精品解析：四川省泸州市2024-2025学年高一下学期期末统一考试物理试卷

泸州市高2024级高一学年末统一考试 物理 物理分为第一部分（选择题）和第二部分（非选择题）两部分，第一部分1至2页，第二部分3至4页，共100分。时间为75分钟。 考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试题卷上无效。考试结束后，将答题卡交回，试题卷自留。 预祝各位考生考试顺利！ 第一部分 选择题（共46分） 注意事项： 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题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. 在花式篮球表演赛中，某运动员使篮球在其指尖上绕竖直直径匀速转动，a、b是篮球表面上的两个点，如图所示。比较a、b两点的运动，下列判断正确的是（　　） A. a点转动的周期较大 B. a点转动的线速度较大 C. a点转动的角速度较小 D. a点转动的向心加速度较小 2. 山区公路旁常设有如图所示的“注意落石”警示标志，提醒驾驶员不要停车逗留，应尽快驶离危险区域。假设一质量为2kg的石块从距公路5m高的山崖掉落到公路上，在此过程中重力做功和重力势能变化情况正确的是（　　）（重力加速度g取） A. 重力做功，重力势能增加100J B 重力做功，重力势能减少100J C. 重力做功100J，重力势能增加100J D. 重力做功100J，重力势能减少100J 3. 我国新能源汽车产业已成为全球引领者，销量连续10年稳居世界第一。一辆总质量的新能源汽车在水平直公路上以的速度匀速行驶，其所受阻力，重力加速度。此时汽车牵引力的功率为（　　） A. 6.67×102 W B. 6×103W C. 6×104W D. 2.16×105W 4. 在干燥的冬季，小华和小桐玩静电游戏。两人背对背快速摩擦毛衣后，小华指尖带的电荷，小桐指尖带的电荷。他们两指尖从相距3cm处（可视为点电荷）慢慢靠近，接触瞬间产生“触电”感觉。静电力常量为，下列说法中正确的是（　　） A. 相距3cm时，两指尖间的库仑力大小为1.8×10-2 N；“触电”时小华得到电子 B. 相距3cm时，两指尖间库仑力大小为1.8×10-2 N；“触电”时小桐得到电子 C. 相距3cm时，两指尖间的库仑力大小为1.8×10-4 N；“触电”时小华得到电子 D. 相距3cm时，两指尖间的库仑力大小为1.8×10-4 N；“触电”时小桐得到电子 5. 中国空间站作为太空家园，承载着人类探索宇宙的伟大梦想。将空间站视为在距离地球表面高度为h的圆轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为M、半径为R，万有引力常量为G，空间站质量为m。下列关于空间站在轨道上运行时各物理量的表达式，正确的是（　　） A. 线速度 B. 周期 C. 所受地球的万有引力 D. 向心加速度 6. 有一种单手抓石子游戏是这样玩的：将石子竖直上抛后，快速抓起地面上另一颗石子，并在抛出点接住下落的石子。某次游戏中使用的石子质量为0.02kg，石子在空中运动的速度—时间图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取。下列判断正确的是（　　） A. 0∼0.2s内，石子上升的高度为0.4m B. 0.2s∼0.4s内，重力对石子做功的平均功率为0.4W C. 0∼0.4s内，石子所受重力冲量大小为0.08N⋅s D. 0~0.4s内，石子的动量变化量为零 7. 小锋寒假和家人一起去体验了滑雪运动，在春期开学后的学习中，他将滑雪时的情境抽象为图甲、图乙两种情况来思考。图甲中P、Q两物块靠在一起，图乙中物块P放在物块Q上面，P、Q两物块的接触面水平。两图中的斜面均光滑，P、Q物块均相对静止。则在下滑过程中，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两图中P物块的机械能均保持不变 B. 甲、乙两图中P物块对Q物块的作用力均不为零 C. 图甲中Q物块对P物块做负功，P物块的机械能减少 D. 图乙中摩擦力对P物块做正功，P物块的机械能增加 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 在万有引力定律得出的过程中，物理学家进行了著名的“月—地”检测。已知月心到地心的距离r、月球的公转周期T，地球的半径R、质量M，地球表面的重力加速度g，地面上物体所受重力，地球吸引月球的力。下列关于“月—地”检测的说法中正确的是（　　） A. “月—地”检测的目的是验证、是同一性质的力 B. “月—地”检测的目的是测定万有引力常量G C. 用r、R、M和g正确推导就能完成“月—地”检测 D. 用r、R、T和g正确推导就能完成“月—地”检测 9. 如图所示，a、b、c、d、e、f为真空中边长为L的正六边形的六个顶点，O为正六边形的中心。在a、c、e三点分别固定一个电荷量q、q、（）的点电荷，静电力常量为k，则（　　） A. O点场强为零 B. O点场强大小 C. b点场强方向沿方向 D. b点场强方向沿方向 10. 如图所示，快递公司用长为L的倾斜传送带将物件从底端运送到顶端。已知该传送带始终以恒定速率v顺时针运行，物件以某一初速度从底端向上滑动，物件与传送带间的动摩擦因数恒定，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，选底端所在水平面为零势能面。下列四图中可能正确反映该过程物件的机械能随位移变化规律的是（　　） A. B. C. D. 第二部分 非选择题（共54分） 注意事项： 必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某学习小组为“探究平抛运动规律”，分别做了如图甲、乙两个实验，请根据实验回答下列问题。 （1）丹丹同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹片，弹片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到______；改变装置离地面的高度或改变______，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 （2）明明同学采用如图乙所示的装置探究平抛运动在水平方向的运动特点。同一竖直面内有两个相同的弧形轨道C、D，C末端切线水平，D末端与光滑水平面相切，C可上下移动；轨道上端分别装有电磁铁吸住相同的小铁球P、Q，切断电源，两小铁球同时由静止沿轨道下滑。可观察到的实验现象是_____；改变弧形轨道C在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。 12. 某学习小组采用如图甲所示实验装置“验证动量守恒定律”。轨道上的小车a右端连接穿过打点计时器的纸带，轻推一下小车a使之运动，在与静止的小车b碰撞前已达匀速，碰后两车粘在一起继续匀速运动。 （1）图乙是正确操作后得到的一条纸带，计算小车a碰前的速度应选用纸带上的_____段（选填“BC”或“AC”）。已测得小车a的质量m1=0.30kg，小车b的质量为m2=0.20kg，交流电源的频率为50Hz。由以上测量数据可得碰撞前系统总动量大小等于______kg·m/s，碰撞后系统总动量大小等于_____kg·m/s。由以上计算结果即可验证碰撞前后系统动量守恒。（结果保留两位小数） （2）若打点计时器的实际工作频率低于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，你认为对得出“系统动量守恒”这一实验结论______（选填“有”或“无”）影响。 13. 如图所示，水平转盘的中间固定一竖直细杆，细杆的顶端连接一长度为l不可伸长的细线，细线的另一端连接一质量为m的小球。整个装置从静止开始加速到某一转速后保持匀速转动，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。不计空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）匀速转动后细线对小球拉力的大小； （2）从开始加速到匀速转动的过程，重力对小球所做的功； （3）从开始加速到匀速转动的过程，细线对小球所做的功。 14. 如图所示，小叶同学对着竖直墙壁练习足球射门。某次练习中，他将可视为质点足球从水平地面上的A点踢出，经垂直击中墙上的B点，反弹后落回地面时速度与水平地面的夹角。已知A点到墙壁的水平距离，足球质量、与墙壁碰撞时间。不考虑足球转动和空气阻力，重力加速度，。求： （1）B点离地面的高度h； （2）足球与墙壁碰撞过程中损失的机械能； （3）碰撞过程中墙壁对足球的平均作用力的大小。 15. 如图所示，两个可视为质点的小物块a、b用轻质细线连接，置于光滑水平面AD上，中间夹着被压缩的轻弹簧。弹簧原长L0=0.6m、压缩后长度L1=0.3m，与两物块均不连接。固定在竖直平面内的光滑圆轨道在B点与水平面平滑连接。已知两物块质量分别为ma=0.1kg、mb=0.2kg，轨道半径R=0.4m，初始时物块b与B点相距x1=0.4m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。 （1）若固定物块a，烧断细线后物块b恰好能通过轨道最高点C，求弹簧压缩后具有的弹性势能Ep； （2）若不固定物块a，烧断细线后，请通过计算判断物块b是否会脱离圆轨道； （3）若不固定物块a，求烧断细线后弹簧刚恢复原长时，物块b离B点的距离x2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 泸州市高2024级高一学年末统一考试 物理 物理分为第一部分（选择题）和第二部分（非选择题）两部分，第一部分1至2页，第二部分3至4页，共100分。时间为75分钟。 考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试题卷上无效。考试结束后，将答题卡交回，试题卷自留。 预祝各位考生考试顺利！ 第一部分 选择题（共46分） 注意事项： 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题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. 在花式篮球表演赛中，某运动员使篮球在其指尖上绕竖直直径匀速转动，a、b是篮球表面上的两个点，如图所示。比较a、b两点的运动，下列判断正确的是（　　） A. a点转动的周期较大 B. a点转动的线速度较大 C. a点转动的角速度较小 D. a点转动的向心加速度较小 【答案】B 【解析】 【详解】a、b两点同轴转动，所以a、b两点的周期相等，角速度相等，根据， 由于，可知a点转动的线速度较大，a点转动的向心加速度较大。 故选B。 2. 山区公路旁常设有如图所示的“注意落石”警示标志，提醒驾驶员不要停车逗留，应尽快驶离危险区域。假设一质量为2kg的石块从距公路5m高的山崖掉落到公路上，在此过程中重力做功和重力势能变化情况正确的是（　　）（重力加速度g取） A. 重力做功，重力势能增加100J B. 重力做功，重力势能减少100J C. 重力做功100J，重力势能增加100J D. 重力做功100J，重力势能减少100J 【答案】D 【解析】 【详解】一质量为2kg的石块从距公路5m高的山崖掉落到公路上，在此过程中重力做功为 根据 可知该过程重力势能减少100J。 故选D。 3. 我国新能源汽车产业已成为全球引领者，销量连续10年稳居世界第一。一辆总质量的新能源汽车在水平直公路上以的速度匀速行驶，其所受阻力，重力加速度。此时汽车牵引力的功率为（　　） A. 6.67×102 W B. 6×103W C. 6×104W D. 2.16×105W 【答案】C 【解析】 【详解】汽车牵引力的功率为 其中 解得 故选C。 4. 在干燥的冬季，小华和小桐玩静电游戏。两人背对背快速摩擦毛衣后，小华指尖带的电荷，小桐指尖带的电荷。他们两指尖从相距3cm处（可视为点电荷）慢慢靠近，接触瞬间产生“触电”感觉。静电力常量为，下列说法中正确的是（　　） A. 相距3cm时，两指尖间库仑力大小为1.8×10-2 N；“触电”时小华得到电子 B. 相距3cm时，两指尖间的库仑力大小为1.8×10-2 N；“触电”时小桐得到电子 C. 相距3cm时，两指尖间的库仑力大小为1.8×10-4 N；“触电”时小华得到电子 D. 相距3cm时，两指尖间的库仑力大小为1.8×10-4 N；“触电”时小桐得到电子 【答案】A 【解析】 【详解】两指尖间的库仑力大小为 小华指尖带正电荷，“触电”时得到电子。 故选A 5. 中国空间站作为太空家园，承载着人类探索宇宙的伟大梦想。将空间站视为在距离地球表面高度为h的圆轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为M、半径为R，万有引力常量为G，空间站质量为m。下列关于空间站在轨道上运行时各物理量的表达式，正确的是（　　） A. 线速度 B. 周期 C. 所受地球的万有引力 D. 向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可得线速度。故A错误； B．由可得周期。故B正确； C．由万有引力公式可得卫星所受地球万有引力。故C错误； D．由可得向心加速度。故D错误。 故选B。 6. 有一种单手抓石子游戏是这样玩的：将石子竖直上抛后，快速抓起地面上另一颗石子，并在抛出点接住下落的石子。某次游戏中使用的石子质量为0.02kg，石子在空中运动的速度—时间图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取。下列判断正确的是（　　） A. 0∼0.2s内，石子上升的高度为0.4m B. 0.2s∼0.4s内，重力对石子做功的平均功率为0.4W C. 0∼0.4s内，石子所受重力的冲量大小为0.08N⋅s D. 0~0.4s内，石子的动量变化量为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，0∼0.2s内，石子上升的高度为，故A错误； B．0.2s∼0.4s内，根据对称性可知，石子下落的高度为，则重力做功为 0.2s∼0.4s内，重力对石子做功的平均功率为，故B错误； CD．0∼0.4s内，石子所受重力的冲量大小为 根据动量定理可知，0~0.4s内，石子的动量变化量为 方向竖直向下；故C正确，D错误。 故选C。 7. 小锋寒假和家人一起去体验了滑雪运动，在春期开学后的学习中，他将滑雪时的情境抽象为图甲、图乙两种情况来思考。图甲中P、Q两物块靠在一起，图乙中物块P放在物块Q上面，P、Q两物块的接触面水平。两图中的斜面均光滑，P、Q物块均相对静止。则在下滑过程中，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两图中P物块的机械能均保持不变 B. 甲、乙两图中P物块对Q物块的作用力均不为零 C. 图甲中Q物块对P物块做负功，P物块的机械能减少 D. 图乙中摩擦力对P物块做正功，P物块的机械能增加 【答案】A 【解析】 【详解】两图中的斜面均光滑，甲图中，以P、Q为整体，可得加速度为 方向沿斜面向下；以P为对象，P受到的合力为 可知P、Q之间的作用力为零，所以P物块只有重力做功，P物块机械能守恒； 乙图中，以P、Q为整体，可得加速度为 方向沿斜面向下；以P为对象，P受到的合力为 可知Q对P的支持力竖直向上，Q对P的摩擦力水平向右，Q对P的作用力（支持力和摩擦力的合力）垂直斜面向上，大小为 可知Q对P的作用力做功为0（Q对P的摩擦力做正功，Q对P的支持力做负功），所以P物块只有重力做功，P物块机械能守恒。 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 在万有引力定律得出的过程中，物理学家进行了著名的“月—地”检测。已知月心到地心的距离r、月球的公转周期T，地球的半径R、质量M，地球表面的重力加速度g，地面上物体所受重力，地球吸引月球的力。下列关于“月—地”检测的说法中正确的是（　　） A. “月—地”检测的目的是验证、是同一性质的力 B. “月—地”检测的目的是测定万有引力常量G C. 用r、R、M和g正确推导就能完成“月—地”检测 D. 用r、R、T和g正确推导就能完成“月—地”检测 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．“月—地”检测的目的是验证地球对月球的引力与地球对地面物体的引力是否为‌同一种性质的力‌，并验证这种力是否遵循‌平方反比规律‌。故A正确，B错误； CD．对月球 对地面上的物体 若计算得到就可以完成“月—地”检测。因此需要用到的物理量是r、R、T和g。故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，a、b、c、d、e、f为真空中边长为L的正六边形的六个顶点，O为正六边形的中心。在a、c、e三点分别固定一个电荷量q、q、（）的点电荷，静电力常量为k，则（　　） A. O点场强零 B. O点场强大小为 C. b点场强方向沿方向 D. b点场强方向沿方向 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据场强叠加原则可知，a、c两点处的电荷量在O点产生的合场强大小为 方向由O点指向e点；则O点场强大小为 方向沿方向，故A错误，B正确； CD．根据场强叠加原则可知，a、c两点处的电荷量b点产生的合场强大小为 方向由O点指向b点；则b点场强大小为 方向沿方向，故C错误，D正确。 故选BD 10. 如图所示，快递公司用长为L的倾斜传送带将物件从底端运送到顶端。已知该传送带始终以恒定速率v顺时针运行，物件以某一初速度从底端向上滑动，物件与传送带间的动摩擦因数恒定，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，选底端所在水平面为零势能面。下列四图中可能正确反映该过程物件的机械能随位移变化规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】ACD．由题可知倾斜传送带要将物件从底端运送到顶端。设传送带与水平方向的夹角为，若，刚开始时有，物件向上加速运动，滑动摩擦力做正功，机械能增大；当达到共速之后，物件继续向上运动，此时物件相对于传送带静止，此时，静摩擦力做正功，机械能也在增大，但，因此机械能增大的趋势减慢，图像斜率变小，但不为0。若，物件相对于传送带静止，向上运动，此时，静摩擦力保持不变，一直做正功，机械能在增大，图像斜率保持不变。故AD错误，C正确； B．若，刚开始时物件受到向下的滑动摩擦力作用，向上减速运动，滑动摩擦力做负功，机械能减小；当达到共速之后，物件受到静摩擦力作用，静摩擦力做正功，机械能增大，可能存在滑动摩擦力等于静摩擦力，故B正确。 故选BC。 第二部分 非选择题（共54分） 注意事项： 必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某学习小组为“探究平抛运动规律”，分别做了如图甲、乙两个实验，请根据实验回答下列问题。 （1）丹丹同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹片，弹片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到______；改变装置离地面的高度或改变______，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 （2）明明同学采用如图乙所示的装置探究平抛运动在水平方向的运动特点。同一竖直面内有两个相同的弧形轨道C、D，C末端切线水平，D末端与光滑水平面相切，C可上下移动；轨道上端分别装有电磁铁吸住相同的小铁球P、Q，切断电源，两小铁球同时由静止沿轨道下滑。可观察到的实验现象是_____；改变弧形轨道C在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。 【答案】（1） ①. 两球同时落地 ②. 小球击打弹片的力度 （2） ①. 两球相碰 ②. 平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动 【解析】 【小问1详解】 [1]用小锤击打弹片，弹片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地； [2]改变装置离地面的高度或改变小球击打弹片的力度，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 【小问2详解】 [1]两小铁球同时由静止沿轨道下滑。可观察到的实验现象是两球相碰； [2]改变弧形轨道C在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 12. 某学习小组采用如图甲所示实验装置“验证动量守恒定律”。轨道上的小车a右端连接穿过打点计时器的纸带，轻推一下小车a使之运动，在与静止的小车b碰撞前已达匀速，碰后两车粘在一起继续匀速运动。 （1）图乙是正确操作后得到的一条纸带，计算小车a碰前的速度应选用纸带上的_____段（选填“BC”或“AC”）。已测得小车a的质量m1=0.30kg，小车b的质量为m2=0.20kg，交流电源的频率为50Hz。由以上测量数据可得碰撞前系统总动量大小等于______kg·m/s，碰撞后系统总动量大小等于_____kg·m/s。由以上计算结果即可验证碰撞前后系统动量守恒。（结果保留两位小数） （2）若打点计时器的实际工作频率低于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，你认为对得出“系统动量守恒”这一实验结论______（选填“有”或“无”）影响。 【答案】（1） ①. BC ②. 0.52 ③. 0.51 （2）无 【解析】 【小问1详解】 [1]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度； [2]由于交流电频率为50Hz，所以纸带上相邻两点间时间间隔为 所以碰撞前小车a的速度大小为 碰前系统的总动量为 [3]由于碰撞过程是一个变速运动的过程，而a和b碰后共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度，则碰后的速度大小为 所以碰后的总动量为 【小问2详解】 根据以上分析可知，若碰撞过程中系统动量守恒，则 即 由此可知，打点计时器的打点时间间隔T不影响实验结果，打点计时器的实际工作频率低于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，对实验没有影响。 13. 如图所示，水平转盘的中间固定一竖直细杆，细杆的顶端连接一长度为l不可伸长的细线，细线的另一端连接一质量为m的小球。整个装置从静止开始加速到某一转速后保持匀速转动，此时细线与竖直方向的夹角θ=37°。不计空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）匀速转动后细线对小球拉力的大小； （2）从开始加速到匀速转动的过程，重力对小球所做的功； （3）从开始加速到匀速转动的过程，细线对小球所做的功。 【答案】（1） （2）-0.2mgl （3）0.425mgl 【解析】 【小问1详解】 细线对小球拉力大小为 【小问2详解】 从开始加速到匀速转动的过程，重力对小球所做的功为 【小问3详解】 当小球匀速转动时有 根据动能定理可得 联立可得 14. 如图所示，小叶同学对着竖直墙壁练习足球射门。某次练习中，他将可视为质点的足球从水平地面上的A点踢出，经垂直击中墙上的B点，反弹后落回地面时速度与水平地面的夹角。已知A点到墙壁的水平距离，足球质量、与墙壁碰撞时间。不考虑足球转动和空气阻力，重力加速度，。求： （1）B点离地面的高度h； （2）足球与墙壁碰撞过程中损失的机械能； （3）碰撞过程中墙壁对足球的平均作用力的大小。 【答案】（1）1.8m （2）7.2J （3）720N 【解析】 【小问1详解】 足球从水平地面上的A点踢出，经垂直击中墙上的B点，逆过程为平抛运动，则有m 【小问2详解】 水平方向有 碰后落地时有 足球与墙壁碰撞过程中损失的机械能为 代入数据解得J 【小问3详解】 根据动量定理有 代入数据解得N 15. 如图所示，两个可视为质点的小物块a、b用轻质细线连接，置于光滑水平面AD上，中间夹着被压缩的轻弹簧。弹簧原长L0=0.6m、压缩后长度L1=0.3m，与两物块均不连接。固定在竖直平面内的光滑圆轨道在B点与水平面平滑连接。已知两物块质量分别为ma=0.1kg、mb=0.2kg，轨道半径R=0.4m，初始时物块b与B点相距x1=0.4m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。 （1）若固定物块a，烧断细线后物块b恰好能通过轨道最高点C，求弹簧压缩后具有的弹性势能Ep； （2）若不固定物块a，烧断细线后，请通过计算判断物块b是否会脱离圆轨道； （3）若不固定物块a，求烧断细线后弹簧刚恢复原长时，物块b离B点的距离x2。 【答案】（1）2J （2）不会 （3）0.3m 【解析】 【小问1详解】 物块b恰好能通过轨道最高点C，有 根据能量守恒定律可得 联立解得 【小问2详解】 若不固定物块a，烧断细线后，根据动量守恒定律可得， 联立解得 物块b冲上圆轨道有 解得 说明物块b不会脱离圆轨道； 【小问3详解】 若不固定物块a，弹簧弹开两物块的过程满足动量守恒，即 则，， 联立解得 物块b离B点的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$