内容正文:
2024—2025学年第二学期高一期末调研考试
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. 某实验小组用如图所示的简易装置来研究曲线运动轨迹。将小球从桌边水平向右抛出,小球运动的过程中,有水平向右的恒定风力作用在小球上,则小球的运动轨迹可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
2. “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图所示,球面上P点到转轴的距离为10cm,Q点到转轴的距离为8cm,则P、Q两点做圆周运动的( )
A. 角速度之比是5:4 B. 线速度之比是4:5
C. 周期之比是4:5 D. 向心加速度之比是5:4
3. 对以下几个物理问题,分析或解释正确的是( )
A. 跳远运动员落在沙坑里比落在水泥地上更安全,是因为沙坑延长了作用时间从而减小了冲击力
B. 接篮球时手臂顺势回收是为了增加手对篮球的冲量
C. 汽车碰撞时安全气囊的作用是减少碰撞过程中人体受到的冲量
D. 蹦极运动中弹性绳的主要作用是快速改变运动员的动量
4. 地面上固定一倾角为37°的斜面,从斜面上某点A水平抛出可视为质点的小球,初速度大小为2m/s,小球落在斜面上B点(未画出)。已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小球从A到B所用时间为0.2s
B. 0.1s时小球的速度大小为3m/s
C. A、B间的距离为0.75m
D. 落到斜面时,小球的速度与水平方向夹角为74°
5. 我国“风云五号”气象卫星因轨道调整进入临时椭圆轨道,其近地点距地面约300公里,远地点距地面约3.6万公里(与地球同步卫星轨道高度相同)。对“风云五号”卫星在椭圆轨道上的运动,下列说法正确的是( )
A. 从近地点往远地点运动过程中卫星的机械能增大
B. 卫星在近地点加速度大于远地点加速度
C. 卫星在远地点的速率跟同步卫星的速率相同
D. 卫星在椭圆轨道上的运动周期大于同步卫星的周期
6. 总质量为2000kg的某小型货车由静止开始做直线运动,其受到的牵引力F随时间t变化的关系如图所示。已知t=6s时功率达到额定值之后货车的功率保持不变,25s后牵引力F不再变化。设整个运动过程中货车受到的阻力不变,下列判断正确的是( )
A. 25s后货车做匀速运动 B. 0–6s时间内货车加速度大小为3m/s2
C. 货车的额定功率为36kw D. 25s内牵引力做功为1.8×106J
7. 如图所示,质量为m=0.2kg的物块(可视为质点)放置在水平转盘上,通过长为L=20cm的细线连接在转盘的竖直中心转轴上,细线刚好伸直且与竖直方向的夹角α=60°,物块与转盘之间的动摩擦因数μ=0.2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。转盘由静止开始缓慢加速转动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 细线上的拉力先增大后减小
B. 转盘角速度达时,物块恰好与转盘分离
C. 转盘角速度达后,物块对转盘的压力开始减小
D. 转盘角速度达时,细线的拉力为12N
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,有一半径为R的均匀球体,球心为,质量为,在其内挖去一个半径为的小球,形成球形腔的球心为,将小球移出至图示位置与大球相切,小球球心为,图中O₁、O₂、O₃共线,下列说法正确的是( )
A. 剩余部分对小球O₃的引力大小为
B. 剩余部分对小球O₃的引力大小为
C. 若在O₂空腔内均匀填充密度为原来3倍的物质,则新球体对小球O₃的引力大小为
D. 若在O₂空腔内均匀填充密度为原来3倍的物质,则新球体对小球O₃的引力大小为
9. 2025年4月24日17时17分,长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞,将神舟二十号载人飞船成功送入预定轨道。长征二号F运载火箭飞行时,设在极短时间Δt内喷射燃气的质量是Δm,喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u,喷出燃气后火箭的质量是m,下列说法正确的是( )
A. 火箭加速的原因:燃气推动周围空气,空气的反作用力推动火箭
B. 喷出燃气后,火箭的动量改变量大小为Δmu
C. 喷出燃气时,火箭受到的推力为
D. u越大, 越大,火箭增加的速度Δv就越大
10. 如图所示,质量均为m的物体A、B通过一轻质弹簧相连,物体A放在水平地面上,物体B通过细绳绕过轻质定滑轮与质量为4m的物体C相连,物体C放在固定的光滑斜面上。用手托住物体C,使滑轮左边细绳刚好伸直并保持竖直,右边细绳与斜面平行。释放C后它沿斜面下滑,当A刚离开地面时,B恰好获得最大速度。已知弹簧劲度系数为k,细绳与滑轮之间的摩擦不计。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 斜面倾角为30°
B. 斜面倾角为37°
C. 从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离为
D. 物体B的最大速度
三、非选择题:共54分。
11. 图甲所示的装置可以用来探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系。挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1:2:1,变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动。
(1)该实验主要用到的物理学研究方法是____________。
(2)在探究向心力大小F与质量m的关系时,应把传动皮带调至第__________层塔轮(选填“一”、“二”或“三”),质量不同的两小球应放置于__________两位置(选填“A”、“B”、 “C”)。
(3)在探究向心力大小F与半径r的关系时,应把传动皮带调至第__________层塔轮(选填“一”、“二”或“三”),质量相同的两小球应放置于__________两位置(选填“A”、“B”、 “C”)。
12. 实验小组利用如图所示装置,进行“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)下图为实验所得的一条纸带,在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C,测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h₁、h₂、h₃。已知打点计时器的打点周期为T,当地重力加速度为g。则打B点时,重锤下落的速度大小为____,从O点到B点下落的过程中,若满足关系式__________,则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。(结果用h₁、h₂、h₃,g,T表示)
(2)下列关于实验操作和数据处理的说法正确的是 。
A. 实验中必须测量重物的质量
B. 接通电源前,应提住纸带上端使纸带竖直
C. 实验中应先接通打点计时器的电源,再释放重物
D. 纸带上某点的速度可由公式 计算
13. 2026年我国嫦娥七号探测器将进入环月圆形轨道,开展月球南极水冰资源勘查任务。已知月球半径为R,嫦娥七号对月球的最大观测角为θ,如图所示,在轨运行周期为T,万有引力常量为G。求:
(1)月球的质量;
(2)月球表面重力加速度大小。
14. 如图所示,质量M=2kg的小车静止在光滑水平面上,一质量m=4kg的滑块(可视为质点),v0=6m/s的速度从左端滑上小车,滑块与小车之间的动摩擦因数μ=0.5,当滑块和小车第一次相对静止时,小车与竖直墙壁刚好发生弹性碰撞,碰撞时间极短。系统运动过程中滑块始终都不会和墙壁相碰,g=10m/s2,求:
(1)初始时,小车右端与竖直墙壁之间的距离;
(2)从初始时刻至滑块与小车第二次共速所用的时间;
(3)小车至少多长。
15. 如图所示,半圆形光滑固定轨道与光滑水平面平滑连接,C为半圆轨道最高点,D点与圆心O等高,BC为竖直直径。质量为m的小物块在水平恒力F作用下,从水平轨道上的P点,由静止开始运动,到B点时撤去外力F,小物块沿半圆轨道运动到C点时对轨道的压力大小为 mg。已知半圆轨道半径为R,PB=3R,重力加速度为g,不计小物块体积。
(1)求F的大小;
(2)小物块在D处时对轨道压力的大小;
(3)若将半圆形轨道上部的圆弧CD部分截去,且F一直作用在小物块上,其他条件不变,小物体从P点由静止开始运动到其轨迹最高点的过程中,求小物块机械能的增加量。
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2024—2025学年第二学期高一期末调研考试
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. 某实验小组用如图所示的简易装置来研究曲线运动轨迹。将小球从桌边水平向右抛出,小球运动的过程中,有水平向右的恒定风力作用在小球上,则小球的运动轨迹可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,小球受竖直向下的重力和水平向右的风力,则小球受到的合力斜向右下,根据合力指向轨迹的凹侧可知,C选项轨迹正确。
故选C。
2. “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图所示,球面上P点到转轴的距离为10cm,Q点到转轴的距离为8cm,则P、Q两点做圆周运动的( )
A. 角速度之比是5:4 B. 线速度之比是4:5
C. 周期之比是4:5 D. 向心加速度之比是5:4
【答案】D
【解析】
【详解】AC.同轴转动时,物体上各质点的角速度与周期均相等,可知,P、Q两点做圆周运动的角速度、周期之比均为1:1,故AC错误;
B.根据,
解得,故B错误;
D.根据,
解得,故D正确。
故选D。
3. 对以下几个物理问题,分析或解释正确的是( )
A. 跳远运动员落在沙坑里比落在水泥地上更安全,是因为沙坑延长了作用时间从而减小了冲击力
B. 接篮球时手臂顺势回收是为了增加手对篮球的冲量
C. 汽车碰撞时安全气囊的作用是减少碰撞过程中人体受到的冲量
D. 蹦极运动中弹性绳的主要作用是快速改变运动员的动量
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据FΔt=Δp可知,若动量变化Δp一定,Δt越大,则F越小,跳远运动员落在沙坑里的过程运动员动量变化量一定,但沙坑延长了作用时间,减小了合外力,从而减小了冲击力,故A正确;
B.接篮球时顺势回收是为了延长作用时间以减小冲击力,故B错误;
C.安全气囊通过延长碰撞时间减小冲击力,故C错误;
D.蹦极运动中弹性绳的主要作用是通过延长作用时间来减小冲击力,故D错误。
故选A。
4. 地面上固定一倾角为37°的斜面,从斜面上某点A水平抛出可视为质点的小球,初速度大小为2m/s,小球落在斜面上B点(未画出)。已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小球从A到B所用时间为0.2s
B. 0.1s时小球的速度大小为3m/s
C. A、B间的距离为0.75m
D. 落到斜面时,小球的速度与水平方向夹角为74°
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据,,
解得t=0.3s,选项A错误;
B.0.1s时小球的竖直速度
此时速度大小为,选项B错误;
C. A、B间的距离为,选项C正确;
D.落到斜面时,小球的速度与水平方向夹角正切
可知,选项D错误。
故选C。
5. 我国“风云五号”气象卫星因轨道调整进入临时椭圆轨道,其近地点距地面约300公里,远地点距地面约3.6万公里(与地球同步卫星轨道高度相同)。对“风云五号”卫星在椭圆轨道上的运动,下列说法正确的是( )
A. 从近地点往远地点运动过程中卫星的机械能增大
B. 卫星在近地点加速度大于远地点加速度
C. 卫星在远地点的速率跟同步卫星的速率相同
D. 卫星在椭圆轨道上的运动周期大于同步卫星的周期
【答案】B
【解析】
【详解】A.卫星在椭圆轨道运动时,只有万有引力做功,机械能守恒,故A错误;
B.由牛顿第二定律有
得
故卫星在近地点加速度大于远地点加速度,故B正确;
C.该椭圆轨道远地点的速率小于同高度圆轨道(同步卫星轨道)的速率,故C错误;
D.因该椭圆轨道的半长轴小于同步卫星轨道半径,由开普勒第三定律可知,卫星在椭圆轨道上的运动周期小于同步卫星的周期,故D错误。
故选B。
6. 总质量为2000kg的某小型货车由静止开始做直线运动,其受到的牵引力F随时间t变化的关系如图所示。已知t=6s时功率达到额定值之后货车的功率保持不变,25s后牵引力F不再变化。设整个运动过程中货车受到的阻力不变,下列判断正确的是( )
A. 25s后货车做匀速运动 B. 0–6s时间内货车加速度大小为3m/s2
C. 货车的额定功率为36kw D. 25s内牵引力做功为1.8×106J
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,货车在前6s内的牵引力不变,做匀加速直线运动,6~25s内货车的牵引力逐渐减小,根据牛顿第二定律可知车的加速度逐渐减小,做加速度减小的加速运动,加速度为零时车的速度达到最大值,25s以后做匀速直线运动,故A正确;
BC.25s以后做匀速直线运动,可知f=2000N,0–6s时间内货车加速度大小为
因t=6s时功率达到额定值可知,故BC错误;
D.0–6s时间牵引力做功
6−25s内牵引力做功
25s内牵引力做功为W=W1+W2=1.584×106J,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,质量为m=0.2kg的物块(可视为质点)放置在水平转盘上,通过长为L=20cm的细线连接在转盘的竖直中心转轴上,细线刚好伸直且与竖直方向的夹角α=60°,物块与转盘之间的动摩擦因数μ=0.2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。转盘由静止开始缓慢加速转动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 细线上的拉力先增大后减小
B. 转盘角速度达时,物块恰好与转盘分离
C. 转盘角速度达后,物块对转盘的压力开始减小
D. 转盘角速度达时,细线的拉力为12N
【答案】D
【解析】
【详解】A.转盘刚开始转动,细线未绷紧,细线上的拉力为零,随着转盘由静止开始缓慢地加速转动,当物块与转盘之间的静摩擦力达到最大。物块离开转盘前,拉力水平分力提供向心力
即
可知,细线上的拉力增大;物块离开转盘后,设细线与竖直方向的夹角为,则
即
所以,细线上的拉力继续增大,故A错误;
B.当物块与转盘间弹力为零时,在竖直方向
由A选项可知,水平方向
解得,故B错误;
C.开始时由静摩擦力提供向心力,当达到静摩擦力时,细线上开始有拉力,物块对转盘的压力开始减小,此时
解得,故C错误;
D.当,此时物块离开转盘,由A选项可知
解得,故D正确。
故选D。
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,有一半径为R的均匀球体,球心为,质量为,在其内挖去一个半径为的小球,形成球形腔的球心为,将小球移出至图示位置与大球相切,小球球心为,图中O₁、O₂、O₃共线,下列说法正确的是( )
A. 剩余部分对小球O₃的引力大小为
B. 剩余部分对小球O₃的引力大小为
C. 若在O₂空腔内均匀填充密度为原来3倍的物质,则新球体对小球O₃的引力大小为
D. 若在O₂空腔内均匀填充密度为原来3倍的物质,则新球体对小球O₃的引力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设挖去部分小球的质量为,则由
得
解得
假设将球形空腔填满恢复均匀球形,大球对小球O₃的引力大小为,则
填补的小球对小球O₃的引力大小为
所以剩余部分对小球O₃的引力大小为,故A正确,B错误;
CD.若在O₂空腔内均匀填充密度为原来3倍的物质,则填充部分的质量为
所以新填补的小球对小球O₃的引力大小为
则新球体对小球O₃的引力大小为,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 2025年4月24日17时17分,长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞,将神舟二十号载人飞船成功送入预定轨道。长征二号F运载火箭飞行时,设在极短时间Δt内喷射燃气的质量是Δm,喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u,喷出燃气后火箭的质量是m,下列说法正确的是( )
A. 火箭加速的原因:燃气推动周围空气,空气的反作用力推动火箭
B. 喷出燃气后,火箭的动量改变量大小为Δmu
C. 喷出燃气时,火箭受到的推力为
D. u越大, 越大,火箭增加的速度Δv就越大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.火箭加速的原因:火箭喷出燃气,燃气的反作用力推动火箭,故A错误;
B.喷出燃气前后,火箭和燃气动量守恒,火箭的动量改变量大小等于喷射燃气的动量改变量大小,故B正确;
C.根据动量定理
火箭受到的推力为,故C错误;
D.火箭和燃气动量守恒,可知
解得
可知u越大, 越大,火箭增加的速度Δv就越大,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,质量均为m的物体A、B通过一轻质弹簧相连,物体A放在水平地面上,物体B通过细绳绕过轻质定滑轮与质量为4m的物体C相连,物体C放在固定的光滑斜面上。用手托住物体C,使滑轮左边细绳刚好伸直并保持竖直,右边细绳与斜面平行。释放C后它沿斜面下滑,当A刚离开地面时,B恰好获得最大速度。已知弹簧劲度系数为k,细绳与滑轮之间的摩擦不计。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 斜面倾角为30°
B. 斜面倾角为37°
C. 从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离为
D. 物体B的最大速度
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.当A刚离开地面时,B恰好获得最大速度,则物体A、B均受力平衡,且A不受地面的支持力,绳子拉力为
对C,有,解得,故A正确,B错误;
C.初始时,弹簧压缩量为,物体A刚离开地面时,弹簧伸长量为
则物体C沿斜面下滑的距离为,故C正确;
D.从初始时到B恰好获得最大速度时,弹簧的弹性势能总体不变,由功能关系,有
解得,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:共54分。
11. 图甲所示的装置可以用来探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系。挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1:2:1,变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动。
(1)该实验主要用到的物理学研究方法是____________。
(2)在探究向心力大小F与质量m的关系时,应把传动皮带调至第__________层塔轮(选填“一”、“二”或“三”),质量不同的两小球应放置于__________两位置(选填“A”、“B”、 “C”)。
(3)在探究向心力大小F与半径r的关系时,应把传动皮带调至第__________层塔轮(选填“一”、“二”或“三”),质量相同的两小球应放置于__________两位置(选填“A”、“B”、 “C”)。
【答案】(1)控制变量法
(2) ①. 一 ②. AC
(3) ①. 一 ②. BC
【解析】
【小问1详解】
探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系,该实验主要用到的物理学研究方法是控制变量法。
【小问2详解】
[1][2]在探究向心力大小F与质量m的关系时,应控制两球的做圆周运动的角速度相等,做圆周运动半径相等,则应把传动皮带调至第一层塔轮,质量不同的两小球应放置于AC两位置
【小问3详解】
[1][2]在探究向心力大小F与半径r的关系时,应控制两球的做圆周运动的角速度相等,两球的质量相等,则应把传动皮带调至第一层塔轮,质量相同的两小球应放置于BC两位置。
12. 实验小组利用如图所示装置,进行“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)下图为实验所得的一条纸带,在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C,测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h₁、h₂、h₃。已知打点计时器的打点周期为T,当地重力加速度为g。则打B点时,重锤下落的速度大小为____,从O点到B点下落的过程中,若满足关系式__________,则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。(结果用h₁、h₂、h₃,g,T表示)
(2)下列关于实验操作和数据处理的说法正确的是 。
A. 实验中必须测量重物的质量
B. 接通电源前,应提住纸带上端使纸带竖直
C. 实验中应先接通打点计时器的电源,再释放重物
D. 纸带上某点的速度可由公式 计算
【答案】(1) ①. ②.
(2)BC
【解析】
【小问1详解】
[1]测出A、C之间的平均速度即为中间时刻B点时的速度,
[2]从O点到B点下落的过程中,由机械能守恒,有
代入,化简,得
【小问2详解】
A.质量在公式化简过程中被消去,则实验中不需要测量重物的质量,故A错误;
B.接通电源前,应提住纸带上端使纸带竖直,减小实验误差,故B正确;
C.实验中应先接通打点计时器的电源,打点稳定后,再释放重物,故C正确;
D.纸带上某点的速度只能由平均速度等于中间时刻的瞬时速度来算,不能用自由落体运动来算,否则验证机械能守恒没有意义,故D错误。
故选BC。
13. 2026年我国嫦娥七号探测器将进入环月圆形轨道,开展月球南极水冰资源勘查任务。已知月球半径为R,嫦娥七号对月球的最大观测角为θ,如图所示,在轨运行周期为T,万有引力常量为G。求:
(1)月球的质量;
(2)月球表面重力加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设嫦娥七号的轨道半径为,根据几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得月球的质量为
【小问2详解】
在月球表面有
可得月球表面重力加速度为
14. 如图所示,质量M=2kg的小车静止在光滑水平面上,一质量m=4kg的滑块(可视为质点),v0=6m/s的速度从左端滑上小车,滑块与小车之间的动摩擦因数μ=0.5,当滑块和小车第一次相对静止时,小车与竖直墙壁刚好发生弹性碰撞,碰撞时间极短。系统运动过程中滑块始终都不会和墙壁相碰,g=10m/s2,求:
(1)初始时,小车右端与竖直墙壁之间的距离;
(2)从初始时刻至滑块与小车第二次共速所用的时间;
(3)小车至少多长。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由总动量守恒,有
解得
对小车,有
解得
由
解得
【小问2详解】
从初始时刻至滑块与小车第一次共速,有
第一次碰撞后至滑块与小车第二次共速,有
解得
且,可解得
则
则联立,解得
【小问3详解】
由题可知,系统的初动能全部转化为热量,有
解得,车长至少
15. 如图所示,半圆形光滑固定轨道与光滑水平面平滑连接,C为半圆轨道最高点,D点与圆心O等高,BC为竖直直径。质量为m的小物块在水平恒力F作用下,从水平轨道上的P点,由静止开始运动,到B点时撤去外力F,小物块沿半圆轨道运动到C点时对轨道的压力大小为 mg。已知半圆轨道半径为R,PB=3R,重力加速度为g,不计小物块体积。
(1)求F的大小;
(2)小物块在D处时对轨道压力的大小;
(3)若将半圆形轨道上部的圆弧CD部分截去,且F一直作用在小物块上,其他条件不变,小物体从P点由静止开始运动到其轨迹最高点的过程中,求小物块机械能的增加量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在C点由牛顿第三定律,得
由牛顿第二定律,得
从P到C过程中,由动能定理,有
解得
【小问2详解】
由动能定理,有
在D点,有
解得
由牛顿第三定律,得对轨道压力的大小
【小问3详解】
从P到D过程中,由动能定理,有
D点后,在竖直方向,有
水平方向,有,则
且有
则机械能的增加量为
联立,解得
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