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12. 如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力 $ F $ 的作用,$ F $ 的大小与时间 $ t $ 的关系和物体运动速度 $ v $ 与时间 $ t $ 的关系如图乙所示。则摩擦力 $ f $ 随时间 $ t $ 的变化图像,下列哪个选项是正确的( )。
A.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (0,1) -- (2,1);\draw (2,3) -- (4,3);\draw (4,2) -- (6,2);\draw (6,1.5) -- (8,1.5);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
B.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (2,0) -- (4,3);\draw (4,3) -- (6,3);\draw (6,3) -- (8,1);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
C.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (0,1) -- (2,1);\draw (2,2) -- (8,2);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
D.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (0,0) -- (4,2);\draw (4,2) -- (8,2);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
A.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (0,1) -- (2,1);\draw (2,3) -- (4,3);\draw (4,2) -- (6,2);\draw (6,1.5) -- (8,1.5);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
B.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (2,0) -- (4,3);\draw (4,3) -- (6,3);\draw (6,3) -- (8,1);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
C.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (0,1) -- (2,1);\draw (2,2) -- (8,2);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
D.$\begin{{aligned}\begin{tikzpicture}\draw[-＞] (0,0) -- (2.5,0) node[right] {$t/\mathrm{s}$};\draw[-＞] (0,0) -- (0,3.5) node[above] {$f/\mathrm{N}$};\draw (0,0) -- (4,2);\draw (4,2) -- (8,2);\draw (0,1) -- (-0.1,1);\draw (0,2) -- (-0.1,2);\draw (0,3) -- (-0.1,3);\node at (-0.3,1) {$1$};\node at (-0.3,2) {$2$};\node at (-0.3,3) {$3$};\node at (0,-0.3) {$0$};\node at (2,-0.3) {$2$};\node at (4,-0.3) {$4$};\node at (6,-0.3) {$6$};\node at (8,-0.3) {$8$};\end{tikzpicture}\end{aligned}$
答案
12.C
解析
【分析】
要判断摩擦力随时间的变化，需结合推力的F-t图像和物体运动的v-t图像，分阶段分析物体的运动状态，进而确定摩擦力类型及大小：
1. 0~2s：由v-t图像可知物体速度为0，处于静止状态，此时静摩擦力与水平推力平衡，大小等于推力F；
2. 2~4s：v-t图像显示物体速度增大，做加速直线运动，物体处于滑动状态，滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定，保持恒定；
3. 4~6s：v-t图像显示物体速度不变，做匀速直线运动，此时推力与滑动摩擦力平衡，由F-t图像可知该阶段推力F=2N，因此滑动摩擦力大小为2N；
4. 6~8s：v-t图像显示物体速度减小，做减速直线运动，物体仍处于滑动状态，滑动摩擦力大小不变，仍为2N。
综上，0~2s摩擦力为1N，2~8s摩擦力为2N，对应正确选项。
【解析】
分阶段分析摩擦力：
0~2s：物体静止，静摩擦力等于推力，F=1N，故f=1N；
2~8s：物体滑动，滑动摩擦力大小不变，4~6s匀速运动时推力等于滑动摩擦力，此时F=2N，因此滑动摩擦力f=2N，6~8s减速滑动时摩擦力仍为2N。
综上，摩擦力图像为0~2s f=1N，2~8s f=2N，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
摩擦力、运动与力的关系
【点评】
本题结合F-t和v-t图像考查摩擦力的判断，核心是区分静摩擦力和滑动摩擦力的特点：静摩擦力随外力变化，滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关，需掌握不同运动状态下摩擦力的分析方法。
【难度系数】
0.5
要判断摩擦力随时间的变化，需结合推力的F-t图像和物体运动的v-t图像，分阶段分析物体的运动状态，进而确定摩擦力类型及大小：
1. 0~2s：由v-t图像可知物体速度为0，处于静止状态，此时静摩擦力与水平推力平衡，大小等于推力F；
2. 2~4s：v-t图像显示物体速度增大，做加速直线运动，物体处于滑动状态，滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定，保持恒定；
3. 4~6s：v-t图像显示物体速度不变，做匀速直线运动，此时推力与滑动摩擦力平衡，由F-t图像可知该阶段推力F=2N，因此滑动摩擦力大小为2N；
4. 6~8s：v-t图像显示物体速度减小，做减速直线运动，物体仍处于滑动状态，滑动摩擦力大小不变，仍为2N。
综上，0~2s摩擦力为1N，2~8s摩擦力为2N，对应正确选项。
【解析】
分阶段分析摩擦力：
0~2s：物体静止，静摩擦力等于推力，F=1N，故f=1N；
2~8s：物体滑动，滑动摩擦力大小不变，4~6s匀速运动时推力等于滑动摩擦力，此时F=2N，因此滑动摩擦力f=2N，6~8s减速滑动时摩擦力仍为2N。
综上，摩擦力图像为0~2s f=1N，2~8s f=2N，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
摩擦力、运动与力的关系
【点评】
本题结合F-t和v-t图像考查摩擦力的判断，核心是区分静摩擦力和滑动摩擦力的特点：静摩擦力随外力变化，滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关，需掌握不同运动状态下摩擦力的分析方法。
【难度系数】
0.5
13. 结合所学知识,回答下列问题:
(1)如图1是航天员桂海潮在太空用水球“打乒乓球”的视频截图,失重环境下(不计空间站内空气阻力),水平打出去的水球将会
(2)如图2是小王同学利用自制铅垂线挂画时的情景,若要将画挂正应将画的下部向
(3)2024年新疆发生7.1级大地震,震后救援中用到了直升机救援伤者、运送物资,直升机升空的原理是
第13题图1
第13题图2
(1)如图1是航天员桂海潮在太空用水球“打乒乓球”的视频截图,失重环境下(不计空间站内空气阻力),水平打出去的水球将会
水平匀速运动
(选填“竖直下落”“水平匀速运动”或“斜向下运动”);(2)如图2是小王同学利用自制铅垂线挂画时的情景,若要将画挂正应将画的下部向
右
(选填“左”或“右”)移动,这是利用了重力的方向是竖直向下
的道理;(3)2024年新疆发生7.1级大地震,震后救援中用到了直升机救援伤者、运送物资,直升机升空的原理是
流体压强与流速的关系
。第13题图1
第13题图2
答案
13.(1)水平匀速运动 (2)右 竖直向下 (3)流体压强与流速的关系
解析
【分析】
第(1)题：失重环境下，水球不受重力作用，且不计空气阻力，水平方向无外力作用，根据牛顿第一定律，物体不受外力时保持原有运动状态，因此水平打出去的水球会水平匀速运动。
第(2)题：重力方向竖直向下，铅垂线是竖直方向的参照线，要让画挂正需使画的竖直边与铅垂线平行，观察情景可知画的下部偏左，故应向右移动，利用重力方向竖直向下的原理。
第(3)题：直升机升空依靠升力，升力来自螺旋桨上下的压强差，流速大的地方压强小、流速小的地方压强大，这一原理是流体压强与流速的关系。
【解析】
(1) 在失重环境下，水球不受重力作用，且不计空间站内空气阻力，水平方向不受任何外力。根据牛顿第一定律，物体在不受外力作用时，将保持原来的运动状态，所以水平打出去的水球会水平匀速运动。
(2) 重力的方向总是竖直向下的，铅垂线利用这一性质作为竖直方向的参照线。要将画挂正，需使画的竖直边与铅垂线平行，由情景可知画的下部偏左，因此应将画的下部向右移动，这利用了重力方向竖直向下的道理。
(3) 直升机的螺旋桨转动时，螺旋桨上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，从而产生向上的压强差，形成向上的升力使直升机升空，这一原理是流体压强与流速的关系。
【答案】
(1)水平匀速运动 (2)右 竖直向下 (3)流体压强与流速的关系
【知识点】
牛顿第一定律、重力的方向、流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合航天、生活实际和科技应用，考查力学基础知识点，注重知识的理解与应用，难度适中，适合学生巩固力学基础。
【难度系数】
0.5
第(1)题：失重环境下，水球不受重力作用，且不计空气阻力，水平方向无外力作用，根据牛顿第一定律，物体不受外力时保持原有运动状态，因此水平打出去的水球会水平匀速运动。
第(2)题：重力方向竖直向下，铅垂线是竖直方向的参照线，要让画挂正需使画的竖直边与铅垂线平行，观察情景可知画的下部偏左，故应向右移动，利用重力方向竖直向下的原理。
第(3)题：直升机升空依靠升力，升力来自螺旋桨上下的压强差，流速大的地方压强小、流速小的地方压强大，这一原理是流体压强与流速的关系。
【解析】
(1) 在失重环境下，水球不受重力作用，且不计空间站内空气阻力，水平方向不受任何外力。根据牛顿第一定律，物体在不受外力作用时，将保持原来的运动状态，所以水平打出去的水球会水平匀速运动。
(2) 重力的方向总是竖直向下的，铅垂线利用这一性质作为竖直方向的参照线。要将画挂正，需使画的竖直边与铅垂线平行，由情景可知画的下部偏左，因此应将画的下部向右移动，这利用了重力方向竖直向下的道理。
(3) 直升机的螺旋桨转动时，螺旋桨上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，从而产生向上的压强差，形成向上的升力使直升机升空，这一原理是流体压强与流速的关系。
【答案】
(1)水平匀速运动 (2)右 竖直向下 (3)流体压强与流速的关系
【知识点】
牛顿第一定律、重力的方向、流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合航天、生活实际和科技应用，考查力学基础知识点，注重知识的理解与应用，难度适中，适合学生巩固力学基础。
【难度系数】
0.5
14. 如图,人手持大气球站在转盘上,松开气嘴,让气球沿垂直转盘半径方向喷气,由于力的作用是
相互
的,人与转盘开始一起反向转动。在上述实验中,人站在A点进行更容易转动,这是因为力的作用效果跟力的作用点
有关。答案
14.相互 作用点
解析
【分析】
这道题考查力的相关性质，解题时需结合力的作用相互性和力的三要素分析。第一步，气球喷气时，会对喷出的气体施力，根据力的作用规律，气体会对气球（及人）施加反作用力，使人和转盘转动；第二步，人站在A点比B点更容易转动，是因为力的作用点不同，力的作用效果不同，据此分析填空。
【解析】
1. 当气球沿垂直转盘半径方向喷气时，气球对气体施加力，根据力的作用是相互的，气体会对气球（及人）施加反作用力，使人与转盘反向转动，因此第一空填“相互”。
2. 力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，人站在A点时，力的作用点距离转盘中心更远，更容易使转盘转动，说明力的作用效果跟力的作用点有关，因此第二空填“作用点”。
【答案】
相互；作用点
【知识点】
力的相互性；力的三要素
【点评】
本题结合实验场景考查力的基础性质，属于对基础知识的应用，难度较低，侧重考查学生对力的基本规律的理解。
【难度系数】
0.7
这道题考查力的相关性质，解题时需结合力的作用相互性和力的三要素分析。第一步，气球喷气时，会对喷出的气体施力，根据力的作用规律，气体会对气球（及人）施加反作用力，使人和转盘转动；第二步，人站在A点比B点更容易转动，是因为力的作用点不同，力的作用效果不同，据此分析填空。
【解析】
1. 当气球沿垂直转盘半径方向喷气时，气球对气体施加力，根据力的作用是相互的，气体会对气球（及人）施加反作用力，使人与转盘反向转动，因此第一空填“相互”。
2. 力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，人站在A点时，力的作用点距离转盘中心更远，更容易使转盘转动，说明力的作用效果跟力的作用点有关，因此第二空填“作用点”。
【答案】
相互；作用点
【知识点】
力的相互性；力的三要素
【点评】
本题结合实验场景考查力的基础性质，属于对基础知识的应用，难度较低，侧重考查学生对力的基本规律的理解。
【难度系数】
0.7
15. 如图甲所示，某公路发生一起交通事故，是同向行驶的两辆汽车发生了“追尾”。汽车B刹车后由于
惯性
仍撞到了汽车A，此时对汽车A中的司机起保护作用的是汽车头枕
（选填“安全气囊”“汽车头枕”或“安全带”）。如图乙所示，有一个内壁绝对光滑的大碗放在水平桌面上，一个重为5 N的钢球从A点由静止释放（不计空气阻力），如果钢球到达碗内右边与A等高的B点时所有外力消失了，则钢球会保持静止
（选填“竖直落下”“保持静止”或“竖直向上匀速飞出”）。答案
15.惯性 汽车头枕 保持静止
解析
【分析】
本题需结合惯性、牛顿第一定律及机械能守恒的知识分析：汽车B刹车后仍向前运动是因为惯性；追尾时A车司机头部后仰，对应保护装置是汽车头枕；钢球到B点时速度为0，外力消失后保持静止。
【解析】
1. 汽车B刹车后，由于具有惯性，会保持原来的运动状态继续向前运动，因此撞到汽车A，故第一空填“惯性”；
2. 追尾时，汽车A突然向前加速，A中司机的身体因惯性保持原有运动状态，头部向后仰，汽车头枕可保护司机头部；安全带用于防止急刹车前倾，安全气囊用于碰撞时保护，故第二空填“汽车头枕”；
3. 钢球从A点由静止释放，碗内壁光滑、不计空气阻力，机械能守恒，到达与A等高的B点时速度为0；根据牛顿第一定律，物体不受外力时保持原有运动状态，此时钢球速度为0，外力消失后将保持静止，故第三空填“保持静止”。
【答案】
惯性 汽车头枕 保持静止
【知识点】
惯性 牛顿第一定律 机械能守恒
【点评】
本题结合生活实例考查物理概念的应用，需理解惯性、牛顿第一定律的内涵，以及机械能守恒的条件，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需结合惯性、牛顿第一定律及机械能守恒的知识分析：汽车B刹车后仍向前运动是因为惯性；追尾时A车司机头部后仰，对应保护装置是汽车头枕；钢球到B点时速度为0，外力消失后保持静止。
【解析】
1. 汽车B刹车后，由于具有惯性，会保持原来的运动状态继续向前运动，因此撞到汽车A，故第一空填“惯性”；
2. 追尾时，汽车A突然向前加速，A中司机的身体因惯性保持原有运动状态，头部向后仰，汽车头枕可保护司机头部；安全带用于防止急刹车前倾，安全气囊用于碰撞时保护，故第二空填“汽车头枕”；
3. 钢球从A点由静止释放，碗内壁光滑、不计空气阻力，机械能守恒，到达与A等高的B点时速度为0；根据牛顿第一定律，物体不受外力时保持原有运动状态，此时钢球速度为0，外力消失后将保持静止，故第三空填“保持静止”。
【答案】
惯性 汽车头枕 保持静止
【知识点】
惯性 牛顿第一定律 机械能守恒
【点评】
本题结合生活实例考查物理概念的应用，需理解惯性、牛顿第一定律的内涵，以及机械能守恒的条件，难度适中。
【难度系数】
0.5
