山東省青島某中學(xué)2023-2024學(xué)年高二年級(jí)下冊(cè)月考物理試卷（解析版）

青島十九中2023-2024學(xué)年度第二學(xué)期階段性模塊檢測(cè)

高二物理試題

說(shuō)明：

1.本試卷分第I卷和第n卷。滿分loo分。答題時(shí)間90分鐘。

2.請(qǐng)將第I卷題目的答案選出后用2B鉛筆涂在答題紙對(duì)應(yīng)題目的代號(hào)上；第II卷用黑色簽字

筆將正確答案寫(xiě)在答題紙對(duì)應(yīng)的位置上，答在試卷上作廢。

第I卷（選擇題，共40分）

一、單選題（共8題，每小題3分，在每小題選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合要求）

1.汽車(chē)在平直的公路上行駛，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情緊急剎車(chē)，汽車(chē)立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停車(chē)，已知汽車(chē)剎車(chē)時(shí)

第1s內(nèi)的位移為13m,在最后is內(nèi)的位移為2m,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.汽車(chē)在第1秒末的速度可能為10m/s

B.汽車(chē)加速度大小可能為3m/s2

C.汽車(chē)在第1秒末的速度一定為llm/s

D.汽車(chē)的加速度大小一定為4.5m/s2

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的逆過(guò)程是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)于最后1s,有

12

x=—at

2

解得加速度為

設(shè)汽車(chē)在剎車(chē)的第1秒末的速度為V。則對(duì)于剎車(chē)的第1s內(nèi)，可得

x=vt+—at=vxl+—x4xl-=13m

22

可得

v=1lm/s

故選C。

第1頁(yè)/共20頁(yè)

2.如圖所示，傾角為a的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的豎直擋板之間有兩個(gè)勻質(zhì)球P、Q,P球的

質(zhì)量是Q球質(zhì)量的兩倍，各接觸面均光滑，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，若P、Q兩球的球心連線與豎直方向的夾

角為B，下列說(shuō)法正確的是（）

A.4tanot=tanPB.3tana=tan夕

C.2tan（x=tan0D.tana=tan0

【答案】B

【解析】

【詳解】以？、。兩球整體為研究對(duì)象，受力如圖甲所示

NX；

"f3mg

甲

由平衡條件可得

F2=3mgtana

F2=mgtanB

解得

3tantz=tanJ3

第2頁(yè)/共20頁(yè)

故選Bo

3.如圖所示，質(zhì)量為1kg的木塊A與質(zhì)量為2kg的木塊B疊放在水平地面上，A、B間的最大靜摩擦力2N,

B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.用水平力/作用于B,則A、B保持相對(duì)靜止的條件是（g=10加s2）

A

A.F<12NB.尸〈ION

C.F<9ND.F<6N

【答案】A

【解析】

【詳解】當(dāng)A、B間有最大靜摩擦力（2N）時(shí)，對(duì)A由牛頓第二定律知道，加速度為2m/s2,對(duì)AB整體

應(yīng)用牛頓第二定律有：F-0.2x30=3x2,F="12N,"A、B保持相對(duì)靜止的條件是F<12N,A正確,B.C.D

錯(cuò)誤.

4.如圖所示，一箱子放在水平地面上，現(xiàn)對(duì)箱子施加一斜向上的拉力R保持拉力的方向不變，在拉力尸

的大小由零逐漸增大的過(guò)程中。關(guān)于摩擦力/的大小隨拉力廠的變化關(guān)系，下列四副圖可能正確的是（）

【答案】B

【解析】

【分析】

第3頁(yè)/共20頁(yè)

【詳解】設(shè)/與水平方向的夾角為。，木箱處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)平衡條件得：木箱所受的靜摩擦力為

f=Fcos3

廠增大，/增大；當(dāng)拉力達(dá)到一定值，箱子運(yùn)動(dòng)瞬間，靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，由于最大靜摩擦力略大于

滑動(dòng)摩擦力，故摩擦力有個(gè)突然減小的過(guò)程；木箱運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的支持力

N=G-Fsin0

廠增大，N減小，此時(shí)木箱受到的是滑動(dòng)摩擦力，大小為

f="N

N減小，則/減小，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選B。

5.如圖甲所示，讓一物塊從固定斜面頂端。處由靜止釋放，物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)N處到達(dá)斜面底端

B處,通過(guò)/、3兩處安裝的傳感器（未畫(huà)出）測(cè)出/、2間的距離x及物塊在段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間人改變工

V

點(diǎn)及/處傳感器的位置，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，由計(jì)算機(jī)作出一一/圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

t

o'-^5—,,t/s

甲--------------乙

A.物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為2m/s

B.物塊運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)速度大小為6m/s

C.物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為3m/s2

D.物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和逆向思維有

12

x=vBt--at

可得

x1

一—~aat

由圖乙知，小球運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)速度大小為

vB=6m/s

第4頁(yè)/共20頁(yè)

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度公式知

可得，物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為

v=3m/s

A錯(cuò)誤，B正確；

C.根據(jù)

x1

——v—at

tBR2

可知

1,

—a=k

2

由圖乙知

k=-m/s2=3mzs2

2

代入得

a=2k=6m/s2

C錯(cuò)誤；

D.由速度與時(shí)間關(guān)系式知

vB=at

代入得

t=ls

D錯(cuò)誤；

故選B。

6.如圖所示，一位同學(xué)用雙手水平夾起一摞書(shū)，并停留在空中。已知手掌與書(shū)間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃1=04,

書(shū)與書(shū)間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃2=03,設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力大小。若每本書(shū)的質(zhì)量均為02kg,

該同學(xué)對(duì)書(shū)的水平正壓力為200N,每本書(shū)均呈豎直狀態(tài)，重力加速度大小g取lOm/s"則下列說(shuō)法正確的

第5頁(yè)/共20頁(yè)

A.書(shū)與書(shū)之間的摩擦力大小均相等B.他最多能夾住42本書(shū)

C.他最多能夾住62本書(shū)D.他最多能夾住80本書(shū)

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)平衡條件可知，越靠外側(cè)，中間的書(shū)的總重力越大，書(shū)與書(shū)間的摩擦力越大，A錯(cuò)誤;

BCD.以這一摞書(shū)為研究對(duì)象，每只手對(duì)其的最大靜摩擦力為

代入得

耳1=0.4x200N=80N

設(shè)能夾住的書(shū)數(shù)量為〃，這一摞書(shū)受力平衡有

2耳］＞nxmg

解得

4<80

再考慮除最外側(cè)兩本書(shū)（〃-2本）外的其他書(shū)，受力分析，豎直方向受重力、靜摩擦力，根據(jù)二力平衡條

件得

24區(qū)“〃-2）加g

則有

2%FN＞（n-2）mg

解得

n＜62

BD錯(cuò)誤、C正確；

故選C。

7.如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個(gè)被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5N時(shí)，物體A與小

車(chē)均處于靜止?fàn)顟B(tài).若小車(chē)以lm/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)，則（）

A

A.物體A相對(duì)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)

B.物體A受到的摩擦力減小

C.物體A受到的摩擦力大小不變

第6頁(yè)/共20頁(yè)

D.物體A受到的彈簧的拉力增大

【答案】C

【解析】

【詳解】ABC.由題意得，物體A與小車(chē)的上表面間的最大靜摩擦力4侖5N,當(dāng)小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)物

體A與小車(chē)仍然相對(duì)靜止，則物體A所受合力大小

產(chǎn)合=MQ=10N

可知此時(shí)小車(chē)對(duì)物體A的摩擦力大小為5N,方向向右，且為靜摩擦力，所以假設(shè)成立，物體A受到的摩

擦力大小不變，故AB錯(cuò)誤，C正確；

D.彈簧長(zhǎng)度不變，物體A受到的彈簧的拉力大小不變，故D錯(cuò)誤。

故選C。

8.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端疊放兩個(gè)質(zhì)量均為1kg的物體A、B（B物體與彈簧

拴接），彈簧的勁度系數(shù)為左=50N/m,初始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一方向豎直向上的拉力尸作用在物

體A上，使物體A開(kāi)始向上做加速度a=3m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10m/s2,空氣阻力忽略

不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）

s

i

〃〃〃方〃/

A.A、B分離時(shí)，A物體的位移大小為0.14m

B.當(dāng)彈簧壓縮量減小到0.3m時(shí)，A、B間彈力大小為1.2N

C.外力廠剛施加的瞬間，下的大小為8N

D.B物體速度達(dá)到最大時(shí)，B物體的位移為0.22m

【答案】A

【解析】

【詳解】A.初始時(shí)

kxx=2mg

解得此時(shí)彈簧形變量

2mg20

X,=-------=——m=0.4m

'k50

兩物體A、B分離時(shí)，對(duì)B

第7頁(yè)/共20頁(yè)

kx2-mg=ma

解得此時(shí)彈簧形變量

ma+ms13八八，

x,=----------=——m=0.26m

2k50

兩物體A、B分離時(shí)，A物體的位移大小

Ax=-x2=0.14m

故A正確；

B.當(dāng)彈簧壓縮量減小到0.3m時(shí)，對(duì)B

g-mg-F=ma

兩物體A、B間彈力大小

F=kx3-ma-mg=2N

故B錯(cuò)誤；

C.外力尸剛施加的瞬間

F=2ma=6N

故C錯(cuò)誤；

D.B物體速度達(dá)到最大時(shí)

kx4=mg

解得此時(shí)彈簧壓縮量

寸整=0.2m

k

B物體的位移

xB=%1-x4=0.2m

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

二、多選題（共4題，每小題4分，在每題給出的選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合要求。選對(duì)但不全得2

分，錯(cuò)選得0分）

9.在光滑足夠長(zhǎng)的斜面上，有一物體以10m/s的初速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，物體的加速度大小始終為5m/s2,

方向沿斜面向下，當(dāng)物體的位移大小為7.5m時(shí)，下列正確的是（）

第8頁(yè)/共20頁(yè)

A.物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能為IsB.物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能為3s

C.物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能為（2+J7）sD.此時(shí)的速度大小一定為5m/s

【答案】ABC

【解析】

【詳解】AB.當(dāng)物體的位移為向上的7.5m時(shí)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x=v（/-x=+7.5m,解得

.=3s,t?=Is

故A、B均正確；

1

C.當(dāng)物體的位移為向下的7.5m時(shí)，x=-7.5m,由》=9解得

g=（2+V7）s或%=（2—V7）s<0舍去

故C正確；

D.由速度公式v=%-a7,解得

v=-5m/s^v=5m/s>v=-5V7m/s

故D錯(cuò)誤。

故選ABCo

【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，注意公式的矢量性。

10.如圖所示，穿過(guò)光滑動(dòng)滑輪的輕繩兩端分別固定在"、N兩點(diǎn)，質(zhì)量為m的物塊通過(guò)輕繩拴接在動(dòng)滑

輪的軸上，給物塊施加一個(gè)水平向左的拉力尸，系統(tǒng)靜止平衡時(shí)，滑輪到固定點(diǎn)M、N的兩部分輕繩與水平

方向的夾角分別為53。和37。，滑輪質(zhì)量忽略不計(jì)，重力加速度g,sin37°=0.6,sin530=0.8o下列說(shuō)法

正確的是（）

A.跨過(guò)滑輪的輕繩中的張力大小為濁

7

B.作用在物塊上的水平拉力大小為

C.物塊與滑輪間的輕繩中的張力大小為勁叫

7

D.物塊與滑輪間的輕繩與豎直方向夾角的正切值為1

【答案】AD

第9頁(yè)/共20頁(yè)

【解析】

【詳解】A.把動(dòng)滑輪及物塊看做一個(gè)整體，設(shè)跨過(guò)滑輪的輕繩中的張力大小為T(mén),整體在豎直方向平衡,

則有

Tsin53°+7"sin37°=mg

代入得

T15

T=—mS=~mg

A正確；

B.整體在水平方向平衡，則有

Tcos53°+Tcos37°=F

代入得

F=mg

B錯(cuò)誤；

C.由平衡條件知，物塊與滑輪間的輕繩中的張力大小為

F^=^F2+mg2

代入得

C錯(cuò)誤；

D.由數(shù)學(xué)知識(shí)可知顯然物塊與滑輪間的輕繩中的張力與豎直方向夾角的正切值為

tan0八——F=,1

mg

D正確；

故選ADo

11.水平地面上有一質(zhì)量為優(yōu)1的長(zhǎng)木板，木板的左端上有一質(zhì)量為加2的物塊，如圖（。）所示。用水平向

右的拉力廠作用在物塊上，尸隨時(shí)間/的變化關(guān)系如圖（6）所示，其中大、耳分別為。、/2時(shí)刻尸的大

小。木板的加速度內(nèi)隨時(shí)間/的變化關(guān)系如圖（C）所示。已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為從，物塊與木

板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃2,假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）

第10頁(yè)/共20頁(yè)

A.片=〃"￡

m1

D.在0?右時(shí)間段物塊與木板加速度相等

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.由圖（c）可知，。時(shí)滑塊木板一起剛在從水平滑動(dòng)，此時(shí)滑塊與木板相對(duì)靜止，木板剛要滑

動(dòng)，此時(shí)以整體為對(duì)象有

月=〃1（加1+加2）g

A錯(cuò)誤；

B.由圖（c）可知，,2滑塊與木板剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，以整體為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律，有

F2一回（加1+加2）g=（加1+加2）a

以木板為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律，有

N2m2g-M（mi+加2）g=mia

解得

8=上m-,一（m,_+mnA,3一從、g

B正確；

C.由分析知

〃2加28一〃1（加1+加2）g>0

解得

第11頁(yè)/共20頁(yè)

(ml+m2)

〃2>--------------

m2

C錯(cuò)誤;

D.由圖（c）可知，0?/2這段時(shí)間滑塊與木板相對(duì)靜止，所以有相同的加速度，D正確。

故選BDo

12.如圖甲為一足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶，傾角。=37。，現(xiàn)以恒定速率v=4m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。一煤塊以初速度

vo=12m/s從/端沖上傳送帶，煤塊的v-f圖像如圖乙所示，已知煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25,取

g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則()

A,圖乙中t\=0.75s

B.圖乙中f2=2s

C.煤塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離N點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為10m

D.煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)為12m

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.071內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得

mgsin6+jumgcosO=ma1

解得煤塊的加速度為

%=8m/s2

所以

故A錯(cuò)誤；

B.672內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得煤塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

。2=gsin6-cos0=4m/s2

所以

第12頁(yè)/共20頁(yè)

t]——■--F=2s

"a2

故B正確；

C.由圖像知，在072內(nèi)，煤塊向上運(yùn)動(dòng)的位移為

x=；x(12+4)xlm+；x4xlm=l0m

故煤塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離A點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為10m,故C正確；

D.071內(nèi)，傳送帶位移大小為

X]=vtx=4m

由圖像知煤塊位移大小為8m,煤塊比傳送帶多走

Axj=4m

九?歸內(nèi)，傳送帶位移大小為

x2=v?2-4)=4m

由圖像知煤塊位移大小為2m,傳送帶比煤塊多走

AX2=2m

故煤塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)劃痕是4.0m；

當(dāng)煤塊下滑時(shí)，有

解得

t3=V5s

傳送帶向上運(yùn)動(dòng)的位移為

x3=vt3=4V5m

故劃痕總長(zhǎng)為

Ax=4m-2m+10m+4V5m=(12+4V5)m

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

第n卷(非選擇題，共60分)

第13頁(yè)/共20頁(yè)

三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共18分）

13.某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖中彈簧0C的勁度系數(shù)為500N/m。如圖甲，

用彈簧。C和兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)a、b做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在保持彈簧OC

伸長(zhǎng)1.00cm不變的條件下：

（1）若彈簧測(cè)力計(jì).、6間夾角為90。，彈簧測(cè)力計(jì)。的讀數(shù)是N（圖乙中所示），則彈簧測(cè)力計(jì)6

的讀數(shù)可能為N?

（2）若彈簧測(cè)力計(jì)0、6間夾角大于90。，保持彈簧測(cè)力計(jì)。與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧測(cè)力計(jì)6與

彈簧OC的夾角，則彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)______、彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)0（均選填“變大”、“變小”

或“不變”）

（3）本實(shí)驗(yàn)用到的科學(xué)思想方法是0

【答案】⑴①.3.00②.4.00

（2）①.變大②.變大

（3）等效替代

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

[1]彈簧測(cè)力計(jì)。的最小分度為0.1N,需要估讀一位，所以其讀數(shù)為3.00N。

[2]由胡克定律

F=kx

可知彈簧OC的彈力大小為

兄c=5.0N

則彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)為

一2=4.00N

【小問(wèn)2詳解】

若彈簧測(cè)力計(jì)0、6間夾角大于90。，彈簧。C的力的大小和方向不變，保持彈簧測(cè)力計(jì)。與彈簧。C

第14頁(yè)/共20頁(yè)

的夾角不變，就是彈簧測(cè)力計(jì)。的方向不變，減小彈簧測(cè)力計(jì)6與彈簧。。的夾角時(shí)，三個(gè)力的關(guān)系如圖,

則可知彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)變大，彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)變大。

【小問(wèn)3詳解】

本實(shí)驗(yàn)用到的科學(xué)思想方法是等效替代。

14.某同學(xué)利用圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，

重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離后停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每隔4

個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖?。垘ё蠖伺c物塊連接）所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為

50Hz?

（1）所用實(shí)驗(yàn)器材除電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車(chē)、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、繩、鉤碼、導(dǎo)

線及開(kāi)關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有（填選項(xiàng)代號(hào)）

A.電壓為220V的交流電源B.電壓8V的交流電源C.刻度尺

D.秒表E.天平

（2）計(jì)算紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)9對(duì)應(yīng)的速度大小%=m/s（保留兩位有效數(shù)字）。

單位:cm

71~2~3457891011

\????????

8.001001小1L28」761poi3.60

1poi<->

J

（3）物塊加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小a=___________m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。

（4）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊的最大速度%=m/s（保留三位有效數(shù)字）。

【答案】（1）BC（2）0.66

第15頁(yè)/共20頁(yè)

(3)2.0(4)1.18

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要電壓8V的交流電源，另外還需要刻度尺；故選BC；

【小問(wèn)2詳解】

紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)9對(duì)應(yīng)的速度大小

2

v9=舉辿=+xl0~m/s=0.66m/s

2T0.2

【小問(wèn)3詳解】

物塊加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小

2

”『=(8.00+6QlT0；2.00)xl(r2mzs2=2,0m/s

4724x0.12

【小問(wèn)4詳解】

物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小

—2

\x_oXQ_I1(9.60+7.61—5.60—3.60)xlO,7.,?

a=7—=-----------------------------------------=2.0mM/?

4T24x0.12

紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)的速度大小

x6.01+8.00.._/八”/

v=—35=--------------xlO2m/s=0.70m/s

442T0.2

設(shè)從4點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間，達(dá)到最大速度，則經(jīng)過(guò)時(shí)間0.5s”的時(shí)間從最大速度減到V9,則

vm=v4+at=v9+Q(0.57)

解得

D.24s

vm=1.18m/s

三、解答題(共42分)

15.智能手機(jī)通過(guò)星閃連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，已經(jīng)配對(duì)過(guò)的兩手機(jī)，當(dāng)距離小于某一值時(shí)，會(huì)自動(dòng)連接；一旦

超過(guò)該值時(shí)，星閃信號(hào)便會(huì)立即中斷，無(wú)法正常通訊。如右圖所示，甲、乙兩位同學(xué)在兩個(gè)平行的直跑道

進(jìn)行測(cè)試，跑道間距離d=5m。已知星閃設(shè)備在13m以內(nèi)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)通信。q0時(shí)刻，甲、兩人剛好位于圖

示位置，此時(shí)甲同學(xué)的速度為9m/s,乙同學(xué)的速度為2m/s。從該時(shí)刻起甲同學(xué)以2m/s2的加速度做勻減速

直線運(yùn)動(dòng)直至停下，乙同學(xué)保持原有速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(忽略信號(hào)傳遞時(shí)間)，從計(jì)時(shí)起，求：

(1)甲、乙兩人在前進(jìn)方向上追上前的最大距離是多少？

第16頁(yè)/共20頁(yè)

(2)甲、乙兩人能利用星閃通信的時(shí)間是多少？

【解析】

【詳解】(1)假設(shè)經(jīng)過(guò)務(wù)，兩人的速度相等，此時(shí)相距最遠(yuǎn)，有

解得

/0=3.5s

此時(shí)兩人在前進(jìn)方向上追上前的最大距離為

12

—max=3甲一萬(wàn)叫)?小=12.25m

(2)根據(jù)幾何知識(shí)可知，當(dāng)甲在乙前方且直線距離為13m時(shí)，由勾股定理可推斷二者位移關(guān)系有

s=x甲一%乙=V132-52m=12m

據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

12

X甲二V甲，一5。,

X乙=以

解得

%=3s或3=4s

當(dāng)0<3s時(shí)，二者直線距離小于13m；當(dāng)3s<，<4s時(shí)，二者直線距離大于13m。J=4s時(shí)，甲車(chē)的速

度為

v甲1=丫甲一a/?=Im/s<v乙

『4s之后，甲、乙兩人的距離先減小后增大，且甲能夠繼續(xù)行駛的距離為

2

x申?==0.25m

甲?2a

根據(jù)幾何關(guān)系可知，從右=4s開(kāi)始到乙運(yùn)動(dòng)至甲前方12m的過(guò)程中，二者直線距離小于13m,這段過(guò)程經(jīng)

歷的時(shí)間為

第17頁(yè)/共20頁(yè)

2s+x甲i2x12+0.25

t=...........-=--------------s=12.125s

“乙2

甲、乙兩人能利用星閃通信的時(shí)間為

%=%+/'=3+12.125s=15.125s

16.一個(gè)質(zhì)量/"=0.5kg的小物塊，以%=2m/s的初速度，在平行斜面向上的拉力歹=6N作用下，沿斜面

向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)，=2s的時(shí)間物塊由/點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn),/、8之間的距離］=8m,已知斜面傾角。=37°。

求：

(1)物塊加速度a的大?。?/p>

(2)物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃；

(3)若拉力廠的大小和方向可調(diào)節(jié)，如圖所示，為保持原加速度不變，尸的最小值是多少。

【解析】

【詳解】(1)勻加速位移公式

12

LT—v^t—at

得

a=2m/s2

(2)牛頓第二定律

F-mgsin，一〃加gcos0=ma

得