精品解析：江苏省泰州中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题

2024~2025学年度第一学期高三年级独立作业一 物理 命题人： 审题人： 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示。下面说法正确的是（　　） A. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 B. 地球在金星与太阳之间 C. 金星绕太阳公转一周时间小于365天 D. 相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积 2. 下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　） A. 做曲线运动物体，其加速度一定是变化的 B. 物体做圆周运动，所受的合力不一定指向圆心 C. 物体所受合力方向与运动方向不相同，该物体一定做曲线运动 D. 物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同 3. 如图所示，跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲，在此过程中（　　） A. 运动员对跳板的压力不断增大 B. 运动员对跳板的摩擦力保持不变 C. 运动员对跳板的作用力保持不变 D. 运动员对跳板不做功 4. 小明在某地利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的结论是（　　） A. 可以计算出当地的重力加速度g B. 可以计算出频闪照片的时间间隔T C. 仅可判断A球在竖直方向上做自由落体运动 D. 既可判断A球在竖直方向上做自由落体运动，也可判断A球在水平方向上做匀速直线运动 5. 我国第一颗人造地球卫星东方红一号已经运行了50多年。如图所示，A、B是东方红一号绕地球运动的远地点和近地点，则东方红一号（　　） A. 在A点的速度大于B点的速度 B. 在A点的加速度大于B点的加速度 C. 在A点的角速度小于B点的角速度 D. 由A运动到B过程中引力做正功，机械能增大 6. 如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为2m和3m，竖直悬挂在丝线下方。现整个装置受到水平向右的恒定风力影响，则两球达到平衡后的位置可能是（　　） A. B. C. D. 7. 汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍，汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车速度为时，汽车的加速度为（重力加速度为g）（ ） A. 0.1g B. 0.2g C. 0.3g D. 0.4g 8. 如图是跳远运动员在起跳、腾空和落地过程的情景。若运动员的成绩为8.00m，腾空时重心离沙坑的最大高度为1.25m。为简化情景，把运动员视为质点，空中轨迹视为抛物线，则（　　） A. 运动员在空中运动的时间为0.5s B. 运动员在空中最高点时的速度大小为4m/s C. 运动员落入沙坑时的速度大小为9m/s D. 运动员落入沙坑时速度与水平面夹角正切值为0.625 9. 如图所示，一段绳子跨过距地面高度为H的两个定滑轮，一端连接小车P，另一端连接质量为m的物块Q，小车最初在左边滑轮的正下方A点，以速度v从A点沿水平面匀速向左运动，运动了距离H到达B点（绳子足够长），下列说法中不正确的是（　　） A. 物块在上升过程中处于超重状态 B. 车过B点时，物块速度为 C. 车过B点时，左边绳子绕定滑轮转动的角速度为 D. 此过程中绳子上的拉力对物块Q所做的功为 10. 一个小球从光滑固定的圆弧槽的A点由静止释放后，经最低点B运动到C点的过程中，小球的动能Ek随时间t的变化图像可能是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，倾角为30°的光滑固定斜面上，轻质弹簧下端与固定板C相连，另一端与物体A相连。A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连且始终与斜面平行。开始时托住B，A处于静止状态且细线恰好伸直，然后由静止释放B。已知A、B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，B始终未与地面接触。从释放B到B第一次下落至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 刚释放B时，A受到细线的拉力大小为mg B. 弹簧恢复原长时，细线上的拉力大小为mg C. B下落至最低点时，A所受合力大小为mg D. A的最大速度为 二、简答题：本题共1小题，共计15分，每空3分，请将答案填写在答题卡相应的位置。 12. 某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度时，某一次的读数如图乙所示，其读数为______cm。 （2）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是______。（填写步骤序号） A. 测出遮光条的宽度d B. 测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量M C. 实验前将导轨一端垫高平衡摩擦力 D. 将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L E. 先开启气泵，然后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t （3）在实验操作正确前提下，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为______。[用（2）中给出的字母表示] （4）关于该实验，下列说法正确的是______。 A. 为了更精确地测量滑块通过光电门时的速度，遮光条的宽度d应越小越好 B. 实验中不必要求钩码质量m远小于滑块总质量M C. 实验中用游标卡尺多次测量遮光条的宽度可以减小由于测量引起的系统误差 （5）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其他影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值与真实值相比是偏大、相等还是偏小？请说明理由。______ 三、计算题：本大题共4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，在足够长的光滑水平面上，用质量分别为2kg和1kg的甲、乙两滑块，将轻弹簧压紧后处于静止状态，轻弹簧仅与甲拴接，乙的右侧有一挡板P。现将两滑块由静止释放，当弹簧恢复原长时，甲的速度大小为2m/s，此时乙尚未与P相撞。 ①求弹簧恢复原长时乙的速度大小； ②若乙与挡板P碰撞反弹后不能再与弹簧发生碰撞。求挡板P对乙冲量的最大值。 14. 我国“嫦娥探月卫星”成功发射.卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过 若干次变轨、制动后，最终使它绕月球在一个圆轨道上运行。设卫星距月球表面的高度为h，绕月圆周运动的周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G。 （1）求月球的质量M； （2）若地球质量为月球质量的k倍，地球半径为月球半径的n倍，求地球与月球的第一宇宙速度之比v1: v2。 15. 如图所示，质量为M = 6 kg木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，质量为m = 4 kg的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.2，木板AB受到水平向左的恒力F = 26 N，力F作用1 s后撤去，此时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x = 5 cm，取g = 10 m/s2。求： （1）C到木板左端的距离L； （2）撤去F后，弹簧的最大弹性势能Ep； （3）整个过程产生的热量Q。 16. 如图所示，水平轨道AB长度，左端连接半径为的光滑圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接，一个质量的物块（可视为质点），从圆弧上方距AB平面H高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为、，BC长度，取，不计空气阻力。求： （1）物块第一次经过圆弧轨道最低点A时，轨道对物块的支持力大小； （2）如果传送带以速度逆时针转动，则物块最后停止的位置到A点的距离x； （3）保持（2）问中传送带速度不变，物块从运动直至停止的全过程中，整个系统因摩擦所产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年度第一学期高三年级独立作业一 物理 命题人： 审题人： 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 在“金星凌日”精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示。下面说法正确的是（　　） A. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 B. 地球金星与太阳之间 C. 金星绕太阳公转一周时间小于365天 D. 相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，无法看到“金星凌日”现象，A错误； B．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，B错误； C．根据开普勒第三定律 金星绕太阳的轨道半径小于地球绕太阳的轨道半径，所以金星绕太阳公转一周时间小于365天，C正确； D．相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积不等于地球与太阳连线扫过的面积，因为是不同的天体在围绕太阳运动，D错误。 故选C。 2. 下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体，其加速度一定是变化的 B. 物体做圆周运动，所受的合力不一定指向圆心 C. 物体所受合力方向与运动方向不相同，该物体一定做曲线运动 D. 物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体，其加速度不一定是变化的，比如平抛运动的加速度为重力加速度，恒定不变，故A错误； B．物体做圆周运动，如果是变速圆周运动，则所受的合力不指向圆心，故B正确； C．物体所受合力方向与运动方向不相同，如果方向相反，则物体做减速直线运动，故C错误； D．物体运动的速率在增加，则所受合力方向与运动方向的夹角小于，方向不一定相同，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲，在此过程中（　　） A. 运动员对跳板的压力不断增大 B. 运动员对跳板的摩擦力保持不变 C. 运动员对跳板的作用力保持不变 D. 运动员对跳板不做功 【答案】C 【解析】 【详解】AB．以运动员为研究对象，由平衡条件知，跳板对运动员的支持力大小 摩擦力大小为 是跳板与水平方向的夹角；跳板逐渐向下弯曲，在此过程中随着的增大，N不断减小，f不断增大；由牛顿第三定律知，运动员对跳板的压力不断减小，运动员对跳板的摩擦力不断增大，故AB错误； C．跳板对运动员的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力等大反向，则跳板对运动员的作用力保持不变，所以运动员对跳板的作用力保持不变，故C正确； D．由于跳板逐渐向下弯曲，跳板的弹性势能增大，根据功能关系可知，运动员对跳板做正功，故D错误。 故选C。 4. 小明在某地利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的结论是（　　） A. 可以计算出当地的重力加速度g B. 可以计算出频闪照片的时间间隔T C. 仅可判断A球在竖直方向上做自由落体运动 D. 既可判断A球在竖直方向上做自由落体运动，也可判断A球在水平方向上做匀速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于图乙中没有数据，所以无法计算出频闪照片的时间间隔T，也无法计算出当地的重力加速度g，故AB错误； CD．由图可知，A球在相等时间内的水平位移相等，则可判断A球水平方向做匀速直线运动；竖直方向A球的运动和B球相同，则可判断A球沿竖直方向做自由落体运动，故C错误，D正确。 故选D。 5. 我国第一颗人造地球卫星东方红一号已经运行了50多年。如图所示，A、B是东方红一号绕地球运动的远地点和近地点，则东方红一号（　　） A. 在A点的速度大于B点的速度 B. 在A点的加速度大于B点的加速度 C. 在A点的角速度小于B点的角速度 D. 由A运动到B过程中引力做正功，机械能增大 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据开普勒第二定律可知，卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，则东方红一号在A点的速度小于B点的速度；根据 由于椭圆轨道的对称性可知，A点的曲率半径等于B点的曲率半径，所以东方红一号在A点的角速度小于B点的角速度，故A错误，C正确； B．根据牛顿第二定律可得 可得 可知东方红一号在A点的加速度小于B点的加速度，故B错误； D．东方红一号沿椭圆轨道运动，从A到B万有引力做正功，机械能守恒，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为2m和3m，竖直悬挂在丝线下方。现整个装置受到水平向右的恒定风力影响，则两球达到平衡后的位置可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】将两球看成一个整体，根据受力平衡可得，上边绳与竖直方向夹角满足 以B球为对象，根据受力平衡可得，下边绳与竖直方向夹角满足 则有 即 故选B。 7. 汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍，汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车速度为时，汽车的加速度为（重力加速度为g）（ ） A. 0.1g B. 0.2g C. 0.3g D. 0.4g 【答案】A 【解析】 【详解】设汽车质量为m，则汽车行驶时受到的阻力 Ff=0.1mg 当汽车速度最大为vm时，汽车所受的牵引力 F=Ff 则有 P=Ffvm 当速度为时有 P=F 由以上两式可得 F=2Ff 根据牛顿第二定律 F－Ff=ma 所以 a==0.1g 故选A。 8. 如图是跳远运动员在起跳、腾空和落地过程的情景。若运动员的成绩为8.00m，腾空时重心离沙坑的最大高度为1.25m。为简化情景，把运动员视为质点，空中轨迹视为抛物线，则（　　） A. 运动员在空中运动的时间为0.5s B. 运动员在空中最高点时的速度大小为4m/s C. 运动员落入沙坑时的速度大小为9m/s D. 运动员落入沙坑时速度与水平面夹角正切值0.625 【答案】D 【解析】 【详解】A．跳远是斜抛运动，后半段可视为平抛运动，前半段可视为逆向平抛，前、后段时间相等，根据h=gt2，得 t1=0.5s 则运动员在空中运动的时间是 t=2t1=1.0s 故A错误； B．由 x=v0t=8.00m 得 v0=8.0m/s 即运动员在空中最高点的速度大小是8.0m/s，故B错误； C．运动员落入沙坑时的速度大小是 故C错误； D．运动员落入沙坑时速度与水平面的夹角正切值 故D正确。 故选D。 9. 如图所示，一段绳子跨过距地面高度为H的两个定滑轮，一端连接小车P，另一端连接质量为m的物块Q，小车最初在左边滑轮的正下方A点，以速度v从A点沿水平面匀速向左运动，运动了距离H到达B点（绳子足够长），下列说法中不正确的是（　　） A. 物块在上升过程中处于超重状态 B. 车过B点时，物块的速度为 C. 车过B点时，左边绳子绕定滑轮转动的角速度为 D. 此过程中绳子上的拉力对物块Q所做的功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．将小车的速度分解为沿绳子方向的速度以及垂直绳子方向的速度，如图 设绳子与水平方向的夹角为θ，小车沿绳方向的分速度与物块速度相等，则 小车向左运动的过程中θ逐渐减小，cosθ逐渐增大，故物块做加速运动，加速度的方向向上，所以物块处于超重状态，故A正确，不符合题意； B．当小车运动到B点时 所以 则 故B正确，不符合题意； C．当小车运动到B点时，绳与水平方向夹角 左侧的绳子的长度是 由图可知，垂直于绳子方向的分速度为 所以左边绳子绕定滑轮转动的角速度为 故C正确，不符合题意； D．设此过程中绳子上的拉力对物块Q所做的功为W，由动能定理得 解得 故D错误，符合题意。 故选D。 10. 一个小球从光滑固定的圆弧槽的A点由静止释放后，经最低点B运动到C点的过程中，小球的动能Ek随时间t的变化图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】动能与时间t的图像上的任意一点的斜率表示重力做功的瞬时功率，即 A点与C点处小球速度均为零，B点处小球速度方向与重力方向垂直，所以A、B、C三点处的重力做功功率为零，则小球由A点运动到B点的过程中力做功功率（-t的斜率）是先增大再减小至零，小球由B点运动到C点的过程中，重力做功功率（-t的斜率）也是先增大再减小至零，故B正确，A、C、D错误； 故选B。 【点睛】关键知道动能与时间t的图像上的任意一点的斜率表示重力做功的瞬时功率。 11. 如图所示，倾角为30°的光滑固定斜面上，轻质弹簧下端与固定板C相连，另一端与物体A相连。A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连且始终与斜面平行。开始时托住B，A处于静止状态且细线恰好伸直，然后由静止释放B。已知A、B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，B始终未与地面接触。从释放B到B第一次下落至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 刚释放B时，A受到细线的拉力大小为mg B. 弹簧恢复原长时，细线上的拉力大小为mg C. B下落至最低点时，A所受合力大小为mg D. A的最大速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．刚释放物体B时，以A、B组成的系统为研究对象，有 解得 以B为对象，根据牛顿第二定律可得 解得 故物体A受到细线的拉力大小为，故A错误； B．弹簧恢复原长时，以A、B组成的系统为研究对象，有 解得 以B为对象，根据牛顿第二定律可得 解得细线的拉力大小为 故B错误； C．当B下落至最低点时，此时A上升到最高位置，根据对称性可知A、B产生的加速度大小也为 根据牛顿第二定律可知，A所受合力大小为 故C错误； D．手拖住物块B时，物块A静止，设此时弹簧的压缩量为，对物块A根据平衡条件可得 解得 当物体A上升过程中，当A和B整体的加速度为0时速度达到最大值，此时细线对A的拉力大小刚好等于B的重力，设此时弹簧的伸长量为，则有 解得 所以此时弹簧的弹性势能与初始位置时相同，对A、B和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，所以系统的机械能守恒，根据机械能守恒定律可得 解得A的最大速度为 故D正确。 故选D。 二、简答题：本题共1小题，共计15分，每空3分，请将答案填写在答题卡相应的位置。 12. 某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度时，某一次的读数如图乙所示，其读数为______cm。 （2）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是______。（填写步骤序号） A. 测出遮光条的宽度d B. 测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量M C. 实验前将导轨一端垫高平衡摩擦力 D. 将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L E. 先开启气泵，然后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t （3）在实验操作正确的前提下，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为______。[用（2）中给出的字母表示] （4）关于该实验，下列说法正确的是______。 A. 为了更精确地测量滑块通过光电门时的速度，遮光条的宽度d应越小越好 B. 实验中不必要求钩码质量m远小于滑块总质量M C. 实验中用游标卡尺多次测量遮光条的宽度可以减小由于测量引起的系统误差 （5）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其他影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值与真实值相比是偏大、相等还是偏小？请说明理由。______ 【答案】（1）0.860 （2）C （3） （4）B （5）见解析 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺的精确值为，由图可知，遮光条的宽度为 【小问2详解】 开启气泵后，由于滑块在气垫导轨上滑行时受到的阻力可以忽略不计，所以不需要将导轨一端垫高平衡摩擦力，实验前应将导轨调水平，所以不妥当的操作步骤是C。 【小问3详解】 系统减少的重力势能为 滑块经过光电门时的速度大小为 则系统增加的动能为 若系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为 【小问4详解】 A．遮光条的宽度d越小时，对于d的测量产生的相对误差可能越大，所以为了更精确地测量滑块通过光电门时的速度，遮光条的宽度应d适当小一些，并不是越小越好，故A错误； B．实验是验证系统是否满足机械能守恒，所以实验中不必要求钩码质量m远小于滑块总质量M，故B正确； C．实验中用游标卡尺多次测量遮光条宽度不可以减小由于测量引起的系统误差，故C错误。 故选B。 【小问5详解】 若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，根据几何关系可知砝码实际下降的高度小于释放滑块时测量的遮光条到光电门的距离L，即 如图所示 可得 所以滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值大于真实值。 三、计算题：本大题共4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，在足够长的光滑水平面上，用质量分别为2kg和1kg的甲、乙两滑块，将轻弹簧压紧后处于静止状态，轻弹簧仅与甲拴接，乙的右侧有一挡板P。现将两滑块由静止释放，当弹簧恢复原长时，甲的速度大小为2m/s，此时乙尚未与P相撞。 ①求弹簧恢复原长时乙的速度大小； ②若乙与挡板P碰撞反弹后不能再与弹簧发生碰撞。求挡板P对乙的冲量的最大值。 【答案】①4m/s；②6 N·s 【解析】 【详解】①设向左为正方向，由动量守恒定律得 v乙=4m/s ②要使乙反弹后不能再与弹簧发生碰撞，碰后最大速度为 设向左为正方向，由动量定理得 解得 I=6 N·s 14. 我国“嫦娥探月卫星”成功发射.卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过 若干次变轨、制动后，最终使它绕月球在一个圆轨道上运行。设卫星距月球表面的高度为h，绕月圆周运动的周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G。 （1）求月球的质量M； （2）若地球质量为月球质量的k倍，地球半径为月球半径的n倍，求地球与月球的第一宇宙速度之比v1: v2。 【答案】(1)；(2) 【解析】 【详解】(1) 万有引力提供向心力，有： 解得：； (2) 对近地和近月卫星，分别有： 解得：． 15. 如图所示，质量为M = 6 kg的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，质量为m = 4 kg的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.2，木板AB受到水平向左的恒力F = 26 N，力F作用1 s后撤去，此时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x = 5 cm，取g = 10 m/s2。求： （1）C到木板左端的距离L； （2）撤去F后，弹簧的最大弹性势能Ep； （3）整个过程产生的热量Q。 【答案】（1）L = 0.5 m （2）Ep = 0.8 J （3）Q = 5.2 J 【解析】 【小问1详解】 设木板，小木块的加速度分别为a1，a2，对木板由牛顿第二定律得 解得 对小木块由牛顿第二定律得 解得 撤去F时，木块刚好运动到C处，则由运动学公式得 联立解得C到木板左端的距离为 【小问2详解】 撤去力F时，设木板、小木块的速度分别为v1、v2，由运动学公式得 ， 撤去力F时，因M的速度大于m的速度，木块将压缩弹簧，小木块加速，木板减速，当它们具有共同速度v时，弹簧弹性势能最大；将木块和木板及弹簧视为系统，规定向左为正方向，根据动量守恒可得 解得 系统从撤去力F后到其有共同速度，由系统能量守恒定律得 联立解得弹簧的最大弹性势能为 【小问3详解】 根据题意，由弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系有 可得，弹簧压缩最短时的弹力为 可知，弹簧会把木块弹开，假设木块相对木板向左滑动离开弹簧后系统又能达到共同速度v′，相对向左滑动的距离为s；由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得 由于x < s < x + L，故假设成立；所以整个运动过程中系统产生的热量为 16. 如图所示，水平轨道AB长度，左端连接半径为的光滑圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接，一个质量的物块（可视为质点），从圆弧上方距AB平面H高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为、，BC长度，取，不计空气阻力。求： （1）物块第一次经过圆弧轨道最低点A时，轨道对物块的支持力大小； （2）如果传送带以速度逆时针转动，则物块最后停止的位置到A点的距离x； （3）保持（2）问中传送带速度不变，物块从运动直至停止全过程中，整个系统因摩擦所产生的热量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块从A到C过程，根据动能定理可得 解得 在A点，根据牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 如果传送带以速度逆时针转动，设物块滑上传送带时的速度大小为，根据动能定理可得 解得 物块滑上传送带到达C点时速度为零，由于 可知物块反向加速到与传送带共速，然后匀速运动到传送带的左端，然后物块滑上AB段，设物块可以返回圆弧轨道然后第二次滑上传送带，根据动能定理可得 解得 可知物块第二次滑上传送带时的速度大小为，由于 可知物块第二次滑上传送带先向右减速到速度为0，再反向加速到传送带左端时的速度大小为，之后物块滑上AB段，根据动能定理可得 解得 则物块最后停止的位置到A点的距离为 【小问3详解】 （3）物块第一次滑上传送带到与传送带共速所用时间为 物块第一次滑上传送带到与传送带共速，发生的相对位移为 物块第二次滑上传送带到从传送带左端离开所用时间为 物块第二次滑上传送带到从传送带左端离开，发生的相对位移为 则物块从运动直至停止的全过程中，整个系统因摩擦所产生的热量为 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$