第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學(xué)年甘肅省天水市秦州區(qū)高一（下）期末物理試卷一、選擇題（本大題共12小題，共48分）1.2023年世界女排聯(lián)賽，中國女排對陣日本女排的第二局比賽開場不利、連續(xù)失誤，大比分落后對手，局末階段做好換人調(diào)整后，關(guān)鍵時(shí)刻袁心玥發(fā)球直接拿分，27?25逆轉(zhuǎn)獲勝，最終大比分3：0力克對手，取得四連勝，再一次展現(xiàn)中國女排精神，下列說法正確的是(

)A.排球受到被拍出的力，是由于排球恢復(fù)形變產(chǎn)生的

B.欲判斷排球是否落于界內(nèi)，可以把排球視為質(zhì)點(diǎn)

C.排球在空中的運(yùn)動是靠慣性，慣性大小與速度成正比

D.袁心玥發(fā)球后，排球在空中上升過程處于失重狀態(tài)2.如圖甲為網(wǎng)絡(luò)上十分火爆的一款剝瓜子神器，將瓜子放入兩圓柱體之間的凹槽，按壓瓜子即可破開瓜子殼。該過程簡化后如圖乙，瓜子的剖面可視作頂角為θ、半徑為r的扇形，將其豎直放入兩完全相同的水平等高圓柱體A、B之間，并用豎直向下的恒力F按壓瓜子且保持靜止，若此時(shí)瓜子殼尚未破開，忽略瓜子自重，不計(jì)摩擦，則(

)A.若僅減小A、B距離，圓柱體A對瓜子的壓力變大

B.若僅扇形半徑r變大，圓柱體A對瓜子的壓力變大

C.若頂角θ越大，圓柱體A對瓜子的壓力越小

D.若頂角θ越小，圓柱體A對瓜子的壓力越小3.在我國古代，人們曾經(jīng)用一種叫“唧筒”的裝置進(jìn)行滅火，這種滅火裝置的特點(diǎn)是：筒是長筒，下開竅，以絮囊水桿，自竅唧水，既能汲水，又能排水。簡單來說，就是一種特制造水槍。設(shè)滅火時(shí)保持水噴出時(shí)的速率不變，則下列說法正確的是(

)A.滅火時(shí)應(yīng)將“唧筒”的軸線正對著火點(diǎn)

B.若將出水孔擴(kuò)大一些，則推動把手的速度相比原來應(yīng)適當(dāng)慢一些

C.想要使水達(dá)到更高的著火點(diǎn)，必須調(diào)大“唧筒”與水平面間的夾角(90°以內(nèi))

D.想要使水達(dá)到更遠(yuǎn)的著火點(diǎn)，必須調(diào)小“唧筒”與水平面間的夾角(90°以內(nèi))4.如圖是一種新概念自行車，它沒有鏈條，共有三個(gè)轉(zhuǎn)輪，A、B、C轉(zhuǎn)輪半徑依次減小。輪C與輪A嚙合在一起，騎行者踩踏板使輪C動，輪C驅(qū)動輪A轉(zhuǎn)動，從而使得整個(gè)自行車沿路面前行，輪胎不打滑。下列說法正確的是(

)A.轉(zhuǎn)輪A、C轉(zhuǎn)動方向相同，轉(zhuǎn)輪A、B轉(zhuǎn)動方向不相同

B.轉(zhuǎn)輪A、B、C角速度之間的關(guān)系是ωA<ωB<ωC

C.轉(zhuǎn)輪A、B、C邊緣線速度之間的關(guān)系是vA=v5.高血壓的誘因之一是血管變細(xì)。為研究該問題，假設(shè)血液通過一定長度血管時(shí)受到的阻力與血液流速的平方成正比，即f=kv2(其中k與血管粗細(xì)無關(guān))，為維持血液勻速流動，在這血管兩端需要有一定的壓強(qiáng)差。設(shè)血管內(nèi)徑為d時(shí)所需的壓強(qiáng)差為Δp，若血管內(nèi)徑減為d′時(shí)，為了維持在相同時(shí)間內(nèi)流過同樣多的血液，壓強(qiáng)差必須變?yōu)锳.(dd′)6Δp B.(d6.《流浪地球2》中的太空電梯令人十分震撼，從理論上講是可行的，原理是利用地球外有一個(gè)配重，這個(gè)配重繞地球旋轉(zhuǎn)的高度高于同步衛(wèi)星軌道，當(dāng)它與地球同步轉(zhuǎn)動時(shí)，纜繩上保有張力使得電梯艙可以把物資運(yùn)送到太空。關(guān)于相對地面靜止在不同高度的物資，下列說法正確的是(

)A.物資在距離地心為地球半徑處的線速度等于第一宇宙速度

B.物資在配重空間站時(shí)處于完全失重狀態(tài)

C.物資所在高度越高，受到電梯艙的彈力越小

D.太空電梯上各點(diǎn)線速度與該點(diǎn)離地球球心的距離成正比7.質(zhì)量均為m的兩個(gè)星球A和B，相距為L，它們圍繞著連線中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。觀測到兩星球的運(yùn)行周期T小于按照雙星模型計(jì)算出的周期T0，且TT0=k。于是有人猜想在A、B連線的中點(diǎn)有一未知天體C，假如猜想正確，則CA.1?k24k2m B.1+8.如圖所示，一輕桿的下端連接在O點(diǎn)的光滑鉸鏈上，上端固定一光滑小球Q，光滑水平地面上有一與小球質(zhì)量相等的立方體P，小球Q靠在P的左側(cè)面上，撤去F，當(dāng)輕桿與地面的夾角為θ時(shí)，P和Q尚未分離，此時(shí)P和Q的動能之比為(

)

A.1：1 B.1：cos2θ C.sin2θ：1 9.必修二教材封面如圖。由于相機(jī)存在固定的曝光時(shí)間，照片中呈現(xiàn)的下落的砂粒并非砂粒本身的形狀，而是成了一條條模糊的徑跡，砂粒的疏密分布也不均勻。若近似認(rèn)為砂粒從出口下落的初速度為0。忽略空氣阻力，不計(jì)砂粒間的相互影響，設(shè)砂粒隨時(shí)間均勻漏下，以下推斷正確的是(

)A.出口下方9cm處的徑跡長度約是1cm處的9倍

B.出口下方9cm處的徑跡長度約是1cm處的3倍

C.出口下方0～3cm范圍內(nèi)砂粒數(shù)約為3～6cm范圍砂粒數(shù)的(2+1)倍

D.出口下方0～3cm范圍內(nèi)砂粒數(shù)約與10.如圖所示，光滑的半圓環(huán)沿豎直方向固定，M點(diǎn)為半圓環(huán)的最高點(diǎn)，N點(diǎn)為半圓環(huán)上與半圓環(huán)的圓心等高的點(diǎn)，直徑MH沿豎直方向，光滑的定滑輪固定在M處，另一小圓環(huán)穿過半圓環(huán)用質(zhì)量不計(jì)的輕繩拴接并跨過定滑輪。開始小圓環(huán)處在半圓環(huán)的最低點(diǎn)H點(diǎn)，第一次拉小圓環(huán)使其緩慢地運(yùn)動到N點(diǎn)，第二次以恒定的速率將小圓環(huán)拉到N點(diǎn)?；喆笮】梢院雎?，則下列說法正確的是(

)A.第一次輕繩的拉力逐漸減小

B.第一次半圓環(huán)受到的壓力逐漸增大

C.小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)與第二次在N點(diǎn)時(shí)，第二次輕繩的拉力大一些

D.小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)與第二次在N點(diǎn)時(shí)，半圓環(huán)受到的壓力大小一定不同11.如圖甲，轆轱是古代民間提水設(shè)施，由轆轱頭、支架、井繩、水斗等部分構(gòu)成，如圖乙為提水設(shè)施工作原理簡化圖，某次從井中汲取m=2kg的水，轆轱繞繩輪軸半徑為r=0.1m，水斗的質(zhì)量為0.5kg，井足夠深且井繩的質(zhì)量忽略不計(jì)。t=0時(shí)刻，輪軸由靜止開始繞中心軸轉(zhuǎn)動向上提水桶，其角速度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖丙所示，g取10m/s2，則(

)

A.水斗速度隨時(shí)間變化規(guī)律為v=2t B.井繩拉力F的大小為25.5N

C.10s末水斗和水的總動能5J D.0～10s內(nèi)水斗和水的機(jī)械能增加255J12.如圖所示，A、B為彈性豎直擋板，相距L=4m，A、B之間為水平導(dǎo)軌。質(zhì)量1kg一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))自A板處開始，以v0=4m/s的速度沿摩擦因數(shù)相同的水平導(dǎo)軌向B板運(yùn)動，它與A、B擋板碰撞后瞬間均以碰前瞬間的速率反彈回來，為使小球恰好停在兩擋板的中間，則摩擦力的大小可能為(

)A.0.5N B.0.8N C.1N D.1.5N二、非選擇題（52分）13.如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上質(zhì)量為M的滑塊通過輕質(zhì)細(xì)繩繞過輕質(zhì)動滑輪與拉力傳感器相連，動滑輪下懸掛質(zhì)量為m的鉤碼，滑塊上遮光條寬度為d。實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑塊由靜止釋放，測得遮光條通過光電門的時(shí)間為Δt，拉力傳感器的讀數(shù)為F。

(1)某同學(xué)在“探究繩子拉力對滑塊做功與滑塊動能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄滑塊的初位置與光電門的距離L及擋光條通過光電門的時(shí)間Δt，測得多組L和Δt值。應(yīng)用圖像法處理數(shù)據(jù)時(shí)，為了獲得線性圖像應(yīng)作______圖像(選填“L?1Δt”、“L?1(Δt)2”或“L?(Δt)2”)，該圖像的斜率k=______；

(2)該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：繩子拉力F做的功總大于滑塊動能的變化量。若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確，出現(xiàn)該情況的可能原因是______；

A.鉤碼質(zhì)量m未遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M

B.滑塊運(yùn)動過程中克服阻力做功

C.氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)節(jié)水平

D.沒有考慮動滑輪的質(zhì)量

(3)若用上述裝置研究系統(tǒng)(含滑塊、鉤碼)機(jī)械能守恒，設(shè)滑塊由靜止開始的釋放點(diǎn)與光電門的距離為L、擋光條通過光電門的時(shí)間為Δt14.從距地面高度H=5m處，將質(zhì)量1kg的小球以16m/s的初速度水平向右彈射拋出。小球運(yùn)動過程中受到恒定的水平向左的風(fēng)力，風(fēng)力的大小為20N。重力加速度g取10m/s2。求：

(1)小球落地時(shí)的水平距離；

(2)小球落地時(shí)的動能；

(3)小球拋出后經(jīng)過多長時(shí)間動能最小。15.家用電梯內(nèi)部裝置可簡略為如圖所示。鋼繩纏繞在電動機(jī)驅(qū)動輪上，一端懸吊轎廂，另一端懸吊配重，靠鋼繩和驅(qū)動輪之間的靜摩擦力驅(qū)使轎廂上下運(yùn)行。小明在一樓搭電梯回家乘，共上升30m高度。電梯轎廂質(zhì)量m=2×103kg，配重質(zhì)量M=3×103kg，電梯滿載時(shí)乘客總質(zhì)量m1=1×103kg。設(shè)定電梯啟動和制動的加速度大小均為2m/s2，中間階段以2m/s的速度勻速運(yùn)行。重力加速度取10m/s16.小華同學(xué)利用如圖所示的裝置進(jìn)行游戲，已知裝置甲的A處有一質(zhì)量m=1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，離地面高?=2m，通過擊打可以將小球水平擊出，裝置乙是一個(gè)半徑R=1m，圓心角是53°的一段豎直光滑圓弧，圓弧低端與水平地面相切，裝置丙是一個(gè)固定于水平地面的傾角為37°的光滑斜面，斜面上固定有一個(gè)半徑為r=0.5m的半圓形光滑擋板，底部D點(diǎn)與水平地面相切，線段DE為直徑，現(xiàn)把小球擊打出去，小球恰好從B點(diǎn)沿BC軌道的切線方向進(jìn)入，并依次經(jīng)過裝置乙、水平地面，進(jìn)入裝置丙。已知水平地面CD表面粗糙，其他阻力均不計(jì)，取重力加速度大小g=10m/s2，裝置乙、丙與水平地面均平滑連接。(sin53°=0.8,cos53°=0.6,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)小球被擊打的瞬間裝置甲對小球做了多少功？

(2)小球到C點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力多大？

(3)若LCD=5m，要使小球能進(jìn)入DE軌道且又不脫離DE段半圓形軌道，則小球與水平地面間的動摩擦因數(shù)取值范圍為多少？

答案和解析1.【答案】D

【解析】解：A、排球受到被拍出的力，是由于手發(fā)生形變，想恢復(fù)原狀態(tài)產(chǎn)生的，故A錯(cuò)誤；

B、欲判斷排球是否落于界內(nèi)，不能忽略排球的體積，不能把排球看作質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；

C、排球在空中的運(yùn)動是靠慣性，慣性的大小僅與質(zhì)量有關(guān)，與速度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D、袁心玥發(fā)球后，排球在空中所上升過程做減速運(yùn)動，加速度向下，處于失重狀態(tài)，故D正確。

故選：D。

彈力是由施力物體發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的；當(dāng)物體的大小和形狀對研究的問題沒有影響時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn)；慣性的大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)；加速度向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)。

本題考查彈力、質(zhì)點(diǎn)、慣性和超重與失重，知道物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件，會判斷超重與失重狀態(tài)。

2.【答案】C

【解析】解：A、瓜子處于平衡狀態(tài)，若僅減小A、B距離，A、B對瓜子的彈力方向不變，則大小也不變，故A錯(cuò)誤；

B、瓜子處于平衡狀態(tài)，若僅扇形半徑r變大，A、B對瓜子的彈力方向不變，則大小也不變，故B錯(cuò)誤；

CD、

由圖可知FA=F2sinθ2

若A、B距離不變，頂角θ越大，則A、B對瓜子彈力的夾角減小，合力不變，則兩彈力減??；反之，頂角θ越小，則兩彈力越大，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：C。3.【答案】C

【解析】解：A、水離開出水口后做拋體運(yùn)動，所以滅火時(shí)不能將“唧筒”的軸線指向著火點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；

B、若將出水孔擴(kuò)大一些，則推動把手的速度相比原來應(yīng)適當(dāng)快一些，才能使水噴出的速度大小不變，故B錯(cuò)誤。

C、當(dāng)調(diào)大“唧筒”與水平面間的夾角，即水在豎直方向的初速度增大，所以豎直位移更大，將到達(dá)更高的著火點(diǎn)，故C正確；

D、當(dāng)調(diào)小“唧筒”與水平面間的夾角時(shí)，水在空中的時(shí)間減小，雖然水在水平方向的速度增大，但是不一定能使水達(dá)到更遠(yuǎn)的著火點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

由題意，用“唧筒”裝置進(jìn)行滅火，實(shí)際是一個(gè)斜拋問題，運(yùn)用斜拋運(yùn)動的知識進(jìn)行分析。

本題主要考查斜拋運(yùn)動的應(yīng)用，難度較小。

4.【答案】B

【解析】解：A、自行車前進(jìn)時(shí)，三個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動方向是相同的，故A錯(cuò)誤；

BC、因?yàn)檩咰與輪A嚙合在一起，所以輪C和輪A邊緣各點(diǎn)的線速度大小相等，又因?yàn)檩咥和輪B都是與地面接觸，一起前進(jìn)的，所以輪A和輪B邊緣的各點(diǎn)線速度大小相等，即vA=vB=vC，又有圖可知，三輪的半徑關(guān)系為Ra>RB>RC，根據(jù)ω=vR可知，ωA<ωB<ωC，故B正確，C5.【答案】A

【解析】解：根據(jù)血液是勻速流動，說明受力平衡，即血壓產(chǎn)生的壓力等于阻力，則在正常情況下有：

ΔpS=F=f=kv2

…①

血管變細(xì)后有：Δp′S′=kv′2…②

因?yàn)樵谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)流過的血液量不變，則有：

S?v?t=S′v′t，即S?v=S′v′

又因?yàn)镾=πd24，

所以SS′=v′v=d2d′2

…③

①②③式聯(lián)立，計(jì)算得出：6.【答案】D

【解析】解：A、根據(jù)v=ωr可知物資在距離地心為地球半徑處的線速度小于地球同步衛(wèi)星的線速度，第一宇宙速度是圓周軌道的最大環(huán)繞速度，同步衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，所以物資在距離地心為地球半徑處的線速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；

B、太空電梯在各點(diǎn)均隨地球一起做勻速圓周運(yùn)動，只有到達(dá)地球同步衛(wèi)星的高度時(shí)，物資受萬有引力完全提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)牛頓第二定律有：GMmr2?F=mrω2，解得：F=GMmr2?mrω2

F=0時(shí)，物資高度等于同步衛(wèi)星的軌道高度，當(dāng)物資高度大于同步衛(wèi)星的軌道高度時(shí)物資所在高度越高，受到電梯艙的彈力越大，故C錯(cuò)誤；

D、太空電梯上各點(diǎn)的角速度都相等，等于地球自轉(zhuǎn)角速度，根據(jù)v=ωr可知太空電梯上各點(diǎn)線速度與該點(diǎn)離地球球心的距離成正比，故D正確；

故選：D。7.【答案】A

【解析】【分析】

雙星繞兩者連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動，由相互之間萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解運(yùn)動理論周期。

由C對雙星的作用與雙星之間的萬有引力的合力提供雙星的向心力，由此可以得到雙星運(yùn)行的周期T，等式中有C的質(zhì)量。

本題是雙星問題，要抓住雙星系統(tǒng)的條件：角速度與周期相同，再由萬有引力充當(dāng)向心力進(jìn)行列式計(jì)算即可。

【解答】

兩星的角速度相同，根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力知：Gm2L2=mr1ω2=mr2ω2

可得：r1=r2①

兩星繞連線的中點(diǎn)轉(zhuǎn)動，則有：Gm2L2=m8.【答案】C

【解析】解：據(jù)題意可知，小球Q做圓周運(yùn)動，設(shè)其速度大小為v，該速度在水平方向的分速度為vsinθ，則立方體P的水平速度大小是vsinθ，因此此時(shí)P和Q的動能之比為EkP：EkQ=12mv2sin2θ：12mv2=sin2θ：1，故ABD錯(cuò)誤，C9.【答案】BCD

【解析】解：AB、砂粒做自由落體運(yùn)動，根據(jù)v2=2g?可知，砂粒的速度為v=2g?

則出口下方9cm處的速度約是1cm處的3倍，相機(jī)曝光的時(shí)間很短，徑跡的長度為x=vt

可知出口下方9cm處的徑跡長度約是5cm處的3倍，故A錯(cuò)誤，B正確；

C、根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動通過相等位移所用時(shí)間之比為1：(2?1)：(3?2)…，可知從出口下落0～3cm與3～6cm的時(shí)間之比為(2?1)，因砂粒隨時(shí)間均勻漏下，可知出口下方0～3cm范圍內(nèi)砂粒數(shù)與3～6cm范圍砂粒數(shù)的比值為1：(2?1)=(2+1)，即出口下方0～3cm范圍內(nèi)砂粒數(shù)約為3～6cm范圍砂粒數(shù)的(2+1)倍，故C正確。

D、根據(jù)初速度為零的勻變速運(yùn)動在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1：3：10.【答案】AD

【解析】解：AB.在小圓環(huán)緩慢向上移動的過程中，對其受力分析，如圖所示：

根據(jù)三個(gè)力所在的三角形與△OMP相似可得mgOM=FNOP=TMP

根據(jù)幾何關(guān)系可知，MP在逐漸減小，由于半圓環(huán)的半徑相等，即OM=OP，且OM和OP是恒定不變的，

又因?yàn)閙g是恒定不變的，所以輕繩的拉力T在逐漸減小，但小球受到半圓環(huán)的支持力FN保持不變，

根據(jù)牛頓第三定律可知半圓環(huán)受到的壓力也保持不變，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)時(shí)與第二次在N點(diǎn)時(shí)，輕繩的拉力T在豎直方向的分力均等于重力mg，故小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)時(shí)輕繩的拉力等于第二次在N點(diǎn)時(shí)輕繩的拉力，故C錯(cuò)誤；

D.小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)，半圓環(huán)的彈力FN等于輕繩在水平方向的分力，小圓環(huán)第二次在N點(diǎn)時(shí)加速度不為零，半圓環(huán)的彈力FN等于輕繩在水平方向的分力減去向心力，故兩次半圓環(huán)受到的壓力大小不相等，半圓環(huán)受到的壓力也不相等，故D11.【答案】BC

【解析】解：A、由圖丙可知ω=2010t=2t，所以水斗速度隨時(shí)間變化規(guī)律為v=ωr=2t×0.1=0.2t，故A錯(cuò)誤；

B、水斗勻加速上升，加速度a=0.2m/s2由牛頓第二定律F?(m+m′)g=(m+m′)a所以井繩拉力大小為F=25.5N，故B正確；

C、10s末水斗的速度為v=0.2t=2m/s動能為Ek=12(m+m′)v2=12×(2+0.5)×22J=5J，故C正確；

D、0～10s內(nèi)水斗勻加速上升的高度?=12at2=112.【答案】B

【解析】解：根據(jù)動能定理有f(nL+12L)=12mv02，代入數(shù)據(jù)v0=4m/s，n取0、1、2、3當(dāng)n=0時(shí)，f=8N，當(dāng)n=1時(shí)，f=1.6N，當(dāng)n=2時(shí)，f=0.8N，以此類推驗(yàn)證，只有B正確，故B正確，13.【答案】L?1(Δt)2

Md【解析】解：(1)滑塊通過光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度替代瞬時(shí)速度，則滑塊通過光電門的速度為

v=dΔt

由動能定理由：

FL=12Mv2

則L=Md22F?1(Δt)2

則為了獲得線性圖像應(yīng)作L?1(Δt)2圖像；

該圖像的斜率k=Md22F

(2)A.因?qū)嶒?yàn)中應(yīng)用了力傳感器，則不需要使鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M，故A錯(cuò)誤；

B.滑塊運(yùn)動過程中克服阻力做功，使得滑塊動能的變化量小于繩子拉力F做的功，故B正確；

C.氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)節(jié)水平，拉力做功的一部分可能轉(zhuǎn)化為小車的重力勢能，故動能可能減小，故C正確；

D.因?qū)嶒?yàn)中應(yīng)用了力傳感器，則動滑輪的質(zhì)量對實(shí)驗(yàn)無影響，故D錯(cuò)誤。

故選：BC。

(3)重力勢能減少量為

ΔEp=12mgL

滑塊的速度為：v=dΔt

則鉤碼的速度為：v′=12v=14.【答案】解：(1)小球豎直方向做自由落體運(yùn)動，運(yùn)動時(shí)間為

t=2Hg=1s

水平方向加速度為

a=Fm=201m/s2=20m/s2

小球落地的水平距離為

x=v0t?12at2=16×1m?12×20×12m=6m

(2)根據(jù)動能定理

mgH?Fx=Ek?12mv02

得

【解析】(1)根據(jù)小球在水平與豎直方向的受力與運(yùn)動情況求解；

(2)根據(jù)動能定理求解；

(3)當(dāng)合力與速度垂直時(shí)動能最小，這是本小題解題的關(guān)鍵。

本題是平拋運(yùn)動的拓展題型，處理方法仍然是分解到水平方向、豎直方向來研究。小球水平方向做勻減速直線運(yùn)動，豎直方向仍做自由落體運(yùn)動。小球達(dá)到動能最小的條件是本題的難點(diǎn)，本題難度偏大。

15.【答案】解：(1)加速上升階段，對轎廂和乘客受力分析，由牛頓第二定律F=Ma，

得T?(m+m1)g=(m+m1)a，

解得：T=3.6×1