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江苏省盐城市2020-2021学年高二（上）12月学业水平合格性考试模拟物理试题（一）
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这是一份江苏省盐城市2020-2021学年高二（上）12月学业水平合格性考试模拟物理试题（一），共27页。试卷主要包含了 选择题， 填空题， 计算或论述题等内容，欢迎下载使用。
2021届高二学业水平合格性考试模拟卷（一）
物理
一、 选择题：本大题共27小题，每小题3分，共计81分。在每小题的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1. 高速公路旁的限速标示牌如图所示。图中数值的对应单位是（ ）
A. km B. m/s C. km/h D. m/s2
2. 一个物体运动的v-t图像如图所示，该物体做匀减速运动的时间段是（ ）
A. 前3s内 B. 第1s内 C. 第2s内 D. 第3s内
3. 竖直悬挂一轻质弹簧，不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度为8cm；挂上5N的钩码，指针所指刻度为10cm，此弹簧的劲度系数是（ ）
A. 250N/m B. 50N/m C. 25N/m D. 2.5 N/m
4. 如图所示，一质量为1kg的物体，在大小为8N的水平拉力F作用下，沿水平方向向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，则地面对物体的滑动摩擦力大小为
A. 10N B. 8N C. 5N D. 4N
5. 在一次运动会中，甲、乙、丙三位运动员分别参加了100m、400m和800m赛跑。400m跑道的示意图如图所示，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点；B点是100m赛跑的起跑点。则从起跑点到终点，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的位移最大 B. 乙的位移最大
C. 丙的位移最大 D. 乙、丙的路程相等
6. 如图所示，甲、乙为实验室常用计时器，下列说法正确的是（ ）
A. 甲为电磁打点计时器 B. 乙为电火花计时器
C. 甲使用交流电源，工作电压为220 V D. 乙使用交流电源，工作电压为220 V
7. 大小分别为20N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（ ）
A. 60N B. 45N C. 10N D. 5N
8. 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B，如图所示。若足球的重力为G，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计，则悬绳对球的拉力大小是（ ）
A. Gsin α B. Gcos α C. D.
9. 在“探究求合力的方法”的实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条与同时用两个弹簧测力计拉橡皮条作用效果相同，其中“作用效果相同”的含义是（ ）
A. 橡皮条被拉伸的长度相同
B. 橡皮条被拉伸的方向相同
C. 两次将结点O拉至同一位置
D. F1和F2的大小之和等于F的大小
10. 如图所示，穿着溜冰鞋甲、乙两人站在冰面上。当甲轻轻推乙时（ ）
A. 甲与乙之间有相互作用力
B. 甲对乙的作用在先，乙对甲的作用在后
C. 乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力
D. 甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力
11. 如图所示，质量为60kg的人站在升降机内的台秤上，测得体重为50kg，则升降机的运动可能是（ ）
A. 匀速上升 B. 加速上升 C. 减速上升 D. 减速下降
12. 如图所示，炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是800m/s，这个速度在水平方向的分速度为（ ）
A. 300m/s B. 400m/s
C. 400m/s D. 800m/s
13. 11月12日，2020中超联赛决赛第二回合江苏苏宁易购队以2∶1战胜广州恒大队，夺得队史首个国内顶级联赛冠军。江苏某球员利用任意球破门，下图为足球的轨迹示意图。足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
14. 如图所示，a、b两点分别位于大、小轮的边缘上， c点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。则线速度大小相等的是（ ）
A. a b B. a c C. b c D. a b c
15. “飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的四周，做线速度大小为v的匀速圆周运动。若杂技演员和摩托车的总质量为m，其所受向心力大小为（ ）
A. B. C. D.
16. 如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s．则在此过程中，拉力F对物块所做的功为:
A. Fs B. Fssinθ C. Fs cosθ D. Fs tanθ
17. 小华同学国庆节放假去爬山。他从山脚爬到山顶的过程中（ ）
A. 重力做正功 B. 重力做负功 C. 重力势能不变 D. 重力势能减小
18. 2020年11月24日4时30分，我国成功发射嫦娥五号探测器，开启我国首次“月球挖土”之旅。在嫦娥五号飞向月球的过程中，月球对它的万有引力大小（ ）
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
19. 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A. 做自由落体运动的铁球 B. 在空中向上做加速运动的氢气球
C. 沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 D. 被起重机拉着向上做匀速运动的货物
20. 在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车，遇到上坡时，在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，其目的是（ ）
A. 增大速度，得到较小的牵引力
B. 减小速度，得到较小的牵引力
C. 增大速度，得到较大的牵引力
D. 减小速度，得到较大的牵引力
21. 把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为( )
A. A球的正电荷移到B球上
B. B球的负电荷移到A球上
C. A球的负电荷移到B球上
D. B球的正电荷移到A球上
22. 用两根轻质绝缘细线分别悬挂两带电小塑料球，下图中描述的是两小球静止时可能的状态，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
23. 如图所示的电场线，描绘的是两个点电荷形成的电场，则（ ）
A. 两个点电荷都是负电荷
B. 两个点电荷都是正电荷
C. 左边点电荷为正，右边为负
D. 左边点电荷为负，右边为正
24. 下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（ ）
A. 电风扇
B. 电熨斗
C. 洗衣机
D 吸尘器
25. 两根相同的条形磁铁放在水平桌面上，a、b为相对的磁极，一个小磁针静止时的N、S极指向如图所示。由此可以判断（ ）
A. a和b都是N极 B. a和b都是S极
C. a为S极，b为N极 D. a为N极，b为S极
26. 如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则小磁针（ ）
A. 保持不动
B. N极向下转动
C. N极将垂直于纸面向里转动
D N极将垂直于纸面向外转动
27. 如图所示，将相同线圈放在磁感应强度大小均为B、方向不同的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量最大的是（ ）
A. B. C. D.
二、 填空题
28. “探究加速度与力、 质量的关系”的实验装置如图甲所示。
(1) 在平衡摩擦力这一步骤中，操作时___________（选填 “需要”或“不需要”）悬挂砂桶。
(2) 选择一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的v-t图像如图乙所示，可知小车的加速度为___________m/s2
(3) 在研究加速度与力的关系时，应保持___________不变， 测出小车拉力F和加速度a，改变拉力F， 重复实验，得到多组不同的F及相应a的实验数据，并作a-F图像，探究出他们的关系。
三、 计算或论述题：本大题共2题， 共计13分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
29. 盐通高铁预计于2020年12月底开通运营，这将极大方便盐城市民出行。假设某同学乘坐高铁时，通过观测车用内电子屏上显示的列车速度和手机显示的时间进行科学探究，发现在50s时间内，列车做匀加速直线运动，速度从70m/s增加到80m/s。若列车的质量为4.0×105kg。求列车：
(1) 速度为70m/s时的动能；
(2) 在50s内所受合外力的大小。
30. 在2022年我国承办第24届冬季奥林匹克运动会中，将跳台滑雪作为比赛项目之一。整个跳台雪道由倾斜的助滑坡AB和着陆坡CD，以及一段光滑水平起跳平台BC组成，且AB与BC平滑连接，可简化成下图所示。质量为60kg的运动员从长为90m的助滑坡顶端A处由静止开始下滑，到达C处以30m/s 的速度水平飞出。不考虑运动员在着落前所受的摩擦阻力和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，着陆坡CD足够长，且与水平面的夹角θ=37°。（sin 37° =0.6，cos 37°= 0.8）
(1) 求运动员在助滑坡上滑行的时间；
(2) 若要确保运动员腾空时间不少于4s，则夹角θ= 37°的坡度是否符合要求，并说明理由；
(3) 求运动员从助滑坡顶端A处由静止滑下，落到着陆坡的过程合外力所做的功。
2021届高二学业水平合格性考试模拟卷（一）
物理
一、 选择题：本大题共27小题，每小题3分，共计81分。在每小题的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1. 高速公路旁的限速标示牌如图所示。图中数值的对应单位是（ ）
A. km B. m/s C. km/h D. m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】高速公路旁的限速标示牌，是限制汽车的最大速度的标志，图中数值的对应单位是速度的单位，汽车的速度不可能达到120 m/s，可以达到120km/h。
故选C。
2. 一个物体运动的v-t图像如图所示，该物体做匀减速运动的时间段是（ ）
A. 前3s内 B. 第1s内 C. 第2s内 D. 第3s内
【答案】D
【解析】
【详解】第1s内做匀加速运动，第2s内做匀速运动，第3s内做匀减速运动。
故选D。
3. 竖直悬挂一轻质弹簧，不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度为8cm；挂上5N的钩码，指针所指刻度为10cm，此弹簧的劲度系数是（ ）
A. 250N/m B. 50N/m C. 25N/m D. 2.5 N/m
【答案】A
【解析】
【详解】根据胡克定律
可知
解得
故选A。
4. 如图所示，一质量为1kg的物体，在大小为8N的水平拉力F作用下，沿水平方向向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，则地面对物体的滑动摩擦力大小为
A. 10N B. 8N C. 5N D. 4N
【答案】C
【解析】
【分析】根据滑动摩擦力公式即可求解．
【详解】根据滑动摩擦力公式可得物体受到的滑动摩擦力为：，故C正确，ABD错误．
【点睛】本题主要考查了滑动摩擦力的计算，属于基础题．
5. 在一次运动会中，甲、乙、丙三位运动员分别参加了100m、400m和800m赛跑。400m跑道示意图如图所示，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点；B点是100m赛跑的起跑点。则从起跑点到终点，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的位移最大 B. 乙的位移最大
C. 丙的位移最大 D. 乙、丙的路程相等
【答案】A
【解析】
【详解】甲跑100m，位移等于100m，路程等于100m；
乙跑400m，位移等于零，路程等于400m；
丙跑800m，位移等于零，路程等于800m。
甲的位移最大，乙、丙的路程不相等。
故选A。
6. 如图所示，甲、乙为实验室常用的计时器，下列说法正确的是（ ）
A. 甲为电磁打点计时器 B. 乙为电火花计时器
C. 甲使用交流电源，工作电压为220 V D. 乙使用交流电源，工作电压为220 V
【答案】C
【解析】
【详解】图甲为电火花打点计时器，工作电压为交流电压220V，图乙为电磁打点计时器，工作电压为交流电压4-6V，故C正确，ABD错误；
故选C。
7. 大小分别为20N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（ ）
A 60N B. 45N C. 10N D. 5N
【答案】A
【解析】
【详解】合力的最小值为
合力的最大值为
故选A。
8. 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B，如图所示。若足球的重力为G，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计，则悬绳对球的拉力大小是（ ）
A. Gsin α B. Gcos α C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据平衡条件有
解得
故选D。
9. 在“探究求合力的方法”的实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条与同时用两个弹簧测力计拉橡皮条作用效果相同，其中“作用效果相同”的含义是（ ）
A. 橡皮条被拉伸的长度相同
B. 橡皮条被拉伸的方向相同
C. 两次将结点O拉至同一位置
D. F1和F2的大小之和等于F的大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.力是矢量，橡皮条被拉伸的长度相同如果方向不同，作用效果不同，故A错误；
B.橡皮条被拉伸的方向相同但长度不同时合力不同，作用效果不同，故B错误；
C.当橡皮条拉到同一个结点，即在同一方向上伸长到同一长度，合力与分力的作用效果相同；故C正确；
D.F1和F2的大小之和等于F的大小，但F1和F2的合力大小并不一定与F相等，故D错误．
10. 如图所示，穿着溜冰鞋甲、乙两人站在冰面上。当甲轻轻推乙时（ ）
A. 甲与乙之间有相互作用力
B. 甲对乙的作用在先，乙对甲的作用在后
C. 乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力
D. 甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．根据牛顿第三定律，甲轻轻推乙的同时，乙也推甲，而且这一对力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，A正确，BC错误；
D．甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是作用在两个物体上，而平衡力是作用在一个物体上的两个力，因此不是平衡力，D错误。
故选A。
11. 如图所示，质量为60kg的人站在升降机内的台秤上，测得体重为50kg，则升降机的运动可能是（ ）
A. 匀速上升 B. 加速上升 C. 减速上升 D. 减速下降
【答案】C
【解析】
【详解】对人，支持力小于重力，合力向下，加速度向下，所以升降机的运动可能是加速下降或减速时上升。
故选C。
12. 如图所示，炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是800m/s，这个速度在水平方向的分速度为（ ）
A. 300m/s B. 400m/s
C. 400m/s D. 800m/s
【答案】B
【解析】
【详解】水平分速度为
故选B。
13. 11月12日，2020中超联赛决赛第二回合江苏苏宁易购队以2∶1战胜广州恒大队，夺得队史首个国内顶级联赛冠军。江苏某球员利用任意球破门，下图为足球的轨迹示意图。足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当物体所受的合外力与运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，并且轨迹向合外力方向弯曲。
故选D。
14. 如图所示，a、b两点分别位于大、小轮的边缘上， c点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。则线速度大小相等的是（ ）
A. a b B. a c C. b c D. a b c
【答案】A
【解析】
【详解】A．接触面不打滑，所以两轮边缘的线速度大小相等。A正确；
B．ac都在大轮上，角速度相等，半径不等，所以线速度大小不相等。B错误；
CD．b的线速度与a的线速度大小相等，ac的不相等，所以bc的线速度大小也不相等。CD错误。
故选A。
15. “飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的四周，做线速度大小为v的匀速圆周运动。若杂技演员和摩托车的总质量为m，其所受向心力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据向心力公式得
故选B。
16. 如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s．则在此过程中，拉力F对物块所做的功为:
A. Fs B. Fssinθ C. Fs cosθ D. Fs tanθ
【答案】C
【解析】
【详解】物体的位移是在水平方向上，把拉力F分解为水平方向的Fcosθ，和竖直方向的Fsinθ，由于竖直方向的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平方向的分力对物体做的功，所以W=Fcosθ•s=Fscosθ .
A. Fs.故选项A不符合题意.
B. Fssinθ.故选项B不符合题意.
C. Fscosθ.故选项C符合题意.
D. Fstanθ.故选项D不符合题意.
17. 小华同学国庆节放假去爬山。他从山脚爬到山顶的过程中（ ）
A. 重力做正功 B. 重力做负功 C. 重力势能不变 D. 重力势能减小
【答案】B
【解析】
【详解】重力方向与运动方向成钝角，重力做负功，重力势能增大。
故选B。
18. 2020年11月24日4时30分，我国成功发射嫦娥五号探测器，开启我国首次“月球挖土”之旅。在嫦娥五号飞向月球的过程中，月球对它的万有引力大小（ ）
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】由万有引力定律 ，在嫦娥五号飞向月球的过程中，r减小，F增大。
故选A。
19. 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A. 做自由落体运动的铁球 B. 在空中向上做加速运动的氢气球
C. 沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 D. 被起重机拉着向上做匀速运动的货物
【答案】A
【解析】
【详解】A．自由落体运动，只有重力做功，机械能守恒，A正确；
B．在空中向上做加速运动的氢气球，浮力对氢气球做正功，机械能增加，B错误；
C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块。摩擦力做负功，机械能减少，C错误；
D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物，拉力做正功，机械能增加，D错误。
故选A。
20. 在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车，遇到上坡时，在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，其目的是（ ）
A. 增大速度，得到较小的牵引力
B. 减小速度，得到较小的牵引力
C. 增大速度，得到较大的牵引力
D. 减小速度，得到较大的牵引力
【答案】D
【解析】
【详解】AC. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，AC错误．
BD. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，根据功率方程 可知，得到较大的牵引力，更容易上坡，B错误D正确．
21. 把一个带正电金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为( )
A. A球的正电荷移到B球上
B. B球的负电荷移到A球上
C. A球的负电荷移到B球上
D. B球的正电荷移到A球上
【答案】B
【解析】
【详解】AD.金属上正电荷只做无规则的热振动，不能发生移动，更不可能从一个球移动到另一个球，故选项A、D不符合题意；
BC.球原来不带电，与球接触后，由于球上正电荷对电子的吸引，电子从球转移到球上，原来中性的球就带正电，所以带正电是由于球上的负电荷移到球上的缘故，故选项B符合题意，C不符合题意．
22. 用两根轻质绝缘细线分别悬挂两带电小塑料球，下图中描述的是两小球静止时可能的状态，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据同种电荷相排斥、异种电互相吸引可知C正确、ABD错误。
故选C。
23. 如图所示的电场线，描绘的是两个点电荷形成的电场，则（ ）
A. 两个点电荷都是负电荷
B. 两个点电荷都是正电荷
C. 左边点电荷为正，右边为负
D. 左边点电荷为负，右边为正
【答案】B
【解析】
【详解】由于电场线由正电荷发出，到负电荷终止，而且左右对称，因此两个点电荷都是正电荷。
故选B。
24. 下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（ ）
A. 电风扇
B. 电熨斗
C. 洗衣机
D. 吸尘器
【答案】B
【解析】
【详解】电风扇、洗衣机和吸尘器把电能主要转化为机械能，电熨斗把电能主要转化为内能。
故选B。
25. 两根相同的条形磁铁放在水平桌面上，a、b为相对的磁极，一个小磁针静止时的N、S极指向如图所示。由此可以判断（ ）
A. a和b都是N极 B. a和b都是S极
C. a为S极，b为N极 D. a为N极，b为S极
【答案】C
【解析】
【详解】因小磁针的N极指磁感线的方向，而磁感线由磁体的N极到S极，则a为S极，b为N极。
故选C。
26. 如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则小磁针（ ）
A. 保持不动
B. N极向下转动
C. N极将垂直于纸面向里转动
D. N极将垂直于纸面向外转动
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则，小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向里，N极将垂直于纸面向里转动。
故选C。
27. 如图所示，将相同线圈放在磁感应强度大小均为B、方向不同的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量最大的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当线圈与磁感线平行时磁通量等于零，当线圈与磁感线垂直时磁通量最大，A的磁通量最大，BCD的磁通量等于零。
故选A。
二、 填空题
28. “探究加速度与力、 质量的关系”的实验装置如图甲所示。
(1) 在平衡摩擦力这一步骤中，操作时___________（选填 “需要”或“不需要”）悬挂砂桶。
(2) 选择一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的v-t图像如图乙所示，可知小车的加速度为___________m/s2
(3) 在研究加速度与力的关系时，应保持___________不变， 测出小车拉力F和加速度a，改变拉力F， 重复实验，得到多组不同的F及相应a的实验数据，并作a-F图像，探究出他们的关系。
【答案】 ①. 不需要 ②. 3.0 ③. 小车的质量
【解析】
【详解】(1)[1]平衡摩擦力时，先取下沙桶，将远离滑轮的一端适当垫高，连好纸带，启动打点计时器，轻推小车，如果纸带上的点迹均匀，即平衡了摩擦力。
(2)[2]图像的斜率表示加速度，加速度为
(3)[3]本实验采用控制变量法，在研究加速度与力的关系时，应保持小车的质量不变。
三、 计算或论述题：本大题共2题， 共计13分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
29. 盐通高铁预计于2020年12月底开通运营，这将极大方便盐城市民出行。假设某同学乘坐高铁时，通过观测车用内电子屏上显示的列车速度和手机显示的时间进行科学探究，发现在50s时间内，列车做匀加速直线运动，速度从70m/s增加到80m/s。若列车的质量为4.0×105kg。求列车：
(1) 速度为70m/s时的动能；
(2) 在50s内所受合外力的大小。
【答案】(1)9.8×108J；(2)8×104N
【解析】
【详解】(1) 根据动能定义
Ek=mv2
代入数据可得
Ek=9.8×108J
(2) 根据加速度定义
a=
可得火车加速度
a=0.2m/s2
根据牛顿第二定律
F=ma
代入数据可得合外力大小
F=8×104N
30. 在2022年我国承办第24届冬季奥林匹克运动会中，将跳台滑雪作为比赛项目之一。整个跳台雪道由倾斜的助滑坡AB和着陆坡CD，以及一段光滑水平起跳平台BC组成，且AB与BC平滑连接，可简化成下图所示。质量为60kg的运动员从长为90m的助滑坡顶端A处由静止开始下滑，到达C处以30m/s 的速度水平飞出。不考虑运动员在着落前所受的摩擦阻力和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，着陆坡CD足够长，且与水平面的夹角θ=37°。（sin 37° =0.6，cos 37°= 0.8）
(1) 求运动员在助滑坡上滑行的时间；
(2) 若要确保运动员腾空时间不少于4s，则夹角θ= 37°的坡度是否符合要求，并说明理由；
(3) 求运动员从助滑坡顶端A处由静止滑下，落到着陆坡的过程合外力所做的功。
【答案】(1)6s；(2)符合，见解析；(3)87750J
【解析】
【详解】(1)根据位移公式
v2=2aL
解得
a=5m/s2
根据速度公式得
v=at
解得
t=6s
(2)位移角满足
解得
t=4.5s
因为
4.5s>4s
所以符合要求。
(3) 竖直分速度
vy=gt
合速度为
末动能为
Ek=
根据动能定理得
W合=Ek-0=87750J
2021届高二学业水平合格性考试模拟卷（一）
物理
一、 选择题：本大题共27小题，每小题3分，共计81分。在每小题的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1. 高速公路旁的限速标示牌如图所示。图中数值的对应单位是（ ）
A. km B. m/s C. km/h D. m/s2
2. 一个物体运动的v-t图像如图所示，该物体做匀减速运动的时间段是（ ）
A. 前3s内 B. 第1s内 C. 第2s内 D. 第3s内
3. 竖直悬挂一轻质弹簧，不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度为8cm；挂上5N的钩码，指针所指刻度为10cm，此弹簧的劲度系数是（ ）
A. 250N/m B. 50N/m C. 25N/m D. 2.5 N/m
4. 如图所示，一质量为1kg的物体，在大小为8N的水平拉力F作用下，沿水平方向向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，则地面对物体的滑动摩擦力大小为
A. 10N B. 8N C. 5N D. 4N
5. 在一次运动会中，甲、乙、丙三位运动员分别参加了100m、400m和800m赛跑。400m跑道的示意图如图所示，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点；B点是100m赛跑的起跑点。则从起跑点到终点，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的位移最大 B. 乙的位移最大
C. 丙的位移最大 D. 乙、丙的路程相等
6. 如图所示，甲、乙为实验室常用计时器，下列说法正确的是（ ）
A. 甲为电磁打点计时器 B. 乙为电火花计时器
C. 甲使用交流电源，工作电压为220 V D. 乙使用交流电源，工作电压为220 V
7. 大小分别为20N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（ ）
A. 60N B. 45N C. 10N D. 5N
8. 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B，如图所示。若足球的重力为G，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计，则悬绳对球的拉力大小是（ ）
A. Gsin α B. Gcos α C. D.
9. 在“探究求合力的方法”的实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条与同时用两个弹簧测力计拉橡皮条作用效果相同，其中“作用效果相同”的含义是（ ）
A. 橡皮条被拉伸的长度相同
B. 橡皮条被拉伸的方向相同
C. 两次将结点O拉至同一位置
D. F1和F2的大小之和等于F的大小
10. 如图所示，穿着溜冰鞋甲、乙两人站在冰面上。当甲轻轻推乙时（ ）
A. 甲与乙之间有相互作用力
B. 甲对乙的作用在先，乙对甲的作用在后
C. 乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力
D. 甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力
11. 如图所示，质量为60kg的人站在升降机内的台秤上，测得体重为50kg，则升降机的运动可能是（ ）
A. 匀速上升 B. 加速上升 C. 减速上升 D. 减速下降
12. 如图所示，炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是800m/s，这个速度在水平方向的分速度为（ ）
A. 300m/s B. 400m/s
C. 400m/s D. 800m/s
13. 11月12日，2020中超联赛决赛第二回合江苏苏宁易购队以2∶1战胜广州恒大队，夺得队史首个国内顶级联赛冠军。江苏某球员利用任意球破门，下图为足球的轨迹示意图。足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
14. 如图所示，a、b两点分别位于大、小轮的边缘上， c点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。则线速度大小相等的是（ ）
A. a b B. a c C. b c D. a b c
15. “飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的四周，做线速度大小为v的匀速圆周运动。若杂技演员和摩托车的总质量为m，其所受向心力大小为（ ）
A. B. C. D.
16. 如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s．则在此过程中，拉力F对物块所做的功为:
A. Fs B. Fssinθ C. Fs cosθ D. Fs tanθ
17. 小华同学国庆节放假去爬山。他从山脚爬到山顶的过程中（ ）
A. 重力做正功 B. 重力做负功 C. 重力势能不变 D. 重力势能减小
18. 2020年11月24日4时30分，我国成功发射嫦娥五号探测器，开启我国首次“月球挖土”之旅。在嫦娥五号飞向月球的过程中，月球对它的万有引力大小（ ）
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
19. 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A. 做自由落体运动的铁球 B. 在空中向上做加速运动的氢气球
C. 沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 D. 被起重机拉着向上做匀速运动的货物
20. 在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车，遇到上坡时，在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，其目的是（ ）
A. 增大速度，得到较小的牵引力
B. 减小速度，得到较小的牵引力
C. 增大速度，得到较大的牵引力
D. 减小速度，得到较大的牵引力
21. 把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为( )
A. A球的正电荷移到B球上
B. B球的负电荷移到A球上
C. A球的负电荷移到B球上
D. B球的正电荷移到A球上
22. 用两根轻质绝缘细线分别悬挂两带电小塑料球，下图中描述的是两小球静止时可能的状态，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
23. 如图所示的电场线，描绘的是两个点电荷形成的电场，则（ ）
A. 两个点电荷都是负电荷
B. 两个点电荷都是正电荷
C. 左边点电荷为正，右边为负
D. 左边点电荷为负，右边为正
24. 下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（ ）
A. 电风扇
B. 电熨斗
C. 洗衣机
D 吸尘器
25. 两根相同的条形磁铁放在水平桌面上，a、b为相对的磁极，一个小磁针静止时的N、S极指向如图所示。由此可以判断（ ）
A. a和b都是N极 B. a和b都是S极
C. a为S极，b为N极 D. a为N极，b为S极
26. 如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则小磁针（ ）
A. 保持不动
B. N极向下转动
C. N极将垂直于纸面向里转动
D N极将垂直于纸面向外转动
27. 如图所示，将相同线圈放在磁感应强度大小均为B、方向不同的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量最大的是（ ）
A. B. C. D.
二、 填空题
28. “探究加速度与力、 质量的关系”的实验装置如图甲所示。
(1) 在平衡摩擦力这一步骤中，操作时___________（选填 “需要”或“不需要”）悬挂砂桶。
(2) 选择一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的v-t图像如图乙所示，可知小车的加速度为___________m/s2
(3) 在研究加速度与力的关系时，应保持___________不变， 测出小车拉力F和加速度a，改变拉力F， 重复实验，得到多组不同的F及相应a的实验数据，并作a-F图像，探究出他们的关系。
三、 计算或论述题：本大题共2题， 共计13分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
29. 盐通高铁预计于2020年12月底开通运营，这将极大方便盐城市民出行。假设某同学乘坐高铁时，通过观测车用内电子屏上显示的列车速度和手机显示的时间进行科学探究，发现在50s时间内，列车做匀加速直线运动，速度从70m/s增加到80m/s。若列车的质量为4.0×105kg。求列车：
(1) 速度为70m/s时的动能；
(2) 在50s内所受合外力的大小。
30. 在2022年我国承办第24届冬季奥林匹克运动会中，将跳台滑雪作为比赛项目之一。整个跳台雪道由倾斜的助滑坡AB和着陆坡CD，以及一段光滑水平起跳平台BC组成，且AB与BC平滑连接，可简化成下图所示。质量为60kg的运动员从长为90m的助滑坡顶端A处由静止开始下滑，到达C处以30m/s 的速度水平飞出。不考虑运动员在着落前所受的摩擦阻力和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，着陆坡CD足够长，且与水平面的夹角θ=37°。（sin 37° =0.6，cos 37°= 0.8）
(1) 求运动员在助滑坡上滑行的时间；
(2) 若要确保运动员腾空时间不少于4s，则夹角θ= 37°的坡度是否符合要求，并说明理由；
(3) 求运动员从助滑坡顶端A处由静止滑下，落到着陆坡的过程合外力所做的功。
2021届高二学业水平合格性考试模拟卷（一）
物理
一、 选择题：本大题共27小题，每小题3分，共计81分。在每小题的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1. 高速公路旁的限速标示牌如图所示。图中数值的对应单位是（ ）
A. km B. m/s C. km/h D. m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】高速公路旁的限速标示牌，是限制汽车的最大速度的标志，图中数值的对应单位是速度的单位，汽车的速度不可能达到120 m/s，可以达到120km/h。
故选C。
2. 一个物体运动的v-t图像如图所示，该物体做匀减速运动的时间段是（ ）
A. 前3s内 B. 第1s内 C. 第2s内 D. 第3s内
【答案】D
【解析】
【详解】第1s内做匀加速运动，第2s内做匀速运动，第3s内做匀减速运动。
故选D。
3. 竖直悬挂一轻质弹簧，不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度为8cm；挂上5N的钩码，指针所指刻度为10cm，此弹簧的劲度系数是（ ）
A. 250N/m B. 50N/m C. 25N/m D. 2.5 N/m
【答案】A
【解析】
【详解】根据胡克定律
可知
解得
故选A。
4. 如图所示，一质量为1kg的物体，在大小为8N的水平拉力F作用下，沿水平方向向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，则地面对物体的滑动摩擦力大小为
A. 10N B. 8N C. 5N D. 4N
【答案】C
【解析】
【分析】根据滑动摩擦力公式即可求解．
【详解】根据滑动摩擦力公式可得物体受到的滑动摩擦力为：，故C正确，ABD错误．
【点睛】本题主要考查了滑动摩擦力的计算，属于基础题．
5. 在一次运动会中，甲、乙、丙三位运动员分别参加了100m、400m和800m赛跑。400m跑道示意图如图所示，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点；B点是100m赛跑的起跑点。则从起跑点到终点，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的位移最大 B. 乙的位移最大
C. 丙的位移最大 D. 乙、丙的路程相等
【答案】A
【解析】
【详解】甲跑100m，位移等于100m，路程等于100m；
乙跑400m，位移等于零，路程等于400m；
丙跑800m，位移等于零，路程等于800m。
甲的位移最大，乙、丙的路程不相等。
故选A。
6. 如图所示，甲、乙为实验室常用的计时器，下列说法正确的是（ ）
A. 甲为电磁打点计时器 B. 乙为电火花计时器
C. 甲使用交流电源，工作电压为220 V D. 乙使用交流电源，工作电压为220 V
【答案】C
【解析】
【详解】图甲为电火花打点计时器，工作电压为交流电压220V，图乙为电磁打点计时器，工作电压为交流电压4-6V，故C正确，ABD错误；
故选C。
7. 大小分别为20N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（ ）
A 60N B. 45N C. 10N D. 5N
【答案】A
【解析】
【详解】合力的最小值为
合力的最大值为
故选A。
8. 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B，如图所示。若足球的重力为G，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计，则悬绳对球的拉力大小是（ ）
A. Gsin α B. Gcos α C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据平衡条件有
解得
故选D。
9. 在“探究求合力的方法”的实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条与同时用两个弹簧测力计拉橡皮条作用效果相同，其中“作用效果相同”的含义是（ ）
A. 橡皮条被拉伸的长度相同
B. 橡皮条被拉伸的方向相同
C. 两次将结点O拉至同一位置
D. F1和F2的大小之和等于F的大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.力是矢量，橡皮条被拉伸的长度相同如果方向不同，作用效果不同，故A错误；
B.橡皮条被拉伸的方向相同但长度不同时合力不同，作用效果不同，故B错误；
C.当橡皮条拉到同一个结点，即在同一方向上伸长到同一长度，合力与分力的作用效果相同；故C正确；
D.F1和F2的大小之和等于F的大小，但F1和F2的合力大小并不一定与F相等，故D错误．
10. 如图所示，穿着溜冰鞋甲、乙两人站在冰面上。当甲轻轻推乙时（ ）
A. 甲与乙之间有相互作用力
B. 甲对乙的作用在先，乙对甲的作用在后
C. 乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力
D. 甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．根据牛顿第三定律，甲轻轻推乙的同时，乙也推甲，而且这一对力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，A正确，BC错误；
D．甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是作用在两个物体上，而平衡力是作用在一个物体上的两个力，因此不是平衡力，D错误。
故选A。
11. 如图所示，质量为60kg的人站在升降机内的台秤上，测得体重为50kg，则升降机的运动可能是（ ）
A. 匀速上升 B. 加速上升 C. 减速上升 D. 减速下降
【答案】C
【解析】
【详解】对人，支持力小于重力，合力向下，加速度向下，所以升降机的运动可能是加速下降或减速时上升。
故选C。
12. 如图所示，炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是800m/s，这个速度在水平方向的分速度为（ ）
A. 300m/s B. 400m/s
C. 400m/s D. 800m/s
【答案】B
【解析】
【详解】水平分速度为
故选B。
13. 11月12日，2020中超联赛决赛第二回合江苏苏宁易购队以2∶1战胜广州恒大队，夺得队史首个国内顶级联赛冠军。江苏某球员利用任意球破门，下图为足球的轨迹示意图。足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当物体所受的合外力与运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，并且轨迹向合外力方向弯曲。
故选D。
14. 如图所示，a、b两点分别位于大、小轮的边缘上， c点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。则线速度大小相等的是（ ）
A. a b B. a c C. b c D. a b c
【答案】A
【解析】
【详解】A．接触面不打滑，所以两轮边缘的线速度大小相等。A正确；
B．ac都在大轮上，角速度相等，半径不等，所以线速度大小不相等。B错误；
CD．b的线速度与a的线速度大小相等，ac的不相等，所以bc的线速度大小也不相等。CD错误。
故选A。
15. “飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的四周，做线速度大小为v的匀速圆周运动。若杂技演员和摩托车的总质量为m，其所受向心力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据向心力公式得
故选B。
16. 如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s．则在此过程中，拉力F对物块所做的功为:
A. Fs B. Fssinθ C. Fs cosθ D. Fs tanθ
【答案】C
【解析】
【详解】物体的位移是在水平方向上，把拉力F分解为水平方向的Fcosθ，和竖直方向的Fsinθ，由于竖直方向的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平方向的分力对物体做的功，所以W=Fcosθ•s=Fscosθ .
A. Fs.故选项A不符合题意.
B. Fssinθ.故选项B不符合题意.
C. Fscosθ.故选项C符合题意.
D. Fstanθ.故选项D不符合题意.
17. 小华同学国庆节放假去爬山。他从山脚爬到山顶的过程中（ ）
A. 重力做正功 B. 重力做负功 C. 重力势能不变 D. 重力势能减小
【答案】B
【解析】
【详解】重力方向与运动方向成钝角，重力做负功，重力势能增大。
故选B。
18. 2020年11月24日4时30分，我国成功发射嫦娥五号探测器，开启我国首次“月球挖土”之旅。在嫦娥五号飞向月球的过程中，月球对它的万有引力大小（ ）
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】由万有引力定律 ，在嫦娥五号飞向月球的过程中，r减小，F增大。
故选A。
19. 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A. 做自由落体运动的铁球 B. 在空中向上做加速运动的氢气球
C. 沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 D. 被起重机拉着向上做匀速运动的货物
【答案】A
【解析】
【详解】A．自由落体运动，只有重力做功，机械能守恒，A正确；
B．在空中向上做加速运动的氢气球，浮力对氢气球做正功，机械能增加，B错误；
C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块。摩擦力做负功，机械能减少，C错误；
D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物，拉力做正功，机械能增加，D错误。
故选A。
20. 在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车，遇到上坡时，在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，其目的是（ ）
A. 增大速度，得到较小的牵引力
B. 减小速度，得到较小的牵引力
C. 增大速度，得到较大的牵引力
D. 减小速度，得到较大的牵引力
【答案】D
【解析】
【详解】AC. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，AC错误．
BD. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，根据功率方程 可知，得到较大的牵引力，更容易上坡，B错误D正确．
21. 把一个带正电金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为( )
A. A球的正电荷移到B球上
B. B球的负电荷移到A球上
C. A球的负电荷移到B球上
D. B球的正电荷移到A球上
【答案】B
【解析】
【详解】AD.金属上正电荷只做无规则的热振动，不能发生移动，更不可能从一个球移动到另一个球，故选项A、D不符合题意；
BC.球原来不带电，与球接触后，由于球上正电荷对电子的吸引，电子从球转移到球上，原来中性的球就带正电，所以带正电是由于球上的负电荷移到球上的缘故，故选项B符合题意，C不符合题意．
22. 用两根轻质绝缘细线分别悬挂两带电小塑料球，下图中描述的是两小球静止时可能的状态，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据同种电荷相排斥、异种电互相吸引可知C正确、ABD错误。
故选C。
23. 如图所示的电场线，描绘的是两个点电荷形成的电场，则（ ）
A. 两个点电荷都是负电荷
B. 两个点电荷都是正电荷
C. 左边点电荷为正，右边为负
D. 左边点电荷为负，右边为正
【答案】B
【解析】
【详解】由于电场线由正电荷发出，到负电荷终止，而且左右对称，因此两个点电荷都是正电荷。
故选B。
24. 下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（ ）
A. 电风扇
B. 电熨斗
C. 洗衣机
D. 吸尘器
【答案】B
【解析】
【详解】电风扇、洗衣机和吸尘器把电能主要转化为机械能，电熨斗把电能主要转化为内能。
故选B。
25. 两根相同的条形磁铁放在水平桌面上，a、b为相对的磁极，一个小磁针静止时的N、S极指向如图所示。由此可以判断（ ）
A. a和b都是N极 B. a和b都是S极
C. a为S极，b为N极 D. a为N极，b为S极
【答案】C
【解析】
【详解】因小磁针的N极指磁感线的方向，而磁感线由磁体的N极到S极，则a为S极，b为N极。
故选C。
26. 如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则小磁针（ ）
A. 保持不动
B. N极向下转动
C. N极将垂直于纸面向里转动
D. N极将垂直于纸面向外转动
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则，小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向里，N极将垂直于纸面向里转动。
故选C。
27. 如图所示，将相同线圈放在磁感应强度大小均为B、方向不同的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量最大的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当线圈与磁感线平行时磁通量等于零，当线圈与磁感线垂直时磁通量最大，A的磁通量最大，BCD的磁通量等于零。
故选A。
二、 填空题
28. “探究加速度与力、 质量的关系”的实验装置如图甲所示。
(1) 在平衡摩擦力这一步骤中，操作时___________（选填 “需要”或“不需要”）悬挂砂桶。
(2) 选择一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的v-t图像如图乙所示，可知小车的加速度为___________m/s2
(3) 在研究加速度与力的关系时，应保持___________不变， 测出小车拉力F和加速度a，改变拉力F， 重复实验，得到多组不同的F及相应a的实验数据，并作a-F图像，探究出他们的关系。
【答案】 ①. 不需要 ②. 3.0 ③. 小车的质量
【解析】
【详解】(1)[1]平衡摩擦力时，先取下沙桶，将远离滑轮的一端适当垫高，连好纸带，启动打点计时器，轻推小车，如果纸带上的点迹均匀，即平衡了摩擦力。
(2)[2]图像的斜率表示加速度，加速度为
(3)[3]本实验采用控制变量法，在研究加速度与力的关系时，应保持小车的质量不变。
三、 计算或论述题：本大题共2题， 共计13分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
29. 盐通高铁预计于2020年12月底开通运营，这将极大方便盐城市民出行。假设某同学乘坐高铁时，通过观测车用内电子屏上显示的列车速度和手机显示的时间进行科学探究，发现在50s时间内，列车做匀加速直线运动，速度从70m/s增加到80m/s。若列车的质量为4.0×105kg。求列车：
(1) 速度为70m/s时的动能；
(2) 在50s内所受合外力的大小。
【答案】(1)9.8×108J；(2)8×104N
【解析】
【详解】(1) 根据动能定义
Ek=mv2
代入数据可得
Ek=9.8×108J
(2) 根据加速度定义
a=
可得火车加速度
a=0.2m/s2
根据牛顿第二定律
F=ma
代入数据可得合外力大小
F=8×104N
30. 在2022年我国承办第24届冬季奥林匹克运动会中，将跳台滑雪作为比赛项目之一。整个跳台雪道由倾斜的助滑坡AB和着陆坡CD，以及一段光滑水平起跳平台BC组成，且AB与BC平滑连接，可简化成下图所示。质量为60kg的运动员从长为90m的助滑坡顶端A处由静止开始下滑，到达C处以30m/s 的速度水平飞出。不考虑运动员在着落前所受的摩擦阻力和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，着陆坡CD足够长，且与水平面的夹角θ=37°。（sin 37° =0.6，cos 37°= 0.8）
(1) 求运动员在助滑坡上滑行的时间；
(2) 若要确保运动员腾空时间不少于4s，则夹角θ= 37°的坡度是否符合要求，并说明理由；
(3) 求运动员从助滑坡顶端A处由静止滑下，落到着陆坡的过程合外力所做的功。
【答案】(1)6s；(2)符合，见解析；(3)87750J
【解析】
【详解】(1)根据位移公式
v2=2aL
解得
a=5m/s2
根据速度公式得
v=at
解得
t=6s
(2)位移角满足
解得
t=4.5s
因为
4.5s>4s
所以符合要求。
(3) 竖直分速度
vy=gt
合速度为
末动能为
Ek=
根据动能定理得
W合=Ek-0=87750J
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