2021-2022学年广东省深圳市盐田高级中学高一（下）期中物理试卷

这是一份2021-2022学年广东省深圳市盐田高级中学高一（下）期中物理试卷，共27页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．（4分）关于下列四幅图叙述正确的是
A．如图中，公路上对各类汽车都有限速，是因为汽车速度越大惯性越大
B．如图中，神舟十三飞船返回地球时打开降落伞减速下降，伞绳对返回舱的作用力大于返回舱对伞绳的作用力
C．如图伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间
D．如图是伽利略利用“实验逻辑推理”的思想，来验证力是维持物体运动原因的实验装置
2．（4分）小娟、小明两人共提一桶水，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为，两人手臂间的夹角为，水和水桶的总重力为，则下列说法中正确的是
A．当为时，B．不管为何值，
C．当时，D．越大时越小
3．（4分）2022年4月16日神舟13号胜利返回地面，查资料知道返回前神舟13号飞船会在离地高为轨道上绕地做圆周运动再择机返回地面，飞船在轨道上做圆周运动的周期为，已知地球半径，万有引力常量，则地球的质量为
A．B．
C．D．
4．（4分）在今年东京奥运会女子单人10米跳台决赛中，14岁中国小女孩全红婵完美夺冠，全程教科书级别发挥几乎没有扣分点，第一次参加奥运会就开启全红婵的跳水时代。如图所示是全红婵比赛时其竖直分速度随时间变化的关系，以其离开跳台为计时起点。则
A．时刻进入水面
B．时刻运动员到达最高点
C．时间内运动员速度方向竖直向上
D．全红婵对跳板施加压力之后跳板才对全红婵施加支持力
5．（4分）一质量为、带有挂钩的球形物体套在倾角为的细杆上，并能沿杆匀速下滑，若在挂钩上再吊一质量为的物体，让它们沿细杆下滑，如图所示，则球形物体
A．仍匀速下滑B．沿细杆加速下滑
C．受到细杆的摩擦力不变D．受到细杆的弹力不变
6．（4分）一名中学生正在进行网球截击训练，网球从墙面上离地高处以的速度水平弹回，该同学接到球时网球离地高度近（不计空气阻力，取，则此时球拍到墙的水平距离约为
A．B．C．D．
7．（4分）甲图为深圳“湾区之光”大转轮全景图，已知“湾区之光”摩天轮是一种轿厢自转式摩天轮，轿厢厢体通过轿厢圆环固定在大转轮外侧，如图乙所示，在大转轮绕转轴转动时，轿厢厢体也在轿厢圆环内自转，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样。如果大转轮绕转轴顺时针匀速旋转，则轿厢厢体
A．轿厢厢体自转方向为顺时针方向
B．轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度相等
C．轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样
D．丙图中、两轿厢中的观光者受到的向心力均相同
8．（6分）两物体、置于粗糙水平面上，中间用细线相连，现用一力作用在物体上，已知，，，，，，求物体的共同加速度及中间细线上的张力多大
A．B．C．D．
9．（6分）某悬臂吊车在运送货物，货物在水平方向的图像和竖直方向运动的图象如图所示甲、乙所示以下判断正确的是
A．在内，物体做直线运动
B．在内，物体受到的合外力沿轴方向
C．在第末，物体的瞬时速度为
D．在第末物体离出发点的距离为
10．（6分）如图所示，滑梯斜面长为，与水平面的夹角为，水平部分长为，不计斜面与水平面处的能量损失。一质量为的小朋友双手抱于胸前从斜面顶端从静止开始下滑，小朋友与滑梯表面的动摩擦因数为0.4，重力加速度取，不计空气阻力，则
A．小朋友在斜面上运动的加速度大小为
B．整个过程小朋友重力做功为
C．整个过程滑梯对小朋友的弹力的功率为零
D．若小朋友抱着一玩具由静止滑下，则小朋友克服摩擦力做功更多（与不抱玩具相比）
11．（6分）如图所示，甲、乙两图、两球质量相等，图甲中、两球用轻质杆相连，图乙中、两球用轻质弹簧相连，均用细绳悬挂在天花板下处于静止状态，则在两细绳烧断的瞬间
A．图甲中轻杆的作用力为零
B．图甲中两球的加速度一定相等
C．图乙中两球的加速度一定相等
D．图甲中球的加速度是图乙中球加速度的一半
二、实验题（共14分）
12．（5分）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤如下：
如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的点，另一端拴上两绳套，每个绳套上均连着一个弹簧测力计。
沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力、的大小。用笔在两绳的方向上分别标记、两点，并分别将其与点连接，表示两拉力的方向。
换用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至点，记录拉力的大小并用上述方法记录其方向。
（1）对于上述实验过程，下列说法中正确的是 。
只需要记录弹簧测力计的示数
和绳拉力的方向应与木板平面平行
图甲中点离点太近，为了减小误差，应在离点较远处确定的位置上
用一只弹簧秤拉橡皮筋时，橡皮筋的长度只需与用两只弹簧秤拉时一样长即可
（2）该实验中某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力和，图中小正方形的边长表示，两力的合力用表示，、与的夹角分别为和，下列说法正确的是 。
（3）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中 （选填或是和合力的真实值。
13．（9分）某同学在用频闪照相“探究物体的平抛运动规律”时，让小球多次从斜槽上滚下，并被水平抛出，在坐标纸上依次记下小球的频闪照相位置如图所示（点为小球的抛出点）。
（1）在图中描出小球的运动轨迹。
（2）根据这张图片，判断小球在竖直方向的分运动分别有什么特点 ，请简述判断理由 。
（3）频闪照相周期为，根据这张图片，小球做平抛运动的初速度是 ，当地重力加速度是 （计算结果保留三位有效数字）。
三、解答题（写出解题步骤和必要的文字说明，只写答案不给分，9+12+13＝34分）
14．（9分）图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随绳（带缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，求：
（1）图乙中的建筑工人发生险情处离地多高；
（2）加速下滑和减速下滑两过程中钢丝绳对工人的拉力之差。
15．（12分）如图所示，质量为、大小不计的小球用两根长度相等、不可伸长的细绳系于竖直杆上，随杆在水平面内做匀速圆周运动。的距离等于绳长为。（重力加速度求：
（1）细绳刚被拉直时，小球做圆周运动的角速度；
（2）当小球做圆周运动的角速度时，细绳和的拉力；
（3）小球做圆周运动的角速度从零逐渐增大，试分析小球的重力势能随角速度的增大而怎样变化。（取点所在平面为零势面）
16．（13分）2022年冬奥会将于2月4号在北京举行，冰壶运动是冬奥运比赛的项目，它考验参与者的体能与脑力，展现动静之美，取舍之智慧现对运动员推动冰壶滑行过程建立如图所示模型：冰壶质量，运动员施加的推力，方向与水平方向夹角为，冰壶在推力作用下做匀速直线运动，取，求：
（1）冰壶与冰面的动摩擦因数；
（2）运动员以的水平速度将冰壶投出，求冰壶能在冰面上滑行的过程中克服摩擦力做的功；
（3）若运动员仍以的水平速度将冰壶投出，滑行一段距离后，其队友在冰壶前方摩擦冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数变为原来的，再滑过被毛刷摩擦过的冰面长度为停止运动，与不摩擦冰面相比，冰壶多滑行的距离。
2021-2022学年广东省深圳市盐田高级中学高一（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（1-7题为单选题，每题4分；8-11题为多选题，每题6分；28+24＝52分）
1．（4分）关于下列四幅图叙述正确的是
A．如图中，公路上对各类汽车都有限速，是因为汽车速度越大惯性越大
B．如图中，神舟十三飞船返回地球时打开降落伞减速下降，伞绳对返回舱的作用力大于返回舱对伞绳的作用力
C．如图伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间
D．如图是伽利略利用“实验逻辑推理”的思想，来验证力是维持物体运动原因的实验装置
【答案】
【分析】惯性大小与速度无关；相互作用力大小相等，方向相反。根据伽利略的斜面实验的原理与结论判断。
【解答】解：、质量是惯性大小的唯一量度，惯性大小与速度无关，故错误；
、神舟十三飞船返回地球时打开降落伞减速下降，伞绳对返回舱的作用力和返回舱对伞绳的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，故错误；
、伽利略的所带时间的测量没有现在精确，伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间，故正确；
、伽利略利用理想斜面实验，结合“实验逻辑推理”的思想，来验证力不是维持物体运动原因的实验装置，故错误。
故选：。
【点评】本题考查牛顿运动定律，熟练掌握牛顿第一二三定律是解题关键，同时需熟悉伽利略的实验。
2．（4分）小娟、小明两人共提一桶水，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为，两人手臂间的夹角为，水和水桶的总重力为，则下列说法中正确的是
A．当为时，B．不管为何值，
C．当时，D．越大时越小
【答案】
【分析】分析水桶的受力情况，分析平衡条件，求解小娟、小明的手臂受到的拉力大小与重力的关系。由于两人手臂均与竖直方向成 角，根据对称性可知，两人对水桶的拉力大小相等，从而根据列式，即可求解。
【解答】解：小娟、小明的手臂对水桶的拉力大小为，设小娟、小明的手臂夹角成角，根据对称性可知，两人对水桶的拉力大小相等，则根据平衡条件得：
解得：
、当为时，，可得：，故正确，错误；
、当，，则；故错误；
、根据可知，当越大时，越大，故错误。
故选：。
【点评】本题要根据对称性得出两人对水桶的拉力大小相等，再由竖直方向力平衡即可求出小娟、小明的手臂受到的拉力大小与重力的关系，是解题的关键。
3．（4分）2022年4月16日神舟13号胜利返回地面，查资料知道返回前神舟13号飞船会在离地高为轨道上绕地做圆周运动再择机返回地面，飞船在轨道上做圆周运动的周期为，已知地球半径，万有引力常量，则地球的质量为
A．B．
C．D．
【答案】
【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力求出地球质量．
【解答】解：卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：
解得：
故正确，错误；
故选：。
【点评】向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．该类的题目中，运用万有引力提供向心力列出等式．然后应用要结合的圆周运动的知识解决问题．
4．（4分）在今年东京奥运会女子单人10米跳台决赛中，14岁中国小女孩全红婵完美夺冠，全程教科书级别发挥几乎没有扣分点，第一次参加奥运会就开启全红婵的跳水时代。如图所示是全红婵比赛时其竖直分速度随时间变化的关系，以其离开跳台为计时起点。则
A．时刻进入水面
B．时刻运动员到达最高点
C．时间内运动员速度方向竖直向上
D．全红婵对跳板施加压力之后跳板才对全红婵施加支持力
【答案】
【分析】在图象中，速度的正负代表运动的方向，根据图象可以分析人的运动情况，明确作用力与反作用力大小相等方向相反，同时产生变化。
【解答】解：、全红婵起跳时的速度方向向上，可知，时刻速度为零，说明全红婵达到最高点，然后从最高点开始向下做加速运动，当接触水面后开始做减速运动，在时刻进入水面，故正确，错误；
、根据速度的正负表示速度方向，知时间内，速度方向竖直向上，则时间段速度方向竖直向下，时间内运动员速度方向竖直向下，故错误；
、红婵对跳板施加压力与跳板才对全红婵施加支持力是作用力与反作用力，同时产生，故错误；
故选：。
【点评】本题考查对速度—时间图象的理解，要知道在速度时间图象中，直线的斜率代表的是加速度，速度的符号表示速度的方向。
5．（4分）一质量为、带有挂钩的球形物体套在倾角为的细杆上，并能沿杆匀速下滑，若在挂钩上再吊一质量为的物体，让它们沿细杆下滑，如图所示，则球形物体
A．仍匀速下滑B．沿细杆加速下滑
C．受到细杆的摩擦力不变D．受到细杆的弹力不变
【答案】
【分析】对球形物体和所挂重物整体分析，受重力、支持力和摩擦力，根据平衡条件列式分析即可。
【解答】解：、不挂重物时，球形物体受重力、支持力和摩擦力而匀速下滑，根据平衡条件，在平行斜面方向，有：，
在垂直斜面方向，有：，
其中：，
联立解得：；
当挂钩挂重物后，对球形物体和所挂重物整体，在平行斜面方向：，
垂直斜面方向：，
联立解得：，故整体依然做匀速直线运动；故正确错误；
、由上面的分析知：不挂重物时，，，
当挂钩挂重物后，，，所以摩擦力变大，弹力变大，故错误；
故选：。
【点评】本题关键是建立斜面模型，知道物体在粗糙的斜面上匀速下滑时满足，与物体的质量无关，基础题目。
6．（4分）一名中学生正在进行网球截击训练，网球从墙面上离地高处以的速度水平弹回，该同学接到球时网球离地高度近（不计空气阻力，取，则此时球拍到墙的水平距离约为
A．B．C．D．
【答案】
【分析】网球从墙面上水平弹回做平抛运动，可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，根据分位移公式求解此时球拍到墙的水平距离。
【解答】解：网球从墙面上水平弹回做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，则有可得网球从墙面到球拍历时，球拍到墙的水平距离，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题的关键要知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，在懂得运动分解的基础上运用运动学公式解答。
7．（4分）甲图为深圳“湾区之光”大转轮全景图，已知“湾区之光”摩天轮是一种轿厢自转式摩天轮，轿厢厢体通过轿厢圆环固定在大转轮外侧，如图乙所示，在大转轮绕转轴转动时，轿厢厢体也在轿厢圆环内自转，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样。如果大转轮绕转轴顺时针匀速旋转，则轿厢厢体
A．轿厢厢体自转方向为顺时针方向
B．轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度相等
C．轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样
D．丙图中、两轿厢中的观光者受到的向心力均相同
【答案】
【分析】乘客参与两个运动，一个绕轿厢圆环匀速转动，另一个随轿厢一起绕大转轮点匀速转动，由于乘客相对轿厢始终处于最低处，故轿厢的转动方向与大转轮方向相反，乘客从坐上轿厢开始，当大转轮运动一周时轿厢也运动一周，故二者周期相同，但是由于乘客所处位置不同，质量不一定相等，到点距离不同，故向心力方向一定不同，大小可能不同。
【解答】解：根据题意可知为了保证轿厢厢体中乘客始终处于轿厢的最低处，大转轮顺时针旋转时，轿厢厢体自转方向必须为逆时针方向，且轿厢厢体边沿各点到点的距离不等，故轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度不相等，故错误；
根据题意可知，当大转轮旋转一周时，轿厢厢体也自转一周，故二者周期一样，故正确；
、两个轿厢的角速度相同，但是两个乘客到点的距离不同，而且每位乘客还要绕各自的轿厢圆环转动，两乘客的位置不同，质量也不一定相同，故向心力方向一定不同，大小可能不同，故错误。
故选：。
【点评】本题考查匀速圆周运动的叠加，乘客同时参与两个圆周运动，根据已知和圆周运动的规律判断合运动的特点、受力特点。
8．（6分）两物体、置于粗糙水平面上，中间用细线相连，现用一力作用在物体上，已知，，，，，，求物体的共同加速度及中间细线上的张力多大
A．B．C．D．
【答案】
【分析】对组成的整体根据牛顿第二定律求得加速度，然后隔离，根据牛顿第二定律求得细线拉力。
【解答】解：把、看成一个整体，有
对分析，有，联立解得：，，故错误，正确；
故选：。
【点评】熟练应用整体法和隔离体法解答连接体问题，隔离体法要隔离受力个数少的物体，减少运算量。
9．（6分）某悬臂吊车在运送货物，货物在水平方向的图像和竖直方向运动的图象如图所示甲、乙所示以下判断正确的是
A．在内，物体做直线运动
B．在内，物体受到的合外力沿轴方向
C．在第末，物体的瞬时速度为
D．在第末物体离出发点的距离为
【答案】
【分析】由图看出，物体在方向做匀速直线运动，方向做匀加速直线运动，根据运动的合成分析物体的运动情况；根据运动学公式分别求出末的速度以及内质点位移．
【解答】解：、由图可知物体沿轴做匀速直线运动，沿轴做初速度为零的匀加速直线运动，所以其运动的轨迹为曲线，故错误；
、物体沿轴做匀速直线运动，沿轴做初速度为零的匀加速直线运动，可知物体沿方向不受力，物体受到的合外力沿轴方向，故正确；
、物体沿方向的速度：；物体沿方向的加速度，故末，沿轴的速度为，合速度为，故错误；
、内质点沿轴方向的位移大小为，沿轴的位移为，故合位移为，故末质点离坐标原点的距离为，故正确。
故选：。
【点评】本题采用程序法分析物体的运动情况，根据运动的合成法求解物体的位移和速度，并掌握图像和图像的应用，及两者的区分。
10．（6分）如图所示，滑梯斜面长为，与水平面的夹角为，水平部分长为，不计斜面与水平面处的能量损失。一质量为的小朋友双手抱于胸前从斜面顶端从静止开始下滑，小朋友与滑梯表面的动摩擦因数为0.4，重力加速度取，不计空气阻力，则
A．小朋友在斜面上运动的加速度大小为
B．整个过程小朋友重力做功为
C．整个过程滑梯对小朋友的弹力的功率为零
D．若小朋友抱着一玩具由静止滑下，则小朋友克服摩擦力做功更多（与不抱玩具相比）
【答案】
【分析】根据牛顿第二定律解得加速度；根据重力做功公式解得；根据功能关系分析。
【解答】解：、对下朋友受力分析，根据牛顿第二定律有：，代入数据解得：，故错误；
、根据重力做功公式有：，代入数据解得：，故错误；
、整个过程滑梯对小朋友的弹力不做功，所以弹力的功率为零，故正确；
、根据功能关系，小朋友重力势能转化为摩擦力做功，所以当质量增加时，重力势能增大，则摩擦力做功越多，故正确；
故选：。
【点评】本题涉及力在空间的效果，要优先考虑功能关系，运用功能关系，要注意选择研究过程，分析能量转化的情况。
11．（6分）如图所示，甲、乙两图、两球质量相等，图甲中、两球用轻质杆相连，图乙中、两球用轻质弹簧相连，均用细绳悬挂在天花板下处于静止状态，则在两细绳烧断的瞬间
A．图甲中轻杆的作用力为零
B．图甲中两球的加速度一定相等
C．图乙中两球的加速度一定相等
D．图甲中球的加速度是图乙中球加速度的一半
【答案】
【分析】根据两细绳烧断的瞬间弹簧弹力不能突变，杆的弹力会突变，分析两细绳烧断的瞬间，图甲和图乙中所受合外力，即可得到各自的加速度．
【解答】解：两细绳烧断前，对球的作用力大小为，因突然两细绳烧断的瞬间弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以两细绳烧断瞬间，图乙中球所受合力仍为零，加速度为零，球所受合力为，加速度为；
图甲中，两细绳烧断瞬间，、的加速度相同，设为。以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：，得．设图甲中轻杆的作用力为．再以为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得，即图甲中轻杆的作用力一定为零，故图乙中球的加速度是图甲中球加速度的2倍；故正确，错误；
故选：。
【点评】本题考查牛顿第二定律的应用，要注意明确弹簧的弹力不能突变，而杆的弹力瞬间发生变化；同时注意明确整体法与隔离法的正确应用．
二、实验题（共14分）
12．（5分）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤如下：
如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的点，另一端拴上两绳套，每个绳套上均连着一个弹簧测力计。
沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力、的大小。用笔在两绳的方向上分别标记、两点，并分别将其与点连接，表示两拉力的方向。
换用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至点，记录拉力的大小并用上述方法记录其方向。
（1）对于上述实验过程，下列说法中正确的是 。
只需要记录弹簧测力计的示数
和绳拉力的方向应与木板平面平行
图甲中点离点太近，为了减小误差，应在离点较远处确定的位置上
用一只弹簧秤拉橡皮筋时，橡皮筋的长度只需与用两只弹簧秤拉时一样长即可
（2）该实验中某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力和，图中小正方形的边长表示，两力的合力用表示，、与的夹角分别为和，下列说法正确的是 。
（3）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中 （选填或是和合力的真实值。
【答案】（1）（2）（3）
【分析】（1）实验采用的是作图法求合力，故需要记录两个弹簧测力计的示数和拉力方向；为了记录的数据更加真实准确，减小实验误，和绳拉力的方向应与木板平面平行；
（2）根据力的图示方法，用平行四边形理论作出两分力的合力，由图可知力的情况；
（3）根据白纸上的结果可知，根据两分力做出来的是理论值，因此是两合力的真实值。
【解答】解：（1）、实验采用的是作图法求合力，故需要记录两个弹簧测力计的示数和拉力方向，故错误；
、为了记录的数据更加真实准确，减小实验误，和绳拉力的方向应与木板平面平行，故正确；
、图甲中点离点太近，为了减小误差，应在离点较远处确定的位置，故正确；
、为了保证力的作用效果相同，用一只弹簧秤拉橡皮筋与用两只弹簧秤拉时，将橡皮筋拉到同一位置，故错误；
故选：。
（2）根据力的图示方法，用平行四边形理论作出两分力的合力，由图可知，合力，，，，故错误，正确；
（3）如图乙所示，是通过平行四边形定则作图所得，为实验的理论值，由于实验误差可知是和合力的真实值。
故答案为：（1）（2）（3）
【点评】本题考查验证力的平行四边形定则，解题关键掌握实验原理与实验操作，注意合力真实值与理论值的分析。
13．（9分）某同学在用频闪照相“探究物体的平抛运动规律”时，让小球多次从斜槽上滚下，并被水平抛出，在坐标纸上依次记下小球的频闪照相位置如图所示（点为小球的抛出点）。
（1）在图中描出小球的运动轨迹。
（2）根据这张图片，判断小球在竖直方向的分运动分别有什么特点 初速度为零的匀加速直线运动 ，请简述判断理由 。
（3）频闪照相周期为，根据这张图片，小球做平抛运动的初速度是 ，当地重力加速度是 （计算结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）如上图所示；（2）初速度为零的匀加速直线运动；见解析；（3）1.50；10.0
【分析】（1）用平滑的曲线将轨迹连接起来即可；
（2）根据竖直方向上的位移之比得出竖直方向的运动特点；
（3）根据水平方向的运动特点计算出初速度，结合竖直方向的运动公式得出重力加速度。
【解答】解：（1）用平滑曲线将轨迹点连接起来，画出的小球运动轨迹如下：
（2）由图可以看出，小球在第二个位置时，纵坐标约为，小球在第三个位置时，纵坐标约为，小球在第四个位置时，纵坐标约为，小球在第五个位置时，纵坐标约为，纵坐标的比值为，符合初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间的关系，所以竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动；
（3）由图可知，在内，小球在水平方向的位移约为，则小球的初速度为：
由
可得：
故答案为：（1）如上图所示；（2）初速度为零的匀加速直线运动；见解析；（3）1.50；10.0
【点评】本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动在不同方向的运动特点，结合运动学公式即可完成分析。
三、解答题（写出解题步骤和必要的文字说明，只写答案不给分，9+12+13＝34分）
14．（9分）图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随绳（带缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，求：
（1）图乙中的建筑工人发生险情处离地多高；
（2）加速下滑和减速下滑两过程中钢丝绳对工人的拉力之差。
【答案】（1）图乙中的建筑工人发生险情处离地；
（2）加速下滑和减速下滑两过程中钢丝绳对工人的拉力之差为。
【分析】（1）根据图像与时间轴所围的面积表示位移，来求解发生险情处离地面的高度；
（2）根据图像的斜率求出工人加速下滑时加速度，结合牛顿第二定律求解钢丝绳对工人的拉力大小；根据图像的斜率求出工人减速下滑时加速度，结合牛顿第二定律求解钢丝绳对工人的拉力大小，即可求得。
【解答】解：（1）根据速度图像与时间轴的面积表示位移，则发生险情处离地面的高度为
（2）.根据速度图像的斜率表示加速度，则加速下滑阶段有
根据牛顿第二定律有
解得
同理减速下滑阶段加速度为
根据牛顿第二定律有
解得
故△
答：（1）图乙中的建筑工人发生险情处离地；
（2）加速下滑和减速下滑两过程中钢丝绳对工人的拉力之差为。
【点评】解答本题时，要知道图像与时间轴所围的面积表示位移，图像的斜率表示加速度，结合牛顿第二定律即可求得。
15．（12分）如图所示，质量为、大小不计的小球用两根长度相等、不可伸长的细绳系于竖直杆上，随杆在水平面内做匀速圆周运动。的距离等于绳长为。（重力加速度求：
（1）细绳刚被拉直时，小球做圆周运动的角速度；
（2）当小球做圆周运动的角速度时，细绳和的拉力；
（3）小球做圆周运动的角速度从零逐渐增大，试分析小球的重力势能随角速度的增大而怎样变化。（取点所在平面为零势面）
【答案】（1）细绳刚被拉直时，小球做圆周运动的角速度为；
（2）当小球做圆周运动的角速度时，细绳和的拉力分别为和；
（3）小球做圆周运动的角速度从零逐渐增大，故小球的重力势能增大，当绳被拉直后，小球的位置不变，故小球的重力势能不随角速度增大而改变。
【分析】（1）对小球进行受力分析，由牛顿第二定律即可求出角速度；
（2）根据小球的受力分析求出绳子的拉力；
（3）根据受力变化分析势能的变化规律。
【解答】解：（1）设刚伸直时小球做圆周运动的角速度为，
此时与竖直方向夹角为，拉力为0，
球受力如图甲所示，
联立解得：
（2）当时，、上都有拉力，设分别为、，
受力分析如图丙，
联立解得
（3）由（1）（2）可知，在绳没被拉直前，小球随着运动的角速度增大而不断升高，故小球的重力势能增大，当绳被拉直后，小球的位置不变，故小球的重力势能不随角速度增大而改变。
答：（1）细绳刚被拉直时，小球做圆周运动的角速度为；
（2）当小球做圆周运动的角速度时，细绳和的拉力分别为和；
（3）小球做圆周运动的角速度从零逐渐增大，故小球的重力势能增大，当绳被拉直后，小球的位置不变，故小球的重力势能不随角速度增大而改变。
【点评】本题考查了牛顿第二定律、平衡条件的应用，小球水平方向合力充当向心力，竖直方向合力为零。
16．（13分）2022年冬奥会将于2月4号在北京举行，冰壶运动是冬奥运比赛的项目，它考验参与者的体能与脑力，展现动静之美，取舍之智慧现对运动员推动冰壶滑行过程建立如图所示模型：冰壶质量，运动员施加的推力，方向与水平方向夹角为，冰壶在推力作用下做匀速直线运动，取，求：
（1）冰壶与冰面的动摩擦因数；
（2）运动员以的水平速度将冰壶投出，求冰壶能在冰面上滑行的过程中克服摩擦力做的功；
（3）若运动员仍以的水平速度将冰壶投出，滑行一段距离后，其队友在冰壶前方摩擦冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数变为原来的，再滑过被毛刷摩擦过的冰面长度为停止运动，与不摩擦冰面相比，冰壶多滑行的距离。
【答案】（1）冰壶与冰面的动摩擦因数为0.02；
（2）冰壶能在冰面上滑行的过程中克服摩擦力做的功为；
（3）与不摩擦冰面相比，冰壶多滑行的距离为。
【分析】（1）根据对冰壶的受力分析结合平衡条件列式计算出动摩擦因数；
（2）根据牛顿第二定律和运动学公式计算出冰壶的位移，结合功的计算公式完成分析；
（3）根据牛顿第二定律结合运动学公式分析出冰壶的位移，结合位置关系完成分析。
【解答】解：（1）由受力分析知，的水平分力为
根据平衡条件
解得：
（2）冰壶受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为
根据运动学公式有
解得：
克服摩擦力做功
解得：
（3）通过摩擦过的冰面的摩擦系数是原来的，设此时加速度大小为，则有
解得：
设冰壶刚上摩擦过的冰面时的速度为，在没摩擦过的冰面上运动的位移为
由运动学公式可知：
在摩擦过的冰面上滑动位移是
则有
则与没摩擦过相比多滑的距离△
解得：△
答：（1）冰壶与冰面的动摩擦因数为0.02；
（2）冰壶能在冰面上滑行的过程中克服摩擦力做的功为；
（3）与不摩擦冰面相比，冰壶多滑行的距离为。
【点评】本题主要考查了动能定理的相关应用，根据牛顿第二定律和运动学公式分析出冰壶的运动，再结合动能定理即可完成分析。
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