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6. 如图所示，汽车上配有安全带和头枕，汽车行驶时司机和乘客都必须系好安全带.当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车和被追尾这三种状况时，对乘车人员起主要保护作用的分别是 (
A.头枕、安全带、头枕
B.安全带、安全带、头枕
C.头枕、头枕、安全带
D.头枕、头枕、头枕
A
)A.头枕、安全带、头枕
B.安全带、安全带、头枕
C.头枕、头枕、安全带
D.头枕、头枕、头枕
答案
A
解析
【分析】
我们结合惯性的知识，分别分析三种状况下乘车人员的运动状态变化，判断对应保护装置的作用：
1. 汽车突然加速时：车的速度突然增大，乘车人员的下半身随车身一起加速，而上半身由于惯性会保持原来的运动状态，身体会向后仰，此时头枕对人的头部起到支撑保护作用；
2. 汽车紧急刹车时：车的速度突然减小，乘车人员的下半身随车身一起减速，而上半身由于惯性会保持原来的运动状态向前冲，此时安全带会拉住身体，防止人向前撞击受伤，起到保护作用；
3. 汽车被追尾时：后方车辆撞击使本车突然加速向前，乘车人员的下半身随车身加速，上半身由于惯性向后仰，此时头枕对头部起到保护作用。
综上，三种状况下起主要保护作用的分别是头枕、安全带、头枕，对应选项A。
【解析】
1. 汽车突然加速：人的下半身随汽车加速，上半身因惯性向后仰，头枕起保护作用；
2. 紧急刹车：人的下半身随汽车减速，上半身因惯性向前冲，安全带起保护作用；
3. 被追尾：汽车突然加速，人的下半身随汽车加速，上半身因惯性向后仰，头枕起保护作用。
因此三种情况对应的保护装置依次是头枕、安全带、头枕，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
惯性的应用
【点评】
本题考查惯性在生活中的实际应用，需要结合物体的运动状态变化，利用惯性知识分析不同场景下保护装置的作用，关键是准确判断惯性导致的身体运动趋势。
【难度系数】
0.7
我们结合惯性的知识，分别分析三种状况下乘车人员的运动状态变化，判断对应保护装置的作用：
1. 汽车突然加速时：车的速度突然增大，乘车人员的下半身随车身一起加速，而上半身由于惯性会保持原来的运动状态，身体会向后仰，此时头枕对人的头部起到支撑保护作用；
2. 汽车紧急刹车时：车的速度突然减小，乘车人员的下半身随车身一起减速，而上半身由于惯性会保持原来的运动状态向前冲，此时安全带会拉住身体，防止人向前撞击受伤，起到保护作用；
3. 汽车被追尾时：后方车辆撞击使本车突然加速向前，乘车人员的下半身随车身加速，上半身由于惯性向后仰，此时头枕对头部起到保护作用。
综上，三种状况下起主要保护作用的分别是头枕、安全带、头枕，对应选项A。
【解析】
1. 汽车突然加速：人的下半身随汽车加速，上半身因惯性向后仰，头枕起保护作用；
2. 紧急刹车：人的下半身随汽车减速，上半身因惯性向前冲，安全带起保护作用；
3. 被追尾：汽车突然加速，人的下半身随汽车加速，上半身因惯性向后仰，头枕起保护作用。
因此三种情况对应的保护装置依次是头枕、安全带、头枕，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
惯性的应用
【点评】
本题考查惯性在生活中的实际应用，需要结合物体的运动状态变化，利用惯性知识分析不同场景下保护装置的作用，关键是准确判断惯性导致的身体运动趋势。
【难度系数】
0.7
7. 如图甲为上海F1赛道示意图，如图乙为赛道中的局部路段，为了保障车手的安全，赛道的某些位置需要加设防护设施，如图乙中最需要加设防护设施的是 (
A.$M$处
B.$N$处
C.$P$处
D.$Q$处
A
)A.$M$处
B.$N$处
C.$P$处
D.$Q$处
答案
A
解析
【分析】
要解决这个问题，需结合圆周运动的离心现象分析：赛车在弯道做圆周运动时，需要向心力维持运动。当赛车速度过大，所需向心力大于最大静摩擦力时，赛车会做离心运动，向赛道外侧冲出。我们要判断哪个位置是赛车失控后最易冲向的位置，即最需要防护的位置。观察图乙：P是弯道入口内侧，N是弯道内侧，Q在直道，赛车在直道失控无明显单侧冲出趋势；M是弯道外侧，赛车在此弯道失控时会向M处冲出，故M处最需防护。
【解析】
赛车在弯道行驶时做圆周运动，需要向心力维持曲线运动。当赛车速度过大，所需向心力大于赛道对赛车的最大静摩擦力时，赛车会发生离心运动，向赛道外侧偏移。
对各位置逐一分析：
1. P处：位于弯道入口内侧，赛车失控时不会向此处冲出；
2. N处：位于弯道内侧，离心运动是向外侧，不会冲向此处；
3. Q处：位于直道，赛车在直道失控时无明显向该侧冲出的趋势；
4. M处：位于弯道外侧，赛车在此弯道行驶时，若发生离心运动，会向M处冲出，因此此处最需要加设防护设施。
【答案】
A
【知识点】
离心运动、圆周运动向心力
【点评】
本题结合赛车赛道的实际场景，考查圆周运动中离心现象的应用，要求学生理解离心运动的产生条件，将物理知识与生活实际结合分析。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题，需结合圆周运动的离心现象分析：赛车在弯道做圆周运动时，需要向心力维持运动。当赛车速度过大，所需向心力大于最大静摩擦力时，赛车会做离心运动，向赛道外侧冲出。我们要判断哪个位置是赛车失控后最易冲向的位置，即最需要防护的位置。观察图乙：P是弯道入口内侧，N是弯道内侧，Q在直道，赛车在直道失控无明显单侧冲出趋势；M是弯道外侧，赛车在此弯道失控时会向M处冲出，故M处最需防护。
【解析】
赛车在弯道行驶时做圆周运动，需要向心力维持曲线运动。当赛车速度过大，所需向心力大于赛道对赛车的最大静摩擦力时，赛车会发生离心运动，向赛道外侧偏移。
对各位置逐一分析：
1. P处：位于弯道入口内侧，赛车失控时不会向此处冲出；
2. N处：位于弯道内侧，离心运动是向外侧，不会冲向此处；
3. Q处：位于直道，赛车在直道失控时无明显向该侧冲出的趋势；
4. M处：位于弯道外侧，赛车在此弯道行驶时，若发生离心运动，会向M处冲出，因此此处最需要加设防护设施。
【答案】
A
【知识点】
离心运动、圆周运动向心力
【点评】
本题结合赛车赛道的实际场景，考查圆周运动中离心现象的应用，要求学生理解离心运动的产生条件，将物理知识与生活实际结合分析。
【难度系数】
0.6
8. 按要求作图.
(1) 一车厢内放有一杯水和一木块，某一时刻杯中水突然变成如图甲所示形状，木块相对于车厢表面仍静止，请对此时的木块进行受力分析.
(2) 如图乙所示，匀速竖直上升的气球下端用绳子拴着一个小石头，当绳子突然断了以后，请画出绳子突然断开到石头落地瞬间小石头的速度随时间的变化图像(不考虑空气阻力).
(1) 一车厢内放有一杯水和一木块，某一时刻杯中水突然变成如图甲所示形状，木块相对于车厢表面仍静止，请对此时的木块进行受力分析.
(2) 如图乙所示，匀速竖直上升的气球下端用绳子拴着一个小石头，当绳子突然断了以后，请画出绳子突然断开到石头落地瞬间小石头的速度随时间的变化图像(不考虑空气阻力).
答案
解析
【分析】
(1) 由杯中水的形状可知车厢向右加速（或向左减速），木块相对车厢静止，故木块有向右的加速度。对木块受力分析：竖直方向受重力和支持力，二力平衡；水平方向由于木块要获得向右的加速度，所以受到向右的静摩擦力。
(2) 绳子断开前石头随气球匀速上升，具有向上的初速度；断开后，石头只受重力，先向上匀减速（加速度为g，方向向下），速度减为0后向下匀加速，整个过程加速度恒定，据此绘制v-t图像。
【解析】
(1) 受力分析图绘制：
在木块的重心处，画竖直向下的带箭头线段，标注$G$（重力）；
画竖直向上的带箭头线段，标注$F_{支}$（支持力），线段长度与$G$相等；
画水平向右的带箭头线段，标注$f$（静摩擦力）。
(2) v-t图像绘制：
① 以$t$为横轴，$v$为纵轴，规定向上为速度正方向；
② 初始时刻（$t=0$），石头速度为$v_0$（正数值），确定点$(0, v_0)$；
③ 由于石头只受重力，加速度$a=-g$恒定，所以图像是一条过$(0, v_0)$的倾斜直线，先斜向下降与$t$轴相交（速度减为0），再继续斜向下降，速度为负且绝对值逐渐增大，直到石头落地。
【答案】
(1) 木块受力示意图：重力$G$（竖直向下）、支持力$F_{支}$（竖直向上）、静摩擦力$f$（水平向右），作用点在重心；
(2) 速度随时间变化图像：一条从正初速度开始，先匀减速至0，再反向匀加速的倾斜直线（图像见参考答案）。
【知识点】
受力分析、v-t图像、匀变速运动
【点评】
本题结合运动状态考查受力分析与v-t图像绘制，需结合惯性和重力作用判断运动过程，对分析与作图能力有要求。
【难度系数】
0.6
(1) 由杯中水的形状可知车厢向右加速（或向左减速），木块相对车厢静止，故木块有向右的加速度。对木块受力分析：竖直方向受重力和支持力，二力平衡；水平方向由于木块要获得向右的加速度，所以受到向右的静摩擦力。
(2) 绳子断开前石头随气球匀速上升，具有向上的初速度；断开后，石头只受重力，先向上匀减速（加速度为g，方向向下），速度减为0后向下匀加速，整个过程加速度恒定，据此绘制v-t图像。
【解析】
(1) 受力分析图绘制：
在木块的重心处，画竖直向下的带箭头线段，标注$G$（重力）；
画竖直向上的带箭头线段，标注$F_{支}$（支持力），线段长度与$G$相等；
画水平向右的带箭头线段，标注$f$（静摩擦力）。
(2) v-t图像绘制：
① 以$t$为横轴，$v$为纵轴，规定向上为速度正方向；
② 初始时刻（$t=0$），石头速度为$v_0$（正数值），确定点$(0, v_0)$；
③ 由于石头只受重力，加速度$a=-g$恒定，所以图像是一条过$(0, v_0)$的倾斜直线，先斜向下降与$t$轴相交（速度减为0），再继续斜向下降，速度为负且绝对值逐渐增大，直到石头落地。
【答案】
(1) 木块受力示意图：重力$G$（竖直向下）、支持力$F_{支}$（竖直向上）、静摩擦力$f$（水平向右），作用点在重心；
(2) 速度随时间变化图像：一条从正初速度开始，先匀减速至0，再反向匀加速的倾斜直线（图像见参考答案）。
【知识点】
受力分析、v-t图像、匀变速运动
【点评】
本题结合运动状态考查受力分析与v-t图像绘制，需结合惯性和重力作用判断运动过程，对分析与作图能力有要求。
【难度系数】
0.6
9. 如图所示，在水平桌面上一本静止的书上竖直放置一块橡皮，当书突然向右运动时，橡皮将会
向左倾倒
；如果书表面绝对光滑，上述现象中橡皮将会保持静止
.(以上两空选填“向右倾倒”“向左倾倒”或“保持静止”)答案
向左倾倒
保持静止
保持静止
解析
【分析】
首先分析书突然向右运动的场景：橡皮原本和书一起静止，当书向右运动时，橡皮底部因与书间的摩擦力会随书向右运动，而橡皮上部由于惯性要保持原来的静止状态，因此会向左倾倒。再分析书表面绝对光滑的场景：此时橡皮与书之间无摩擦力，橡皮在水平方向不受力，根据惯性定律，会保持原来的静止状态。
【解析】
1. 当书突然向右运动时：
橡皮最初与书共同处于静止状态，书向右运动时，橡皮底部受到书对它向右的摩擦力，会随书一起向右运动；但橡皮的上部由于具有惯性，要保持原来的静止状态，所以橡皮将会向左倾倒。
2. 当书表面绝对光滑时：
橡皮与书之间不存在摩擦力，当书突然向右运动时，橡皮在水平方向上不受力的作用，根据牛顿第一定律（惯性定律），橡皮将保持原来的静止状态。
【答案】
向左倾倒；保持静止
【知识点】
惯性、牛顿第一定律
【点评】
本题考查惯性的应用及牛顿第一定律的理解，需结合摩擦力的有无分析物体运动状态的变化，核心是掌握物体具有保持原有运动状态不变的性质，明确不同受力条件下惯性的表现差异。
【难度系数】
0.8
首先分析书突然向右运动的场景：橡皮原本和书一起静止，当书向右运动时，橡皮底部因与书间的摩擦力会随书向右运动，而橡皮上部由于惯性要保持原来的静止状态，因此会向左倾倒。再分析书表面绝对光滑的场景：此时橡皮与书之间无摩擦力，橡皮在水平方向不受力，根据惯性定律，会保持原来的静止状态。
【解析】
1. 当书突然向右运动时：
橡皮最初与书共同处于静止状态，书向右运动时，橡皮底部受到书对它向右的摩擦力，会随书一起向右运动；但橡皮的上部由于具有惯性，要保持原来的静止状态，所以橡皮将会向左倾倒。
2. 当书表面绝对光滑时：
橡皮与书之间不存在摩擦力，当书突然向右运动时，橡皮在水平方向上不受力的作用，根据牛顿第一定律（惯性定律），橡皮将保持原来的静止状态。
【答案】
向左倾倒；保持静止
【知识点】
惯性、牛顿第一定律
【点评】
本题考查惯性的应用及牛顿第一定律的理解，需结合摩擦力的有无分析物体运动状态的变化，核心是掌握物体具有保持原有运动状态不变的性质，明确不同受力条件下惯性的表现差异。
【难度系数】
0.8
10. 如图甲所示，A是用绳拴在车厢底部上的氢气球$(\rho_{氢气}＜\rho_{空气})$，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车厢一起向右做匀速直线运动，若汽车突然改变自己的运动状态，某同学看到车厢中两球处于图乙的状态，此时汽车处于
减速
运动状态(选填“加速”或“减速”)，说说你判断的理由：答案
减速
和车厢一起向右做匀速直线运动，改变状态后金属球向前，氢气球向后
和车厢一起向右做匀速直线运动，改变状态后金属球向前，氢气球向后
解析
【分析】
我们可以通过分别分析金属球和氢气球的运动状态来推断汽车的运动状态：
1. 对于金属球B：它是密度较大的固体，具有惯性，当车厢运动状态改变时，会保持原来的运动状态。
2. 对于氢气球A：氢气密度小于空气，空气的质量更大，惯性更强，车厢运动状态改变时，空气的惯性会影响氢气球的运动方向。
结合图乙中金属球向前、氢气球向后的状态推理：若车厢减速，金属球因惯性保持原来的向右匀速运动，会相对于车厢向前；空气因惯性向前运动，会把密度更小的氢气球挤向后，正好符合图乙的状态，因此判断车厢是减速运动。
【解析】
1. 分析金属球B的运动：
开始时金属球与车厢一起向右做匀速直线运动，当汽车减速时，金属球由于具有惯性，要保持原来的向右匀速运动状态，因此会相对于车厢向前摆动。
2. 分析氢气球A的运动：
氢气的密度小于空气的密度，相同体积下空气的质量更大，惯性更强。当汽车减速时，空气由于惯性会向前运动，进而将密度更小的氢气球挤向后方，呈现出图乙中的状态。
综上，此时汽车处于减速运动状态。
【答案】
减速；理由：和车厢一起向右做匀速直线运动，改变状态后金属球向前，氢气球向后，符合汽车减速时的惯性表现。
【知识点】
惯性、惯性与质量的关系
【点评】
本题考查惯性的实际应用，需要区分固体与气体的惯性表现差异，容易因忽略空气的惯性而误判氢气球的运动方向，对惯性的理解和应用能力要求较高。
【难度系数】
0.4
我们可以通过分别分析金属球和氢气球的运动状态来推断汽车的运动状态：
1. 对于金属球B：它是密度较大的固体，具有惯性，当车厢运动状态改变时，会保持原来的运动状态。
2. 对于氢气球A：氢气密度小于空气，空气的质量更大，惯性更强，车厢运动状态改变时，空气的惯性会影响氢气球的运动方向。
结合图乙中金属球向前、氢气球向后的状态推理：若车厢减速，金属球因惯性保持原来的向右匀速运动，会相对于车厢向前；空气因惯性向前运动，会把密度更小的氢气球挤向后，正好符合图乙的状态，因此判断车厢是减速运动。
【解析】
1. 分析金属球B的运动：
开始时金属球与车厢一起向右做匀速直线运动，当汽车减速时，金属球由于具有惯性，要保持原来的向右匀速运动状态，因此会相对于车厢向前摆动。
2. 分析氢气球A的运动：
氢气的密度小于空气的密度，相同体积下空气的质量更大，惯性更强。当汽车减速时，空气由于惯性会向前运动，进而将密度更小的氢气球挤向后方，呈现出图乙中的状态。
综上，此时汽车处于减速运动状态。
【答案】
减速；理由：和车厢一起向右做匀速直线运动，改变状态后金属球向前，氢气球向后，符合汽车减速时的惯性表现。
【知识点】
惯性、惯性与质量的关系
【点评】
本题考查惯性的实际应用，需要区分固体与气体的惯性表现差异，容易因忽略空气的惯性而误判氢气球的运动方向，对惯性的理解和应用能力要求较高。
【难度系数】
0.4
