精品解析：河南省濮阳市第一高级中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题

濮阳市一高高一年级（2024级）下学期第三次质量检测 物理试题 命题人：濮阳市一高物理命题中心 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，总分100分；考生作答时，将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效；考试时间为75分钟。 第Ⅰ卷选择题部分（46分） 一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 自由式小轮车女子公园赛中，小轮车沿曲线从点向点运动的过程中，速度逐渐减小，在此过程中小轮车所受合外力方向可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，一条宽度两岸平行的河流，河中各处水流速大小均为，小船从点保持船头与河岸始终成角匀速驶向对岸，点的正对岸是点。小船在静水中的速度大小为。（，）下列说法正确的是（　　） A. 小船刚好到达正对岸的点 B. 小船到达对岸用时 C. 小船到达对岸的位置在正对岸点的上游 D. 若仅改变船头与岸的角度，小船可以在时间不变的情况下到正对岸的点 3. 如图所示，A、B两小球置于同一竖直线上不同高度处，如果将A球以速度v1、B球以速度v2水平抛出（前一个球落地后才抛另一个球），落地前两球轨迹均经过P点。现在将A、B两球同时水平抛出，抛球高度和速度不变，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. v1>v2 B. 两球在P点相遇 C. 落地前两球在竖直方向上的距离越来越大 D. 落地前两球在竖直方向上的距离保持不变 4. 如图所示，ABC为竖直放置光滑半圆环，O为圆心，B为最低点。AB为固定在环上的光滑直杆，在AB直杆上和半圆环的BC部分分别套着两个相同的小环P、Q，现让半圆环绕对称轴OB匀速转动。当角速度为ω1时，小环P在A、B之间的中间位置与直杆保持相对静止；当角速度为ω2时，小环Q在B、C之间的中间位置与半圆环保持相对静止。则关于ω1与ω2的说法正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c三个物体或卫星做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　） A. a、b、c三者速度大小的关系是 B. a、b、c三者周期大小的关系是 C. a、b、c三者加速度大小的关系是 D. a、b、c三者所受到向心力大小的关系是 6. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前6s内做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率运动至t1=25s时刻达到最大速度，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量m=2×103kg，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值k=0.1，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。下列说法不正确的是（　　） A. 在前6s内汽车的牵引力大小为6×103N B. 汽车的额定功率为60kW C. 汽车的最大速度为36m/s D. 汽车由静止加速到最大速度过程中的位移大小x=144m 7. 在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的质量都为m的物块A、B，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，则这个过程中下列说法正确的是（　　） A. 物块A的位移为 B. 当物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为 C. 弹簧弹性势能的增加量为 D. 此时，突然撤去恒力F，物块A的加速度为 二、多项选择题（本题共3道小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分） 8. 摄制组在某大楼旁边拍摄武打片，要求特技演员从地面飞到屋顶。如图所示，导演在某房顶离地处架设了滑轮（人和车均视为质点，且滑轮直径远小于H)，若轨道车从A处以的速度匀速运动到B处，绳与水平方向的夹角为53°。由于绕在滑轮上细钢丝的拉动，使质量为的特技演员从地面由静止开始向上运动。在车从A运动到B的过程中（取，，） A. 演员上升高度为3m B. 演员匀加速上升 C. 演员最大速度为6.0m/s D. 演员受到钢丝对他的拉力大于他的重力 9. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动不计一切阻力，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其关系如图乙所示，则 A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当v2=c时，轻质绳的拉力大小为 D. 只要v2≥b，小球就能在竖直平面内做完整的圆周运动 10. 如图所示，在竖直平面内固定一个半径为R粗糙圆轨道BC，与粗糙的水平轨道AB相切于B点。小滑块（视为质点）质量为m，以大小为（g为重力加速度的大小）的初速度从水平轨道上A点沿直线AB运动，恰好能到达C点，而后沿圆轨道BC下滑，最终停在水平轨道上。已知A、B两点间的距离为R，滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为0.2，则（　　） A. 滑块第一次通过B点时对轨道BC的压力大小为2.6mg B. 滑块第一次通过轨道BC所用的时间比第二次的少 C. 滑块第二次通过轨道BC因摩擦产生的热量小于0.3mgR D. 滑块最终停在B点左侧水平轨道且与B点间的距离等于3.5R 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验探究题：（本题共2小题，每空2分，总共14分） 11. 下图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，已知当地重力加速度为g。 主要实验步骤如下： A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平； B．测出遮光条的宽度d； C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门距离l； D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间Δt； E．用天平称出托盘和砝码的总质量m； F. …… （1）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量_________ A．滑块长度D B．遮光条运动到光电门处所用的时间t C．滑块和遮光条的总质量M （2）遮光条通过光电门时的速率为__________；若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系是_________（用直接测量的物理量的字母表示） 12. 甲乙两位同学用图1所示装置研究平抛运动的规律。 （1）甲同学在实验时，依次将水平板向下移动相同距离（如图2中的1、2、3的位置），每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，小球从斜槽末端水平飞出。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为、、，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是______。 A. B. C. D. 无法判断 （2）乙同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点，只记录了、、三点，于是就取点为坐标原点，建立了如图3所示的坐标系，轨迹上的这三点坐标值图中已标出。则小球平抛的初速度为________，小球从抛出点运动到点的时间________，点距离抛出点的位移为________。（取，计算结果均保留两位有效数字） 四。计算题（本题有3个小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 吹箭筒的特点是无声无光，便于携带，射击精准，我国丛林部队特种兵也配备了这种装备。如图甲所示，某战士从距水平地面高的位置斜向上吹出一支箭，射出方向与水平方向成角，初速度大小，不计空气阻力，重力加速度，，。 （1）若该箭落至水平地面，求该箭运动到最高点时与水平地面的距离； （2）若该箭下落过程中恰好垂直射到一个凹坑中倾角为37°的侧壁上，如图乙所示，求其在空中的飞行时间。 14. 2024年3月31日，据“中国载人航天”微信公众号报道，载人航天工程版月历公布，计划于4月下旬发射神舟十八号载人飞船、迎接神舟十七号乘组返回。假设神舟十八号在飞行的过程中绕地球圆轨道运行，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，飞船绕地球运行的周期为，求： （1）飞船离地面高度； （2）如图所示，卫星与神舟十八号在同一轨道平面，已知卫星运行方向与神舟十八号相同，的轨道半径为的倍，某时刻、相距最近，则至少经过多长时间它们再一次相距最近。 15. 如图所示，可视为质点、质量的小滑块静止在水平轨道上的点，在水平向右的恒定拉力的作用下，从点开始向右做匀加速直线运动，当其运动到的中点时撤去拉力，滑块运动到点后滑上与等高的水平传送带，滑块从传送带的最右端点沿水平轨道运动，从点进入半径且内壁光滑的竖直固定圆管道，在圆管道上运行一周后从处的出口出来。已知滑块刚好能通过圆管道的最高点，传送带以恒定的速度顺时针转动，水平轨道的长度，的长度，传送带的长度的长度，小滑块与水平轨道、间的动摩擦因数均为，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小取。求： （1）滑块在点对圆管道的压力大小； （2）恒定拉力的最大值； （3）当恒定拉力最小时，滑块与传送带因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 濮阳市一高高一年级（2024级）下学期第三次质量检测 物理试题 命题人：濮阳市一高物理命题中心 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，总分100分；考生作答时，将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效；考试时间为75分钟。 第Ⅰ卷选择题部分（46分） 一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 自由式小轮车女子公园赛中，小轮车沿曲线从点向点运动的过程中，速度逐渐减小，在此过程中小轮车所受合外力方向可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据曲线运动的特点可知，速度矢量与合力矢量分别在运动轨迹的两侧，合力方向指向轨迹的凹向；由于小轮车的速度在逐渐减小，所以合力方向与速度方向之间的夹角大于90°。 故选A。 2. 如图所示，一条宽度两岸平行的河流，河中各处水流速大小均为，小船从点保持船头与河岸始终成角匀速驶向对岸，点的正对岸是点。小船在静水中的速度大小为。（，）下列说法正确的是（　　） A. 小船刚好到达正对岸的点 B. 小船到达对岸用时 C. 小船到达对岸的位置在正对岸点的上游 D. 若仅改变船头与岸的角度，小船可以在时间不变的情况下到正对岸的点 【答案】C 【解析】 【详解】A．小船沿河岸方向速度 可知该速度大于水流速度，即小船到达正对岸的点的上游位置，故A错误，C正确； B．小船沿垂直河岸方向有 解得小船过河时间 故B错误； D．若小船到达对岸的点要满足 即 可知变大，小船过河时间，时间变短，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，A、B两小球置于同一竖直线上不同高度处，如果将A球以速度v1、B球以速度v2水平抛出（前一个球落地后才抛另一个球），落地前两球轨迹均经过P点。现在将A、B两球同时水平抛出，抛球高度和速度不变，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. v1>v2 B. 两球在P点相遇 C. 落地前两球在竖直方向上的距离越来越大 D. 落地前两球在竖直方向上的距离保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平抛运动， 解得 两球到点的水平距离相等，小的初速度大，，A错误； B．根据 解得 两个小球到点的高度不同，到达点的时间不同，两球不能相遇，B错误； CD．根据 可知两球在相同时间内下落相同的距离，所以落地前两球在竖直方向上的距离保持不变，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，ABC为竖直放置光滑半圆环，O为圆心，B为最低点。AB为固定在环上的光滑直杆，在AB直杆上和半圆环的BC部分分别套着两个相同的小环P、Q，现让半圆环绕对称轴OB匀速转动。当角速度为ω1时，小环P在A、B之间的中间位置与直杆保持相对静止；当角速度为ω2时，小环Q在B、C之间的中间位置与半圆环保持相对静止。则关于ω1与ω2的说法正确的是（　　） A B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．P点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，则有 解得 A正确，B错误； CD．同理，Q点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，OQ与竖直方向之间的夹角为，则有 解得 C错误，D错误。 故选A。 5. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c三个物体或卫星做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　） A. a、b、c三者速度大小的关系是 B. a、b、c三者周期大小的关系是 C. a、b、c三者加速度大小的关系是 D. a、b、c三者所受到向心力大小的关系是 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．地球静止卫星的角速度等于地球自转角速度，则知a与c的角速度大小相等，即 根据可知 根据因卫星c的轨道半径大于地球的半径，可知 根据，因卫星c的轨道半径大于地球的半径，可知 对于卫星b与c，根据万有引力提供向心力得 可得，， 因卫星b的轨道半径小于卫星c的轨道半径，则，， 由上分析可知，三者的线速度大小关系为 角速度大小关系为 向心加速度大小关系为 故AB错误，C正确； D．向心力大小 由于质量未知，所以无法比较a、b、c的向心力大小关系，故D错误。 故选C。 6. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前6s内做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率运动至t1=25s时刻达到最大速度，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量m=2×103kg，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值k=0.1，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。下列说法不正确的是（　　） A. 在前6s内汽车的牵引力大小为6×103N B. 汽车的额定功率为60kW C. 汽车的最大速度为36m/s D. 汽车由静止加速到最大速度过程中的位移大小x=144m 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知 由题图可知前内汽车加速度大小 由 解得汽车的牵引力大小 A正确； B．末达到额定功率，则汽车的额定功率为 B错误； C．当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则有 C正确； D．汽车在做匀加速直线运动，其位移大小为 汽车变加速过程由动能定理有 其中 代入数据解得 则汽车由静止加速到最大速度过程中的位移大小 D正确。 本题选择错误的，故选B。 7. 在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的质量都为m的物块A、B，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，则这个过程中下列说法正确的是（　　） A. 物块A的位移为 B. 当物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为 C. 弹簧弹性势能的增加量为 D. 此时，突然撤去恒力F，物块A的加速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力，则有 mgsinθ=kx1 得弹簧的压缩量为 当B刚要离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力，则有 mgsinθ=kx2 得弹簧的伸长量为 所以物块A的位移为 故A错误； B．设当物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为v。对A和弹簧组成的系统，由功能关系得 解得 故B正确； C．由于x1=x2，所以弹簧弹性势能的增加量为零，故C错误； D．此时，突然撤去恒力F，对A，根据牛顿第二定律 mgsinθ+kx2=ma 解得物块A加速度 a=g 故D错误； 故选B。 二、多项选择题（本题共3道小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分） 8. 摄制组在某大楼旁边拍摄武打片，要求特技演员从地面飞到屋顶。如图所示，导演在某房顶离地处架设了滑轮（人和车均视为质点，且滑轮直径远小于H)，若轨道车从A处以的速度匀速运动到B处，绳与水平方向的夹角为53°。由于绕在滑轮上细钢丝的拉动，使质量为的特技演员从地面由静止开始向上运动。在车从A运动到B的过程中（取，，） A. 演员上升高度为3m B. 演员匀加速上升 C. 演员最大速度为6.0m/s D. 演员受到钢丝对他的拉力大于他的重力 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．轨道车从A运动到B的过程中演员上升高度为 故A正确； BCD．轨道车行驶过程中，到达B点时将车速v沿绳和垂直绳方向分解得 从A运动到B的过程中随着车向前走，绳与水平方向的夹角逐渐减小，则绳子速度逐渐增大，故可知从A运动到B的过程中演员最大速度为6.0m/s；由于绳与水平方向的夹角的余弦值随时间不是线性变化，故演员加速度在改变，不是匀加速运动；由于演员向上加速运动，根据牛顿第二定律可知演员受到钢丝对他的拉力大于他的重力，故B错误，CD正确。 故选ACD。 9. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动不计一切阻力，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其关系如图乙所示，则 A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当v2=c时，轻质绳的拉力大小为 D. 只要v2≥b，小球就能在竖直平面内做完整的圆周运动 【答案】BD 【解析】 【详解】在最高点，根据牛顿第二定律得：，则有：，由图线知，图线的斜率，解得绳长为：，纵轴截距绝对值为：a=mg，解得：，故A错误，B正确．当v2=c时，，故C错误．小球在竖直平面内做完整的圆周运动，临界情况是：，v2=gL=b，即只要v2≥b，小球就能在竖直平面内做完整的圆周运动，故D正确． 10. 如图所示，在竖直平面内固定一个半径为R的粗糙圆轨道BC，与粗糙的水平轨道AB相切于B点。小滑块（视为质点）质量为m，以大小为（g为重力加速度的大小）的初速度从水平轨道上A点沿直线AB运动，恰好能到达C点，而后沿圆轨道BC下滑，最终停在水平轨道上。已知A、B两点间的距离为R，滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为0.2，则（　　） A. 滑块第一次通过B点时对轨道BC的压力大小为2.6mg B. 滑块第一次通过轨道BC所用的时间比第二次的少 C. 滑块第二次通过轨道BC因摩擦产生的热量小于0.3mgR D. 滑块最终停在B点左侧水平轨道且与B点间的距离等于3.5R 【答案】BC 【解析】 【详解】A．滑块从A到B，由动能定理 有 滑块第一次通过B点时，由牛顿第二定律 有 由牛顿第三定律可知 解得，A错误； B．由于摩擦生热，通过轨道BC上的同一位置时，第二次的速率总是小于第一次的速率，故滑块下滑过程的平均速率小于上滑过程的平均速率，所以滑块第一次通过轨道BC所用的时间比第二次的少，B正确； C．滑块从A到C，设滑块第一次通过水平轨道AB因摩擦产生热量为，通过轨道BC的过程中因摩擦产生的热量为，以AB所在水平面为零重力势能参考平面，由能量守恒定律 有 其中 得 由前面分析知，滑块通过轨道BC，下滑过程的平均速率小于上滑过程的平均速率 由，知滑块通过轨道BC的过程中，第二次对轨道的压力较小 由，知平均摩擦力也较小 解得第二次通过轨道BC摩擦产生的热量，C正确； D．滑块从C点开始到在水平轨道上停下的过程中，根据能量守恒定律 有 其中 解得，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验探究题：（本题共2小题，每空2分，总共14分） 11. 下图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，已知当地重力加速度为g。 主要实验步骤如下： A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平； B．测出遮光条的宽度d； C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l； D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间Δt； E．用天平称出托盘和砝码的总质量m； F. …… （1）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量_________ A．滑块的长度D B．遮光条运动到光电门处所用的时间t C．滑块和遮光条的总质量M （2）遮光条通过光电门时的速率为__________；若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系是_________（用直接测量的物理量的字母表示） 【答案】 ①. C ②. ③. 【解析】 【详解】（2）[2]遮光条通过光电门时的速率为 [3]根据机械能守恒定律得 解得 （1）[1]根据，为验证机械能守恒定律，还需要测量滑块和遮光条的总质量M。 故选C。 12. 甲乙两位同学用图1所示装置研究平抛运动的规律。 （1）甲同学在实验时，依次将水平板向下移动相同距离（如图2中的1、2、3的位置），每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，小球从斜槽末端水平飞出。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为、、，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是______。 A. B. C. D. 无法判断 （2）乙同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点，只记录了、、三点，于是就取点为坐标原点，建立了如图3所示的坐标系，轨迹上的这三点坐标值图中已标出。则小球平抛的初速度为________，小球从抛出点运动到点的时间________，点距离抛出点的位移为________。（取，计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）C （2） ① 1.5 ②. 0.4 ③. 1.0 【解析】 【小问1详解】 因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以，故C正确。 【小问2详解】 从图3来看，由于 若从A点开始的竖直位移之比应为，故A点不是抛出点。从A到B到C，水平位移是相同的，则它们的时间间隔相等，设为T，在竖直方向有 解得 则平抛的初速度 根据平均速度可知 根据竖直方向的速度 代入数据解得 则竖直位移 解得 根据水平方向x=vt=1.5×0.4m=0.6m 可知抛出点距离B点的距离为 四。计算题（本题有3个小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 吹箭筒的特点是无声无光，便于携带，射击精准，我国丛林部队特种兵也配备了这种装备。如图甲所示，某战士从距水平地面高的位置斜向上吹出一支箭，射出方向与水平方向成角，初速度大小，不计空气阻力，重力加速度，，。 （1）若该箭落至水平地面，求该箭运动到最高点时与水平地面的距离； （2）若该箭下落过程中恰好垂直射到一个凹坑中倾角为37°的侧壁上，如图乙所示，求其在空中的飞行时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 箭做斜抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，则有， 解得最高点与水平地面的距离 【小问2详解】 设箭射到侧壁的速度为，因为垂直射到一个倾角为37°的侧壁上，则有 解得 故飞行时间 14. 2024年3月31日，据“中国载人航天”微信公众号报道，载人航天工程版月历公布，计划于4月下旬发射神舟十八号载人飞船、迎接神舟十七号乘组返回。假设神舟十八号在飞行的过程中绕地球圆轨道运行，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，飞船绕地球运行的周期为，求： （1）飞船离地面的高度； （2）如图所示，卫星与神舟十八号在同一轨道平面，已知卫星运行方向与神舟十八号相同，的轨道半径为的倍，某时刻、相距最近，则至少经过多长时间它们再一次相距最近。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）飞船绕地球圆轨道运行，根据万有引力提供向心力可得 在地球表面，根据万有引力等于重力有 联立解得飞船离地面的高度为 （2）根据开普勒第三定律有 解得 设经过时间它们再一次相距最近，则有 解得 15. 如图所示，可视为质点、质量的小滑块静止在水平轨道上的点，在水平向右的恒定拉力的作用下，从点开始向右做匀加速直线运动，当其运动到的中点时撤去拉力，滑块运动到点后滑上与等高的水平传送带，滑块从传送带的最右端点沿水平轨道运动，从点进入半径且内壁光滑的竖直固定圆管道，在圆管道上运行一周后从处的出口出来。已知滑块刚好能通过圆管道的最高点，传送带以恒定的速度顺时针转动，水平轨道的长度，的长度，传送带的长度的长度，小滑块与水平轨道、间的动摩擦因数均为，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小取。求： （1）滑块在点对圆管道的压力大小； （2）恒定拉力的最大值； （3）当恒定拉力最小时，滑块与传送带因摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 因滑块刚好能通过圆管道的最高点，所以滑块到圆管道的最高点时速度为零；滑块由点运动到圆管道最高点的过程，根据动能定理得 解得 在点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知滑块在点对圆管道的压力大小为。 【小问2详解】 滑块由点运动到点的过程，有 解得 根据题意可知恒定拉力最大时，滑块运动到点时速度最大，点的最大速度满足 解得 滑块由A点运动到B点的过程，根据动能定理得 解得 【小问3详解】 当恒定拉力F最小时，滑块运动到B点时速度最小，此时B点的最小速度满足 解得 此情况下滑块在传送带上运动的时间 传送带的位移为 滑块与传送带的相对位移为 所以当恒定拉力F最小时，滑块与传送带因摩擦而产生的热量为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $