精品解析：江苏省无锡市第一中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

无锡市第一中学2024-2025学年度第一学期期中考试 高二物理 一、单选题：本题共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 关于物体的动量，下列说法中正确的是（　　） A. 同一物体，动量越大，速度越大 B. 的动量小于的动量 C. 物体的动量发生变化，其动能一定发生变化 D. 做匀速圆周运动的物体，其动量不变 2. 如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动已知三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（　　） A. 7个摆的固有频率都相同 B. 振动稳定后7个摆的振动频率都相同 C. D摆的振幅最大 D. 摆离A摆最近，它们的振幅最大 3. 如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为，，速度分别是（为正方向），，则它们发生正碰后，速度的可能值分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 如图甲所示为光滑水平面上的弹簧振子，以平衡位置O为原点，在A、B之间做简谐运动，某时刻开始计时，以向右为正方向，其偏离平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该弹簧振子的振幅为10cm B. 该振动系统的振动周期为2.5s C. 时，弹簧振子动能最大 D. 时，弹簧处于压缩状态 5. 如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（　　） A. 电源的最大输出功率为8W B. 灯泡L消耗的最大功率为2.5W C. 电位器的最大功率为8W D. 当时，电源效率最大 6. 如图所示电路中，定值电阻R1和R2的阻值与电动机M的内阻R相等。闭合开关S，电动机正常工作。则（　　） A. 电阻R1上消耗的电功率等于电阻R2上消耗的电功率 B. 电阻R1两端的电压等于电动机两端的电压 C. 电流通过电阻R1做的功等于电流通过电动机做的功 D. 电流通过电阻R1产生的电热等于电流通过电动机产生的电热 7. 一简谐横波沿x轴负方向传播，t=0时刻波形图如图甲所示，a、b、d是波上的三个质点，图乙是波上某一点的振动图像，则下列说法不正确的是（　　） A. 图乙可以表示质点b的振动图像 B. 该波的传播速度大小为v=16m/s C. 质点a在t=1s时位于波谷 D. 质点d简谐运动的表达式为 8. 如图，一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，经过t=0.5s波形如图中虚线所示，该波的周期T大于0.5s，图中d=0.4m。下列说法正确的是（　　） A. 波速大小一定为0.8m/s B. 若波沿x轴正方向传播，则周期为3s C. x=1.2m和x=2.4m处的两质点在沿y轴方向上的最大距离为10cm D. 在t=0时刻若P点向下振动，则x=1.2m处质点的振动方向也向下 9. 如图所示，有一质量为的小球，以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为，则在小球运动过程中（　　） A. 小球和滑块组成的系统动量守恒 B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为 C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为 D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为 10. 在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，六个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用和 （、2、3下同）表示，电表示数变化量的大小分别用和表示。下列分析结论正确的是（　　） A. 、、示数均减小 B. 、、的比值均不变 C. 、的比值绝对值均变化 D. 、的比值绝对值均不变 11. 如图所示，足够长的小平板车B的质量为M，以水平速度v0向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量为m的小物体A从车的右端以水平速度v0沿车的粗糙上表面向左运动。若物体与车面之间的动摩擦因数为μ，已知重力加速度为g。则在足够长的时间内（　　） A. 若M＞m，物体A对地向左的最大位移是 B. 若M＜m，小车B对地向右的最大位移是 C. 无论M与m的大小关系如何，摩擦力对平板车的冲量均为mv0 D. 无论M与m的大小关系如何，摩擦力的作用时间均为 二、非选择题：本题共5题，共56分。其中第13~16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。 （1）下列关于本实验条件的叙述，不正确的是 A. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C. 斜槽部分必须光滑 D. 轨道末端必须水平 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上的位置S 由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，确定两小球平均落地点位置分别为M、N，测出碰撞后的各自射程OM、ON，则实验中还需要测量的物理量有__________ 。 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式_________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （4）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、、与小球在斜槽末端时球心的位置等高。关于此碰撞过程以下说法正确的是 A. 若，则动量守恒 B. 若，则动量守恒 C. 若 ，则机械能守恒 D. 若，则机械能守恒 13. 质量为的小球从离地面高处自由下落至地面，与地面碰撞后反弹，小球反弹的最大高度为。设小球与地面碰撞时间为，忽略空气阻力的影响，小球受到地面的平均冲力为多大？（g取） 14. 一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为20cm．P、Q两点的坐标分别为﹣1m和﹣5m，波沿x轴负方向传播．已知t＝0.5s时，P点第一次出现波谷．试计算： (i)这列波的传播速度多大； (ii)当Q点第二次出现波峰时，P点通过的路程为多少． 15. 如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。 (1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线？ (2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少？ (3)求出电源的电动势和内阻。 16. 如图甲，一种模块组合式儿童玩具车由以下模块组成：质量、半径的光滑圆弧轨道A、B分别为轨道的最高点和最低点；质量，长度的小平板车，小车的上表面与B点等高，距地面高度；质量的物块（可视为质点）。玩具车有以下几种模式：模式一：轨道和平板车固定连接在一起并固定在水平地面上。模式二：轨道和平板车连接在一起放在摩擦可以忽略的固定水平轨道上，它们的连接端有感应开关，可以控制轨道和平板车的连接与否。，试求： （1）在模式一的情况下，物块从圆弧的最高点静止释放，物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小； （2）在模式一的情况下，若物块与平板车上表面间的动摩擦因数，物块仍从圆弧最高点A由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离； （3）若在平板车上表面涂上一种特殊材料（质量不计），其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，在模式二的情况下，物块从圆弧最高点A由静止释放，运动过B端时触发感应开关，轨道和平板车连接解除，求物块落地时距平板车右端的水平距离。（结果可用根式表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 无锡市第一中学2024-2025学年度第一学期期中考试 高二物理 一、单选题：本题共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 关于物体的动量，下列说法中正确的是（　　） A. 同一物体，动量越大，速度越大 B. 的动量小于的动量 C. 物体的动量发生变化，其动能一定发生变化 D. 做匀速圆周运动的物体，其动量不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据 可知，同一物体动量越大，速度一定越大，故A正确； B．动量是矢量，正负符号只代表方向，不代表大小，大小比较绝对值，则的动量大于的动量，故B错误； C．物体的动量发生变化，可能是方向变化，不一定是物体速度大小发生变化，则其动能不一定变化，故C错误； D．做匀速圆周运动的物体，速度的方向一定变化，则其动量一定变化，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动已知三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（　　） A. 7个摆的固有频率都相同 B. 振动稳定后7个摆的振动频率都相同 C. D摆的振幅最大 D. 摆离A摆最近，它们的振幅最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．7个摆的摆长不完全相同，固有频率不完全相同，A错误； B．A摆振动起来后，带动其余6个摆做受迫振动，振动稳定后7个摆的振动频率都相同，B正确； CD．B、F摆的摆长与A摆相同，发生共振，振幅最大，CD错误。 故选B。 3. 如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为，，速度分别是（为正方向），，则它们发生正碰后，速度的可能值分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】两球碰撞前的总动量为 总动能为 A．如果，，碰后两球的总动量为 总动能为 可知，系统的动量守恒、动能不增加，但是A球还会和B球发生二次碰撞，不符合实际，是不可能的，故A错误； B．如果，，碰后两球的总动量为 总动能为 可知，系统的动量不守恒、动能增加，故B错误； C．如果，，碰后两球的总动量为 总动能为 可知，系统的动量守恒、动能不增加，为弹性碰撞，故C正确； D．如果，，碰后两球的总动量为 总动能为 可知，系统的动量守恒、动能增加，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示为光滑水平面上的弹簧振子，以平衡位置O为原点，在A、B之间做简谐运动，某时刻开始计时，以向右为正方向，其偏离平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该弹簧振子的振幅为10cm B. 该振动系统的振动周期为2.5s C. 时，弹簧振子动能最大 D. 时，弹簧处于压缩状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，弹簧振子的振幅为5cm。故A错误； B．由图乙可知，振动系统的振动周期为 故B错误； C．时，弹簧振子不在平衡位置，动能不是最大。故C错误； D．O点为平衡位置，即弹簧原长处，O点右边位移为正，弹簧处于拉伸；相反，O点左边位移为负，弹簧处于压缩。而时，弹簧振子位移为负，则弹簧处于压缩状态。故D正确。 故选D。 5. 如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（　　） A. 电源的最大输出功率为8W B. 灯泡L消耗的最大功率为2.5W C. 电位器的最大功率为8W D. 当时，电源效率最大 【答案】A 【解析】 【详解】A．电源的输出功率为 可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由于灯泡电阻大于电源内阻，所以当电位器接入电路中的阻值为零时，电源的输出功率最大，则最大功率为 联立解得 W 故A正确； B．由题可知，当电位器接入电路中的阻值为零时，电路中的电流最大，灯泡消耗的功率也最大，最大功率为 W 故B错误； C．根据题意，把灯泡电阻等效为电源内阻的一部分，可知当电位器接入电路中的阻值为 电位器的功率最大，则有 最大功率为 W 故C错误； D．根据效率的计算公式有 可知外电阻越大时，效率越高，则当时，电源效率最大，故D错误； 故选A。 6. 如图所示电路中，定值电阻R1和R2的阻值与电动机M的内阻R相等。闭合开关S，电动机正常工作。则（　　） A. 电阻R1上消耗的电功率等于电阻R2上消耗的电功率 B. 电阻R1两端的电压等于电动机两端的电压 C. 电流通过电阻R1做的功等于电流通过电动机做的功 D. 电流通过电阻R1产生的电热等于电流通过电动机产生的电热 【答案】D 【解析】 【详解】A．由可知，由于两并联之路两端的电压相等，两之路的电阻不等，通过与的电流不等，电阻R1上消耗的电功率不等于电阻R2上消耗的电功率，故A错误； B．与电动机串联，对于电动机正常工作时欧姆定律不适用，电阻R1两端的电压不等于电动机两端的电压，故B错误； D．电流产生的热量，电流通过电阻R1产生的电热等于电流通过电动机产生的电热，故D正确； C．电阻电流做的功 电流通过电动机做的功 所以电流通过电阻R1做的功小于电流通过电动机做的功，故C错误。 故选D。 7. 一简谐横波沿x轴负方向传播，t=0时刻波形图如图甲所示，a、b、d是波上的三个质点，图乙是波上某一点的振动图像，则下列说法不正确的是（　　） A. 图乙可以表示质点b的振动图像 B. 该波的传播速度大小为v=16m/s C. 质点a在t=1s时位于波谷 D. 质点d简谐运动的表达式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．题图乙中质点在t=0时刻从平衡位置向y轴负方向振动，波沿x轴负方向传播，由同侧法可知质点b也向y轴负方向振动，故A正确，不符合题意； B．由题图甲可知波长为，由题图乙可知周期为，则波速 故B错误，符合题意； C．由图甲可知，在t=0时刻质点a位于波峰，经过1s，即半个周期，质点a位于波谷，故C正确，不符合题意； D．在t=0时刻质点d处于平衡位置向上振动，则质点d简谐运动的表达式为 故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选B。 8. 如图，一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，经过t=0.5s波形如图中虚线所示，该波的周期T大于0.5s，图中d=0.4m。下列说法正确的是（　　） A. 波速大小一定为0.8m/s B. 若波沿x轴正方向传播，则周期为3s C. x=1.2m和x=2.4m处的两质点在沿y轴方向上的最大距离为10cm D. 在t=0时刻若P点向下振动，则x=1.2m处质点的振动方向也向下 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为波的周期T大于0.5s，所以波的位移小于一个波长，当波的传播方向沿x轴正方向时，波的位移为d，则波速为 当波的传播方向沿x轴负方向时，波的位移为，则波速为 故A错误； B．若波沿x轴正方向传播，则周期为 故B正确； C．和处的两质点，间距为 则两质点在沿y轴方向上的最大距离为 故C错误 D．在时刻，若P点向下振动，根据“同侧法”波的传播方向为沿x轴正方向，同理可得，此时处的质点的振动方向向上，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，有一质量为的小球，以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为，则在小球运动过程中（　　） A. 小球和滑块组成的系统动量守恒 B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为 C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为 D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统竖直方向动量不守恒，小球和滑块组成的系统动量不守恒，故A错误； B．小球在圆弧轨道上升到最高点时小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒。规定的方向为正方向，水平方向根据动量守恒定律可得 解得，故B错误； C．取水平面为零势能面，根据机械能守恒定律得： 解得：，故C正确； D．小球离开圆弧轨道时，规定的方向为正方向，水平方向根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律，则有 联立以上两式可得：， 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为，方向向左，故D错误。 故选C。 10. 在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，六个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用和 （、2、3下同）表示，电表示数变化量的大小分别用和表示。下列分析结论正确的是（　　） A. 、、示数均减小 B. 、、的比值均不变 C. 、的比值绝对值均变化 D. 、的比值绝对值均不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器的有效电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，外电压增大。即减小，增大，减小，并联电路部分电压增大，即增大，增大，减小。A错误； B．表示电阻，该阻值不变；表示滑动变阻器的有效阻值，该阻值增大；而 因为减小，所以减小。B错误； C．表示滑动变阻器的有效阻值，该阻值增大；根据闭合电路的欧姆定律得 化简得 与是线性关系，所以其斜率不变，即不变。C错误； D．表示电阻，不变，所以与是线性关系，即不变；根据闭合电路的欧姆定律得 所以的绝对值表示电源内阻，其比值不变。D正确。 故选D。 11. 如图所示，足够长的小平板车B的质量为M，以水平速度v0向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量为m的小物体A从车的右端以水平速度v0沿车的粗糙上表面向左运动。若物体与车面之间的动摩擦因数为μ，已知重力加速度为g。则在足够长的时间内（　　） A. 若M＞m，物体A对地向左的最大位移是 B. 若M＜m，小车B对地向右的最大位移是 C. 无论M与m的大小关系如何，摩擦力对平板车的冲量均为mv0 D. 无论M与m的大小关系如何，摩擦力的作用时间均为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．规定向右为正方向，根据动量守恒定律有 解得 若，A所受的摩擦力 对A，根据动能定理得 则得物体A对地向左的最大位移 若，对B，由动能定理得 则得小车B对地向右的最大位移 故AB错误； C．根据动量定理知，摩擦力对平板车的冲量等于平板车动量的变化量，即 故C错误； D．根据动量定理得 又，解得 故D正确。 故选D。 二、非选择题：本题共5题，共56分。其中第13~16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。 （1）下列关于本实验条件的叙述，不正确的是 A. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C. 斜槽部分必须光滑 D. 轨道末端必须水平 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上的位置S 由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，确定两小球平均落地点位置分别为M、N，测出碰撞后的各自射程OM、ON，则实验中还需要测量的物理量有__________ 。 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式_________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （4）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、、与小球在斜槽末端时球心的位置等高。关于此碰撞过程以下说法正确的是 A. 若，则动量守恒 B. 若，则动量守恒 C. 若 ，则机械能守恒 D. 若，则机械能守恒 【答案】（1）C （2）入射小球和被碰小球的质量、 （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 A．同一组实验中，为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同，入射小球必须从同一位置由静止释放，故A正确，不符合题意； B．为了保证碰后入射小球不反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故B正确，不符合题意； C．轨道倾斜部分是否光滑不影响碰撞前入射小球的速度，故斜槽部分不需要光滑，故C错误，符合题意； D．为了保证小球抛出时做平抛运动，轨道末端必须水平，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选C。 【小问2详解】 设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后入射小球的速度为，被碰小球的速度为，入射小球的质量为，被碰小球的质量为，若碰撞过程满足动量守恒，则有 因小球从同一高度做平抛运动，故运动时间都相同，设为，则有 ，， 代入上式，则有 故实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量、。 【小问3详解】 由（2）问，可知在实验误差允许范围内，若满足关系式 则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 【小问4详解】 AB．若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，被碰小球的速度为，抛出点到挡板的水平位移为，则小球平均落点在点时有 ， 联立解得 同理，小球平均落点在点、点时，水平位移仍为，则对应的平抛初速度为 ， 若满足 代入以上三个速度，可得 则表明此碰撞过程动量能守恒，故AB错误； CD．若满足 代入以上三个速度，可得 则表明此碰撞过程机械能守恒，故C正确，D错误。 故选C。 13. 质量为的小球从离地面高处自由下落至地面，与地面碰撞后反弹，小球反弹的最大高度为。设小球与地面碰撞时间为，忽略空气阻力的影响，小球受到地面的平均冲力为多大？（g取） 【答案】190N 【解析】 【详解】小球落地的速度 小球落地弹起的速度 以向上为正方向，弹起的过程由动量定理 解得 F=190N 14. 一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为20cm．P、Q两点的坐标分别为﹣1m和﹣5m，波沿x轴负方向传播．已知t＝0.5s时，P点第一次出现波谷．试计算： (i)这列波的传播速度多大； (ii)当Q点第二次出现波峰时，P点通过的路程为多少． 【答案】(i)10m/s(2)180cm 【解析】 【详解】(1) 由图可知，波长λ=4m，质点的起振方向竖直向上，由t=0.5s时，P点第一次出现波谷，可知， 解得： 波速 (2) 波从P点传到Q点用时， Q点从开始振动到第二次出现波峰用时， P点振动的总时间为： 则P通过的路程为 15. 如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。 (1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线？ (2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少？ (3)求出电源的电动势和内阻。 【答案】(1)、；(2)，；(3)， 【解析】 【详解】(1)当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻的电压增大，路端电压减小，由图分析可得对应、对应。 (2)由题意得 当滑动变阻器取最大值时，电流最小，而 所以 (3)因为，则内阻 所以 16. 如图甲，一种模块组合式儿童玩具车由以下模块组成：质量、半径的光滑圆弧轨道A、B分别为轨道的最高点和最低点；质量，长度的小平板车，小车的上表面与B点等高，距地面高度；质量的物块（可视为质点）。玩具车有以下几种模式：模式一：轨道和平板车固定连接在一起并固定在水平地面上。模式二：轨道和平板车连接在一起放在摩擦可以忽略的固定水平轨道上，它们的连接端有感应开关，可以控制轨道和平板车的连接与否。，试求： （1）在模式一的情况下，物块从圆弧的最高点静止释放，物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小； （2）在模式一的情况下，若物块与平板车上表面间的动摩擦因数，物块仍从圆弧最高点A由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离； （3）若在平板车上表面涂上一种特殊材料（质量不计），其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，在模式二的情况下，物块从圆弧最高点A由静止释放，运动过B端时触发感应开关，轨道和平板车连接解除，求物块落地时距平板车右端的水平距离。（结果可用根式表示） 【答案】（1）30N；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）在模式一的情况下，物块从圆弧的最高点静止释放，物块滑到轨道上的B点时，由动能定理有 在B点，根据牛顿第二定律有 代入数据求得 根据牛顿第三定律得物块对轨道的压力大小 （2）在模式一的情况下，物块从圆弧的最高点静止释放，物块到达平板车右端时，由动能定理有 物块从小车右端点水平飞出，做平抛运动，物块落地时距平板车右端的水平距离为 又 联立，代入数据求得 （3）在模式二的情况下，物块从圆弧最高点A由静止释放，运动过B端时，物块，轨道及小车系统水平方向动量守恒，则有 由能量守恒定律有 联立代入数据求得 ， 此时触发感应开关，轨道和平板车连接解除，物块滑上平板小车，当滑到小车最右端时，小车及物块根据动量守恒定律有 根据功能关系有 又因为 联立以上式子，代入数据求得 ， 此时，物块从小车右端水平抛出，落地时距离小车右端的水平距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $