精品解析：河南省商丘市商师联盟2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题

2023∼2024学年度高一下学期期末联考试卷 物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区城内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：必修第二册。 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题中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，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. 对做功的理解，下列说法正确的是（　　） A. 功有大小有正负，则功是矢量 B. 恒力与位移的夹角为锐角，则该恒力做正功 C. 物体的位移为零，该过程中外力对物体做功一定为零 D. 力对物体所做的功等于力和路程的乘积 2. 关于曲线运动的有关描述，下列说法正确的是（　　） A. 物体做曲线运动时受到的合外力方向指向曲线内侧 B. 做曲线运动的物体所受的合外力可以为零 C. 如果物体受到的合力是恒力，则物体一定做直线运动 D. 做匀速圆周运动的物体的速度大小和加速度大小均不变，所以也叫匀变速运动 3. 如图所示，A、B两车正在水平圆形赛道上做速度大小相等匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. A车的向心加速度小于B车的向心加速度 B. A车角速度比B车的角速度大 C. A车所受合外力一定大于B车所受合外力 D. 两车所受合力方向不一定指向圆心 4. “夸父一号”卫星运行在距地球表面约720公里的太阳同步晨昏轨道，下列关于“夸父一号”说法正确的是（　　） A 发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 加速度小于地球同步卫星加速度 C. 运行速度可能大于第一宇宙速度 D. 角速度大于地球同步卫星的角速度 5. 周末放假，质量为的某同学背着的书包，在内由地面走到高的四楼才到家，重力加速度大小g取，则该同学在登楼的整个过程中（ ） A. 楼梯对该同学的支持力做正功 B. 该同学对书包做功为 C. 该同学增加的重力势能为 D. 该同学克服自身重力做功平均功率为 6. 如图所示，高度为的长方体平台与倾角为θ的斜面体都固定在水平地面上，长方体和斜面体的下端紧挨在一起，小球以水平初速度v离开平台，最后垂直打在斜面上。已知，重力加速度大小g取，不计空气阻力，则v的大小为（　　） A. 2m/s B. 5m/s C. 8m/s D. 10m/s 7. 某同学在学校附近山地上练习打高尔夫球，从高出水平地面H的坡上以速度，水平击出一个质量为m的高尔夫球。落在松软的地面上，砸出一个深度为h的坑，重力加速度大小为g，不计空气阻力，对高尔夫球从击出到落至坑底的过程，下列说法正确的是（　　） A. 合外力对高尔夫球做的功为 B. 高尔夫球的重力势能的减少量为 C. 地面对高尔夫球做的功为 D. 地面对高尔夫球做的功为 8. 如图所示，木星是太阳系内质量和体积最大的行星，木星绕太阳沿椭圆轨道运动，P点为近日点，Q点为远日点，P点到太阳的距离为距离的四分之一，M、N为轨道短轴的两个端点，木星运行的周期为T，若只考虑木星和太阳之间的引力作用，下列说法正确的是（ ） A. 木星从P到Q的加速度越来越小 B. 木星与太阳连线和地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等 C. 若木星的轨道长轴是地球轨道长轴的4倍，则木星绕太阳一圈的周期为4年 D. 木星经过P、Q两点的速度大小之比为3:1 9. 如图所示，D点为固定斜面AC的三等分点，，在A点先后分别以初速度和水平抛出一个小球，结果小球分别落在斜面上的D点和C点。空气阻力不计。设小球在空中运动的时间分别为和，落到D点和C点瞬间的速度方向与斜面AC的夹角分别为和，落到D点和C点瞬间重力的瞬时功率分别为和，则下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，倾角为37°的斜面体底端有一固定挡板，挡板上固定一轻弹簧，原长时弹簧的上端位于B点，光滑竖直的圆轨道与光滑斜面体相切于C点，E点为圆轨道的最高点，D点为与圆心等高的点。质量为m可视为质点的物体放在轻弹簧的上端，用外力使物体将弹簧压缩至A点，将物体静止释放后，经过一段时间物体刚好能通过圆轨道的最高点E。已知圆轨道的半径为R，，，，重力加速度为g，一切阻力均可忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 物体在D点时对圆轨道的压力大小为mg B. 物体刚经过C点瞬间对圆轨道的压力大小为5.4mg C. 物体在A点时，弹簧储存的弹性势能为3.5mgR D. 物体在B点的速度大小为 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的支持力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中______。（填正确答案标号） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）通过本实验可以得到的结论有______。（填正确答案标号） A. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比 B. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 C. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 D. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 （3）在一次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2:1的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为1:2，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为______。 12. “验证机械能守恒定律”实验有很多情形可以选择。 （1）第一实验小组用图甲装置验证，下列说法正确的是（　　） A. 电磁打点计时器使用的是交流220V电压 B. 体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受阻力越小 C. 利用本实验装置验证机械能守恒定律，可以不测量重锤的质量 （2）第二实验小组用频闪法验证，得到小球由静止下落过程中的频闪照片如图乙所示，实验小组对每次闪光时小球的位置进行编号，用刻度尺正确量出所得照片中对应频闪点球心位置到0点的距离，数据如下表，已知频闪周期，小球的质量m=20.0g，当地重力加速度g取9.8m/s2。 位置编号 0 7 8 9 10 11 12 xn x0 x7 x8 x9 x10 x11 x12 xn/cm 0.00 26.40 34.49 43.65 53.89 65.21 77.60 ①小球运动到编号8位置时的动能Ek=___________J，小球从释放到编号8位置过程中减小的重力势能∆Ep=___________J。（结果均保留三位有效数字） ②通过计算多组数据对比，该组同学发现小球下落的某一过程中增加的动能总是略小于减小的重力势能，其原因是___________。 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 假如你将来成为一名航天员并成功登陆火星，你驾驶一艘宇宙飞船飞临火星表面轨道，当你关闭动力装置后，你的飞船紧贴着火星表面做匀速圆周运动飞行一周的间为T，已知火星的半径为R，引力常量为G，火星可视为质量分布均匀的球体，不考虑火星自转影响。求： （1）飞船绕火星表面做匀速圆周运动的向心加速度大小； （2）火星的密度； （3）火星表面重力加速度g。 14. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上固定一光滑钉子O，一长L=0.5m的细线一端套系在钉子上，一端系在光滑的小球上，先将细线恰好拉直，再给小球一垂直于细线方向的初速度，小球在桌面上做圆周运动，已知小球质量m=0.5kg。 （1）若=5m/s，求小球的角速度大小； （2）若=5m/s，求细线对小球的拉力大小F； （3）若细线最大能承受100N的拉力，现不断增大小球的速度，当细线断裂后2s内，小球的位移大小是多少？ 15. 如图所示，质量均为m、且可视为质点的小球甲、乙固定在轻杆的两端，两轻杆的夹角为，两杆的长度分别为R、2R，整个装置可绕O点在竖直面内转动，当乙球与O点等高时将装置由静止释放，忽略一切阻力。重力加速度为g。求： （1）当甲球转到与O点等高处时，甲球的向心加速度大小； （2）当乙球转到O点正下方时，轻杆对乙球所做的功； （3）整个过程，甲球上升的最大高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023∼2024学年度高一下学期期末联考试卷 物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区城内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：必修第二册。 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题中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，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. 对做功的理解，下列说法正确的是（　　） A. 功有大小有正负，则功是矢量 B. 恒力与位移的夹角为锐角，则该恒力做正功 C. 物体的位移为零，该过程中外力对物体做功一定为零 D. 力对物体所做的功等于力和路程的乘积 【答案】B 【解析】 【详解】A．功是标量，只有大小没有方向，但有正功、负功之分，选项A错误； B．功的定义式 恒力与位移的夹角为锐角，则该力做正功，选项B正确； C．物体在粗糙的水平面上绕行一周的过程中，物体的位移为零，摩擦力对物体做的功不等于零，选项C错误； D．由功的定义式 可知，一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积，选项D错误。 故选B。 2. 关于曲线运动有关描述，下列说法正确的是（　　） A. 物体做曲线运动时受到的合外力方向指向曲线内侧 B. 做曲线运动的物体所受的合外力可以为零 C. 如果物体受到的合力是恒力，则物体一定做直线运动 D. 做匀速圆周运动的物体的速度大小和加速度大小均不变，所以也叫匀变速运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．物体做曲线运动时所受合力方向指向曲线内侧，故A正确； B．做曲线运动的物体速度不断变化，加速度不为零，所受合力一定不为零，故B错误； C．物体所受合力为恒力时可以做直线运动，也可以做曲线运动，故C错误； D．做匀速圆周运动的物体的速度大小和加速度大小均不变，但是方向不断变化，即加速度不断变化，则匀速圆周运动是非匀变速运动，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，A、B两车正在水平圆形赛道上做速度大小相等的匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. A车的向心加速度小于B车的向心加速度 B. A车的角速度比B车的角速度大 C. A车所受合外力一定大于B车所受合外力 D. 两车所受合力方向不一定指向圆心 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 因，可知A车的向心加速度大于B车的向心加速度，选项A错误； B．根据 因，可知A车的角速度比B车的角速度大，选项B正确； C．根据 因两车质量关系不确定，可知不能比较两车所受合外力的大小，选项C错误； D．两车都做匀速圆周运动，可知所受合力方向都一定指向圆心，选项D错误。 故选B。 4. “夸父一号”卫星运行在距地球表面约720公里的太阳同步晨昏轨道，下列关于“夸父一号”说法正确的是（　　） A. 发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 加速度小于地球同步卫星的加速度 C. 运行速度可能大于第一宇宙速度 D. 角速度大于地球同步卫星的角速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．“夸父一号”是地球卫星，发射速度小于第二宇宙速度，故A错误； BD．根据 可知 因为“夸父一号”比地球同步卫星的轨道半径小，所以“夸父一号”的加速度大于同步卫星的加速度，角速度大于同步卫星角速度，故B错误，D正确； C．“夸父一号”其运行半径大于地球半径，根据卫星运行速度 可知，运行速度小于第一宇宙速度，故C错误。 故选D。 5. 周末放假，质量为的某同学背着的书包，在内由地面走到高的四楼才到家，重力加速度大小g取，则该同学在登楼的整个过程中（ ） A. 楼梯对该同学的支持力做正功 B. 该同学对书包做功为 C. 该同学增加的重力势能为 D. 该同学克服自身重力做功的平均功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．该同学在登楼整个过程中，支持力的作用点没有发生位移，楼梯对该同学的支持力不做功。故A错误； B．书包重力势能增加 则该同学对书包做功为。故B错误； C．该同学重力势能增加 故C错误； D．该同学克服自身重力做功等于重力势能增加量为，则该同学克服自身重力做功的平均功率为 故D正确。 故选D 6. 如图所示，高度为的长方体平台与倾角为θ的斜面体都固定在水平地面上，长方体和斜面体的下端紧挨在一起，小球以水平初速度v离开平台，最后垂直打在斜面上。已知，重力加速度大小g取，不计空气阻力，则v的大小为（　　） A. 2m/s B. 5m/s C. 8m/s D. 10m/s 【答案】D 【解析】 【详解】设小球做平抛运动的运动时间为t，水平位移为x，竖直位移为y，由平抛运动规律可得水平位移 竖直位移 由几何关系可得 且 已知 解得 故选D。 7. 某同学在学校附近山地上练习打高尔夫球，从高出水平地面H的坡上以速度，水平击出一个质量为m的高尔夫球。落在松软的地面上，砸出一个深度为h的坑，重力加速度大小为g，不计空气阻力，对高尔夫球从击出到落至坑底的过程，下列说法正确的是（　　） A. 合外力对高尔夫球做的功为 B. 高尔夫球的重力势能的减少量为 C. 地面对高尔夫球做的功为 D. 地面对高尔夫球做的功为 【答案】A 【解析】 【详解】A．对高尔夫球从坡上击出到落至坑底的过程，根据动能定理，合外力对高尔夫球所做的功，等于高尔夫球动能变化量，则有 选项A正确； B．高尔夫球的重力势能的减少量为 选项B错误： CD．设地面对高尔夫球做的功为，由动能定理则有 解得 选项CD错误。 故选A。 8. 如图所示，木星是太阳系内质量和体积最大的行星，木星绕太阳沿椭圆轨道运动，P点为近日点，Q点为远日点，P点到太阳的距离为距离的四分之一，M、N为轨道短轴的两个端点，木星运行的周期为T，若只考虑木星和太阳之间的引力作用，下列说法正确的是（ ） A. 木星从P到Q的加速度越来越小 B. 木星与太阳连线和地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等 C. 若木星的轨道长轴是地球轨道长轴的4倍，则木星绕太阳一圈的周期为4年 D. 木星经过P、Q两点的速度大小之比为3:1 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律，从近日点到远日点，万有引力变小，加速度变小，故A正确； B．由开普勒第二定律可知，木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，或地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，故B错误； C．根据开普勒第三定律， 可解得木星绕太阳一圈的周期为8年，故C错误； D．由开普勒第二定律可得，木星经过P、Q两点时，在很短的时间内,与太阳连线扫过的面积相等 其中，、分别为两点到太阳的距离，由题意可得，，带入上式解得 木星经过P、Q两点的速度大小之比为3:1，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，D点为固定斜面AC的三等分点，，在A点先后分别以初速度和水平抛出一个小球，结果小球分别落在斜面上的D点和C点。空气阻力不计。设小球在空中运动的时间分别为和，落到D点和C点瞬间的速度方向与斜面AC的夹角分别为和，落到D点和C点瞬间重力的瞬时功率分别为和，则下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．设斜面的倾角为α，根据 可得 因 可知 可知 选项A正确，C错误； B．落到斜面上瞬间重力的瞬时功率 可知 选项B错误； D．落到斜面上时速度的偏向角 可知 选项D正确。 故选AD。 10. 如图所示，倾角为37°的斜面体底端有一固定挡板，挡板上固定一轻弹簧，原长时弹簧的上端位于B点，光滑竖直的圆轨道与光滑斜面体相切于C点，E点为圆轨道的最高点，D点为与圆心等高的点。质量为m可视为质点的物体放在轻弹簧的上端，用外力使物体将弹簧压缩至A点，将物体静止释放后，经过一段时间物体刚好能通过圆轨道的最高点E。已知圆轨道的半径为R，，，，重力加速度为g，一切阻力均可忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 物体在D点时对圆轨道的压力大小为mg B. 物体刚经过C点瞬间对圆轨道的压力大小为5.4mg C. 物体在A点时，弹簧储存的弹性势能为3.5mgR D. 物体在B点的速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A.由题意物体刚好经过圆轨道的最高点E，则物体在E点时，由 得 物体由D到E的过程中，由机械能守恒定律得 又 解得 故A错误； B.物体由C到E的过程，由机械能守恒定律得 在C点时由牛顿第二定律得 解得 故B正确； C.物体由A到C的过程中，由功能关系得 解得 故C正确； D.物体由A到B的过程，由功能关系得 解得 故D错误。 故选BC。 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的支持力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中______。（填正确答案标号） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）通过本实验可以得到结论有______。（填正确答案标号） A. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比 B. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 C. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 D. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 （3）在一次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2:1的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为1:2，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为______。 【答案】（1）C （2）B （3）2:1 【解析】 【小问1详解】 研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，在研究某两个物理量时，需要确保其它物理量一定，可知，实验采用了控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 AC．根据向心力的公式 可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故AC错误； B．根据向心力的公式 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故B正确； D．根据向心力的公式 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 左右两塔轮属于皮带传动，其线速度大小相同，而半径之比为2:1，根据线速度与角速度之间的关系有 可得两个塔轮转动的角速度之比为 而根据题意可知 则可得 12. “验证机械能守恒定律”实验有很多情形可以选择。 （1）第一实验小组用图甲装置验证，下列说法正确的是（　　） A. 电磁打点计时器使用的是交流220V电压 B. 体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受阻力越小 C. 利用本实验装置验证机械能守恒定律，可以不测量重锤的质量 （2）第二实验小组用频闪法验证，得到小球由静止下落过程中的频闪照片如图乙所示，实验小组对每次闪光时小球的位置进行编号，用刻度尺正确量出所得照片中对应频闪点球心位置到0点的距离，数据如下表，已知频闪周期，小球的质量m=20.0g，当地重力加速度g取9.8m/s2。 位置编号 0 7 8 9 10 11 12 xn x0 x7 x8 x9 x10 x11 x12 xn/cm 0.00 26.40 34.49 43.65 53.89 65.21 77.60 ①小球运动到编号8位置时的动能Ek=___________J，小球从释放到编号8位置过程中减小的重力势能∆Ep=___________J。（结果均保留三位有效数字） ②通过计算多组数据对比，该组同学发现小球下落的某一过程中增加的动能总是略小于减小的重力势能，其原因是___________。 【答案】（1）C （2） ①. 0.0671 ②. 0.0676 ③. 小球下落过程中，空气阻力对小球做负功 【解析】 【小问1详解】 A．电磁打点计时器使用的是交流6~8V的电压，故A错误； B．体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受空气阻力的相对影响越小，而不是所受阻力越小，故B错误； C．利用本实验装置验证机械能守恒定律，重锤的质量可以消去，所以可以不测量重锤的质量，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]小球在编号8位置时，速度大小为 则 [3]小球下落过程中受空气阻力作用，阻力做负功，使得小球下落某一过程中增加的动能总是小于减小的重力势能。 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 假如你将来成为一名航天员并成功登陆火星，你驾驶一艘宇宙飞船飞临火星表面轨道，当你关闭动力装置后，你的飞船紧贴着火星表面做匀速圆周运动飞行一周的间为T，已知火星的半径为R，引力常量为G，火星可视为质量分布均匀的球体，不考虑火星自转影响。求： （1）飞船绕火星表面做匀速圆周运动的向心加速度大小； （2）火星的密度； （3）火星表面重力加速度g。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由向心加速度公式、联立解得飞船绕火星表面做匀速圆周运动的向心加速度 （2）由万有引力定律及牛顿第二定律得 解得火星的质量 由、得火星的密度 （3）由万有引力等于重力得 解得 14. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上固定一光滑钉子O，一长L=0.5m的细线一端套系在钉子上，一端系在光滑的小球上，先将细线恰好拉直，再给小球一垂直于细线方向的初速度，小球在桌面上做圆周运动，已知小球质量m=0.5kg。 （1）若=5m/s，求小球的角速度大小； （2）若=5m/s，求细线对小球的拉力大小F； （3）若细线最大能承受100N拉力，现不断增大小球的速度，当细线断裂后2s内，小球的位移大小是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据圆周运动规律，小球角速度大小 （2）细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力，即 （3）细线恰好断裂时 解得 当细线断裂后2s内，小球以断裂时的速度大小做匀速直线运动，小球的位移大小是 15. 如图所示，质量均为m、且可视为质点的小球甲、乙固定在轻杆的两端，两轻杆的夹角为，两杆的长度分别为R、2R，整个装置可绕O点在竖直面内转动，当乙球与O点等高时将装置由静止释放，忽略一切阻力。重力加速度为g。求： （1）当甲球转到与O点等高处时，甲球的向心加速度大小； （2）当乙球转到O点正下方时，轻杆对乙球所做的功； （3）整个过程，甲球上升的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题可知，甲、乙两球为同轴模型，则转动过程中两球的角速度相同，则由公式 可知 即 装置由释放到甲球与O点等高的过程中，系统的机械能守恒，则 由圆周运动的规律得甲球的向心加速度大小为 解得 （2）由（1）问分析知，对乙球，由动能定理得 解得 （3）假设整个过程，甲球上升到最大高度时，连接甲球杆与水平方向的夹角为，此时连接乙球的杆与竖直方向的夹角为，此时两球的速度均为零，则整个过程由机械能守恒定律得 解得 则整个过程甲球上升的最大高度为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$