精品解析：贵州省贵阳市第一中学2025-2026学年高二上学期开学物理试题

贵阳市第一中学2025-2026学年高二上学期开学检测物理试卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1~8为单项选择题，9~12为多项选择题） 1. 2025年2月11日17时30分，卫星互联网低轨02组卫星成功发射。如图所示，、、、为卫星在轨道上运行时经过的四个位置，则经过的四个位置中速度最大的是（　　） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 2. 某质点在恒力F作用下，从A点沿图中曲线方向运动到B点。经过B点时，若力的方向突然变为与原来相反，则它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动（　　） A. 虚线a B. 虚线b C. 虚线c D. 虚线d 3. 如图所示，质量为m的小物体静止于长L的木板边缘，开始板水平放置，现使板绕其另一端O沿逆时针方向缓缓转过角，转动过程中，小物体始终相对木板静止，则这一过程中下列说法错误的是（　　） A. 板对物体的支持力不做功 B. 板对物体的摩擦力做功为0 C. 板对物体的支持力对物体做的功 D. 重力对物体做功为 4. 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴匀速转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣物上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的效果。下列说法正确的是　　（　　） A. 脱水过程中滚筒对衣物的压力充当向心力 B. 衣物在最高点A时脱水效果最好 C. 脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力始终充当动力 D. 当衣物在A点时，地面对洗衣机的支持力最小 5. 如图，北方的雪地转转游戏。人乘坐雪圈（人和雪圈总质量为50kg）绕轴以2rad/s的角速度在水平雪地上匀速转动。已知水平杆长为2m，离地高为2m，绳长为4m，且绳与水平杆垂直。则雪圈（含人）（ ） A. 所受的合外力为零 B. 圆周运动的半径为4m C. 线速度大小为4m/s D. 所受向心力大小为800N 6. 北京时间2019年4月20日22时41分，北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星顺利升空，该卫星轨道高度，轨道倾角，周期．地球同步（GEO）卫星轨道如图中所示，下列关于倾斜地球同步轨道（lGSO）卫星的说法正确的是（ ） A. 该卫星的运行轨道如图中所示 B. 该卫星绕地球飞行的速度大于 C. 该卫星与地球同步（GEO）卫星的轨道半径一定相同 D. 该卫星与地球同步（GEO）卫星受地球引力大小一定相等 7. 2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从t=0时刻由静止开始向上提升质量为m的物体，其a-t图像如图乙所示，t1时刻达到额定功率，t1~t2时间内起重机保持额定功率运动，重力加速度为g，不计其它阻力，下列说法正确的是（　　） A 0~t1时间内物体处于失重状态 B. t1~t2时间内物体做减速运动 C. 0~t1时间内重力对物体做功为 D. t1~t2时间内起重机额定功率为 8. 将弹簧的一端固定，从原长状态开始时弹簧的一端施加一个拉力，则弹簧伸长一段距离，在此过程中（　　） A. 拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增大 B. 拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能减小 C. 弹簧的弹力做正功，弹簧的弹性势能增大 D. 弹簧的弹力做负功，弹簧的弹性势能减小 9. 如图所示，竖直墙壁上M点到地面有Ⅰ、Ⅱ两条固定光滑轨道，从M点静止释放的物块分别沿不同轨道滑到地面，下列说法正确的是（　　） A. 物块落地时速度相同 B. 沿Ⅰ下滑重力做功等于沿Ⅱ下滑重力做功 C. 沿Ⅰ下滑重力的平均功率等于沿Ⅱ下滑重力的平均功率 D. 物块滑到地面时，沿Ⅰ下滑重力的瞬时功率大于沿Ⅱ下滑重力的瞬时功率 10. 如图所示，轻质细杆一端固定质量为m的小球，另一端可绕光滑的固定轴O在竖直平面内做半径为L的圆周运动，小球恰好能通过最高点A。B为圆心等高点，C为圆周最低点，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过A、B、C三点时机械能相等 B. 小球经过A、C两点时球对杆作用力的大小之比为 C. 小球经过B、C两点时小球动能之比为 D. 小球经过C时小球重力的瞬时功率为 11. 地球静止卫星离地心距离为r，运行速度为，加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为，地球半径为R，则以下正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，质量为m的小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为 B. 若连接O点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为 C. 若连接O点与小球的为轻绳，则小球在圆周最低点时的最小速度是 D. 若连接O点与小球的为轻杆，则小球在圆周最低点时的最小速度是 二、实验题（本大题共2小题，第13题6分，第14题10分，共16分） 13. 实验探究小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板C到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板B到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。 （1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是______（填字母）。 A. 探究一根弹簧弹力与形变量关系 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）关于本实验，下列说法正确的是______（填字母）。 A. 探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 B. 探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处 C. 探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 D. 探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处 （3）若传动皮带套住左、右两个塔轮的半径分别为、，某次实验使，则B、C两处的角速度大小之比为______；将质量相同的小球分别放在B、C两处，左、右两侧露出的标尺格数之比为______。 14. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为500g，部分实验步骤如下： （1）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为9.80m/s2。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量__________J，重力势能的减少量__________J（结果均保留三位有效数字）。 （2）该同学进一步求出纸带上其他点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析__________（选填“合理”或“不合理”）。 三、计算题（本大题共4小题，第15题6分，第16题8分，第17题10分，第18题12分，共36分） 15. 重庆市巴南区有一段“波浪形”公路如图甲所示，公路的坡底与坡顶间有一定高度差，若该公路可看作由半径均为10m的凹凸路面彼此连接而成如图乙所示。如图甲所示质量为2×103kg的汽车平行于中心标线行驶，先后经过了某段凸形路面的最高点M和凹形路面的最低点N，已知车胎的最大承受力是4×104N，取g=10m/s2，求： （1）汽车以v0=5m/s的速度通过最高点M时的加速度大小； （2）汽车通过最低点N时不发生爆胎的最大安全速度。 16. “峡谷长绳秋千”游戏的模型可简化为如图所示，游戏开始前，工作人员（图中未画出）对底座施加一水平方向的拉力，使其静止于图中A位置，然后自由释放，秋千开始荡起来，B为秋千运动的最低点．已知两绳长度均为L、夹角为2θ，秋千摆角为α，游客和底座总质量为m，在运动中可视为质点，不计绳子质量及一切阻力，重力加速度为g。求： （1）在A点，工作人员对底座施加的水平拉力大小； （2）游客运动到B点时的速度大小； （3）运动过程中细绳最大拉力。 17. 2023年《三体》电视剧异常火爆，点燃了人类探索未知世界热情，假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，你驾驶宇宙飞船对火星进行探测，为了研究火星表面的重力加速度你精心设计了如图所示的实验装置，该实验装置由倾斜轨道、水平轨道和光滑圆形轨道组成，轨道间平滑连接（小球经过连接点时速度大小不变），随后登陆火星后做了该实验，在轨道距水平轨道高为处无初速释放一个质量为m的小球，小球从C点向右进入半径为r的光滑圆形轨道，小球恰好通过圆形轨道最高点E且测得在E点的速度为，假设火星为均质球体，火星的半径为R．（忽略火星自转的影响）求： （1）火星表面的重力加速度g和火星的质量M； （2）火星的第一宇宙速度v； （3）小球从A点到E点的过程中，因摩擦产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 贵阳市第一中学2025-2026学年高二上学期开学检测物理试卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1~8为单项选择题，9~12为多项选择题） 1. 2025年2月11日17时30分，卫星互联网低轨02组卫星成功发射。如图所示，、、、为卫星在轨道上运行时经过的四个位置，则经过的四个位置中速度最大的是（　　） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 【答案】A 【解析】 【详解】卫星互联网低轨02组卫星围绕地球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，近日点a点的速度最大。 故选A。 2. 某质点在恒力F作用下，从A点沿图中曲线方向运动到B点。经过B点时，若力的方向突然变为与原来相反，则它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动（　　） A. 虚线a B. 虚线b C. 虚线c D. 虚线d 【答案】A 【解析】 【详解】从A点沿曲线运动到B点，曲线是向下右弯曲的，由合力应该指向轨迹的内侧，可知恒力F的方向应该是斜向右下方的，改变F的方向之后就应该是斜向左上方的，物体的运动轨迹应该是向左上方弯曲，可能出现a的轨迹，其余为不可能的，故A正确，BCD错误。 故选A。 3. 如图所示，质量为m的小物体静止于长L的木板边缘，开始板水平放置，现使板绕其另一端O沿逆时针方向缓缓转过角，转动过程中，小物体始终相对木板静止，则这一过程中下列说法错误的是（　　） A. 板对物体的支持力不做功 B. 板对物体的摩擦力做功为0 C. 板对物体的支持力对物体做的功 D. 重力对物体做功为 【答案】A 【解析】 【详解】B．小物体受重力、支持力和静摩擦力，且受力平衡，由于静摩擦力的方向与小物体运动方向垂直，且小物体始终相对木板静止，因此板对物体的摩擦力做功为0，故B正确，不满足题意要求； D．板绕其另一端O沿逆时针方向缓缓转过角，重力做功为 故D正确，不满足题意要求； AC．由于是缓缓转动，根据动能定理得 则板对物体的支持力对物体做的功为 故A错误，满足题意要求，C正确，不满足题意要求。 故选A。 4. 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴匀速转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣物上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的效果。下列说法正确的是　　（　　） A. 脱水过程中滚筒对衣物的压力充当向心力 B. 衣物在最高点A时脱水效果最好 C. 脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力始终充当动力 D. 当衣物在A点时，地面对洗衣机的支持力最小 【答案】D 【解析】 【详解】A．脱水过程中滚筒对衣物的压力、摩擦力和衣服重力的合力充当向心力，故A错误； B．对衣物上的某一水滴分析，在A点有 N1＋mg＝m B点有 N2－mg＝m 可知 N2>N1 则衣物在最低点B时脱水效果最好，故B错误； C．摩擦力有时充当动力（向上运动时），有时充当阻力（向下运动时），故C错误； D．当衣服在A点时，衣物对洗衣机的压力向上，地面对洗衣机的支持力最小，故D正确。 故选D。 5. 如图，北方的雪地转转游戏。人乘坐雪圈（人和雪圈总质量为50kg）绕轴以2rad/s的角速度在水平雪地上匀速转动。已知水平杆长为2m，离地高为2m，绳长为4m，且绳与水平杆垂直。则雪圈（含人）（ ） A. 所受的合外力为零 B. 圆周运动的半径为4m C. 线速度大小为4m/s D. 所受向心力大小为800N 【答案】BD 【解析】 【详解】根据几何关系可知，雪圈（含人）做匀速圆周运动的半径为 则线速度大小为 雪圈（含人）所受的合外力提供所需的向心力，则有 故选BD。 6. 北京时间2019年4月20日22时41分，北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星顺利升空，该卫星轨道高度，轨道倾角，周期．地球同步（GEO）卫星轨道如图中所示，下列关于倾斜地球同步轨道（lGSO）卫星的说法正确的是（ ） A. 该卫星的运行轨道如图中所示 B. 该卫星绕地球飞行的速度大于 C. 该卫星与地球同步（GEO）卫星的轨道半径一定相同 D. 该卫星与地球同步（GEO）卫星受地球引力大小一定相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．该卫星的运行轨道如图中c所示，选项A错误； B．因第一宇宙速度是所有环绕地球卫星的最大速度，则该卫星绕地球飞行的速度小于，选项B错误； C．该卫星与地球同步（GEO）卫星的周期相同，根据开普勒第三定律可知，轨道半径一定相同，选项C正确； D．该卫星与地球同步（GEO）卫星的质量关系不确定，则所受地球引力大小不一定相等，选项D错误。 7. 2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从t=0时刻由静止开始向上提升质量为m的物体，其a-t图像如图乙所示，t1时刻达到额定功率，t1~t2时间内起重机保持额定功率运动，重力加速度为g，不计其它阻力，下列说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内物体处于失重状态 B. t1~t2时间内物体做减速运动 C. 0~t1时间内重力对物体做功为 D. t1~t2时间内起重机额定功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．0~t1时间内物体向上加速运动，则物体处于超重状态，故A错误； B．t1~t2时间内物体做加速度减小的加速运动，故B错误； C．0~t1时间内重力对物体做功为 故C错误； D．t1~t2时间内起重机额定功率为 故D正确。 故选D。 8. 将弹簧的一端固定，从原长状态开始时弹簧的一端施加一个拉力，则弹簧伸长一段距离，在此过程中（　　） A. 拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增大 B. 拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能减小 C. 弹簧的弹力做正功，弹簧的弹性势能增大 D. 弹簧的弹力做负功，弹簧的弹性势能减小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增大，故A正确，B错误； CD．弹簧被拉长，则弹簧弹力做负功，弹簧的弹性势能增大，故CD错误。 故选A。 9. 如图所示，竖直墙壁上的M点到地面有Ⅰ、Ⅱ两条固定光滑轨道，从M点静止释放的物块分别沿不同轨道滑到地面，下列说法正确的是（　　） A. 物块落地时速度相同 B. 沿Ⅰ下滑重力做功等于沿Ⅱ下滑重力做功 C. 沿Ⅰ下滑重力的平均功率等于沿Ⅱ下滑重力的平均功率 D. 物块滑到地面时，沿Ⅰ下滑重力的瞬时功率大于沿Ⅱ下滑重力的瞬时功率 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据机械能守恒定律可知，两次物块到达底端的速度大小相等，但方向不同，故A错误； B．物块下滑过程重力做功 两次物块下滑的高度相等，则重力做功相等，故B正确； C．设斜面的倾角为，根据牛顿第二定律可知 解得 根据运动学规律有 则重力的平均功率为 则物块运动过程中，沿Ⅰ下滑重力的平均功率大于沿Ⅱ下滑重力的平均功率，故C错误。 D．重力的瞬时功率为 两次物块到达底端的速度大小相等，可知物块滑到地面时，沿Ⅰ下滑重力的瞬时功率大于沿Ⅱ下滑重力的瞬时功率，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，轻质细杆一端固定质量为m的小球，另一端可绕光滑的固定轴O在竖直平面内做半径为L的圆周运动，小球恰好能通过最高点A。B为圆心等高点，C为圆周最低点，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过A、B、C三点时机械能相等 B. 小球经过A、C两点时球对杆作用力的大小之比为 C. 小球经过B、C两点时小球动能之比为 D. 小球经过C时小球重力的瞬时功率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A正确； BC．恰好通过最高点A，则此时 则小球经过A点时球对杆作用力的大小为mg，由A到B和由A到C过程，根据动能定理 联立可解得 在C点时 解得 则小球经过C两点时球对杆作用力的大小为5mg，则小球经过A、C两点时球对杆作用力的大小之比为，故C正确，B错误； D．经过C点时，竖直方向速度为零，重力的瞬时功率为零，故D错误。 故选AC。 11. 地球静止卫星离地心距离为r，运行速度为，加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为，地球半径为R，则以下正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．静止卫星和地球赤道上的物体具有相同的角速度，根据 可知 选项A正确，B错误； CD．根据 可得 则 选项C错误，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，质量为m的小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为 B. 若连接O点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为 C. 若连接O点与小球的为轻绳，则小球在圆周最低点时的最小速度是 D. 若连接O点与小球的为轻杆，则小球在圆周最低点时的最小速度是 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．若连接O点与小球的为轻绳，当小球刚好经过最高点时，绳子拉力为零，重力提供向心力，则有 解得小球过圆周最高点的临界速度为 设小球在圆周最低点时的最小速度为，根据机械能守恒可得 解得 故AC正确； BD．若连接O点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为0；设小球在圆周最低点时的最小速度为，根据机械能守恒可得 解得 故BD错误。 故选AC。 二、实验题（本大题共2小题，第13题6分，第14题10分，共16分） 13. 实验探究小组用如图所示实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板C到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板B到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。 （1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是______（填字母）。 A. 探究一根弹簧弹力与形变量的关系 B. 探究两个互成角度力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）关于本实验，下列说法正确的是______（填字母）。 A. 探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 B. 探究向心力和角速度关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处 C. 探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 D. 探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处 （3）若传动皮带套住左、右两个塔轮的半径分别为、，某次实验使，则B、C两处的角速度大小之比为______；将质量相同的小球分别放在B、C两处，左、右两侧露出的标尺格数之比为______。 【答案】（1）C （2）BCD （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 本实验中探究向心力大小与质量、半径和角速度的关系，采用的实验方向是控制变量法； A．探究一根弹簧弹力与形变量的关系，没有采用控制变量法，故A错误； B．探究两个互成角度的力的合成规律，采用的实验方向是等效替代法，故B错误； C．探究加速度与力、质量的关系，采用的实验方向是控制变量法，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 AB．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处，故A错误，B正确； C．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，故C正确； D．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处，故D正确。 故选BCD。 【小问3详解】 [1]若传动皮带套住左、右两个塔轮的半径分别为、，某次实验使，根据 可知则B、C两处的角速度大小之比为 [2]将质量相同的小球分别放在B、C两处，根据 可知左、右两侧露出的标尺格数之比为 14. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为500g，部分实验步骤如下： （1）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为9.80m/s2。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量__________J，重力势能的减少量__________J（结果均保留三位有效数字）。 （2）该同学进一步求出纸带上其他点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析__________（选填“合理”或“不合理”）。 【答案】（1） ①. 1.00 ②. 1.07 （2）不合理 【解析】 【小问1详解】 [1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打C点时的瞬时速度为 在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为 [2]在打O点到C点的这段时间内，重锤重力势能的减少量为 【小问2详解】 根据机械能守恒定律，从起始点开始，若机械能守恒应满足 消去重锤的质量可得 做出的图像，若图像过原点，且其斜率等于当地的重力加速度，才可判定重锤下落过程机械能守恒；因此，若只满足图像过坐标原点，并不能判定重锤下落过程中机械能守恒，因此该同学的分析不合理。 三、计算题（本大题共4小题，第15题6分，第16题8分，第17题10分，第18题12分，共36分） 15. 重庆市巴南区有一段“波浪形”公路如图甲所示，公路的坡底与坡顶间有一定高度差，若该公路可看作由半径均为10m的凹凸路面彼此连接而成如图乙所示。如图甲所示质量为2×103kg的汽车平行于中心标线行驶，先后经过了某段凸形路面的最高点M和凹形路面的最低点N，已知车胎的最大承受力是4×104N，取g=10m/s2，求： （1）汽车以v0=5m/s的速度通过最高点M时的加速度大小； （2）汽车通过最低点N时不发生爆胎的最大安全速度。 【答案】（1）2.5m/s2；（2）10m/s 【解析】 【详解】（1）在最高点有 速度通过最高点M时的加速度大小 （2）在最低点有 最大安全速度 16. “峡谷长绳秋千”游戏的模型可简化为如图所示，游戏开始前，工作人员（图中未画出）对底座施加一水平方向的拉力，使其静止于图中A位置，然后自由释放，秋千开始荡起来，B为秋千运动的最低点．已知两绳长度均为L、夹角为2θ，秋千摆角为α，游客和底座总质量为m，在运动中可视为质点，不计绳子质量及一切阻力，重力加速度为g。求： （1）在A点，工作人员对底座施加的水平拉力大小； （2）游客运动到B点时的速度大小； （3）运动过程中细绳的最大拉力。 【答案】（1）；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）在A点，对游客及底座受力分析，根据平衡条件有 （2）从A到B过程，由动能定理有 解得 （3）由分析知，当游客及底座运动到最低点B时细绳中拉力最大，由受力分析和牛顿第二定律知 解得 17. 2023年《三体》电视剧异常火爆，点燃了人类探索未知世界的热情，假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，你驾驶宇宙飞船对火星进行探测，为了研究火星表面的重力加速度你精心设计了如图所示的实验装置，该实验装置由倾斜轨道、水平轨道和光滑圆形轨道组成，轨道间平滑连接（小球经过连接点时速度大小不变），随后登陆火星后做了该实验，在轨道距水平轨道高为处无初速释放一个质量为m的小球，小球从C点向右进入半径为r的光滑圆形轨道，小球恰好通过圆形轨道最高点E且测得在E点的速度为，假设火星为均质球体，火星的半径为R．（忽略火星自转的影响）求： （1）火星表面的重力加速度g和火星的质量M； （2）火星的第一宇宙速度v； （3）小球从A点到E点的过程中，因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）， ；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球恰好通过圆形轨道最高点时 解得火星表面的重力加速度 放在火星表面的物体，重力等于其重力 解得 （2）对环绕火星表面做圆周运动的物体 解得 （3）小球从A点到E点的过程中，由能量守恒可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$