小變化無法判斷，故B錯(cuò)誤；
C．從A到P，阻力做負(fù)功，重力做負(fù)功，動(dòng)能不斷減小，速度不斷減小，故C正確；
D．羽毛球在P點(diǎn)時(shí)，豎直方向速度為零，水平方向速度不為零，所以水平方向還有空氣阻力，羽毛球在P點(diǎn)的合力大于重力，所以羽毛球經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于重力加速度g，故D錯(cuò)誤。
故選C。
4. 如圖所示，物體A、B疊放在粗糙的斜面C上，在沿斜面向上的力F作用下，物體A、B一起沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，而斜面C始終靜止在水平地面上，此過程中，下列說法正確的是（）
A. 物體A受4個(gè)力作用
B. 物體B受6個(gè)力作用
C. 斜面C受6個(gè)力作用
D. 地面受到的壓力大于C所受地面的支持力
【答案】A
【解析】A．因?yàn)槲矬wA勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)物體A受力分析，除受拉力，重力、支持外，還受到B對(duì)其沿斜面向下的靜摩擦力作用，共4個(gè)力，故A正確；
B．對(duì)物體B受力分析，物體A、B間有沿斜面方向的靜摩擦力，B、C間有沿斜面方向的滑動(dòng)摩擦力，物體B還受到重力、支持力、壓力、共5個(gè)力，故B錯(cuò)誤；
C．對(duì)斜面C受力分析，斜面C除受到重力外，還受到地面對(duì)C的靜摩擦力及支持力，物體B對(duì)C的壓力及滑動(dòng)摩擦力，共5個(gè)力，故C錯(cuò)誤；
D．地面受到的壓力與C所受地面的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，故D錯(cuò)誤。
故選A。
5. 如圖所示，豎直面內(nèi)固定一大圓環(huán)③，三個(gè)小環(huán)套在三根不同的光滑桿上，從上至下桿長之比為1∶4∶9，桿的上端固定在圓的頂點(diǎn)O，下端分別固定在圓①②③的圓周A、B、C點(diǎn)上。圓①②③共用頂點(diǎn)O，半徑之比為1∶2∶3，三個(gè)小環(huán)從頂點(diǎn)O由靜止開始沿桿自由下滑至A、B、C三點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間之比為（）
A. 1∶2∶3B. 1∶1∶1
C. D.
【答案】C
【解析】設(shè)光滑桿與豎直直徑的夾角為θ，圓環(huán)的半徑為R，對(duì)小環(huán)受力分析可得，小環(huán)所受的支持力大小為
所受合外力大小為
根據(jù)牛頓第二定律可得小環(huán)的加速度大小為
小環(huán)沿滑軌運(yùn)動(dòng)的位移為
根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系有
可得小環(huán)沿滑軌運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
三小環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為
故選C。
6. 如圖所示，木塊A、B重力分別為50N和70N，它們與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。初始狀態(tài)A、B間的輕彈簧被壓縮了4cm，系統(tǒng)靜止不動(dòng)。已知彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，現(xiàn)突然用水平向右的力N推木塊A，則在力F作用的瞬間，下列說法正確的是（）
A. A所受摩擦力大小為8N
B. A所受摩擦力大小為10N
C. B所受摩擦力大小為6N
D. B所受摩擦力大小為14N
【答案】B
【解析】AB．A的最大靜摩擦力為

彈簧的彈力為
力F作用的瞬間

故A產(chǎn)生向右的加速度，受到的滑動(dòng)摩擦力為10N，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．B的最大靜摩擦力為
彈簧的彈力為
力F作用的瞬間，彈簧彈力不變

故B在這一瞬間加速度為0，則有
方向向左，故CD錯(cuò)誤。
故選B。
7. 近年來我國大力發(fā)展自主品牌創(chuàng)新，其中“大疆”已經(jīng)成為無人機(jī)領(lǐng)域的龍頭老大。如圖是一款“大疆”四旋翼無人機(jī)，能實(shí)現(xiàn)自主水平懸停、水平直線運(yùn)動(dòng)及垂升垂降。某次拍攝中，它先以10.0m/s的速度勻速水平向東運(yùn)動(dòng)了10.0s，又以恒定的加速度（方向向西）運(yùn)動(dòng)了10.0s，在此20.0s內(nèi)的平均速率為13.5m/s，則加速度的大小為（）
A. 0.4m/s2B. 1.4m/s2C. 4.5m/s2D. 5.0m/s2
【答案】D
【解析】無人機(jī)向東勻速飛行的路程為
s2為勻變速運(yùn)動(dòng)的路程，根據(jù)平均速率定義式
解得
根據(jù)位移-時(shí)間關(guān)系，可得速度減為零時(shí)的位移為
其中
反向加速的位移為
其中
聯(lián)立解得
a=5.0m/s2
故選D。
8. 如圖所示，均可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B通過跨過車廂頂部的光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩連接，小球A用輕繩AC系于車廂側(cè)壁，當(dāng)小車在水平面上向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，定滑輪兩側(cè)的輕繩恰好垂直，輕繩AC恰好水平。已知A、B兩小球的質(zhì)量分別為0.4kg、0.3kg，取重力加速度大小，下列說法正確的是（）
A. 輕繩AB中的張力大小為6NB. 小車的加速度大小為
C. 輕繩CA中的張力大小為3ND. 輕繩對(duì)定滑輪的作用力小于7N
【答案】B
【解析】A．設(shè)輕繩中的張力大小為T，OA與豎直方向的夾角為，則有
，
解得
，
故A錯(cuò)誤；
B．小車在水平面上向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合上述可知，小球受到的合力為
根據(jù)牛頓第二定律有
解得加速度大小為
故B正確；
C．設(shè)輕繩中張力大小為，則有
解得
故C錯(cuò)誤；
D．由于定滑輪兩側(cè)的輕繩恰好垂直，則輕繩對(duì)定滑輪的作用力大小為
故D錯(cuò)誤。
故選B。
9. 下列描述直線運(yùn)動(dòng)的四個(gè)圖像中，a為加速度，x為位移，v為速度，t為時(shí)間，其中B、D選項(xiàng)中的圖像皆為拋物線，則所描述的運(yùn)動(dòng)一定是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的是（）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】A．圖像A中加速度不變，即勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但初速度是否為零，是加速還是減速，都是不確定的，故A錯(cuò)誤；
B．圖像中相鄰相同時(shí)間間隔的位移之比為，因此，可以用來描述初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；
C．由初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間關(guān)系
可知與成正比，所以C圖像可以描述初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D.由初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間關(guān)系
可見它的圖應(yīng)該是過原點(diǎn)的傾斜直線，D圖像是彎曲的，不可以描述勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。
故選 BC。
10. 2024年9月11日12時(shí)，我國自主研發(fā)的朱雀三號(hào)VTVL-1在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心圓滿完成十公里級(jí)垂直起降返回飛行試驗(yàn)，假設(shè)火箭從最高點(diǎn)自由下落2s后遙控打開降落傘減速，開傘后最初一段距離內(nèi)火箭速度v與開傘后下降的距離x之間滿足關(guān)系式：，其中C為特定常數(shù)，開傘下降距離d后以5m/s的速度勻速下降直到落地，為了簡便計(jì)算，忽略在開傘前受到的空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。則下列判斷正確的是（）
A. 常數(shù)C的值為0.5
B. 開傘后下降距離
C. 開傘后火箭處于失重狀態(tài)
D. 從開傘到勻速過程平均速度大小為12.5m/s
【答案】AB
【解析】A．設(shè)開傘瞬時(shí)速度為，由公式，其中t1=2s，解得
此時(shí)x=0，代入公式，解得
故A正確；
B．把v=5m/s代入公式，得
故B正確；
C．由公式知，隨著位移的增大，速度v減小，所以開傘后做減速下落運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向上，則有火箭處于超重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．由公式知，打開降落傘后
做出圖像，如圖
由圖像得，圖像在第一象限內(nèi)圍成的面積等于時(shí)間，則從開傘到勻速過程的時(shí)間為
所以從開傘到勻速過程的平均速度大小為
故D錯(cuò)誤。
故選AB。
11. 如圖所示，三根輕質(zhì)細(xì)線a、b、c將質(zhì)量相同的兩個(gè)小球1、2懸掛，當(dāng)兩小球靜止時(shí)，細(xì)線a與豎直方向夾角為30°，細(xì)線c水平?，F(xiàn)保持細(xì)線a與豎直方向夾角30°不變，將細(xì)線c在豎直面內(nèi)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過60°的過程中，下列說法正確的是（）
A. 細(xì)線b上拉力逐漸減小
B. 細(xì)線b上拉力方向不變
C. 細(xì)線c上拉力逐漸減小
D. 細(xì)線c上拉力先減小后增大
【答案】AD
【解析】CD．對(duì)兩小球的整體受力分析，如下圖所示
由整體的平衡可推得細(xì)線a上的張力Ta一直減小。細(xì)線c逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過60°的過程中，Tc先變小，當(dāng)Tc與Ta垂直時(shí)Tc最小，之后Tc又增大，故C錯(cuò)誤，D正確；
AB．對(duì)小球1受力分析，如下圖所示
細(xì)線a上的拉力Ta方向不變而大小一直減小，由圖所示的mg、Ta和Tb所圍成矢量三角形變化過程可知Tb逐漸變小，方向不斷變化，故A正確，B錯(cuò)誤。
故選AD。
12. 一木板A與輕彈簧一端栓接，彈簧豎直固定在水平面上，A上面放置物塊B，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，現(xiàn)對(duì)B施加豎直向上的拉力F（圖中未畫出），使其由靜止開始做加速度大小的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。彈簧的勁度系數(shù)，A、B的質(zhì)量均為，A、B均視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（）
A. F的最小值為4N
B. A、B剛分離時(shí)，彈簧處于原長狀態(tài)
C. A、B分離后，A在上升階段先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)再做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)
D. 若在A、B剛分離時(shí)撤去F，則此后B上升的最大高度為0.018m
【答案】ACD
【解析】A．A、B分離前對(duì)AB整體由牛頓第二定律得
A對(duì)B的支持力逐漸減小，F(xiàn)增大，所以剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)最小，此時(shí)
所以
故A正確；
B．當(dāng)A、B分離時(shí)
對(duì)A由牛頓第二定律得
彈簧處于壓縮狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．A、B分離后，A在上升階段，F(xiàn)彈越來越小，由
可知A的加速度先減小，此時(shí)A向上做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)
此后的上升過程中由
可知加速度的方向豎直向下，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D．開始時(shí)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)此時(shí)彈簧形變量為，則有
解得
A、B剛分離時(shí)，設(shè)彈簧形變量為，則有
代入數(shù)據(jù)解得
所以A上升的位移大小
A、B剛分離時(shí)，B上升的位移大小為x，設(shè)B的速度為v，撤去F后B上升的最大高度為h，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知
，
代入數(shù)據(jù)解得
故D正確。
故選ACD。
第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）
二、填空題，本題共2小題，13題6分，14題8分，共14分。
13. 在“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：
①如圖甲所示，輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的一端，橡皮條的另一端固定，橡皮條長度為GE；
②用手通過兩個(gè)彈簧測力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)，小圓環(huán)受到拉力、的共同作用，處于O點(diǎn)，橡皮條伸長的長度為EO，如圖乙所示。記錄O點(diǎn)位置以及、的大小和方向；
③撤去、，改用一個(gè)測力計(jì)單獨(dú)拉住小圓環(huán)，仍使它處于O點(diǎn)，此時(shí)測力計(jì)示數(shù)為F，如圖丙所示。記錄F的大小和方向；
④圖丁是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行猜想后畫出的力的合成圖示。
（1）關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的有______；
A. 進(jìn)行圖乙的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，、的夾角越大越好
B. 通過描點(diǎn)確定拉力方向時(shí)，所描的點(diǎn)到O點(diǎn)的距離應(yīng)適當(dāng)大一些
C. 進(jìn)行圖丙的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，也可以用一個(gè)彈簧測力計(jì)將小圓環(huán)拉到O點(diǎn)之外的其它合適點(diǎn)
D. 重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，小圓環(huán)到達(dá)的平衡位置O可以與前一次不同
（2）圖丁中是以、為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線，實(shí)驗(yàn)中一定沿GO方向的是______（填“F”或者“”）；
（3）若在圖乙中，F(xiàn)?、F?的夾角θ為鈍角，現(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變，順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)測力計(jì)a的同時(shí)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)測力計(jì)b，使圖中夾角α、β均減小，則彈簧測力計(jì)a在彈性限度內(nèi)的過程中示數(shù)大小變化為______（填“增大”、“減小”或者“不變”）。
【答案】（1）BD （2）F （3）增大
【解析】
【小問1解析】
A．在進(jìn)行圖乙的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，F(xiàn)1、F2的夾角應(yīng)適中，F(xiàn)1、F2的夾角不是越大越好，故A錯(cuò)誤；
B．過描點(diǎn)確定拉力方向時(shí)，所描的點(diǎn)到O點(diǎn)的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，有利于減小誤差，故B正確；
C．為使合力的作用效果與兩分力的作用效果相同，在進(jìn)行圖丙的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不可以用一個(gè)彈簧測力計(jì)將小圓環(huán)拉到O點(diǎn)之外的其它合適點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；
D．重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同，但是每一次完整的實(shí)驗(yàn)必須保證結(jié)點(diǎn)位置相同，故D正確。
故選BD。
【小問2解析】
是通過平行四邊形定則做出的F1、F2合力理論值，而F1、F2合力的實(shí)驗(yàn)值由一個(gè)彈簧測力計(jì)直接測得，一定沿GO方向。
小問3解析】
現(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變，順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)測力計(jì)a的同時(shí)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)測力計(jì)b，使圖中夾角α、β均減小，根據(jù)平行四邊形定則做圖如圖所示
可知F1和F2都增大。
14. 某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力的關(guān)系。請(qǐng)回答下列問題：
（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，某小組補(bǔ)償阻力時(shí)，將小車放在水平靜止的長木板上，將遠(yuǎn)離滑輪的一端緩慢墊高，直到小車拖著紙帶由靜止開始沿木板向下滑動(dòng)為止，該小組的操作______（填“正確”或“錯(cuò)誤”）；
（2）圖乙是實(shí)驗(yàn)打出紙帶的一部分，電源頻率為50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出，使用毫米刻度尺讀數(shù)后，求出小車的加速度大小為______m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（3）該小組在某次實(shí)驗(yàn)中，保持小車和砝碼總質(zhì)量不變，以槽碼的重力為外力，通過改變槽碼的個(gè)數(shù)，得到了圖丙中的曲線圖像。發(fā)現(xiàn)圖像既不過原點(diǎn)，末端又發(fā)生了彎曲，可能的原因是（）
A. 沒有補(bǔ)償摩擦阻力，且小車和砝碼質(zhì)量較大
B. 補(bǔ)償摩擦阻力時(shí)，木板的傾斜角度過大，且槽碼的質(zhì)量較大
C. 補(bǔ)償摩擦阻力時(shí)，木板的傾斜角度過小，且槽碼的質(zhì)量較大
D. 補(bǔ)償摩擦阻力時(shí)，木板的傾斜角度過小，且小車和砝碼質(zhì)量較大
（4）該小組經(jīng)過重新補(bǔ)償阻力，討論改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，保持槽碼、小車、砝碼總質(zhì)量不變，把槽碼分別逐個(gè)疊放在小車上，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。由此得到的圖像是一條______（填“直線”或“曲線”）。
【答案】（1）錯(cuò)誤（2）0.50 （3）C （4）直線
【解析】
【小問1解析】
小車由靜止下滑，說明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡過度，所以該同學(xué)的操作不正確，正確的操作應(yīng)該為給小車一個(gè)初速度，小車能夠帶動(dòng)紙帶勻速下滑。
【小問2解析】
圖中相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz可得圖中標(biāo)記的兩點(diǎn)間時(shí)間間隔為
小車加速度的大小為
【小問3解析】
由圖可知，已經(jīng)加外力了，還沒有加速度，說明沒有平衡摩擦力或補(bǔ)償摩擦阻力時(shí)，木板的傾斜角度過??；以小車為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得
以槽碼為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得
聯(lián)立可得
可知當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼的質(zhì)量時(shí)，小車受到的合外力可以近似等于槽碼的重力；所以圖線上部彎曲的原因是：隨著槽碼質(zhì)量的增加，小車質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于槽碼的質(zhì)量，綜合以上故選C。
【小問4解析】
保持槽碼、小車、砝碼的總質(zhì)量不變，把槽碼分別逐個(gè)疊放在小車上，槽碼、小車和砝碼總質(zhì)量不變，以槽碼、小車和砝碼為整體，則有
解得
可知，得到的圖像是一條直線。
三、計(jì)算題，本題共3小題，15題10分，16題12分，17題16分，共38分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確的寫出數(shù)值和單位。
15. 正在公路上行駛的汽車，只需按下一個(gè)鍵，就能輕松切換到飛行模式，變身飛機(jī)躍入天空，這就是飛行汽車！一輛飛行汽車在平直的公路上以20m/s的速度行駛，某時(shí)刻司機(jī)啟動(dòng)飛行模式，汽車保持水平速度不變，沿豎直方向開始勻加速爬升，經(jīng)過一段時(shí)間爬升到100m高處，用x表示水平位移，y表示豎直位移，這一過程的圖像如圖所示。求汽車飛行時(shí)：
（1）從啟動(dòng)飛行模式，到離地100m高處需要多長時(shí)間；
（2）到達(dá)100m高處時(shí)豎直速度和瞬時(shí)速度的大?。捎酶奖硎荆?。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）飛行汽車的水平速度不變，當(dāng)爬升到100m高處時(shí)有
解得
（2）豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有
解得
合速度為
16. 攀爬運(yùn)動(dòng)可以很好的鍛煉兒童的四肢協(xié)調(diào)能力。如圖所示，質(zhì)量的攀爬裝置放在地面上，裝置上表面與水平面夾角為37°，假設(shè)裝置上表面光滑，有一個(gè)質(zhì)量為的小孩在攀爬過程中，用力拉住繩索保持平衡，繩索與豎直方向的夾角為45°，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。（假設(shè)小孩可以看作質(zhì)點(diǎn)，，，重力加速度g取10m/s2）求此狀態(tài)下：
（1）繩索對(duì)小孩的拉力大小和裝置對(duì)小孩的支持力大??；
（2）地面對(duì)裝置的支持力和摩擦力的大小。
【答案】（1），（2），
【解析】
【小問1解析】
對(duì)小孩受力分析，如圖正交分解得
x軸方向
y軸方向
解得
，
【小問2解析】
對(duì)小孩和裝置整體受力分析，如圖
x軸方向
y軸方向
解得
，
17. 如圖所示，質(zhì)量為、長度的木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為的物塊以初速度滑上木板的左端，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在物塊滑上木板的同時(shí)，給木板施加一大小，方向水平向右的恒定拉力。假設(shè)物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物塊相對(duì)木板向右滑行的最大距離x；
（2）若水平面粗糙，木板與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，恒定拉力F的大小可以調(diào)節(jié)，要使物塊不會(huì)從木板上滑落，F(xiàn)的大小應(yīng)滿足的條件。
【答案】（1）0.8m （2）
【解析】
【小問1解析】
設(shè)物塊在木板上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為，根據(jù)牛頓第二定律有
設(shè)木板向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為，根據(jù)牛頓第二定律有
設(shè)物塊與木板經(jīng)過時(shí)間t達(dá)到共同速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
物塊在這段時(shí)間t內(nèi)的位移大小
木板在這段時(shí)間t內(nèi)的位移大小
物塊相對(duì)木板向右滑行的最大距離
解得
【小問2解析】
物塊不從木板右端滑落的臨界條件是當(dāng)物塊恰好到達(dá)木板的右端時(shí)，物塊與木板具有共同速度，此種情況下物塊的加速度大小仍為，設(shè)此種情況下拉力的大小為，木板的加速度大小為，根據(jù)牛頓第二定律有
設(shè)此種情況下物塊與木板經(jīng)過時(shí)間達(dá)到大小為的共同速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)得
物塊與木板在這段時(shí)間內(nèi)的位移大小分別為
，
又
解得
N
若N，則在物塊滑到木板的右端前，物塊與木板就已達(dá)到共同速度，此后物塊必須相對(duì)木板靜止，物塊才不會(huì)從木板的左端滑落；設(shè)物塊與木板達(dá)到共同速度后，物塊恰好可以與木板相對(duì)靜止的情況下，拉力的大小為，有
解得
N
故恒定拉力的大小F應(yīng)滿足的條件為

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