精品解析：上海市上海中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2024~2025学年上海中学高一下学期期中（等级）测试卷（B卷） 物理 试卷 （考试时间60分钟 满分100分） 考生注意： 1.本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，不得全选，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2.在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3.试卷共6页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。 4.若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、无人机运送 1. 近日，在河北省井陉县长峪村山脚下的造林现场，工作人员操控六旋翼无人机，将树苗运送到200m高的山上，实施雨季荒山造林。该无人机净重10kg，采用大容量电池进行供电，其充电过程中电池两端电压恒为15V，续航时间可达2h以上。在运送大质量树苗容器时还可以2~4台无人机协同运载。回答下列有关问题： （1）用某个物体对无人机进行运送调试，若物体在两个相互垂直的力作用下运动，力对物体做功6J，物体克服力做功8J，则、的合力对物体做功为（　　） A. 14J B. 10J C. 2J D. -2J （2）无人机在电池电量耗尽的时候可以快速充电。如图是无人机电池电量从0%~100%充满过程中充电功率P和充电时间t的关系图像，不计其他能量损耗，则下列说法错误的是（　　）（多选题） A. 充电过程的平均功率为400W B. 充电过程的平均功率为600W C. 该电池的容量是30000mA·h D. 该电池的容量是45000mA·h （3）使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里，假设播种时，在离地面10m高处，以15m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下10cm深处完成一次播种。已知荚的总质量为20g，不考虑其所受空气阻力及进入土壤后重力的作用，g取。求： （1）离开无人机后，荚在空中运动的时间为多少？ （2）射出荚的过程中，播种器对荚做的功为多少？ 【答案】（1）D （2）BCD （3）（1）1s；（2）0.25J 【解析】 【小问1详解】 若物体在两个相互垂直的力作用下运动，力对物体做功6J，物体克服力做功8J，则、的合力对物体做功为 故选D。 【小问2详解】 AB．题中图像与坐标轴所围的面积表示电能，所以整个充电过程中充入电池的电能为 则充电过程平均功率为 故A正确，不满足题意要求；B错误，满足题意要求； CD．该电池的容量为 故CD错误，满足题意要求。 故选BCD。 【小问3详解】 （1）根据题意可知，荚离开无人机时，水平分速度为，竖直分速度；荚在空中运动过程，竖直方向有 代入数据解得或（舍去） （2）荚离开无人机时的速度大小为 射出荚的过程中，根据动能定理可得播种器对荚做的功为 代入数据解得 二、骑迹寻真 2. 自行车是一种常见的代步工具，骑车出行不仅环保，还兼具健身作用。如图是某运动员正在骑自行车的画面： （1）自行车运动员在比赛时可以看作在做机械运动，如果要描绘他的整体运动，我们可以选择一个点代表他，图中标出的各点你觉得哪个最合适呢？（　　） A. A点 B. B点 C. 点 D. 点 （2）运动员用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前进时，前轮和后轮所受的摩擦力的方向为（　　） A. 前后轮受到的摩擦力方向都向前 B. 前后轮受到摩擦力方向都向后 C. 前轮受到的摩擦力方向向后，后轮的向前 D. 前轮受到的摩擦力方向向前，后轮的向后 （3）一辆自行车以匀速行驶，刹车后第一个内的位移与最后一个内的位移之比为，设自行车做匀减速直线运动，关于刹车后内自行车的运动，下列说法正确的是（　　）（多选题） A. 运动的位移为 B. 运动的位移为 C. 平均速度为 D. 平均速度为 （4）某观众想要签名，跑在后面追运动员，则该观众在加速过程中，地面对她的摩擦力（　　）（多选题） A. 是滑动摩擦力 B. 是静摩擦力 C. 与她对地面的摩擦力大小相等 D. 方向与她前进的方向相反 （5）设刹车过程中某时刻自行车的速率为v，在由一定初速度减速至v的过程中自行车克服阻力做的功为W，则如图所示的图像中正确的是（　　） A. B. C D. （6）一自行车沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其的图像如图所示，则（　　） A. 自行车做匀加速直线运动，加速度为0.75 B. 自行车做匀速直线运动，速度为3 C. 自行车在第4s末速度为6 D. 自行车在前4s内的位移为24m 【答案】（1）B （2）C （3）BD （4）BC （5）A （6）D 【解析】 【小问1详解】 自行车运动员在比赛时，要描绘他的整体运动，应选择一个点代表他，这个点应该是自行车与运动员整体的重心，在所给点中，B点更符合重心所在位置。 故选B。 【小问2详解】 用脚踩脚踏板，通过链传动使后轮获得动力，后轮发生转动时，与地面接触的地方有向后运动的趋势，地面给了后轮一个向前的静摩擦力的作用，而前轮在后轮动力的作用下，与地面接触的地方相对于地面有向前运动的趋势，因此地面给前轮的静摩擦力向后。 故选C。 【小问3详解】 AB．设自行车加速度大小为a，刹车后第一个内的位移 逆向思维法，可知最后一个内的位移 题意知 联立解得 刹车时间 则刹车后内自行车位移 故A错误，B正确； CD．刹车后内自行车平均速度 故C错误，D正确。 故选BD。 【小问4详解】 A．人在跑步加速过程中，脚与地面接触时，脚并没有在地面上滑动，所以地面对人的摩擦力为静摩擦力，不是滑动摩擦力 ，故A错误； B．人跑步时，脚与地面接触瞬间，脚相对地面有向后的运动趋势，地面给脚一个向前的静摩擦力，使人获得向前的动力，所以地面对她的摩擦力是静摩擦力，故B正确； C．根据牛顿第三定律，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。地面对她的摩擦力与她对地面的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，故C正确； D．人在加速前进时，地面对人的静摩擦力是使人前进的动力，方向与人前进的方向相同，故D错误。 故选BC。 【小问5详解】 设自行车初速度为，根据动能定理有 解得 可知图像是一个开口向下的抛物线。 故选A。 【小问6详解】 AB．根据 整理得 结合图像 斜率 解得 可知自行车做加速度直线运动，故AB错误； C．自行车在第4s末速度为 故C错误； D．自行车在前4s内的位移为 故D正确。 故选D。 三、新能源汽车 3. 国务院关于《新能源汽车产业发展规划》，要求深入实施发展新能源汽车国家战略，新能源汽车也逐渐走进大众视野为更多人所知，阅读图文信息，完成下列问题： （1）“高功率版电机最大功率约370kW”的物理意义是指__________。 （2）功率的国际单位是W，用国际单位的基本单位表示，应为_______。 （3）汽车的运动状态是指汽车的（　　） A. 位置 B. 位移 C. 速度 D. 加速度 （4）如上图中的仪表盘表示的是汽车行驶的（　　） A. 平均速率 B. 瞬时速率 C. 平均速度 D. 瞬时速度 （5）某新能源汽车是前轮驱动，即正常行驶时发动机带动前轮转动，从而带动车辆前进。刹车时前、后轮均锁死不发生转动。如图所示，P、Q为轮胎上与地面的接触点。车辆加速前进时，下列说法中正确的是（　　） A. P点和Q点处的摩擦力均向前 B. P点和Q点处的摩擦力均向后 C. P点处的摩擦力向前，Q点处的摩擦力向后 D. P点处的摩擦力向后，Q点处的摩擦力向前 （6）如图所示，一辆新能源汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中，汽车对路面的压力（　　） A. 变大 B. 不变 C. 先减后增 D. 先增后减 （7）如图A所示，在无红绿灯的十字路口，甲，乙两车均以v0=20m/s的速度分别沿相互垂直的车道匀速行驶。甲车一直保持匀速行驶，乙车驾驶员在两车车头均距离十字路口处采取措施。已知甲车长，乙车长，两车宽度均可忽略。乙车做匀变速运动的最大加速度为a=6m/s2，该路段车速不允许超过vm=90km/h。为保证合法，安全通过，乙车___________直线运动（选填“只能做匀加速”或“只能做匀减速”或“做匀加速或匀减速直均可”），其所需要的最小加速度为：__________。 （8）若两辆新能源汽车做碰撞安全试验，汽车甲的质量2000kg，汽车乙的质量为1500kg，两车碰撞前后的速度随时间变化的图像如图B所示。碰撞过程中，系统的总动量________（填“守恒”或“不守恒”），汽车甲受到的合外力大小为________N。 【答案】（1）电机在1s内做功最多为3.7×105J （2）kg·m2/s3 （3）C （4）B （5）C （6）D （7） ①. 只能做匀减速 ②. 5m/s2 （8） ①. 不守恒 ②. 20000 【解析】 【小问1详解】 电机最大功率约370kW的物理意义是指电机在1s内做功最多为3.7×105J 【小问2详解】 根据 ，则 【小问3详解】 汽车的运动状态是指汽车的速度。 故选C。 【小问4详解】 仪表盘表示的是汽车行驶的瞬时速率。 故选B。 【小问5详解】 前轮驱动，车辆加速前进时，P点处的摩擦力向前，Q点处的摩擦力向后。 故选C。 【小问6详解】 一辆新能源汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中，在最高点时汽车对路面的压力最大，等于汽车的重力；在最高点两侧时，相当于行驶在斜面上，设斜面的倾角为θ，汽车对路面的压力，所以，汽车对路面的压力先增大后减小。 故选D。 【小问7详解】 [1]甲车到达路口的时间为 乙车匀加速通过路口的时间 ，解得 乙车通过路口时的速度为 乙车能通过路口，但是超速违章，不符合题意，所以，乙车只能做匀减速直线运动通过路口； [2]甲车通过路口的时间 乙车匀加速度通过路口时的加速度 ，解得 【小问8详解】 [1]碰撞前的动量为 碰撞后的动量为 总动量不守恒 [2]根据动量定理得 解得 四、工地中的力学 4. 建筑工地中有着物理力学的丰富应用，请回答下列有关问题： （1）常言道，君子不立危墙之下。承重墙中的“重”是指（　　） A. 重量 B. 质量 C. 万有引力 D. 加速度 （2）如图，机械臂的二指仿生手依次运送质量为m的立方体至礼盒，其减速时加速度大小恒定为，工作中，竖直捏起一块立方体，保持静止2秒钟，接着以加速度，从静止开始，沿水平直线运送至水平距离为L的礼盒上方，松手，立方体竖直落入礼盒内。则运送一块立方体的时间______。（不含抓取时间） （3）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。起重机将重锤以恒定功率吊起，重锤加速度a和速度v的倒数图像如图。该恒定功率为____________W，若将重锤吊起的高度为时，重锤达到了最大速度，所用时间为____________s。 （4）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。钢筋混凝土桩的质量，现把重锤升高，然后自由落下打击桩，混凝土桩经停止运动，碰撞过程是完全非弹性碰撞。求： ①重锤打到桩后的瞬间的速度大小，以及混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小； ②打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比）； ③若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，混凝土桩在向下运动过程中受到的平均阻力大小。 【答案】（1）A （2） （3） ①. 2×105 ②. 10.1 （4）①，；②33.3%；③ 【解析】 【小问1详解】 承重墙中的“重”是指重量。 故选A。 【小问2详解】 设加速时间为t1，减速时间为t2，最大速度为vm，根据运动学公式得，，， 解得 【小问3详解】 [1]拉力的功率 根据牛顿第二定律得 解得 根据图像得 解得 [2]根据动能定理得 最大速度为 解得 【小问4详解】 ①重锤与桩碰撞前的速度为 解得 根据动量守恒定律 解得 根据动量定理得 解得 ②推进桩的能量 锤打击桩的能量 打桩的效率 ③若是弹性碰撞，根据动量守恒定律得 根据能量守恒定律得 解得 根据动量定理得 解得 五、空气阻力 5. 为简化问题，我们常常忽略空气阻力，但现实中的空气阻力有很多情况无法忽略不计，试想如果雨滴没有受到空气阻力，在自由落体的作用下，我们面对的将是子弹雨。某运动员做跳伞训练，从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞。开伞前不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比，即f=kv。打开降落伞前运动员速度到达，运动员最终匀速着地时的速度为。（g取，取cos37°=0.8，sin37°=0.6）请回答下列有关问题： （1）该运动员从同一高处，以相同初速度分别水平抛出，竖直上抛，下抛同一物体，落地速度分别为va，vb，vc，考虑空气阻力，且阻力大小不变，请用不等号从小到大依次连接va，vb，vc：__________。 （2）开伞前运动员下落的距离为___________m，k的单位用国际单位制基本单位可以表示为___________。 （3）下列说法正确的是（　　） A. 打开降落伞后瞬间运动员向上运动 B. 打开降落伞后瞬间运动员加速度不变 C. 打开降落伞后瞬间运动员加速度向上 D. 打开降落伞后运动员的加速度不断增大 （4）如图所示，降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，已知运动员的质量为64kg，降落伞质量为40kg，每根绳与竖直中轴线的夹角均为37°。匀速下落时每根绳子的拉力大小为___________N；其他条件不变，将降落伞每根绳索均缩短相同的长度，则匀速下落时每根绳子的拉力将___________（填“变大”、“变小”或“不变”） （5）开伞后瞬间运动员的加速度大小为___________m/s2； （6）定性画出运动员从开始下落到着地过程中的图___________。 【答案】（1） （2） ①. 20m ②. kg/s （3）C （4） ①. 100N ②. 变大 （5）30 （6） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，从抛出到落地，由动能定理有 解得落地速度大小为 其中和相同，由于上抛路程最大，落地速度最小，下抛路程最小，落地速度最大，则有。 小问2详解】 [1]开伞前运动员做自由落体运动，根据自由落体运动速度—位移公式 已知开伞前速度，，则 [2]由变形得 根据牛顿第二定律可知，在国际单位制基本单位中，因为质量m的单位是，加速度a的单位是，所以力的单位为。又因为在国际单位制基本单位中，速度的单位是，故可以推导出k在国际单位制基本单位中的单位为。 【小问3详解】 A．开伞后瞬间运动员速度方向向下，不会向上运动，故A错误； B．开伞后瞬间速度变化，阻力变化，合力变化，加速度变化，故B错误； C．开伞前运动员向下加速运动，开伞后，受到向上的阻力，其中k为比例系数，故阻力f与速度v成正比。开伞瞬间，速度较大，阻力较大，阻力大于重力，合力向上，加速度也向上，故C正确； D．打开降落伞后运动员做减速运动，速度减小，阻力也减小，合力减小，加速度也减小，故D错误。 故选C。 【小问4详解】 [1]对运动员进行受力分析，设每根绳子的拉力为，在竖直方向上，根据平衡条件可得 代入数据解得 [2] 当将降落伞每根绳索均缩短相同的长度时，绳索与竖直中轴线夹角将变大，故变小，在竖直方向上由可知，当不变时将变大。 【小问5详解】 由题意可知运动员最终匀速落地，故落地前瞬间 又因为 联立解得落地前瞬间 因为降落前瞬间，代入数据可得 开伞后瞬间，设运动员受到的阻力为，根据牛顿第二定律有 整理得 代入数据可得 【小问6详解】 由分析可知，整个运动过程可分为三个阶段： 第一阶段，开伞前，运动员做自由落体运动，速度随时间均匀增大， 图像是过原点的倾斜直线，斜率为； 第二阶段，开伞瞬间，因为阻力大于重力，做减速运动，随着速度减小，阻力减小，加速度减小，做加速度减小的减速运动，图像斜率逐渐减小； 第三阶段，当加速度减小到0后，，之后直至落地都将做匀速运动，图像为平行于轴的直线，速度为。 故画出的图像如图所示 六、中国空间站 6. 中国空间站是一个在轨组装成的具有中国特色的太空实验室系统。（圆周率为π）已知引力常量为G，地球质量为M，空间站质量为m，以地心为参考系，将空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，空间站的运行轨道半径为r。（忽略地球自转的影响，不计其他天体对空间站的影响）如图（a），空间站内的航天员在方格布前研究两球碰撞的实验，静止释放质量为3m的A球，同时给质量为m的B球初速度vB向A球球心运动。通过软件连续截取了的三张实验视频图片如图（b），忽略碰撞时间。 （1）已知以无穷远处的引力势能为零时，空间站具有的引力势能为，求：空间站的机械能E。 （2）碰撞后A球的速度为vA′，求：vA′：vB。 （3）根据实验的相关信息，说明两球间的碰撞为弹性碰撞。 （4）人类进行太空探索的终极目标是寻找地外文明和宜居星球。科学家发现有一颗“超级地球”，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图（c），OE连线与其赤道平面的夹角为30°，D位置的向心加速度为，求：E位置的向心加速度大小。 【答案】（1） （2）vA′:vB=1:2 （3）见解析 （4） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力定律和牛顿第二定律可知 解得 又有机械能等于动能和势能的和，即 【小问2详解】 由图可知，B球碰后的速度大小变为原来的，设碰撞后A球的速度为，B球的速度为，并规定B球初速度的方向为正方向，系统所受合力为0，动量守恒，则有 其中 解得 故vA′:vB=1:2 【小问3详解】 碰撞前系统动能 碰撞后系统动能 则有，说明两球间的碰撞为弹性碰撞。 【小问4详解】 在赤道上，根据向心力公式可得 对处物体，根据向心力公式可得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年上海中学高一下学期期中（等级）测试卷（B卷） 物理 试卷 （考试时间60分钟 满分100分） 考生注意： 1.本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，不得全选，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2.在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3.试卷共6页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。 4.若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、无人机运送 1. 近日，在河北省井陉县长峪村山脚下造林现场，工作人员操控六旋翼无人机，将树苗运送到200m高的山上，实施雨季荒山造林。该无人机净重10kg，采用大容量电池进行供电，其充电过程中电池两端电压恒为15V，续航时间可达2h以上。在运送大质量树苗容器时还可以2~4台无人机协同运载。回答下列有关问题： （1）用某个物体对无人机进行运送调试，若物体在两个相互垂直的力作用下运动，力对物体做功6J，物体克服力做功8J，则、的合力对物体做功为（　　） A. 14J B. 10J C. 2J D. -2J （2）无人机在电池电量耗尽的时候可以快速充电。如图是无人机电池电量从0%~100%充满过程中充电功率P和充电时间t的关系图像，不计其他能量损耗，则下列说法错误的是（　　）（多选题） A. 充电过程的平均功率为400W B. 充电过程的平均功率为600W C. 该电池的容量是30000mA·h D. 该电池的容量是45000mA·h （3）使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里，假设播种时，在离地面10m高处，以15m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下10cm深处完成一次播种。已知荚的总质量为20g，不考虑其所受空气阻力及进入土壤后重力的作用，g取。求： （1）离开无人机后，荚在空中运动的时间为多少？ （2）射出荚的过程中，播种器对荚做的功为多少？ 二、骑迹寻真 2. 自行车是一种常见的代步工具，骑车出行不仅环保，还兼具健身作用。如图是某运动员正在骑自行车的画面： （1）自行车运动员在比赛时可以看作在做机械运动，如果要描绘他的整体运动，我们可以选择一个点代表他，图中标出的各点你觉得哪个最合适呢？（　　） A. A点 B. B点 C. 点 D. 点 （2）运动员用力蹬脚踏板，使自行车由静止开始向前进时，前轮和后轮所受的摩擦力的方向为（　　） A. 前后轮受到的摩擦力方向都向前 B. 前后轮受到的摩擦力方向都向后 C. 前轮受到摩擦力方向向后，后轮的向前 D. 前轮受到摩擦力方向向前，后轮的向后 （3）一辆自行车以匀速行驶，刹车后第一个内的位移与最后一个内的位移之比为，设自行车做匀减速直线运动，关于刹车后内自行车的运动，下列说法正确的是（　　）（多选题） A. 运动的位移为 B. 运动的位移为 C. 平均速度为 D. 平均速度为 （4）某观众想要签名，跑在后面追运动员，则该观众在加速过程中，地面对她的摩擦力（　　）（多选题） A. 是滑动摩擦力 B. 是静摩擦力 C. 与她对地面的摩擦力大小相等 D. 方向与她前进的方向相反 （5）设刹车过程中某时刻自行车的速率为v，在由一定初速度减速至v的过程中自行车克服阻力做的功为W，则如图所示的图像中正确的是（　　） A. B. C. D. （6）一自行车沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其的图像如图所示，则（　　） A. 自行车做匀加速直线运动，加速度为0.75 B. 自行车做匀速直线运动，速度为3 C. 自行车在第4s末速度为6 D. 自行车在前4s内的位移为24m 三、新能源汽车 3. 国务院关于《新能源汽车产业发展规划》，要求深入实施发展新能源汽车国家战略，新能源汽车也逐渐走进大众视野为更多人所知，阅读图文信息，完成下列问题： （1）“高功率版电机最大功率约370kW”的物理意义是指__________。 （2）功率的国际单位是W，用国际单位的基本单位表示，应为_______。 （3）汽车的运动状态是指汽车的（　　） A. 位置 B. 位移 C. 速度 D. 加速度 （4）如上图中的仪表盘表示的是汽车行驶的（　　） A. 平均速率 B. 瞬时速率 C. 平均速度 D. 瞬时速度 （5）某新能源汽车是前轮驱动，即正常行驶时发动机带动前轮转动，从而带动车辆前进。刹车时前、后轮均锁死不发生转动。如图所示，P、Q为轮胎上与地面的接触点。车辆加速前进时，下列说法中正确的是（　　） A. P点和Q点处的摩擦力均向前 B. P点和Q点处的摩擦力均向后 C. P点处的摩擦力向前，Q点处的摩擦力向后 D. P点处的摩擦力向后，Q点处的摩擦力向前 （6）如图所示，一辆新能源汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中，汽车对路面的压力（　　） A. 变大 B. 不变 C. 先减后增 D. 先增后减 （7）如图A所示，在无红绿灯的十字路口，甲，乙两车均以v0=20m/s的速度分别沿相互垂直的车道匀速行驶。甲车一直保持匀速行驶，乙车驾驶员在两车车头均距离十字路口处采取措施。已知甲车长，乙车长，两车宽度均可忽略。乙车做匀变速运动的最大加速度为a=6m/s2，该路段车速不允许超过vm=90km/h。为保证合法，安全通过，乙车___________直线运动（选填“只能做匀加速”或“只能做匀减速”或“做匀加速或匀减速直均可”），其所需要的最小加速度为：__________。 （8）若两辆新能源汽车做碰撞安全试验，汽车甲质量2000kg，汽车乙的质量为1500kg，两车碰撞前后的速度随时间变化的图像如图B所示。碰撞过程中，系统的总动量________（填“守恒”或“不守恒”），汽车甲受到的合外力大小为________N。 四、工地中的力学 4. 建筑工地中有着物理力学的丰富应用，请回答下列有关问题： （1）常言道，君子不立危墙之下。承重墙中“重”是指（　　） A. 重量 B. 质量 C. 万有引力 D. 加速度 （2）如图，机械臂的二指仿生手依次运送质量为m的立方体至礼盒，其减速时加速度大小恒定为，工作中，竖直捏起一块立方体，保持静止2秒钟，接着以加速度，从静止开始，沿水平直线运送至水平距离为L的礼盒上方，松手，立方体竖直落入礼盒内。则运送一块立方体的时间______。（不含抓取时间） （3）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。起重机将重锤以恒定功率吊起，重锤加速度a和速度v的倒数图像如图。该恒定功率为____________W，若将重锤吊起的高度为时，重锤达到了最大速度，所用时间为____________s。 （4）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。钢筋混凝土桩的质量，现把重锤升高，然后自由落下打击桩，混凝土桩经停止运动，碰撞过程是完全非弹性碰撞。求： ①重锤打到桩后的瞬间的速度大小，以及混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小； ②打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比）； ③若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，混凝土桩在向下运动过程中受到的平均阻力大小。 五、空气阻力 5. 为简化问题，我们常常忽略空气阻力，但现实中的空气阻力有很多情况无法忽略不计，试想如果雨滴没有受到空气阻力，在自由落体的作用下，我们面对的将是子弹雨。某运动员做跳伞训练，从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞。开伞前不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比，即f=kv。打开降落伞前运动员速度到达，运动员最终匀速着地时的速度为。（g取，取cos37°=0.8，sin37°=0.6）请回答下列有关问题： （1）该运动员从同一高处，以相同初速度分别水平抛出，竖直上抛，下抛同一物体，落地速度分别为va，vb，vc，考虑空气阻力，且阻力大小不变，请用不等号从小到大依次连接va，vb，vc：__________。 （2）开伞前运动员下落的距离为___________m，k的单位用国际单位制基本单位可以表示为___________。 （3）下列说法正确的是（　　） A. 打开降落伞后瞬间运动员向上运动 B. 打开降落伞后瞬间运动员加速度不变 C. 打开降落伞后瞬间运动员加速度向上 D. 打开降落伞后运动员的加速度不断增大 （4）如图所示，降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，已知运动员的质量为64kg，降落伞质量为40kg，每根绳与竖直中轴线的夹角均为37°。匀速下落时每根绳子的拉力大小为___________N；其他条件不变，将降落伞每根绳索均缩短相同的长度，则匀速下落时每根绳子的拉力将___________（填“变大”、“变小”或“不变”） （5）开伞后瞬间运动员的加速度大小为___________m/s2； （6）定性画出运动员从开始下落到着地过程中的图___________。 六、中国空间站 6. 中国空间站是一个在轨组装成的具有中国特色的太空实验室系统。（圆周率为π）已知引力常量为G，地球质量为M，空间站质量为m，以地心为参考系，将空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，空间站的运行轨道半径为r。（忽略地球自转的影响，不计其他天体对空间站的影响）如图（a），空间站内的航天员在方格布前研究两球碰撞的实验，静止释放质量为3m的A球，同时给质量为m的B球初速度vB向A球球心运动。通过软件连续截取了的三张实验视频图片如图（b），忽略碰撞时间。 （1）已知以无穷远处的引力势能为零时，空间站具有的引力势能为，求：空间站的机械能E。 （2）碰撞后A球的速度为vA′，求：vA′：vB。 （3）根据实验的相关信息，说明两球间的碰撞为弹性碰撞。 （4）人类进行太空探索的终极目标是寻找地外文明和宜居星球。科学家发现有一颗“超级地球”，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图（c），OE连线与其赤道平面的夹角为30°，D位置的向心加速度为，求：E位置的向心加速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $