精品解析：甘肃省会宁县第一中学2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

会宁一中2024-2025学年高一下期末模拟 物理试题 一、单选题（每小题4分，共28分） 1. 如图所示为四分之一圆柱体的竖直截面，半径为R，在B点正上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，与的夹角为53°，（，），则C点到B点的距离为（　　） A. B. C. D. 2. 嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.67×10-11N・m2/kg2地球质量m=6.0×1024kg，月球质量m2=7.3×1022kg，月地距离r1=3.8×105km，月球半径r2=1.7×103km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200km处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（　　） A. 16m/s B. 1.1×102m/s C. 1.6×103m/s D. 1.4×104m/s 3. 如图所示，A为一足够长的固定斜面，物块B由静止释放后能沿斜面匀加速下滑，现使物块B在t=0时由静止释放，并同时受到一随时间变化规律为F=kt的垂直于斜面的作用力，x、v、f和E分别表示物块位移、速度、所受的摩擦力和机械能，下列图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲为皮带输送机简化模型图，皮带输送机倾角，顺时针匀速转动，在输送带下端A点无初速放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（　　） A. 货物与输送带间的动摩擦因数为0.825 B. 输送带A、B两端点间的距离为8m C. 货物从下端A点运动到上端B点的时间为9s D. 皮带输送机因运送该货物而多消耗的能量为585J 5. 2023年5月17日10时49分，由航天科技集团五院抓总研制的第五十六颗北斗导航卫星搭乘长征三号乙运载火箭，在西昌卫星发射中心成功发射。该卫星属地球静止轨道卫星，是我国北斗三号工程的首颗备份卫星。则第五十六颗北斗导航卫星的（　　） A. 运行速度大于 B. 重力加速度小于 C. 运行周期大于 D. 运行角速度小于地球自转角速度 6. 如图所示，倾角为30°、足够长的光滑斜面固定在水平地面上，轻弹簧的一端固定在斜面的底端，另一端与放在斜面上的物体B连接。放在斜面上的物体A、B紧靠在一起但不粘连，两物体的质量均为1kg，初始时，物体A与物体B静止在斜面上。现用平行于斜面向上的外力F作用在物体A上，使物体A沿斜面向上做匀加速运动，0.2s后F为恒力。已知弹簧的劲度系数为100N/m，弹簧始终处于弹性限度内，弹簧的弹性势能表达式：（其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），取重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 外力F的最大值为20N B. 外力F的最小值为10N C. 时，物体A的速度为 D. 整个过程中弹簧可以恢复到原长 7. 如图所示，竖直平面内固定两根足够长细杆L1、L2，两杆不接触，但两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b球套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为l的刚性轻杆L连接，将a球从图示位置（轻杆与L2杆夹角为45°）由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（ 　　） A. a球和b球所组成的系统机械能不守恒 B. b球的速度为零时，a球的加速度大小为零 C. 刚性轻杆L竖直时，b球有最大速度为 D. 刚性轻杆L水平时，a球有最大速度 二、多选题（每小题5分，共15分） 8. 一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高．质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力大小为2mg，重力加速度大小为g，正确的有（ ） A. 质点在Q点速度大小为 B. 质点在Q点速度大小为 C. 质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为 D. 质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为 9. 如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B分别固定一质量为m、的小球，杆可绕光滑的轴O转动，将杆从水平位置由静止释放。重力加速度大小为g，两球均视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 当杆转到竖直位置时，两球的速度大小相等 B. 当杆转到竖直位置时，B球速度大小为 C. 杆在转动的过程中，A球的机械能守恒 D. 杆从水平位置转到竖直位置的过程中，杆对B球做的功为 10. 如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆、，两杆不接触，但两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆上，b球套在水平杆上，a、b通过铰链用长度为l的刚性轻杆L连接，将a球从图示位置（轻杆与杆夹角为）由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（ ） A. a球和b球所组成的系统机械能守恒 B. 轻杆始终对b做正功 C. 刚性轻杆L第一次水平时，a球的速度为 D. b球的最大速度为 三、实验题（每题8分，共16分） 11. (1)小潘同学用如图所示的实验装置，通过改变橡皮筋条数改变做功倍数来完成课本中功与速度变化关系的实验，该实验除了图甲中已有的器材外，下列选项中还必须用到的有_________。 A．天平B．刻度尺C．学生电源D．弹簧测力计 (2)小潘在完成上述功与速度变化的关系实验中_____（填“需要”或“不需要”）平衡小车受到的阻力。 (3)小潘同学某次实验中得到如图乙所示一段纸带（图中两计数点间有四个点未画出），交流电的频率为50Hz，根据得到的纸带，D点位置刻度尺的读数为 ______，根据纸带的特点你认为小潘同学可能正在做下列哪个实验______。 A．探究小车速度随时间变化规律B．探究功与速度变化的关系 12. 某小组根据机械能守恒定律测当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。框架上装有可上下移动的光电门，框架水平部分用电磁铁吸住一个小球，框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，小球的球心所在高度恰好与刻度尺零刻度线水平对齐，且小球的球心与光电门的中心在同一竖直线上。实验步骤如下： ①用游标卡尺测出小球直径d如图乙所示： ②测出光电门中心到零刻度线的竖直距离h： ③小球由静止释放经过光电门时，测出其经过光电门的时间 ④多次改变光电门的位置重复步骤②③，得到多组对应的h和数据； ⑤在坐标系中得到如图丙所示的图像，图线的斜率为k。 请回答下列问题： （1）在整个实验过程中，下列措施必要的是___________。（本实验中空气阻力很小，可忽略不计） A.用天平测出小球的质量 B.应选用直径大一些的铁球 C.应选用直径小一些的铁球 （2）图乙中小球的直径d=___________cm。 （3）由实验获得的图像可知，该地的重力加速度大小g=___________（用相关量的符号表示），该测量值___________（填“大于”“等于”或“小于”）该地重力加速度的真实值。 四、解答题（第13题12分，第14题13分，第15题16分） 13. 如图所示，倾角为的斜面底端B平滑连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道，质量m=0.50kg的小物块，从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数=0.25，求：(sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2) （1）物块滑到斜面底端B时的速度大小． （2）物块沿圆轨道运动到最高点A后在空中做平抛运动落在OB水平面上，已知平抛运动水平位移为1.8m，求物块运动至A点时对圆轨道的压力大小。 14. 2023年10月7日，在杭州亚运会女子排球决赛中，中国队以3比0战胜日本队，获得冠军。某次排球比赛时的场地如图所示，排球场的场地长，排球网处于场地中线位置，排球网上边缘离水平地面的高度。距离中线位置处的进攻线将左、右两个场区分为前场区和后场区。处于进攻线中点A处的运动员将排球从离水平地面高处正对着球网平面水平击出，取重力加速度大小，不计空气阻力。 （1）要确保排球不触网，求排球被水平击出的最小速度； （2）要确保排球不出界，求排球落到水平地面的最大速度。 15. 如图所示“S”字形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连结而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切。弹射装置将一个小球（可视为质点）从a点水平弹射向b点（圆弧轨道最低点）并进入轨道，经过轨道后从p点水平抛出。已知小物体与地面ab段间的动摩擦因数，不计其它机械能损失，ab段长，圆的半径，小物体质量，轨道质量为，，求： (1)若，小物体经过轨道的最低点b时管道对小物体作用力的大小； (2)若，小物体从p点抛出后的水平射程； (3)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当至少为多大时，可出现轨道对地面的瞬时压力为零。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 会宁一中2024-2025学年高一下期末模拟 物理试题 一、单选题（每小题4分，共28分） 1. 如图所示为四分之一圆柱体的竖直截面，半径为R，在B点正上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，与的夹角为53°，（，），则C点到B点的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设小球平抛运动的初速度为，将小球在D点的速度沿竖直方向和水平方向分解，则有 解得： 小球平抛运动的水平位移： ，， 设平抛运动的竖直位移为y， 解得： ， 则 故选B。 2. 嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.67×10-11N・m2/kg2地球质量m=6.0×1024kg，月球质量m2=7.3×1022kg，月地距离r1=3.8×105km，月球半径r2=1.7×103km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200km处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（　　） A. 16m/s B. 1.1×102m/s C. 1.6×103m/s D. 1.4×104m/s 【答案】C 【解析】 【详解】根据 可得 故选C。 3. 如图所示，A为一足够长的固定斜面，物块B由静止释放后能沿斜面匀加速下滑，现使物块B在t=0时由静止释放，并同时受到一随时间变化规律为F=kt的垂直于斜面的作用力，x、v、f和E分别表示物块位移、速度、所受的摩擦力和机械能，下列图像中可能正确的是（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于F随时间均匀增大，物块沿斜面下滑过程中，物块对斜面的压力均匀增大，物块所受的滑动摩擦力均匀增大，所以物块所受的合力先沿斜面向下均匀减小，然后沿斜面向上均匀增大，物块停止运动前，物块先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故A错误，B正确； C．时刻所受的摩擦力不为零，故C错误； D．物块沿斜面下滑过程中，滑动摩擦力一直做负功，物块机械能减小，但滑动摩擦力大小在随时间变化，物体速度大小也在随时间变化，所以滑动摩擦力所做的功并非随时间均匀增大，物块的机械能也并非随时间均匀减小，故D错误。 故选B。 4. 如图甲为皮带输送机简化模型图，皮带输送机倾角，顺时针匀速转动，在输送带下端A点无初速放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（　　） A. 货物与输送带间的动摩擦因数为0.825 B. 输送带A、B两端点间的距离为8m C. 货物从下端A点运动到上端B点的时间为9s D. 皮带输送机因运送该货物而多消耗的能量为585J 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，货物从开始运动到与传送带相对静止可知 对货物有 解得 故A项错误； B．由图像可知，物块沿传送带向上运动0.5m后与传送带相对静止，此后物块的动能不变，重力势能增加，有 解得 则传送带两端点之间的距离为 故B项错误； C．加速阶段的加速度大小为a，有 加速阶段时间为，有 传送带速度为 设匀速阶段时间为，有 所以总时间为 故C项正确； D．由能量守恒，其多消耗的能量为 解得 故D项错误。 故选C。 5. 2023年5月17日10时49分，由航天科技集团五院抓总研制的第五十六颗北斗导航卫星搭乘长征三号乙运载火箭，在西昌卫星发射中心成功发射。该卫星属地球静止轨道卫星，是我国北斗三号工程的首颗备份卫星。则第五十六颗北斗导航卫星的（　　） A. 运行速度大于 B. 重力加速度小于 C. 运行周期大于 D. 运行角速度小于地球自转角速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．是卫星绕地球表面运行的速度，根据 解得 可知，由于，所以第五十六颗北斗导航卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．根据 ， 可知，由于，所以 即第五十六颗北斗导航卫星的重力加速度小于，故B正确； CD．由第五十六颗北斗导航卫星属地球静止轨道卫星可知，该卫星是静止卫星，周期为，角速度等于地球自转角速度，故CD错误。 故选B。 6. 如图所示，倾角为30°、足够长的光滑斜面固定在水平地面上，轻弹簧的一端固定在斜面的底端，另一端与放在斜面上的物体B连接。放在斜面上的物体A、B紧靠在一起但不粘连，两物体的质量均为1kg，初始时，物体A与物体B静止在斜面上。现用平行于斜面向上的外力F作用在物体A上，使物体A沿斜面向上做匀加速运动，0.2s后F为恒力。已知弹簧的劲度系数为100N/m，弹簧始终处于弹性限度内，弹簧的弹性势能表达式：（其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），取重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 外力F的最大值为20N B. 外力F的最小值为10N C. 时，物体A的速度为 D. 整个过程中弹簧可以恢复到原长 【答案】C 【解析】 【详解】AB．依题意，A、B两物体静止在斜面上时，有 0.2s时二者之间作用力为零，可得 由匀加速直线运动公式，可知 解得 ， 施加外力瞬间，F为最小值，可得 两物体分离前瞬间，F为最大值，可得 解得 故AB错误； C．时，物体A、B具有相同的速度 故C正确； D．二者分离后，若弹簧恢复到原长时，设其速度为，由功能关系可得 解得 可知整个过程中弹簧不可以恢复到原长。故D错误。 故选C。 7. 如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2，两杆不接触，但两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b球套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为l的刚性轻杆L连接，将a球从图示位置（轻杆与L2杆夹角为45°）由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（ 　　） A. a球和b球所组成的系统机械能不守恒 B. b球的速度为零时，a球的加速度大小为零 C. 刚性轻杆L竖直时，b球有最大速度为 D. 刚性轻杆L水平时，a球有最大速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．a球和b球所组成的系统在运动过程中只有重力做功，则该系统机械能守恒，给A错误； B．b球的速度为零时，即是a球下落至最低点时，此时a球只受重力，则可知其加速度此时为，故B错误； C．当杆L和平行，成竖直状态，a球运动到最下方，b球运动到与的交点位置时，b球的速度达到最大值，此时由运动的关联可知a球的速度为零，则由机械能守恒有 解得 故C正确； D．当a球运动到杆与的交点位置时，此时杆与杆平行，由运动的关联可知，此时b球的速度为零，由系统机械能守恒可得 解得 而此时a球具有向下的加速度，显然a球此时的速度不是最大值，a球将继续向下运动到加速度为零时速度才会达到最大值，故D错误。 故选C。 二、多选题（每小题5分，共15分） 8. 一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高．质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力大小为2mg，重力加速度大小为g，正确的有（ ） A. 质点在Q点速度大小为 B. 质点在Q点速度大小为 C. 质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为 D. 质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．质点经过点时，由重力和轨道支持力提供向心力，由牛顿第二定律得 根据题意有 可得 故A错误，B正确； CD．质点自滑到的过程中，由动能定理得 得克服摩擦力所做的功为 故C正确，D错误； 故选BC。 9. 如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B分别固定一质量为m、的小球，杆可绕光滑的轴O转动，将杆从水平位置由静止释放。重力加速度大小为g，两球均视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 当杆转到竖直位置时，两球的速度大小相等 B. 当杆转到竖直位置时，B球的速度大小为 C. 杆在转动的过程中，A球的机械能守恒 D. 杆从水平位置转到竖直位置的过程中，杆对B球做的功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．两球属于同轴转动，角速度相等，根据 由于两球圆周运动的半径不同，可知，当杆转到竖直位置时，两球的速度大小不相等，A错误； B．在杆转到竖直位置过程有 此时B球的速度大小 解得 B正确； D．杆从水平位置转到竖直位置的过程中，令杆对B球做的功为W，则有 解得 D正确； C．根据上述，杆对B做正功，则球B的机械能增大，由于A、B构成的系统只有重力势能与动能的转化，即A、B构成的系统机械能守恒，可知A球的机械能减小，即杆在转动的过程中，A球的机械能不守恒，C错误。 故选BD。 10. 如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆、，两杆不接触，但两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆上，b球套在水平杆上，a、b通过铰链用长度为l的刚性轻杆L连接，将a球从图示位置（轻杆与杆夹角为）由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（ ） A. a球和b球所组成的系统机械能守恒 B. 轻杆始终对b做正功 C. 刚性轻杆L第一次水平时，a球的速度为 D. b球的最大速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．a球和b球组成的系统没有外力做功，只有a球和b球的动能和重力势能相互转换，因此a球和b球所组成的系统机械能守恒，A正确； B．将a球由静止释放后，在此后的运动过程中，当a球达到L2所在平面时，b球达到最远处，则b球经过先加速后减速的过程，所以轻杆不是始终对b做正功，B错误； C．刚性轻杆L第一次水平时，由运动的关联可知此时b球的速度为零，由系统机械能守恒有 解得 C错误； D．当杆L和杆L1第一次平行时，a球运动到最下方，b球运动到L1和L2交点位置，b球的速度达到最大，此时a球的速度为0，由系统机械能守恒有 解得 D正确。 故选AD。 三、实验题（每题8分，共16分） 11. (1)小潘同学用如图所示的实验装置，通过改变橡皮筋条数改变做功倍数来完成课本中功与速度变化关系的实验，该实验除了图甲中已有的器材外，下列选项中还必须用到的有_________。 A．天平B．刻度尺C．学生电源D．弹簧测力计 (2)小潘在完成上述功与速度变化的关系实验中_____（填“需要”或“不需要”）平衡小车受到的阻力。 (3)小潘同学某次实验中得到如图乙所示的一段纸带（图中两计数点间有四个点未画出），交流电的频率为50Hz，根据得到的纸带，D点位置刻度尺的读数为 ______，根据纸带的特点你认为小潘同学可能正在做下列哪个实验______。 A．探究小车速度随时间变化规律B．探究功与速度变化的关系 【答案】 ①. B ②. 需要 ③. 5.92（5.90---5.95） ④. A 【解析】 【详解】(1)[1]探究“做功与物体速度变化的关系”实验，需要对打点计时器打出的纸带进行分析，所以需要刻度尺，故选B。 (2)[2]探究“做功与物体速度变化的关系”实验，让小车的速度增加仅仅是橡皮筋做功的结果，所以必须平衡摩擦力。 (3)[3]如图，刻度尺最小刻度0.1cm所以估读后得读数5.92cm； [4]根据纸带打出的点的分布情况可判断，纸带中的点与点间的距离越来越大，则速度变大，为加速运动，所以小潘同学可能正在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验，故选A。 12. 某小组根据机械能守恒定律测当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。框架上装有可上下移动的光电门，框架水平部分用电磁铁吸住一个小球，框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，小球的球心所在高度恰好与刻度尺零刻度线水平对齐，且小球的球心与光电门的中心在同一竖直线上。实验步骤如下： ①用游标卡尺测出小球的直径d如图乙所示： ②测出光电门中心到零刻度线的竖直距离h： ③小球由静止释放经过光电门时，测出其经过光电门的时间 ④多次改变光电门的位置重复步骤②③，得到多组对应的h和数据； ⑤在坐标系中得到如图丙所示的图像，图线的斜率为k。 请回答下列问题： （1）在整个实验过程中，下列措施必要的是___________。（本实验中空气阻力很小，可忽略不计） A.用天平测出小球的质量 B.应选用直径大一些的铁球 C.应选用直径小一些的铁球 （2）图乙中小球的直径d=___________cm。 （3）由实验获得的图像可知，该地的重力加速度大小g=___________（用相关量的符号表示），该测量值___________（填“大于”“等于”或“小于”）该地重力加速度的真实值。 【答案】 ①. C ②. 1.115 ③. ④. 小于 【解析】 【详解】（1）[1]BC．为记录小球通过光电门中心时的速度，光电门记录了小球通过的遮光时间，小球的直径越小，所用时间越短，可以用该段时间内的平均速度代替瞬时速度，所以小球应选用直径小的铁球，B错误，C正确； A．因为根据机械能守恒 故 不需要测量小球质量，A错误 故选C。 （2）[2]游标卡尺主尺的读数为11 mm，游标尺的最小分度值为0.05 mm，读数为3×0.05 mm=0.15 mm，则小球的直径为d=11 mm + 0.15 mm=11.15 mm=1.115 cm。 （3）[3]因通过光电门的速度 根据机械能守恒定律 有 故图像的斜率 解得 [4]从实验的步骤和原理看，小球通过光电门中心的速度v应该是球心通过光电门中心时的速度，而测量时用的是内的平均速度（即时间中点的速度），因时间中点的速度小于其对应的位移中点的速度，也就是测量中使用的速度v偏小，根据，可知g的测量值小于真实值。 四、解答题（第13题12分，第14题13分，第15题16分） 13. 如图所示，倾角为的斜面底端B平滑连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道，质量m=0.50kg的小物块，从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数=0.25，求：(sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2) （1）物块滑到斜面底端B时的速度大小． （2）物块沿圆轨道运动到最高点A后在空中做平抛运动落在OB水平面上，已知平抛运动水平位移为1.8m，求物块运动至A点时对圆轨道的压力大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）物块沿斜面匀加速下滑，设加速度大小为a，则由牛顿第二定律得 又因为 可解得物块到B的速度大小 （2）设物块在A点的速度为vA，由平抛运动知识可得 ， 可求得 在A点，设物块受轨道压力为N，则有 求得 由牛顿第三定律得，物块在A点对轨道的压力大小为20.3N 14. 2023年10月7日，在杭州亚运会女子排球决赛中，中国队以3比0战胜日本队，获得冠军。某次排球比赛时的场地如图所示，排球场的场地长，排球网处于场地中线位置，排球网上边缘离水平地面的高度。距离中线位置处的进攻线将左、右两个场区分为前场区和后场区。处于进攻线中点A处的运动员将排球从离水平地面高处正对着球网平面水平击出，取重力加速度大小，不计空气阻力。 （1）要确保排球不触网，求排球被水平击出的最小速度； （2）要确保排球不出界，求排球落到水平地面的最大速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）要确保排球不触网，排球刚好从排球网上边缘经过时，排球被水平击出的速度最小，根据平抛运动规律有 解得 水平方向有 解得排球被水平击出的最小速度为 （2）要确保排球不出界，当排球刚好落在左侧边界时，排球落到水平地面的速度最大，则有 解得 则落地时的竖直分速度为 落地时的水平分速度为 则排球落到水平地面最大速度为 15. 如图所示的“S”字形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连结而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切。弹射装置将一个小球（可视为质点）从a点水平弹射向b点（圆弧轨道最低点）并进入轨道，经过轨道后从p点水平抛出。已知小物体与地面ab段间的动摩擦因数，不计其它机械能损失，ab段长，圆的半径，小物体质量，轨道质量为，，求： (1)若，小物体经过轨道的最低点b时管道对小物体作用力的大小； (2)若，小物体从p点抛出后的水平射程； (3)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当至少为多大时，可出现轨道对地面的瞬时压力为零。 【答案】(1)2.1N；(2)；(3)5m/s 【解析】 【详解】(1)从a到b由动能定理 解得 在b点时 解得 Nb=2.1N (2)设小物体运动到p点的速度大小为vp，对小物体由a点运动到p点过程运用动能定理得 小物体自p点做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为s，则 4R＝gt2 s=vt 联立代入数据解得 (3) 分析可知，要使小球以最小速度运动，且轨道对地面的压力为零，则小球应该在“S”形道中间位置． 根据牛顿第二定律得 F′=Mg 根据动能定理得 解得 v0min=5m/s． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$