江苏省镇江第一中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试卷（Word版附解析）

这是一份江苏省镇江第一中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试卷（Word版附解析），共23页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（4×10=40分）
1. 某足球比赛过程中的一张情境示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 足球在空中运动时只受重力
B. 足球在被踢出去之后的运动过程中，初速度与所受合力在同一条直线上
C. 研究足球旋转情况时不可以把足球看成质点
D. 足球在被踢出去之后的运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹的右侧（外侧）
2. 如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移—时间（x-t）图象，由图可知（ ）
A. 在时刻t1，a、b两车相遇，且运动方向相反
B. 在时刻t2，a车追上b车，且运动方向相同
C. 在t1到t2这段时间内，b车的速率先增大后减小
D. 在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a小
3. 某实验小组采用如图所示的装置探究在弹性限度内两根不同的弹簧a和b进行探究，得到弹簧弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图所示，以下说法正确的是（ ）
A. 弹簧a的原长一定比弹簧b的大
B. 弹簧a的劲度系数一定比弹簧b的小
C. 弹簧a的自重一定比弹簧b的大
D. 以上说法均不对
4. 如图所示，一辆装满石块的货车沿水平路面以大小为a的加速度向右做匀减速直线运动，货箱中石块A的质量为m。下列说法正确的是（ ）
A. 石块A所受所有外力的合力大小为0
B. 周围石块对石块A的作用力的合力方向水平向左
C. 周围石块对石块A的作用力的合力大小等于ma
D. 加速度a增大时，周围石块对石块A作用力的合力竖直分量不变
5. 如图，AC、BC为位于竖直平面内的两根光滑细杆，，A、B、C恰好位于同一圆周上，C为最低点，a、b为套在细杆上的两个小环，当两环同时从A、B两点由静止开始自由下滑到C的过程中，下面正确的是（ ）
A. 加速度大小相同B. 时间相同
C. 末速度大小相同D. 平均速度大小相同
6. 如图所示是表演抖空竹时的动作，假设空竹是光滑的，不考虑空竹的转动，某时刻表演者两手水平，则表演者在缓慢完成以下动作时，下列说法正确的是（ ）
A. 左手不动，右手竖直向上移动一小段距离，绳子拉力大小不变
B. 左手不动，右手水平向左移动一小段距离，绳子拉力大小变大
C. 在同一水平面内，两手之间距离越大，绳子拉力越小
D. 在同一水平面内，两手之间距离变大或者越小，绳子拉力都会增大
7. 如图a，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图b所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，谷粒1和谷粒2被抛出时的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 谷粒2在上升和下落过程中，经过同一高度时，速度相同
B. 谷粒2在最高点时的速度等于
C. 从O点到P点，谷粒2的运动时间大于谷粒1的运动时间
D. 从O点到P点，谷粒2速度变化量大于谷粒1的速度变化量
8. 如图所示，两个质量分别为、的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。大小为的水平拉力作用在上，弹簧测力计始终在弹性限度内，当系统稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧测力计的示数是
B. 在突然撤去的瞬间，的加速度为
C. 在突然撤去的瞬间，弹簧测力计的示数变为0
D 若地面粗糙，系统仍稳定匀加速运动，则弹簧测力计示数一定变大
9. 如图所示,套在竖直细杆上环A由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与B相连,在外力作用下A沿杆以速度匀速上升经过P、Q,经过P点时绳与竖直杆间的角度为,经过Q点时A与定滑轮的连线处于水平方向,则
A. 经过Q点时,B速度方向向下
B. 经过P点时,B的速度等于
C. 当A从P至Q的过程中,B处于失重状态
D. 当A从P至Q的过程中,B处于超重状态
10. 如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时，B与A分离，下列说法正确的是（ ）
A. B和A刚分离时，弹簧长度等于原长
B. B和A刚分离时，它们的加速度为g
C. 弹簧的劲度系数等于
D. 在B和A分离前，它们做加速度增大的加速直线运动
第II卷（非选择题）
二、实验题（3×5=15分）
11. 小明同学通过以下两种方式研究平抛运动特点。
（1）小明首先用如图甲所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的两项是___________
A.改变小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间
B.改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小
C.如果两球总是同时落地，则A球的竖直分运动是自由落体运动
D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
（2）小明再用如图乙所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的___________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时___________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行；
②小明不慎遗漏记录平抛轨迹的起始点，他按下述方法处理数据：如图丙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和则___________（选填“大于”、“等于”或者“小于”），可求得钢球平抛的初速度大小为___________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
三、解答题（共45分）
12. 水平抛出一个物体，当抛出1秒后，它的速度方向与水平方向成45°角，落地时，速度方向与水平方向成60°角，（g取10m/s2）．求：
（1）初速度
（2）水平射程（结果保留两位有效数字）
（3）抛出点距地面的高度
13. 如图所示，物体A和物体D重分别为200N、100N，物体A与桌面间、物体A和物体D间的动摩擦因数均为，它们间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。AC绳水平，OC绳与竖直方向的夹角为，求：
（1）当物体B重60N时，求桌面对A、A对D的摩擦力分别是多大；
（2）如果保证A静止不动，问所挂物体B的最大重量为多少。（结果可用根式表示）
14. 如图所示为四旋翼无人机，它是能够垂直起降，能以多种姿态飞行(如悬停、前飞、侧飞和倒飞等)的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用．若一架质量m＝2kg的无人机，运动过程中所受空气阻力大小恒为f＝4N，g取10 m/s2．
(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，若在t＝5 s时离地面的高度h＝75 m，求无人机动力系统所能提供的最大升力F；
(2)当无人机悬停在空中某一高度时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力从静止开始坠落，已知无人机坠落到地面时的速度v＝40 m/s，求无人机悬停时距离地面的高度H；
(3)若无人机悬停时距离地面的高度h′＝50 m，在无人机突然失去升力后的坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上的最大升力F′＝32 N．为保证无人机安全着地，求无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间t1．
15. 如图所示为某传送装置，由倾角为的倾斜传送带和放在水平面上的质量为1kg的长木板组成，传送带长，长木板长，长木板的左端靠近传送带的下端，传送带以的速度沿顺时针方向匀速运行，将质量为1kg的物块轻放在传送带的上端，物块与传送带间的动摩擦因数为，与长木板间的动摩擦因数，长木板与水平面间的动摩擦因数为，不计物块从传送带滑上长木板时机械能损失，重力加速度取，，，求：
（1）物块滑离传送带时的速度大小；
（2）物块滑上长木板后，物块在长木板运动的相对位移为多大；
（3）若在长木板的右侧地面上立一个高度略小于板厚度的固定挡板，物块滑上长木板后，在运动过程中，长木板与挡板碰撞后速度立即减为零，此后物块恰好能滑离长木板，求开始时长木板的右端离挡板的距离。
高一年级12月学情调查物理试卷
本卷调研时间：75分钟；总分：100分
一、单选题（4×10=40分）
1. 某足球比赛过程中的一张情境示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 足球在空中运动时只受重力
B. 足球在被踢出去之后的运动过程中，初速度与所受合力在同一条直线上
C. 研究足球旋转情况时不可以把足球看成质点
D. 足球在被踢出去之后的运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹的右侧（外侧）
【答案】C
【解析】
【详解】C．研究足球旋转情况时，足球的形状大小不能忽略不计，不能把足球看成质点，故C正确；
AB．足球被踢出去之后，受到重力和空气的作用力，其运动轨迹是一条曲线，其初速度与所受合力不在同一条直线上，故AB错误；
D．足球做曲线运动时，其所受合力的方向指向运动轨迹的内侧，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移—时间（x-t）图象，由图可知（ ）
A. 在时刻t1，a、b两车相遇，且运动方向相反
B. 在时刻t2，a车追上b车，且运动方向相同
C. 在t1到t2这段时间内，b车的速率先增大后减小
D. 在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．在时刻t1，a、b两车到达同一位置而相遇，根据图象切线的斜率表示速度可知两车运动方向相反，故A正确；
B．在时刻t2前，a在前，b在后，则在时刻t2，b车追上a车，根据图象切线的斜率表示速度可知两车运动方向相同，故B错误；
C．图线切线的斜率表示速度，在t1到t2这段时间内，b车图线斜率先减小后增大，则b车的速率先减小后增加，故C错误；
D．在t1到t2这段时间内，b车的速率先大于a后小于a，最后又大于a，故D错误。
故选A。
3. 某实验小组采用如图所示的装置探究在弹性限度内两根不同的弹簧a和b进行探究，得到弹簧弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图所示，以下说法正确的是（ ）
A. 弹簧a的原长一定比弹簧b的大
B. 弹簧a的劲度系数一定比弹簧b的小
C. 弹簧a的自重一定比弹簧b的大
D. 以上说法均不对
【答案】C
【解析】
【详解】A．题中已知条件无法推算弹簧原长，故无法判断两个弹簧哪个原长大，故A错误；
B．弹簧弹力随弹簧伸长量x的变化图像中斜率表示弹簧劲度系数，由图可知，弹簧a的劲度系数一定大于弹簧b的劲度系数，故B错误；
CD．横截距为拉力F为零时弹簧的伸长量，即弹簧在自身重力作用下的伸长量。弹簧a的劲度系数比弹簧b的大，两个弹簧在自重作用下伸长量相同，所以弹簧a的自重一定比弹簧b的大，故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示，一辆装满石块的货车沿水平路面以大小为a的加速度向右做匀减速直线运动，货箱中石块A的质量为m。下列说法正确的是（ ）
A. 石块A所受所有外力的合力大小为0
B. 周围石块对石块A的作用力的合力方向水平向左
C. 周围石块对石块A的作用力的合力大小等于ma
D. 加速度a增大时，周围石块对石块A作用力的合力竖直分量不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．石块A所受所有外力的合力大小为ma，A错误；
B．A的合力方向水平向左，由于重力方向竖直向下，则周围石块对石块A的作用力的合力方向斜向左上方，B错误；
C．周围石块对石块A的作用力的合力大小等于
C错误；
D．周围石块对石块A作用力的合力竖直分量等于A的重力，保持不变，D正确。
故选D。
5. 如图，AC、BC为位于竖直平面内的两根光滑细杆，，A、B、C恰好位于同一圆周上，C为最低点，a、b为套在细杆上的两个小环，当两环同时从A、B两点由静止开始自由下滑到C的过程中，下面正确的是（ ）
A. 加速度大小相同B. 时间相同
C. 末速度大小相同D. 平均速度大小相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．设细杆与竖直方向的夹角为θ，则加速度
两细杆与竖直方向的夹角不同，则加速度大小不相同；选项A错误；
B．根据
可得
则两环下滑的时间相同，选项B正确；
C．根据
可知，加速度不同，时间相同，则末速度大小不相同，选项C错误；
D．根据
可知，平均速度大小不相同，选项D错误。
故选B。
6. 如图所示是表演抖空竹时的动作，假设空竹是光滑的，不考虑空竹的转动，某时刻表演者两手水平，则表演者在缓慢完成以下动作时，下列说法正确的是（ ）
A. 左手不动，右手竖直向上移动一小段距离，绳子拉力大小不变
B. 左手不动，右手水平向左移动一小段距离，绳子拉力大小变大
C. 在同一水平面内，两手之间距离越大，绳子拉力越小
D. 在同一水平面内，两手之间距离变大或者越小，绳子拉力都会增大
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示
设两手水平距离为d，两段绳长分别为L1、L2，绳子总长为L，两段绳子与竖直方向的夹角为，根据几何知识
其中
解得
设绳子拉力F，空竹重力为G，根据平衡条件
解得
A．根据，左手不动，右手竖直向上移动一小段距离，绳子与竖直方向的夹角不变，根据
绳子拉力大小不变，A正确；
B．左手不动，右手水平向左移动一小段距离，d变小，根据可得，变小，根据
可得绳子拉力大小变小，B错误；
CD．在同一水平面内，两手之间距离越大，d越大，根据可得，越大，根据
可得绳子拉力大小越大；同理可得，在同一水平面内，两手之间距离越小，d越小，根据可得，越小，绳子拉力大小越小，故CD错误。
故选A。
7. 如图a，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图b所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，谷粒1和谷粒2被抛出时的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 谷粒2在上升和下落过程中，经过同一高度时，速度相同
B. 谷粒2在最高点时的速度等于
C. 从O点到P点，谷粒2的运动时间大于谷粒1的运动时间
D. 从O点到P点，谷粒2的速度变化量大于谷粒1的速度变化量
【答案】CD
【解析】
【详解】A．谷粒2在竖直方向上做竖直上抛运动，根据对称性，在上升和下落过程中，经过同一高度时，速度大小相同，方向不同，A错误；
BC．谷粒2在竖直上做竖直上抛运动，先上升后自由落体，谷粒1在竖直上做自由落体运动，它们落到P点时的竖直高度相同，所以谷粒2的运动时间大于谷粒1的运动时间，水平方向上都做匀速直线运动，到P点时的水平位移相同，所以谷粒2的水平分速度小于谷粒1的水平分速度，谷粒2在最高点时的速度等于水平分速度，所以谷粒2在最高点时的速度小于，B错误，C正确；
D．速度变化量表达式为
因为谷粒2的运动时间大于谷粒1的运动时间，所以谷粒2的速度变化量大于谷粒1的速度变化量，D正确。
故选CD。
8. 如图所示，两个质量分别为、的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。大小为的水平拉力作用在上，弹簧测力计始终在弹性限度内，当系统稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧测力计的示数是
B. 在突然撤去的瞬间，的加速度为
C. 在突然撤去的瞬间，弹簧测力计的示数变为0
D. 若地面粗糙，系统仍稳定匀加速运动，则弹簧测力计示数一定变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．将m1和m2作为整体，根据牛顿第二定律
再以m2为研究对性，根据牛顿第二定律
联立可得弹簧测力计的示数即加速度的大小
，
A错误；
BC．若突然撤去的瞬间，弹簧的弹力不能突变，大小仍为20N，的受力不变，加速度仍为，B正确，C错误；
D．若地面粗糙，设地面的动摩擦因数为，将m1和m2作为整体，根据牛顿第二定律
再以m2为研究对性，根据牛顿第二定律
解得弹簧测力计示数
弹簧测力计的示数保持不变，D错误。
故选B。
9. 如图所示,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与B相连,在外力作用下A沿杆以速度匀速上升经过P、Q,经过P点时绳与竖直杆间的角度为,经过Q点时A与定滑轮的连线处于水平方向,则
A. 经过Q点时,B的速度方向向下
B. 经过P点时,B的速度等于
C. 当A从P至Q的过程中,B处于失重状态
D. 当A从P至Q的过程中,B处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对于A，它的速度如图中标出的vA，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是va，vb，
其中va就是B的速度vB（同一根绳子，大小相同），刚开始时B的速度为vB=vAcsα；当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，va=0，所以B的速度vB=0，故AB错误；
CD．因A匀速上升时，由公式vB=vAcsα，当A上升时，夹角α增大，因此B做向下减速运动，则处于超重状态，故C错误、D正确；
10. 如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时，B与A分离，下列说法正确的是（ ）
A. B和A刚分离时，弹簧长度等于原长
B. B和A刚分离时，它们的加速度为g
C. 弹簧劲度系数等于
D. 在B和A分离前，它们做加速度增大的加速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB．在施加外力F前，对A、B整体受力分析，可得
A、B两物体分离时，A、B间弹力为零，此时B物体所受合力
即受力平衡，则两物体加速度恰好为零，可知此时弹簧弹力大小等于A受到重力大小，弹簧处于压缩状态，故AB错误；
C．B与A分离时，对物体A有
由于
所以弹簧的劲度系数为
故C正确；
D．在B与A分离之前，由牛顿第二定律知
在B与A分离之前，由于弹簧弹力一直大于mg且在减小，故加速度向上逐渐减小，所以它们向上做加速度减小的加速直线运动，故D错误。
故选C。
第II卷（非选择题）
二、实验题（3×5=15分）
11. 小明同学通过以下两种方式研究平抛运动的特点。
（1）小明首先用如图甲所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的两项是___________
A.改变小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间
B.改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小
C.如果两球总是同时落地，则A球的竖直分运动是自由落体运动
D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
（2）小明再用如图乙所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的___________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时___________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行；
②小明不慎遗漏记录平抛轨迹的起始点，他按下述方法处理数据：如图丙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和则___________（选填“大于”、“等于”或者“小于”），可求得钢球平抛的初速度大小为___________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
【答案】 ① BC ②. 球心 ③. 需要 ④. 大于 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]AB．改变小锤击打的力度，不能改变两球在空中的运动时间，可以改变A球的水平初速度，故A错误，B正确；
CD．小锤极大弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，A、B两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向做自由落体，不能得出水平方向的运动规律，故C项正确，D项错误。
故选BC。
（2）[2]因为钢球所挤压的痕迹点是球心的投影点，而所有的痕迹点与原点应在同一抛物线上，所以应取钢球的球心对应白纸上的位置为原点。
[3]y轴正方向沿竖直向下，故需要与重锤线平行。
[4]因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为、，则
所以
[5]根据运动学规律有
解得
钢球平抛的初速度大小为
三、解答题（共45分）
12. 水平抛出一个物体，当抛出1秒后，它的速度方向与水平方向成45°角，落地时，速度方向与水平方向成60°角，（g取10m/s2）．求：
（1）初速度
（2）水平射程（结果保留两位有效数字）
（3）抛出点距地面的高度
【答案】（1）10m/s（2）17m(3)15m
【解析】
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．将1秒后的速度进行分解，根据vy=gt求出竖直方向上的分速度，再根据角度关系求出平抛运动的初速度；将落地的速度进行分解，水平方向上的速度不变，根据水平初速度求出落地时的速度；根据落地时的速度求出竖直方向上的分速度，运用vy=gt求出运动的时间，再根据x=v0t求出水平射程．再根据h=gt2求出抛出点距地面的高度.
【详解】（1）如图，水平方向vx=v0，竖直方向vy=gt，1s时速度与水平成45°角，即θ=45°
因为tan450=
所以v0=vy
初速度：v0=gt=10×1=10m/s．
（2）落地时，
所以落地竖直速度
解得t=s
水平射程：
（3）抛出点距地面的高度
【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．知道分运动和合运动具有等时性，掌握竖直方向和水平方向上的运动学公式．
13. 如图所示，物体A和物体D重分别为200N、100N，物体A与桌面间、物体A和物体D间的动摩擦因数均为，它们间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。AC绳水平，OC绳与竖直方向的夹角为，求：
（1）当物体B重60N时，求桌面对A、A对D的摩擦力分别是多大；
（2）如果保证A静止不动，问所挂物体B的最大重量为多少。（结果可用根式表示）
【答案】（1）；0（2）
【解析】
【详解】（1）对节点C受力分析可知
则对AD整体分析可知，桌面对A的摩擦力为
整体静止，则A对D的摩擦力为零；
（2）如果保证A静止不动，则AC之间的最大拉力为
所挂物体B的最大重量
解得
14. 如图所示为四旋翼无人机，它是能够垂直起降，能以多种姿态飞行(如悬停、前飞、侧飞和倒飞等)的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用．若一架质量m＝2kg的无人机，运动过程中所受空气阻力大小恒为f＝4N，g取10 m/s2．
(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，若在t＝5 s时离地面的高度h＝75 m，求无人机动力系统所能提供的最大升力F；
(2)当无人机悬停在空中某一高度时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力从静止开始坠落，已知无人机坠落到地面时的速度v＝40 m/s，求无人机悬停时距离地面的高度H；
(3)若无人机悬停时距离地面的高度h′＝50 m，在无人机突然失去升力后的坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上的最大升力F′＝32 N．为保证无人机安全着地，求无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间t1．
【答案】(1)36N (2)100m (3)2.5s
【解析】
【详解】（1）无人机以最大升力竖直向上起飞，做匀加速直线运动，由
解得：
根据牛顿第二定律：
F-mg-f=ma1
解得：
F=mg+f+ma1=36N；
（2）无人机失去升力坠落过程，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律：
mg-f=ma2
解得：
a2=8m/s2
由v2=2a2H解得：
H=100m；
（3）恢复升力后向下减速运动过程
F-mg+f=ma
代入数据解得
a=8m/s2
设恢复升力时的速度为vm，则有：

解得：
vm=20m/s
由vm=a2t解得：
t=2.5s
15. 如图所示为某传送装置，由倾角为的倾斜传送带和放在水平面上的质量为1kg的长木板组成，传送带长，长木板长，长木板的左端靠近传送带的下端，传送带以的速度沿顺时针方向匀速运行，将质量为1kg的物块轻放在传送带的上端，物块与传送带间的动摩擦因数为，与长木板间的动摩擦因数，长木板与水平面间的动摩擦因数为，不计物块从传送带滑上长木板时机械能损失，重力加速度取，，，求：
（1）物块滑离传送带时的速度大小；
（2）物块滑上长木板后，物块在长木板运动的相对位移为多大；
（3）若在长木板的右侧地面上立一个高度略小于板厚度的固定挡板，物块滑上长木板后，在运动过程中，长木板与挡板碰撞后速度立即减为零，此后物块恰好能滑离长木板，求开始时长木板的右端离挡板的距离。
【答案】（1）3m/s；（2）075m；（3）0.225m
【解析】
【详解】（1）物块轻放在传送带的上端，设开始时的加速度为a1，由牛顿第二定律可得
代入数据解得
当物块与传送带速度相等时，物块运动的位移为
由于，物块继续做匀加速运动，设加速度为a2，由牛顿第二定律可得
代入数据解得
设物块滑离传送带时的速度大小为v1，由速度位移关系公式可得
代入数据解得
（2）物块滑上长木板后做匀减速运动，设加速度为a3，则有
由于
因此物块滑上长木板后，长木板做匀加速直线运动，设加速度为a4，则有
设物块在长木板上与长木板达到共速所用时间为t，共同速度为v2，则有
解得
t时间内滑块的位移
长木板的位移
物块在长木板上运动的相对位移为
（3）设开始时长木板的右端到挡板的距离为d，且物块恰好能滑离长木板，则有
解得