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浙江省柯桥中学2023-2024学年高一上学期期中检测物理试题（Word版附解析）
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这是一份浙江省柯桥中学2023-2024学年高一上学期期中检测物理试题（Word版附解析），共22页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题卷，4公里表示此次行程的位移大小，8m左右，根据速度位移公式等内容，欢迎下载使用。
1.本卷共4大题，21小题，满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4.考试结束后，只需上交答题卷。
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 如图为百度地图中显示的从效实中学东部校区到白杨校区的驾车推荐路线，其中有两组数据：25分钟和9.4公里。关于这两个数据，下列说法正确的是（ ）
A. 9.4公里表示此次行程的位移大小
B. 25分钟表示到达目的地的时刻
C. 25分钟表示通过这段路程可能需要的时间
D. 根据这两个数据，我们可以算出此次行程的平均速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．9.4公里表示此次行程的路程大小，故A错误；
BC．25分钟表示通过这段路程可能需要的时间，故B错误，C正确；
D．计算平均速度还需要位移大小，故根据这两个数据，我们不可以算出此次行程的平均速度，故D错误。
故选C。
2. 第19届亚运会于2023年9月在浙江杭州举行，以“中国特色、亚洲风采、精彩纷呈”为目标，秉持“绿色、智能、节约、文明”办会理念，关于亚运会中的某些场景，下列说法正确的是（ ）
A. 开幕式上，中国方阵队整齐划一的前进，以方阵队其中一名成员为参考系，其余成员是运动的
B. 柯桥中学校友谢震业以9秒97夺得男子百米金牌，研究谢震业比赛时的平均速度，可以将运动员看成质点。
C. 王楚钦夺得乒乓球男单冠军，某一时刻他把乒乓球以原速率打回，该过程乒乓球的加速度为0
D. 全红婵在女子10米台决赛中完成各种复杂动作时，她的重心位置一定不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．开幕式上，中国方阵队整齐划一的前进，以方阵队其中一名成员为参考系，其余成员是静止的，故A错误；
B．柯桥中学校友谢震业以9秒97夺得男子百米金牌，研究谢震业比赛时的平均速度，可以将运动员看成质点，故B正确；
C．王楚钦夺得乒乓球男单冠军，某一时刻他把乒乓球以原速率打回，速度方向反向改变，该过程乒乓球的加速度不为0，故C错误；
D．全红婵在女子10米台决赛中完成各种复杂动作时，她的重心位置一定改变，故D错误。
故选B。
3. 如图甲所示，一只小猫饭后来到池塘边散步，之前停留在池塘边的一条小鱼看到小猫后，从静止快速沿直线游离池塘边缘，全过程中小鱼的图像如图乙所示。关于小鱼的整个运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 内小鱼的位移最大
B. 时刻小鱼受到的合力为0
C. 在内，小鱼的加速度与速度方向相同
D. 小鱼在内的加速度方向与内的加速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．0~t4内小鱼的速度始终为正值，即小鱼一直向前运动，位移不断增大，到t4时刻位移达到最大，故A错误；
B．t4时刻小鱼的速度为零，但是图线的斜率不为零，即加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，合力不为零，故B错误；
C．在内，小鱼反向做加速运动，速度与加速度方向相同，故C正确；
D．在内，图线切线的斜率为正值，即加速度方向为正方向，内的斜率为负值，即加速度为负方向，所以内的加速度方向与内的加速度方向相反，故D错误。
故选C。
4. 刚过去的10月，我校举行了一年一度的秋季田径运动会，其中跳高项目是学生最喜欢的运动项目之一、假设某同学身高1.8m。他参加跳高比赛时，起跳后采用背越式跳过了1.7m高度的横杆。据此我们可估算他起跳时竖直向上的速度大约为多少（ ）
A. 2m/sB. 3m/sC. 4m/sD. 6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】运动员是站着起跳，横着过杆，所以竖直方向的位移应该是重心上升的高度是0.8m左右，根据速度位移公式
解得他起跳时竖直向上的速度大约为4m/s。
故选C。
5. 如图所示，绍兴商场中常见两种电梯，图1阶梯式电梯，图2为斜面式电梯。设同一乘客在两种电梯中匀速上行，下列说法正确的是（ ）
A. 图1中乘客对电梯的压力是电梯要恢复形变而产生的
B. 两种电梯对乘客的支持力大小和方向均相同
C. 两种电梯对乘客的摩擦力大小和方向均相同
D. 两种电梯对乘客的作用力大小和方向均相同
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．图1中乘客对电梯的压力是人体要恢复形变而产生的，A错误；
B．图1中电梯对人的支持力是竖直向上的，图２中电梯对人的支持力是垂直斜面向上的，B错误；
C．图1中电梯对人没有摩擦力，图２中电梯对人的摩擦力是沿斜面向上的，C错误；
D．由于同一乘客在两种电梯中匀速上行，两种电梯对乘客的作用力都与重力等大反向，因此两种电梯对乘客的作用力大小和方向均相同，D正确。
故选D。
6. 2023年7月26日，绍兴地铁2号线一期正式通车。这标志着绍兴市正式进入双线换乘的新时代，大大地提高了大家出行的便利程度。某同学在学习了牛顿第二定律后，希望能实际测量出地铁在启动时的加速度。他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段加速过程中，他用手机拍摄了当时情景，如图所示。拍摄方向与地铁前进方向垂直。请你帮他估算地铁此时的加速度大小（ ）
A. 0.5m/s2B. 1.5m/s2C. 3.5m/s2D. 5.5m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】当圆珠笔与列车相对静止时，圆珠笔的加速度与列车的加速度相同。设细线与竖直扶手的夹角为，以圆珠笔为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律
得
由一支圆珠笔的长度约为15cm，估算此时细线的长度80cm和圆珠笔重心到竖直扶手的距离11cm，得
得
故选B。
7. 杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力（应力）与金属丝单位长度所对应的伸长量（应变）的比值．设长度为，横截面直径为的均匀圆柱形金属丝，其长度方向上受到的力大小为，伸长量为，则该金属丝的杨氏模量．若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，则其单位为（ ）
A. 为常数，没有物理单位B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，杨氏模量的单位应为
故D正确。
8. 如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据胡克定律可知，每根橡皮条的最大弹力为
设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ，根据几何关系知
根据平行四边形定则知，弹丸被发射过程中所受的最大弹力为
联立解得
故选A。
9. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示，则（ ）
A. t2至t3时间内，小球速度先增大后减小
B. t2时刻，小球对弹簧的作用力小于弹簧对小球的作用力
C. t1时刻小球的速度最大
D. t3时刻小球返回出发点
【答案】A
【解析】
【详解】A．t2至t3这段时间内，小球受到的弹力逐渐变小，开始弹力大于重力，小球做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，当弹力小于重力时，小球做减速运动，故小球的速度先变大后变小，故A正确；
B．小球对弹簧的作用力与弹簧对小球的作用力是一对相互作用力，等大反向，故B错误；
C．小球落到弹簧表面后，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的合力减小，但方向仍然向下，当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，故t1时刻小球速度没有达到最大，故C错误；
D．t3时刻弹力为0，则此时小球刚脱离弹簧，故D错误。
故选A。
10. 杭州亚运会吉祥物是琮琮、宸宸和莲莲三个小可爱。其中琮琮代表的是世界遗产良渚古城遗址，名字来源于文物玉琮。琮琮全身以黄色调为主，头部刻有“饕餮纹”，展示给人们一种不屈不挠、坚强刚毅的精神。如图是“琮琮”展示的攀岩项目动作。当琮琮静止时绳子拉力与重力大小恰好相等。则下列说法正确的是（ ）
A. 岩石对琮琮的弹力方向是斜向右上方
B. 岩石对琮琮的作用力方向是斜向右上方
C. 琮琮受到3个力的作用
D. 绳子对琮琮的拉力和琮琮对绳子的拉力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题意可知，岩石对琮琮的弹力方向是水平向右的，故A错误；
BC．根据题意，对琮琮受力分析，受竖直向下的重力、水平向右的弹力和沿绳子方向的拉力，由于绳子拉力与重力大小恰好相等，则拉力和重力的合力方向为两个力夹角的角平分线上，即斜向左下方，由平衡条件可知，岩石对琮琮的作用力方向是斜向右上方，则岩石对琮琮有竖直向上的摩擦力，可知，琮琮受到4个力的作用，故C错误，B正确；
D．绳子对琮琮的拉力和琮琮对绳子的拉力是一对相互作用力，故D错误。
故选B。
11. 自2021年起，柯桥中学拆建改造工程逐步开始。教学楼、宿舍楼、体育馆等都将重新改造，旨在给大家提供更加舒适的学习工作环境。如图是柯桥中学新建成的教学楼，假设每一层楼的高度均为3m。某同学在四楼走廊上竖直向下释放一只小球。记录到小球落地时的速率为14m/s，所有阻力均不计，取重力加速度g=10m/s²。则（ ）
A. 运动过程中小球的惯性保持不变
B. 小球经过三楼所用的时间和经过二楼所用的时间之比为1：
C. 小球经过二楼天花板时和经过一楼天花板时的速度之比为1： 2
D. 小球从三楼天花板至落地过程的平均速度大小为7m/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．惯性只与质量有关，所以运动过程中小球的惯性保持不变，故A正确；
B．抛出点到地面的高度
四楼走廊到三楼天花板高度差约为0.8m，小球经过三楼天花板时速度
小球经过二楼天花板时速度
小球经过一楼天花板时速度
小球经过三楼所用的时间和经过二楼所用的时间之比
故B错误；
C．小球经过二楼天花板时和经过一楼天花板时的速度之比为
故C错误；
D．根据平均速度公式，小球从三楼天花板至落地过程的平均速度大小为
故D错误。
故选A。
12. 建筑工地上经常需要用工具来搬运建筑材料，如图所示是某搬运装置的简图，轻绳AB绕过定滑轮，绳上的O点拴有建筑材料，甲在地面上拉着长绳的A端点，乙在楼顶拉着B端点，甲负责将建筑材料提升至楼顶，而乙用水平方向的拉力将建筑材料缓慢移到平台上，在乙缓慢移动建筑材料的过程中，甲保持不动，则（ ）
A. 乙对端点B的拉力逐渐减小B. 乙受到楼顶平台的支持力逐渐变小
C. 甲受到地面的摩擦力逐渐变小D. 甲对地面的压力越来越小
【答案】D
【解析】
【详解】A．设建筑材料的重力为G，OA绳对建筑材料的拉力为，乙对OB绳的拉力大小为，如图所示
则乙在楼顶水平拉着OB绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上的过程中，对建筑材料受力分析，根据平衡条件有
由于增大，则乙对OB绳的拉力也增大，A错误；
B．对乙受力分析可知，在水平方向上，摩擦力与OB绳上的拉力大小相等；在竖直方向上，乙受到的支持力与自身重力大小相等；则乙受到楼顶平台的支持力不变，B错误；
C．由A分析可知，
由于增大，OA绳拉力逐渐增大，对甲受力分析，由平衡条件可知，甲与地面之间的摩擦力大小等于OA绳对甲的拉力在水平方向上的分力，由于OA绳对甲的拉力逐渐增大且OA绳与水平方向夹角不变，所以可得甲与地面之间的摩擦力逐渐增大，C错误；
D．对甲受力分析，由平衡条件可知，甲与地面之间弹力大小等于OA绳对甲的拉力在竖直方向上的分力与重力之差，由于OA绳对甲的拉力逐渐增大且OA绳与水平方向夹角不变，所以可得甲与地面之间的弹力逐渐减小，D正确。
故选D。
13. 民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿气囊滑行到地面（如图所示）。假设某型号的飞机舱口下沿距地面高度为3.6 m，气囊所形成的斜面长度为6 m，一个质量为60 kg的人在气囊顶端由静止沿斜面滑下时，可视为做匀加速直线运动，人与气囊间的动摩擦因数为0.5，不计其他阻力，已知，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中，气囊对人的作用力方向竖直向上B. 人滑至气囊底端所经历的时间为 s
C. 人滑至气囊底端时的速度大小为2 m/sD. 下滑过程中，气囊对人的摩擦力大小为300N
【答案】C
【解析】
【详解】A．下滑的过程中若人匀速下滑，则气囊对人的作用力与重力等大反向，即气囊对人的作用力竖直向上，但由于人加速下滑，则气囊对人的作用力的方向不是竖直向上，故A错误；
B．斜面与地面夹角为
解得
根据牛顿第二定律可知
解得
根据匀变速直线运动位移与时间的关系
解得
故B错误；
C．根据匀变速直线运动速度与时间的关系
解得
故C正确；
D．气囊对人的摩擦力大小为
故D错误。
故选C。
二、选择题II（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上。将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相近的是（ ）
A. 通过平面镜观察桌面的微小形变
B. 建立“合力与分力”的概念
C. 建立“重心”的概念
D. 探究弹簧弹力与形变量的关系
【答案】BC
【解析】
【详解】由题可知，题干中的实验过程用到了等效替代法。
A．显示微小形变的过程利用了放大法，故A错误；
B．建立“合力与分力”的概念用到了等效替代法，故B正确；
C．建立“重心”的概念用到了等效替代法，故C正确；
D．探究弹簧弹力与形变量的关系用到了图像法，故D错误。
故选BC
15. 柯桥中学某兴趣小组为了探究匀变速运动的规律，设计了如下的实验：甲、乙两物体在同一条平直轨道上行驶，它们运动的位置x随时间t变化的关系如图所示。已知甲物体做初速度为零的匀加速直线运动，假设两物体相遇时刚好错位通过，不会相撞。则（ ）
A. 乙物体做匀减速直线运动B. 甲物体的加速度大小为2m/s²
C. 相遇时，两物体的速度相同D. t=6s时，两物体相距44m
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图像斜率代表速度，乙物体做匀速直线运动，故A错误；
B．甲物体做初速度为零的匀加速直线运动
当时，x=16m，代入得
a=2m/s²
故B正确，
C．相遇时，甲速度
乙速度
故C错误；
D．t=6s时，甲位移
乙位移
两物体相距
故D正确。
故选BD。
16. 无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面，如图甲所示为科创小组某同学手握手机（手不接触充电宝），利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程（手机与充电宝始终相对静止），记录的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示（规定向上为正方向），t2时刻充电宝速度为零，且最终处于静止状态。已知手机的质量为0.3kg，无线充电宝质量为0.2kg，手机与充电宝之间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.在该过程中下列说法正确的是（ ）
A. 充电宝在t1与t2时刻所受的摩擦力方向相同
B. t3时刻充电宝受的摩擦力大小为3.6N
C. 充电宝受到的静摩擦力的最大值为7.5N
D. 充电宝与手机之间的吸引力大小至少为10N
【答案】AD
【解析】
【详解】A.充电宝在t2时刻具有向上的最大加速度，由牛顿第二定律知摩擦力方向竖直向上，t1时刻充电宝具有向下的加速度，而加速度小于重力加速度，所以摩擦力方向向上，所以充电宝在t2与t1时刻所受的摩擦力方向相同，故A正确；
B.t3时刻由牛顿第二定律可得
根据图像可知，解得
故B错误；
CD.t2时刻充电宝具有向上的最大加速度，充电宝与手机之间的摩擦力最大，此时由牛顿第二定律有
又
解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为
故D正确，C错误。
故选AD。
三、非选择题（本题共6小题，共52分）
17. 某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳套。
（1）在做本实验时，下列操作中正确的是___________。（填正确选项前的字母）
A.同一次实验过程中O点位置不允许变动
B.实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
D.实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取，以便于算出合力的大小
（2）某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳套的结点到达O点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为___________N。
（3）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中___________是、合力的理论值，___________的方向一定沿AO。（两空均选填“F”或“”）
【答案】 ①. AB##BA ②. 3.80 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]A．本实验方法是等效替代，所以同一次实验过程中O点位置不允许变动，A正确；
B．为减小误差，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，B正确；
C．为便于操作，两弹簧测力计应同时拉动，大小和夹角都要适中地把橡皮条另一端拉到O点，C错误；
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角适中即可，不一定要，D错误。
故选AB。
（2）[2]弹簧测力计的最小分度为0.2N，所以读数为3.80N。
（3）[3][4]是通过平行四边形定则作出的，是合力的理论值，是由一个弹簧测力计测量作出的，方向一定沿。
18. 用如图甲所示装置探究加速度与物体受力的关系。实验小车在长木板上，左端与打点计时器的纸带相连，右端通过轻细绳跨过定滑轮和动滑轮与力传感器相连，动滑轮下方挂砝码盘和砝码。在砝码盘中放不同数量的砝码，小车运动，得到多条纸带。
回答下列问题：
（1）关于本实验的部分操作或要求，下列说法正确的是___________。
A.必须保证砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量
B.与小车相连的细线必须保持水平
C.需要进行平衡摩擦力的操作
D.不需要刻度尺也不需要天平
（2）某同学打出一条纸带如下图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中上面的数字为对应的两个计数点间的距离，打点计时器工作频率为50Hz。则打下计数点D时纸带的速度v=___________m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=___________m/s2。（两空均保留2位有效数字）
（3）A组同学在实验中，保持小车的质量M不变，仅改变砝码盘中砝码的质量m，得到多组加速度大小a和对应力传感器的示数F，作出a-F图像如图乙所示，图像未过原点的原因是___________。
（4）B组同学在实验中，正确补偿阻力后，保持砝码盘中的砝码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出图像如图丙所示，图像的纵截距为，则砝码盘和动滑轮的总质量为___________（用字母b、m0表示，滑轮均光滑，细绳质量不计）。
【答案】 ①. C ②. 0.50 ③. 0.93 ④. 平衡摩擦力过度 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] A．细绳对小车的拉力可以通过力传感器读出，不要求砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量，故A错误；
BC．实验中要保证细绳对小车的拉力为合外力，则需要将长木板左端适当抬高平衡摩擦力，与小车相连的细线必须与长木板平行，故B错误，C正确；
D．实验不需要天平，但是需要刻度尺来测量纸带长度，故D错误。
故选C。
（2）[2]相邻两个计数点间所对应时间
打D点时物体的速度
[3]根据逐差法得纸带运动的加速度
（3）[4] 由图知当拉力为零时，小车加速度不为零，说明平衡摩擦力过度了。
（4）[5] 设砝码盘和动滑轮的总质量为，由牛顿第二定律得
整理得
图像的纵截距为，所以
得
19. 在桂花犹香、秋意未央的时节，柯桥中学举办了一年一度的运动会。在赛场上，大家全力拼搏、奋勇争先，将热情与汗水留在秋日的阳光下。我们将某同学进行百米赛跑比赛的情景简化，假设其先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小是4m/s2，达到最大速度后保持这一速度做匀速直线运动，最后完成冲线，比赛成绩为11.25s，问：
（1）该运动员百米赛跑全程的平均速度大小是多少？
（2）该运动员运动过程中的最大速度大小是多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）该运动员百米赛跑全程的平均速度大小
（2）设该运动员运动过程中的最大速度大小是，加速时间为，则
联立解得
20. 随着我国新农村建设不断深入，越来越多的农民住进了楼房，大家在喜迁新居的时候遇到了搬运大件家具的困难。如图为一人正在用自己设计的方案搬运家具到二楼，他用一悬挂于房檐点的小电机通过轻绳拉动家具缓慢上升，为避免家具与墙壁碰撞，需要他站在地面上用轻绳向外侧拖拽，绳与绳始终在同一竖直面内，某时刻绳与竖直方向的夹角为，绳与竖直方向的夹角为。已知家具的质量为，人的质量为。（已知，重力加速度取）。求：
（1）绳的拉力与绳的拉力大小；
（2）该人对地面的支持力和摩擦力；
（3）若某时刻轻绳OB突然断掉，则OB断掉的瞬间家具的加速度是多大？
【答案】（1），；（2），向竖直向上；，方向水平向左；（3）
【解析】
【详解】（1）以家具为对象，根据受力平衡，水平方向有
竖直方向有
联立解得
，
（2）以人对象，根据受力平衡，竖直方向有
水平方向有
联立解得
方向竖直向上
方向水平向左
（3）若某时刻轻绳OB突然断掉，则家具会沿绳子的切线方向运动，根据牛顿第二定律
解得
21. 相对传统的护林员巡查，无人机巡查具有效率高、地形适应能力强等优势，利用无人机高空定位，可以实时捕捉森林火警、秸秆焚烧等有效信息，大大提高了巡查工作的速度和效率。已知无人机质量M=1.7kg，假设动力系统能提供的升力的最大值，上升过程中能达到的最大速度为，竖直飞行时所受空气阻力大小恒为；固定在无人机下方铁杆上的监测摄像头，质量，其所受空气阻力不计。（已知当地的重力加速度）
（1）无人机以最大升力竖直起飞，求达到最大速度时所上升的高度；
（2）无人机以最大升力竖直起飞时，求铁杆对摄像头的作用力大小；
（3）现要让无人机从地面竖直起飞，最终悬停在某一高度的空中（悬停指到指定位置时，无人机的速度刚好减为0，且升力变为等于重力，在对应位置保持平衡），要求在内实现悬停，求其能上升的最大高度。
（4）若无人机悬停在距离地面高度H=14.5m处时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动并提供向上的升力。为保证设备不损坏，无人机落地的速度不能超过，求无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间t1.
【答案】（1）36m；（2）3.6N；（3）78m；（4）1.25s
【解析】
【详解】（1）无人机以最大升力竖直起飞，做匀加速直线运动，对整体应用牛顿第二定律有
代入数据得
达到最大速度时所上升时的高度
36m
（2）无人机以最大升力竖直起飞时，根据
铁杆对摄像头的作用力大小
（3）无人机开始以最大升力匀加速运动
无人机最后关闭动力系统后匀减速运动
依题意有
无人机中间匀速运动
所以能上升的最大高度
（4）无人机失去升力坠落过程，做匀加速直线运动
恢复升力后向下减速运动过程
设恢复升力时的速度为，则有
解得
无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间
1.本卷共4大题，21小题，满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4.考试结束后，只需上交答题卷。
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 如图为百度地图中显示的从效实中学东部校区到白杨校区的驾车推荐路线，其中有两组数据：25分钟和9.4公里。关于这两个数据，下列说法正确的是（ ）
A. 9.4公里表示此次行程的位移大小
B. 25分钟表示到达目的地的时刻
C. 25分钟表示通过这段路程可能需要的时间
D. 根据这两个数据，我们可以算出此次行程的平均速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．9.4公里表示此次行程的路程大小，故A错误；
BC．25分钟表示通过这段路程可能需要的时间，故B错误，C正确；
D．计算平均速度还需要位移大小，故根据这两个数据，我们不可以算出此次行程的平均速度，故D错误。
故选C。
2. 第19届亚运会于2023年9月在浙江杭州举行，以“中国特色、亚洲风采、精彩纷呈”为目标，秉持“绿色、智能、节约、文明”办会理念，关于亚运会中的某些场景，下列说法正确的是（ ）
A. 开幕式上，中国方阵队整齐划一的前进，以方阵队其中一名成员为参考系，其余成员是运动的
B. 柯桥中学校友谢震业以9秒97夺得男子百米金牌，研究谢震业比赛时的平均速度，可以将运动员看成质点。
C. 王楚钦夺得乒乓球男单冠军，某一时刻他把乒乓球以原速率打回，该过程乒乓球的加速度为0
D. 全红婵在女子10米台决赛中完成各种复杂动作时，她的重心位置一定不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．开幕式上，中国方阵队整齐划一的前进，以方阵队其中一名成员为参考系，其余成员是静止的，故A错误；
B．柯桥中学校友谢震业以9秒97夺得男子百米金牌，研究谢震业比赛时的平均速度，可以将运动员看成质点，故B正确；
C．王楚钦夺得乒乓球男单冠军，某一时刻他把乒乓球以原速率打回，速度方向反向改变，该过程乒乓球的加速度不为0，故C错误；
D．全红婵在女子10米台决赛中完成各种复杂动作时，她的重心位置一定改变，故D错误。
故选B。
3. 如图甲所示，一只小猫饭后来到池塘边散步，之前停留在池塘边的一条小鱼看到小猫后，从静止快速沿直线游离池塘边缘，全过程中小鱼的图像如图乙所示。关于小鱼的整个运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 内小鱼的位移最大
B. 时刻小鱼受到的合力为0
C. 在内，小鱼的加速度与速度方向相同
D. 小鱼在内的加速度方向与内的加速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．0~t4内小鱼的速度始终为正值，即小鱼一直向前运动，位移不断增大，到t4时刻位移达到最大，故A错误；
B．t4时刻小鱼的速度为零，但是图线的斜率不为零，即加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，合力不为零，故B错误；
C．在内，小鱼反向做加速运动，速度与加速度方向相同，故C正确；
D．在内，图线切线的斜率为正值，即加速度方向为正方向，内的斜率为负值，即加速度为负方向，所以内的加速度方向与内的加速度方向相反，故D错误。
故选C。
4. 刚过去的10月，我校举行了一年一度的秋季田径运动会，其中跳高项目是学生最喜欢的运动项目之一、假设某同学身高1.8m。他参加跳高比赛时，起跳后采用背越式跳过了1.7m高度的横杆。据此我们可估算他起跳时竖直向上的速度大约为多少（ ）
A. 2m/sB. 3m/sC. 4m/sD. 6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】运动员是站着起跳，横着过杆，所以竖直方向的位移应该是重心上升的高度是0.8m左右，根据速度位移公式
解得他起跳时竖直向上的速度大约为4m/s。
故选C。
5. 如图所示，绍兴商场中常见两种电梯，图1阶梯式电梯，图2为斜面式电梯。设同一乘客在两种电梯中匀速上行，下列说法正确的是（ ）
A. 图1中乘客对电梯的压力是电梯要恢复形变而产生的
B. 两种电梯对乘客的支持力大小和方向均相同
C. 两种电梯对乘客的摩擦力大小和方向均相同
D. 两种电梯对乘客的作用力大小和方向均相同
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．图1中乘客对电梯的压力是人体要恢复形变而产生的，A错误；
B．图1中电梯对人的支持力是竖直向上的，图２中电梯对人的支持力是垂直斜面向上的，B错误；
C．图1中电梯对人没有摩擦力，图２中电梯对人的摩擦力是沿斜面向上的，C错误；
D．由于同一乘客在两种电梯中匀速上行，两种电梯对乘客的作用力都与重力等大反向，因此两种电梯对乘客的作用力大小和方向均相同，D正确。
故选D。
6. 2023年7月26日，绍兴地铁2号线一期正式通车。这标志着绍兴市正式进入双线换乘的新时代，大大地提高了大家出行的便利程度。某同学在学习了牛顿第二定律后，希望能实际测量出地铁在启动时的加速度。他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段加速过程中，他用手机拍摄了当时情景，如图所示。拍摄方向与地铁前进方向垂直。请你帮他估算地铁此时的加速度大小（ ）
A. 0.5m/s2B. 1.5m/s2C. 3.5m/s2D. 5.5m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】当圆珠笔与列车相对静止时，圆珠笔的加速度与列车的加速度相同。设细线与竖直扶手的夹角为，以圆珠笔为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律
得
由一支圆珠笔的长度约为15cm，估算此时细线的长度80cm和圆珠笔重心到竖直扶手的距离11cm，得
得
故选B。
7. 杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力（应力）与金属丝单位长度所对应的伸长量（应变）的比值．设长度为，横截面直径为的均匀圆柱形金属丝，其长度方向上受到的力大小为，伸长量为，则该金属丝的杨氏模量．若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，则其单位为（ ）
A. 为常数，没有物理单位B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，杨氏模量的单位应为
故D正确。
8. 如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据胡克定律可知，每根橡皮条的最大弹力为
设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ，根据几何关系知
根据平行四边形定则知，弹丸被发射过程中所受的最大弹力为
联立解得
故选A。
9. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示，则（ ）
A. t2至t3时间内，小球速度先增大后减小
B. t2时刻，小球对弹簧的作用力小于弹簧对小球的作用力
C. t1时刻小球的速度最大
D. t3时刻小球返回出发点
【答案】A
【解析】
【详解】A．t2至t3这段时间内，小球受到的弹力逐渐变小，开始弹力大于重力，小球做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，当弹力小于重力时，小球做减速运动，故小球的速度先变大后变小，故A正确；
B．小球对弹簧的作用力与弹簧对小球的作用力是一对相互作用力，等大反向，故B错误；
C．小球落到弹簧表面后，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的合力减小，但方向仍然向下，当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，故t1时刻小球速度没有达到最大，故C错误；
D．t3时刻弹力为0，则此时小球刚脱离弹簧，故D错误。
故选A。
10. 杭州亚运会吉祥物是琮琮、宸宸和莲莲三个小可爱。其中琮琮代表的是世界遗产良渚古城遗址，名字来源于文物玉琮。琮琮全身以黄色调为主，头部刻有“饕餮纹”，展示给人们一种不屈不挠、坚强刚毅的精神。如图是“琮琮”展示的攀岩项目动作。当琮琮静止时绳子拉力与重力大小恰好相等。则下列说法正确的是（ ）
A. 岩石对琮琮的弹力方向是斜向右上方
B. 岩石对琮琮的作用力方向是斜向右上方
C. 琮琮受到3个力的作用
D. 绳子对琮琮的拉力和琮琮对绳子的拉力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题意可知，岩石对琮琮的弹力方向是水平向右的，故A错误；
BC．根据题意，对琮琮受力分析，受竖直向下的重力、水平向右的弹力和沿绳子方向的拉力，由于绳子拉力与重力大小恰好相等，则拉力和重力的合力方向为两个力夹角的角平分线上，即斜向左下方，由平衡条件可知，岩石对琮琮的作用力方向是斜向右上方，则岩石对琮琮有竖直向上的摩擦力，可知，琮琮受到4个力的作用，故C错误，B正确；
D．绳子对琮琮的拉力和琮琮对绳子的拉力是一对相互作用力，故D错误。
故选B。
11. 自2021年起，柯桥中学拆建改造工程逐步开始。教学楼、宿舍楼、体育馆等都将重新改造，旨在给大家提供更加舒适的学习工作环境。如图是柯桥中学新建成的教学楼，假设每一层楼的高度均为3m。某同学在四楼走廊上竖直向下释放一只小球。记录到小球落地时的速率为14m/s，所有阻力均不计，取重力加速度g=10m/s²。则（ ）
A. 运动过程中小球的惯性保持不变
B. 小球经过三楼所用的时间和经过二楼所用的时间之比为1：
C. 小球经过二楼天花板时和经过一楼天花板时的速度之比为1： 2
D. 小球从三楼天花板至落地过程的平均速度大小为7m/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．惯性只与质量有关，所以运动过程中小球的惯性保持不变，故A正确；
B．抛出点到地面的高度
四楼走廊到三楼天花板高度差约为0.8m，小球经过三楼天花板时速度
小球经过二楼天花板时速度
小球经过一楼天花板时速度
小球经过三楼所用的时间和经过二楼所用的时间之比
故B错误；
C．小球经过二楼天花板时和经过一楼天花板时的速度之比为
故C错误；
D．根据平均速度公式，小球从三楼天花板至落地过程的平均速度大小为
故D错误。
故选A。
12. 建筑工地上经常需要用工具来搬运建筑材料，如图所示是某搬运装置的简图，轻绳AB绕过定滑轮，绳上的O点拴有建筑材料，甲在地面上拉着长绳的A端点，乙在楼顶拉着B端点，甲负责将建筑材料提升至楼顶，而乙用水平方向的拉力将建筑材料缓慢移到平台上，在乙缓慢移动建筑材料的过程中，甲保持不动，则（ ）
A. 乙对端点B的拉力逐渐减小B. 乙受到楼顶平台的支持力逐渐变小
C. 甲受到地面的摩擦力逐渐变小D. 甲对地面的压力越来越小
【答案】D
【解析】
【详解】A．设建筑材料的重力为G，OA绳对建筑材料的拉力为，乙对OB绳的拉力大小为，如图所示
则乙在楼顶水平拉着OB绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上的过程中，对建筑材料受力分析，根据平衡条件有
由于增大，则乙对OB绳的拉力也增大，A错误；
B．对乙受力分析可知，在水平方向上，摩擦力与OB绳上的拉力大小相等；在竖直方向上，乙受到的支持力与自身重力大小相等；则乙受到楼顶平台的支持力不变，B错误；
C．由A分析可知，
由于增大，OA绳拉力逐渐增大，对甲受力分析，由平衡条件可知，甲与地面之间的摩擦力大小等于OA绳对甲的拉力在水平方向上的分力，由于OA绳对甲的拉力逐渐增大且OA绳与水平方向夹角不变，所以可得甲与地面之间的摩擦力逐渐增大，C错误；
D．对甲受力分析，由平衡条件可知，甲与地面之间弹力大小等于OA绳对甲的拉力在竖直方向上的分力与重力之差，由于OA绳对甲的拉力逐渐增大且OA绳与水平方向夹角不变，所以可得甲与地面之间的弹力逐渐减小，D正确。
故选D。
13. 民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿气囊滑行到地面（如图所示）。假设某型号的飞机舱口下沿距地面高度为3.6 m，气囊所形成的斜面长度为6 m，一个质量为60 kg的人在气囊顶端由静止沿斜面滑下时，可视为做匀加速直线运动，人与气囊间的动摩擦因数为0.5，不计其他阻力，已知，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中，气囊对人的作用力方向竖直向上B. 人滑至气囊底端所经历的时间为 s
C. 人滑至气囊底端时的速度大小为2 m/sD. 下滑过程中，气囊对人的摩擦力大小为300N
【答案】C
【解析】
【详解】A．下滑的过程中若人匀速下滑，则气囊对人的作用力与重力等大反向，即气囊对人的作用力竖直向上，但由于人加速下滑，则气囊对人的作用力的方向不是竖直向上，故A错误；
B．斜面与地面夹角为
解得
根据牛顿第二定律可知
解得
根据匀变速直线运动位移与时间的关系
解得
故B错误；
C．根据匀变速直线运动速度与时间的关系
解得
故C正确；
D．气囊对人的摩擦力大小为
故D错误。
故选C。
二、选择题II（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上。将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相近的是（ ）
A. 通过平面镜观察桌面的微小形变
B. 建立“合力与分力”的概念
C. 建立“重心”的概念
D. 探究弹簧弹力与形变量的关系
【答案】BC
【解析】
【详解】由题可知，题干中的实验过程用到了等效替代法。
A．显示微小形变的过程利用了放大法，故A错误；
B．建立“合力与分力”的概念用到了等效替代法，故B正确；
C．建立“重心”的概念用到了等效替代法，故C正确；
D．探究弹簧弹力与形变量的关系用到了图像法，故D错误。
故选BC
15. 柯桥中学某兴趣小组为了探究匀变速运动的规律，设计了如下的实验：甲、乙两物体在同一条平直轨道上行驶，它们运动的位置x随时间t变化的关系如图所示。已知甲物体做初速度为零的匀加速直线运动，假设两物体相遇时刚好错位通过，不会相撞。则（ ）
A. 乙物体做匀减速直线运动B. 甲物体的加速度大小为2m/s²
C. 相遇时，两物体的速度相同D. t=6s时，两物体相距44m
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图像斜率代表速度，乙物体做匀速直线运动，故A错误；
B．甲物体做初速度为零的匀加速直线运动
当时，x=16m，代入得
a=2m/s²
故B正确，
C．相遇时，甲速度
乙速度
故C错误；
D．t=6s时，甲位移
乙位移
两物体相距
故D正确。
故选BD。
16. 无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面，如图甲所示为科创小组某同学手握手机（手不接触充电宝），利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程（手机与充电宝始终相对静止），记录的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示（规定向上为正方向），t2时刻充电宝速度为零，且最终处于静止状态。已知手机的质量为0.3kg，无线充电宝质量为0.2kg，手机与充电宝之间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.在该过程中下列说法正确的是（ ）
A. 充电宝在t1与t2时刻所受的摩擦力方向相同
B. t3时刻充电宝受的摩擦力大小为3.6N
C. 充电宝受到的静摩擦力的最大值为7.5N
D. 充电宝与手机之间的吸引力大小至少为10N
【答案】AD
【解析】
【详解】A.充电宝在t2时刻具有向上的最大加速度，由牛顿第二定律知摩擦力方向竖直向上，t1时刻充电宝具有向下的加速度，而加速度小于重力加速度，所以摩擦力方向向上，所以充电宝在t2与t1时刻所受的摩擦力方向相同，故A正确；
B.t3时刻由牛顿第二定律可得
根据图像可知，解得
故B错误；
CD.t2时刻充电宝具有向上的最大加速度，充电宝与手机之间的摩擦力最大，此时由牛顿第二定律有
又
解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为
故D正确，C错误。
故选AD。
三、非选择题（本题共6小题，共52分）
17. 某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳套。
（1）在做本实验时，下列操作中正确的是___________。（填正确选项前的字母）
A.同一次实验过程中O点位置不允许变动
B.实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
D.实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取，以便于算出合力的大小
（2）某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳套的结点到达O点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为___________N。
（3）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中___________是、合力的理论值，___________的方向一定沿AO。（两空均选填“F”或“”）
【答案】 ①. AB##BA ②. 3.80 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]A．本实验方法是等效替代，所以同一次实验过程中O点位置不允许变动，A正确；
B．为减小误差，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，B正确；
C．为便于操作，两弹簧测力计应同时拉动，大小和夹角都要适中地把橡皮条另一端拉到O点，C错误；
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角适中即可，不一定要，D错误。
故选AB。
（2）[2]弹簧测力计的最小分度为0.2N，所以读数为3.80N。
（3）[3][4]是通过平行四边形定则作出的，是合力的理论值，是由一个弹簧测力计测量作出的，方向一定沿。
18. 用如图甲所示装置探究加速度与物体受力的关系。实验小车在长木板上，左端与打点计时器的纸带相连，右端通过轻细绳跨过定滑轮和动滑轮与力传感器相连，动滑轮下方挂砝码盘和砝码。在砝码盘中放不同数量的砝码，小车运动，得到多条纸带。
回答下列问题：
（1）关于本实验的部分操作或要求，下列说法正确的是___________。
A.必须保证砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量
B.与小车相连的细线必须保持水平
C.需要进行平衡摩擦力的操作
D.不需要刻度尺也不需要天平
（2）某同学打出一条纸带如下图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中上面的数字为对应的两个计数点间的距离，打点计时器工作频率为50Hz。则打下计数点D时纸带的速度v=___________m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=___________m/s2。（两空均保留2位有效数字）
（3）A组同学在实验中，保持小车的质量M不变，仅改变砝码盘中砝码的质量m，得到多组加速度大小a和对应力传感器的示数F，作出a-F图像如图乙所示，图像未过原点的原因是___________。
（4）B组同学在实验中，正确补偿阻力后，保持砝码盘中的砝码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出图像如图丙所示，图像的纵截距为，则砝码盘和动滑轮的总质量为___________（用字母b、m0表示，滑轮均光滑，细绳质量不计）。
【答案】 ①. C ②. 0.50 ③. 0.93 ④. 平衡摩擦力过度 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] A．细绳对小车的拉力可以通过力传感器读出，不要求砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量，故A错误；
BC．实验中要保证细绳对小车的拉力为合外力，则需要将长木板左端适当抬高平衡摩擦力，与小车相连的细线必须与长木板平行，故B错误，C正确；
D．实验不需要天平，但是需要刻度尺来测量纸带长度，故D错误。
故选C。
（2）[2]相邻两个计数点间所对应时间
打D点时物体的速度
[3]根据逐差法得纸带运动的加速度
（3）[4] 由图知当拉力为零时，小车加速度不为零，说明平衡摩擦力过度了。
（4）[5] 设砝码盘和动滑轮的总质量为，由牛顿第二定律得
整理得
图像的纵截距为，所以
得
19. 在桂花犹香、秋意未央的时节，柯桥中学举办了一年一度的运动会。在赛场上，大家全力拼搏、奋勇争先，将热情与汗水留在秋日的阳光下。我们将某同学进行百米赛跑比赛的情景简化，假设其先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小是4m/s2，达到最大速度后保持这一速度做匀速直线运动，最后完成冲线，比赛成绩为11.25s，问：
（1）该运动员百米赛跑全程的平均速度大小是多少？
（2）该运动员运动过程中的最大速度大小是多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）该运动员百米赛跑全程的平均速度大小
（2）设该运动员运动过程中的最大速度大小是，加速时间为，则
联立解得
20. 随着我国新农村建设不断深入，越来越多的农民住进了楼房，大家在喜迁新居的时候遇到了搬运大件家具的困难。如图为一人正在用自己设计的方案搬运家具到二楼，他用一悬挂于房檐点的小电机通过轻绳拉动家具缓慢上升，为避免家具与墙壁碰撞，需要他站在地面上用轻绳向外侧拖拽，绳与绳始终在同一竖直面内，某时刻绳与竖直方向的夹角为，绳与竖直方向的夹角为。已知家具的质量为，人的质量为。（已知，重力加速度取）。求：
（1）绳的拉力与绳的拉力大小；
（2）该人对地面的支持力和摩擦力；
（3）若某时刻轻绳OB突然断掉，则OB断掉的瞬间家具的加速度是多大？
【答案】（1），；（2），向竖直向上；，方向水平向左；（3）
【解析】
【详解】（1）以家具为对象，根据受力平衡，水平方向有
竖直方向有
联立解得
，
（2）以人对象，根据受力平衡，竖直方向有
水平方向有
联立解得
方向竖直向上
方向水平向左
（3）若某时刻轻绳OB突然断掉，则家具会沿绳子的切线方向运动，根据牛顿第二定律
解得
21. 相对传统的护林员巡查，无人机巡查具有效率高、地形适应能力强等优势，利用无人机高空定位，可以实时捕捉森林火警、秸秆焚烧等有效信息，大大提高了巡查工作的速度和效率。已知无人机质量M=1.7kg，假设动力系统能提供的升力的最大值，上升过程中能达到的最大速度为，竖直飞行时所受空气阻力大小恒为；固定在无人机下方铁杆上的监测摄像头，质量，其所受空气阻力不计。（已知当地的重力加速度）
（1）无人机以最大升力竖直起飞，求达到最大速度时所上升的高度；
（2）无人机以最大升力竖直起飞时，求铁杆对摄像头的作用力大小；
（3）现要让无人机从地面竖直起飞，最终悬停在某一高度的空中（悬停指到指定位置时，无人机的速度刚好减为0，且升力变为等于重力，在对应位置保持平衡），要求在内实现悬停，求其能上升的最大高度。
（4）若无人机悬停在距离地面高度H=14.5m处时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动并提供向上的升力。为保证设备不损坏，无人机落地的速度不能超过，求无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间t1.
【答案】（1）36m；（2）3.6N；（3）78m；（4）1.25s
【解析】
【详解】（1）无人机以最大升力竖直起飞，做匀加速直线运动，对整体应用牛顿第二定律有
代入数据得
达到最大速度时所上升时的高度
36m
（2）无人机以最大升力竖直起飞时，根据
铁杆对摄像头的作用力大小
（3）无人机开始以最大升力匀加速运动
无人机最后关闭动力系统后匀减速运动
依题意有
无人机中间匀速运动
所以能上升的最大高度
（4）无人机失去升力坠落过程，做匀加速直线运动
恢复升力后向下减速运动过程
设恢复升力时的速度为，则有
解得
无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间
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