精品解析：安徽省蚌埠市五河县高级中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题

五河县高级中学2024~2025学年第二学期高一年级第四次月考 物理试题 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第二册。 一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 做圆周运动的物体会有向心加速度，关于向心加速度，下列说法正确的是（ ） A. 向心加速度的方向可能与速度方向成任意角度 B. 向心加速度可能改变速度的大小 C. 做圆周运动的物体角速度恒定时，向心加速度恒定 D. 向心加速度是用来描述物体速度方向变化快慢的 2. 如图所示为某建筑工地的塔式吊车，横梁能绕轴上的O点在水平面内转动，已知A、B两点到轴O的距离之比为4∶1．则下列说法正确的是（ ） A. 在任意相等的时间内，A、B两点转过的角度相等 B. 在任意相等的时间内，A、B两点通过的弧长相等 C. A、B两点的向心加速度之比为16∶1 D. A、B两点的周期之比为4∶1 3. 如图所示，一轻质弹簧竖直固定于地面上，铁质小球自弹簧正上方由静止下落，小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧的形变始终在弹性限度内），下列说法正确的是（　　） A. 小球的速度一直减小 B. 小球的机械能守恒 C. 重力对小球做正功，小球的重力势能在减小 D. 弹簧的弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能在减小 4. 我国北斗导航系统由55颗卫星组网运行，其中如图所示的三颗卫星分别是地球同步静止轨道卫星甲、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星乙、轨道较低一些的中轨道卫星丙，它们均为圆轨道卫星，下列关于三颗卫星说法正确的是 （ ） A. 卫星丙运行速度最大 B. 卫星丙运行速度可能大于7.9km/s C. 卫星甲与卫星乙一定具有相同的动能 D. 地面上的观察者看到卫星甲、乙都是静止不动的 5. 如图所示，木星是太阳系内质量和体积最大的行星，木星绕太阳沿椭圆轨道运动，P点为近日点，Q点为远日点，P点到太阳的距离为PQ距离的四分之一，M、N为轨道短轴的两个端点，木星运行的周期为T，若只考虑木星和太阳之间的引力作用，下列说法正确的是（　　） A. 木星从P到Q的加速度越来越小 B. 木星与太阳连线和地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等 C. 若木星的轨道长轴是地球轨道长轴的4倍，则木星绕太阳一圈的周期为4年 D. 木星经过P点的速度小于经过Q点的速度 6. 如图所示，在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下，钢球沿桌面飞出后均做平抛运动，最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动，变化的物理量是（　　） A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度 C. 重力的平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率 7. 四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（ ） A. B. C. D. 8. 质量m=2kg的物体静止放在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，物体在如图甲所示的水平拉力作用下运动，拉力F随运动位移x的变化关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 物体开始运动时的加速度为10m/s2 B. 水平拉力做功为200J C. 物体运动的总位移为20m D. 物体运动中速度最大为8m/s 9. 一个物体在几个外力的作用下沿平直的轨道做匀速直线运动，某时刻在物体上再施加一恒力。则下列说法正确的是（　　） A. 物体仍做匀速直线运动 B. 物体一定做匀变速运动 C. 物体的速度一定增大 D. 物体的速度可能先减小后增大 10. 如图所示，工厂用电动机带动传送带运输货物，传送带倾角，长，以的速率顺时针匀速转动、质量的物品无初速度地放在传送带底端，物品与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，物品从放上传送带底端到离开传送带过程中说法正确的是（ ） A. 物品受摩擦力做功等于动能增加量 B. 物品受摩擦力做功等于机械能增加量 C. 物品离开传送带时动能为 D. 电动机带动传送带传送物品多消耗的电能为 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。回答下列问题． （1）以下操作中没有必要或者操作不当的步骤是_______（选填选项前的字母）。 A. 一定要用天平测出重物的质量 B. 先释放纸带，后接通电源 C. 在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离 （2）从误差因素分析，实验得到的重物重力势能减少量应_______（选填“大于”“小于”或“等于”）重物动能增加量． （3）在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示．把打下的第一个点记作O，后五个点依次记为1、2、3、4、5，已知打点计时器打点周期T＝0.02s，重物下落的加速度大小为a＝_______m/s2。 （4）若当地重力加速度大小，重物的质量为0.5kg，从开始下落到打下第4个标记点时，重物的机械能损失为_______J。（结果保留两位有效数字） 12. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，小明用如图甲所示的装置进行实验，物块放在平台卡槽内，调节平台转速，使物块能以不同的角速度做匀速圆周运动，光电计时器可以记录转动时间。 （1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制_______保持不变，某次匀速转动时小明用计时器测量转动n圈的总时间为t，则物块转动角速度ω为_______。 （2）小明按不同的转速多次测量，以力传感器读数F为纵坐标，以角速度的平方为横坐标通过描点法作出如图乙所示图像，图线与坐标轴交点坐标已标明，物块运动中受摩擦力为_______N，用天平测得物块质量为2kg，物块做圆周运动的半径为_______m。 三、计算题（本题共3小题，共计42分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，地球自转的角速度为ω，忽略地球自转对表面重力加速度大小的影响，引力常数为G，求： （1）地球的质量； （2）地球的同步通信卫星距地面的高度。 14. 如图甲所示，一辆质量的小汽车在水平路面上由静止开始沿直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动。汽车的v-t图像如图乙所示，图像在0~5s内是直线，5~25s内是曲线，内是平行与t轴的直线，汽车受到地面的阻力为车重力的0.1倍，取重力加速度，求： （1）汽车在前5s内的牵引力大小； （2）汽车运动速度的最大值； （3）汽车在加速过程中的总位移大小。 15. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，轨道的下端与水平面相切于点，点右侧距离处有一弹性竖直挡板，物块与弹性挡板相碰后会以原速率反弹。圆弧轨道右上方有一个光滑的平台，一轻质弹簧的右端固定在平台右侧的竖直挡板上，平台左端A点与圆弧轨道顶端点的高度差，用外力使质量的小物块（可视为质点）压缩弹簧处于静止状态，撤去外力，小物块从平台左端A点飞出恰好从点沿圆弧轨道切线方向进入轨道，小物块与水平面间的动摩擦因数。取（，）。求： （1）外力撤去前，弹簧的弹性势能； （2）小物块第一次经过点时受到的支持力大小； （3）小物块最终静止时的位置距弹性挡板的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 五河县高级中学2024~2025学年第二学期高一年级第四次月考 物理试题 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第二册。 一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 做圆周运动的物体会有向心加速度，关于向心加速度，下列说法正确的是（ ） A. 向心加速度的方向可能与速度方向成任意角度 B. 向心加速度可能改变速度的大小 C. 做圆周运动的物体角速度恒定时，向心加速度恒定 D. 向心加速度是用来描述物体速度方向变化快慢的 【答案】D 【解析】 【详解】A．向心加速度的方向沿半径指向圆心，线速度方向则沿圆周的切线方向，所以向心加速度的方向始终与线速度方向垂直，A错误； BD．向心加速度只能改变速度的方向，并不改变速度的大小，用来描述物体速度方向变化的快慢，B错误，D正确； C．做圆周运动物体的角速度恒定时，由知半径改变，则向心加速度大小改变，且向心加速度方向一直改变，C错误。 故选D。 2. 如图所示为某建筑工地的塔式吊车，横梁能绕轴上的O点在水平面内转动，已知A、B两点到轴O的距离之比为4∶1．则下列说法正确的是（ ） A. 在任意相等的时间内，A、B两点转过的角度相等 B. 在任意相等的时间内，A、B两点通过的弧长相等 C. A、B两点的向心加速度之比为16∶1 D. A、B两点的周期之比为4∶1 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，A、B两点属于同轴模型，转动过程中具有相同的角速度，由公式 可知，任意相等的时间内A、B两点转过的角度相等，故A正确； B．由公式 可知线速度与半径成正比，即A、B两点的线速度之比为，由公式 可知任意相等时间内通过的弧长之比一定为，故B错误； C．由于角速度相等，由公式 可知，A、B两点的向心加速度之比为，故C错误； D．由于A、B两点的角速度相等，由公式 可知A、B两点的转动周期相等，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，一轻质弹簧竖直固定于地面上，铁质小球自弹簧正上方由静止下落，小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧的形变始终在弹性限度内），下列说法正确的是（　　） A. 小球的速度一直减小 B. 小球的机械能守恒 C. 重力对小球做正功，小球的重力势能在减小 D. 弹簧的弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能在减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球与弹簧接触后，刚开始重力大于弹力，合力向下，小球加速运动；当重力等于弹力时，加速度为零，速度最大；再向下运动时，弹力大于重力，加速度方向向上，速度减小，故A错误； BD．弹簧对小球的弹力向上，小球向下运动，弹力做负功，弹簧的弹性势能增大，小球的机械能减小，弹簧与小球系统机械能守恒，故BD错误； C．小球向下运动，重力对小球做正功，小球的重力势能减小，故C正确。 故选C。 4. 我国北斗导航系统由55颗卫星组网运行，其中如图所示的三颗卫星分别是地球同步静止轨道卫星甲、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星乙、轨道较低一些的中轨道卫星丙，它们均为圆轨道卫星，下列关于三颗卫星说法正确的是 （ ） A. 卫星丙运行速度最大 B. 卫星丙运行速度可能大于7.9km/s C. 卫星甲与卫星乙一定具有相同的动能 D. 地面上的观察者看到卫星甲、乙都是静止不动的 【答案】A 【解析】 【详解】A．设地球质量为，质量为的卫星绕地球做半径为、线速度大小为的匀速圆周运动，由引力提供向心力 解得 卫星丙运行半径最小，线速度最大，故A正确； B．地球半径为，卫星距地面高度为，卫星绕地球运行半径 卫星运行速度 近地卫星，时速度最大 故卫星运行速度一定小于，故B错误； C．由开普勒第三定律 可知，卫星甲、乙周期与地球自转周期相同，则卫星绕地球运行半径相同，运行速度大小相等，但卫星质量可能不同，由动能 可知，卫星甲与卫星乙的动能可能不同，故C错误； D．乙是倾斜地球同步轨道卫星，地面上的观察者看到卫星乙在运动，看到卫星甲是静止不动的，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，木星是太阳系内质量和体积最大的行星，木星绕太阳沿椭圆轨道运动，P点为近日点，Q点为远日点，P点到太阳的距离为PQ距离的四分之一，M、N为轨道短轴的两个端点，木星运行的周期为T，若只考虑木星和太阳之间的引力作用，下列说法正确的是（　　） A. 木星从P到Q的加速度越来越小 B. 木星与太阳连线和地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等 C. 若木星的轨道长轴是地球轨道长轴的4倍，则木星绕太阳一圈的周期为4年 D. 木星经过P点的速度小于经过Q点的速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律可知从近日点到远日点，万有引力变小，结合牛顿第二定律可知加速度变小，A正确； B．开普勒第二定律只适用于同一个天体，B错误； C．根据开普勒第三定律得 木星绕太阳一圈的周期，C错误； D．由开普勒第二定律可知，木星经过P点的速度大于经过Q点的速度，D错误； 故选A。 6. 如图所示，在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下，钢球沿桌面飞出后均做平抛运动，最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动，变化的物理量是（　　） A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度 C. 重力的平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可得 两次平抛运动的下落高度相同，由 解得 可知两次平抛运动的时间相同，速度的变化率也相同，故A错误； B．依题意，两次平抛运动的初速度不同，下落高度相同，有 解得 根据 可知两次平抛运动，落地时瞬时速度不相同，故B正确； C．由 可知两次平抛运动重力的平均功率相同，故C错误； D．根据 可知两次平抛运动，落地时重力的瞬时功率相同，故D错误。 故选B。 7. 四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】圆盘上B点的线速度大小，如图所示 当OB垂直于AB时，由速度的合成与分解有，解得。 故选D。 8. 质量m=2kg的物体静止放在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，物体在如图甲所示的水平拉力作用下运动，拉力F随运动位移x的变化关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 物体开始运动时的加速度为10m/s2 B. 水平拉力做功为200J C. 物体运动的总位移为20m D. 物体运动中速度最大为8m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律，解得加速度，A错误； B．拉力做功等于图像与x坐标包围的面积，，B错误； C．由动能定理，解得，C错误； D．由乙图，当时物体速度最大，此时拉力等于4N 在运动8m的位移内拉力做功 由动能定理 解得物体的速度最大值，D正确。 故选D。 9. 一个物体在几个外力的作用下沿平直的轨道做匀速直线运动，某时刻在物体上再施加一恒力。则下列说法正确的是（　　） A. 物体仍做匀速直线运动 B. 物体一定做匀变速运动 C. 物体的速度一定增大 D. 物体的速度可能先减小后增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物体原来做匀速直线运动，则物体的合力为零，若在物体上再施加一个恒力，则物体的合力一定不等于零，则物体不可能做匀速直线运动，故A错误； B．在物体上施加恒力后，物体的合力为定值，根据，则物体的加速度恒定，所以物体一定做匀变速运动，故B正确； C．只有当施加的外力与物体运动方向的夹角为锐角时，即加速度的方向与速度方向的夹角为锐角，物体做加速运动，其速度增大；若夹角为钝角，则物体做减速运动，其速度减小，故C错误； D．当施加的外力与物体运动方向的夹角为钝角时，由上述分析可知，其物体做减速运动若减速时间足够长，物体的速度减为零后将反向增加，所以物体的速度可能先减小后增大，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，工厂用电动机带动传送带运输货物，传送带倾角，长，以的速率顺时针匀速转动、质量的物品无初速度地放在传送带底端，物品与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，物品从放上传送带底端到离开传送带过程中说法正确的是（ ） A. 物品受摩擦力做功等于动能增加量 B. 物品受摩擦力做功等于机械能增加量 C. 物品离开传送带时动能为 D. 电动机带动传送带传送物品多消耗的电能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物品无初速放在传送带底端，由于传送带顺时针匀速转动，物品受到沿传送带向上的摩擦力，先做匀加速直线运动。对物品受力分析，由牛顿第二定律得 其中 代入数值解得 物品加速到与传送带共速时所需时间 这段时间内物品的位移 说明物品一直做匀加速直线运动直至离开传送带。 根据动能定理，合外力做的功等于动能的增加量，物品受到重力、摩擦力、支持力，其中支持力不做功，重力和摩擦力做功的代数和等于物品动能的增量，故A错误； B．由功能关系可知，除重力以外的力做的功等于物品机械能的增量，即摩擦力做的功等于物品机械能的增量，故B正确； C．因 所以物品离开传送带时动能为，故C错误； D．电动机带动传送带传送物品多消耗的电能为物品机械能的增加量与两者因相对滑动产生的内能之和。 物品机械能的增加量 设物品离开传送带所用时间为，由 解得 此过程中传送带的位移 两者的相对位移为 则产生的内能 所以，故D正确。 故选BD。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。回答下列问题． （1）以下操作中没有必要或者操作不当的步骤是_______（选填选项前的字母）。 A. 一定要用天平测出重物的质量 B. 先释放纸带，后接通电源 C. 在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离 （2）从误差因素分析，实验得到的重物重力势能减少量应_______（选填“大于”“小于”或“等于”）重物动能增加量． （3）在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示．把打下的第一个点记作O，后五个点依次记为1、2、3、4、5，已知打点计时器打点周期T＝0.02s，重物下落的加速度大小为a＝_______m/s2。 （4）若当地重力加速度大小，重物的质量为0.5kg，从开始下落到打下第4个标记点时，重物的机械能损失为_______J。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）AB （2）大于 （3）9.75 （4）0.010 【解析】 【小问1详解】 没必要测量重物的质量，因为在验证的表达式 中两边可以消掉质量；实验中应该先接通电源，然后释放纸带。 故选AB。 【小问2详解】 由于阻力影响，重物重力势能减少量应大于动能增加量。 【小问3详解】 打点周期为 根据逐差法，利用纸带求解加速度 【小问4详解】 重物做匀加速直线运动，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第4个标记点的瞬时速度为 下落过程中动能增加量为 重力势能减少量为 则机械能损失为 12. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，小明用如图甲所示的装置进行实验，物块放在平台卡槽内，调节平台转速，使物块能以不同的角速度做匀速圆周运动，光电计时器可以记录转动时间。 （1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制_______保持不变，某次匀速转动时小明用计时器测量转动n圈的总时间为t，则物块转动角速度ω为_______。 （2）小明按不同的转速多次测量，以力传感器读数F为纵坐标，以角速度的平方为横坐标通过描点法作出如图乙所示图像，图线与坐标轴交点坐标已标明，物块运动中受摩擦力为_______N，用天平测得物块质量为2kg，物块做圆周运动的半径为_______m。 【答案】（1） ①. 质量和半径 ②. （2） ①. 4 ②. 0.5 【解析】 【小问1详解】 [1]由向心力公式，由控制变量法可知探究向心力与角速度的关系时，应保持质量和半径不变； [2]转动周期 转动角速度 【小问2详解】 [1][2]由于存在摩擦力的作用，物块受拉力和摩擦力作用，向心力 细绳拉力即传感器示数 图线与纵坐标的交点即摩擦力，物块运动中受摩擦力为f=4N 斜率 解得 三、计算题（本题共3小题，共计42分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，地球自转的角速度为ω，忽略地球自转对表面重力加速度大小的影响，引力常数为G，求： （1）地球的质量； （2）地球的同步通信卫星距地面的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 地球表面物体受地球引力可以分解为重力和物体随地球自转的向心力，忽略地球自转对表面的重力加速度大小的影响时，地球表面物体受重力等于地球引力，设地球的质量为M，物体的质量为m，由 解得地球的质量 【小问2详解】 同步卫星绕地球运行周期和角速度与地球自转相同，同步卫星角速度为ω，设同步卫星的质量为m0，距地面高度为h，由 解得同步卫星距地面高度 14. 如图甲所示，一辆质量的小汽车在水平路面上由静止开始沿直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动。汽车的v-t图像如图乙所示，图像在0~5s内是直线，5~25s内是曲线，内是平行与t轴的直线，汽车受到地面的阻力为车重力的0.1倍，取重力加速度，求： （1）汽车在前5s内的牵引力大小； （2）汽车运动速度的最大值； （3）汽车在加速过程中的总位移大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由v-t图像可知前5s内汽车做匀加速直线运动，加速度为 由题意得 由牛顿第二定律得 代入数据解得 【小问2详解】 汽车5s时功率达到额定功率 额定功率 由v-t图像可知25s时刻汽车的速度达到最大值，此时牵引力等于阻力，则 【小问3详解】 前5s内汽车位移 由v-t图像可知汽车在至做加速度减小的加速运动 时速度，时速度，加速时间 由动能定理 解得 汽车在加速过程中的总位移 15. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，轨道的下端与水平面相切于点，点右侧距离处有一弹性竖直挡板，物块与弹性挡板相碰后会以原速率反弹。圆弧轨道右上方有一个光滑的平台，一轻质弹簧的右端固定在平台右侧的竖直挡板上，平台左端A点与圆弧轨道顶端点的高度差，用外力使质量的小物块（可视为质点）压缩弹簧处于静止状态，撤去外力，小物块从平台左端A点飞出恰好从点沿圆弧轨道切线方向进入轨道，小物块与水平面间的动摩擦因数。取（，）。求： （1）外力撤去前，弹簧的弹性势能； （2）小物块第一次经过点时受到的支持力大小； （3）小物块最终静止时的位置距弹性挡板的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块从点飞出做平抛运动，竖直方向做自由落体运动,由 解得 则 小物块从点沿圆弧轨道切线方向进入轨道，速度方向与竖直方向成 由 解得 小物块被弹簧弹开过程中，弹性势能转化为小物块的动能,由能量守恒可知，弹簧的弹性势能 【小问2详解】 物块经点速度 从到由动能定理有 解得 对点受力分析，由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 设小物块第一次反弹后未脱离圆弧，上升高度为，小物块从点到圆弧最高点 由动能定理有 解得 小物块第一次反弹后上升高度小于圆弧半径，则小物块没有脱离圆弧轨道最终停止在水平面上,设小物块在水平面上滑行路程为，小物块从第一次经点到停止 由动能定理有 解得 即小物块第一次反弹回到点后从圆弧返回向右运动了后停止运动，此时距弹性挡板 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $