1 . 道路的设计要兼顾安全性与舒适性。如图为高速公路某出口示意图，AB为下坡直线段，BC为水平圆弧段。已知人体在刹车加速度不超过1m/s²时的驾乘舒适感较佳，汽车轮胎与路面的动摩擦因数约为μ=0.4.设计要求汽车在进入匝道前的A点时速度不能超过v₀=72km/h，弯道BC段限速v=36km/h。最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s^2.要使汽车在AB路段能舒适减速、BC段能安全（不侧滑）通过，设计时，AB段的长度L以及弯道BC的半径R的值分别至少要满足什么要求？

2 . 某兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的研究。如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的中间，用手指将纸板水平弹出，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板，已知橡皮擦可视为质点，质量为，硬纸板的质量为，长度为。橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为，纸板与桌面间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。
（1）手指对纸板的作用力与时间的关系如图乙所示，要使橡皮擦相对纸板滑动，至少多大？
（2）手指对纸板的作用时间很短，可认为作用结束后，纸板获得速度但位移近似为零，则要使橡皮擦脱离纸板，需满足的条件？
（3）若要求橡皮擦移动的时间不超过，求纸板被弹出的最小速度？

3 . 小通设计了一款蔗糖溶液密度控制装置（如图）。其工作原理为，质量为0.16千克、体积为的A物体浸没在蔗糖溶液中，R为定值电阻，为力敏电阻。当蔗糖溶液密度改变时，电路中的电流发生变化，中央处理器借助传感器判断电流大小，控制水泵和蔗糖漏斗工作状态，加蔗糖或注水使蔗糖溶液密度保持在一定范围内，具体控制情况见表。已知电源电压恒为12伏，力敏电阻的阻值与其受到轻质细线拉力的大小关系如图。当电路中的电流时，水泵向容器中注水；当电路中的电流时，水泵停止向容器中注水。（物体A始终浸没在溶液中；传感器电阻不计；水或蔗糖加入容器后能与蔗糖溶液立刻混合均匀）
   

电流大小	中央处理器的决定
	a
	蔗糖漏斗不工作，水泵不工作
	b

（1）a处的内容是________，b处的内容是________。
（2）求蔗糖溶液的最大密度为千克/米³时，R的阻值为多少?(        )
（3）小通画出了在定值电阻为R时，该装置所控制的蔗糖溶液的密度范围，如下图所示，A、B点分别表示此装置所能控制的最小和最大的蔗糖溶液密度。后因定值电阻R损坏，他将其换成了阻值更大的定值电阻，请你在图丙坐标系中大致画出更换定值电阻后，此装置所能控制的蔗糖溶液的密度范围，并分别用C、D标记出最小和最大蔗糖溶液密度。(      )
   

4 . 在学校科技月活动中，科技小组的同学设计了一个小型锅炉，其部分结构如图所示。下面是对锅炉结构的介绍：调控水箱高1.5m，其中带有浮球C的横杆ODC（C为浮球的中心）能绕O点转动，DC＝28cm，OD＝2cm；“T”型阀门B下部不计粗细的直杆与ODC杆相连，ODC杆处于水平时阀门B堵住进水口；圆柱体A是锅炉的安全阀，其底面积为10cm²，加热过程中安全阀堵住出气孔，调控水箱与锅炉体始终连通，当锅炉内气压超过1.2×10⁵Pa时，圆柱体A被顶起，排出部分蒸汽。已知外界大气压为1.0×10⁵Pa，不考虑阀门B、横杆OC及浮球受到的重力，g取10N/kg。根据以上介绍和已知条件解决下列问题：
（1）为保护锅炉安全，圆柱体A的重力不能超过多少；
（2）若“T”形阀门B受到向下的压力为30N，ODC杆处于水平平衡，此时浮球C浸入水中体积是多少；
（3）按照这个设计，在锅炉加热后，将出现一些问题，请你通过计算说明。
   

5 . 某地利用机器人配送午餐时，配餐点和目标位置处在直线通道上且相距，机器人送餐时从静止开始启动，到达目标位置停下。已知机器人加速和减速过程均可看作匀变速直线运动，为防止食物翻倒或发生相对移动，运动过程中，机器人的加速度大小不能超过2，最大速度不超过2m/s。
（1）求机器人把食物平稳送到目标位置所用的最短时间t；
（2）若机器人以最大速度匀速行进途中，发现其正前方的路口处突然出现一位以的速度同向匀速运动的人。不计机器人的反应时间，为避免相撞，机器人做匀减速运动时加速度的最小值。

6 . 国家快递大数据平台实时监测数据显示，截至2021年12月8日9时03分，我国快递年业务量首次突破千亿级别，已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图，可视为质点的某快递从倾角为的斜面顶端A点静止释放，沿斜面下滑，进入水平传送带传送，最后能从水平末端C点水平抛出，落到水平地面，斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面长，水平传送带长，传送带上表面距水平地面，该快递与斜面间动摩擦因数，与传动带间动摩擦因数，传送带以大小为的速度顺时针转动，不考虑传送带滑轮大小。求：
（1）快递刚滑到传送带上时的速度的大小；
（2）传送带以顺时针转动，则快递落地点与抛出点C点的水平距离多大？
（3）调节传送带速度使快递落地点与抛出点C点的水平距离最大，传送带速度至少多大？
（4）若在传送带右侧加装一个收集装置，其内边界截面为四分之一圆形，如图乙为传送带右半部分和装置的示意图，C点为圆心，半径为，若要使该快递从C点抛出后落到收集装置时的速度最小，则传送带速度应该调节为多大？

7 . 电除尘中有一个设计是两段式的，即尘埃带电和除尘分别在两段空间内进行。如图所示是由两块平行电极板构成的除尘空间，两电极板与电压恒定的高压直流电源相连，间距为d，板间电压恒为U，板长为L，忽略边缘效应。经带电空间带电后的尘埃，其质量为m，电荷量为，以水平速度v均匀射入除尘空间，当其碰到下电极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集，运动过程中忽略尘埃粒子重力及空气阻力，不考虑粒子间相互作用。
（1）若，，，，希望所有的粒子都在下电极板处被捕获，求电极板的最小长度L_m；
（2）在满足（1）问的条件下，距下电极板处射入的粒子到达下电极板时距极板左端多远；
（3）通过调整板长L可以改变收集效率，当时恰好为64%（即离下板0.64d范围内的尘埃能够被收集），求收集率与板长L的关系。
   

8 . 变道超车是指行驶车辆前方有慢行车时，须借用另外车道加速超过慢行车，并尽快回到原车道内的情况。如图所示，在一次模拟场地驾驶中，甲车正以的速度匀速行驶，乙车以驶向甲车，当乙车车头与甲车车尾相距时，乙车开始借对向车道匀加速超越甲车。当乙车车尾与甲车车头达到一个车身长度时，乙车匀速前行并道，并道历时=1s。假设乙车在变道的过程横向运动可以忽略不计，已知甲、乙两车车身长度均为，乙车加速时的加速度大小。求：
（1）乙车从开始匀加速超车到开始并道时，需要多长时间；
（2）乙车完成并道回到原车道时，甲车车头与乙车车尾之间的距离；
（3）乙车回到原车道后，因前方同车道有与甲车同速行驶的丙车（如图），为防止追尾，乙车立即以的加速度做匀减速直线运动，求乙车车头到丙车车尾之间的距离至少多大，乙丙两车才不会发生追尾事故；
（4）根据此次模拟驾驶的要求，乙车返回原车道后立即刹车，并保持的加速度做匀减速直线运动。甲车司机发现并做出研判，经后刹车。求为避免甲、乙两车相撞，甲车做匀减速直线运动的最小加速度。

9 . 如图所示，为某小组设计的节能运输的实验装置。小车携带货物从斜面顶端无初速度滑下。小车压缩轻弹簧，速度减为零时货物被卸下，空车恰好可以回到斜面顶端。已知斜面顶端到弹簧的距离l=1m，倾角θ=30°，空车质量m=1kg，小车在斜面上运动时，受到的阻力等于重力的0.1倍。因弹簧的劲度系数较大，小车与弹簧的接触过程极短，g取10m/s²
（1）求小车沿斜面下滑的时间t。
（2）求弹簧的最大弹性势能E_p。
（3）若运送货物的质量M较大，小车返回到斜面顶端时会腾空。为保证安全，小车腾空的高度不超过0.1m，求M的最大值。

10 . 如图所示“礼让行人”是城市文明的重要标志。某汽车正以54km/h的速度行驶在城市道路上，在车头距离“礼让行人”停车线36m时，驾驶员发现前方有行人通过人行横道，0.4s后刹车使汽车匀减速滑行，为了使汽车不越过停车线停止让行，下列说法中正确的是（　　）

A．汽车刹车滑行的最大距离为36m	B．汽车刹车的最小加速度为
C．汽车用于减速滑行的最长时间为4s	D．汽车行驶的平均速度不能超过7.5m/s