精品解析：广东省汕头市潮阳实验学校2025-2026学年高二上学期暑期学习成果检测物理试卷 (A卷)

汕头市潮阳实验学校2025-2026学年度第一学期 高二暑期学习成果检测物理试卷（A卷） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法等。以下关于物理学史和物理学方法叙述正确的是（　　） A. 在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法 B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体整个运动过程的位移，这里采用了微元累积法 C. 在探究自由落体运动规律实验中，伽利略把斜面实验的结果推广到竖直情况，这种方法被称为“放大法” D. 卡文迪许在研究万有引力时，利用控制变量思想，将微小的万有引力转变成可测量的角度变化 2. 某兴趣小组用频闪投影的方法研究自由落体运动，实验中把一高中物理书竖直放置，将一小钢球从与书上边沿等高处静止释放，整个下落过程的频闪照片如图所示，已知物理书的长度为l，重力加速度为g，忽略空气阻力，该频闪摄影的闪光频率为（　　） A. B. C. D. 3. 如图甲所示，汽车后备箱水平放置一内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直，图甲是车尾的截面图，当汽车以恒定速率从直道通过图乙所示的三个半径依次变小的水平圆弧形弯道A、B、C时，木箱及箱内工件均保持相对静止。已知每个圆柱形工件的质量为m。下列说法正确的是（　　） A. 汽车在由直道进入弯道A前，M对P的支持力大小为mg B. 汽车过A、B、C三点时，汽车重心的角速度依次减小 C. 汽车过A、B两点时，M、Q对P的合力依次增大 D. 汽车过A、C两点的向心加速度相同 4. 一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示．则 （ ） A. 2～6s时间内物体的加速度为0.5m/s2 B. 物块的质量为1kg C. 整个过程中，物体所受摩擦力始终为2N D. 0～10s时间内，物体克服摩擦力所做的功30J 5. 用轻质弹簧连接的质量均为m的A、B两物体，静止在光滑的水平地面上，弹簧处于原长，A的左端靠在竖直墙壁上，现让B突然获得一个水平向左的速度v0，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（ ） A. 从弹簧开始压缩到第一次压缩量最大时，墙壁对A的冲量为 B. 弹簧从压缩量最大到第一次恢复到原长的过程中，A、B组成的系统动量守恒 C. 从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B做的功为 D. 从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B的冲量为 6. 如图，某次排球比赛中，排球在距网面水平距离为4.8m、距地面高度为3.24m时，运动员将排球沿垂直网面的方向以16m/s的速度水平击出。已知排球场网高2.24m，取重力加速度为，忽略空气对排球的影响，则排球越过网的瞬间（ ） A. 速度方向竖直向下 B. 竖直速度大小为3m/s C. 恰好擦过网的上沿 D. 距离网的上沿0.45m 7. 如图所示，倾角为37°传送带以恒定4m/s的速度沿顺时针方向转动。一煤块以m/s从底部冲上传送带向上运动，煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，煤块到达传送带顶端时速度恰好为零，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A. 煤块经2s速度减为4m/s B. 传送带底端到顶端的距离为14m C. 煤块相对传送带的位移为2m D. 煤块所受摩擦力方向一直与其运动方向相反 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分） 8. 水平桌面上一个质量为0.16kg的小球a与完全相同的静止小球b发生正碰，碰撞后小球b以的速度向前运动，小球a以1m/s的速度向前运动。若两球碰撞相互作用的时间为0.001s，则（　　） A. 小球a与小球b发生的碰撞为非弹性碰撞 B. 小球a与小球b发生的碰撞为弹性碰撞 C. 碰撞时小球a与小球b间的平均作用力大小为160N D. 碰撞时小球a与小球b间的平均作用力大小为400N 9. 塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，某次施工，吊车司机将100kg的物体从地面开始竖直提升，之后其运动v-t图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 前10s钢索的拉力恒为1010N B. 30-36s内物体处于超重状态 C. 30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力 D. 36-46s内物体受到的合力小于0-10s内的合力 10. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（　　） A. 物块的质量为 B. 物块所受摩擦力 C. 物块在最高点时重力势能为 D. 物块上滑过程克服摩擦力做功为 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 11. 用弹簧和弹簧秤、做“探究求合力的方法”实验，每次实验均保持点位置不变： （1）用图1所示的装置进行实验，下述说法中会使实验误差变大的操作有（　　） A. 弹簧OC换成橡皮绳 B. 弹簧秤a、b与纸面平行 C. O与弹簧秤a之间的绳长度太短 （2）纠正错误操作后，在某次实验中，弹簧秤a的读数如图2中所示，则弹簧秤a的读数为________N。 （3）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤b与弹簧OC的夹角不变，现使弹簧秤a逆时针转动，则弹簧秤a的读数________（填“变大”“变小”或“不变”）。 12. 利用图1所示装置验证机械能守恒定律。 （1）关于本实验的下列操作步骤，必要的是______。 A. 用天平测量重物的质量 B. 先接通电源后释放纸带 C. 用秒表测量重物下落的时间 D. 在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度 （2）实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为______，动能的增加量为______。 （3）某同学用两个物体P、Q分别进行实验，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出图像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定______。 A. Q受到的阻力大小恒定 B. P的质量小于Q的质量 C. 选择P进行实验误差更小 （4）某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，托盘和砝码的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是______，将该物理量用x表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为______。 四、解答题（本题共3小题，共36分） 13. 如图甲所示为我国传统民俗文化表演“抡花”活动，祈福来年风调雨顺、免于火灾，已被列入国家级非物质文化遗产。“抡花”原理如图乙所示，快速转动竖直转轴上的手柄AB，带动“花筒”M、N在水平面内转动，筒内烧红的铁片沿轨迹切线飞出，落到地面，形成绚丽的图案。已知，M、N离地高，若手摇AB转动的角速度大小为，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）“花筒”M线速度大小； （2）“花筒”（内含铁片）质量时所需向心力大小； （3）铁片落地点距的距离大小（计算结果可用根号表示）。 14. 如图所示，半径为R光滑四分之一圆弧体静止在光滑的水平面上，圆弧面最高点B与圆心O等高，物块a、b、c一字排开也静止在光滑的水平面上，已知物块a的质量为m、物块c的质量为。给物块a一个水平向右的初速度，a、b碰撞后粘在一起，b与c发生弹性碰撞后a、b的速度恰好为零，c刚滑上圆弧面时对圆弧面最低点A的压力大小为，c沿圆弧面上滑恰好能滑到B点，重力加速度为g，不计物块的大小，求： （1）b、c碰撞后一瞬间，物块c的速度大小； （2）a与b碰撞过程中损失的机械能； （3）圆弧体的质量。 15. 如图为过山车的简化模型，AB是一段光滑的半径为R的四分之一圆弧轨道，B点处接一个半径为r的竖直光滑圆轨道，滑块从圆轨道滑下后进入一段长度为L的粗糙水平直轨道BD，最后滑上半径为R，圆心角θ=60°的光滑圆弧轨道DE。现将质量为m的滑块从A点由静止释放，求∶ (1)若R=3r，求滑块第一次到达竖直圆轨道最高点时对轨道的压力大小； (2)若要求滑块能滑上DE圆弧轨道但不会从E点冲出轨道，并最终停在平直轨道上，平直轨道BD的动摩擦因数μ需满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 汕头市潮阳实验学校2025-2026学年度第一学期 高二暑期学习成果检测物理试卷（A卷） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法等。以下关于物理学史和物理学方法叙述正确的是（　　） A. 在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法 B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体整个运动过程的位移，这里采用了微元累积法 C. 在探究自由落体运动规律实验中，伽利略把斜面实验的结果推广到竖直情况，这种方法被称为“放大法” D. 卡文迪许在研究万有引力时，利用控制变量思想，将微小的万有引力转变成可测量的角度变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故A错误。 B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体整个运动过程的位移，每一个小段可以看成一个“微元”，各小段的位移相加即“累积”，所以这里采用了微元累积法，故B正确； C．在探究自由落体运动规律实验中，伽利略把斜面实验的结果推广到竖直情况，这种方法被称为合理外推法，故C错误。 D．卡文迪许在研究万有引力时，将微小的万有引力转变成可测量的角度变化，利用的是放大法，故D错误。 故选B。 2. 某兴趣小组用频闪投影的方法研究自由落体运动，实验中把一高中物理书竖直放置，将一小钢球从与书上边沿等高处静止释放，整个下落过程的频闪照片如图所示，已知物理书的长度为l，重力加速度为g，忽略空气阻力，该频闪摄影的闪光频率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，小钢球下落过程经过5段间隔，则运动时间为 根据 得该频闪摄影的闪光频率为 故选C。 3. 如图甲所示，汽车后备箱水平放置一内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直，图甲是车尾的截面图，当汽车以恒定速率从直道通过图乙所示的三个半径依次变小的水平圆弧形弯道A、B、C时，木箱及箱内工件均保持相对静止。已知每个圆柱形工件的质量为m。下列说法正确的是（　　） A. 汽车在由直道进入弯道A前，M对P的支持力大小为mg B. 汽车过A、B、C三点时，汽车重心的角速度依次减小 C. 汽车过A、B两点时，M、Q对P的合力依次增大 D. 汽车过A、C两点的向心加速度相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车在由直道进入弯道A前，以P为对象，根据受力平衡可得 解得M对P的支持力大小为 故A错误； B．由角速度与线速度关系 当汽车以恒定速率通过半径依次变小的A、B、C三点时，汽车重心的角速度依次增大，故B错误； C．汽车过A、B两点时，M、Q对P的合力的竖直分力与P的重力平衡，合力的水平分力提供所需的向心力，则有， P受到的合力为 当汽车以恒定速率通过半径依次变小的A、B两点时，M、Q对P的合力依次增大，故C正确； D．汽车的向心加速度为 可知汽车过C点时，弯道对应的半径最小，向心加速度大于A点的向心加速度，故D错误。 故选C。 4. 一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示．则 （ ） A. 2～6s时间内物体的加速度为0.5m/s2 B. 物块的质量为1kg C. 整个过程中，物体所受摩擦力始终为2N D. 0～10s时间内，物体克服摩擦力所做的功30J 【答案】D 【解析】 【详解】A．2～6s时间内物体的加速度为 故A错误； B 2～6s时间内由牛顿定律 即 3-f=0．75m 6～8s时间内物体匀速运动，此时 F=f 即 f=2N 可得 m=1．33kg 故B错误； C. 开始的2s内物体静止，所受的摩擦力为静摩擦力，大小为1N，故整个过程中，物体所受摩擦力不是始终为2N ，故C错误； D．0～10s时间内，物体的位移 则物体克服摩擦力所做的功 Wf=fx=30J 故D正确。 故选D。 5. 用轻质弹簧连接的质量均为m的A、B两物体，静止在光滑的水平地面上，弹簧处于原长，A的左端靠在竖直墙壁上，现让B突然获得一个水平向左的速度v0，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（ ） A. 从弹簧开始压缩到第一次压缩量最大时，墙壁对A的冲量为 B. 弹簧从压缩量最大到第一次恢复到原长的过程中，A、B组成的系统动量守恒 C. 从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B做的功为 D. 从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B的冲量为 【答案】A 【解析】 【详解】A．从弹簧开始压缩到压缩量最大时，系统动量的变化量为 墙壁对A的冲量就是系统所受合外力的冲量，由动量定理可得 故A正确； B．弹簧从压缩量最大到恢复到原长的过程中，墙壁对A有向右的弹力，即系统受到向右的弹力，外力之和不等于0，系统的动量不守恒。故B错误； C．从B获得速度到A刚要离开墙壁，B的速度由v0变成，动能的变化量为0，由动能定理可得弹簧对B做的功为0。故C错误； D．从B获得速度到A刚要离开墙壁，B的速度由v0变成，动量的变化为 弹簧对B的冲量为 故D错误 故选A。 6. 如图，某次排球比赛中，排球在距网面水平距离为4.8m、距地面高度为3.24m时，运动员将排球沿垂直网面的方向以16m/s的速度水平击出。已知排球场网高2.24m，取重力加速度为，忽略空气对排球的影响，则排球越过网的瞬间（ ） A. 速度方向竖直向下 B. 竖直速度大小为3m/s C. 恰好擦过网的上沿 D. 距离网的上沿0.45m 【答案】B 【解析】 【详解】A．排球具有水平分速度，实际速度不可能竖直向下，A错误； C．排球做平抛运动 ， 得 排球在网的上方通过，C错误； B．竖直速度大小为 B正确； D．距离网的上沿 D错误。 故选B。 7. 如图所示，倾角为37°的传送带以恒定4m/s的速度沿顺时针方向转动。一煤块以m/s从底部冲上传送带向上运动，煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，煤块到达传送带顶端时速度恰好为零，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A. 煤块经2s速度减为4m/s B. 传送带底端到顶端的距离为14m C. 煤块相对传送带的位移为2m D. 煤块所受摩擦力方向一直与其运动方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】AD．煤块速度大于传送带速度时，煤块受到的摩擦力沿传送带向下，与煤块的运动方向相反，煤块根据牛顿第二定律有 解得 故经时间 与皮带共速，之后继续减速运动，速度小于传送到的速度，传送带对煤块的摩擦力沿传送带向上，与煤块的运动方向相同，到达传送带顶端时速度恰好为零， 根据牛顿第二定律有 解得 这段时间 故到2s时煤块的速度为零，故A错误，D错误； B．1s时，煤块的速度为，则在前1s内煤块的位移大小为 在时间 内，煤块的位移为 故传送带底端到顶端的距离为10m，故B错误， C．传送带在两秒内向上运动距离为 故煤块相对传送带的位移为 故C正确。 故选C。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分） 8. 水平桌面上一个质量为0.16kg的小球a与完全相同的静止小球b发生正碰，碰撞后小球b以的速度向前运动，小球a以1m/s的速度向前运动。若两球碰撞相互作用的时间为0.001s，则（　　） A. 小球a与小球b发生的碰撞为非弹性碰撞 B. 小球a与小球b发生的碰撞为弹性碰撞 C. 碰撞时小球a与小球b间的平均作用力大小为160N D. 碰撞时小球a与小球b间的平均作用力大小为400N 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设两小球质量都为,根据动量守恒定律 解得 碰撞过程中的动能损失 有动能损失，小球a与小球b发生的碰撞为非弹性碰撞；也可以直接根据弹性碰撞结论判断，两小球完全相同，如果发生弹性碰撞，会交换速度，小球a会静止，此题中碰后小球a以1m/s的速度向前运动，小球a与小球b发生的碰撞为非弹性碰撞，故A正确，B错误； CD．设碰撞时小球a与小球b间的平均作用力大小为，分析小球b，根据动量定理 解得 故C错误，D正确 故选AD。 9. 塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，某次施工，吊车司机将100kg的物体从地面开始竖直提升，之后其运动v-t图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 前10s钢索的拉力恒为1010N B. 30-36s内物体处于超重状态 C. 30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力 D. 36-46s内物体受到的合力小于0-10s内的合力 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图像可知前10s的加速度为 根据牛顿第二定律可得 解得前10s钢索的拉力恒为 故A正确； B．根据图像可知30-36s内物体向上做减速运动，加速度方向向下，物体处于失重状态，故B错误； C．根据图像可知30-36s内的加速度为 根据牛顿第二定律可得 解得钢索的拉力为 36-46s内的加速度为 根据牛顿第二定律可得 解得钢索的拉力为 可知30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力，故C正确； D．由于6-46s内的加速度大小大于0-10s内的加速度大小，则36-46s内物体受到的合力大于0-10s内的合力，故D错误。 故选AC。 10. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（　　） A. 物块的质量为 B. 物块所受摩擦力 C. 物块在最高点时重力势能为 D. 物块上滑过程克服摩擦力做功为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．0~10m内物块上滑，由动能定理得 整理得 结合0~10m内的图像得，斜率的绝对值 10~20 m内物块下滑，由动能定理得 整理得 结合10~20 m内的图像得，斜率 联立解得 ， 故A正确，B错误； C．由题意可得，物块沿斜面上滑的最大距离为10m，所以物块在最高点时重力势能为 故C错误； D．物块在上滑过程中，由动能定理 代入数据解得，物块上滑过程克服摩擦力做功为 故D正确。 故选AD。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 11. 用弹簧和弹簧秤、做“探究求合力的方法”实验，每次实验均保持点位置不变： （1）用图1所示的装置进行实验，下述说法中会使实验误差变大的操作有（　　） A. 弹簧OC换成橡皮绳 B. 弹簧秤a、b与纸面平行 C. O与弹簧秤a之间的绳长度太短 （2）纠正错误操作后，在某次实验中，弹簧秤a的读数如图2中所示，则弹簧秤a的读数为________N。 （3）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤b与弹簧OC的夹角不变，现使弹簧秤a逆时针转动，则弹簧秤a的读数________（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）3.00 （3）变大 【解析】 【小问1详解】 A．弹簧OC换成橡皮绳，只要保证拉到同一节点O，对实验误差不会产生影响，故A错误； B．实验中弹簧秤a、b要与纸面平行，能减小实验误差，故B错误； C．O与弹簧秤a之间的绳长度太短，不利于作图，会使实验误差增大，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 该弹簧测力计的最小分度值为0.1N，读数需要估读一位，所以图中示数为3.00N； 【小问3详解】 弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤b与弹簧OC的夹角不变，现使弹簧秤a逆时针转动，如图所示根据平行四边形定则，则可知合力不变，两弹簧秤的示数均变大。 12. 利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。 （1）关于本实验的下列操作步骤，必要的是______。 A. 用天平测量重物的质量 B. 先接通电源后释放纸带 C. 用秒表测量重物下落的时间 D. 在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度 （2）实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为______，动能的增加量为______。 （3）某同学用两个物体P、Q分别进行实验，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出图像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定______。 A. Q受到的阻力大小恒定 B. P的质量小于Q的质量 C. 选择P进行实验误差更小 （4）某同学利用图4所示装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，托盘和砝码的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是______，将该物理量用x表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为______。 【答案】（1）BD （2） ①. ②. （3）AC （4） ①. 遮光条初始位置到光电门的距离 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．若机械能守恒定律，需要验证 整理可得 故不需要测量重物得质量，A错误； B．利用打点计时器打点时，要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，B正确； C．打点计时器本身就可以记录打点的时间，故不需要停表记录时间，C错误； D．验证机械能守恒，需要知道重物下落的高度，通过再纸带上用刻度尺测量点迹之间的距离可以得到重物下落的高度，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 [1]由题可知，重力势能的减少量 [2]根据匀变速直线运动规律可得，打点计时器打出B点时重物的速度 重物动能的增加量 【小问3详解】 设重物下落过程中受到的阻力为，根据动能定理可得 整理可得 故在图像中，其斜率为 A．由于Q的是一条通过原点的直线，即其斜率不变，故受到的阻力不变，A正确； BC．由图像可知P的斜率大于Q的斜率，即有 解得 故用P进行实验误差更小，B错误，C正确。 故选AC。 【小问4详解】 [1]由于要计算重力势能的变化量，需要知道重物下落的高度，故需要测量遮光条释放的位置到光电门之间的距离； [2]要验证系统的机械能守恒，则需要验证 即 其中 整理可得 四、解答题（本题共3小题，共36分） 13. 如图甲所示为我国传统民俗文化表演“抡花”活动，祈福来年风调雨顺、免于火灾，已被列入国家级非物质文化遗产。“抡花”原理如图乙所示，快速转动竖直转轴上的手柄AB，带动“花筒”M、N在水平面内转动，筒内烧红的铁片沿轨迹切线飞出，落到地面，形成绚丽的图案。已知，M、N离地高，若手摇AB转动的角速度大小为，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）“花筒”M的线速度大小； （2）“花筒”（内含铁片）质量为时所需向心力大小； （3）铁片落地点距的距离大小（计算结果可用根号表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）“花筒”M转动的角速度与相同，其线速度大小为 得 （2）“花筒”所需向心力大小为 得 （3）烧红的铁片沿切线飞出后，做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有 解得 水平方向做匀速直线运动，有 所以，落地点距的距离大小为 14. 如图所示，半径为R的光滑四分之一圆弧体静止在光滑的水平面上，圆弧面最高点B与圆心O等高，物块a、b、c一字排开也静止在光滑的水平面上，已知物块a的质量为m、物块c的质量为。给物块a一个水平向右的初速度，a、b碰撞后粘在一起，b与c发生弹性碰撞后a、b的速度恰好为零，c刚滑上圆弧面时对圆弧面最低点A的压力大小为，c沿圆弧面上滑恰好能滑到B点，重力加速度为g，不计物块的大小，求： （1）b、c碰撞后一瞬间，物块c的速度大小； （2）a与b碰撞过程中损失的机械能； （3）圆弧体的质量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设b与c碰撞后一瞬间，c的速度大小为，c刚滑上圆弧面最低点A时有 根据牛顿第三定律有 解得 【小问2详解】 由于a、b碰撞后粘在一起，b与c发生弹性碰撞后a、b的速度恰好为零，则有， 解得 设a与b碰撞前的速度大小为，根据动量守恒定律有 a与b碰撞过程中损失的机械能为 解得 【小问3详解】 设圆弧体的质量为M，物块c从A点滑到B点时，c与圆弧体共同速度为，根据水平方向动量守恒有 根据机械能守恒有 解得 15. 如图为过山车的简化模型，AB是一段光滑的半径为R的四分之一圆弧轨道，B点处接一个半径为r的竖直光滑圆轨道，滑块从圆轨道滑下后进入一段长度为L的粗糙水平直轨道BD，最后滑上半径为R，圆心角θ=60°的光滑圆弧轨道DE。现将质量为m的滑块从A点由静止释放，求∶ (1)若R=3r，求滑块第一次到达竖直圆轨道最高点时对轨道压力大小； (2)若要求滑块能滑上DE圆弧轨道但不会从E点冲出轨道，并最终停在平直轨道上，平直轨道BD的动摩擦因数μ需满足的条件。 【答案】(1)；(2) 【解析】 【详解】(1)对滑块，从A到C的过程，由机械能守恒可得： 根据牛顿第二定律 代入，得 由牛顿第三定律得 (2)滑块由A到B得 若滑块恰好停在D点，从B到D的过程，由动能定理可得： 可得 若滑块恰好不会从E点冲出轨道，从B到E的过程，由动能定理可得： 可得 综上所述，需满足的条件为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $