精品解析：湖南省武冈市第十中学2025-2026学年高二上学期开学摸底检测物理试卷

2025-2026学年湖南省武冈市第十中学高二年级上学期开学 物理摸底检测试卷 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 考试命题范围：高中必修一、二和必修部分考试时间：75分钟总分100分 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　） A. 推力先增大后减小 B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小 D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 2. 真空中有电荷量为和的两个点电荷，分别固定在x轴上和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势随x变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A. 波长为5cm B. 波速为5cm/s C. 周期为4s D. 时刻，质点M向下振动 4. 2024年5月28日，来自全国各地的31名队员全员登顶珠峰，其中年龄最大的队员70岁，刷新了中国人登顶珠峰最年长纪录。某队员用单摆测定珠峰的高度，使单摆做简谐运动，在与珠峰同纬度零海拔高度处，在一定时间内测得单摆完成全振动N次。当到达山顶后，在相同时间内测得同一单摆完成全振动的次数为（）次。若把地球视为半径为R的均匀球体，则珠峰的高度为（ ） A. B. C. D. 5. 一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置为x=1.5m，t=0.45s时质点P（t=0时刻后）第一次到达波谷。下列说法正确的是（　　） A. 波的周期为1.8s B. 波的波长为3.2m C. 波的传播速度大小为6m/s D. t=2s时，质点P的位移为0.25m 6. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为0.04m/s，振幅为A。如图所示为该波在t=0时的波形图，x轴上有P、R和S三点，三点的横坐标分别为2cm、5cm和8cm。下列说法正确的是（　　） A. t=0.8s时，P点在t=0时的振动状态传到R点 B. P点和S点在任何时刻的位移都不相同 C. t=0.4s时，R点正在向y轴正方向运动 D. 时，S点的位移为 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图，光滑水平面内建立直角坐标系xOy．A、B两小球同时从O点出发，A球速度大小为v1，方向沿x轴正方向，B球速度大小为v2 = 2m/s、方向与x轴正方向夹角为θ。坐标系第一象限中有一个挡板L，与x轴夹角为α。B球与挡板L发生碰撞，碰后B球速度大小变为1m/s，碰撞前后B球的速度方向与挡板L法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若A、B两小球能相遇，下列说法正确的是（ ） A. 若，则v1的最大值为，且 B. 若，则v1的最大值为，且 C. 若，则v1的最大值为，且 D. 若，则v1的最大值为，且 8. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 9. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为r、r、2r，与转台间的动摩擦因数相同（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转台旋转时，下列说法中正确的是（ ） A. 若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大 C. 转速增加，A物体比B物体先滑动 D. 转速增加，C物体先滑动 10. 如图所示，倾角为的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数。过程I：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. P、M两点之间的距离为 B. 过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在OM（含O、M点）之间 三、非选择题（本大题共5小题共56分） 11. 某同学利用图甲中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50 g的钩码若干、光电门两个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为200 g，其上可放钩码）、刻度尺。当地重力加速度为9.80 m/s2。实验操作步骤如下： ①安装器材,调整两个光电门距离为50.00 cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图甲所示； ②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度； ③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤； ④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE，结果如下表所示。 M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 ΔEk/J 0.587 0.490 0.392 0.294 0.195 ΔE/J 0.393 0.490 0.686 0.785 回答下列问题: （1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为_____J（保留三位有效数字）； （2）步骤④中的表格所缺数据为_____； （3）以M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图乙中绘出图像_____； 若忽略滑轮和绳子之间的摩擦力做功，求滑块与木板之间的动摩擦因数为____。（保留三位有效数字） 12. 某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如下： （1）用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示，__________。 （2）在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示（图中的数字是小球到液面的测量距离，单位是）。 （3）根据照片分析，小球在A、E两点间近似做匀速运动，速度大小__________（保留2位有效数字）。 （4）小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力（k为与液体有关的常量），已知小球密度为，液体密度为，重力加速度大小为g，则k的表达式为__________（用题中给出的物理量表示）。 （5）为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的速度将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 13. 如图所示为某一弹射游戏简化模型的俯视图，在光滑的绝缘水平面上建立平面坐标系，ef右侧水平面内有沿x轴负方向的匀强电场（电场区域足够大），已知ef平行于y轴。一轻质绝缘弹簧一端固定在坐标原点O处，另一端与一质量为0.2kg不带电绝缘物块A相连，此时弹簧轴线与x轴正方向的夹角。弹簧被压缩后锁定，弹簧储存的弹性势能为0.2J。再将一质量为0.2kg的带电量的物块B紧靠着物块 A，A、B不粘连，现解除锁定，物块沿弹簧轴线运动到电场边界上坐标为（0.6，0.45）的M点时，A、B恰好分离，物块B进入电场。A、B分离后，经过1s，物体A做简谐运动第一次达到最大速度（运动过程中弹始终在弹性范围内，A、B均视为质点，）。求： （1）A、B物块脱离的瞬间，B物块的速度大小及脱离后A运动的周期； （2）当物块B运动到距离y轴最远的位置时，分离后物块A恰好第4次达到最大速度，求电场强度大小及此时物块B所处位置的坐标。 14. 如图甲所示，A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右且F=kt作用在B物体上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B，B与水平面间的动摩擦因数均为μ。 （1）求B与地面间的最大静摩擦力大小； （2）一段时间Δt后，A、B会相对滑动，求Δt和此时A、B间摩擦力的大小； （3）请画出拉力传感器的示数随时间t变化的图像。 15. 如图甲所示，一可看作质点的物块位于底面光滑的木板的最左端，和以相同的速度在水平地面上向左运动。时刻，与静止的长木板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，，厚度相同，平滑地滑到的右端，此后的图像如图乙所示，时刻，与左侧的墙壁发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞前后的速度大小不变，方向相反；运动过程中，始终未离开。已知与的质量，重力加速度大小。求： （1）与间的动摩擦因数以及与地面间的动摩擦因数； （2）和第一次碰撞后的速度大小； （3）之后间因摩擦产生的热量为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年湖南省武冈市第十中学高二年级上学期开学 物理摸底检测试卷 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 考试命题范围：高中必修一、二和必修部分考试时间：75分钟总分100分 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　） A. 推力先增大后减小 B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小 D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有 滑块从A缓慢移动B点时，越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误； C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为 则越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确； D．水平地面对凹槽的支持力为 则越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误； 故选C。 2. 真空中有电荷量为和的两个点电荷，分别固定在x轴上和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势随x变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据点电荷周围的电势公式，设处 (>0)的电势为0，得 解得 故可知当时，；当时，。 故选D。 3. 如图所示，实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A. 波长为5cm B. 波速为5cm/s C. 周期为4s D. 时刻，质点M向下振动 【答案】D 【解析】 【详解】A．题图为波的波形图，由图像可知其波长为10cm，故A项错误； C．由题可知，实线是时刻的波形图，虚线是时刻波形图，所以由到过程有（，1，2，……） 由于波的周期大于1s，即n只能取0，所以解得，故C项错误； B．由波速的公式有 结合上述分析，解得，故B项错误； D．由题可知，该波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，时刻，质点M向下振动，故D项正确。 故选D。 4. 2024年5月28日，来自全国各地的31名队员全员登顶珠峰，其中年龄最大的队员70岁，刷新了中国人登顶珠峰最年长纪录。某队员用单摆测定珠峰的高度，使单摆做简谐运动，在与珠峰同纬度零海拔高度处，在一定时间内测得单摆完成全振动N次。当到达山顶后，在相同时间内测得同一单摆完成全振动的次数为（）次。若把地球视为半径为R的均匀球体，则珠峰的高度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】在与珠峰同纬度零海拔高度处，在一定时间内测得单摆完成全振动N次，设零海拔高度处的重力加速度为，则有 达山顶后，在相同时间内测得同一单摆完成全振动的次数为（）次。设山顶的重力加速度为，则有 可得 根据 ， 联立可得 可得珠峰的高度为 故选C。 5. 一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置为x=1.5m，t=0.45s时质点P（t=0时刻后）第一次到达波谷。下列说法正确的是（　　） A. 波的周期为1.8s B. 波的波长为3.2m C. 波的传播速度大小为6m/s D. t=2s时，质点P的位移为0.25m 【答案】C 【解析】 【详解】AB．简谐波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，0时刻质点P从平衡位置向上振动，根据题意有 则波的周期 根据题图可知，质点P的平衡位置 解得波长，故AB错误； C．波的传播速度大小，故C正确； D．质点P的振动方程为 则2s时，质点P的位移，故D错误。 故选C。 6. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为0.04m/s，振幅为A。如图所示为该波在t=0时的波形图，x轴上有P、R和S三点，三点的横坐标分别为2cm、5cm和8cm。下列说法正确的是（　　） A. t=0.8s时，P点在t=0时的振动状态传到R点 B. P点和S点在任何时刻的位移都不相同 C. t=0.4s时，R点正在向y轴正方向运动 D. 时，S点的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．t=0.8s时，该波传播距离为 而PR两点平衡位置的距离为3cm，故A错误； B．P点和S点在振动过程中总会有位移相同的时刻，故B错误； C．该波周期为 t=0.4s大于而小于，根据振动规律可知，R点正在向y轴负方向运动，故C错误； D．S点位移的表达式为 当时，可得S点的位移为，故D正确。 故选D。 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图，光滑水平面内建立直角坐标系xOy．A、B两小球同时从O点出发，A球速度大小为v1，方向沿x轴正方向，B球速度大小为v2 = 2m/s、方向与x轴正方向夹角为θ。坐标系第一象限中有一个挡板L，与x轴夹角为α。B球与挡板L发生碰撞，碰后B球速度大小变为1m/s，碰撞前后B球的速度方向与挡板L法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若A、B两小球能相遇，下列说法正确的是（ ） A. 若，则v1的最大值为，且 B. 若，则v1的最大值为，且 C. 若，则v1的最大值为，且 D. 若，则v1的最大值为，且 【答案】AC 【解析】 【详解】方法一：由于水平面光滑，则A球做以速度匀速直线运动，B球碰前、碰后分别做速度大小为、的匀速直线运动，设B球和挡板L的碰撞点为Q点，A、B两小球能相遇点为P点。根据几何关系，可得各个角度关系如图所示，设B球从O点出发和挡板L的碰撞用时，B球和挡板碰后和A球相遇用时，则由正弦定理可得 则 则 对求导可得 解得，即此时最大， 当，此时，v1的最大值为，故A正确，B错误； 当，此时，v1的最大值为，故C正确，D错误； 故选AC。 方法二：由设B球和挡板L的碰撞点为Q点，A、B两球能相遇点为P点。过Q点作的高，长度即，则由几何关系可得 则 后续同方法一求解。 方法三：因为A、B两球相遇，则第一阶段B球相对于A球的速度为；第二阶段B球相对于A球的速度为方向必定相反，速度矢量关系如图所示。则面积为 则 后续同方法一求解。 【点睛】 8. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有 E = BLv， 金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有 则 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则 设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B错误； C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为 则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得 可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。 故选CD。 【点睛】 9. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为r、r、2r，与转台间的动摩擦因数相同（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转台旋转时，下列说法中正确的是（ ） A. 若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大 C. 转速增加，A物体比B物体先滑动 D. 转速增加，C物体先滑动 【答案】AD 【解析】 【详解】A．三个物体均未滑动时，做圆周运动的角速度相同，均为；根据知，C物体的转动半径最大，向心加速度最大，A正确。 B．三个物体均未滑动时，静摩擦力提供向心力 B物体受的摩擦力最小，B错误。 CD．转速增加时，角速度增加，当三个物体分别刚要滑动时，对A有 对B有 对C有 所以 即C的临界角速度最小，C物体先滑动，A与B一起滑动；C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，倾角为的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数。过程I：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. P、M两点之间的距离为 B. 过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在OM（含O、M点）之间 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设的距离为，过程I，根据动能定理有 设的距离为，过程Ⅱ中，当Q速度最大时，根据平衡条件 P、M两点之间的距离 联立可得 故A错误； B．根据功能关系，可知过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中Q和弹簧组成的系统损失的机械能为 结合 可得 但在过程Ⅱ中单独对于Q而言机械能是增加的，故B错误； C．设过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移，根据能量守恒定律 结合 解得 故C正确； D．无论Q从何处释放，Q在斜面上运动过程中，弹簧与Q初始时的势能变为摩擦热，当在点时，满足 当在点时，满足 所以在OM（含O、M点）之间速度为零时，Q将静止，故D正确。 故选CD。 三、非选择题（本大题共5小题共56分） 11. 某同学利用图甲中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50 g的钩码若干、光电门两个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为200 g，其上可放钩码）、刻度尺。当地重力加速度为9.80 m/s2。实验操作步骤如下： ①安装器材,调整两个光电门距离为50.00 cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图甲所示； ②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度； ③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤； ④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE，结果如下表所示。 M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 ΔEk/J 0.587 0.490 0.392 0.294 0.195 ΔE/J 0.393 0.490 0.686 0.785 回答下列问题: （1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为_____J（保留三位有效数字）； （2）步骤④中的表格所缺数据为_____； （3）以M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图乙中绘出图像_____； 若忽略滑轮和绳子之间的摩擦力做功，求滑块与木板之间的动摩擦因数为____。（保留三位有效数字） 【答案】 ①. 0.980 ②. 0.588 ③. ④. 0.400 【解析】 【详解】（1）[1]实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为 （2）[2]步骤④中的表格所缺数据为 （3）[3]以M为横轴，ΔE为纵轴，根据表格数据描点，图像如图所示 [4]由题意可知，滑块和木板之间的摩擦力做功即为系统损失的机械能，则有 可知图像的斜率为 可得滑块与木板之间的动摩擦因数为 12. 某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如下： （1）用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示，__________。 （2）在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示（图中的数字是小球到液面的测量距离，单位是）。 （3）根据照片分析，小球在A、E两点间近似做匀速运动，速度大小__________（保留2位有效数字）。 （4）小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力（k为与液体有关的常量），已知小球密度为，液体密度为，重力加速度大小为g，则k的表达式为__________（用题中给出的物理量表示）。 （5）为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的速度将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. 2.207##2.206##2.205 ②. ③. ④. 减小 【解析】 【详解】（1）[1]根据图1可知小球直径D=2mm+20.7×0.01mm=2.207mm （2）[2]由图2可知A、E两点间的距离为 时间为 所以速度为 （4）[3]小球匀速运动，根据受力平衡有 求得体积公式为 整理可得 （5）[4]根据（4）可知，所以换成直径更小的同种材质小球，速度将减小。 13. 如图所示为某一弹射游戏简化模型的俯视图，在光滑的绝缘水平面上建立平面坐标系，ef右侧水平面内有沿x轴负方向的匀强电场（电场区域足够大），已知ef平行于y轴。一轻质绝缘弹簧一端固定在坐标原点O处，另一端与一质量为0.2kg不带电绝缘物块A相连，此时弹簧轴线与x轴正方向的夹角。弹簧被压缩后锁定，弹簧储存的弹性势能为0.2J。再将一质量为0.2kg的带电量的物块B紧靠着物块 A，A、B不粘连，现解除锁定，物块沿弹簧轴线运动到电场边界上坐标为（0.6，0.45）的M点时，A、B恰好分离，物块B进入电场。A、B分离后，经过1s，物体A做简谐运动第一次达到最大速度（运动过程中弹始终在弹性范围内，A、B均视为质点，）。求： （1）A、B物块脱离的瞬间，B物块的速度大小及脱离后A运动的周期； （2）当物块B运动到距离y轴最远的位置时，分离后物块A恰好第4次达到最大速度，求电场强度大小及此时物块B所处位置的坐标。 【答案】（1）1m/s，2s；（2），（2.2m，2.85m） 【解析】 【详解】（1）由题可知，在M点A、B刚好分离，此时弹簧刚好恢复原长，此时A、B共速且速率达到最大，设此时速度大小为v，则 解得 即A、B分离时B的速度大小为 分离后A做简谐运动，M点为平衡位置，经过半个周期再次回到M处，达到最大速度，设A运动的周期为，则有 解得 （2）由题可知AB分离时，B的速度方向与x轴正方向的夹角为，且 即，AB分离后，A物体做简谐运动，B在电场中做曲线运动。 设从分离开始计时经过时间，物块A第四次达到最大速度，则 解得 此时B距离y轴最远，对B在x方向上，由动量定理 y方向上匀速运动，有 解得 ，m，m 此时物块B位置的坐标（2.2m，2.85m） 14. 如图甲所示，A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右且F=kt作用在B物体上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B，B与水平面间的动摩擦因数均为μ。 （1）求B与地面间的最大静摩擦力大小； （2）一段时间Δt后，A、B会相对滑动，求Δt和此时A、B间摩擦力的大小； （3）请画出拉力传感器的示数随时间t变化的图像。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）对A、B整体分析可知，B对地面的压力大小为 由题意可知B与地面间的最大静摩擦力为 （2）一段时间Δt后，A、B发生相对滑动，此时A、B间的滑动摩擦力的大小为 对B分析可知 解得 （3）对A分析可知，时刻以后，拉力传感器的示数恒定，为 假设t1时刻前，外力F与地面对B的摩擦力平衡，此过程传感器上无示数，则有 解得 由于，易知在期间，随时间t线性增大，拉力传感器的示数随时间t变化的图像如图所示。 【点睛】 15. 如图甲所示，一可看作质点的物块位于底面光滑的木板的最左端，和以相同的速度在水平地面上向左运动。时刻，与静止的长木板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，，厚度相同，平滑地滑到的右端，此后的图像如图乙所示，时刻，与左侧的墙壁发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞前后的速度大小不变，方向相反；运动过程中，始终未离开。已知与的质量，重力加速度大小。求： （1）与间的动摩擦因数以及与地面间的动摩擦因数； （2）和第一次碰撞后的速度大小； （3）之后间因摩擦产生的热量为多少？ 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙有过程中在上滑动的加速度大小为 由受力分析和牛顿第二定律有 解得与间的动摩擦因数为 在过程中，和一起运动的加速度大小为 对整体受力分析和牛顿第二定律有 解得与地面间的动摩擦因数为 【小问2详解】 在过程中，设的加速度为，对进行受力分析和牛顿第二定律有 解得 设时刻的速度为，经匀加速到 由运动学公式 有 和弹性碰撞，动量守恒 能量守恒 解得， 所以和碰撞后的速度大小为 【小问3详解】 由图乙有，与墙壁碰撞后速度大小为 设向右匀减速运动的时间为，加速度的大小为，则 其中 解得 即时刻，速度为零，此时的速度 接着继续向左做减速运动，向左加速，设共速时间为，由运动学公式可知 可得， 由图可知之后间的相对位移为阴影部分面积，故因摩擦产生的热量为 其中 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $