精品解析：上海市市北中学2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题

2024~2025学年上海市市北中学高一上学期物理期末测试卷 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．本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、奥运会 奥运会是国际奥林匹克委员会主办的世界规模最大的综合性运动会，每四年一届，会期不超过16日，是世界上影响力最大的体育盛会。各个国家和地区用运动交流各国文化，以及切磋体育技能，其目的是鼓励人们不断进行体育运动。 1. 下面关于质点的正确说法有（ ） A. 蚂蚁很小，一定可以把蚂蚁看成质点 B. 研究地球绕太阳公转的周期时，可以把地球看成质点 C. 研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时，可以把运动员看成质点 D. 在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时，可以把足球看成质点 2. “水立方”的泳池长50m，在100米蝶泳比赛中，测得菲尔普斯在10s末的速度为1.8m/s、50m时的速度为2.2m/s、经过50.58s到达终点时的速度为2.4m/s，则他在全程中的平均速度为（ ） A. 1.98 m/s B. 2.4 m/s C. 2.2 m/s D. 0 m/s 3. 运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是（　　） A. B. C. D. 4. 球类项目一直是奥运会中炙手可热的运动项目。下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（　　） A. 甲图，反弹出去的排球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力 B. 乙图，竖直细线悬挂的小球，静止在光滑的斜面上，受到垂直斜面向上的支持力 C. 丙图，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力 D. 丁图，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力 5. 如图所示，一篮球从离地H高处的篮板上A点以初速度v0水平弹出，刚好在离地h高处被跳起的同学接住，不计空气阻力．则篮球在空中飞行的（ ） A. 时间为 B. 时间为 C. 水平位移为v0  D. 水平位移为v0  二、自行车 自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。 6. 如图所示的自行车，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. 前轮受到的摩擦力方向向前，后轮的向后 D. 前轮受到的摩擦力方向向后，后轮的向前 7. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 物体做曲线运动，其速度可能不变 B. 物体做曲线运动时其加速度可能为零 C. 物体做曲线运动时它所受合外力一定不为零 D. 当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体可能做直线运动 8. 若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，图中a，b，c，d表示物体运动的轨迹，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为2:1:5，它们的边缘有三个点A、B、C。正常骑行自行车时，A、B、C三点线速度大小之比为：_______________；角速度大小之比为：_____________ 10. 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0.75m/s2 B. 自行车做匀速直线运动，速度为3m/s C. 自行车在第4s末速度为6m/s D. 自行车在前4s内的位移为24m 三、高铁 中国高铁为当代中国重要的一类交通基础设施，截至2022年6月，中国已有近3200千米高铁常态化按350千米/小时高标运营。高铁已成为中国的名片。 11. 如图所示是我国新型高速磁悬浮试验样车，因为采用了磁悬浮原理，所以阻力比普通的高铁小很多，其速度可达600km/h。高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（　　） A. 能“快起快停”，是指加速度大 B. 速度可达600km/h，这是指平均速度 C. 因阻力比普通的高铁小很多，所以磁悬浮试验样车惯性比较小 D. 因磁悬浮试验样车运行速度大，所以惯性大 12. 列车头拉着车厢在水平轨道上行驶，车头拉车厢的力大小为F，车厢拉车头的力大小F′。下列说法中正确的是（　　） A. 加速时，F>F′ B. 减速时，F<F′ C. 只有匀速时，F=F′ D. 在任何情况下，F=F′ 13. 如图所示为某次高铁列车运行过程中某节车厢截面示意图，车厢内两拉手A、B分别向前进方向在竖直方向偏离角度α和β保持不变。取重力加速度为g，不计空气等阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 列车可能在减速进站 B. 两角度一定满足α=β C. 减小拉手悬绳长度，则偏角变大 D. 列车加速度大小为a=gtanα 14. 列车运动的加速度与其质量的关系可用实验验证。在“用DIS研究加速度与质量的关系”实验中，实验装置如图所示。 （1）图中装在小车上的是位移传感器的________（选填：A发射器，B接收器）； （2）实验过程中，要保持________不变，通过________来改变小车质量。 四、电梯 小易同学的质量为m，分别乘坐三种不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同都为a，加速度方向如图甲、乙、丙所示，小易同学相对电梯均静止，甲、乙中的电梯倾角为θ，重力加速度为g。 15. 画出三种情况下小易同学的受力分析图 16. 在甲种方式中，小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为________________，在乙种方式中，他受到电梯对他的支持力大小为__________________。（以上两个空格，均选用m、a、θ、g表示） 17. 如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，其下端挂了一个质量为5kg的重物，电梯做匀速直线运动时，弹簧秤的示数为50N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为40N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（　　） A. 物体的重力变小了，物体处于失重状态 B. 电梯一定向下做匀减速运动，加速度大小为2m/s2 C. 电梯可能向上做匀减速运动，加速度大小为2m/s2 D. 此时电梯运动的加速度方向一定向上 18. 现有质量为60kg的人站在右上图升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？ （1）升降机匀速上升； （2）升降机以3m/s2的加速度匀加速上升； （3）升降机以4m/s2的加速度匀加速下降。 极限运动，是结合了一些难度较高，且挑战性较大的组合运动项目的统称。 19. 2018年11月，“2018FISE世界极限运动巡回赛”战幕在成都拉开，如图为某选手骑摩托车飞跃中的极限动作的频闪照片。关于骑手（含摩托车）在空中的受力情况分析，说法正确的是（　　） A. 不受力的作用 B. 受到重力、空气阻力 C. 受到重力和牵引力、空气阻力 D. 仅受到重力作用 20. 无动力翼装飞行是极限运动者喜爱的挑战项目之一。飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，进行无动力空中飞行，到达安全极限的高度，运动员将打开降落伞平稳着地。如图所示，一无动力翼装飞行者正沿虚线斜向下飞行，若飞行者匀速飞行，他受到空气的作用力方向______，若飞行者加速飞行，要使他受到空气的作用力最小，则该力的方向______。 21. 蹦极是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似视为在竖直方向的运动，重力加速度为g，以竖直向上为正方向。由图可知，人的质量为______，t0时刻人处于______状态（选填“超重”或“失重”），人的最大加速度为______，0.2t0~0.4t0间，人做什么运动？______。 22. 避险车道是极限赛车运动中避免恶性交通事故的重要措施，由制动坡床和防撞措施等组成。如图竖直平面内，制动坡床是与水平面夹角为37°的斜面，坡床表面的动摩擦因数为0.5，在一次比赛中，一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道。已知摩托车冲过终点时的速度为20m/s，求： （1）摩托车冲上坡床时的加速度大小和方向； （2）摩擦车冲上坡床的长度（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）。 23. 中国籍80后极限爱好者叶晨光身披国旗完成了万米高空跳伞挑战，打破了国人高空跳伞最高纪录。叶晨光从10000m的高度从飞机下落，并在离地800m左右的低空开伞。若他和伞的总质量为m，请思考下列问题（g=）： （1）开始时叶晨光做自由落体运动，求出他在3s末的速度以及前3s内的位移； （2）当降落伞完全打开后，叶晨光和伞所受空气阻力f的大小与速度平方成正比，即（k为常数），若伞完全打开时速度为，对应的空气阻力，求此时的加速度； （3）当降落伞完全打开后，分析叶晨光做怎样的运动，并画出对应的图； （4）若空气阻力，叶晨光和伞的总质量，则叶晨光落地速度为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年上海市市北中学高一上学期物理期末测试卷 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．本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、奥运会 奥运会是国际奥林匹克委员会主办的世界规模最大的综合性运动会，每四年一届，会期不超过16日，是世界上影响力最大的体育盛会。各个国家和地区用运动交流各国文化，以及切磋体育技能，其目的是鼓励人们不断进行体育运动。 1. 下面关于质点的正确说法有（ ） A. 蚂蚁很小，一定可以把蚂蚁看成质点 B. 研究地球绕太阳公转的周期时，可以把地球看成质点 C. 研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时，可以把运动员看成质点 D. 在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时，可以把足球看成质点 2. “水立方”的泳池长50m，在100米蝶泳比赛中，测得菲尔普斯在10s末的速度为1.8m/s、50m时的速度为2.2m/s、经过50.58s到达终点时的速度为2.4m/s，则他在全程中的平均速度为（ ） A. 1.98 m/s B. 2.4 m/s C. 2.2 m/s D. 0 m/s 3. 运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是（　　） A. B. C. D. 4. 球类项目一直是奥运会中炙手可热的运动项目。下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（　　） A. 甲图，反弹出去的排球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力 B. 乙图，竖直细线悬挂的小球，静止在光滑的斜面上，受到垂直斜面向上的支持力 C. 丙图，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力 D. 丁图，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力 5. 如图所示，一篮球从离地H高处的篮板上A点以初速度v0水平弹出，刚好在离地h高处被跳起的同学接住，不计空气阻力．则篮球在空中飞行的（ ） A. 时间为 B. 时间为 C. 水平位移为v0  D. 水平位移为v0  【答案】1. B 2. D 3. A 4. C 5. C 【解析】 【1题详解】 A．能否将物体看成质点，取决于物体的大小、形状对所研究问题的影响，不能只根据蚂蚁很小来判断，故A错误； B．研究地球绕太阳公转的周期时，地球的大小和形状相对于其公转轨道可以忽略，可以将地球看成质点，故B正确； C．研究体操运动员沿地面翻滚的动作时，需要考虑运动员各部分的姿态和动作，不能将运动员看成质点，故C错误； D．研究运动员如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢球位置及足球的转动，不能将足球看成质点，故D错误。 故选B。 【2题详解】 全程结束时运动员回到出发点，全程位移为0，平均速度为 故选D。 【3题详解】 脚蹬地起跳瞬间，运动员受到的重力竖直向下，地面对脚的支持力竖直向上，静摩擦力水平向前。 故选A。 【4题详解】 A．反弹出去的排球已经与手和地面分离，在忽略空气阻力的情况下只受重力，不受沿运动方向的弹力，故A错误； B．小球受到的重力和细线拉力均沿竖直方向，若斜面对小球有支持力，该力的水平方向分量无法平衡，因此小球不受斜面的支持力，故B错误； C．篮球与水平地面接触，受到地面竖直向上的支持力，故C正确； D．静止铁球若只受重力和杆的弹力，二力平衡，杆对铁球的弹力应竖直向上而不是沿杆向上，故D错误。 故选C。 【5题详解】 AB．从篮球离手到被接住，竖直方向下落高度为，由竖直方向运动规律得，故AB错误。 CD．篮球水平方向做匀速直线运动，水平位移为，故C正确，D错误。 故选C。 二、自行车 自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。 6. 如图所示的自行车，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. 前轮受到的摩擦力方向向前，后轮的向后 D. 前轮受到的摩擦力方向向后，后轮的向前 7. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 物体做曲线运动，其速度可能不变 B. 物体做曲线运动时其加速度可能为零 C. 物体做曲线运动时它所受合外力一定不为零 D. 当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体可能做直线运动 8. 若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，图中a，b，c，d表示物体运动的轨迹，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为2:1:5，它们的边缘有三个点A、B、C。正常骑行自行车时，A、B、C三点线速度大小之比为：_______________；角速度大小之比为：_____________ 10. 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0.75m/s2 B. 自行车做匀速直线运动，速度为3m/s C. 自行车在第4s末速度为6m/s D. 自行车在前4s内的位移为24m 【答案】6. D 7. C 8. B 9. ①. 1:1:5 ②. 1:2:2 10. D 【解析】 【6题详解】 后轮为主动轮，后轮有相对地面向后的运动趋势，所以后轮所受摩擦力的方向向前；前轮是从动轮，前轮相对地面有向前的运动趋势，所以前轮所受摩擦力的方向向后。 故选D。 【7题详解】 A．物体做曲线运动时，速度方向沿轨迹曲线的切线方向，时刻在改变，则其速度一定是变化的，故A错误； BC．物体做曲线运动的条件是，合力方向和速度方向不在同一直线。可知物体做曲线运动时它所受合外力一定不为零，由牛顿第二定律可知，其加速度也一定不为零，故B错误，C正确； D．当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体将做曲线运动，不可能做直线运动，故D错误。 故选C。 【8题详解】 由物体做曲线运动的条件可知，其合力方向需指向轨迹曲线弯曲的一侧。 故选B。 【9题详解】 [1][2] A、B两点通过链条相连，线速度大小相等，即有 根据，，可得 B、C两点为同轴转动，角速度相等，即有 根据，，可得 综合上述分析，可有，。 【10题详解】 AB．根据位移时间公式，变形可得 对比图像可求得， 可知加速度与初速度都同为正值，即方向相同，自行车做匀加速直线运动，故AB错误； C．根据速度时间公式，可求得自行车在第4s末的速度为，故C错误； D．根据，可求得自行车在前4s内的位移为，故D正确。 故选D。 三、高铁 中国高铁为当代中国重要的一类交通基础设施，截至2022年6月，中国已有近3200千米高铁常态化按350千米/小时高标运营。高铁已成为中国的名片。 11. 如图所示是我国新型高速磁悬浮试验样车，因为采用了磁悬浮原理，所以阻力比普通的高铁小很多，其速度可达600km/h。高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（　　） A. 能“快起快停”，是指加速度大 B. 速度可达600km/h，这是指平均速度 C. 因阻力比普通的高铁小很多，所以磁悬浮试验样车惯性比较小 D. 因磁悬浮试验样车运行速度大，所以惯性大 12. 列车头拉着车厢在水平轨道上行驶，车头拉车厢的力大小为F，车厢拉车头的力大小F′。下列说法中正确的是（　　） A. 加速时，F>F′ B. 减速时，F<F′ C. 只有匀速时，F=F′ D. 在任何情况下，F=F′ 13. 如图所示为某次高铁列车运行过程中某节车厢截面示意图，车厢内两拉手A、B分别向前进方向在竖直方向偏离角度α和β保持不变。取重力加速度为g，不计空气等阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 列车可能在减速进站 B. 两角度一定满足α=β C. 减小拉手悬绳长度，则偏角变大 D. 列车加速度大小为a=gtanα 14. 列车运动的加速度与其质量的关系可用实验验证。在“用DIS研究加速度与质量的关系”实验中，实验装置如图所示。 （1）图中装在小车上的是位移传感器的________（选填：A发射器，B接收器）； （2）实验过程中，要保持________不变，通过________来改变小车质量。 【答案】11. A 12. D 13. ABD 14. ①. A ②. 钩码重力 ③. 增减配重片 【解析】 【11题详解】 A．加速度描述速度变化的快慢，能“快起快停”说明速度能在较短时间内发生较大变化，即加速度大，故A正确； B．“速度可达”描述的是列车能够达到的速度，不是全程的平均速度，故B错误； C．惯性大小只由物体的质量决定，与列车所受阻力大小无关，故C错误； D．惯性大小只由物体的质量决定，与列车的运行速度无关，故D错误。 故选A。 【12题详解】 车头拉车厢的力与车厢拉车头的力是一对作用力与反作用力。根据牛顿第三定律，无论列车加速、减速还是匀速运动，二者始终大小相等，即 故选D。 【13题详解】 A．拉手相对竖直方向向前偏，说明列车的加速度方向与前进方向相反，列车可能正在减速进站，故A正确； BCD．设任一拉手与竖直方向的夹角为，拉手受到的拉力大小为，竖直方向有 水平方向有 两式相比得 所以偏角只由和决定，与拉手悬线长度无关，并且，故BD正确，C错误。 故选ABD。 【14题详解】 [1]位移传感器的发射器安装在小车上，随小车一起运动，接收器固定在轨道一端。 故选A。 [2]研究加速度与质量的关系时，需要保持小车所受拉力不变，因此应保持钩码重力不变。 [3]通过增减配重片改变小车的质量。 四、电梯 小易同学的质量为m，分别乘坐三种不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同都为a，加速度方向如图甲、乙、丙所示，小易同学相对电梯均静止，甲、乙中的电梯倾角为θ，重力加速度为g。 15. 画出三种情况下小易同学的受力分析图 16. 在甲种方式中，小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为________________，在乙种方式中，他受到电梯对他的支持力大小为__________________。（以上两个空格，均选用m、a、θ、g表示） 17. 如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，其下端挂了一个质量为5kg的重物，电梯做匀速直线运动时，弹簧秤的示数为50N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为40N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（　　） A. 物体的重力变小了，物体处于失重状态 B. 电梯一定向下做匀减速运动，加速度大小为2m/s2 C. 电梯可能向上做匀减速运动，加速度大小为2m/s2 D. 此时电梯运动的加速度方向一定向上 18. 现有质量为60kg的人站在右上图升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？ （1）升降机匀速上升； （2）升降机以3m/s2的加速度匀加速上升； （3）升降机以4m/s2的加速度匀加速下降。 【答案】15. 16. ①. ②. 17. C 18. （1）,（2），（3） 【解析】 【15题详解】 甲中，小易受重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力；乙中，小易受重力、竖直向上的支持力和水平向右的静摩擦力；丙中，小易受重力和竖直向上的支持力。 【16题详解】 [1]甲中，取沿斜面向上为正方向，由牛顿第二定律得 解得 [2]乙中加速度的竖直分量为 竖直方向由牛顿第二定律得 解得 【17题详解】 A．物体的重力仍为，弹簧秤示数小于重力，物体处于失重状态，但重力没有变小，故A错误； BCD．取竖直向上为正方向，弹簧秤示数减小后，物体所受合力 由牛顿第二定律得 负号说明加速度竖直向下，大小为；电梯可能向上做匀减速运动，不可能向下做匀减速运动，故BD错误，C正确。 故选C。 【18题详解】 由重物质量为、匀速时弹簧秤示数为 整理得 （1）升降机匀速上升时加速度为0，由平衡条件得 （2）取竖直向上为正方向，由牛顿第二定律得 解得 （3）升降机以大小为的加速度匀加速下降时，由牛顿第二定律得 解得 极限运动，是结合了一些难度较高，且挑战性较大的组合运动项目的统称。 19. 2018年11月，“2018FISE世界极限运动巡回赛”战幕在成都拉开，如图为某选手骑摩托车飞跃中的极限动作的频闪照片。关于骑手（含摩托车）在空中的受力情况分析，说法正确的是（　　） A. 不受力的作用 B. 受到重力、空气阻力 C. 受到重力和牵引力、空气阻力 D. 仅受到重力作用 20. 无动力翼装飞行是极限运动者喜爱的挑战项目之一。飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，进行无动力空中飞行，到达安全极限的高度，运动员将打开降落伞平稳着地。如图所示，一无动力翼装飞行者正沿虚线斜向下飞行，若飞行者匀速飞行，他受到空气的作用力方向______，若飞行者加速飞行，要使他受到空气的作用力最小，则该力的方向______。 21. 蹦极是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似视为在竖直方向的运动，重力加速度为g，以竖直向上为正方向。由图可知，人的质量为______，t0时刻人处于______状态（选填“超重”或“失重”），人的最大加速度为______，0.2t0~0.4t0间，人做什么运动？______。 22. 避险车道是极限赛车运动中避免恶性交通事故的重要措施，由制动坡床和防撞措施等组成。如图竖直平面内，制动坡床是与水平面夹角为37°的斜面，坡床表面的动摩擦因数为0.5，在一次比赛中，一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道。已知摩托车冲过终点时的速度为20m/s，求： （1）摩托车冲上坡床时的加速度大小和方向； （2）摩擦车冲上坡床的长度（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）。 23. 中国籍80后极限爱好者叶晨光身披国旗完成了万米高空跳伞挑战，打破了国人高空跳伞最高纪录。叶晨光从10000m的高度从飞机下落，并在离地800m左右的低空开伞。若他和伞的总质量为m，请思考下列问题（g=）： （1）开始时叶晨光做自由落体运动，求出他在3s末的速度以及前3s内的位移； （2）当降落伞完全打开后，叶晨光和伞所受空气阻力f的大小与速度平方成正比，即（k为常数），若伞完全打开时速度为，对应的空气阻力，求此时的加速度； （3）当降落伞完全打开后，分析叶晨光做怎样的运动，并画出对应的图； （4）若空气阻力，叶晨光和伞的总质量，则叶晨光落地速度为多大？ 【答案】19. B 20. ①. 竖直向上 ②. 斜向左上方并与虚线垂直 21. ①. ②. 超重 ③. 2g ④. 先向下加速，再向下减速，直到速度为0 22. （1）10m/s2；（2）20m 23. （1）30m/s，45m；（2），方向竖直向上；（3）先做加速度减小的变减速直线运动，后做匀速直线运动，；（4） 【解析】 【19题详解】 当骑手在空中运动时，由于速度较快，车手的迎风面积较大，所以空气阻力不能忽略，因此车手受重力、空气阻力作用。 故选B。 【20题详解】 [1]若飞行者匀速飞行，合力为零，因重力竖直向下，根据平衡条件，可知，他受空气的作用力竖直向上； [2]若飞行者加速沿虚线向下飞行，合力沿虚线向下，因重力竖直向下，根据平行四边形法则，可知，他受空气的作用力方向应该在竖直向上与虚线之间，要使他受到空气的作用力最小，则该力的方向斜左上方，并与虚线垂直。 【21题详解】 [1]当时间很长时人处于静止，弹性绳对人的拉力大小等于重力，由图知绳子最终拉力大小为0.6F0，则有 0.6F0=mg 解得人的质量为 [2]t0时刻绳子的拉力大小为1.2F0，结合上述可知，拉力大于重力，人加速度方向向上，则人处于超重状态； [3]根据图像可知，人受最大拉力为1.8F0，由牛顿第二定律可知，人最大加速度为 [4]根据图像可知，0.2t0~0.4t0间，重力开始大于拉力，后来重力小于拉力，则人先向下加速运动，再向下减速运动，直至速度为0。 【22题详解】 （1）摩托车冲上坡床时，对车进行分析，根据牛顿第二定律有 解得加速度大小为 方向沿斜面向下。 （2）利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 解得摩擦车冲上坡床的长度 【23题详解】 （1）令t1=3s，根据速度公式与位移公式有 ， 解得 ， （2）此时的空气阻力 根据牛顿第二定律有 解得 方向竖直向上。 （3）当降落伞完全打开后，受到重力与竖直向上的空气阻力作用，由于开始空气阻力大于重力，则加速度竖直向上，方向与速度方向相反，则叶晨光将做减速运动，当速度减小时，根据上述有 可知，速度减小，加速度亦减小，当加速度减小为0时，空气阻力与重力平衡，随后做匀速直线运动，即叶晨光先向下做加速度减小的变减速直线运动，后做匀速直线运动，作出图像如图所示 （4）若空气阻力，叶晨光和伞的总质量，根据上述落地前做匀速直线运动，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $