精品解析：辽宁省沈阳市第二中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

沈阳二中2023-2024学年度下学期期中考试 高一（26届）物理试题 说明：1.测试时间：75分钟 总分：100分 2.客观题涂在答题纸上，主观题答在答题纸的相应位置 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于高中物理学科核心素养中“物理观念”和“科学思维”的认识，下列说法正确的是（　　） A. 加速度和功率都运用了比值定义法 B. 加速度是位置对时间的变化率 C. 汽车通过弯道发生侧滑的原因是汽车受到的离心力过大造成的 D. 地球使树上苹果下落的力，与月、地间的吸引力是同一种性质的力 2. 如图，A、B两个相同小球等高，且都可视为质点，A小球无初速度自由下落，B小球无初速度沿光滑固定斜面下滑，不计空气阻力，两者同时开始运动，直到它们刚要落地过程中，下列说法正确的是（　　） A. 动量的变化量相同 B. 动能的变化量相同 C. 落地瞬间，A和B两小球的动量相同 D. 落地瞬间，A和B两小球重力的瞬时功率相等 3. 我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量不能计算出地球质量的是（　　） A. 核心舱的绕地线速度和绕地半径 B. 核心舱的绕地角速度和绕地半径 C. 核心舱的绕地角速度和绕地周期 D. 核心舱的绕地线速度和绕地周期 4. 光滑水平面上有一物体，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经过时间t速度达到，再经过时间t，速度由增大到，在两段相等时间t内，外力F对物体做功之比为（　　） A. 3：1 B. 1：2 C. 1：3 D. 1：4 5. 如图所示，水平固定半球形碗的球心为O点，最低点为P点。在碗边缘处的A点向球心O以速度、水平抛出两个小球，小球分别落在碗内的P、M两点。已知，，，以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员，a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a对地面的压力刚好等于自身重力的一半（，），则演员a质量与演员b质量之比为（　　） A. 2：1 B. 4：1 C. 9：5 D. 18：5 7. 如图所示，长直轻杆两端分别固定小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m两球半径忽略不计，杆的长度为L。先将杆竖直靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为时，下列说法正确的是（不计一切摩擦，重力加速度为g）（　　） A. 小球A、B的速度都为 B. 小球A、B的速度都为 C. 小球A的速度为 D. 小球B的速度为 8. 上表面光滑的斜面B位于粗糙水平地面上，圆柱体A置于斜面与光滑墙面之间，如图所示。解除对系统的约束，A随即竖直向下运动，而B水平向左移动。自解除约束到A触地前，下列说法正确的是（　　） A. A对B做的功大于B动能增加量 B. A对B做的功等于B动能增加量 C. A对B做的功小于B动能增加量 D. B对A做功等于A机械能的变化量 9. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为、、，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. B. 火星的质量 C. 着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于 D. 着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于 10. 如图所示，固定斜面的倾角，斜面粗糙程度处处相同。轻弹簧下端固定在斜面底端C点，弹簧处于原长时上端位于B点。已知B、D两点间的距离为L，质量为m的小物块甲从D点由静止释放，物块甲将弹簧压缩到最短后又恰能返回到E点，。物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力。（，）则在物块下滑至第一次返回E的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块下滑过程中最大速度出现在BC之间 B. 物块甲两次通过B点的速度相同 C. 弹簧的最大压缩量 D. 若换用相同材质（相同）、质量为2m的小物块乙从斜面上D点由静止释放，第一次压缩弹簧的最大压缩量 第Ⅱ卷 二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14.0分） 11. 如图所示，某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”。打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为。 （1）下面是他实验时的操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源直流输出端上； C．用天平测量出重锤质量； D．先接通电源，然后再释放纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能； G．改换纸带，重做几次。 其中不必要以及不恰当的步骤有___________。 （2）本实验已知重物的质量为1.0 kg，按实验要求正确地选出纸带，用毫米刻度尺测量连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示，那么：从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量___________J（保留2位有效数字）；而动能的增加量___________J（保留2位有效数字）。 （3）若实验中经过计算发现增加的动能小于减少的重力势能，则可能的原因是（　　） A. 用公式算各点瞬时速度（设t为纸带上打下O点到打下其它记录点的时间） B. 由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力 C. 先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度 D. 重锤下落过程中受到空气阻力 12. 如图（a）所示，某同学为了比较不同物体（质量分布均匀）与转盘间动摩擦因数的大小设计了该装置，将固定于转轴上的角速度传感器和力传感器与电脑连接，通过一不可伸长的细线连接物块a，细线刚好拉直，物块a随转盘缓慢加速转动，在电脑上记录力传感器示数F和角速度传感器示数ω。换用形状和大小相同但材料不同的物块b重复实验，得到物块a、b的图线如图（b）所示。 （1）物块没有被看作质点对实验结果_________（选填“有”或“没有”）影响； （2）物块a、b的质量之比为_________； （3）物块a、b与转盘之间的动摩擦因数之比为_________。 三、计算题（本大题共3小题，共40分） 13. 如图所示，水平转盘上放有质量为m=1kg的物块，物块到转轴的距离为r=0.3m。一段轻绳的一端与物块相连，另一端系在圆盘中心上方d=0.4m处，绳恰好伸直，物块和转盘间的动摩擦因数为μ=0.3，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知重力加速度为g。 （1）当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，求的值； （2）当水平转盘以角速度匀速转动时，物块恰好离开转盘，求的值。 （3）当水平转盘以角速度匀速转动时，求此时轻绳拉力F的大小。 14. 如图所示，质量的物体A和质量的B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为37°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为1.5m。若摩擦力和阻力均忽略不计。（斜面足够长，g取，计算结果可以用分数表示）。求： （1）开始放手瞬间，物体A的加速度大小a； （2）从物体B释放到物体A落地过程中，绳的拉力对物体A做的功W； （3）物体A着地后物体B沿斜面又上滑的最大距离s。 15. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m=2kg、可视为质点的小物块挤压而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧储存的弹性势能等于，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带AB，长L=5 m，传送带以v=4 m/s的速率顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数（不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失）。与传送带相邻的粗糙平台BC长s=2 m，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R=0.1m的光滑竖直半圆轨道与BC平滑连接，在圆弧的最高点F处有一竖直固定弹性挡板。现将小物体释放，g取。 （1）小物块第一次从A点运动到B点的过程中是否与传送带共速？通过计算加以判断。并计算在此过程中电动机多消耗能量？ （2）小物块第一次运动到半圆形轨道C点时对轨道的压力大小； （3）改变粗糙平台与物块之间的动摩擦因数。为使小物块进入半圆形轨道能与最高点F处挡板相碰（碰后小物块等速率反弹），且再次离开半圆形轨道后，不再滑上传送带，则满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沈阳二中2023-2024学年度下学期期中考试 高一（26届）物理试题 说明：1.测试时间：75分钟 总分：100分 2.客观题涂在答题纸上，主观题答在答题纸的相应位置 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于高中物理学科核心素养中“物理观念”和“科学思维”的认识，下列说法正确的是（　　） A. 加速度和功率都运用了比值定义法 B. 加速度是位置对时间的变化率 C. 汽车通过弯道发生侧滑的原因是汽车受到的离心力过大造成的 D. 地球使树上苹果下落的力，与月、地间的吸引力是同一种性质的力 【答案】D 【解析】 【详解】A．公式是加速度的决定式，不是比值定义法，故A错误； B．加速度是速度对时间的变化率，故B错误； C．汽车通过弯道发生侧滑的原因是汽车提供的向心力小于汽车做圆周运动所需的向心力，故C错误； D．地球使树上苹果下落的力，与月、地间的吸引力是同一种性质的力，故D正确。 故选D。 2. 如图，A、B两个相同小球等高，且都可视为质点，A小球无初速度自由下落，B小球无初速度沿光滑固定斜面下滑，不计空气阻力，两者同时开始运动，直到它们刚要落地过程中，下列说法正确的是（　　） A. 动量的变化量相同 B. 动能的变化量相同 C. 落地瞬间，A和B两小球的动量相同 D. 落地瞬间，A和B两小球重力的瞬时功率相等 【答案】B 【解析】 【详解】B．设斜面高度为h，根据动能定理 可知两小球动能的变化量相同，故B正确； C．根据动能定理 可知落地瞬间，A和B两小球速度大小相等，方向不同，根据 可知落地瞬间，A和B两小球的动量不同，故C错误； A．释放时A和B两小球的动量相同为零，落地瞬间，A和B两小球的动量不同，故两小球动量的变化量不同，故A错误； D．落地瞬间，两小球重力的瞬时功率 可得 故落地瞬间，A和B两小球重力的瞬时功率不同，故D错误。 故选B。 3. 我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量不能计算出地球质量的是（　　） A. 核心舱的绕地线速度和绕地半径 B. 核心舱的绕地角速度和绕地半径 C. 核心舱绕地角速度和绕地周期 D. 核心舱的绕地线速度和绕地周期 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据 解得 可知，由核心舱的绕地线速度和绕地半径可以计算出地球质量，由核心舱的绕地角速度和绕地半径也可以计算出地球质量，但是由核心舱的绕地角速度和绕地周期不能计算出地球质量。故AB正确，与题意不符；C错误，与题意相符； D．根据 可得 可知，由核心舱的绕地线速度和绕地周期可以计算出地球质量。故D正确，与题意不符。 本题选错误的故选C。 4. 光滑水平面上有一物体，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经过时间t速度达到，再经过时间t，速度由增大到，在两段相等时间t内，外力F对物体做功之比为（　　） A. 3：1 B. 1：2 C. 1：3 D. 1：4 【答案】C 【解析】 【详解】设物体做匀加速运动的加速度为a，则有 根据动能定理，有 可得 故选C。 5. 如图所示，水平固定半球形碗的球心为O点，最低点为P点。在碗边缘处的A点向球心O以速度、水平抛出两个小球，小球分别落在碗内的P、M两点。已知，，，以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】两小球均做平抛运动，设球形碗的半径为R，则有 联立，解得 可得 故选A。 6. 如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员，a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a对地面的压力刚好等于自身重力的一半（，），则演员a质量与演员b质量之比为（　　） A. 2：1 B. 4：1 C. 9：5 D. 18：5 【答案】D 【解析】 【详解】当b到最低点时，由机械能守恒定律 在最低点时 对a 联立解得 故选D。 7. 如图所示，长直轻杆两端分别固定小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m两球半径忽略不计，杆的长度为L。先将杆竖直靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为时，下列说法正确的是（不计一切摩擦，重力加速度为g）（　　） A. 小球A、B的速度都为 B. 小球A、B的速度都为 C. 小球A的速度为 D. 小球B的速度为 【答案】C 【解析】 【详解】当小球A沿墙下滑距离为时，设此时A球的速度为，B球的速度为。根据系统机械能守恒定律得 两球沿杆子方向上的速度相等，则有 联立解得 ， 故选C。 8. 上表面光滑的斜面B位于粗糙水平地面上，圆柱体A置于斜面与光滑墙面之间，如图所示。解除对系统的约束，A随即竖直向下运动，而B水平向左移动。自解除约束到A触地前，下列说法正确的是（　　） A. A对B做的功大于B动能增加量 B. A对B做的功等于B动能增加量 C. A对B做的功小于B动能增加量 D. B对A做功等于A机械能的变化量 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．A对B做功，地面的摩擦力对B做负功，根据动能定理可知，A对B做的功与地面摩擦力对B做的功之和等于B动能的增加量，故A对B做的功大于B动能增加量，故A正确，BC错误； D．除重力外，只有B对A做功，根据功能关系可知，B对A做的功等于A机械能的变化量，故D正确。 故选AD。 9. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为、、，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. B. 火星的质量 C. 着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于 D. 着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．着陆器在P点两次变轨都是做近心运动，所以需要向前喷火减速，所以v1>v2>v3，故A正确； B．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，由万有引力提供向心力得 计算得，火星质量为 故B正确； CD．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，经过P点时，根据牛顿第二定律 解得 故C正确，D错误 故选ABC。 10. 如图所示，固定斜面的倾角，斜面粗糙程度处处相同。轻弹簧下端固定在斜面底端C点，弹簧处于原长时上端位于B点。已知B、D两点间的距离为L，质量为m的小物块甲从D点由静止释放，物块甲将弹簧压缩到最短后又恰能返回到E点，。物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力。（，）则在物块下滑至第一次返回E的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块下滑过程中的最大速度出现在BC之间 B. 物块甲两次通过B点的速度相同 C. 弹簧的最大压缩量 D. 若换用相同材质（相同）、质量为2m的小物块乙从斜面上D点由静止释放，第一次压缩弹簧的最大压缩量 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．在物块向下压缩弹簧的过程中，物块先做加速度a逐渐减小的加速运动，后做加速度逐渐增大的减速运动，可知当a=0时，物块的v最大，此时物块位于BC之间，故A正确； B．在物块下滑至第一次返回E的过程中，摩擦力一直在做负功，所以物块两次通过B点的速率不可能相等，故B错误； C．在物块下滑至第一次返回E过程中，根据动能定理有 解得弹簧的最大压缩量 故C正确； D．物块下滑到最低点时，由动能定理可得 换成质量为2m的物体，物体运动到原最地点的过程中有 很显然物体在原最低点动能不为零，因此压缩量比第一次变大。 故选ACD。 第Ⅱ卷 二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14.0分） 11. 如图所示，某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”。打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为。 （1）下面是他实验时的操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的直流输出端上； C．用天平测量出重锤的质量； D．先接通电源，然后再释放纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能； G．改换纸带，重做几次。 其中不必要以及不恰当的步骤有___________。 （2）本实验已知重物的质量为1.0 kg，按实验要求正确地选出纸带，用毫米刻度尺测量连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示，那么：从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量___________J（保留2位有效数字）；而动能的增加量___________J（保留2位有效数字）。 （3）若实验中经过计算发现增加的动能小于减少的重力势能，则可能的原因是（　　） A. 用公式算各点瞬时速度（设t为纸带上打下O点到打下其它记录点的时间） B. 由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力 C. 先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度 D. 重锤下落过程中受到空气阻力 【答案】（1）BC##CB （2） ①. 0.49 ②. 0.48 （3）BD 【解析】 【小问1详解】 A．按照图示的装置安装器件，该步骤有必要； B．将打点计时器接到电源的交流输出端上，该步骤不恰当； C．要验证的关系式中两边都有质量，可以消掉，则没必要用天平测量出重锤的质量，该步骤没必要； D．先接通电源，然后再释放纸带，该步骤有必要； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离，该步骤有必要； F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能，该步骤有必要； G．改换纸带，重做几次，该步骤有必要。 故选BCD。 【小问2详解】 [1]从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量 [2]打下计数点B时的速度大小为 动能的增加量为 【小问3详解】 A．重锤和纸带下落过程中除重力外还受到阻力作用，使得加速度小于重力加速度，所以通过计算出瞬时速度v大于物体的实际速度，则造成动能增加量偏大，故A错误； BD．由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力、重锤下落过程中受到空气阻力，则由于能量损失，造成动能增加量偏小，故BD正确； C．先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度先释放纸带，后接通电源，导致打第一个O点时的速度已经不是零，而计算时视为初动能为零，则计算动能增加量时会造成偏大，故C错误。 故选BD。 12. 如图（a）所示，某同学为了比较不同物体（质量分布均匀）与转盘间动摩擦因数的大小设计了该装置，将固定于转轴上的角速度传感器和力传感器与电脑连接，通过一不可伸长的细线连接物块a，细线刚好拉直，物块a随转盘缓慢加速转动，在电脑上记录力传感器示数F和角速度传感器示数ω。换用形状和大小相同但材料不同的物块b重复实验，得到物块a、b的图线如图（b）所示。 （1）物块没有被看作质点对实验结果_________（选填“有”或“没有”）影响； （2）物块a、b的质量之比为_________； （3）物块a、b与转盘之间的动摩擦因数之比为_________。 【答案】（1）没有 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 该题研究的是向心力和角速度的关系，物块的形状对研究的问题无影响，所以物块没有看作质点对实验没有影响。 【小问2详解】 当物块随盘缓慢加速过程中，物块的向心力先由静摩擦力提供，当达到最大静摩擦力后，则由绳子的拉力和最大静摩擦力的合力提供，即为 所以有 可知图像的斜率为，与纵轴的截距为，根据图像知，的斜率 的斜率 所以物块、的质量之比为 【小问3详解】 由图像知，的纵轴截距 的纵轴截距 结合质量之比得到物块、与转盘之间的摩擦因数之比为 三、计算题（本大题共3小题，共40分） 13. 如图所示，水平转盘上放有质量为m=1kg的物块，物块到转轴的距离为r=0.3m。一段轻绳的一端与物块相连，另一端系在圆盘中心上方d=0.4m处，绳恰好伸直，物块和转盘间的动摩擦因数为μ=0.3，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知重力加速度为g。 （1）当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，求的值； （2）当水平转盘以角速度匀速转动时，物块恰好离开转盘，求的值。 （3）当水平转盘以角速度匀速转动时，求此时轻绳拉力F大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，静摩擦力达到最大值，则 解得 （2）物块恰好离开转盘，则 物块只受重力和绳的拉力，如图所示 根据牛顿第二定律 根据几何关系可得 联立解得 （3）由于 说明小球已经离开水平面，设轻绳与转轴的夹角为，根据牛顿第二定律 根据几何关系可得 解得 14. 如图所示，质量的物体A和质量的B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为37°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为1.5m。若摩擦力和阻力均忽略不计。（斜面足够长，g取，计算结果可以用分数表示）。求： （1）开始放手瞬间，物体A的加速度大小a； （2）从物体B释放到物体A落地的过程中，绳的拉力对物体A做的功W； （3）物体A着地后物体B沿斜面又上滑最大距离s。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）开始放手瞬间，对物体A，根据牛顿第二定律 对物体B，根据牛顿第二定律 联立解得 （2）从物体B释放到物体A落地的过程中，对A，由动能定理可得 从物体B释放到物体A落地的过程中，对B，由动能定理可得 解得绳的拉力对物体A做的功为 （3）A落地后，B沿斜面上滑，由动能定理得 代入数据得 15. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m=2kg、可视为质点的小物块挤压而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧储存的弹性势能等于，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带AB，长L=5 m，传送带以v=4 m/s的速率顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数（不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失）。与传送带相邻的粗糙平台BC长s=2 m，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R=0.1m的光滑竖直半圆轨道与BC平滑连接，在圆弧的最高点F处有一竖直固定弹性挡板。现将小物体释放，g取。 （1）小物块第一次从A点运动到B点的过程中是否与传送带共速？通过计算加以判断。并计算在此过程中电动机多消耗能量？ （2）小物块第一次运动到半圆形轨道的C点时对轨道的压力大小； （3）改变粗糙平台与物块之间的动摩擦因数。为使小物块进入半圆形轨道能与最高点F处挡板相碰（碰后小物块等速率反弹），且再次离开半圆形轨道后，不再滑上传送带，则满足的条件。 【答案】（1）能，；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块被弹簧弹出，由机械能守恒可得 解得 因为，故物块滑上传送带后先加速，物块与传送带相对滑动过程中，根据牛顿第二定律 解得 物块与传送带共速时有 解得 加速阶段，根据动力学公式 解得 因为，故物块与传送带共速后相对静止，在此过程中电动机多消耗能量 解得 （2）因为物块与传送带同速后相对静止，则 从B到C，由动能定理 小物块在C点，根据牛顿第二定律 根据牛顿第三定律 解得小物块第一次运动到半圆形轨道的C点时对轨道的压力大小 （3）物块滑到F点满足 且 即 从B到F，由动能定理 解得 根据题意，小物块恰好回到B点 解得 综上所述 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $