上海市宝山区行知中学2014-2015学年高一上学期期末物理试卷 (Word版


上海市宝山区行知中学 2014-2015 学年高一上学期期末物理试卷
一.单选题(每题 2 分,共 12 分.每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的,选对得 2 分) 1. (2 分)力学中,选定下列哪组物理量为国际单位制中的基本物理量() A.力、长度、质量 B. 力、质量、时间 C. 长度、力、时间 D.长度、质量、时间 2. (2 分)关于惯性下列说法正确的是() A.静止的物体没有惯性 B. 速度越大物体的惯性越大 C. 质量越大物体的惯性越大 D.抛出去的标枪是靠惯性向远处运动 3. (2 分)分力和合力大小关系为() A.合力总是大于每一个分力 B. 合力至少比一个分力大 C. 两分力大小不变,夹角(在 0°~180°范围内)增大时,合力一定减小 D.分力增大时,合力一定增大 4. (2 分)在下列谚语和歇后语中,最能说明“物体间的作用力是相互的”是() A.小小秤砣压千斤 B. 人心齐,泰山移 C. 鸡蛋碰石头﹣﹣自不量力 D.水滴石穿﹣﹣非一日之功 5. (2 分)牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础.下列说法中正确的是() A.牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例 B. 牛顿第二定律在研究高速运动的问题时不成立 C. 两物体之间的作用力和反作用力是一对平衡力 D.为纪念牛顿,人们把“力”定义为基本物理量,其国际单位是“牛顿” 6. (2 分)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 θ.若此 人所受重力为 G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()

A.G

B.Gsinθ

C.Gcosθ

D.Gtanθ

二.单选题(每题 3 分,共 24 分.每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的,选对得 3 分)
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7. (3 分)已知两个共点力的合力为 50N,分力 F1 的方向与合力 F 的方向成 30°角,分力 F2 的大小为 30N.则() A.F1 的大小是唯一的 C. F2 有两个可能的方向 B. F2 的方向是唯一的 D.F2 可取任意方向

8. (3 分)如图所示,物体 A 靠在竖直墙面上,在力 F 作用下,A、B 保持静止.物体 B 的 受力个数为()

A.2

B.3

C.4

D.5

9. (3 分)如图所示,起重机将重为 G 的重物匀速吊起,此时四条钢索与竖直方向的夹角均 为 60°,则每根钢索中弹力大小为()

A.

B.

C.

D.

10. (3 分)一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中,其 v﹣t 图象如图所示.下列说法 正确的是()

A.前 2s 内该同学处于超重状态 B. 前 2s 内该同学的加速度是最后 1s 内的 2 倍 C. 该同学在 10s 内的平均速度是 1m/s D.该同学在 10s 内通过的位移是 17m 11. (3 分)如图所示,木盒中固定一质量为 m 的砝码,木盒和砝码在桌面上一起以一定的 初速度滑行一段距离后停止.今拿走砝码,而持续加一个竖直向下的恒力 F(F=mg) ,其他 条件不变,则木盒滑行的距离()

A.不变

B. 变小
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C. 变大

D.变大变小均可能

12. (3 分)在静止的车厢内,用细绳 a 和 b 系住一个小球,绳 a 斜向上拉,绳 b 水平拉, 如图所示.现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止 时相比,绳 a、b 的拉力 Fa、Fb 变化情况是()

A.Fa 变大,Fb 不变 C. Fa 不变,Fb 变小

B. Fa 变大,Fb 变小 D.Fa 不变,Fb 变大

13. (3 分)如图所示,斜面上固定有一与斜面垂直的挡板,另有一截面为 圆的光滑柱状物 体甲放置于斜面上, 半径与甲相等的光滑球乙被夹在甲与挡板之间, 没有与斜面接触而处于 静止状态.现在从球心 O1 处对甲施加一平行于斜面向下的力 F,使甲沿斜面方向向下移动, 移动过程中甲、乙始终保持平衡.则在此过程中()

A.推力 F 变小 C. 甲对斜面的压力变小

B. 挡板对乙球的弹力变大 D.乙球对物体甲的弹力变大

14. (3 分)如图所示,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其 装备的总重量为 G,且视为质点.悬绳与竖直墙壁的夹角为 α,悬绳对工人的拉力大小为 F1,墙壁对工人的弹力大小为 F2,则()

A.F1= B. F2=Gtanα C. 若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则 F1 与 F2 的合力变大 D.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则 F1 减小,F2 增大

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三.多选题(每题 4 分,共 16 分.每小题给出的四个答案中,有二个或二个以上是正确的, 选对的得 4 分,选对但不全,得 2 分;有选错或不答的,得 0 分) 15. (4 分) 如图所示, 物体质量为 m, 靠在粗糙的竖直墙上, 物体与墙间的动摩擦因数为 μ, 要使物体沿墙匀速滑动,则外力 F 的大小可能是()

A.

B.

C.

D.

16. (4 分)如图所示,当小车水平向右加速运动时,物块 M 相对车厢静止于车厢后竖直壁 上,当小车的加速度增大时()

A.M 所受静摩擦力增大 B. M 对车厢壁的压力增大 C. M 仍相对于车厢静 D.M 在竖直方向上所受合外力为零 17. (4 分)如图所示,两相同轻质硬杆 OO1、OO2 可绕其两端垂直纸面的水平轴 O、O1、 O2 转动, O 点悬挂一重物 M, 将两相同木块 m 紧压在竖直挡板上, 此时整个系统保持静止. Ff 表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN 表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍 许增大后,系统仍静止且 O1、O2 始终等高,则()

A.Ff 变小

B.Ff 不变

C.FN 变小

D.FN 变大

18. (4 分)如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上 O 点,跨过滑轮的细绳连 接物块 A、B,A、B 都处于静止状态,现将物块 B 移至 C 点后,A、B 仍保持静止,下列 说法中正确的是()

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A.B 与水平面间的摩擦力增大 B. 地面对 B 的弹力增大 C. 悬于墙上的绳所受拉力不变 D.A、B 静止时,图中 α、β、θ 三角始终相等

四、填空题(每空 2 分,共 16 分) 19. (4 分)如图所示,弹簧 S1 的上端固定在天花板上,下端连一小球 A,球 A 与球 B 之间 用轻绳相连, 球 B 与球 C 之间用弹簧 S2 相连. A、 B、 C 的质量均为 m, 弹簧的质量均不计. 已 知重力加速度为 g.开始时系统处于静止状态.现将 A、B 间的绳突然剪断,线刚剪断时 A 的加速度大小为,C 的加速度大小为.

20. (4 分)如图所示,吊床用绳子拴在两根柱子的等高位置上.某人先坐在吊床上处于静 止状态,这时吊床两端系绳中的拉力为 F1,吊床对该人的作用力为 F2;后躺在吊床上处于 静止状态, 这时吊床两端系绳中的拉力为 F1′, 吊床对该人的作用力为 F2′; 则 F1F1′, F2F2′. (请 选填“>”、“<”、“=”)

21. (4 分)如图所示,倾斜的索道与水平方向的夹角为 37°,当载物车厢加速向上运动时, 物对车厢底板的压力为物重的 1.25 倍,这时物与车厢仍然相对静止,则车厢对物的摩擦力 的大小是物重的倍,此时物体的加速度 a=(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

22. (4 分)物体的质量为 10kg,放在水平地面上,若用大小为 F1=20N 的水平力拉物体, 物体恰能匀速运动,若改用与水平方向成 37°角斜向上的拉力 F2 拉它,由静止起在 2s 时间 内运动 5.2m,则物体与地面间的动摩擦因数为,F2 的大小为 N.

五、实验题(共 8 分)
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23. (4 分)光电门传感器为门式结构,如图所示.A 管发射红外线,B 管接收红外线.A、 B 之间无挡光物体时,电路;有物体挡光时,电路(填“断开”或者“接通”) .计算机根据挡 光物体的和,自动算出物体的运动速度.

24. (4 分)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是: A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上 B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另 一端系着绳套 C.用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O.记录下 O 点的位置,读出两个弹簧秤的示数 D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力 F1 和 F2 的图示,并用平行四边 形定则求出合力 F E.只用一只弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向, 按同一标度作出这个力 F′的图示 F.比较力 F′和 F 的大小和方向,看它们是否相同,得出结论. 上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是和; ②遗漏的内容分别是和.

六、计算题(共 24 分) 25. (7 分)当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将 匀速下落, 这个速度称为此物体下落的终极速度. 已知球形物体速度不大时所受的空气阻力 正比于速度 v, 且正比于球半径 r, 即 f=krv, k 是比例系数. 对常温下的空气, 比例系数 k=3.4×10
﹣4

.已知水的密度 ρ=1.0×10 kg/m ,取 g=10m/s ,试求 (1)比例系数 k 的单位. (不需要推导) (2)半径 r=0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的终极速度 vr. (结果取两位数字,球形物体 的体积公式为 V= πr ,其中 r 为球形半径)
3

3

3

2

26. (7 分)长为 L 的杆水平放置,杆两端 A、B 系着长为 3L 的不可伸长且光滑的柔软轻 绳,绳上套着一质量为 m 的小铁环.已知重力加速度为 g,不计空气影响. (1)现将杆悬在空中,杆和环均静止,如图甲,求绳中拉力的大小: (2)若杆与环保持相对静止,在空中沿 AB 方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好 悬于 A 端的正下方,如图乙所示.求此状态下杆的加速度大小 a.

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27. (10 分)足够长的倾角 θ=53°的斜面固定在水平地面上,一物体以 v0=6.4m/s 的初速度 从斜面底端向上滑行,该物体与斜面之间的动摩擦因数 μ=0.8(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g 2 取 10m/s ) ,求: (1)物体滑上斜面的最大位移. (2)物体从开始上滑到再次返回底端所需的时间; (3)若仅将斜面倾角 θ 变为 37°,其他条件不变,则物体在开始第 1s 内的位移多大?(保 留 3 位有效数字)

上海市宝山区行知中学 2014-2015 学年高一上学期期末 物理试卷
参考答案与试题解析

一.单选题(每题 2 分,共 12 分.每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的,选对得 2 分) 1. (2 分)力学中,选定下列哪组物理量为国际单位制中的基本物理量() A.力、长度、质量 B. 力、质量、时间 C. 长度、力、时间 D.长度、质量、时间 考点: 力学单位制. 专题: 常规题型. 分析: 解答本题关键掌握:国际单位制中的力学基本单位有三个:米、千克、秒,其他单 位是导出单位或常用单位,长度、质量、时间是国际单位制中三个基本物理量. 解答: 解:长度、质量、时间是国际单位制中三个力学基本物理量,力是导出物理量,故 ABC 错误,D 正确; 故选:D. 点评: 本题的解题关键要掌握国际单位制中三个基本单位, 要注意基本物理量与基本单位 的区别,不能混淆. 2. (2 分)关于惯性下列说法正确的是()
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A.静止的物体没有惯性 B. 速度越大物体的惯性越大 C. 质量越大物体的惯性越大 D.抛出去的标枪是靠惯性向远处运动 考点: 惯性. 分析: 物体本身具有的保持运动状态不变的性质叫惯性, 一切物体都具有惯性, 惯性大小 的唯一量度是质量. 解答: 解:A、惯性是物体保持运动状态不变的性质,唯一量度是质量,与是否静止无关, 故 A 错误; B、惯性是物体保持运动状态不变的性质,唯一量度是质量,质量越大,惯性越大,与速度 大小无关,故 B 错误,C 正确; D、抛出去的标枪由于具有惯性,而继续向远处运动,故 D 正确; 故选:CD. 点评: 惯性描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,一切物体都具有. 3. (2 分)分力和合力大小关系为() A.合力总是大于每一个分力 B. 合力至少比一个分力大 C. 两分力大小不变,夹角(在 0°~180°范围内)增大时,合力一定减小 D.分力增大时,合力一定增大 考点: 合力的大小与分力间夹角的关系. 专题: 平行四边形法则图解法专题. 分析: (1)如果二力在同一条直线上,根据力的合成计算合力的大小,即同一直线上同 方向二力的合力等于二力之和;同一直线反方向二力的合力等于二力之差. (2)如果二力不在同一条直线上,合力大小介于二力之和与二力之差之间; 解答: 解:A、合力大小介于二力之和与二力之差之间,故可以小于分力的大小,故 A 错 误; B、合力可以同时比两个分力小,故 B 错误; C、分力大小来变时,合力随两力夹角的增大而减小,故 C 正确; D、分力增大时,合力不一定增大,比如两力平衡的两个力,同时增大分力时,合力不变, 故 D 错误. 故选:C. 点评: 掌握两个力合成时的合力范围, 知道合力大小与分力夹角大小变化的关系是正确解 题的关键. 4. (2 分)在下列谚语和歇后语中,最能说明“物体间的作用力是相互的”是() A.小小秤砣压千斤 B. 人心齐,泰山移 C. 鸡蛋碰石头﹣﹣自不量力 D.水滴石穿﹣﹣非一日之功 考点: 牛顿第三定律. 专题: 常规题型.

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分析: 从力的概念,力作用的相互性,一个对另一个物体施加力的作用有两种形式:一是 物体直接接触作用,二是物体之间的间接作用,等知识点对各个选项逐一分析即可. 解答: 解:A、小小秤砣压千斤,这是运用杠杆的原理,较小的力可以产生较大的作用效 果,故 A 错误; B、人心齐,泰山移,这是运用分力和合力等效的原理,故 B 错误; C、鸡蛋碰石头﹣﹣自不量力,石头对鸡蛋有力的作用,鸡蛋对石头也有力的作用,故 C 正 确; D、水滴石穿﹣﹣非一日之功,反映的是持之以恒的精神,故 D 错误; 故选:C. 点评: 此题主要考查学生对力作用的相互性这一知识点的理解和掌握, 难度不大, 是一道 基础题. 5. (2 分)牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础.下列说法中正确的是() A.牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例 B. 牛顿第二定律在研究高速运动的问题时不成立 C. 两物体之间的作用力和反作用力是一对平衡力 D.为纪念牛顿,人们把“力”定义为基本物理量,其国际单位是“牛顿” 考点: 牛顿第三定律. 分析: 牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律, 牛顿第二定律给出了加速度与力和 质量的关系,牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力的关系. 解答: 解:A、牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律,牛顿第二定律给出了加速 度与力和质量的关系,故牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,故 A 错误; B、牛顿运动定律成立的参考系是惯性系,故牛顿第二定律在非惯性系中不成立的,故 B 正 确; C、两物体之间的作用力和反作用力分别作用在两个物体上,不是一对平衡力,故 C 错误; 2 D、为纪念牛顿,人们把力的单位规定为牛顿,即 1N=1kg?m/s ,但不是基本单位,故 D 错 误; 故选:B. 点评: 本题考查了牛顿三定律之间的联系, 牛顿第一定律是基础, 说明力不需要运动来维 持,第二定律给出了力与运动的具体关系. 6. (2 分)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 θ.若此 人所受重力为 G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()

A.G

B.Gsinθ

C.Gcosθ

D.Gtanθ

考点: 力的合成. 专题: 受力分析方法专题.

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分析: 人受多个力处于平衡状态,合力为零.人受力可以看成两部分,一部分是重力,另 一部分是椅子各部分对他的作用力的合力.根据平衡条件求解. 解答: 解:人受多个力处于平衡状态,人受力可以看成两部分,一部分是重力,另一部分 是椅子各部分对他的作用力的合力. 根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值,反向,即大小是 G. 故选 A. 点评: 通过受力分析和共点力平衡条件求解. 二.单选题(每题 3 分,共 24 分.每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的,选对得 3 分) 7. (3 分)已知两个共点力的合力为 50N,分力 F1 的方向与合力 F 的方向成 30°角,分力 F2 的大小为 30N.则() A.F1 的大小是唯一的 C. F2 有两个可能的方向 考点: 力的合成. 分析: 已知合力的大小为 50,一个分力 F1 的方向已知,与 F 成 30°夹角,另一个分力的 最小值为 Fsin30°=25N,根据三角形定则可知分解的组数. 解答: 解:已知一个分力有确定的方向,与 F 成 30°夹角,知另一个分力的最小值为 Fsin30°=25N 而另一个分力大小大于 25N 小于 30N,所以分解的组数有两组解. 如图.故 C 正确,ABD 错误 故选 C. B. F2 的方向是唯一的 D.F2 可取任意方向

点评: 解决本题的关键知道合力和分力遵循平行四边形定则, 知道平行四边形定则与三角 形定则的实质是相同的. 8. (3 分)如图所示,物体 A 靠在竖直墙面上,在力 F 作用下,A、B 保持静止.物体 B 的 受力个数为()

A.2

B. 3

C. 4

D.5

考点: 力的合成与分解的运用. 专题: 受力分析方法专题. 分析: 本题先对 A 物体受力分析,然后根据牛顿第三定律,得出 A 对 B 的反作用力,再 对 B 物体受力分析,得出结果.
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解答: 解:以 A 为研究对象,受力分析,有竖直向下的重力、B 对 A 的支持力和摩擦力, 这样才能使平衡. 根据牛顿第三定律, A 对 B 也有压力和摩擦力, B 还受到重力和推力 F, 所以受四个力作用. 故选 C. 点评: 本题关键先对 A 物体受力分析,再得出 A 对 B 物体的反作用力,最后在结合平衡 条件对 B 物体受力分析. 9. (3 分)如图所示,起重机将重为 G 的重物匀速吊起,此时四条钢索与竖直方向的夹角均 为 60°,则每根钢索中弹力大小为()

A.

B.

C.

D.

考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 钢绳结点受到 5 个拉力,受力平衡,将所有的力都沿着水平和竖直方向正交分解, 然后根据共点力平衡条件求解. 解答: 解:钢绳结点受到 5 个拉力,受力平衡,将四个斜向下的拉力都沿着水平和竖直方 向正交分解,如图

根据共点力平衡条件,有 4?Tcos60°=G 解得 T= 故选 D. 点评: 本题难点在于力不在同一个平面内,可以将所有的力沿着水平和竖直方向正交分 解,再结合共点力平衡条件求解. 10. (3 分)一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中,其 v﹣t 图象如图所示.下列说法 正确的是()

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A.前 2s 内该同学处于超重状态 B. 前 2s 内该同学的加速度是最后 1s 内的 2 倍 C. 该同学在 10s 内的平均速度是 1m/s D.该同学在 10s 内通过的位移是 17m 考点: 匀变速直线运动的图像. 专题: 运动学中的图像专题. 分析: 根据加速度的方向判断超失重情况: 当加速度方向向上时物体处于超重状态, 相反, 加速度方向向下时物体处于失重状态; 图线的斜率表示加速度, 图线与时间轴围成的面积表 示位移的大小. 解答: 解: A、 前 2s 内物体做匀加速直线运动, 加速度方向向下, 该同学处于失重状态. 故 A 错误. B、前 2s 内同学的加速度大小 a1= m/s =1m/s ,最后 1s 内加速度的大小 a2= m/s =2m/s , 知前 2s 内该同学的加速度是最后 1s 内的一半.故 B 错误. C、D、图线与时间轴围成的面积表示位移,则 10s 内的位移 x= = = m/s=1.7m/s.故 C 错误,D 正确. ×2m=17m,平均速度
2 2 2 2

故选:D. 点评: 解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义, 知道图线与时间轴围成的面积表示 位移,图线的斜率表示加速度. 11. (3 分)如图所示,木盒中固定一质量为 m 的砝码,木盒和砝码在桌面上一起以一定的 初速度滑行一段距离后停止.今拿走砝码,而持续加一个竖直向下的恒力 F(F=mg) ,其他 条件不变,则木盒滑行的距离()

A.不变 C. 变大

B. 变小 D.变大变小均可能

考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 根据牛顿第二定律分别求出两种情况下的加速度, 根据匀变速直线运动的速度位移 公式比较位移的大小. 解答: 解:设木盒的质量为 M,根据牛顿第二定律得,放砝码时,加速度:

拿走砝码施加 F 时,加速度: 可知 a2>a1. 根据 v =2ax 得,x=
2

.知加速度增大,则滑行的距离变小.故 B 正确,A、C、D 错误.

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故选 B. 点评: 解决本题的关键通过牛顿第二定律比较出加速度的大小,注意选择的研究对象不 同,第一次选择整体,第二次选择木盒. 12. (3 分)在静止的车厢内,用细绳 a 和 b 系住一个小球,绳 a 斜向上拉,绳 b 水平拉, 如图所示.现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止 时相比,绳 a、b 的拉力 Fa、Fb 变化情况是()

A.Fa 变大,Fb 不变 C. Fa 不变,Fb 变小

B. Fa 变大,Fb 变小 D.Fa 不变,Fb 变大

考点: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据牛顿第二定律,运用正交分解 法分析两根细绳的拉力变化情况. 解答: 解:以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据牛顿第二定律得: 水平方向:Fasinα﹣Fb=ma ① 竖直方向:Facosα﹣mg=0 ② 由题,α 不变,由②分析得知 Fa 不变. 由①得知,Fb=Fasinα﹣ma<Fasinα,即 Fb 变小. 故选:C.

点评: 本题运用牛顿第二定律分析力的变化, 关键要抓住竖直方向上小球没有加速度, 力 是平衡的.

13. (3 分)如图所示,斜面上固定有一与斜面垂直的挡板,另有一截面为 圆的光滑柱状物 体甲放置于斜面上, 半径与甲相等的光滑球乙被夹在甲与挡板之间, 没有与斜面接触而处于 静止状态.现在从球心 O1 处对甲施加一平行于斜面向下的力 F,使甲沿斜面方向向下移动, 移动过程中甲、乙始终保持平衡.则在此过程中()

A.推力 F 变小 C. 甲对斜面的压力变小

B. 挡板对乙球的弹力变大 D.乙球对物体甲的弹力变大
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考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 对乙受力分析,受重力、甲对乙的支持力和挡板的支持力,其中重力的大小和方向 都不变,挡板的支持力方向不变、大小变,甲对乙的支持力的大小和方向都变,根据三力平 衡条件判断出甲对乙支持力的变化情况; 再对甲与乙整体受力分析, 根据平衡条件列式求出 斜面支持力和挡板支持力的表达式进行讨论. 解答: 解:B、D、对乙球受力分析,受重力 mg、甲对乙的支持力 N1 和挡板的支持力 N2, 如图 重力的大小和方向都不变,挡板的支持力 N2 方向不变、大小变,甲对乙的支持力 N1 的大 小和方向都变,由于 N1 与 Y 轴的夹角最小为 0°,根据三力平衡条件得到,甲对乙的支持力 N1 变小,挡板对乙球的支持力 N2 不断变小;根据牛顿第三定律得知,乙球对物体甲的弹力 N1′=N1 变小.故 BD 均错误. A、C、对甲与乙整体受力分析,受到推力、重力、斜面的支持力和挡板的支持力,如图

根据共点力平衡条件,有 F+(M+m)gsinθ﹣N2=0 N3﹣(M+m)gcosθ=0 解得 F=N2﹣(M+m)gsinθ,由上知,N2 不断变小,则 F 变小. N3=(M+m)gcosθ,故斜面对甲的支持力不变,而甲对斜面的压力等于斜面对甲的支持力, 故甲对斜面的压力也保持不变;故 A 正确,C 错误. 故选:A.

点评: 本题关键对乙受力分析, 根据三力平衡条件结合图示法得到乙对挡板的压力变化情 况;再对甲与乙整体受力分析,根据平衡条件得到甲对斜面体的压力变化情况. 14. (3 分)如图所示,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其 装备的总重量为 G,且视为质点.悬绳与竖直墙壁的夹角为 α,悬绳对工人的拉力大小为 F1,墙壁对工人的弹力大小为 F2,则()
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A.F1= B. F2=Gtanα C. 若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则 F1 与 F2 的合力变大 D.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则 F1 减小,F2 增大 考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 工人受力平衡,当工人下移时,细绳与竖直方向的夹角变小,根据平衡条件得出拉 力 F1 与支持力 F2 的表达式进行讨论. 解答: 解:工人受到重力、支持力和拉力,如图

根据共点力平衡条件,有

F2=mgtanα 当工人下移时,细绳与竖直方向的夹角 α 变小,故 F1 变小,F2 变小,但 F1 与 F2 的合力与 重力平衡,保持不变; 故选 B. 点评: 本题关键是根据共点力平衡条件,由几何关系得到 F1 与 F2 的表达式,再讨论变化 情况. 三.多选题(每题 4 分,共 16 分.每小题给出的四个答案中,有二个或二个以上是正确的, 选对的得 4 分,选对但不全,得 2 分;有选错或不答的,得 0 分) 15. (4 分) 如图所示, 物体质量为 m, 靠在粗糙的竖直墙上, 物体与墙间的动摩擦因数为 μ, 要使物体沿墙匀速滑动,则外力 F 的大小可能是()
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A.

B.

C.

D.

考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 若物体沿墙匀速向上滑动, 受到墙壁向下的滑动摩擦力; 若物体沿墙匀速向下滑动, 受到墙壁向上的滑动摩擦力.根据物体的受力情况,根据平衡条件和摩擦力公式求出外力 F 的大小. 解答: 解:若物体沿墙匀速向上滑动,物体受力如图,根据平衡条件得 N=Fsinθ mg+f=Fcosθ 又 f=μN 联立得到 F= 同理,若物体沿墙匀速向下滑动, 故选 CD .

点评: 本题物体滑动方向未知,要分两种情况讨论,不能漏解.要正确分析受力,作出力 图,这是解答的基础. 16. (4 分)如图所示,当小车水平向右加速运动时,物块 M 相对车厢静止于车厢后竖直壁 上,当小车的加速度增大时()

A.M 所受静摩擦力增大 B. M 对车厢壁的压力增大
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C. M 仍相对于车厢静 D.M 在竖直方向上所受合外力为零 考点: 牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算;物体的弹性和弹力. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 小车向右做匀加速直线运动,物体 M 相对小车静止,加速度与车的加速度相同, 分析物块的受力情况根据牛顿第二定律研究摩擦力、弹力. 解答: 解:以物块为研究对象,分析受力,作出力图如图.

A、物块竖直方向受力平衡,合外力等于零,摩擦力 f=Mg,保持不变.故 A 错误,D 正确. B、小车的加速度增大时,弹力 N=ma 增大,物块受到的最大静摩擦力增大,物块不可能沿 壁下滑,所以 M 仍相对于车厢静止.故 BC 正确. 故选:BCD 点评: 本题运用正交分解研究物体在水平方向运动的问题, 要正确分析受力情况, 作出力 图是基础. 17. (4 分)如图所示,两相同轻质硬杆 OO1、OO2 可绕其两端垂直纸面的水平轴 O、O1、 O2 转动, O 点悬挂一重物 M, 将两相同木块 m 紧压在竖直挡板上, 此时整个系统保持静止. Ff 表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN 表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍 许增大后,系统仍静止且 O1、O2 始终等高,则()

A.Ff 变小

B.Ff 不变

C.FN 变小

D.FN 变大

考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 本题的关键是首先将重物受到的重力按效果分解,求出分力与合力的关系表达式, 然后再对木块受力分析,根据平衡条件即可求解. 解答: 解: 对 A、B:将重物重力 Mg 按效果分解如图所示,应有 2Fcosθ=Mg,即 F= 中一个物体 m 受力分析如图所示,受到的摩擦力 f=mg+Fcosθ,联立解得 f=mg+ 与挡板间摩擦力大小与两板间距离无关,所以 B 正确,A 错误; ,再对其 ,即木块

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对 C、D:由图可得 故

=Fsinθ=

.sinθ=

,由于挡板距离增大 θ 随之增大,

增大,所以 D 正确 C 错误.

故选 BD.

点评: 对轻杆且一端为铰链时,杆产生或受到的弹力方向一定沿着杆的方向. 18. (4 分)如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上 O 点,跨过滑轮的细绳连 接物块 A、B,A、B 都处于静止状态,现将物块 B 移至 C 点后,A、B 仍保持静止,下列 说法中正确的是()

A.B 与水平面间的摩擦力增大 B. 地面对 B 的弹力增大 C. 悬于墙上的绳所受拉力不变 D.A、B 静止时,图中 α、β、θ 三角始终相等 考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 对 A 分析可知绳上的拉力不变,再对 B 分析,作出受力分析图,根据共点力的平 衡条件可得出摩擦力的变化;分析滑轮受力由力的合成与分解可得出夹角的大小关系. 解答: 解:A、对 A 分析,由于 A 处于静止,故绳子的拉力等于 A 的重力;绳子对 B 的 拉力也保持不变,等于 A 的重力;对 B 分析,B 向右移动时,绳与地面的夹角减小,绳水 平分量增大,而水平方向 B 受力平衡,摩擦力增大;故 A 正确; B、B 向右移动时,绳与地面的夹角减小,绳拉力竖直分量减小,则支持力变大;故 B 正确; C、由于两绳间夹角增大,而两拉力不变,故悬于绳上的绳子的拉力将减小;故 C 错误; D、对滑轮分析,由于 A 一直竖直,故绳子与墙平行,故 α=θ;因拉 A 的绳子与拉 B 的绳 子力相等, 而拉滑轮的力与两绳子的力的合力大小相等, 故拉滑轮的力应这两绳子拉力的角 平分线上,故 α、β、θ 三角始终相等,故 D 正确; 故选:ABD 点评: 本题要注意分别对 A、B 及滑轮分析,根据共点力的平衡条件可得出各物体受力的 关系;同时注意要根据力的合成与分解等知识进行讨论.

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四、填空题(每空 2 分,共 16 分) 19. (4 分)如图所示,弹簧 S1 的上端固定在天花板上,下端连一小球 A,球 A 与球 B 之间 用轻绳相连, 球 B 与球 C 之间用弹簧 S2 相连. A、 B、 C 的质量均为 m, 弹簧的质量均不计. 已 知重力加速度为 g.开始时系统处于静止状态.现将 A、B 间的绳突然剪断,线刚剪断时 A 的加速度大小为 2g,C 的加速度大小为 0.

考点: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 本题考查了瞬间加速度的计算, 弹簧弹力不能发生突变, 在剪短瞬间仍然保持原来 的大小和方向;而细绳的弹力会发生突变,在剪断瞬间会突然改变为零;剪断细线前对 A、 B 和 C 整体分别受力分析,根据平衡条件求出细线的弹力,断开细线后,再分别对 A、C 受 力分析,求解出合力并运用牛顿第二定律求解加速度. 解答: 解:细线剪断前,BC 球整体受重力和细线拉力 T,故:T=(mB+mC)g; 细线剪断前,A 球受到重力、细线的拉力和上方弹簧的弹力,根据平衡条件,有:T+mAg ﹣F1=0; 解得:F1=(mA+mB+mc)g 细线剪断后,小球 C 受力情况不变,故加速度为零; 细线剪断后,小球 A 受重力和上面的弹簧的拉力,根据牛顿第二定律,有:F1﹣mAg=mAa 解得:a= 故答案为:2g,0; 点评: 本题是力学中的瞬时问题, 关键是先根据平衡条件求出各个力, 然后根据牛顿第二 定律列式求解加速度;同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比,来不及突变,而细线的弹 力是由微小形变产生的,故可以突变. 20. (4 分)如图所示,吊床用绳子拴在两根柱子的等高位置上.某人先坐在吊床上处于静 止状态,这时吊床两端系绳中的拉力为 F1,吊床对该人的作用力为 F2;后躺在吊床上处于 静止状态,这时吊床两端系绳中的拉力为 F1′,吊床对该人的作用力为 F2′;则 F1>F1′, F2=F2′. (请选填“>”、“<”、“=”)

考点: 力的合成;力的合成与分解的运用. 专题: 受力分析方法专题.
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分析: 当人坐在吊床上和躺在吊床上比较, 人躺下后, 吊床两端绳的拉力与竖直方向上的 夹角较小,根据共点力平衡判断绳子拉力的变化.吊床对人的作用力等于人的重力. 解答: 解:吊床对人的作用力与重力等值反向,所以躺着和坐在时,吊床对该人的作用力 不变. 坐在吊床上时, 吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较小, 根据共点力平衡有: 2Fcosθ=G, θ 越小.则绳子的拉力越小, 人躺下后,绳子与竖直方向夹角变小,则绳子的拉力较小. 故答案为:>,= 点评: 解决本题的关键恰当地选择研究对象,进行受力分析,运用共点力平衡进行求解. 21. (4 分)如图所示,倾斜的索道与水平方向的夹角为 37°,当载物车厢加速向上运动时, 物对车厢底板的压力为物重的 1.25 倍,这时物与车厢仍然相对静止,则车厢对物的摩擦力 的大小是物重的 倍,此时物体的加速度 a= (sin37°=0.6,cos37°=0.8)

考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 对物体分析, 物体受重力和支持力和摩擦力作用, 在竖直方向上运用牛顿第二定律 求出竖直方向上的加速度,结合平行四边形定则求出物体的加速度以及水平方向上的加速 度,根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小. 解答: 解:在竖直方向上,根据牛顿第二定律得:N﹣mg=may, 解得: 根据平行四边形定则知: 在水平方向上的加速度为: 则 f=max,可知: 故答案为: , . . , . ,

点评: 物体的水平和竖直方向的加速度之间的关系, 是解决本题的关键, 在本题中物体在 水平和竖直两个方向上都是有加速度的. 22. (4 分)物体的质量为 10kg,放在水平地面上,若用大小为 F1=20N 的水平力拉物体, 物体恰能匀速运动,若改用与水平方向成 37°角斜向上的拉力 F2 拉它,由静止起在 2s 时间 内运动 5.2m,则物体与地面间的动摩擦因数为 0.2,F2 的大小为 50N. 考点: 共点力平衡的条件及其应用;滑动摩擦力;力的合成与分解的运用.
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专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 用水平力拉时, 物体受拉力、 重力、 支持力和滑动摩擦力, 根据平衡条件列式求解; 用斜向上的拉力时, 先根据位移时间关系公式列式求解加速度, 再根据牛顿第二定律列式求 解拉力. 解答: 解:1、用水平力 F1 拉时,物体受拉力、重力、支持力和滑动摩擦力,根据平衡条 件,有: 水平方向:F1﹣f=0 竖直方向:N﹣mg=0 其中:f=μN 联立解得:μ= 2、用拉力 F2 拉物体时,根据位移时间关系公式,有: x= 解得: a= =2.6m/s
2

对物体受力分析,如图所示:

由平衡条件得: 竖直方向:F2sinθ+N=mg 水平方向:F2cosθ﹣f=ma 其中:f=μN 联立解得: F2= = N=47.92N

故答案为:0.2,50. 点评: 本题是已知运动情况确定受力情况的问题, 关键是先根据平衡条件列式求解动摩擦 因数,根据牛顿第二定律列式求解加速度,不难. 五、实验题(共 8 分) 23. (4 分)光电门传感器为门式结构,如图所示.A 管发射红外线,B 管接收红外线.A、 B 之间无挡光物体时,电路断开;有物体挡光时,电路接通(填“断开”或者“接通”) .计算 机根据挡光物体的宽度和挡光时间,自动算出物体的运动速度.

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考点: 简单的逻辑电路. 分析: 物块刚接触光电门时,电路接通,计时开始,物体通过时,电路断开,计时结束, 因此通过宽度与挡光时间,结合运动学公式,即可解答; 解答: 解:物块刚接触光电门时,电路接通,计时开始,物体通过时,电路断开,计时结 束, 所以当光电门传感器 A、B 之间无挡光物体时,电路断开,当 A、B 之间有物体挡光时,电 路接通,计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间,自动算出物体的运动速度; 故答案为:断开,接通,宽度,挡光时间, 点评: 解决本题的关键知道该题运用公式: = 计算出很短时间内平均速度来表示不同位 置的瞬时速度. 24. (4 分)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是: A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上 B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另 一端系着绳套 C.用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O.记录下 O 点的位置,读出两个弹簧秤的示数 D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力 F1 和 F2 的图示,并用平行四边 形定则求出合力 F E.只用一只弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向, 按同一标度作出这个力 F′的图示 F.比较力 F′和 F 的大小和方向,看它们是否相同,得出结论. 上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是 C 和 E; ②遗漏的内容分别是 C 中未记下两条细绳的方向和 E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到了 位置 O. 考点: 验证力的平行四边形定则. 专题: 实验题. 分析: 步骤 C 中只有记下两条细绳的方向,才能确定两个分力的方向,进一步才能根据 平行四边形定则求合力;步骤 E 中只有使结点到达同样的位置 O,才能表示两种情况下力 的作用效果相同; 解答: 解:本实验为了验证力的平行四边形定则,采用的方法是作力的图示法,作出合力 和理论值和实际值,然后进行比较,得出结果.所以,实验时,除记录弹簧秤的示数外,还 要记下两条细绳的方向,以便确定两个拉力的方向,这样才能作出拉力的图示.步骤 C 中 未记下两条细绳的方向;步骤 E 中未说明把橡皮条的结点拉到位置 O. 故答案为: (1)C;E; (2)C 中未记下两条细绳的方向;E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到了位置 O.
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点评: 本实验关键理解实验原理, 根据实验原理分析实验步骤中有无遗漏或缺陷, 因此掌 握实验原理是解决实验问题的关键. 六、计算题(共 24 分) 25. (7 分)当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将 匀速下落, 这个速度称为此物体下落的终极速度. 已知球形物体速度不大时所受的空气阻力 正比于速度 v, 且正比于球半径 r, 即 f=krv, k 是比例系数. 对常温下的空气, 比例系数 k=3.4×10
﹣4

.已知水的密度 ρ=1.0×10 kg/m ,取 g=10m/s ,试求 (1)比例系数 k 的单位. (不需要推导) (2)半径 r=0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的终极速度 vr. (结果取两位数字,球形物体 的体积公式为 V= πr ,其中 r 为球形半径)
3

3

3

2

考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 根据表达式,结合阻力、半径和速度的单位推导出 k 的单位. 当雨滴达到终极速度时,雨滴处于平衡,结合平衡求出终极速度的大小. 解答: 解: (1)比例系数 k= (2)根据 f=krv, 又 f=mg= , ,则 k 的单位为 .

联立两式代入数据解得:v=1.2m/s. 2 答: (1)比例系数 k 的单位为 Ns/m ; (2)半径 r=0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的终极速度为 1.2m/s. 点评: 本题考查了共点力平衡的基本运用, 知道雨滴达到终极速度时, 重力和阻力大小相 等. 26. (7 分)长为 L 的杆水平放置,杆两端 A、B 系着长为 3L 的不可伸长且光滑的柔软轻 绳,绳上套着一质量为 m 的小铁环.已知重力加速度为 g,不计空气影响. (1)现将杆悬在空中,杆和环均静止,如图甲,求绳中拉力的大小: (2)若杆与环保持相对静止,在空中沿 AB 方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好 悬于 A 端的正下方,如图乙所示.求此状态下杆的加速度大小 a.

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考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: (1)以环为研究对象,环处于静止状态,合力为零,根据平衡条件求解绳中拉力 的大小; (2)以环为研究对象,由正交分解法,根据牛顿第二定律求解加速度. 解答: 解: (1)如图 1,设平衡时绳子拉力为 T,有: 2Tcosθ﹣mg=0 由图可知,cosθ= 联立解得:T= mg

(2)此时,对小铁环受力分析如图 2,有: T′sinθ′=ma T′+T′cosθ′﹣mg=0 由图知,θ′=60° 代入上述二式联立解得:a= g mg;

答: (1)现将杆悬在空中,杆和环均静止,如图甲,绳中拉力的大小为

(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿 AB 方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好 悬于 A 端的正下方,如图乙所示.此状态下杆的加速度大小 a 为 g.

点评: 本题中铁环与动滑轮相似, 两侧绳子拉力大小相等, 运用正交分解法研究平衡状态 和非平衡情况. 27. (10 分)足够长的倾角 θ=53°的斜面固定在水平地面上,一物体以 v0=6.4m/s 的初速度 从斜面底端向上滑行,该物体与斜面之间的动摩擦因数 μ=0.8(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g 2 取 10m/s ) ,求: (1)物体滑上斜面的最大位移. (2)物体从开始上滑到再次返回底端所需的时间;
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(3)若仅将斜面倾角 θ 变为 37°,其他条件不变,则物体在开始第 1s 内的位移多大?(保 留 3 位有效数字) 考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: (1)根据牛顿第二定律求出上滑的加速度大小,结合速度位移公式求出上滑的最 大位移. (2)根据速度时间公式求出上滑的时间,结合牛顿第二定律求出下滑的加速度,根据位移 时间公式求出下滑的时间,从而得出总时间. (3)根据牛顿第二定律求出上滑的加速度大小,根据速度时间公式求出上滑到最高点的时 间,判断物体是否处于静止,再结合位移公式求出物体的位移大小. 解答: 解: (1)根据牛顿第二定律得,物体上滑的加速度大小为: =gsin53°+μgcos53°=8+0.8×6m/s =12.8m/s , 则物体上滑的最大位移为: . (2)物体上滑的时间为: , 物体下滑的加速度大小为: 2 2 a2=gsin53°﹣μgcos53°=8﹣0.8×6m/s =3.2m/s . 则匀加速下滑的时间为 t2= ,
2 2

物体从开始上滑到再次返回底端所需的时间 t=t1+t2=0.5+1s=1.5s. (3)根据牛顿第二定律得,物体匀减速运动的加速度大小 2 2 a3=gsin37°+μgcos37°=6+0.8×8m/s =12.4m/s , 速度减为零的时间 ,

因为 mgsin37°<μmgcos37°,知物体速度减为零后静止, 则 1s 内的位移 .

答: (1)物体滑上斜面的最大位移为 1.6m. (2)物体从开始上滑到再次返回底端所需的时间为 1.5s; (3)若仅将斜面倾角 θ 变为 37°,其他条件不变,则物体在开始第 1s 内的位移为 1.65m. 点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用, 关键理清物体的运动规律, 结 合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.

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