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三、作图题（第31题3分，第32题3分，共6分）
31. 如图甲所示，轻质弹簧一端固定在墙上，物体$M$沿粗糙地面水平向左运动，压缩弹簧运动到$A$点时，速度为$v_{A}$，在图乙方框内以点代$M$，画出$M$经过$A$点时的受力示意图。（图乙中已标示了弹簧对$M$的弹力$F$）
31. 如图甲所示，轻质弹簧一端固定在墙上，物体$M$沿粗糙地面水平向左运动，压缩弹簧运动到$A$点时，速度为$v_{A}$，在图乙方框内以点代$M$，画出$M$经过$A$点时的受力示意图。（图乙中已标示了弹簧对$M$的弹力$F$）
答案
解析
【解析】
1. 对物体$M$在$A$点进行受力分析：
弹簧的弹力$F$：水平向右（题目已给出）；
重力$G$：竖直向下，作用在物体重心；
支持力$N$：竖直向上，与重力大小相等，作用在物体重心；
滑动摩擦力$f$：水平向右，因物体向左运动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，作用在物体重心。
2. 以点代$M$，将重力、支持力、滑动摩擦力的示意图画出，作用点均在该点，重力与支持力的线段长度相等。
【答案】
在图乙方框内的代表物体的点上，画出竖直向下的重力$\boldsymbol{G}$、竖直向上的支持力$\boldsymbol{N}$、水平向右的滑动摩擦力$\boldsymbol{f}$，作用点均在该点（重力与支持力线段长度相同，$F$与$f$方向一致）。
【知识点】
受力分析、力的示意图绘制
【点评】
本题考查受力分析及力的示意图的画法，需明确滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，同时注意平衡力的线段长度关系。
【难度系数】
0.6
1. 对物体$M$在$A$点进行受力分析：
弹簧的弹力$F$：水平向右（题目已给出）；
重力$G$：竖直向下，作用在物体重心；
支持力$N$：竖直向上，与重力大小相等，作用在物体重心；
滑动摩擦力$f$：水平向右，因物体向左运动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，作用在物体重心。
2. 以点代$M$，将重力、支持力、滑动摩擦力的示意图画出，作用点均在该点，重力与支持力的线段长度相等。
【答案】
在图乙方框内的代表物体的点上，画出竖直向下的重力$\boldsymbol{G}$、竖直向上的支持力$\boldsymbol{N}$、水平向右的滑动摩擦力$\boldsymbol{f}$，作用点均在该点（重力与支持力线段长度相同，$F$与$f$方向一致）。
【知识点】
受力分析、力的示意图绘制
【点评】
本题考查受力分析及力的示意图的画法，需明确滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，同时注意平衡力的线段长度关系。
【难度系数】
0.6
32. 平静水面上方的小鸟和水中的小鱼，某时刻的实际位置$A$、$B$如图所示，$C$点的人恰好看到它们在水中的像$A'$、$B'$重合，请画出小鸟在水中像的位置和人眼看到小鱼的光路图。
答案
解析
【解析】
1. 根据平面镜成像的对称性，作点$A$关于水面的对称点$A'$，即为小鸟在水中的像的位置；
2. 连接$C$、$A'$，与水面交于入射点$O$；
3. 连接$B$、$O$，作为光从水中射向水面的入射光线；连接$O$、$C$，作为折射光线，并标注光线的传播方向（$B→O→C$）。
【答案】
（作图如下：画出$A$关于水面的对称点$A'$，连接$C$与$A'$交水面于$O$，连接$B$到$O$、$O$到$C$，并标注光线箭头）
【知识点】
平面镜成像特点；光的折射规律
【点评】
本题考查平面镜成像作图与光的折射光路图绘制，需熟练运用平面镜成像对称性确定像的位置，结合光的折射规律完成光路，明确像点与入射点的联系是解题关键。
【难度系数】
0.6
1. 根据平面镜成像的对称性，作点$A$关于水面的对称点$A'$，即为小鸟在水中的像的位置；
2. 连接$C$、$A'$，与水面交于入射点$O$；
3. 连接$B$、$O$，作为光从水中射向水面的入射光线；连接$O$、$C$，作为折射光线，并标注光线的传播方向（$B→O→C$）。
【答案】
（作图如下：画出$A$关于水面的对称点$A'$，连接$C$与$A'$交水面于$O$，连接$B$到$O$、$O$到$C$，并标注光线箭头）
【知识点】
平面镜成像特点；光的折射规律
【点评】
本题考查平面镜成像作图与光的折射光路图绘制，需熟练运用平面镜成像对称性确定像的位置，结合光的折射规律完成光路，明确像点与入射点的联系是解题关键。
【难度系数】
0.6
33. 阅读短文，回答下列问题：
“绿水青山就是金山银山。”为了保护环境，我国大力发展电动汽车替代传统燃油汽车。新能源共享电动汽车车内有多项高科技，它集合了多项高科技功能，包括卫星定位、远程开锁，及时将车辆所在位置(GPS信息)和车辆当前状态(锁定状态或使用状态)报送云端等。共享电动汽车前进和倒车工作原理的简单示意图如图所示。开关$S_{1}$和$S_{2}$由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速，向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。
(1)云端为了随时了解共享电动汽车的行程状况，利用GPS工作来实现定位，是利用
(2)共享电动汽车的核心是电动机，路边的直流充电桩给共享电动汽车充电时是将电能转化为
(3)当共享电动汽车需要倒车时，开关$S_{1}$和$S_{2}$应同时接
(4)共享电动汽车的速度是通过电子调速器控制改变电动机电流的大小来实现的，那么电动机和电子调速器的连接方式是
“绿水青山就是金山银山。”为了保护环境，我国大力发展电动汽车替代传统燃油汽车。新能源共享电动汽车车内有多项高科技，它集合了多项高科技功能，包括卫星定位、远程开锁，及时将车辆所在位置(GPS信息)和车辆当前状态(锁定状态或使用状态)报送云端等。共享电动汽车前进和倒车工作原理的简单示意图如图所示。开关$S_{1}$和$S_{2}$由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速，向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。
(1)云端为了随时了解共享电动汽车的行程状况，利用GPS工作来实现定位，是利用
电磁波
来传递信息的。(2)共享电动汽车的核心是电动机，路边的直流充电桩给共享电动汽车充电时是将电能转化为
化学
能储存在共享电动汽车的蓄电池内。(3)当共享电动汽车需要倒车时，开关$S_{1}$和$S_{2}$应同时接
2
。共享电动汽车能前进和倒车，是因为可以改变电动机线圈中的电流的方向
。(4)共享电动汽车的速度是通过电子调速器控制改变电动机电流的大小来实现的，那么电动机和电子调速器的连接方式是
串联
；共享电动汽车在倒车时，位于车后面两个灯会同时闪亮，当前进转弯时后面只有一个灯闪亮，则位于汽车后面两个灯的连接方式是并联
。(两空均填“并联”或“串联”)答案
电磁波
化学
2
电流的方向
串联
并联
化学
2
电流的方向
串联
并联
解析
【解析】
(1) GPS定位利用电磁波传递信息，电磁波可在真空中传播，适合远程信息传递。
(2) 直流充电桩给蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存起来。
(3) 向后拉操纵杆倒车时，开关$S_{1}$和$S_{2}$应同时接2，此时电路中$R_{2}$与电动机串联，电动机以恒定速度工作；电动汽车前进和倒车是通过改变电动机线圈中的电流方向，改变线圈受力方向实现的。
(4) 电子调速器通过改变电流大小实现调速，因此与电动机串联，串联电路中电流处处相等，改变调速器的电阻可改变电路电流；汽车后面的两个灯能独立工作，说明它们是并联连接。
【答案】
(1) 电磁波
(2) 化学
(3) 2；电流的方向
(4) 串联；并联
【知识点】
电磁波的应用；电能的转化；串并联电路的判断
【点评】
本题结合新能源共享电动汽车，考查了多个物理知识点，体现了物理知识在生活中的实际应用，注重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.6
(1) GPS定位利用电磁波传递信息，电磁波可在真空中传播，适合远程信息传递。
(2) 直流充电桩给蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存起来。
(3) 向后拉操纵杆倒车时，开关$S_{1}$和$S_{2}$应同时接2，此时电路中$R_{2}$与电动机串联，电动机以恒定速度工作；电动汽车前进和倒车是通过改变电动机线圈中的电流方向，改变线圈受力方向实现的。
(4) 电子调速器通过改变电流大小实现调速，因此与电动机串联，串联电路中电流处处相等，改变调速器的电阻可改变电路电流；汽车后面的两个灯能独立工作，说明它们是并联连接。
【答案】
(1) 电磁波
(2) 化学
(3) 2；电流的方向
(4) 串联；并联
【知识点】
电磁波的应用；电能的转化；串并联电路的判断
【点评】
本题结合新能源共享电动汽车，考查了多个物理知识点，体现了物理知识在生活中的实际应用，注重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.6
五、计算题（第34题6分，第35题12分，共18分）
34. 飞机在空中水平匀速飞行。小冰同学站在水平地面上，用学习过的光学、力学知识，测量飞机的飞行速度及声音在空气中的传播速度。当他听到飞机的声音从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方与地面成$37°$角的方向，如图所示。已知$h=2052m$，飞机从头顶正上方到达他前上方与地面成$37°$角的位置时用时$6s$。求飞机速度及声音在空气中的传播速度。（直角三角形一个角为$37°$时，三个边的长度之比为$3:4:5$）
34. 飞机在空中水平匀速飞行。小冰同学站在水平地面上，用学习过的光学、力学知识，测量飞机的飞行速度及声音在空气中的传播速度。当他听到飞机的声音从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方与地面成$37°$角的方向，如图所示。已知$h=2052m$，飞机从头顶正上方到达他前上方与地面成$37°$角的位置时用时$6s$。求飞机速度及声音在空气中的传播速度。（直角三角形一个角为$37°$时，三个边的长度之比为$3:4:5$）
答案
解析
【解析】
1. 计算声音在空气中的传播速度：
声音从头顶正上方传到人耳的距离为$ h=2052m $，传播时间与飞机飞行时间相同，即$ t=6s $。根据速度公式$ v=\frac{s}{t} $，可得：
$ v_{声}=\frac{h}{t}=\frac{2052m}{6s}=342m/s $
2. 计算飞机的飞行速度：
已知直角三角形中37°角对应的三边长度比为$ 3:4:5 $，由图可知竖直高度$ h $对应3份，飞机飞行的水平距离$ x $对应4份，因此：
$ x=\frac{4}{3}h=\frac{4}{3}×2052m=2736m $
飞机飞行时间$ t=6s $，根据速度公式可得飞机速度：
$ v_{机}=\frac{x}{t}=\frac{2736m}{6s}=456m/s $
【答案】
飞机的飞行速度为$ 456m/s $，声音在空气中的传播速度为$ 342m/s $。
【知识点】
速度公式的应用、直角三角形边角关系
【点评】
本题结合运动学知识，关键是明确声音传播时间与飞机飞行时间相等，利用给定的直角三角形三边比例关系快速求解水平距离，考查对速度公式的灵活运用及几何知识的结合能力。
【难度系数】
0.6
1. 计算声音在空气中的传播速度：
声音从头顶正上方传到人耳的距离为$ h=2052m $，传播时间与飞机飞行时间相同，即$ t=6s $。根据速度公式$ v=\frac{s}{t} $，可得：
$ v_{声}=\frac{h}{t}=\frac{2052m}{6s}=342m/s $
2. 计算飞机的飞行速度：
已知直角三角形中37°角对应的三边长度比为$ 3:4:5 $，由图可知竖直高度$ h $对应3份，飞机飞行的水平距离$ x $对应4份，因此：
$ x=\frac{4}{3}h=\frac{4}{3}×2052m=2736m $
飞机飞行时间$ t=6s $，根据速度公式可得飞机速度：
$ v_{机}=\frac{x}{t}=\frac{2736m}{6s}=456m/s $
【答案】
飞机的飞行速度为$ 456m/s $，声音在空气中的传播速度为$ 342m/s $。
【知识点】
速度公式的应用、直角三角形边角关系
【点评】
本题结合运动学知识，关键是明确声音传播时间与飞机飞行时间相等，利用给定的直角三角形三边比例关系快速求解水平距离，考查对速度公式的灵活运用及几何知识的结合能力。
【难度系数】
0.6
