精品解析：广东省清远市清新区第一中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题

清新一中2023—2024高一级第二学期六月月测物理试题 一、单选题：（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于如图a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面压力大于车的重力 B. 如图b所示，在轴线竖直的固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点受到细杆的作用力不可能为零 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 2. 如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力F的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知（　　） A. 物体A所受摩擦力逐渐增大 B. 物体A所受摩擦力不变 C. 物体A做匀速运动 D 物体A做加速运动 3. 某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图所示。若太空电梯成为可能，宇航员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电梯”停在距地面高度为h处，对“太空电梯”里的宇航员，下列说法正确的是（　　） A. 若，宇航员绕地心运动的线速度大小约为 B. h越大，宇航员绕地心运动的线速度越小 C. h越大，宇航员绕地心运动的向心加速度越小 D. h与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态 4. 有些情况下，经典力学的结论会与事实有很大的偏差，以至于不再适用。在研究以下问题时，会出现经典力学局限性的是（ ） A. 列车的加速运动 B. 铅球的平抛运动 C. 苹果的自由落体运动 D. 微观粒子的高速运动 5. 物块以60J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了40J，则物块回到斜面底端时的动能为（ ） A. 10J B. 20J C. 30J D. 40J 6. 如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻质弹簧，B静止，A以速度v0水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中（　　） A. A，B的动量变化量相同 B. A，B的动量变化率相同 C. A，B系统的总动能保持不变 D. A，B系统的总动量保持不变 7. “空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为m，不计钢绳的质量，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）。 A. 座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用 B. 座椅和人的向心力大小为 C. 钢绳的拉力大小为 D. 转盘匀速转动时，人处于平衡状态 二、多选题（3小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共18分） 8. 如图所示，套圈游戏要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为、高为的竖直细杆，即为获胜。一身高的儿童从距地面高度水平抛出圆环，圆环半径为，要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为（　　）（g取，空气阻力不计） A. B. C. D. 9. 如图，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则雪橇受到的（　　） A. 支持力做功为mgl B. 重力做功mgl C. 拉力做功为Flcos θ D. 滑动摩擦力做功为 10. 2021年7月6日，我国成功将“天链一号05"卫星发射升空，卫星进入预定轨道，天链系列卫星为我国信息传送发挥了重要作用。如图所示，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为的圆形轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，设卫星质量保持不变。则（　　） A. 若地球表面的重力加速度为，则在圆形轨道Ⅲ的重力加速度为 B. 若在圆形轨道Ⅰ上运动的线速度为，则在圆形轨道Ⅲ上运动的线速度为 C. 卫星在椭圆轨道Ⅱ从A到B运动的时间是其在圆形轨道Ⅰ上运动周期的倍 D. 卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ再到轨道Ⅲ的过程中，机械能减小 三、实验题：共2小题，共16分，请按题目要求作答。 11. 在“研究平抛物体的运动”的实验中： （1）“研究平抛运动”的实验装置如图。实验时，每次应让小车从斜槽轨道______（选填“相同”、“不同”）位置静止滚下；若小球的轨迹为如图（左）中的c，可能的原因是______（选填“斜槽末端未调水平”或“斜槽存在摩擦阻力”）。装置调试好后，将小球在斜槽上由静止释放，分别得到如图（右）中的平抛运动轨迹d、e，则小球沿两轨迹运动的时间______、水平分速度______（两空格均选填“相等”或“不相等”）。 （2）某同学实验时得到了如右上图所示物体的运动轨迹。三点的位置在运动轨迹上已标出，则小球平抛的初速度______，点的瞬时速度大小______（取）。（结果均保留两位有效数字） 12. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题： （1）关于本实验，下列说法中正确的是（　　）； A. 图甲中两限位孔必须在同一竖直线上 B. 实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 C. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 D. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置 （2）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点间的距离，点间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为，重物的质量为，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为______，重力势能的减少量为______；（结果均保留两位小数） （3）在实验中发现，重物减少的重力势能______重物增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于”），其原因主要是因为____________。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须有明确写出数值和单位） 13. 俄乌战争中大量无人机投入了使用，如图所示，一架在的高空飞行的无人机发现了停在路边的一辆敌军车辆，无人机以大小的速度沿水平方向飞向敌军车辆，欲使无人机投下的炸弹击中汽车。不计空气阻力，重力加速度。求： （1）无人机应在距离汽车的水平距离多远处投弹； （2）击中汽车时炸弹速度v的大小。 14. 一种氢气燃料汽车，质量为，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。求：（） （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速运动行驶得最大速度和维持匀加速运动的时间； （3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。 15. 某滑块弹射游戏装置如图所示，该装置由固定在水平地面上的倾角θ=37°的直轨道OB、光滑圆弧轨道B′C′以及平台CD组成，其中圆弧轨道在B′、C′两点的切线分别与直轨道OB、平台CD平行，BB′、CC′间的距离恰好能让游戏中的滑块通过。一根轻弹簧下端固定在直轨道OB的底端，质量m=0.2kg的滑块P紧靠弹簧上端放置，平台右端D点处放置一质量为M=0.4kg的滑块Q。已知圆弧轨道半径R=1m，滑块尺寸远小于轨道半径，平台CD长度LCD=1m，平台离地高度h=2.5m，滑块P与轨道OB、平台CD间的动摩擦因数µ=0.1。游戏中，游戏者将滑块P压缩弹簧到不同的程度，如果释放滑块P后，滑块P能够一直沿轨道运动至D点，与滑块Q发生弹性正碰，且滑块P停留在CD平台上则视为游戏成功。某次游戏中游戏者将滑块P压缩弹簧至A点，AB距离LAB=3m，释放后滑块P沿轨道运动，测得经过C′点的速度大小为vC′=4m/s。 （1）求该次游戏滑块P经过圆弧轨道C′时受到弹力F； （2）该次游戏中滑块P最终停在距离D点多远的位置； （3）该次游戏中弹簧压缩后具有的弹性势能Ep； （4）更改不同的弹簧压缩程度，在游戏成功的条件下，求滑块Q的落地点距D点的水平距离x的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 清新一中2023—2024高一级第二学期六月月测物理试题 一、单选题：（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于如图a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力大于车的重力 B. 如图b所示，在轴线竖直的固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点受到细杆的作用力不可能为零 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 【答案】D 【解析】 【详解】A．图a中，汽车安全通过拱桥最高点时，有 可知 根据牛顿第三定律可知，车对桥面的压力小于车的重力，故A错误； B．图b情境中，若圆锥筒光滑，小球受到重力和弹力，若圆锥筒粗糙，小球在不同的速度下，小球可能受到重力、弹力或重力、弹力、静摩擦力；实际的受力都不会受到向心力，故B错误； C．图c情境中 当 时 故C错误； D．图d情境中，当火车转弯时以弯道处规定的速度行驶，车轮与内、外轨均可以无侧向压力，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力F的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知（　　） A. 物体A所受摩擦力逐渐增大 B. 物体A所受摩擦力不变 C. 物体A做匀速运动 D. 物体A做加速运动 【答案】D 【解析】 【详解】CD．B匀速下降，A沿水平面向左做运动，如图1，vB是vA在绳子方向上的分量，vB是恒定的，即 随着vB与水平方向的夹角θ增大，vA增大，所以A在水平方向上向左做加速运动，选项C错误，D正确； AB．因为B匀速下降，所以B受力平衡，B所受绳拉力 T=GB A受斜向上的拉力等于B的重力，在图2中把拉力分解成竖着方向的F2和水平方向的F1，在竖直方向上，有 N+F2=GA 绳子与水平方向的夹角增大，所以有F2增大，支持力N减小，所以摩擦力减小，选项A、B错误。 故选D。 3. 某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图所示。若太空电梯成为可能，宇航员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电梯”停在距地面高度为h处，对“太空电梯”里的宇航员，下列说法正确的是（　　） A. 若，宇航员绕地心运动的线速度大小约为 B. h越大，宇航员绕地心运动的线速度越小 C. h越大，宇航员绕地心运动的向心加速度越小 D. h与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．若，宇航员处在地面上，除了受万有引力还受地面的支持力，绕地心运动的线速度远小于第一宇宙速度。故A错误； B．“太空电梯”里的宇航员，随地球自转的角速度都相等，根据 可知，h越大，宇航员绕地心运动的线速度越大。故B错误； C．同理，有 h越大，宇航员绕地心运动的向心加速度越大。故C错误； D．h与地球同步卫星距地面高度相同时，有 即万有引力提供做圆周运动的向心力，宇航员相当于卫星处于完全失重状态。故D正确。 故选D。 4. 有些情况下，经典力学的结论会与事实有很大的偏差，以至于不再适用。在研究以下问题时，会出现经典力学局限性的是（ ） A. 列车的加速运动 B. 铅球的平抛运动 C. 苹果的自由落体运动 D. 微观粒子的高速运动 【答案】D 【解析】 【详解】经典力学只适用于宏观低速物体的运动，而不适用于微观高速粒子的运动，则研究微观粒子的高速运动时会出现经典力学局限性。 故选D。 5. 物块以60J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了40J，则物块回到斜面底端时的动能为（ ） A. 10J B. 20J C. 30J D. 40J 【答案】B 【解析】 【详解】由能量守恒可知物块沿斜面上滑的过程中，产生的摩擦热为20J。由于上滑过程和下滑过程中摩擦力的大小相同，相对位移大小也相同，所以上滑过程中的摩擦生热和下滑过程中的摩擦生热相等。对全程用能量守恒，由于摩擦生热40J，所以物块回到斜面底端时的动能为20J。故B正确，ACD错误。 故选B 6. 如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻质弹簧，B静止，A以速度v0水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中（　　） A. A，B的动量变化量相同 B. A，B的动量变化率相同 C. A，B系统的总动能保持不变 D. A，B系统的总动量保持不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】光滑水平面上，物块A、B和弹簧组成的系统动量守恒，即A，B系统的总动量保持不变， 由系统动量守恒可知 动量变化量是矢量，所以A的动量变化量<0,而B的动量的变化量>0, 由动量定理可知，动量的变化率等于物体所受合外力，A、B两物体所受合外力大小相等、方向相反，所受合外力不同，动量的变化率不同，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中，弹簧的弹性势能增大，所以A，B系统的总动能减小，D正确。 故选D。 7. “空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为m，不计钢绳的质量，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）。 A. 座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用 B. 座椅和人的向心力大小为 C. 钢绳的拉力大小为 D. 转盘匀速转动时，人处于平衡状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，座椅和人受到重力、钢绳的拉力作用，如图所示，向心力是效果力，并不是座椅和人受到的力，即是重力与钢绳拉力的合力，A错误； B．当转盘以角速度ω匀速转动时，座椅和人的向心力大小由牛顿第二定律可为 B错误； C．由解析图可知，钢绳的拉力大小为 C正确； D．转盘匀速转动时，人随转盘一起做匀速圆周运动，有向心加速度，由牛顿第二定律可知，人受的合力不等于零，不是处于平衡状态，D错误。 故选C。 二、多选题（3小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共18分） 8. 如图所示，套圈游戏要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为、高为的竖直细杆，即为获胜。一身高的儿童从距地面高度水平抛出圆环，圆环半径为，要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为（　　）（g取，空气阻力不计） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】根据平抛运动竖直方向规律有 解得 t＝04s 平抛运动的最大速度为 m/s 最小速度为 m/s 则要想套住细杆，他水平抛出的速度满足 7.5m/s＜v＜8m/s 故选BC。 9. 如图，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则雪橇受到的（　　） A. 支持力做功为mgl B. 重力做功为mgl C. 拉力做功为Flcos θ D. 滑动摩擦力做功为 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．支持力、重力与雪橇的位移垂直，即力与位移的夹角为 根据功的定义式 可知：支持力与重力对雪橇做功为零，AB错误； C．由功的定义式知拉力做功为 C正确； D．雪橇受到的摩擦力大小为 竖直方向 摩擦力做功为 联立解得滑动摩擦力做功为 故选CD。 10. 2021年7月6日，我国成功将“天链一号05"卫星发射升空，卫星进入预定轨道，天链系列卫星为我国信息传送发挥了重要作用。如图所示，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为的圆形轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，设卫星质量保持不变。则（　　） A. 若地球表面的重力加速度为，则在圆形轨道Ⅲ的重力加速度为 B. 若在圆形轨道Ⅰ上运动的线速度为，则在圆形轨道Ⅲ上运动的线速度为 C. 卫星在椭圆轨道Ⅱ从A到B运动的时间是其在圆形轨道Ⅰ上运动周期的倍 D. 卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ再到轨道Ⅲ的过程中，机械能减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．卫星在地球表面时，忽略地球自转的影响，物体所受的重力等于物体与地球间的万有引力，所以有 解得 当卫星进入5R的轨道时，物体此时所受的重力等于其与地球间的万有引力，所以有 解得 故A正确； B．卫星做绕地球做匀速圆周运动有 解得 当，解得 当，解得 故B错误； C．根据开普勒定律，有 因为卫星绕地球飞行，所以整理有 又因为卫星在椭圆轨道Ⅱ的半长轴为，所以有上述式子可得，卫星在椭圆轨道Ⅱ的周期是圆形轨道Ⅰ周期倍，卫星在椭圆轨道Ⅱ从A到B运动的时间是圆形轨道Ⅰ周期的倍，故C正确； D．卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ再到轨道Ⅲ的过程中，变轨需要加速，即物体的动能增加，根据 所以机械能增加，故D错误。 故选AC。 三、实验题：共2小题，共16分，请按题目要求作答。 11. 在“研究平抛物体的运动”的实验中： （1）“研究平抛运动”的实验装置如图。实验时，每次应让小车从斜槽轨道______（选填“相同”、“不同”）位置静止滚下；若小球的轨迹为如图（左）中的c，可能的原因是______（选填“斜槽末端未调水平”或“斜槽存在摩擦阻力”）。装置调试好后，将小球在斜槽上由静止释放，分别得到如图（右）中的平抛运动轨迹d、e，则小球沿两轨迹运动的时间______、水平分速度______（两空格均选填“相等”或“不相等”）。 （2）某同学实验时得到了如右上图所示物体的运动轨迹。三点的位置在运动轨迹上已标出，则小球平抛的初速度______，点的瞬时速度大小______（取）。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 相同 ②. 斜槽末端未调水平 ③. 相等 ④. 不相等 （2） ①. 2.0 ②. 2.5 【解析】 【小问1详解】 [1]做“研究平抛物体的运动”实验时，为了能画出平抛运动轨迹，必须使小球飞出斜槽末端的初速度大小一定，即要让小球总是从相同位置静止释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，然后将这几个点平滑连接起来。 [2]由左图中小球的轨迹看出小球做了斜上抛运动，而非平抛运动，原因是由于斜槽末端未调至水平造成的。 [3][4]装置调试好后，小球离开斜槽后做平抛运动，在竖直方向上有 解得 在水平方向上有 图中两小球做平抛的高度相同，则其运动时间相同，而水平位移不同，说明两小球的水平分速度不相等。 【小问2详解】 [1]由于OB、BC的水平位移相同，均等于20cm，故所用时间T相等，水平方向上有 竖直方向上有 联立解得 T=0.1s，v0=2.0m/s [2]小球运动到到B点的竖直分速度为 则小球到B点的瞬时速度为 12. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题： （1）关于本实验，下列说法中正确的是（　　）； A. 图甲中两限位孔必须在同一竖直线上 B 实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 C. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 D. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置 （2）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点间的距离，点间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为，重物的质量为，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为______，重力势能的减少量为______；（结果均保留两位小数） （3）在实验中发现，重物减少的重力势能______重物增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于”），其原因主要是因为____________。 【答案】（1）AB （2） ①. 8.00 ②. 8.25 （3） ①. 大于 ②. 重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间存在阻力 【解析】 【小问1详解】 A．两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以让纸带顺利通过，减小摩擦对实验的影响，A正确； B．实验前，手提住纸带上端，使纸带竖直，可以使纸带放开后保持竖直状态通过打点计时器，从而减小摩擦对实验的影响，B正确； C．应该先接通打点计时器的电源，再释放纸带，这样可以充分利用纸带，使纸带上数据点多，若先释放纸带后接通电源，纸带上数据点会很少，甚至没有数据，C错误； D．应选择纸带上距离适当较远的两点作为初、末位置，这样可以使误差百分比减小，D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]打下C点时重物的速度大小是 则，重物的动能增加量为 [2]重物减少的重力势能为 【小问3详解】 [1]由（2）中计算可知，重物减少重力势能大于重物增加的动能； [2]由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须有明确写出数值和单位） 13. 俄乌战争中大量无人机投入了使用，如图所示，一架在的高空飞行的无人机发现了停在路边的一辆敌军车辆，无人机以大小的速度沿水平方向飞向敌军车辆，欲使无人机投下的炸弹击中汽车。不计空气阻力，重力加速度。求： （1）无人机应在距离汽车的水平距离多远处投弹； （2）击中汽车时炸弹速度v的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题知，炸弹在空中做平抛运动，设下落时间为，由平抛运动规律知，竖直方向有 水平方向有 代入得 （2）设竖直方向速度为，则竖直方向有 则击中汽车时炸弹速度为 14. 一种氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。求：（） （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速运动行驶得最大速度和维持匀加速运动的时间； （3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）设汽车的最大行驶速度为。汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，速度达到最大，即有 再根据公式 解得 即汽车的最大行驶速度为40m/s。 （2）汽车匀变速行驶的过程中，由牛顿第二定律得 得匀变速运动时汽车牵引力 则汽车匀加速运动行驶得最大速度为 解得 又因为汽车从静止做匀加速直线运动 解得 （3）汽车实际功率达到额定功率后到速度达到最大的过程由动能定理 解得 所以汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为 15. 某滑块弹射游戏装置如图所示，该装置由固定在水平地面上的倾角θ=37°的直轨道OB、光滑圆弧轨道B′C′以及平台CD组成，其中圆弧轨道在B′、C′两点的切线分别与直轨道OB、平台CD平行，BB′、CC′间的距离恰好能让游戏中的滑块通过。一根轻弹簧下端固定在直轨道OB的底端，质量m=0.2kg的滑块P紧靠弹簧上端放置，平台右端D点处放置一质量为M=0.4kg的滑块Q。已知圆弧轨道半径R=1m，滑块尺寸远小于轨道半径，平台CD长度LCD=1m，平台离地高度h=2.5m，滑块P与轨道OB、平台CD间的动摩擦因数µ=0.1。游戏中，游戏者将滑块P压缩弹簧到不同的程度，如果释放滑块P后，滑块P能够一直沿轨道运动至D点，与滑块Q发生弹性正碰，且滑块P停留在CD平台上则视为游戏成功。某次游戏中游戏者将滑块P压缩弹簧至A点，AB距离LAB=3m，释放后滑块P沿轨道运动，测得经过C′点的速度大小为vC′=4m/s。 （1）求该次游戏滑块P经过圆弧轨道C′时受到弹力F； （2）该次游戏中滑块P最终停在距离D点多远的位置； （3）该次游戏中弹簧压缩后具有的弹性势能Ep； （4）更改不同的弹簧压缩程度，在游戏成功的条件下，求滑块Q的落地点距D点的水平距离x的范围。 【答案】（1）1.2N，方向竖直向下；（2）；（3）6.08J；（4） 【解析】 【详解】（1）在C′点，根据牛顿第二定律有 解得 方向竖直向下； （2）滑块P从C到D，由动能定理可得 解得 P、Q碰撞过程，根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律可得 解得 即滑块P在CD上反弹回来，滑块P反弹过程，由动能定理得 解得滑块P从D点返回的的位移为 即P停在距离D点的位置； （3）由能量守恒定律得该次游戏中弹簧压缩后具有的弹性势能为 代入数据得 （4）由（2）可知，P、Q碰撞，根据动量守恒和机械能守恒解得 ， 若P经过C点恰好不脱离轨道，则有 解得 由动能定理可得 解得 滑块P不离开CD平台时有 解得 综合可知 滑块Q平抛落地过程有 解得 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$