精品解析：广东省汕头市潮阳区2024-2025学年高一上学期期末考试物理试题

潮阳区2024-2025学年度第一学期高一级教学质量监测试卷 物理 注意事项： 1．本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题46分。第Ⅱ卷为非选择题54分，满分100分。考试时间75分钟。 2．答题前务必将自己的姓名和考生号及其他项目填写在答题卡上。 3．第Ⅰ卷每题选出答案后，都必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号[ABCD]涂黑，如须改动，必须用橡皮擦干净，再改涂其他答案。 4．第Ⅱ卷的答案必须写在答题纸各题目指定区域内相应的位置，不能写在试题卷上。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 《论衡》是中国思想史上的一部重要著作，是东汉时期杰出的唯物主义思想家王充的智慧结晶。其《效力篇》中有如下描述：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾”“任重，其进取疾速，难矣”，由此可见，王充对运动与力的理解（　　） A. 与亚里斯多德的观点相近 B. 与牛顿第一定律相近 C. 与牛顿第二定律相近 D. 与牛顿第三定律相近 2. 以下关于物理学方法的叙述，正确的是（ ） A. 2024年8月6日巴黎奥运会10米台跳水决赛中，裁判员给全红婵打分时，将其看作质点，是建立了“理想化模型” B. 利用光电门测算瞬时速度是用了“微小量放大法” C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，再用各小段的位移之和代表物体整个运动过程的位移，这里采用了“微元法” D. 在探究加速度与力和质量之间的关系时，采用了“假设法” 3. 2020年11月28日，“奋斗者”号载人潜水器海试返航，前期在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。奋斗者号这条庞然“大鱼”有几十吨重，两人多高，从“蛟龙”号到“奋斗者”号，中国深潜勇士不断向洋底最深处进军。在这则新闻中涉及了长度、质量和时间及其单位，下列说法正确的是（　　） A. 新闻中涉及“有几十吨重”中，吨是国际单位制中的导出单位 B. “千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中导出单位 C. 新闻中涉及“深度10909米”中，米是国际单位制中力学三个基本物理量之一 D. 力学中三个基本物理量是长度、质量、时间，物理学中所有的物理量都有单位 4. 航展上，某空降兵从悬停的“直－20”直升机上由静止沿悬绳竖直滑下，他落地前的图像如图所示。关于该空降兵，下列说法正确的是（　　） A. 内一定做自由落体运动 B. 内做匀减速直线运动 C. 内的平均速度是 D. 内的平均速度是 5. 中国象棋用具简单，趣味性强，流行极为广泛。如图所示，3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第3颗棋子最左端与水平面上的O点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右把中间棋子击出，稳定后，1和3棋子的位置情况可能是（　　） A. B. C. D. 6. 用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接，并悬挂如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为，细线c水平。则细线b对小球2的拉力大小为（　　） A. B. C. G D. 7. 如图，甲和乙利用轻绳拉着相同橡胶轮胎在同一场地上先后进行体能训练，训练时，甲、乙均可视为做匀加速直线运动，甲的轻绳与水平地面的夹角比乙的大，即，两轮胎与地面始终接触且受到的支持力相等，则（　　） A. 甲的轻绳拉力比乙的大 B. 两者轻绳拉力大小相等 C. 甲所拉的轮胎加速度比乙的小 D. 两轮胎所受合外力大小相等 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，送水工人用推车运桶装水，到达目的地后，工人抬起把手，带动板OA转至水平即可将水桶卸下。若桶与接触面之间的摩擦不计，∠AOB为锐角，板OA、OB对水桶的压力大小分别为F1、F2，保持OB不动，使OA由竖直缓慢转到与OB垂直的过程中（　　） A. 水桶受到的合力不变 B. F1，F2都在减小 C. F1不断减小，F2先增大后减小 D. F1先减小后增大，F2不断减小 9. 在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进，其简化情景如图所示。若足够长的传送带匀速前进的速度为，某次将一质量为20kg的木箱（可视为质点）轻轻地放置于传送带的最左端，该木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.4，g取，下列说法正确的是（ ） A. 木箱处于超重状态 B. 经过0.0625s木箱与传送带达到相同速度 C. 木箱与传送带达到相同速度前，木箱对传送带的摩擦力水平向右，大小为80N D. 木箱在传送带上留下的划痕长约为7.8mm 10. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量为为6kg。从开始，水平共线的两个力和分别始终作用于A、B上，随时间的变化规律为：，。在时刻，的方向如图所示。则下列判断正确的是（ ） A. 在时刻，物体B所受外力的合力为4N B. 8s内物体B加速度一直增大 C. 在时刻，物体AB之间的弹力大小为2N D. 时刻，物体B的加速度大小为 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其目的是探究两个力产生的效果和某一个力产生的效果是否相同。 （1）在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计通过细线把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，下列操作正确的是_______。 A. 为使实验结果准确，实验过程中弹簧的拉力越大越好 B. 弹簧测力计应与木板平行，读数时视线应正对弹簧测力计刻度 C. 把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角一定要取 D. 应先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点 （2）实验中，某次弹簧测力计的示数如图甲所示，则其示数为_______N。 （3）在正确操作的情况下，某同学得到的结果如图乙所示，在图上标出的和四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的力是_______。 12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_______。 （2）图乙是“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验装置示意图。其实验操作步骤如下，请将缺少的部分补全： a．按照实验装置，把打点计时器固定在长木板_______（选填“远离”或“靠近”）滑轮的一端，接好电源（电压220V，频率50Hz）； b．把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； c．把小车停在_______（选填“远离”或“靠近”）打点计时器处，先接通电源后释放小车； d．小车运动一段时间后，关闭打点计时器，取下纸带； e．更换纸带重复实验三次，选择 如上图所示的一条比较理想的纸带（两相邻计数点间还有4个点未画出）测得，经过分析计算得知打A点时小车的瞬时速度大小是_______（计算结果保留两位有效数字）。 （3）下图是用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，去“探究弹力与弹簧形变量的关系”的实验装置示意图，为完成实验，还必需增补的一件实验器材是_______。 四、计算题（本题共3小题，共38分）解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。 13. 2024年11月3日，杭州马拉松赛场上首次引入了四足机器人作为官方配速员（这就是马拉松比赛中俗称的“兔子”），为赛事增添了科技感和趣味性。工作人员对“兔子”的短程“试训”可视为由静止开始的匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动到停止的三个过程。其中在匀加速过程中运动了，用时；匀速运动的时间；匀减速过程中的加速度大小；求： （1）“兔子”在加速过程中的加速度大小和最大速度； （2）“兔子”运动的总时间t和全程的平均速度。 14. 2024年11月14日，航天员叶光富、李聪、李广苏在中国空间站完成相关工作后搭乘神舟十八号载人飞船顺利返回。神舟十八号载人飞船的返回舱在距地面某一高度时速度为，此时启动减速降落伞装置开始做减速运动。当返回舱减速至某一速度后，继续匀速下降。启动减速伞后的速度随时间变化的关系如图所示。已知返回舱和减速伞的总质量为m，两者的运动可以看做竖直方向的直线运动，在下落过程中受到的空气阻力f与其下落速度v的平方成正比，即，k为已知常数，重力加速度为g； （1）求启动减速伞瞬间，返回舱加速度的大小和方向 （2）从力和运动的关系分析，启动减速伞后返回舱下落过程中加速度大小的变化；并求出返回舱匀速下降过程的速度大小 15. 图（a）为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭，图（b）为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动到最大速度后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为（不计门及门框的厚度）。求： （1）门开启时做加速和减速运动的加速度大小； （2）若人以的速度匀速沿图中虚线s走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动0.6m的距离，那么设定的传感器水平感应距离L应为多少？ （3）若以（2）的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 潮阳区2024-2025学年度第一学期高一级教学质量监测试卷 物理 注意事项： 1．本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题46分。第Ⅱ卷为非选择题54分，满分100分。考试时间75分钟。 2．答题前务必将自己的姓名和考生号及其他项目填写在答题卡上。 3．第Ⅰ卷每题选出答案后，都必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号[ABCD]涂黑，如须改动，必须用橡皮擦干净，再改涂其他答案。 4．第Ⅱ卷的答案必须写在答题纸各题目指定区域内相应的位置，不能写在试题卷上。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 《论衡》是中国思想史上的一部重要著作，是东汉时期杰出的唯物主义思想家王充的智慧结晶。其《效力篇》中有如下描述：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾”“任重，其进取疾速，难矣”，由此可见，王充对运动与力的理解（　　） A. 与亚里斯多德的观点相近 B. 与牛顿第一定律相近 C. 与牛顿第二定律相近 D. 与牛顿第三定律相近 【答案】C 【解析】 【详解】“其满而重者行迟，空而轻者行疾”、“任重，其进取疾速，难矣”，本质上的意思是，在相同力的作用下，质量大的物体速度变化慢，加速度小，质量小的物体速度变化快，加速度大，因此王充对运动与力的理解与牛顿第二定律相近。 故选C。 2. 以下关于物理学方法的叙述，正确的是（ ） A. 2024年8月6日巴黎奥运会10米台跳水决赛中，裁判员给全红婵打分时，将其看作质点，是建立了“理想化模型” B. 利用光电门测算瞬时速度是用了“微小量放大法” C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，再用各小段的位移之和代表物体整个运动过程的位移，这里采用了“微元法” D. 在探究加速度与力和质量之间的关系时，采用了“假设法” 【答案】C 【解析】 【详解】A．2024年8月6日巴黎奥运会10米台跳水决赛中，裁判员给全红婵打分时，是不能将其看作质点的，A错误； B．利用光电门测算瞬时速度是用了“极限法”，B错误； C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，再用各小段的位移之和代表物体整个运动过程的位移，这是采用“微元累积法”，C正确； D．在探究加速度与力和质量之间的关系时，采用的是“控制变量法”，D错误； 故选C。 3. 2020年11月28日，“奋斗者”号载人潜水器海试返航，前期在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。奋斗者号这条庞然“大鱼”有几十吨重，两人多高，从“蛟龙”号到“奋斗者”号，中国深潜勇士不断向洋底最深处进军。在这则新闻中涉及了长度、质量和时间及其单位，下列说法正确的是（　　） A. 新闻中涉及“有几十吨重”中，吨是国际单位制中的导出单位 B. “千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的导出单位 C. 新闻中涉及“深度10909米”中，米是国际单位制中力学三个基本物理量之一 D. 力学中的三个基本物理量是长度、质量、时间，物理学中所有的物理量都有单位 【答案】B 【解析】 【详解】A．“吨”是质量的一个单位，但不是国际单位制中的单位，选项A错误； B．“千克米每二次方秒”是由推导出来的，是国际单位制中的导出单位，为了纪念牛顿把它定义为牛顿，选项B正确； C．国际单位制中力学三个基本物理量是：长度、质量、时间，而米只是长度的单位，选项C错误； D．在国际单位制中，力学基本量是长度、质量、时间，单位是物理量的组成部分，有单位的物理量要注明单位，但并不是所有物理量都有单位，如前面学过的动摩擦因数就没有单位。选项D错误。 故选B。 4. 航展上，某空降兵从悬停的“直－20”直升机上由静止沿悬绳竖直滑下，他落地前的图像如图所示。关于该空降兵，下列说法正确的是（　　） A. 内一定做自由落体运动 B. 内做匀减速直线运动 C. 内的平均速度是 D. 内的平均速度是 【答案】C 【解析】 【详解】AC．由图像可知内做匀加速直线运动，但不一定是自由落体运动；内的平均速度为 故A错误，C正确； BD．根据图像的切线斜率表示加速度，可知内做加速度逐渐减小的减速直线运动；由图像与横轴围成的面积表示位移可知，内的位移满足 则内的平均速度满足 故BD错误。 故选C 5. 中国象棋用具简单，趣味性强，流行极为广泛。如图所示，3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第3颗棋子最左端与水平面上的O点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右把中间棋子击出，稳定后，1和3棋子的位置情况可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意三颗相同象棋棋子竖直叠放，所有接触面间的动摩擦因数均相同，设1、2两个棋子间最大静摩擦力为f，则2、3棋子间最大静摩擦力为2f，第三颗棋子与水平面间最大静摩擦力为3f，中间棋子被击出，中间棋子对第1颗棋子有向右滑动摩擦力，则第1颗棋子有向右的加速度，即向右有位移，后落在第3颗棋子上，在摩擦力作用下静止在第3颗棋子上，第3颗棋子仍受力平衡，第3颗棋子位移是零，可知稳定后，棋子的位置情况可能是C。 故选C。 6. 用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接，并悬挂如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为，细线c水平。则细线b对小球2的拉力大小为（　　） A. B. C. G D. 【答案】A 【解析】 【详解】将两球和细线b看成一个整体，对整体受力分析，受力如图所示 根据共点力的平衡条件有 对小球2，根据受力平衡有，细线b对小球2的拉力大小 故选A。 7. 如图，甲和乙利用轻绳拉着相同的橡胶轮胎在同一场地上先后进行体能训练，训练时，甲、乙均可视为做匀加速直线运动，甲的轻绳与水平地面的夹角比乙的大，即，两轮胎与地面始终接触且受到的支持力相等，则（　　） A. 甲的轻绳拉力比乙的大 B. 两者轻绳拉力大小相等 C. 甲所拉的轮胎加速度比乙的小 D. 两轮胎所受合外力大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】对轮胎 因为甲的轻绳与水平地面的夹角比乙的大，即，则 所以 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，送水工人用推车运桶装水，到达目的地后，工人抬起把手，带动板OA转至水平即可将水桶卸下。若桶与接触面之间的摩擦不计，∠AOB为锐角，板OA、OB对水桶的压力大小分别为F1、F2，保持OB不动，使OA由竖直缓慢转到与OB垂直的过程中（　　） A. 水桶受到的合力不变 B. F1，F2都在减小 C. F1不断减小，F2先增大后减小 D. F1先减小后增大，F2不断减小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．使OA由竖直缓慢转到与OB垂直的过程中，水桶受到的合力一直为0，保持不变，故A正确； BCD．使OA由竖直缓慢转到与OB垂直的过程中，板OA对水桶的压力从水平向右逐渐变成与垂直，以水桶为对象，其受力如图所示 由图可知，，都在减小，故B正确，CD错误。 故选AB。 9. 在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进，其简化情景如图所示。若足够长的传送带匀速前进的速度为，某次将一质量为20kg的木箱（可视为质点）轻轻地放置于传送带的最左端，该木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.4，g取，下列说法正确的是（ ） A. 木箱处于超重状态 B. 经过0.0625s木箱与传送带达到相同速度 C. 木箱与传送带达到相同速度前，木箱对传送带的摩擦力水平向右，大小为80N D. 木箱在传送带上留下的划痕长约为7.8mm 【答案】BD 【解析】 【详解】A．木箱在竖直方向受到的支持力等于重力，故不存在超失重现象，A错误； B．木箱与传送带达到相同速度前的加速度大小 达到共速的时间 B正确； C．木箱与传送带达到相同速度前，木箱受传送带的摩擦力水平向右大小为80N，由牛顿第三定律可知木箱对传送带的摩擦力水平向左，C错误； D．木箱在传送带上留下的划痕长 D正确。 故选BD。 10. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量为为6kg。从开始，水平共线的两个力和分别始终作用于A、B上，随时间的变化规律为：，。在时刻，的方向如图所示。则下列判断正确的是（ ） A. 在时刻，物体B所受外力的合力为4N B. 8s内物体B的加速度一直增大 C. 在时刻，物体AB之间的弹力大小为2N D. 时刻，物体B的加速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】ABD．当A、B之间弹力为零时，A、B分开，此时二者加速度相同，设共同的加速度大小为，则分别对A、B使用牛顿第二定律得FA=8-2t=mAa，FB=2+2t= 联立解得，t=2s 故前2s内，A、B受合外力不变，加速度大小始终为，B所受外力的合力大小等于 故AB错误，D正确； C．在t=1s时刻，A、B相对静止，对B由牛顿第二定律得FB+FAB= 解得FAB=2N 故C正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其目的是探究两个力产生的效果和某一个力产生的效果是否相同。 （1）在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计通过细线把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，下列操作正确的是_______。 A. 为使实验结果准确，实验过程中弹簧的拉力越大越好 B. 弹簧测力计应与木板平行，读数时视线应正对弹簧测力计刻度 C. 把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角一定要取 D. 应先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点 （2）实验中，某次弹簧测力计的示数如图甲所示，则其示数为_______N。 （3）在正确操作的情况下，某同学得到的结果如图乙所示，在图上标出的和四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的力是_______。 【答案】（1）B （2）4.60 （3） 【解析】 小问1详解】 A．实验过程中弹簧的拉力大小要适当，并非越大越好，选项A错误； B．弹簧测力计应与木板平行，读数时视线应正对弹簧测力计刻度，选项B正确； C．把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角大小要适当，不一定要取，选项C错误； D．若先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点，则另一个弹簧秤可能会超程，选项D错误。 故选B。 【小问2详解】 弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则示数为4.60N。 【小问3详解】 图中的是根据力的平行四边形定则得到的两个分力合力的理论值，不是由弹簧测力计直接测得的力。 12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_______。 （2）图乙是“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验装置示意图。其实验操作步骤如下，请将缺少的部分补全： a．按照实验装置，把打点计时器固定在长木板_______（选填“远离”或“靠近”）滑轮的一端，接好电源（电压220V，频率50Hz）； b．把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； c．把小车停在_______（选填“远离”或“靠近”）打点计时器处，先接通电源后释放小车； d．小车运动一段时间后，关闭打点计时器，取下纸带； e．更换纸带重复实验三次，选择 如上图所示的一条比较理想的纸带（两相邻计数点间还有4个点未画出）测得，经过分析计算得知打A点时小车的瞬时速度大小是_______（计算结果保留两位有效数字）。 （3）下图是用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，去“探究弹力与弹簧形变量的关系”的实验装置示意图，为完成实验，还必需增补的一件实验器材是_______。 【答案】（1）平衡摩擦力（或补偿阻力） （2） ①. 远离 ②. 靠近 ③. 0.86 （3）毫米刻度尺（或刻度尺） 【解析】 【小问1详解】 将木板的右端垫高是为了平衡摩擦力。 【小问2详解】 [1][2]小车应远离滑轮的一端，并把小车靠近打点计时器，使小车拖动纸带打出更多的点迹，便于分析小车的运动情况； [3]由题可知，相邻计数点之间的时间间隔 打A点时小车的瞬时速度大小则 【小问3详解】 还需要用刻度尺测量弹簧的长度。 四、计算题（本题共3小题，共38分）解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。 13. 2024年11月3日，杭州马拉松赛场上首次引入了四足机器人作为官方配速员（这就是马拉松比赛中俗称“兔子”），为赛事增添了科技感和趣味性。工作人员对“兔子”的短程“试训”可视为由静止开始的匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动到停止的三个过程。其中在匀加速过程中运动了，用时；匀速运动的时间；匀减速过程中的加速度大小；求： （1）“兔子”在加速过程中的加速度大小和最大速度； （2）“兔子”运动的总时间t和全程的平均速度。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 “兔子”在加速阶段由运动学公式得 解得 又有 解得最大速度 小问2详解】 由运动学公式得：“兔子”在匀减速阶段运动的位移大小和时间， 解得 据题意可知匀速阶段，匀速运动阶段的位移为 则“兔子”在整个“试训”过程得总位移为 总时间 由运动学公式可知“兔子”整个“试训”过程平均速度 14. 2024年11月14日，航天员叶光富、李聪、李广苏在中国空间站完成相关工作后搭乘神舟十八号载人飞船顺利返回。神舟十八号载人飞船的返回舱在距地面某一高度时速度为，此时启动减速降落伞装置开始做减速运动。当返回舱减速至某一速度后，继续匀速下降。启动减速伞后的速度随时间变化的关系如图所示。已知返回舱和减速伞的总质量为m，两者的运动可以看做竖直方向的直线运动，在下落过程中受到的空气阻力f与其下落速度v的平方成正比，即，k为已知常数，重力加速度为g； （1）求启动减速伞的瞬间，返回舱加速度的大小和方向 （2）从力和运动的关系分析，启动减速伞后返回舱下落过程中加速度大小的变化；并求出返回舱匀速下降过程的速度大小 【答案】（1），方向竖直向上 （2）见解析， 【解析】 【小问1详解】 据题意和图像可知，启动减速伞的瞬间，返回舱和减速伞受到的空气阻力 设启动减速伞的瞬间，返回舱和减速伞共同的加速度大小为，根据牛顿第二定律得 解得 返回舱加速度的方向竖直向上。 【小问2详解】 刚打开降落伞时，返回舱和减速伞受到的空气阻力大于其重力，且二者合力与速度方向相反，故返回舱和减速伞一起向下减速运动；由于速度的减小，导致空气阻力减小，由牛顿第二定律可知，返回舱和减速伞共同的加速度减小；当空气阻力减小到等于重力时，二者共同加速度减到零，返回舱和减速伞开始匀速下降。 设其匀速下降的速度大小为v匀，由平衡条件可得 解得 15. 图（a）为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭，图（b）为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动到最大速度后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为（不计门及门框的厚度）。求： （1）门开启时做加速和减速运动的加速度大小； （2）若人以的速度匀速沿图中虚线s走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动0.6m的距离，那么设定的传感器水平感应距离L应为多少？ （3）若以（2）的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？ 【答案】（1）均为 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 分析可知匀加速和匀减速位移相同，均为 由运动学公式得 解得加速度大小 【小问2详解】 门加速移动0.6m过程中，由运动学公式得，用时为 设定的感应距离为 解得 【小问3详解】 搬运物体到感应区后，门先匀加速移动0.6m，若搬运物体成功，门至少还要匀减速 移动的距离为 由运动学公式得 得匀减速用时或（舍去） 则开门用时 物体移动速度的最大值 故物体的移动速度不能超过。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$