精品解析：辽宁省辽宁省部分高中2023-2024学年高一下学期7月期末联考物理试题

2023—2024学年度下学期高一年级期末联考 物 理 （试卷总分：100分，考试时间：75分钟） 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，必须使用黑色墨水笔或黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 3．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分。 1. 一级方程式赛车世界锦标赛，简称F1，是当今世界最高水平的赛车比赛，关于F1赛车，下列说法中正确的是（　　） A. 赛车匀速转弯时，加速度不变 B. 赛车加速转弯时，地面对车轮的作用力大于车轮对地面的作用力 C. 赛车加速转弯时，速度发生变化，赛车此时的惯性也随之发生变化 D. 赛车加速转弯时，若车轮脱落，车轮沿着脱离时汽车前进方向的切线方向离开弯道 2. 快递气泡袋是由低密度聚乙烯（LDPE）加工而成的一种透明软包装袋，主要用于快递行业小体积、易损坏、精密货品的包装。相同货品一个放于气泡袋中，一个不包装，从同样高度由静止开始释放（忽略空气阻力），落地时与地面碰撞过程中的时间不可忽略且不再弹起，则在碰撞过程中（　　） A. 气泡袋中货品受到的重力的冲量比较小 B. 货品受到的重力的冲量相同 C. 气泡袋中货品受到支持力的冲量比较小 D. 气泡袋中货品受到支持力的冲量比较大 3. 下列说法中正确的是（　　） A. 元电荷就是质子，带有的正电荷 B. 同一个带电的橡胶球有时可以被看作是点电荷，有时不可以被看作是点电荷 C. 物体所带电荷量可以是任意值 D. 摩擦起电，是因为摩擦创造了新的电荷 4. 如图所示，竖直固定靶上端为O点，线段MNO垂直于靶面，N位于M、O两点的中点。某同学在练习飞镖时，第一次从M点水平抛出的飞镖，击中O点正下方的P点，；第二次从N点水平抛出的飞镖，击中O点正下方的Q点，。若飞镖在M点的初速度为v，飞镖在N点的初速度为（　　） A. B. C. D. v 5. 好学、精进、志高、行远四位同学坐摩天轮的时候不由想起几天前刚刚学过的圆周运动的知识，但是关于匀速圆周运动中的摩天轮，座椅对人作用力大小的分析，却产生了分歧。其中M、N与圆心O等高，P位于最低点，Q位于最高点，下列四位同学的说法中不正确的是（　　） A. 好学：M处座椅对人支持力大于人的重力 B. 精进：N处座椅对人的作用力大于人的重力 C. 志高：P处座椅对人的支持力大于人的重力 D. 行远：Q处座椅对人的摩擦力为零 6. 小明同学在学习电场部分知识时，课堂笔记只记录了“实线是电场线，一电子只受电场力，沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点。”而没有记录电场线的方向，则下列说法中正确的是（　　） A. 电子在M、N两点的速度大小关系为 B. 电子在M、N两点的加速度大小关系为 C. 电场中M、N点的电势大小关系为 D. 电子从M点运动到N点的过程中，电场力对电子做正功 7. 在x轴上坐标为和原点处分别固定两点电荷、，两点电荷在x正半轴上的合电场强度的大小和方向如图所示（规定x轴正方向为电场强度正方向），图线与x轴交于坐标为2m处。一试探电荷从x轴上坐标为1m处静止释放（仅受电场力），沿x轴正方向运动，刚好可以到达M处（图中未标注），则下列说法中正确的是（　　） A. 试探电荷带正电 B 带负电 C. 、电量的绝对值之比为25∶4 D. M点可能位于x轴上坐标为3m处 8. 若引力常量G已知，下列说法正确的是（　　） A. 已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球密度 B. 已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球质量 C. 已知月球表面重力加速度及月球的半径，可以计算出月球的密度 D. 地球的所有同步卫星受到地球的万有引力大小均相等 9. 如图所示，五个点电荷电荷量大小均为q，其中一个电性为负，分别位于正五边形的顶点上，顶点与几何中心О间距离为r，则几何中心О处电场强度为（　　） A. 方向沿负电荷与圆心О连线指向负电荷 B. 方向沿负电荷与圆心О连线指向圆心О C. D 10. 一半径为R的光滑绝缘半圆弧轨道固定在竖直平面内，MN为其竖直直径，O为圆心，半径，整个空间存在向左上方，与水平成角的匀强电场。一质量为1kg，电荷量为的小球（可视为质点），第一次从轨道最低点M，静止释放，到达P点时速度刚好为零，OP连线与水平面成角。第二次小球从M点以速度水平向左射入，可使小球刚好到达N点，N点速度大小为，，则下列说法中正确的是（　　） A. 电场强度 B. C. D. 第二次小球从M点到N点的过程中，最大速度为 二、非选择题：本题共5小题，共计54分。 11. 某课外兴趣小组用如图甲所示的电路观察电解电容器的充、放电现象： （1）根据图甲连接实物图__________； （2）电容器充电完毕后，把开关S接2时，其放电电流随时间变化图像如图乙所示（），按“四舍五入”（大于等于半格算一格，小于半格舍去）数格法，由图乙可知电容器所带电荷量为__________C（结果保留两位有效数字）； （3）如果仅将甲图中串联的电阻换成更大阻值的电阻，会使电路中的电流变小，则乙图所示的放电时间__________（选填“变长”“变短”“不变”）。 12. 某实验小组用如图所示装置验证动量守恒实验，主要实验步骤如下： （1）用天平测出大小相同的A、B两球的质量分别为、； （2）将铁架台放置在水平桌面上，上端固定力传感器，用细线将A球挂在力传感器上，同时测出悬点到A球球心的距离l； （3）将B球放在可升降平台上，调节平台位置和高度，保证两个小球能发生__________； （4）在桌面铺上吹塑纸，以显示B球落地点； （5）拉起A球由静止释放，两球发生碰撞，计算机实时显示拉力大小，其中拉力的两个峰值分别为、，且为了确保实验中碰撞后A球不能反向运动，则、应满足的关系是__________（填“大于”“等于”或“小于”）； （6）测出B球做平抛运动水平位移s和竖直位移h； （7）在实验误差允许的范围内，若满足关系式__________（用字母、、l、s、h表示），则可认为验证了动量守恒定律； （8）若A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则关系式满足__________。 A． B． C． D． 13. 两根粗糙、足够长的绝缘轻杆组成如图所示轨道MON，MO杆与水平方向夹角为。将质量为，所带电荷量为的光滑小球a套在MO杆上，将带负电的粗糙小球b套在ON杆上，当两球静止时距O点距离恰好相等，已知重力加速度，小球大小忽略不计，则 （1）此时小球b所受摩擦力大小； （2）若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场，仍使小球a保持静止，求匀强电场的电场强度。 14. 如图所示，光滑轨道ABCD由足够长的竖直轨道AB、半径为R的四分之一圆轨道BC及半径为2R的四分之一圆轨道CD平滑连接而成。现有长为的轻杆，两端固定质量均为的滑块甲和滑块乙，两滑块可视为质点，用某装置控制住滑块甲，使甲、乙两滑块紧靠竖直轨道AB，滑块乙与B点相距1.7m，然后由静止释放，重力加速度为，则 （1）滑块乙滑落至B点时的速度大小； （2）从开始下落至滑块乙到达B点时，轻杆对滑块甲做的功； （3）当滑块甲下落至B点时，轻杆与水平方向的夹角为，求此时滑块乙速度的大小。 15. 如图所示，半圆形光滑轨道ABC固定在竖直面内，与光滑水平面CD相切于C点。水平面CD右侧为逆时针转动的水平传送带。现将物块P从圆心等高处B点静止释放，同时将物块Q轻放到传送带右端，P、Q将在水平面CD上碰撞。已知P、Q均可视为质点，物块P的质量为，物块Q的质量为，P、Q间碰撞为弹性碰撞。半圆形轨道的半径，传送带长，传送带速度，物块Q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，重力加速度为，不计空气阻力，则： （1）物块Q第一次离开传送带时的速度大小； （2）第一次碰撞后，物块P的速度； （3）第一次碰撞后，物块P是否能运动到半圆形轨道最高点A，若能运动到A点，求出物块P落到水平面时的位移，若不能运动到A点，求出物块P脱离轨道时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年度下学期高一年级期末联考 物 理 （试卷总分：100分，考试时间：75分钟） 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，必须使用黑色墨水笔或黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 3．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分。 1. 一级方程式赛车世界锦标赛，简称F1，是当今世界最高水平的赛车比赛，关于F1赛车，下列说法中正确的是（　　） A. 赛车匀速转弯时，加速度不变 B. 赛车加速转弯时，地面对车轮的作用力大于车轮对地面的作用力 C. 赛车加速转弯时，速度发生变化，赛车此时的惯性也随之发生变化 D. 赛车加速转弯时，若车轮脱落，车轮沿着脱离时汽车前进方向的切线方向离开弯道 【答案】D 【解析】 【详解】A．赛车匀速转弯时，加速度大小不变，方向时刻发生变化，故A错误； B．赛车加速转弯时，根据牛顿第三定律可知，地面对车轮作用力大小等于车轮对地面的作用力，故B错误； C．赛车加速转弯时，速度发生变化，赛车的质量不变，所以惯性不变，故C错误； D．赛车加速转弯时，若车轮脱落，由于惯性，车轮沿着脱离时汽车前进方向的切线方向离开弯道，故D正确。 故选D。 2. 快递气泡袋是由低密度聚乙烯（LDPE）加工而成的一种透明软包装袋，主要用于快递行业小体积、易损坏、精密货品的包装。相同货品一个放于气泡袋中，一个不包装，从同样高度由静止开始释放（忽略空气阻力），落地时与地面碰撞过程中的时间不可忽略且不再弹起，则在碰撞过程中（　　） A. 气泡袋中货品受到的重力的冲量比较小 B. 货品受到的重力的冲量相同 C. 气泡袋中货品受到支持力的冲量比较小 D. 气泡袋中货品受到支持力的冲量比较大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．整个过程中气泡袋中货品经历的时间较长，根据 I=Gt 气泡袋中货品受到的重力的冲量比较大，故AB错误； CD．根据动量定理 得 气泡袋中货品受到的重力的冲量比较大，所以气泡袋中货品受到支持力的冲量比较大，故C错误，D正确。 故选D。 3. 下列说法中正确的是（　　） A. 元电荷就是质子，带有的正电荷 B. 同一个带电的橡胶球有时可以被看作是点电荷，有时不可以被看作是点电荷 C. 物体所带的电荷量可以是任意值 D. 摩擦起电，是因为摩擦创造了新的电荷 【答案】B 【解析】 【详解】A．元电荷是带电体的最小带电量，等于质子的电荷量，大小为，故A错误； B．带电体是否可以看成质点，取决于带电体在研究的问题中形状大小是否可以忽略不计，所以同一个带电的橡胶球有时可以被看作是点电荷，有时不可以被看作是点电荷，故B正确； C．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，故C错误； D．摩擦起电，是电子从一个物体转移到另一个物体上，并没有创造新的电荷，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，竖直固定靶上端为O点，线段MNO垂直于靶面，N位于M、O两点的中点。某同学在练习飞镖时，第一次从M点水平抛出的飞镖，击中O点正下方的P点，；第二次从N点水平抛出的飞镖，击中O点正下方的Q点，。若飞镖在M点的初速度为v，飞镖在N点的初速度为（　　） A. B. C. D. v 【答案】A 【解析】 【详解】设，第一次从M点水平抛出的飞镖，击中O点正下方的P点，根据平抛运动规律有 ， 第二次从N点水平抛出的飞镖，击中O点正下方的Q点，根据平抛运动规律有 ， 联立可得飞镖在N点的初速度为 故选A。 5. 好学、精进、志高、行远四位同学坐摩天轮的时候不由想起几天前刚刚学过的圆周运动的知识，但是关于匀速圆周运动中的摩天轮，座椅对人作用力大小的分析，却产生了分歧。其中M、N与圆心O等高，P位于最低点，Q位于最高点，下列四位同学的说法中不正确的是（　　） A. 好学：M处座椅对人支持力大于人的重力 B. 精进：N处座椅对人的作用力大于人的重力 C. 志高：P处座椅对人的支持力大于人的重力 D. 行远：Q处座椅对人的摩擦力为零 【答案】A 【解析】 【详解】AB．M处和N处与圆心等高位置时，竖直方向，座椅对他的支持力等于其所受重力；水平方向，座椅对他的作用力提供指向圆心的向心力，则座椅对人的合力大于其所受重力，故A错误，符合题意；B正确，不符合题意； C．P处在最低点，向心力指向上方，所以 则支持力 所以支持力大于重力，故C正确，不符合题意； D． Q处座椅对人的作用力在竖直方向上，座椅对人没有摩擦力，故D正确，不符合题意。 故选A。 6. 小明同学在学习电场部分知识时，课堂笔记只记录了“实线是电场线，一电子只受电场力，沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点。”而没有记录电场线的方向，则下列说法中正确的是（　　） A. 电子在M、N两点的速度大小关系为 B. 电子在M、N两点的加速度大小关系为 C. 电场中M、N点的电势大小关系为 D. 电子从M点运动到N点的过程中，电场力对电子做正功 【答案】B 【解析】 【详解】AD．电子只受电场力，沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点，根据曲线运动所受合力位于轨迹的凹侧，电子在电场中的受力和速度方向如图所示 由于电场力方向与速度方向的夹角大于，电子从M点运动到N点的过程中，电场力对电子做负功，电子的动能减小，则电子在M、N两点的速度大小关系为，故AD错误； B．根据电场线的疏密程度可知，M点场强大于N点场强，则电子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知，电子在M、N两点的加速度大小关系为，故B正确； C．电子从M点运动到N点的过程中，电场力对电子做负功，电子的电势能增加，则电子在M点的电势能小于在N点的电势能，根据 由于电子带负电，所以电场中M、N点的电势大小关系为，故C错误。 故选B。 7. 在x轴上坐标为和原点处分别固定两点电荷、，两点电荷在x正半轴上的合电场强度的大小和方向如图所示（规定x轴正方向为电场强度正方向），图线与x轴交于坐标为2m处。一试探电荷从x轴上坐标为1m处静止释放（仅受电场力），沿x轴正方向运动，刚好可以到达M处（图中未标注），则下列说法中正确的是（　　） A. 试探电荷带正电 B. 带负电 C. 、电量的绝对值之比为25∶4 D. M点可能位于x轴上坐标为3m处 【答案】C 【解析】 【详解】A．一试探电荷从x轴上坐标为1m处静止释放（仅受电场力），沿x轴正方向运动，可知试探电荷在坐标为1m处受到的电场力沿x轴正方向，而该处的场强方向沿x轴负方向，所以试探电荷带负电，故A错误； BC．由于在靠近处的场强方向指向，所以带负电，而坐标为2m处的场强为0，则带正电；且在坐标为2m处有 可得、电量绝对值之比为 故B错误，C正确； D．试探电荷最终刚好可以到达M处，可知从坐标为1m处到M处，试探电荷的动能变化为0，则电场力做功为0，坐标为1m处与M处的电势差为0；根据 可知图线与横轴围成的面积表示电势差，若M点可能位于x轴上坐标为3m处，由题图可知，从坐标为1m处到坐标为3m处围成的面积不为0，电势差不为0，所以M点不可能位于x轴上坐标为3m处，故D错误。 故选C。 8. 若引力常量G已知，下列说法正确的是（　　） A. 已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球密度 B. 已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球质量 C. 已知月球表面的重力加速度及月球的半径，可以计算出月球的密度 D. 地球的所有同步卫星受到地球的万有引力大小均相等 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力可得 可得 可知已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球质量，但由于不知道地球的半径，所以不能计算出地球密度，故A错误，B正确； C．在星球表面，根据 又 联立可得 已知月球表面的重力加速度及月球的半径，可以计算出月球的密度，故C正确； D．根据万有引力表达式 由于不同同步卫星的质量可以不同，所以地球的所有同步卫星受到地球的万有引力大小不一定相等，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，五个点电荷电荷量大小均为q，其中一个电性为负，分别位于正五边形的顶点上，顶点与几何中心О间距离为r，则几何中心О处电场强度为（　　） A. 方向沿负电荷与圆心О连线指向负电荷 B. 方向沿负电荷与圆心О连线指向圆心О C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】假设将负点电荷换成电荷量相等的正点电荷，则О处电场强度为0；可知图中四个正点电荷在О处的合电场强度方向由О指向负电荷，大小为 而图中负点电荷在О处的电场强度方向由О指向负电荷，大小为 故几何中心О处电场强度方向沿负电荷与圆心О连线指向负电荷，大小为 故选AD。 10. 一半径为R的光滑绝缘半圆弧轨道固定在竖直平面内，MN为其竖直直径，O为圆心，半径，整个空间存在向左上方，与水平成角的匀强电场。一质量为1kg，电荷量为的小球（可视为质点），第一次从轨道最低点M，静止释放，到达P点时速度刚好为零，OP连线与水平面成角。第二次小球从M点以速度水平向左射入，可使小球刚好到达N点，N点速度大小为，，则下列说法中正确的是（　　） A. 电场强度 B. C. D. 第二次小球从M点到N点的过程中，最大速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．类比单摆，因为小球到达P点时，速度为零，可确定图中的mg与Eq的合力F在二者夹角120°的角分线方向，由图中的几何关系可知 Eq=mg 推出 E=10N/C 故A正确； C．因为小球刚好到达N点，所以对轨道的压力为零。可知 得 v2=1m/s 故C正确； B．小球从M点运动到N点，根据动能定理 得 v1 故B错误； D．当OQF共线时，为等效最低点，此时有圆周运动的最大速度vQ，对小球从M点运动到Q点列动能定理可知 由图中的几何关系可知 联立得 故D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共计54分。 11. 某课外兴趣小组用如图甲所示的电路观察电解电容器的充、放电现象： （1）根据图甲连接实物图__________； （2）电容器充电完毕后，把开关S接2时，其放电电流随时间变化图像如图乙所示（），按“四舍五入”（大于等于半格算一格，小于半格舍去）数格法，由图乙可知电容器所带电荷量__________C（结果保留两位有效数字）； （3）如果仅将甲图中串联的电阻换成更大阻值的电阻，会使电路中的电流变小，则乙图所示的放电时间__________（选填“变长”“变短”“不变”）。 【答案】（1）见解析 （2） （3）变长 【解析】 【小问1详解】 根据图甲电路图，实物连线如图所示 【小问2详解】 由图乙可知，图线与横轴所围的面积中大约有14个小方格，则电容器所带电荷量为 【小问3详解】 如果仅将甲图中串联的电阻换成更大阻值的电阻，会使电路中的电流变小，由于图线与横轴围成的面积表示电荷量，却所围成的面积大小不变，由于放电过程的电流变小，则乙图所示的放电时间变长。 12. 某实验小组用如图所示装置验证动量守恒实验，主要实验步骤如下： （1）用天平测出大小相同的A、B两球的质量分别为、； （2）将铁架台放置在水平桌面上，上端固定力传感器，用细线将A球挂在力传感器上，同时测出悬点到A球球心的距离l； （3）将B球放在可升降平台上，调节平台位置和高度，保证两个小球能发生__________； （4）在桌面铺上吹塑纸，以显示B球落地点； （5）拉起A球由静止释放，两球发生碰撞，计算机实时显示拉力大小，其中拉力的两个峰值分别为、，且为了确保实验中碰撞后A球不能反向运动，则、应满足的关系是__________（填“大于”“等于”或“小于”）； （6）测出B球做平抛运动的水平位移s和竖直位移h； （7）在实验误差允许的范围内，若满足关系式__________（用字母、、l、s、h表示），则可认为验证了动量守恒定律； （8）若A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则关系式满足__________。 A． B． C． D． 【答案】 ①. 正碰 ②. 大于 ③. ④. B 【解析】 【详解】（3）[1]将B球放在可升降平台上，调节平台位置和高度，保证两个小球能发生正碰。 （5）[2]为了确保实验中碰撞后A球不能反向运动，则大于。 （7）[3]A球运动到最低点时细线的拉力最大，则 ， 解得 ， B球碰后做平抛运动，则 ， 解得 如果碰撞过程动量守恒，则 即 （8）[4] 若A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则 解得 结合，可得 故选B。 13. 两根粗糙、足够长的绝缘轻杆组成如图所示轨道MON，MO杆与水平方向夹角为。将质量为，所带电荷量为的光滑小球a套在MO杆上，将带负电的粗糙小球b套在ON杆上，当两球静止时距O点距离恰好相等，已知重力加速度，小球大小忽略不计，则 （1）此时小球b所受摩擦力大小； （2）若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场，仍使小球a保持静止，求匀强电场的电场强度。 【答案】（1）；（2），方向水平向右 【解析】 【详解】（1）两球静止时距O点距离恰好相等，根据则为底角等于的等腰三角形，设间的库仑力为；以球为对象，沿斜杆方向根据受力平衡可得 以球为对象，水平方向根据受力平衡可得 联立解得小球b所受摩擦力大小为 （2）若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场，仍使小球a保持静止，以球为对象，沿斜杆方向根据受力平衡可得 解得强电场的电场强度大小为 方向水平向右。 14. 如图所示，光滑轨道ABCD由足够长竖直轨道AB、半径为R的四分之一圆轨道BC及半径为2R的四分之一圆轨道CD平滑连接而成。现有长为的轻杆，两端固定质量均为的滑块甲和滑块乙，两滑块可视为质点，用某装置控制住滑块甲，使甲、乙两滑块紧靠竖直轨道AB，滑块乙与B点相距1.7m，然后由静止释放，重力加速度为，则 （1）滑块乙滑落至B点时的速度大小； （2）从开始下落至滑块乙到达B点时，轻杆对滑块甲做的功； （3）当滑块甲下落至B点时，轻杆与水平方向的夹角为，求此时滑块乙速度的大小。 【答案】（1）；（2）0；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意滑块乙与B点相距1.7m=L，分析可知在乙进入圆轨道前，甲乙速度相等，甲乙整体根据机械能守恒定律得 解得滑块乙滑落至B点时的速度大小为 （2）从开始下落至滑块乙到达B点时，甲乙速度始终相等，此时轻杆形变量为0，即杆中弹力为0，故该过程轻杆对滑块甲做的功为0； （3）如图，当滑块甲下落至B点时，轻杆与水平方向夹角为 设此时甲乙的速度分别为、，根据数学知识可得 在中根据正弦定理 即 解得 将甲乙速度沿杆和垂直杆方向进行分解，沿杆方向的速度大小相等可得 整个过程对甲乙系统根据机械能守恒定律得 联立解得 15. 如图所示，半圆形光滑轨道ABC固定在竖直面内，与光滑水平面CD相切于C点。水平面CD右侧为逆时针转动的水平传送带。现将物块P从圆心等高处B点静止释放，同时将物块Q轻放到传送带右端，P、Q将在水平面CD上碰撞。已知P、Q均可视为质点，物块P的质量为，物块Q的质量为，P、Q间碰撞为弹性碰撞。半圆形轨道的半径，传送带长，传送带速度，物块Q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，重力加速度为，不计空气阻力，则： （1）物块Q第一次离开传送带时的速度大小； （2）第一次碰撞后，物块P的速度； （3）第一次碰撞后，物块P是否能运动到半圆形轨道最高点A，若能运动到A点，求出物块P落到水平面时的位移，若不能运动到A点，求出物块P脱离轨道时的速度大小。 【答案】（1）4m/s；（2）3m/s，方向水平向左；（3） 【解析】 【详解】（1）对Q进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 Q先在传送带上向左做匀加速直线运动，令经历时间t1，Q与传送带达到相等速度，则有 解得 此过程Q的位移 解得 表明Q先向左做匀加速直线运动，后与传送带保持相对静止，可知物块Q第一次离开传送带时的速度大小为4m/s。 （2）物块P下滑至CD上，根据动能定理有 解得 向左向左为正方向，P、Q发生弹性碰撞有 ， 解得 ， 可知，第一次碰撞后，物块P的速度大小为3m/s，方向水平向左。 （3）物体P如果恰好能够运动到A点，在A点有最小速度，根据牛顿第二定律有 解得 假设P能够到达最高点A，根据动能定理有 解得 可知，物块P不能够运动到半圆形轨道最高点A，令P脱离位置对应半径与水平方向夹角为，根据动能定理有 在脱离位置，根据牛顿第二定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$