精品解析：湖北省新高考联考协作体2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题

2024年高三9月起点考试 高三物理试卷 命制单位：新高考试题研究中心 考试时间：2024年9月4日上午10：30-11：45 试卷满分：100分 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 有关量子理论，下列说法中正确的是（　　） A. 爱因斯坦提出能量量子化观点开辟了物理学的新纪元 B. 在光电效应中，电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C. 普朗克将量子理论引入到原子领域，成功解释了氢原子光谱的特征 D. 一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种光电子 2. A、B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，A车做刹车运动，它们速度的平方随位置x变化的图像如图所示，分别对应直线A和直线B，下列说法正确的是（　　） A. 汽车A的初速度大小为8m/s B. 汽车B的加速度大小为 C. 汽车A先到达处 D. 汽车A、B在处相遇 3. 武汉东湖风景区有一个浪漫的打卡圣地——东湖之眼摩天轮。该摩天轮直径约50米，共28个座舱，转一圈耗时13分14秒。现将其运动简化为匀速圆周运动，不计座舱的大小，某位体重为60kg的游客，在座舱中随摩天轮运动一周，下列说法中正确的是（　　） A. 该游客运动到最低点时处于超重 B. 该游客的线速度大小约为0.50m/s C. 该游客运动到与圆心等高处时座舱对其的作用力小于重力 D. 该游客运动到最高点时不受重力 4. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为。已知火星半径约为R，火星表面处自由落体的加速度大小约为，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离为（　　） A. B. C. D. 5. 静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点的电场强度相同 B. C、D两点的电势相同 C. 在D点静止释放一质子，它将在电场力作用下沿着虚线DC运动 D. 将一正电荷从A点移到在C点，电场力做正功 6. 做简谐运动的物体经过A点时，加速度大小为，方向指向B点；当它经过B点时，加速度大小为，方向指向A点。若A、B之间的距离是5cm，则关于它的平衡位置，说法正确的是（　　） A. 平衡位置在AB连线左侧 B. 平衡位置在AB连线右侧 C. 平衡位置在AB连线之间，但不能确定具体位置 D. 平衡位置在AB连线之间，且距离A点为1cm处 7. 如图所示，一物体在某液体中运动时只受到重力G和恒定的浮力F的作用，且。如果物体从M点以水平初速度开始运动，最后落在N点，MN间的竖直高度为h，M与右壁水平间距为L，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 从M运动到N的时间为 B. M与N之间的水平距离 C. 若增大初速度，物体将撞击右壁，且初速度越大，物体撞击壁速度越大 D. 若h足够大，当初速度时，物体撞击壁时速度最小 8. 党的二十大报告中，习近平总书记明确指出要实施科技兴国战略，强调科技是第一生产力，则下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的是（　　） A. 图甲是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A板是发电机的正极 B. 图乙是霍尔效应板结构示意图，稳定时M、N点电势的关系与导电粒子的电性有关 C. 图丙是电磁流量计的示意图，在B、d一定时，流量 D. 图丁是回旋加速器的示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电压U 9. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前静止 B. 碰撞后的运动方向不变 C. D. 该碰撞为非弹性碰撞 10. 如图所示，水平传送带长0.21m，以速度匀速运动，质量均为1kg小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，P与传送带之间的动摩擦因数为。已知重力加速度，不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长。下列说法中正确的是（　　） A. P物体刚开始在传送带上运动时所受摩擦力水平向右 B. Q物体的加速度始终为 C. P在传送带上运动的时间为0.2s D. 若传送带足够长，只改变传送带速度，P在向右运动过程中P与传送带之间相对滑动路程有最小值 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 湖北省某学校物理实验小组利用如图甲所示的实验器材改进“探究加速度与力、质量的关系”实验，具体操作步骤如下： ①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a； ③保持小车的质量不变，改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系； ④保持托盘和砝码的质量不变，改变小车质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得的关系； ⑤最后总结出加速度与力、质量的关系。 请回答以下问题： （1）实验中，以下说法正确的是____________。 A. 先释放小车，再接通打点计时器的电源 B. 细线与桌面平行 C. 用托盘和砝码的总重力代替小车所受的合外力 D. 不需保证 （2）图乙为某次实验中得到的纸带，A、B、C、D、E为选取的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，为了减小测量误差，小红同学只测量了AC和CE段长度分别为，打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度为______。（结果保留3位有效数字） （3）某同学为了研究小车在合外力一定时，小车质量与加速度关系时设计了以下实验过程，将小车质量M和小车加速度a，分别取对数ln（M）和ln（a），则ln（a）与ln（M）的图像可能是图中的（　　）（填选项序号）。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 12. 如图1所示为实验室一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流1mA、内阻99Ω；电池电动势1.5V、内阻5Ω； （1）图1中表b为______色（选填“红”或“黑”）。调零电阻可能是下面两个滑动变阻器中的______（填选项序号）。 A．电阻范围0~2000Ω B.电阻范围0~200Ω （2）在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻的阻值，电表读数如图2所示，被测电阻的阻值为______Ω； （3）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变1.4V，内阻变为10Ω，但此表仍能进行欧姆调零，用此表测量电阻为1500Ω，则该电阻真实值为______Ω （4）如图3所示，某同学利用定值电阻给欧姆表增加一挡位“×1”，则定值电阻______（结果保留1位小数） 13. 现有一个封闭容器，容器内气体的温度为，压强为，容器体积为。现用打气筒对容器充入温度为、压强为、体积为的气体，使容器内气体压强变为（大小未知），同时温度升至。已知气体内能（k为正常数，为压强，V为体积），充气过程中气体向外放出Q的热量，容器体积不变。求： （1）充入气体后的容器内气体压强大小； （2）充气过程中打气筒对气体做的功W。 14. 如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量，木板中间某位置叠放着质量的小物块，整体处于静止状态。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与桌面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，薄木板足够长。现对木板施加水平向右的恒定拉力，当木板向右运动的位移时，撤去拉力F，木板和小物块继续运动一段时间后均静止，求： （1）撤去拉力F时，木板的速度v； （2）撤去拉力F后，木板继续运动的位移； （3）全过程中产生总热量Q。 15. 一个质量为的光滑圆环用轻杆竖直悬挂着，将两质量均为m的有孔小球套在圆环上，且能在环上无摩擦地滑动。现同时将两小球从环的顶端释放，它们沿相反方向自由滑下，如图所示，圆环半径为R，重力加速度为g，求： （1）当小球下降0.5R时，求此时轻杆对圆环的拉力； （2）小球下降高度为多少时，小球与环之间弹力为零； （3）小球下降高度为多少时，轻杆与环之间弹力为零。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年高三9月起点考试 高三物理试卷 命制单位：新高考试题研究中心 考试时间：2024年9月4日上午10：30-11：45 试卷满分：100分 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 有关量子理论，下列说法中正确的是（　　） A. 爱因斯坦提出能量量子化的观点开辟了物理学的新纪元 B. 在光电效应中，电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C. 普朗克将量子理论引入到原子领域，成功解释了氢原子光谱的特征 D. 一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种光电子 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据物理学史可知，能量量子化的观点是普朗克首先提出的，故A错误； B．由光电效应方程有 可知，在光电效应中，电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，不成正比，故B错误； C．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故C错误； D．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种光电子，故D正确。 故选D。 2. A、B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，A车做刹车运动，它们速度的平方随位置x变化的图像如图所示，分别对应直线A和直线B，下列说法正确的是（　　） A. 汽车A的初速度大小为8m/s B. 汽车B的加速度大小为 C. 汽车A先到达处 D. 汽车A、B在处相遇 【答案】C 【解析】 【详解】A B．由于图像均为倾斜直线，则满足 根据图像可知，对汽车有 ， 对汽车有 ， 故AB错误； C．对于A车，根据公式 当时，代入数据得 对于汽车B，根据公式 当时，代入数据得 则 故汽车A先到达处，故C正确； D．当时，对于A车，根据公式 解得 当时，对于B车，根据公式 解得 故汽车A、B在处不能相遇，故D错误。 故选C。 3. 武汉东湖风景区有一个浪漫的打卡圣地——东湖之眼摩天轮。该摩天轮直径约50米，共28个座舱，转一圈耗时13分14秒。现将其运动简化为匀速圆周运动，不计座舱的大小，某位体重为60kg的游客，在座舱中随摩天轮运动一周，下列说法中正确的是（　　） A. 该游客运动到最低点时处于超重 B. 该游客的线速度大小约为0.50m/s C. 该游客运动到与圆心等高处时座舱对其的作用力小于重力 D. 该游客运动到最高点时不受重力 【答案】A 【解析】 【详解】A．游客经过最低点时，有向上的向心加速度，故处于超重状态，故A正确； B．游客的线速度大小约为 故B错误； C．游客做圆周运动，由合外力提供向心力，则游客与中心轮轴等高时，座舱对其的作用力竖直方向和重力平衡，水平方向提供向心力，因此合力为 故C错误； D．游客在不同位置都受到重力的作用，故D错误。 故选A。 4. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为。已知火星半径约为R，火星表面处自由落体的加速度大小约为，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】绕火星表面做圆周运动的卫星 解得 由开普勒第三定律可知 解得 故选B。 5. 静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点的电场强度相同 B. C、D两点的电势相同 C. 在D点静止释放一质子，它将在电场力作用下沿着虚线DC运动 D. 将一正电荷从A点移到在C点，电场力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线的疏密反映场强的大小，A、B两点电场线疏密程度不同，则两点的电场强度不相同，选项A错误； B．电场线从右向左，沿电场线电势逐渐降低，可知D点的电势高于C点，选项B错误； C．因CD之间的电场线是曲线，则在D点静止释放一质子，在电场力作用下不会沿着虚线DC运动，选项C错误； D．因A点电势高于C点，则将一正电荷从A点移到在C点，电势能减小，电场力做正功，选项D正确。 故选D。 6. 做简谐运动的物体经过A点时，加速度大小为，方向指向B点；当它经过B点时，加速度大小为，方向指向A点。若A、B之间的距离是5cm，则关于它的平衡位置，说法正确的是（　　） A. 平衡位置在AB连线左侧 B. 平衡位置在AB连线右侧 C. 平衡位置在AB连线之间，但不能确定具体位置 D. 平衡位置在AB连线之间，且距离A点为1cm处 【答案】D 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律可知简谐运动物体加速度大小为 可知物体的加速度大小与相对于平衡位置的位移大小成正比，由于回复力方向总是指向平衡位置，则加速度方向总是指向平衡位置，由题意可知，物体经过A点时，方向指向B点；物体经过B点时，方向指向A点；则平衡位置在AB连线之间，设平衡位置与A点距离为，与A点距离为，则有 又 联立解得 故选D。 7. 如图所示，一物体在某液体中运动时只受到重力G和恒定的浮力F的作用，且。如果物体从M点以水平初速度开始运动，最后落在N点，MN间的竖直高度为h，M与右壁水平间距为L，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 从M运动到N的时间为 B. M与N之间的水平距离 C. 若增大初速度，物体将撞击右壁，且初速度越大，物体撞击壁速度越大 D. 若h足够大，当初速度时，物体撞击壁时速度最小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 解得 该物体做类平抛运动，则 解得从M运动到N的时间为 故A错误； B．M与N之间的水平距离 故B错误； CD．物体撞击右壁时，物体运动的时间为 物体竖直方向的速度为 物体撞击壁速度 根据几何关系可知，当 即当初速度时，物体撞击壁时速度最小，故若增大初速度，物体将撞击右壁，且初速度越大，物体撞击壁速度不一定越大，故C错误，D正确。 故选D。 8. 党的二十大报告中，习近平总书记明确指出要实施科技兴国战略，强调科技是第一生产力，则下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的是（　　） A. 图甲是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A板是发电机的正极 B. 图乙是霍尔效应板的结构示意图，稳定时M、N点电势的关系与导电粒子的电性有关 C. 图丙是电磁流量计的示意图，在B、d一定时，流量 D. 图丁是回旋加速器的示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电压U 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲是磁流体发电机结构示意图，根据左手定则可以判断出正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，所以A板是发电机的负极，A错误； B．霍尔元件中若导电粒子为正电荷，根据左手定则可以判断出正电荷向N点偏转，N点电势高，若导电粒子是负电荷，则负电荷向N点偏转，则N点电势低，B正确； C．电磁流量计中，设横截面积为，长度为，带电粒子电荷量为，定向移动速率为，流量为单位时间内流过某横截面的体积，即 其中 根据受力平衡，有 可得 所以可得 C正确； D．回旋加速器的最大速度由回旋加速器D形盒的半径限制的，即 可得 所以最大动能为 与电压无关，D错误。 故选BC。 9. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前静止 B. 碰撞后的运动方向不变 C. D. 该碰撞为非弹性碰撞 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图像斜率表示速度可知碰撞前静止，碰撞后的运动方向发生改变，故A正确，B错误； C．碰撞前的速度为 碰撞后的速度为 碰撞前的速度为0，碰撞后的速度为 根据动量守恒定律得 可得两物体的质量之比为 故C正确； D．碰撞前系统的总动能为 碰撞后系统的总动能为 则有 可知两物体的碰撞为弹性碰撞，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，水平传送带长0.21m，以速度匀速运动，质量均为1kg小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，P与传送带之间的动摩擦因数为。已知重力加速度，不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长。下列说法中正确的是（　　） A. P物体刚开始在传送带上运动时所受摩擦力水平向右 B. Q物体的加速度始终为 C. P在传送带上运动的时间为0.2s D. 若传送带足够长，只改变传送带速度，P在向右运动过程中P与传送带之间相对滑动路程有最小值 【答案】CD 【解析】 【详解】A．时刻P传送带左端具有速度，而传送带以速度匀速运动，由于 P相对传送带向右滑动，则P物体刚开始传送带上运动时所受摩擦力水平向左，故A错误； B．设P开始做减速运动的加速度为，对P有 对Q有 联立解得P物体刚开始在传送带上运动的加速度大小 当达到共同速度后P做减速运动，对P有 对Q有 联立解得P物体与传送带达到共同速度后做减速运动的加速度大小 则Q物体的加速度会发生变化，故B错误； C．经时间与传送带达到相同速度，时间为 在时间内P的位移为 之后P做减速运动，有 解得 总时间为 故C正确； D．若传送带足够长，P与传送带之间相对滑动路程为 只增大传送带速度，P在向右运动过程中P与传送带之间相对滑动路程有最小值，故D正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 湖北省某学校物理实验小组利用如图甲所示的实验器材改进“探究加速度与力、质量的关系”实验，具体操作步骤如下： ①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a； ③保持小车的质量不变，改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系； ④保持托盘和砝码的质量不变，改变小车质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得的关系； ⑤最后总结出加速度与力、质量的关系。 请回答以下问题： （1）实验中，以下说法正确的是____________。 A. 先释放小车，再接通打点计时器的电源 B. 细线与桌面平行 C. 用托盘和砝码的总重力代替小车所受的合外力 D. 不需保证 （2）图乙为某次实验中得到的纸带，A、B、C、D、E为选取的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，为了减小测量误差，小红同学只测量了AC和CE段长度分别为，打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度为______。（结果保留3位有效数字） （3）某同学为了研究小车在合外力一定时，小车质量与加速度关系时设计了以下实验过程，将小车质量M和小车加速度a，分别取对数ln（M）和ln（a），则ln（a）与ln（M）的图像可能是图中的（　　）（填选项序号）。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】（1）CD （2）1.58 （3）CD 【解析】 【小问1详解】 A．打点计时器实验应该先放接通电源再释放小车，故A错误； B．细线应该与木板平行，故B错误； CD．根据题意可知，小车匀速下滑时有 当取下托盘和钩码加速下滑时则有 小车受到的合外力大小等于托盘和砝码的总重力大小，即可以用托盘和砝码的总重力代替小车受到的合外力，所以不需要 故CD正确。 故选CD。 【小问2详解】 根据题意可知，相邻两计数点间的时间间隔为 由逐差法可得，小车的加速度为 【小问3详解】 因为小车受到的合外力一定，则有 两边取对数有 可得 若，则图形为3；若，则图形为4。 故选CD。 12. 如图1所示为实验室一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流1mA、内阻99Ω；电池电动势1.5V、内阻5Ω； （1）图1中表b为______色（选填“红”或“黑”）。调零电阻可能是下面两个滑动变阻器中的______（填选项序号）。 A．电阻范围0~2000Ω B.电阻范围0~200Ω （2）在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻的阻值，电表读数如图2所示，被测电阻的阻值为______Ω； （3）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.4V，内阻变为10Ω，但此表仍能进行欧姆调零，用此表测量电阻为1500Ω，则该电阻真实值为______Ω （4）如图3所示，某同学利用定值电阻给欧姆表增加一挡位“×1”，则定值电阻______（结果保留1位小数） 【答案】（1） ①. 黑 ②. A （2）1600 （3）1400 （4）1.0 【解析】 【小问1详解】 多用电表红黑表笔的特点是“红进黑出”，所以b为黑色；欧姆表在调零时，电路中总电阻为 所以滑动变阻器应该选A。 【小问2详解】 可以先求欧姆表的中值电阻，当表针指在表盘的正中央时对应的电流为满偏电流的一半，对应的电阻为中值电阻 即表盘刻度为15时代表1500，倍率为，所以被测电阻为。 【小问3详解】 若电源电动势为1.4V，满偏电流不变，所以调零后中值电阻为，所以半偏时电阻为。 【小问4详解】 倍率为×1时，中值电阻为15，即内阻为15，由此可知，满偏电流变为原来的100倍，即0.1A 13. 现有一个封闭容器，容器内气体的温度为，压强为，容器体积为。现用打气筒对容器充入温度为、压强为、体积为的气体，使容器内气体压强变为（大小未知），同时温度升至。已知气体内能（k为正常数，为压强，V为体积），充气过程中气体向外放出Q的热量，容器体积不变。求： （1）充入气体后的容器内气体压强大小； （2）充气过程中打气筒对气体做的功W。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据理想气体状态方程有 解得 【小问2详解】 由于充气过程中气体向外放出Q的热量，根据热力学第一定律有 根据气体内能表达式得系统内能变化量为 解得充气过程中打气筒对气体做的功为 14. 如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量，木板中间某位置叠放着质量的小物块，整体处于静止状态。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与桌面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，薄木板足够长。现对木板施加水平向右的恒定拉力，当木板向右运动的位移时，撤去拉力F，木板和小物块继续运动一段时间后均静止，求： （1）撤去拉力F时，木板的速度v； （2）撤去拉力F后，木板继续运动的位移； （3）全过程中产生的总热量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设对木板施加水平向右的恒定拉力大小为时，小物块与木板恰好不发生相对滑动， 此时小物块与木板间的摩擦力为最大静摩擦力 设小物块此时的加速度大小为，对小物块，根据牛顿第二定律有 对整体有 解得 故对木板施加水平向右的恒定拉力 时，小物块与木板保持相对静止，从木板开始运动到撤去拉力F，对木板和小物块整体分析，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 撤去拉力后，由于木板和桌面间的摩擦因数大于物块与木板间的摩擦因数，则物块与木板之间会产生相对滑动，对木板根据牛顿第二定律有 解得 则木板继续滑行的位移 【小问3详解】 对木板和物块整体，根据能量守恒定律知，全过程中产生的总热量有 15. 一个质量为的光滑圆环用轻杆竖直悬挂着，将两质量均为m的有孔小球套在圆环上，且能在环上无摩擦地滑动。现同时将两小球从环的顶端释放，它们沿相反方向自由滑下，如图所示，圆环半径为R，重力加速度为g，求： （1）当小球下降0.5R时，求此时轻杆对圆环的拉力； （2）小球下降高度为多少时，小球与环之间弹力为零； （3）小球下降高度为多少时，轻杆与环之间弹力为零。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据几何关系可知 对小球根据机械能守恒定律有 对小球由牛顿第二定律有 对圆环有 解得 【小问2详解】 设小球转过角度为时速度为，根据机械能守恒定律有 小球与环之间弹力为零，其向心力来源为重力分力，则有 联立以上两式求得 所以小球下降高度 【小问3详解】 设小球转过角度为时速度为，根据机械能守恒定律有 设小球与环之间弹力为指向圆心，则有 根据牛顿第三定律，两个小球对圆环有向外的弹力且它们方向对称，当轻杆弹力为零时，则有 联立以上两式求得 所以小球下降高度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $