精品解析：河北省保定市2024-2025学年高三上学期10月期中考试物理试题

2024年高三摸底考试 物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 有关运动学的相关概念，下列说法正确的是（　　） A. 某同学参加学校秋季运动会的200m比赛，他的位移大小和路程相等 B. 研究巴黎奥运会上全红婵跳水的入水动作时，可以把全红婵看作质点 C. 经常听到某品牌的汽车比另一品牌的汽车启动快，启动快是指加速度大 D. 某段高速路区间限速标志“限速区间10km，限速120km/h”，这里120km/h是瞬时速度 2. 细绳一端系在A点，另一端跨过光滑定滑轮B后悬挂一小桶Q，另一小桶P通过光滑挂钩挂在细绳上，小桶P、Q完全相同，可以通过添加细砂改变小桶的重力。系统平衡后如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 如果AC与BC的夹角等于120°，Q中细砂的质量等于P中细砂的质量 B. 如果AC与BC的夹角等于60°，Q中细砂的质量等于P中细砂的质量 C. 如果AC与BC的夹角大于90°，Q中细砂的质量大于P中细砂的质量 D. 如果AC与BC的夹角小于90°，Q中细砂的质量大于P中细砂的质量 3. 如图所示，某款自行车大齿轮总齿数为，小齿轮总齿数为，后轮直径为D。某同学骑行时，匀速蹬脚踏板带动大齿轮每秒钟转N圈，则自行车向前行驶的车速为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，一质量为2kg的物块，沿竖直墙下滑的过程中受到如图所示的作用力F，已知物块与竖直墙间的动摩擦因数为，且与水平方向夹角，，，。下列说法正确的是（　　） A. 物块对竖直墙的压力大小为8N B. 物块与竖直墙间的摩擦力大小为 C. 物块的加速度大小为 D. 物块的加速度大小为 5. 如图所示，把物体轻放在传送带底端A点，传送至顶端B点时物体恰好与传送带速度相同。如果仅适当增大传送带的速度，物体从A点传送至B点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 传送时间将缩短 B. 摩擦力对物体所做的功不变 C. 物体与传送带因摩擦而产生的热量将不变 D. 物体机械能的变化量将增大 6. 质量为2kg的物块静止于水平面上，时刻施加一水平拉力，拉力随时间变化的关系如图所示。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。下列选项正确的是（　　） A. 0~2s内重力的冲量为零 B. 0~1s内摩擦力冲量的大小为 C. 时物块的动量为零 D. 时物块动量的大小为 7. 一长为L的金属管从地面以的速率竖直上抛，管在运动过程中保持竖直，管口正上方高h（）处有一小球同时自由下落，金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球从开始运动到穿过管所用的时间等于 B. 若小球在管上升阶段穿过管，则 C. 若小球在管下降阶段穿过管，则 D. 小球不可能在管上升阶段穿过管 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示，一质量为1kg的长木板B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为2kg的小物块A。现给A和B大小均为6m/s、方向相反的初速度。已知A最终没有滑离木板B，，则下列说法正确的是（　　） A. A、B系统动量守恒 B. 当B速度大小为1m/s时，A的速度大小一定为3.5m/s C. A、B间动摩擦因数越大，相对运动的时间越短 D. A、B间动摩擦因数越大，系统因摩擦而产生的热量越大 9. 某空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，航天员在空间站内操纵长为d的机械臂捕获了空间站外一质量为m的空间碎片，如图所示。已知在机械臂的作用下，空间碎片、空间站和地球球心始终在同一直线上，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略捕获过程中空间站轨道的变化，下列说法正确的是（　　） A. 空间站做圆周运动的周期为 B. 空间站所在轨道处的重力加速度 C. 机械臂对空间碎片的作用力大小 D. 机械臂对空间碎片的作用力大小 10. 如图，轻杆带转轴一端与物块B连接，轻杆可绕转轴在如图所示的竖直面内转动，其上端固定小球A，A、B质量均为m且置于质量为2m的小车中，小车放在光滑水平面上。细线右端固定于车厢壁C点，左端与A球相连，A、C等高，物块B与车厢地板间的动摩擦因数为。给小车施加水平向左的作用力F，保证轻杆与竖直方向的夹角且与小车始终保持相对静止（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 轻杆对小球的作用力大小一定为，方向沿杆斜向上 B. 细线拉力为0时，小车的加速度大小为 C. 当， D. 当， 三、非选择题：共54分。 11. 某同学用如图甲所示的实验装置来探究两个互成角度的力的合成规律。进行如下操作： ①在木板上固定一张白纸，然后竖直固定木板。 ②将弹簧测力计A的一端挂在P点。 ③带绳结O的细绳套，一端连接A的挂钩，一端连接重物M，另一端连接弹簧测力计B的挂钩。 ④手持弹簧测力计B的另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。 ⑤分别读出弹簧测力计A和B的示数，在白纸上记录O点的位置和细绳的方向。 ⑥改变A、B弹簧拉力的夹角，重复④⑤操作步骤进行多次实验和记录。 （1）为保证实验测量的准确性，达成实验目的，以下操作符合要求的是（　　） A. 弹簧测力计应在使用前校零 B. 多次实验过程中，每次都应使绳结O点静止在同一位置 C. 每次确定拉力的方向时，需要沿细绳标记相距较远的两个点 D. 本实验需要用弹簧测力计测量重物M的重力 （2）本实验用的弹簧测力计的示数单位为N，某次实验操作过程中弹簧测力计A的示数如图甲所示，读数为_____N。 （3）根据实验原理及操作，在某次作图时，图中_______（选填“乙”或“丙”）是合理的。 12. 在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，质量为0.2kg的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点。在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D、E，如图所示。其中O为重锤由静止开始下落时记录的点，各点到O点的距离分别是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm。当地重力加速度。本实验所用电源的频率。 （1）纸带被释放瞬间的四种情况如图所示，其中操作正确的是________ A. B. C. D. （2）打点计时器打下点D时，重锤下落的速度_____m/s。（计算结果保留三位有效数字） （3）从打下点O到打下点D的过程中，重锤重力势能的减小量_______J；重锤动能的增加量________J。（计算结果保留三位有效数字） （4）分析实验数据，你能得出什么样的实验结论？___________。 13. 如图所示，某人从平台上水平抛出一弹性球，与平台右侧固定的四分之一圆形轨道的A点发生碰撞，碰撞后弹性球恰能原路返回至此人手中。已知圆形轨道半径为5R，圆心O与A点连线跟竖直方向夹角为37°，弹性球抛出时离地高度为，忽略空气阻力，重力加速度为g，，，求： （1）弹性球抛出后运动到A点所用的时间； （2）弹性球水平抛出时的速度大小。 14. 光滑水平面与内壁光滑的竖直半圆轨道在P点平滑连接，该半圆轨道半径大小为R。质量为m的A球以速度v（大小未知）从P点冲上半圆轨道，在Q点对半圆轨道的压力为其重力的11倍。如图所示，将B球静置于P点，A球仍以速度v向右运动，与B球发生弹性碰撞，碰后A、B两球速度大小相等、方向相反。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）A球在Q点时的速度大小； （2）B球的质量； （3）B球沿半圆轨道运动的最大高度。 15. 如甲图所示，两个物体A、B（均可视为质点）中间用劲度系数为20 N/m的轻质弹簧连接，静置于水平地面上，物体B与P点左侧地面间动摩擦因数为0.1，与P点右侧的摩擦可忽略不计。t = 0时刻开始，物体A受水平向右的拉力F，F与物体A的位移关系如乙图所示。1 s后撤去拉力F，此时物体B刚好开始运动，整个过程中物体A、B的速度与时间关系如丙图所示。物体B质量为10 kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g = 10 m/s2。求： （1）物体B刚开始运动时弹簧的形变量； （2）t = 1 s时，物体A、B及弹簧系统的机械能； （3）弹簧第一次恢复原长时，物体A、B的速率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年高三摸底考试 物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 有关运动学的相关概念，下列说法正确的是（　　） A. 某同学参加学校秋季运动会的200m比赛，他的位移大小和路程相等 B. 研究巴黎奥运会上全红婵跳水的入水动作时，可以把全红婵看作质点 C. 经常听到某品牌的汽车比另一品牌的汽车启动快，启动快是指加速度大 D. 某段高速路区间限速标志“限速区间10km，限速120km/h”，这里120km/h是瞬时速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．某同学参加学校秋季运动会的200m比赛，他的位移大小小于路程，故A错误； B．当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略不计时，可将物体看成质点，所以研究巴黎奥运会上全红婵跳水的入水动作时，不可以把全红婵看作质点，故B错误； C．经常听到某品牌的汽车比另一品牌的汽车启动快，启动快是指加速度大，故C正确； D．某段高速路区间限速标志“限速区间10km，限速120km/h”，这里120km/h是平均速率，故D错误。 故选C。 2. 细绳一端系在A点，另一端跨过光滑定滑轮B后悬挂一小桶Q，另一小桶P通过光滑挂钩挂在细绳上，小桶P、Q完全相同，可以通过添加细砂改变小桶的重力。系统平衡后如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 如果AC与BC的夹角等于120°，Q中细砂的质量等于P中细砂的质量 B. 如果AC与BC的夹角等于60°，Q中细砂的质量等于P中细砂的质量 C. 如果AC与BC的夹角大于90°，Q中细砂的质量大于P中细砂的质量 D. 如果AC与BC的夹角小于90°，Q中细砂的质量大于P中细砂的质量 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意可知，绳中张力均等于小桶Q与Q中细砂的总重力的大小，如果AC与BC的夹角等于120°，则 即 故A正确； B．如果AC与BC的夹角等于60°，则 即 故B错误； C．如果AC与BC的夹角大于90°，则 可知，Q中细砂的质量可能等于P中细砂的质量，也可能小于P中细砂的质量，也可能大于P中细砂的质量，故C错误； D．如果AC与BC的夹角小于90°，则Q中细砂的质量小于P中细砂的质量，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，某款自行车大齿轮总齿数为，小齿轮总齿数为，后轮直径为D。某同学骑行时，匀速蹬脚踏板带动大齿轮每秒钟转N圈，则自行车向前行驶的车速为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】脚踏板与大齿轮同步，转动周期相同，故 大齿轮和小齿轮通过链条连接，边缘处线速度相同，即 由 知 解得 大、小齿轮数分别为、，知 后轮和小齿轮同轴，周期相同，故 故选C。 4. 如图所示，一质量为2kg的物块，沿竖直墙下滑的过程中受到如图所示的作用力F，已知物块与竖直墙间的动摩擦因数为，且与水平方向夹角，，，。下列说法正确的是（　　） A. 物块对竖直墙的压力大小为8N B. 物块与竖直墙间的摩擦力大小为 C. 物块的加速度大小为 D. 物块的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．将F分解为水平分力和竖直分力 物块与竖直墙的压力大小等于F的水平分力，大小为6N，故A错误； B．物块与竖直墙间的摩擦力大小为 故B错误； CD．根据牛顿第二定律 代入数值 解得 故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，把物体轻放在传送带底端A点，传送至顶端B点时物体恰好与传送带速度相同。如果仅适当增大传送带的速度，物体从A点传送至B点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 传送时间将缩短 B. 摩擦力对物体所做的功不变 C. 物体与传送带因摩擦而产生的热量将不变 D. 物体机械能的变化量将增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律有 由此可知，仅适当增大传送带的速度，物体向上运动的加速度不变，传送带长度L不变，即物体位移不变，传送时间不变，故A错误； BD．由于物体始终受到滑动摩擦力，摩擦力不变，位移不变，则摩擦力对物体所做的功不变，根据功能关系可知，物体机械能的变化量将不变，故B正确，D错误； C．物体与传送带因摩擦而产生的热量为 由此可知，物体与传送带因摩擦而产生的热量变大，故C错误。 故选B。 6. 质量为2kg的物块静止于水平面上，时刻施加一水平拉力，拉力随时间变化的关系如图所示。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。下列选项正确的是（　　） A. 0~2s内重力的冲量为零 B. 0~1s内摩擦力冲量的大小为 C. 时物块的动量为零 D. 时物块动量的大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据冲量的定义可知，0~2s内重力的冲量为 故A错误； B．物块受到的最大静摩擦力为 结合图线知，可知0~0.8s内，物块处于静止状态，受到静摩擦力作用；0.8~1s内，物块受到滑动摩擦力作用，则在内，摩擦力对物块的冲量大小为 故B正确； C．物块的水平拉力大于8N时，物块开始运动，由动量定理可知 代入数据解得 即动量不为零，故C错误； D．在0~2s内，拉力F对物块的冲量大小为 在0~2s内，摩擦力对物块的冲量大小为 由动量定理可知 解得在时物块动量的大小为 故D错误。 故选B。 7. 一长为L的金属管从地面以的速率竖直上抛，管在运动过程中保持竖直，管口正上方高h（）处有一小球同时自由下落，金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球从开始运动到穿过管所用的时间等于 B. 若小球在管上升阶段穿过管，则 C. 若小球在管下降阶段穿过管，则 D. 小球不可能在管上升阶段穿过管 【答案】A 【解析】 【详解】A．两物体竖直方向加速度相同，所以小球相对管来说在做匀速直线运动，所以小球从开始运动到穿过管所用的时间等于 故A正确； BD．刚好在管上升最高点穿过管有 解得 若小球在管上升阶段穿过管，则 故BD错误； C．若小球在管刚着地时穿管，有 解得 结合B选项分析可知若小球在管下降阶段穿过管，则 故C错误； 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示，一质量为1kg的长木板B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为2kg的小物块A。现给A和B大小均为6m/s、方向相反的初速度。已知A最终没有滑离木板B，，则下列说法正确的是（　　） A. A、B系统动量守恒 B. 当B速度大小为1m/s时，A的速度大小一定为3.5m/s C. A、B间动摩擦因数越大，相对运动的时间越短 D. A、B间动摩擦因数越大，系统因摩擦而产生的热量越大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于AB组成的系统所受合外力为零，则系统动量守恒，故A正确； B．以向左为正方向，根据动量守恒定律有 当B的速度大小为1m/s时，A的速度大小可能2.5m/s或3.5m/s，故B错误； C．根据动量守恒定律有 解得两物体最终的速度为 所以 由此可知，A、B间动摩擦因数越大，相对运动的时间越短，故C正确； D．系统因摩擦而产生的热量为 A、B间动摩擦因数越大，系统因摩擦而产生的热量不变，故D错误。 故选AC。 9. 某空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，航天员在空间站内操纵长为d的机械臂捕获了空间站外一质量为m的空间碎片，如图所示。已知在机械臂的作用下，空间碎片、空间站和地球球心始终在同一直线上，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略捕获过程中空间站轨道的变化，下列说法正确的是（　　） A. 空间站做圆周运动的周期为 B. 空间站所在轨道处的重力加速度 C. 机械臂对空间碎片的作用力大小 D. 机械臂对空间碎片的作用力大小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力 联立可得 ， 故A错误，B正确； CD．对碎片，根据牛顿第二定律有 所以 故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图，轻杆带转轴一端与物块B连接，轻杆可绕转轴在如图所示的竖直面内转动，其上端固定小球A，A、B质量均为m且置于质量为2m的小车中，小车放在光滑水平面上。细线右端固定于车厢壁C点，左端与A球相连，A、C等高，物块B与车厢地板间的动摩擦因数为。给小车施加水平向左的作用力F，保证轻杆与竖直方向的夹角且与小车始终保持相对静止（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 轻杆对小球的作用力大小一定为，方向沿杆斜向上 B. 细线拉力为0时，小车的加速度大小为 C. 当， D. 当， 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．杆为动杆，对小球的作用力一定沿着杆的方向，设大小为。对小球，由竖直方向平衡 得 故A正确； B．细线拉力为0时，对小球，水平方向，由牛顿第二定律得 又A项分析可知 解得 故B正确； C．当时，对物块B，设小车对其的支持力为，则 物块B受到小车的静摩擦力向左达到最大时，加速度最大，大小为,水平方向由牛顿第二定律得 解得 对A、B和小车整体，由牛顿第二定律得 因此有 故C正确； D．当时，对物块B，设小车对其的支持力为，则 物块B受到小车的静摩擦力向左达到最大时，加速度最大，大小为,水平方向由牛顿第二定律得 解得 对A向左能达到的最大加速度 可得 即系统向左能达到的最大加速度为，对A、B和小车整体，由牛顿第二定律得 因此有 故D错误。 故选ABC。 三、非选择题：共54分。 11. 某同学用如图甲所示的实验装置来探究两个互成角度的力的合成规律。进行如下操作： ①在木板上固定一张白纸，然后竖直固定木板。 ②将弹簧测力计A的一端挂在P点。 ③带绳结O的细绳套，一端连接A的挂钩，一端连接重物M，另一端连接弹簧测力计B的挂钩。 ④手持弹簧测力计B的另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。 ⑤分别读出弹簧测力计A和B的示数，在白纸上记录O点的位置和细绳的方向。 ⑥改变A、B弹簧拉力的夹角，重复④⑤操作步骤进行多次实验和记录。 （1）为保证实验测量的准确性，达成实验目的，以下操作符合要求的是（　　） A. 弹簧测力计应在使用前校零 B. 多次实验过程中，每次都应使绳结O点静止在同一位置 C. 每次确定拉力的方向时，需要沿细绳标记相距较远的两个点 D. 本实验需要用弹簧测力计测量重物M的重力 （2）本实验用的弹簧测力计的示数单位为N，某次实验操作过程中弹簧测力计A的示数如图甲所示，读数为_____N。 （3）根据实验原理及操作，在某次作图时，图中_______（选填“乙”或“丙”）是合理的。 【答案】（1）ACD （2）2.60 （3）乙 【解析】 【小问1详解】 A．弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，故A正确； B．多次实验过程中，不需要每次都应使绳结O点静止在同一位置，故B错误； C．每次确定拉力的方向时，需要沿细绳标记相距较远的两个点，故C正确； D．实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此需要用弹簧测力计测量重物M的重力，故D正确。 故选ACD。 【小问2详解】 弹簧测力计每一小格为0.1N，所以读数为2.60N； 【小问3详解】 根据实验原理及操作，在作图时，由于存在实验误差，所以理论值和实际值总会有偏差，二者不可能完全重合，所以图中乙是合理的。 12. 在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，质量为0.2kg的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点。在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D、E，如图所示。其中O为重锤由静止开始下落时记录的点，各点到O点的距离分别是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm。当地重力加速度。本实验所用电源的频率。 （1）纸带被释放瞬间的四种情况如图所示，其中操作正确的是________ A. B. C. D. （2）打点计时器打下点D时，重锤下落的速度_____m/s。（计算结果保留三位有效数字） （3）从打下点O到打下点D的过程中，重锤重力势能的减小量_______J；重锤动能的增加量________J。（计算结果保留三位有效数字） （4）分析实验数据，你能得出什么样的实验结论？___________。 【答案】（1）C （2）1.36 （3） ①. 0.188 ②. 0.185 （4）由以上实验数据可得，在实验误差允许的范围内重物下落过程减少的重力势能等于增加的动能，即重物机械能守恒。 【解析】 【小问1详解】 重物释放时应靠近打点计时器，同时应保持纸带竖直。 故选C。 【小问2详解】 根据题意，相邻两计数点间的时间间隔为 打点计时器打下点D时，重锤下落的速度 【小问3详解】 [1]从打下点O到打下点D的过程中，重锤重力势能的减小量为 [2]从打下点O到打下点D的过程中，重锤动能的增加量为 【小问4详解】 略 13. 如图所示，某人从平台上水平抛出一弹性球，与平台右侧固定的四分之一圆形轨道的A点发生碰撞，碰撞后弹性球恰能原路返回至此人手中。已知圆形轨道半径为5R，圆心O与A点连线跟竖直方向夹角为37°，弹性球抛出时离地高度为，忽略空气阻力，重力加速度为g，，，求： （1）弹性球抛出后运动到A点所用的时间； （2）弹性球水平抛出时的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 碰撞后弹性球恰能原路返回至此人手中，说明到达A点时速度方向沿半径方向，在A点时的竖直速度为 则用时间为 【小问2详解】 弹性球水平抛出时的速度大小 14. 光滑水平面与内壁光滑的竖直半圆轨道在P点平滑连接，该半圆轨道半径大小为R。质量为m的A球以速度v（大小未知）从P点冲上半圆轨道，在Q点对半圆轨道的压力为其重力的11倍。如图所示，将B球静置于P点，A球仍以速度v向右运动，与B球发生弹性碰撞，碰后A、B两球速度大小相等、方向相反。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）A球在Q点时的速度大小； （2）B球的质量； （3）B球沿半圆轨道运动的最大高度。 【答案】（1） （2）3m （3） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 对A球，根据机械能守恒定律有 所以 两球碰撞过程动量守恒，则 所以 【小问3详解】 当小球B达到最大高度处时，与圆心O的连线与水平方向夹角为α，则 最大高度为 联立可得 15. 如甲图所示，两个物体A、B（均可视为质点）中间用劲度系数为20 N/m的轻质弹簧连接，静置于水平地面上，物体B与P点左侧地面间动摩擦因数为0.1，与P点右侧的摩擦可忽略不计。t = 0时刻开始，物体A受水平向右的拉力F，F与物体A的位移关系如乙图所示。1 s后撤去拉力F，此时物体B刚好开始运动，整个过程中物体A、B的速度与时间关系如丙图所示。物体B质量为10 kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g = 10 m/s2。求： （1）物体B刚开始运动时弹簧的形变量； （2）t = 1 s时，物体A、B及弹簧系统的机械能； （3）弹簧第一次恢复原长时，物体A、B的速率。 【答案】（1）x = 0.5 m （2）E = 3.5 J （3）1.5 m/s，0.5 m/s 【解析】 【小问1详解】 物体B刚开始运动时，对B进行受力分析，弹簧弹力等于最大静摩擦力 可得弹簧的形变量 【小问2详解】 由图乙可知，x = 0时，F0 = 2 N，由牛顿第二定律得 由图丙可知，0 ~ 1 s内物体A做初速度为0的匀加速直线运动，则有 解得 x = 0.5 m时 解得 由功能关系，A、B及簧系统的机械能E等于F做的功 由图像可得 则系统机械能 【小问3详解】 t = 1 s时，物体A、B的速度分别为 1 s后撤去F，设弹簧第一次恢复原长时，物体A、B的速度分别为vA′、vB′，A、B及弹簧系统动量守恒 机械能守恒 计算得出物体A、B的速度可能的两组解 或 由丙图可知，弹簧第一次恢复原长时，物体B的速率为正值，所以舍去第二组解，故弹簧第一次恢复原长时，物体A、B的速率分别为1.5 m/s，0.5 m/s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $