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    浙江省浙南名校联盟2023-2024学年高一上学期12月联考物理试题(Word版附解析)
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    浙江省浙南名校联盟2023-2024学年高一上学期12月联考物理试题(Word版附解析)

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    这是一份浙江省浙南名校联盟2023-2024学年高一上学期12月联考物理试题(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,可能用到的相关参数,21m/s等内容,欢迎下载使用。

    考生须知:
    1.本试题卷共8页,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.
    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.
    5.可能用到的相关参数:重力加速度g取
    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. 下列物理量是矢量,且对应单位用国际单位制表示正确的是( )
    A. 位移B. 重力
    C. 温度KD. 速率
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.位移是矢量,对应的单位用国际单位制表示是m,选项A错误;
    B.重力是矢量,对应的单位用国际单位制表示是,选项B正确;
    C.温度是标量,对应的单位用国际单位制表示是K,选项C错误;
    D.速率是标量,对应的单位用国际单位制表示是,选项D错误。
    故选B。
    2. 2023年10月3日晚,在杭州奥体中心体育场进行的田径女子米接力决赛中,由梁小静、韦永丽、袁琦琦、葛曼棋组成的中国队以43秒39的成绩率先冲过终点,夺得冠军。下列说法正确的是( )
    A. 接力赛起点不在同一直线,目的是使参加比赛的运动员位移大小相等
    B. 研究运动员接棒动作时,不可以把运动员看作质点
    C. 梁小静在第一棒的起跑很快,说明她的速度很大
    D. 本次比赛,中国运动员的平均速度约为9.21m/s
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.接力赛起点不在同一直线,目的是使参加比赛的运动员路程大小相等,而不是位移,故A项错误;
    B.研究运动员接棒动作时,其运动员的形状和大小不可以忽略,所以不可以把运动员看做质点,故B项正确;
    C.梁小静在第一棒的起跑很快,说明她的速度变化很快,即她的加速度比较大,故C项错误;
    D.其起点和终点在同一个位置,其位移为零,根据平均速度公式
    所以为平均速度为0,故D项错误。
    故选B。
    3. 滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式,飞机跑道的前一部分是水平的,跑道尾段略微向上翘起,假设某飞机滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动,前一段的加速度为,位移为,后一段的加速度为,位移为,飞机离舰时的速度为( )
    A. B. C. D.
    【答案】D
    【解析】
    【详解】第一段加速时
    第二段加速时
    解得
    故选D。
    4. 甲乙两人从同一位置沿直线骑自行车同时行进,以起点为坐标原点、行进方向为正方向建立坐标系,此后甲乙两人速度的平方与它们位置坐标的关系如图所示。下列说法正确的是( )

    A. 甲一开始匀速行驶了
    B. 减速阶段,甲的加速度小于乙的加速度
    C. 甲和乙会在处相遇
    D. 甲车始终在乙车的后面
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A.由图可知,甲一开始以速度10m/s匀速行驶了5m,用时间,选项A正确;
    B.根据
    可知图像的斜率为2a,由图像的斜率可知,减速阶段,甲的加速度为a甲=3.75m/s2,乙的加速度a乙=2.5m/s2,即甲的加速度大于乙的加速度,选项B错误;
    C.甲到达x=15m处的时间为
    乙到达x=15m处的时间为
    则甲和乙不会在处相遇,选项C错误;
    D.由图像可知,经过相同位置时,甲的速度始终大于乙,即甲的平均速度较大,用时间较短,即经过相同位置时,甲总是首先到达,则甲始终在乙的前面,则选项D错误。
    故选A。
    5. 如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )

    A. 小车静止时,F = mgsinθ,方向沿杆向上
    B. 小车静止时,F = mgcsθ,方向垂直于杆向上
    C. 小车向右匀速运动时,一定有F = mg,方向竖直向上
    D. 小车向右匀速运动时,一定有F > mg,方向可能沿杆向上
    【答案】C
    【解析】
    【详解】小球受重力和杆的作用力F处于静止状态或匀速直线运动状态时,由力的平衡条件知,二力必等大反向,则
    F = mg,方向竖直向上
    故选C。
    6. 子弹以初速度垂直射入紧密叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后的速度恰好变为0,可以把子弹视为质点,已知木板的厚度均为d,认为子弹在各块木板中运动的加速度恒定且相同,则下列说法正确的是( )
    A. 子弹穿过前10块木板所用的时间为
    B. 子弹加速度大小为
    C. 子弹穿过第15块木板时速度为
    D. 子弹穿过前15块木板的平均速度为
    【答案】D
    【解析】
    【详解】AB.设子弹的加速度为a,由速度位移关系公式可得
    解得
    负号表示加速度方向与子弹的初速度方向相反,即加速度大小为,子弹穿过前10块木板后的速度
    解得
    解得
    AB错误;
    C.子弹穿过第15块木板时速度为
    代入数据解得
    C错误;
    D.子弹穿过前15块木板的平均速度为
    D正确。
    故选D。
    7. 如图所示,一个攀岩者两只手抓住岩壁静止悬在空中,下列说法正确的是( )

    A. 攀岩者的手对岩壁的压力是岩壁发生形变导致的
    B. 人对岩壁的作用力方向竖直向下
    C. 保持姿势不变,攀岩者手对岩壁的压力越大,受到的摩擦力也越大
    D. 攀岩者攀爬的高度越高,所受的重力越大
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.受力物体是岩壁,施力物体是人手,压力是由施力物体攀岩者的手发生形变而产生的,故A错误;
    B.攀岩者两只手抓住岩壁静止悬在空中,处于静止状态,岩壁对人的作用力大小与其重力大小相等、方向相反,所以人对岩壁的作用力与人受到的重力大小相等,方向竖直向下,故B正确;
    C.人受到的摩擦力为静摩擦力,压力增大,影响滑动摩擦力的大小,但是静摩擦力的大小等于人重力的分力,位置不变,大小不变,故C错误;
    D.虽然高度增加,但是重力加速度不变,故人所受的重力不变,故D错误。
    故选B。
    8. 蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动,深受年轻人喜爱,从游客跳出高台直至最后在空中静止下来的整个运动过程中,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
    A. 游客落到最低点时,加速度为零
    B. 游客离开高台瞬间,其速度和加速度都为零
    C. 游客下落过程中,绳子刚被拉直时,速度达到最大
    D. 绳子刚被拉直后,游客的加速度先变小后变大
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.游客落到最低点时,速度为零,此时弹力大于重力,则加速度向上,不为零,选项A错误;
    B.游客离开高台瞬间,其速度为零,加速度为g,选项B错误;
    C.游客下落过程中,绳子刚被拉直时,此时重力大于绳子的弹力,加速度向下,则仍要加速运动,当弹力与重力相等时速度达到最大,选项C错误;
    D.绳子刚被拉直后,开始阶段重力大于弹力,加速度向下,随着弹力的增加,则加速度减小,直到弹力等于重力时加速度为零;以后弹力大于重力,加速度向上,且逐渐变大,到达最低点时加速度最大,则整个过程游客的加速度先变小后变大,选项D正确。
    故选D。
    9. 如图所示,光滑水平面上有两个质量分别为和的木块1和2,中间用一条轻杆连接,两木块的材料相同,现用力F向右拉木块2,当两木块一起向右做匀加速直线运动时,已知重力加速度为g,此时轻杆的作用力为;现在用力F沿倾角为的斜面向上推木块1,使两木块一起沿斜面向上做匀加速直线运动,此时轻杆的作用力为,斜面与两物体的动摩擦因数为,则等于( )
    A. B. C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【详解】当两物块在水平面上时,由牛顿第二定律可知
    对物块1
    解得
    当两物块在斜面上时,由牛顿第二定律可知
    对物体2
    解得

    故选B。
    10. 渔业作业中,鱼虾捕捞上来后,通过“鱼虾分离装置”,实现了机械化分离鱼和虾,降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置”简化为如图所示模型,分离器出口与顺时针运转的传送带有一定的高度差,鱼虾落在传送带上时有沿着传送带向下的初速度,随后虾从传送带下方掉落,鱼从传送带上方掉落,实现分离。下列说法正确的是( )
    A. “虾”掉落到传送带后,可能沿着传送带向下做加速直线运动
    B. “鱼”掉落到传送带后,马上沿着传送带向上做加速直线运动
    C. “虾”在传送带上运动时,摩擦力对“虾”的运动是动力作用
    D. “鱼”在传送带上运动时,加速度方向先向下后向上
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A.虾从传送带下方掉落,若虾的重力沿传送带斜面向下的分力大于虾受到的摩擦力,则“虾”向下做加速直线运动,即“虾”掉落到传送带后,可能沿着传送带向下做加速直线运动,故A正确;
    B.鱼在掉落到传送带后,有一个沿传送带斜面向下的初速度,故不可能马上向上做加速直线运动。鱼先向下减速到速度为零后,变为向上的加速运动,故B错误;
    C.虾向下运动与传送带运动方向相反,虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上,摩擦力对虾做负功,摩擦力对“虾”的运动是阻力作用,故C错误;
    D.鱼在掉落到传送带后,受到的摩擦力的方向一直向上,所以有向上的加速度,后来如果加速到与传送带共速,加速度就为零,故D错误。
    故选A。
    11. 小明通过站在力传感器上完成“下蹲”、“站起”动作来研究超重和失重现象。传感器记录了压力随时间变化的图像,纵坐标为压力F,横坐标为时间t。由甲、乙两图像可知( )

    A. 图甲是先“下蹲”后“站起”
    B. “站起”过程中人先超重后失重
    C. 图乙从a到b过程,人的重力先增大后减小
    D. 图乙内该同学做了2次“下蹲-站起”的动作
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.人在下蹲的过程中,先向下做加速运动,加速度向下,力传感器示数先变小;后做减速运动,加速度向上,力传感器示数变大,经历先失重后超重,最后停下等于重力,故A错误;
    B.“站起”过程中,人先做加速向上运动,加速度向上,处于超重状态;后向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态,故B正确;
    C.图乙从a到b过程,力传感器的示数先变大后变小,可人的重力不变,故C错误;
    D.人在下蹲的过程中,先向下做加速运动,后做减速运动,最后停下,即力传感器的示数先变小后变大,最后等于人的重力,人站起过程中,人先做加速向上运动,后向上做减速运动,最后停下,即力传感器的示数先变大后变小,最后等于人的重力,因此图乙内该同学做了各1次“下蹲-站起”的动作,故D错误。
    故选B。
    12. 如图所示是小明同学做的一个实验,他将一个质量的木板放在光滑的水平地面上,在木板上放着一个质量的物块。物块静止,弹簧处于压缩状态,弹簧右端固定在木板右侧的挡板上,弹力为1N。现沿水平向左的方向对木板施加作用力F,使木板由静止开始运动,运动中力F由0逐渐增加到8N的过程中,以下说法正确的是( )
    A. 物块受到的摩擦力一直减小
    B. 物块与木板一直保持相对静止
    C. 木板受到4N的拉力时,物块受到的摩擦力为1N
    D. 要让物块与木板之间始终保持相对静止,它们间的动摩擦因数一定要大于等于0.4
    【答案】B
    【解析】
    【详解】AC.当物块受到静摩擦力为零时,有
    解得
    当外力为零时,对物块进行受力分析,物块受到水平向右的静摩擦力的作用,当外力F增大时,对于木板与物块的整体来说,其整体将做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有
    对物块有
    所以在加速度小于时,当加速度增加,摩擦力减小,并最终减为0。当加速度为时,带入上述公式,可以求得
    当加速度大小大于时,物块受到的摩擦力方向向左,则此时对物块有
    当加速度增加时,静摩擦力大小增加。综上所述,物块受到的静摩擦力大小为先减小后增大,故AC错误;
    B.当外力F为8N时,对整体有
    解得
    对物块有
    解得
    所以整个运动过程物块受到的静摩擦力大小不会大于1N,结合题意可知静摩擦力大小始终小于最大静摩擦力,即物块与木板之间始终保持静止,故B项正确;
    D.要使其保持相对静止,即静摩擦力没有达到最大值,有
    解得
    故D项错误。
    故选B。
    13. 如图所示,四分之一圆柱体P放在水平地面上,圆心O的正上方有一个大小可忽略的定滑轮A,一根轻绳跨过定滑轮,一端和置于圆柱体P上,质量为m的小球连接,另一端系在固定竖直杆上的B点,一质量为钩码挂在间的轻绳上,整个装置处于静止状态。除圆柱体与地面之间的摩擦以外,其它摩擦不计。若在钩码下方再加挂一个钩码,整个装置再次处于静止状态时,小球依然处于圆柱体P上,则此时与先前整个装置处于静止状态时相比( )

    A. 地面对P的摩擦力减小B. P对小球的弹力增大
    C. 轻绳的张力增大D. P对地面的压力减小
    【答案】A
    【解析】
    【详解】BC.对小球受力分析如图所示

    小球受重力、P对小球的支持力以及绳子对小球的拉力,小球在三个力的作用下始终处于静止状态,由相似三角形可得
    式中为定滑轮左侧栓接小球绳子的长度。当在钩码下方再加挂一个钩码时,到小球再次静止的过程中,钩码将下移,小球将沿圆柱体P上移,小球再次静止时,由于AO、mg、R不变,而L减小,则根据相似三角形可知N不变,T减小,即轻绳的张力减小,P对小球的弹力不变,故BC错误;
    A.将小球与圆柱体P看成一个整体,根据以上分析可知,绳子的拉力T减小,设绳子与竖直方向的夹角为,则可知减小,而绳子拉力T在水平方向的分力大小与地面对P的摩擦力大小相等、方向相反,即有
    由此可知地面对P的摩擦力减小,故A正确;
    D.设圆柱体的质量为,分析可知,小球对圆柱体P的压力在竖直方向的分力(为与竖直方向的夹角)与圆柱体的重力之和大小等于地面对圆柱体的支持力,即有
    由于不变,而减小,则可知增大,导致增大,而根据牛顿第三定律可知,圆柱体对地面的压力大小增大,故D错误。
    故选A。
    二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12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4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分)
    14. 下列有关物理学史和物理学方法的说法中,正确的是( )
    A. 当不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际的物体,采用了理想模型法
    B. 伽利略研究自由落体运动时,通过斜面“冲淡”重力的作用,并在此基础上合理外推:当斜面的倾角为时,小球做自由落体运动
    C. 牛顿首先提出了力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因
    D. 由可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比
    【答案】ABD
    【解析】
    【详解】A.当不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际的物体,采用了理想模型法,选项A正确;
    B.伽利略研究自由落体运动时,通过斜面“冲淡”重力的作用,并在此基础上合理外推:当斜面的倾角为时,小球做自由落体运动,选项B正确;
    C.伽利略首先提出了力不是维持物体运动原因,力是改变物体运动状态的原因,选项C错误;
    D.由可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比,选项D正确。
    故选ABD。
    15. 如图所示,水平轻绳和倾斜轻弹簧N的某一端均与小球a相连,另一端分别固定在竖直墙和天花板上,轻弹簧N与竖直方向的夹角为,小球a与轻弹簧M连接,小球b悬挂在弹簧M另一端上,两球均静止,若a、b两球完全相同,且质量均为m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
    A. 水平轻绳的拉力大小为
    B. 剪断水平轻绳的瞬间,b球的加速度大小为g
    C. 剪断水平轻绳的瞬间,轻弹簧M对小球a的弹力大小为
    D. 剪断水平轻绳的瞬间,a球的加速度大小为
    【答案】CD
    【解析】
    【详解】A.对ab整体分析可知,水平轻绳的拉力大小为
    选项A错误;
    BC.剪断水平轻绳的瞬间,弹簧M的弹力不变,轻弹簧M对小球a的弹力大小仍为,b球的加速度大小为0,选项B错误,C正确;
    D.剪断水平轻绳的瞬间,两边弹簧的弹力不变,a球受合外力等于
    则此时a球的加速度大小为
    选项D正确。
    故选CD。
    16. 质量为m的物体A,在倾角为的斜面上下滑,如图所示。则( )
    A. 若A沿斜面匀速下滑,在A上放置物体B,AB也一起匀速下滑
    B. 若A沿斜面匀速下滑,在A上施加竖直向下的恒力,A还是匀速下滑
    C. 若A沿斜面匀速下滑,在A上施加沿斜面向下恒力后,地面给斜面的摩擦力水平向右
    D. 若A沿斜面加速下滑,在A上施加竖直向下的恒力,则A仍加速下滑且加速度变大
    【答案】ABD
    【解析】
    【详解】A.若A沿斜面匀速下滑,则
    若在A上放置物体B,则表达式
    仍成立,即AB仍一起匀速下滑,故A正确;
    B.若A沿斜面匀速下滑,在A上施加竖直向下的恒力,则表达式
    仍成立,A还是匀速下滑,故B正确;
    C.若A沿斜面匀速下滑,对整体分析可知,地面对斜面无摩擦力作用,此时物块对斜面有垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力;在A上施加沿斜面向下的恒力后,物块对斜面的压力和摩擦力不变,则地面给斜面仍无摩擦力作用,故C错误;
    D.若A沿斜面加速下滑,则
    在A上施加竖直向下的恒力,则

    即A仍加速下滑且加速度变大,故D正确。
    故选ABD。
    三、实验题(本题共2小题,共14分)
    17. (1)下列器材中,实验“探究小车速度随时间的变化规律”、实验“探究加速度与力、质量的关系”、都需要用到的实验器材有______(填选项前的字母)。

    (2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是_______。
    A.
    B.
    C.
    D.
    (3)如图是实验中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器的工作频率为,则打B点时车速_______,小车的加速度______(结果均保留2位有效数字)。

    【答案】 ①. ABD ②. D ③. 0.25 ④. 0.75
    【解析】
    【详解】(1)[1]实验“探究小车速度随时间的变化规律”和实验“探究加速度与力、质量的关系都需要木板构成的轨道,刻度尺测量位移,打点计时器在纸带上打点,而天平只在“探究加速度与质量的关系实验”需要称质量,故两个实验均需要的器材为ABD。
    (2)[2]重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,对重物有
    mg-T=ma
    对小车,有
    T=Ma
    解得
    故当M>>m时,有T≈mg,才能用钩码的重力代替绳的拉力,故D符合要求。
    故选D
    (3)[3]相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,则计数点间的时间为
    B点为AC段的中间时刻点,根据匀变速直线运动的推论平均速度等于中间时刻的瞬时速度,有
    [4]由匀变速直线运动的判别式,结合连续相等时间的六段位移由逐差法有
    18. 安妮同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时:
    (1)以下实验操作最合理的是_________

    (2)以下为该同学在作平行四边形时的某一瞬间(直尺固定),其中操作的正确是______

    (3)该同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。将弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的挂钩处系一细线,把细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处,手持弹簧测力计B水平向左拉,使O点缓慢地向左移动,且总保持弹簧测力计B的拉力方向不变,不计弹簧测力计所受的重力,两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程,则弹簧测力计A、B的示数FA、FB的变化情况是( )

    A. FA一直减小,FB一直增大 B. FA一直增大,FB一直增大
    C. FA一直增大,FB先增大后减小 D. FA先减小后增大,FB一直增大
    【答案】 ①. C ②. C ③. B
    【解析】
    【详解】(1)[1]实验中两条细线之间的夹角不易过大或过小,大小要适当,且拉力的方向应该与木板平行,图A中拉力的夹角过大;图D中拉力的夹角过小;图B中细线与木板不平行,故选C。
    (2)[2]做平行四边形的平行线时,三角尺应该紧贴直尺的一边移动三角尺,故图C正确;
    (3)[3]以O点为研究对象,其受力变化如同所示:

    由图可知,开始时弹簧A处于竖直状态,其拉力大小等于Mg,B弹簧拉力为零,当O点左移时,弹簧A与竖直方向的夹角在增大,由受力图可知FA变大,FB变大,故ACD错误,B正确。
    故选B。
    四、计算题(本题共3小题,共35分,解答计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位.)
    19. 智能感应门被广泛应用在各类现代建筑中。如图乙为某一商场的感应门示意图,当人靠近时,中间的两扇移动门(图乙中的阴影部分)就会分别向两边开启。已知每扇门的宽度为,当人靠近时两扇移动门向两边各移1.8m。某次开门程序设计为:门开启过程中先做的匀加速运动,达到移动速度后匀速运动一段距离,最后以相等的加速度大小做匀减速运动,完全开启时速度刚好为零。
    (1)两扇移动门共打开0.9m时人才能通过,请问需要等待多长时间;
    (2)求门完全开启所需要的时间。
    【答案】(1)0.75s;(2)
    【解析】
    【详解】(1)设初速度为零的匀加速阶段的位移为,时间为,有
    解得
    加速阶段一扇门移动的距离为0.45m,则两扇门共移动距离为0.9m,恰好可以让人通过,所以人需要等待的时间为加速阶段的时间,则有
    解得
    (2)由题可知,门完全开启共经历3个阶段,第一阶段初速度为零的匀加速阶段,第二阶段匀速阶段,第三阶段末速度为零的匀减速阶段。设第一阶段的位移为,时间为,第二阶段的位移为,时间为,第三阶段的位移为,时间为,门开启时间为T,
    则由题可知
    由于加速阶段的加速度与减速阶段的加速度大小相同,且加速阶段的初速度为0,末速度为1.2m/s,减速阶段的初速度为1.2m/s,末速度为0。结合之前的分析,以及根据运动的对称性可知
    对于匀速阶段有
    所以第二阶段的时间
    所以开门的总时间为
    20. 为应对火灾、地震等紧急情况,某学校设计了如图所示逃生滑梯,只需按下紧急开关,窗外的充气泵就会对气囊开始充气,生成一条连接窗口与地面的斜面,人员以正确的姿势从窗口滑梯下来,就能顺利逃离现场了,若气囊滑梯高度,气囊所构成的斜面长度为,一个质量为的人沿气囊滑下时的阻力是取,求:
    (1)该人从气囊顶端静止下滑所需的时间t;
    (2)人们通过改变斜面长度l以缩短逃生时间(因高度h不可变)。出于安全考虑,人员在气囊上加速度不得大于,若阻力大小不变,求轨道的最小长度。
    【答案】(1);(2)
    【解析】
    【详解】(1)设气囊与水平方向夹角为,根据几何关系
    人下滑过程,根据牛顿第二定律
    根据匀变速直线运动规律
    解得

    (2)当加速度时,气囊长度最小,此时
    根据牛顿第二定律
    解得
    21. 如图所示为某一游戏的局部简化示意图,滑块从开始运动到停下来为一次完整的游戏过程。质量为的滑块在A点受到与水平方向成拉力F作用,拉力大小为,使滑块静止从A点运动到B点,到B点撤去外力,滑块滑过以的顺时针匀速运行的传送带上,恰能冲到光滑的斜面的最高点。倾斜直轨道固定在竖直放置的半径为的圆形支架上,C为圆形的最低点。滑块始终在同一竖直平面内运动。其中滑块与面间的动摩擦因数,与传送带表面的动摩擦因数的长度为;长度为,斜面高,传送带与水平方向的夹角为。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,所有接触面平滑连接。()求:
    (1)滑块在段运动的加速度及到达B点的时间;
    (2)滑块第一次到达C点时速度的大小;
    (3)滑块从A点运动到D点的时间。
    【答案】(1),方向水平向右,;(2);(3)
    【解析】
    【详解】(1)根据题意,滑块从A向B运动,由牛顿第二定律有
    解得
    方向水平向右,由运动学公式有
    解得
    则到达B点时间为
    (2)根据上述分析可知,小物块从B点上滑传送时的速度为
    则滑块沿斜面向上加速运动,由牛顿第二定律有
    解得
    小物块加速到与传送带速度相等,则有
    解得
    运动的位移为
    此时,滑动摩擦力变成静摩擦力,小物块与传送带保持相对静止匀速运动,则运动到的速度为
    所需时间为
    (3)小物块上斜面做匀减速运动,由几何关系可得
    由运动学公式有
    解得
    则滑块从A点运动到D点的时间
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