高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1浙江省杭州市上城區(qū)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題一、單選題（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.下列關(guān)于構(gòu)建物理模型及物理思想，表述正確的是（）A.力學(xué)中，將物體看成質(zhì)點，運用了極限思想法B.伽利略研究力與運動關(guān)系時，利用了實驗測量方法C.力的分解與合成，運用了等效替代法D.位移、速度、加速度的定義，都是運用比值定義法得出【答案】C【解析】A．力學(xué)中，將物體看成質(zhì)點，運用了理想模型法，選項A錯誤；B．伽利略研究力與運動關(guān)系時，利用了理想實驗方法，選項B錯誤；C．力的分解與合成，運用了等效替代法，選項C正確；D．速度、加速度的定義均采用了比值定義，但位移不是，故D錯誤。故選C。2.下面四個選項中的虛線均表示小鳥在豎直平面內(nèi)沿曲線從左向右加速飛行的軌跡，小鳥在軌跡最低點時的速度和空氣對它的作用力的方向可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】做曲線運動的物體，速度方向是曲線運動軌跡的切線方向，合力的方向在曲線運動的凹側(cè)，且需與速度方向成銳角，物體才能做加速運動。A．速度方向不是曲線運動軌跡的切線方向，故A錯誤；B．速度方向是曲線運動軌跡的切線方向，重力和F的合力作用力的方向可能在曲線運動的凹側(cè)，且與速度方向成銳角，小鳥可做加速運動，故B正確；C．速度方向是曲線運動軌跡的切線方向，重力和F的合力作用力的方向可能在曲線運動的凹側(cè)，但與速度方向成鈍角，小鳥做減速運動，故C錯誤；D．速度方向不是曲線運動軌跡的切線方向，且合作用力的方向不在曲線運動的凹側(cè)，故D錯誤。故選B。3.2024年3月20日，我國探月工程四期鵲橋二號中繼星成功發(fā)射升空。當(dāng)?shù)诌_距離月球表面某高度時，鵲橋二號開始進行近月制動，并順利進入捕獲軌道運行，如圖所示，軌道的半長軸約為。后經(jīng)多次軌道調(diào)整，進入凍結(jié)軌道運行，軌道的半長軸約為，周期約為。則鵲橋二號在捕獲軌道運行時（）A.周期小于B.近月點的速度小于遠月點的速度C.近月點的速度大于在凍結(jié)軌道運行時近月點的速度D.近月點的加速度大于在凍結(jié)軌道運行時近月點的加速度【答案】C【解析】A．凍結(jié)軌道和捕獲軌道的中心天體是月球，根據(jù)開普勒第三定律得整理得故A錯誤；B．鵲橋二號在捕獲軌道運行時，根據(jù)開普勒第二定律可知，近月點的速度大于遠月點的速度，故B錯誤；C．近月點從捕獲軌道到凍結(jié)軌道鵲橋二號進行近月制動，捕獲軌道近月點的速度大于在凍結(jié)軌道運行時近月點的速度，故C正確；D．兩軌道的近月點所受的萬有引力相同，根據(jù)牛頓第二定律可知，近月點的加速度等于在凍結(jié)軌道運行時近月點的加速度，故D錯誤。故選C。4.智能手機安裝軟件后，可利用手機上傳感器測量手機運動的加速度，帶塑膠軟殼的手機從一定高度由靜止釋放，落到地面上，手機傳感器記錄了手機運動的加速度a隨時間t變化的關(guān)系，如圖所示，g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。下列說法錯誤的是（）A.釋放時，手機離地面的高度為B.手機第一次與地面碰撞的作用時間為C.手機第一次與地面碰撞中所受最大彈力為自身重力的10倍D.0至內(nèi)圖線與橫坐標圍成的面積中，時間軸下方與上方的面積大小相等【答案】C【解析】A．由圖可知，時刻手機開始接觸地面，則內(nèi)做自由落體運動，釋放時，手機離地面的高度為故A正確，不滿足題意要求；B．由圖可知，時刻手機開始接觸地面，時刻手機開始離開地面，則手機第一次與地面碰撞的作用時間為，故B正確，不滿足題意要求；C．由圖可知，時刻手機的加速度最大，且方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律可得可得手機第一次與地面碰撞中所受最大彈力為自身重力的11倍，故C錯誤，滿足題意要求；D．由圖可知，時刻手機的加速度最大，此時手機受到地面的彈力最大，手機處于最低點，手機的速度為零，則時間內(nèi)手機的速度變化量為零，根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化量，可知0至內(nèi)圖線與橫坐標圍成的面積中，時間軸下方與上方的面積大小相等，故D正確，不滿足題意要求。故選C。5.在貴州臺盤村的“村超”籃球比賽中，山西星動力隊隊員罰球時，立定在罰球線后將籃球向斜上方拋出，投進一個空心球。設(shè)籃球受到的空氣阻力大小與瞬時速度大小成正比，已知重力加速度為，則在從離手到進入籃框的過程中，籃球（）A.運動軌跡是拋物線 B.到達最高點時的加速度為C.到達最高點時機械能最小 D.進入籃筐時的加速度最小【答案】D【解析】籃球在運動過程中受到重力和空氣阻力的作用，合力是變力，籃球的運動軌跡不是拋物線；籃球到達最高點時，由于存在水平速度，即存在空氣阻力作用，則籃球的加速度不是；籃球加速度隨著合力而變化，從離手到進入籃框的過程中，加速度越來越??；籃球在空中運動的過程中，空氣阻力一直做負功，機械能一直在減小，則進入籃筐時的加速度最小，機械能最小。故選D。6.北京時間2024年1月5日19時20分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用快舟一號甲運載火箭，成功將天目一號氣象星座15-18星（以下簡稱天目星）發(fā)射升空，天目星順利進入預(yù)定軌道，至此天目一號氣象星座階段組網(wǎng)完畢。天目星的發(fā)射變軌過程可簡化為如圖所示，先將天目星發(fā)射到距地面高度為h1的圓形軌道I上，在天目星經(jīng)過A點時點火實施變軌進入橢圓軌道II，最后在橢圓軌道的遠地點B點再次點火將天目星送入距地面高度為h2的圓形軌道III上，設(shè)地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，則天目星沿橢圓軌道從A點運動到B點的時間為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系在圓形軌道I上，根據(jù)萬有引力提供向心力橢圓軌道II的半長軸為根據(jù)開普勒第三定律解得天目星沿橢圓軌道II的周期為天目星沿橢圓軌道從A點運動到B點的時間為故選B。7.質(zhì)量均勻的鋼管，一端支在水平地面上，另一端被豎直細繩懸掛著。關(guān)于鋼管的受力情況，下列說法正確的是（）A.鋼管受到4個力的作用B.鋼管受到地面的摩擦力C.地面對鋼管的作用力方向豎直向上D.繩子對鋼管拉力大小等于鋼管的重力大小【答案】C【解析】ABC．若地面不存在，則鋼管不能保持圖中狀態(tài)，所以鋼管一定受到地面豎直向上的支持力作用；同理可知鋼管一定受到繩子豎直向上的拉力作用；因為水平方向合力為零，所以不受摩擦力作用。故鋼管受到豎直向下的重力、繩子豎直向上的拉力和地面豎直向上的支持力共3個力的作用，AB錯誤，C正確；D．根據(jù)平衡條件可知繩子對鋼管拉力與地面豎直向上的支持力的合力等于鋼管的重力大小，D錯誤。故選C。8.如圖所示，2021年2月我國“天問一號”火星探測器先由地火轉(zhuǎn)移軌道1進入火星停泊軌道2，進行相關(guān)探測后進入較低的軌道3開展科學(xué)探測，則探測器（）A.在軌道2與軌道3同一近火點的加速度相等B.在軌道2上近火點的機械能比遠火點的機械能小C.在軌道1上的運行速度不超過地球的第一宇宙速度D.在軌道2上近火點加速可進入軌道3【答案】A【解析】A．在軌道2與軌道3同一近火點只受萬有引力，產(chǎn)生的加速度相等，A正確；B．在軌道2上運動時，只有引力做功，則機械能不變，B錯誤；C．在軌道1上的運行速度要超過第二宇宙速度小于第三宇宙速度，C錯誤；D．在軌道2上近火點減速做近心運動可進入軌道3，D錯誤。故選A。9.如圖所示，水平傳送帶AB間的距離為16m，質(zhì)量分別為2kg、4kg的物塊P、Q，通過繞在光滑定滑輪上的細線連接，Q在傳送帶的左端且連接物塊Q的細線水平，當(dāng)傳送帶以8m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動時，Q恰好靜止。重力加速度g＝10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)傳送帶以8m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（）A.Q與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.6B.Q從傳送帶左端滑到右端所用的時間為2.4sC.整個過程中，Q相對傳送帶運動的距離為4.8mD.Q從傳送帶左端滑到右端的過程細線受到的拉力為20N【答案】C【解析】A．當(dāng)傳送帶以v=8m/s逆時針轉(zhuǎn)動時，Q恰好靜止不動，對Q受力分析知解得A錯誤；B．當(dāng)傳送帶突然以v=8m/s順時針轉(zhuǎn)動，做初速度為零的勻加速直線運動，有解得當(dāng)速度達到傳送帶速度即8m/s后，做勻速直線運動，勻加速的時間為解得勻加速的位移為則勻速運動時有Q從傳送帶左端滑到右端所用的時間為B錯誤；C．加速階段的位移之差為即整個過程中，Q相對傳送帶運動的距離為4.8m，C正確；D．當(dāng)Q加速時，對P分析有解得之后做勻速直線運動，有D錯誤。故選C。10.如圖，在某軍事演習(xí)區(qū)正上方距離地面4000m高空懸停著上萬只無人機形成無人機群（可視為質(zhì)點），每只無人機攜帶一顆炸彈，無人機群向水平方向及以下方向無死角的以初速度拋出炸彈，在距離地面2000m處設(shè)置面積為的攔截炸彈區(qū)，不計空氣阻力，以面積比為攔截炸彈比，取，，則攔截炸彈比約為（）A0.5 B.0.25 C.0.05 D.0.025【答案】D【解析】平拋的炸彈水平運動最遠，到達攔截區(qū)，根據(jù)平拋運動規(guī)律可知，以面積比為攔截炸彈比，攔截炸彈比約為故選D11.如圖所示，與水平面成的傳送帶以2m/s的速度順時針運行，質(zhì)量為1kg的物塊以4m/s的初速度從傳送帶底部滑上傳送帶，物塊恰好能到達傳送帶頂端。已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，物塊相對傳送帶運動時能在傳送帶上留下痕跡，但不影響物塊的質(zhì)量，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6．cos37°=0.8．下列說法正確的是（）A.傳送帶的底端到頂端的長度為1mB.物塊在傳送帶上向上運動的時間為1.2sC.物塊在傳送帶上向上運動的過程中留下的痕跡長度為1.25mD.物塊在傳送帶上向上運動的過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為3.75J【答案】B【解析】AB．物塊剛滑上傳送帶時的加速度大小為物塊從底端減速到與傳送帶共速所用時間為物塊與傳送帶共速后繼續(xù)做減速的加速度大小為根據(jù)題意可知，物塊到達頂端時，速度剛好減為0，則物塊與傳送帶共速到頂端所用時間為則物塊在傳送帶上向上運動的時間為傳送帶的底端到頂端的長度為故A錯誤，B正確；CD．物塊從底端向上減速到與傳送帶共速過程，與傳送帶發(fā)生的相對位移大小為物塊與傳送帶共速到頂端過程，與傳送帶發(fā)生的相對位移大小為由于共速前物塊相對傳送帶向上運動，共速后物塊相對傳送帶向下運動，則物塊向上運動過程，在傳送帶上留下的痕跡長度為物塊在傳送帶上向上運動的過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為故CD錯誤。故選B。12.質(zhì)量為1kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運動，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，重力加速度取g=10m/s2。則（）A.4s時物塊的運動反向B.8s時物塊回到初始位置C.5s時物塊的加速度大小為2m/s2D.0~8s時間物塊所受合力對其所做的功為2J【答案】D【解析】A．題意知0~4s內(nèi)，物體水平方向受到水平力F和摩擦力f，且故該段時間物體一直在加速運動，4s時F反向，分析可知此時合力方向與運動方向相反，故4s后物體減速運動，運動方向不變，故A錯誤；BC．題意知0~4s內(nèi)，物體做加速運動，物體加速度故4s時速度為該段時間內(nèi)位移題意知4~8s內(nèi)，物體加速度物體減到速度為0時，用時該過程位移為故7s后，物體反向加速運動，加速度故7~8s內(nèi)，物體位移綜合以上分析可知故8s時物塊未回到初始位置，故BC錯誤；D．以上分析可知，8s物體速度為全過程由動能定理得聯(lián)立以上得故D正確。故選D。13.為了更好地利用自然資源，某地區(qū)利用風(fēng)力發(fā)電為當(dāng)?shù)厣钌a(chǎn)提供電能，如圖所示。已知該地區(qū)的風(fēng)速約為10m/s，空氣的密度約為。若葉片旋轉(zhuǎn)形成的圓面截面積約為，風(fēng)通過旋轉(zhuǎn)的葉片約有速度減速為0，原速率穿過，不考慮其他能量損耗。一臺風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電功率約為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】由題意可知，一臺風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電功率約為故選A。二、不定項選擇題（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）14.下列說法正確的是（）A.圖甲中滾筒洗衣機脫水時，如果認為濕衣服在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，那么，濕衣服上的水在最高點更容易甩出B.圖乙中汽車通過拱形橋的最高點時，汽車處于失重狀態(tài)C.圖丙中當(dāng)火車以大于規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎時，外軌對車輪有側(cè)向壓力D.圖丁是在太空中用細線懸掛的小球，把小球拉到一定位置后用手指沿切線方向輕推，小球就會繞軸做勻速圓周運動。【答案】BCD【解析】A．滾筒洗衣機的脫水筒勻速旋轉(zhuǎn)，衣服在最高點和最低點時附著在潮濕衣服上的水的重力和衣服與水之間的附著力的合力提供向心力，在最高點在最低點聯(lián)立可得所以在最低點時，所需要附著力較大，更容易被甩出，故A錯誤；B．圖乙中汽車通過拱形橋的最高點時，加速度方向向下，汽車處于失重狀態(tài)，故B正確；C．圖丙中當(dāng)火車以大于規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎時，火車重力和規(guī)定的支持力不足以提供向心力，火車有離心運動趨勢，外軌對車輪有側(cè)向壓力，故C正確；D．圖丁是在太空中用細線懸掛的小球，小球處于完全失重狀態(tài)，把小球拉到一定位置后用手指沿切線方向輕推，細線拉力提供向心力，小球就會繞軸做勻速圓周運動，故D正確。故選BCD。15.新能源汽車的發(fā)展為了減少對傳統(tǒng)燃料的依賴，減少環(huán)境污染和減少溫室氣體的排放。如圖所示為某一型號汽車某次測試行駛時的加速度和車速倒數(shù)的關(guān)系圖像，若汽車質(zhì)量為，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為，下列說法正確的是（）A.汽車勻加速所需時間為B.汽車牽引力的額定功率為C.汽車車速為時，功率為D.汽車所受阻力為【答案】AB【解析】A．由圖可知，汽車在速度等于10m/s前，加速度不變?yōu)?，汽車是勻加速啟動的，根?jù)勻變速直線運動的基本規(guī)律可得s故A正確；BD．由圖可知，速度由10m/s到40m/s，加速度減小，汽車以額定功率行駛。汽車的最大速度為40m/s，之后汽車做勻速直線運動，此時當(dāng)m/s時，汽車的加速度，根據(jù)牛頓第二定律可得解得N，W故B正確，D錯誤；C．汽車在車速為5m/s時，汽車處于勻加速階段，加速度，有解得W故C錯誤。故選AB。三、實驗題（本題共2小題，共14分）16.在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，做如下探究：（1）為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系，可利用圖1所示裝置進行對比實驗。兩小車放在平板上，前端通過鉤碼牽引，后端各系一條細線，用板擦把兩條細線按在桌上小車靜止。抬起板擦，小車同時運動，一段時間后按下板擦，小車同時停下。兩小車的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比。關(guān)于實驗條件，下列正確________（選填選項前的字母）。A.小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同 B.小車質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同C.小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同 D.小車質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量相同（2）某同學(xué)為了定量驗證（1）中得到的初步關(guān)系，設(shè)計實驗并得到小車加速度與質(zhì)量的組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示。在圖2所示的坐標紙上已經(jīng)描好了組數(shù)據(jù)點，請將余下的一組數(shù)據(jù)描在坐標紙上，并作出圖像_______。次數(shù)（3）在探究加速度與力的關(guān)系實驗之前，需要思考如何測“力”。請在圖3中畫出小車受力的示意圖______。為了簡化“力”的測量，下列說法不正確的是：______（選填選項前的字母）。A.使小車沿傾角合適的斜面運動，小車受力可等效為只受繩的拉力B.若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力C.無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D.讓小車的運動趨近于勻速運動，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力【答案】（1）A（2）（3）BC【解析】小問1解析】為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，必須控制小車所受拉力相同，所以讓小車的質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同。故選A?！拘?解析】圖像可知第四組數(shù)據(jù)沒畫出，結(jié)合表格數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)描點和圖像如圖所示【小問3解析】小車受到繩子拉力F、支持力、重力mg、阻力，受力的示意圖如下A．使小車沿傾角合適的斜面運動，小車所受重力沿斜面的分力剛好等于小車所受的摩擦力，則小車受力可等效為只受繩的拉力，故A正確，不符合題意；B．若斜面傾角過大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小車所受合力將大于繩的拉力，故B錯誤，符合題意；C．由牛頓第二定律可知，無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都大于繩的拉力，故C錯誤，符合題意；D．當(dāng)小車的運動為勻速時，由平衡可知，砂和桶的重力近似等于繩的拉力，故D正確，不符合題意。故選BC。17.某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證輕彈簧和物塊（帶有遮光條）組成的系統(tǒng)機械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調(diào)。物塊釋放前，細線與彈簧和物塊的拴接點A、B在同一水平線上，且彈簧處于原長?；嗁|(zhì)量和一切摩擦均不計，細線始終伸直。物塊連同遮光條的總質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈性勢能（x為彈簧形變量），重力加速度為g，遮光條的寬度為d，物塊釋放點與光電門之間的距離為l（d遠小于l）。現(xiàn)將物塊由靜止釋放，記錄物塊通過光電門的時間t。（1）某次實驗中物塊從B點靜止釋放，記錄l，和對應(yīng)的時間t，物塊通過光電門時的動能為________，此時彈簧的彈性勢能為________；若要驗證輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，則在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗證的關(guān)系式是________（三空均用k，t，m，d，l和g其中的字母表示）。（2）某同學(xué)為了更精確地完成實驗，多次改變光電門的位置，重復(fù)實驗，每次物塊均從B點靜止釋放，記錄多組l和對應(yīng)的時間t。①他以l為橫軸，為縱軸，做出圖像，如圖2所示，他發(fā)現(xiàn)此圖像為一條曲線，為了方便數(shù)據(jù)處理應(yīng)該將此曲線轉(zhuǎn)化成一條直線，那么他應(yīng)該做的圖像是________（填字母）。A．圖像B．圖像C．圖像②做出①中的直線，理論上此直線的斜率的絕對值為________（用m，d，k表示）?！敬鸢浮浚?）（2）①.C②.【解析】【小問1解析】（1）實驗中物塊從B點靜止釋放，記錄l，和對應(yīng)的時間t，物塊通過光電門時的動能為此時彈簧的彈性勢能為若要驗證輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，則在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗證的關(guān)系式是即【小問2解析】①為了方便數(shù)據(jù)處理應(yīng)該將此曲線轉(zhuǎn)化成一條直線，根據(jù)整理得到那么他應(yīng)該做的圖像是圖像。故選C。②做出①中的直線，根據(jù)可得理論上此直線的斜率的絕對值為四、計算題（本題共4小題，共41分）18.跳臺滑雪是一種勇敢者的滑雪運動，運動員穿專用滑雪板，在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺飛出，在空中飛行一段距離后著陸?，F(xiàn)有某運動員從跳臺a處沿水平方向飛出，在斜坡b處著陸，如圖所示。測得間的距離為40m，斜坡與水平方向的夾角為30°，試計算運動員在a處的速度大小和在空中飛行的時間。不計空氣阻力，g取10。有興趣的同學(xué)可以計算一下運動員在空中離坡面的最大距離?！敬鸢浮?，2s，【解析】運動員從a處運動到b處，做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律解得根據(jù)運動的合成與分解，當(dāng)運動員的速度方向與坡面平行時，運動員離坡面最遠，則解得根據(jù)正交分解法，將運動員的運動分解到垂直斜面向上方向和沿斜面向下方向的兩個分運動，在沿斜面方向為勻加速直線運動，初速度加速度在垂直斜面面方向上，做勻減速直線運動，初速度加速度設(shè)最遠距離為h，則解得19.汽車安全行駛過程中蘊藏著豐富的力學(xué)原理。（1）在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離。當(dāng)前車緊急剎車停止時，后車司機可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不與前車相撞。如果一輛汽車在高速公路上行駛的速度為，汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)，假設(shè)人的反應(yīng)時間為0.5s，g取。通過計算說明該路況下的安全距離。（2）安全帶能通過感應(yīng)車的加速度自動鎖定，其簡化原理如圖1所示。在平直路面上剎車的過程中，敏感球沿傾角為的底座斜面上滑到與汽車具有相同加速度的位置，同時頂起敏感臂，使其處于水平狀態(tài)并卡住卷軸外的齒輪，鎖定安全帶。此時敏感臂對敏感球的壓力大小為F，敏感球質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略敏感球所受摩擦力，求汽車此時的加速度a。（3）某試驗汽車的剎車裝置包括電力制動和機械制動兩部分。圖2是該汽車剎車過程中加速度a的大小隨速度v的變化曲線。已知電力制動產(chǎn)生的阻力大小與車速成正比，剎車過程中汽車還受到隨車速減小而減小的空氣阻力。分析說明汽車從50m/s減速到3m/s過程中，在哪個速度附近所需機械制動最強？【答案】（1）（2），方向與前進方向相反（3）3m/s【解析】【小問1解析】在反應(yīng)時間內(nèi)汽車前進的距離剎車后汽車做勻減速直線運動剎車后汽車前進的距離解得安全距離【小問2解析】對敏感球受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律解得方向與前進方向相反?！拘?解析】制動過程中，汽車受到的阻力是由電力制動、機械制動和空氣阻力共同引起的。電力制動產(chǎn)生的阻力大小與車速成正比；空氣阻力隨速度的減小而減??；由圖線，根據(jù)牛頓第二定律，汽車在10m/s至3m/s區(qū)間所需合力最大。綜合以上分析，汽車在3m/s的速度附近所受空氣阻力及電力制動產(chǎn)生的阻力最小，故所需機械制動最強。?20.如圖所示，半徑為的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸重合。轉(zhuǎn)臺靜止不轉(zhuǎn)動時，將一質(zhì)量為可視為質(zhì)點的小物塊放入陶罐內(nèi)，小物塊恰能靜止于陶罐內(nèi)壁的A點，且A點與陶罐球心O的連線與豎直軸成角，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取，求：（1）物塊與陶罐內(nèi)壁之間的動摩擦因數(shù)為多少；（2）當(dāng)物塊在A點隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且不受摩擦力時陶罐的角速度為多少；（3）若物塊仍在陶罐中的A點隨陶罐一起勻速轉(zhuǎn)動且角速度為，則陶罐給物體的彈力和摩擦力大小為多少。【答案】（1）（2）5rad/s（3）N，N【解析】【小問1解析】物塊受力如圖甲所示由平衡條件得且解得【小問2解析】物塊受力如圖乙所示由圓周運動的條件得圓周運動半徑解得rad/s【小問3解析】當(dāng)轉(zhuǎn)臺的角速度為時，由于該角速度小于5rad/s，則物塊有向內(nèi)滑的趨勢，可知摩擦力沿切線向上，則有解得N，N21.北京成為世界上第一個既舉辦過夏季奧運會，又舉辦冬季奧運會的城市。我國運動員在202