精品解析：福建省福州外国语学校2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

福州外国语学校2023-2024学年高一下学期期中考试物理卷 满分：100分；考试时间：75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 树叶从空中下落的轨迹如图所示，P为轨迹上一点，下列说法正确的是（　　） A. 树叶经P点时的速度一定为0 B. 树叶经P点时的加速度一定为0 C. 树叶经P点时的加速度的方向与轨迹相切 D. 树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P 2. 一辆汽车在水平平直公路上由静止开始启动，汽车的输出功率与速度的关系如图所示，当汽车速度达到后保持功率不变，汽车能达到的最大速度为。汽车运动过程中所受阻力恒定，速度从达到所用时间为，下列说法正确的是（　　） A. 在阶段汽车做变加速运动 B. 在阶段汽车做匀加速运动 C. 汽车受到的阻力大小为 D. 在阶段汽车运动的位移大于 3. 如图所示，某同学把一块橡皮从桌边推出后做平抛运动，初速度为，测得桌面离地面的高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则（　　） A. 橡皮从离开桌面到落地的时间为 B. 橡皮的水平位移为 C. 橡皮落地时的速度大小为 D. 橡皮落地点与抛出点的连线与水平地面的夹角正切值为 4. 如图所示，斜面倾角为θ，从此斜面上顶端O点以速度将一小球水平抛出，它恰能落在斜面底端B点处。现将小球以速度v从O点水平抛出，恰好落在斜面的中点A点，据此则有（ ） A. 落在A点与落在B点的时间之比为2∶1 B. C. 落在A点与落在B点的动能之比为 D. 若小球以速度从O点水平抛出，落点一定在A、B两点之间 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，一个轻质弹簧下端固定在足够长的光滑斜面的最底端，弹簧上端放上物块A，A与弹簧不拴接。对A施加沿斜面向下的力使弹簧处于压缩状态，撤去外力释放物块A，A沿斜面向上运动到最大位移过程中，以下说法正确的是（　　） A. 物块A的动能先增大后减小 B. 物块A的机械能保持不变 C. 弹簧的弹性势能与物块A的动能之和一直减小 D. 物块A从释放到离开弹簧过程中加速度一直减小 6. 如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。已知O点是M点在地面上的竖直投影，，不考虑空气阻力的影响。下列说法中正确的是（ ） A. 两小球的下落时间之比为1:4 B. 两小球的下落时间之比为1:1 C. 两小球的初速度大小之比为1:4 D. 两小球的初速度大小之比为1:3 7. 某同学以一定的初速度竖直向上抛出质量为m＝1kg的物体，物体上升到最高点后又返回抛出点。若运动中空气阻力的大小恒为f＝2.5N，g取10m/s²，则（ ） A. 全程重力做的功为零 B. 全程物体克服空气阻力做的功为100J C. 上升过程中物体重力势能增加了40J D. 上升过程空气阻力的平均功率小于不降过程空气阻力的平均功率 8. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（　　） A. 物块的质量为 B. 物块所受摩擦力 C. 物块在最高点时重力势能为 D. 物块上滑过程克服摩擦力做功为 第II卷（非选择题） 三、填空题（共12分） 9. 如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为f，则此过程中子弹动能的变化量为________，子弹与木块间因摩擦产生的热量为________。 10. 一位同学在水平面上进行跳远训练，该同学以与水平面成大小为4m/s的速度离开地面腾空（如图所示），不计空气阻力，取g=10m/s2，该同学可视为质点。则该同学在空中运动的时间为___________s，该同学跳远距离是________。（，） 11. 一质量的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知在时物体处于直角坐标系的坐标原点且沿y方向的初速度为0，运动过程中物体的位置坐标与时间的关系为，则物体在时速度大小为___________；时水平外力的大小为___________N。 四、实验题（共16分） 12. 用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后在Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验操作合理的有______ A. 安装斜槽轨道，需使其末端保持水平 B. 背板应保持竖直 C. 每次钢球需从斜槽同一位置由静止释放 D. 每次必须等距离的下降挡板，记录钢球位置 E. 钢球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些 （2）请在图中选择最合理抛出点位置______（填写“甲”“乙”或“丙”）。 （3）在“探究平抛运动水平方向分运动的特点”的实验中，将白纸换成方格纸，每个小方格边长。实验记录了钢球在运动中的4个点迹，如图所示，则______（填“>”或“<”），该钢球做平抛运动的初速度为______m/s．（计算结果保留两位有效数字） （4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体______ A. 在水平方向上做匀速直线运动 B. 在竖直方向上做自由落体运动 C. 在下落过程中机械能守恒 13. 实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架，如图甲所示，框架上装有两个光电门，都可上下移动；框架的竖直部分贴有刻度尺，零刻度线在上端，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为m的小铁球吸住。一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小v1和v2。多次改变两个光电门的位置，得到多组x1和x2、v1和v2的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。 （1）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度v=______。 （2）当地的重力加速度为______（用k表示）。 （3）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门1时的机械能表达式为______（用题中的x1、x2、m、v1、v2、k表示） 五、解答题（共32分） 14. 如图所示，质量m=10kg的物体，在斜向下的推力F作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知与水平方向的夹角，，重力加速度g取10m/s2，求： （1）推力F的功率； （2）物体前进10m的过程中摩擦力所做的功。 15. 风洞试验主要采用人工的方式产生并且控制气流，在风洞中安置飞行器或其它物体模型，研究气体流动与模型的相互作用，从而了解实际物体的空气动力学特性。某次风洞实验室中可以产生沿水平方向、大小可调节的风力。如图所示，将一个质量为m的小球放入风洞实验室的光滑水平地面上的O点，小球以初速度水平向右抛出，此时调节水平风力的大小为恒定值F，F的方向始终与初速度的方向垂直，最后小球运动到水平地面上的P点。已知O、P两点连线与初速度方向的夹角为。求： （1）小球从O点运动到P点的时间t； （2）小球运动到P点时的速度大小v； （3）小球从O点运动到P点的位移大小L。 16. 如图是工人传输货物的示意图，工人甲把质量货物从倾斜轨道的顶端A点由静止释放，货物从轨道的底端B点（B点处有一段长度不计的小圆弧）滑上放置在水平地面上的长木板。长木板的右端到达反弹装置左端C点的瞬间，货物刚好运动到长木板的最右端且与长木板达到共速，此时工人乙控制机械抓手迅速把货物抓起放到存货区，长木板进入反弹装置，反弹后长木板的最左端返回B点时恰好静止。已知倾斜轨道AB的长度，倾斜轨道AB与水平方向的夹角为，BC段的长度，长木板的长度，货物与倾斜轨道以及长木板间的动摩擦因数，长木板与地面的动摩擦因数，重力加速度，取，求： （1）货物到达B点时的速度多大； （2）长木板的右端刚到C点时货物的速度多大； （3）长木板在反弹过程中损失的能量与长木板刚接触反弹装置时的能量比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州外国语学校2023-2024学年高一下学期期中考试物理卷 满分：100分；考试时间：75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 树叶从空中下落的轨迹如图所示，P为轨迹上一点，下列说法正确的是（　　） A. 树叶经P点时的速度一定为0 B. 树叶经P点时的加速度一定为0 C. 树叶经P点时的加速度的方向与轨迹相切 D. 树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P 【答案】D 【解析】 【详解】B．根据图像可知，树叶做曲线运动，速度不断发生变化，即速度的变化量不等于0，可知，树叶经P点时的加速度一定不为0，故B错误； A．根据图像可知，树叶做曲线运动，速度不断发生变化，可知，树叶经P点时的速度不一定为0，故A错误； C．树叶做曲线运动，所受外力的合力方向指向轨迹内侧，可知，树叶经P点时的加速度的方向与轨迹不相切，故C错误； D．根据平均速度的表达式有 可知，平均速度的方向与位移方向相同，树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P，故D正确。 故选D。 2. 一辆汽车在水平平直公路上由静止开始启动，汽车的输出功率与速度的关系如图所示，当汽车速度达到后保持功率不变，汽车能达到的最大速度为。汽车运动过程中所受阻力恒定，速度从达到所用时间为，下列说法正确的是（　　） A. 在阶段汽车做变加速运动 B. 在阶段汽车做匀加速运动 C. 汽车受到的阻力大小为 D. 在阶段汽车运动的位移大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知汽车的速度在阶段，功率与速度成正比，说明牵引力的大小不变，汽车做匀加速运动，选项A错误； B．汽车的速度在阶段，牵引力的功率不变，牵引力随速度的增大而减小最后速度达到最大，汽车做加速度减小的变加速运动，选项B错误； C．当牵引力与阻力相等时，速度最大，则阻力 选项C错误； D．汽车的速度在阶段，加速度逐渐减小，平均速度大于，根据 所以选项D正确。 故选D。 3. 如图所示，某同学把一块橡皮从桌边推出后做平抛运动，初速度为，测得桌面离地面的高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则（　　） A. 橡皮从离开桌面到落地的时间为 B. 橡皮的水平位移为 C. 橡皮落地时的速度大小为 D. 橡皮落地点与抛出点的连线与水平地面的夹角正切值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．橡皮从离开桌面后做平抛运动，下落过程中 解得下落时间为 故A错误； B．水平方向上橡皮不受外力，则 故B错误； C．下落过程中 橡皮落地时的速度大小为 故C错误； D．根据题意可知橡皮落地点与抛出点的连线与水平地面的夹角正切值即为位移与水平方向夹角的正切值为 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，斜面倾角为θ，从此斜面上顶端O点以速度将一小球水平抛出，它恰能落在斜面底端B点处。现将小球以速度v从O点水平抛出，恰好落在斜面的中点A点，据此则有（ ） A. 落在A点与落在B点的时间之比为2∶1 B. C. 落在A点与落在B点的动能之比为 D. 若小球以速度从O点水平抛出，落点一定在A、B两点之间 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球做平抛运动，竖直方向，有 依题意，可得 联立，解得落在A点与落在B点的时间之比为 故A错误； B．根据 解得 可得 故B正确； C．设小球打到斜面上时速度与水平方向的夹角为，则 小球先后到达斜面上时速度方向与斜面夹角之比为1∶1。落在A点与落在B点的动能之比为 故C错误； D．依题意，可得 可知若小球以速度从O点水平抛出，落点一定在A点的左边。故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，一个轻质弹簧下端固定在足够长的光滑斜面的最底端，弹簧上端放上物块A，A与弹簧不拴接。对A施加沿斜面向下的力使弹簧处于压缩状态，撤去外力释放物块A，A沿斜面向上运动到最大位移过程中，以下说法正确的是（　　） A. 物块A的动能先增大后减小 B. 物块A的机械能保持不变 C. 弹簧的弹性势能与物块A的动能之和一直减小 D. 物块A从释放到离开弹簧过程中加速度一直减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．物块A的速度从零增大到最大再减速到零，故动能先增大后减小，故A正确； B．弹簧对物块做正功，故物块A的机械能增加，故B错误； C．弹簧与物块组成的系统机械能守恒，物块A的重力势能一直增加，弹簧的弹性势能与物块A的动能之和一直减小，故C正确； D．设斜面倾角为，物块A从释放到离开弹簧过程中，弹簧形变量一直减小，先开始加速度向上，一直到平衡位置，根据牛顿第二定律 知加速度减小，之后，加速度向下，根据牛顿第二定律 知加速度增加，故D错误。 故选AC。 6. 如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。已知O点是M点在地面上的竖直投影，，不考虑空气阻力的影响。下列说法中正确的是（ ） A. 两小球的下落时间之比为1:4 B. 两小球的下落时间之比为1:1 C. 两小球的初速度大小之比为1:4 D. 两小球的初速度大小之比为1:3 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．两小球做平抛运动，竖直方向有 两小球下落高度相同，则两小球的下落时间之比为1:1，故A错误，B正确； CD．两小球水平方向做匀速直线运动，则 可得两小球的初速度大小之比为 故C正确，D错误。 故选BC。 7. 某同学以一定的初速度竖直向上抛出质量为m＝1kg的物体，物体上升到最高点后又返回抛出点。若运动中空气阻力的大小恒为f＝2.5N，g取10m/s²，则（ ） A. 全程重力做的功为零 B. 全程物体克服空气阻力做的功为100J C. 上升过程中物体重力势能增加了40J D. 上升过程空气阻力的平均功率小于不降过程空气阻力的平均功率 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从抛出点至回到原出发点的过程中，位移为零，故重力做的功为零，故A正确； B．对上升过程，根据动能定理，有 解得 h=4m 克服空气阻力做的功为 Wf=2fh=2×2.5×4=20J 故B错误 C．上升过程中物体重力势能增加了 =mgh=1×10×4J=40J 故C正确； D．上升过程中，加速度大小为 下降过程中的加速度为 根据运动学公式可知，上升过程所用时间较短，根据 可知，上升过程空气阻力的平均功率大于下降过程空气阻力的平均功率，故D错误。 故选AC。 8. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（　　） A. 物块的质量为 B. 物块所受摩擦力 C. 物块在最高点时重力势能为 D. 物块上滑过程克服摩擦力做功为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．0~10m内物块上滑，由动能定理得 整理得 结合0~10m内的图像得，斜率的绝对值 10~20 m内物块下滑，由动能定理得 整理得 结合10~20 m内的图像得，斜率 联立解得 ， 故A正确，B错误； C．由题意可得，物块沿斜面上滑的最大距离为10m，所以物块在最高点时重力势能为 故C错误； D．物块在上滑过程中，由动能定理 代入数据解得，物块上滑过程克服摩擦力做功为 故D正确。 故选AD。 第II卷（非选择题） 三、填空题（共12分） 9. 如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为f，则此过程中子弹动能的变化量为________，子弹与木块间因摩擦产生的热量为________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据动能定理 [2]根据功能关系 10. 一位同学在水平面上进行跳远训练，该同学以与水平面成大小为4m/s的速度离开地面腾空（如图所示），不计空气阻力，取g=10m/s2，该同学可视为质点。则该同学在空中运动的时间为___________s，该同学跳远距离是________。（，） 【答案】 ①. 0.48 ②. 1.536m 【解析】 【详解】[1]由题可知，该同学做斜抛运动，即竖直方向做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动。该同学在竖直方向的分速度为 则该同学从开始运动到最高点的时间为 根据对称性可知，该同学在空中运动的时间为 [2] 该同学水平速度大小为 跳远距离为 11. 一质量的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知在时物体处于直角坐标系的坐标原点且沿y方向的初速度为0，运动过程中物体的位置坐标与时间的关系为，则物体在时速度大小为___________；时水平外力的大小为___________N。 【答案】 ①. 5 ②. 0.8 【解析】 【详解】[1]根据 可知物体沿方向的分运动为匀速直线运动，速度大小为 根据 可知物体沿方向的分运动为初速度为0的匀加直线运动，结合匀变速直线运动公式 可知加速度大小为 物体在时沿方向的分速度大小为 则物体在时速度大小为 [2]根据牛顿第二定律可知，时水平外力的大小为 四、实验题（共16分） 12. 用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后在Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验操作合理的有______ A. 安装斜槽轨道，需使其末端保持水平 B. 背板应保持竖直 C. 每次钢球需从斜槽同一位置由静止释放 D. 每次必须等距离的下降挡板，记录钢球位置 E. 钢球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些 （2）请在图中选择最合理抛出点位置______（填写“甲”“乙”或“丙”）。 （3）在“探究平抛运动水平方向分运动的特点”的实验中，将白纸换成方格纸，每个小方格边长。实验记录了钢球在运动中的4个点迹，如图所示，则______（填“>”或“<”），该钢球做平抛运动的初速度为______m/s．（计算结果保留两位有效数字） （4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体______ A. 在水平方向上做匀速直线运动 B. 在竖直方向上做自由落体运动 C. 在下落过程中机械能守恒 【答案】（1）ABC （2）乙 （3） ①. > ②. 2.0 （4）B 【解析】 【小问1详解】 A．为了使小球抛出时获得水平方向的速度而做平抛运动，因此安装斜槽时必须使斜槽末端保持水平，故A正确； B．若背板不竖直，当小球做平抛运动时就会和背板之间产生摩擦从而改变小球做平抛运动的实际轨迹，影响实验结果，因此背板应保持竖直，故B正确； C．为了使小球每次做平抛运动的初速度相同，每次释放小球时必须从斜槽同一位置由静止释放，故C正确； D．在获取小球做平抛运动轨迹上的点迹时，并不需要每次等距离的下降挡板，只需要多次合理移动挡板获得尽可能多的点迹，如此做出的轨迹误差更小，若每次等间距下降挡板会增加实验操作的复杂性，故D错误； E．钢球在斜槽上释放的位置应距斜槽末端尽可能高些，这样获得的平抛初速度才能更大些，从而使小球做平抛运动的效果更加明显，故E错误。 故选ABC。 【小问2详解】 小球抛出点的位置需要考虑小球直径的大小，而在建立直角坐标系时取的是小球球心在背板上的投影为坐标原点，用重锤线确定竖直方向的坐标时让其与斜槽末端相齐平，因此小球抛出点的位置乙图最合理。 故选乙。 【小问3详解】 [1]小球做平抛运动，其水平方向的分速度为匀速直线运动，根据方格纸中AB与BC之间的水平距离可知，，因此； [2]根据方格纸中的点迹分布易知，水平方向的距离 而平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动，因此小球从A点到C点和从C点到D点的时间相同，又平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据逐差相等有 可得 解得小球做平抛运动的初速度 【小问4详解】 从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，即无论炮弹水平出射的速度多大，运动时间相同，而在竖直方向上，炮弹的位移相同，因此这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动。 故选B。 13. 实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架，如图甲所示，框架上装有两个光电门，都可上下移动；框架的竖直部分贴有刻度尺，零刻度线在上端，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为m的小铁球吸住。一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小v1和v2。多次改变两个光电门的位置，得到多组x1和x2、v1和v2的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。 （1）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度v=______。 （2）当地的重力加速度为______（用k表示）。 （3）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门1时的机械能表达式为______（用题中的x1、x2、m、v1、v2、k表示） 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]由于小铁球通过光电门的时间极短，所以小球通过光电门的瞬时速度会近似等于小球经过光电门的平均速度，所以速度为 [2]小铁球从光电门1到光电门2做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的规律可得 解得 结合图像可知 [3]小铁球从0刻度所在位置到经过光电门1的过程中，小铁球只受重力作用，故由机械能守恒定律可得 即小铁球经过光电门1时的机械能为 【点睛】理解实验原理，再根据物体的运动类型，选择运动学相关公式或者功能关系进行解答。 五、解答题（共32分） 14. 如图所示，质量m=10kg的物体，在斜向下的推力F作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知与水平方向的夹角，，重力加速度g取10m/s2，求： （1）推力F的功率； （2）物体前进10m的过程中摩擦力所做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据 解得 （2）对物体分析有 物体前进10m的过程中摩擦力所做的功 解得 15. 风洞试验主要采用人工的方式产生并且控制气流，在风洞中安置飞行器或其它物体模型，研究气体流动与模型的相互作用，从而了解实际物体的空气动力学特性。某次风洞实验室中可以产生沿水平方向、大小可调节的风力。如图所示，将一个质量为m的小球放入风洞实验室的光滑水平地面上的O点，小球以初速度水平向右抛出，此时调节水平风力的大小为恒定值F，F的方向始终与初速度的方向垂直，最后小球运动到水平地面上的P点。已知O、P两点连线与初速度方向的夹角为。求： （1）小球从O点运动到P点的时间t； （2）小球运动到P点时的速度大小v； （3）小球从O点运动到P点的位移大小L。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设小球运动到点时的速度大小为之间的距离。以点为坐标原点、初速度方向为轴正方向、风力方向为轴正方向，建立平面直角坐标系，如图所示 沿方向有 沿风力方向 又有 联立解得 （2）小球运动到点时 小球运动到点时的速度大小 解得 （3）之间的距离 解得 16. 如图是工人传输货物的示意图，工人甲把质量货物从倾斜轨道的顶端A点由静止释放，货物从轨道的底端B点（B点处有一段长度不计的小圆弧）滑上放置在水平地面上的长木板。长木板的右端到达反弹装置左端C点的瞬间，货物刚好运动到长木板的最右端且与长木板达到共速，此时工人乙控制机械抓手迅速把货物抓起放到存货区，长木板进入反弹装置，反弹后长木板的最左端返回B点时恰好静止。已知倾斜轨道AB的长度，倾斜轨道AB与水平方向的夹角为，BC段的长度，长木板的长度，货物与倾斜轨道以及长木板间的动摩擦因数，长木板与地面的动摩擦因数，重力加速度，取，求： （1）货物到达B点时的速度多大； （2）长木板的右端刚到C点时货物的速度多大； （3）长木板在反弹过程中损失的能量与长木板刚接触反弹装置时的能量比值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）依题意，货物由A运动到B过程，根据动能定理，可得 解得 （2）依题意，货物在长木板上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，可得 根据匀变速直线运动规律，有 解得 （3）长木板进入反弹装置时的速度为 设长木板的质量为M，长木板与货物向右运动过程，有 根据匀变速直线运动规律，有 联立解得 则长木板刚进入反弹装置时的能量为 长木板反弹后最右端回到C点的速度设为v2，长木板从C点到B点的过程中，由动能定理得 长木板在反弹的过程中损失的能量为 则长木板在反弹过程中损失的能量与长木板刚接触反弹装置时的能量比值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $