精品解析：湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三下学期5月月考物理试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高三下学期5月月考物理试卷 一、单选题 1. 下列说法中正确的是（ ） A. 利用甲图装置卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变，由此发现了电子 B. 甲图中的A为α粒子，B为氮气，发生的核反应方程为 C. 乙图为查德威克实验示意图，利用此装置发现了质子 D. 乙图中的不可见粒子为γ射线，从石蜡中“打出的粒子”是质子 2. 如图甲所示，一辆小轿车从服务区匝道驶入平直高速行车道时速率为20m/s，想要加速驶入内车道，由于行车道前方匀速运动的大货车速度较小，影响超车。小轿车加速8s后放弃超车，立即减速，再经过3s，与大货车同速跟随，再伺机超车。该过程小轿车的速度与时间的关系如图乙所示，下列说法中正确的是（ ） A. 该过程小轿车的平均加速度大小为1.25m/s2 B. 该过程小轿车的平均加速度大小为m/s2 C. 该过程小轿车与大货车之间的距离先减小后增大 D. 该过程小轿车与大货车之间的距离先增大后减小 3. 图（1）为波源S1和S2形成的两列水波的干涉图样，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，B为AC连线中点，图（2）为波源S3在均匀介质中做匀速直线运动时某一时刻的波面分布图。下列说法正确的是（　　） A. S1和S2的起振方向可能相反 B. A、B、C三点均为振动增强点 C. S3向右运动，且运动速度大于波速 D. 在E点观察到的频率小于在F点观察到的频率 4. 如图，匀强磁场的磁感应强度为0.2T，矩形线圈abcd的长和宽分别为0.2m和0.1m，线圈匝数为100，总电阻为2Ω。现让线圈绕垂直于磁场的轴（）以100r/s的转速匀速转动，已知t=0时刻，磁场方向垂直于线圈平面，则（　　） A. t=0时刻穿过线圈的磁通量为0.4Wb B. 1s内线圈中电流的方向变化100次 C. 线圈消耗的电功率为1600π2W D. 线圈中感应电流的瞬时值表达式为i=80πsin（200πt）A 5. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，一个小球以的初速度沿斜面向上运动，经过1s的时间上升到最高点，并立即沿斜面下滑，重力加速度，，，则从开始运动到向下速度大小为5m/s时运动的时间为（ ） A. 1.5s B. 2.5s C. 3.5s D. 4.5s 6. 如图所示，A、B是粗糙水平面上的两点，O、P、A三点在同一竖直线上，且，在P点处固定一光滑的小钉子。一小物块通过原长也为L的弹性轻绳与悬点O连接。当小物块静止于A点时，小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。将小物块移至B点（弹性轻绳处于弹性限度内），由静止释放后，小物块沿地面运动通过A点，则在小物块从B运动到A的过程中（　　） A. 小物块的动能一直增大 B. 小物块受到的滑动摩擦力保持不变 C. 小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小 D. 小物块和弹性轻绳组成的系统机械能不变 二、多选题 7. 利用下列哪组数据和引力常量G，可以计算出地球质量（　　） A. 若不考虑地球自转对重力的影响，已知地球半径和地面重力加速度 B. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和周期 C. 已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期和月球质量 D. 已知静止卫星离地面高度和地球自转周期 8. 如图所示是一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气中斜射入某介质后的情况，则下列说法正确的是（ ） A. 照射同一金属极板，a光更容易发生光电效应 B. a光波长比b光的大 C. 从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光的大 D. 在该介质中，a光的波速小于b光的波速 E. 将两束光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大 9. 纸面内存在沿某方向的匀强电场，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径，从x轴上的a点开始沿逆时针方向作圆，是圆周上的8个等分点，如图（a）所示；测量圆上各点的电势与半径同x轴正方向的夹角，描绘的图像如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. O点的电势为 C. 两点的电势差为 D. 从e到f，电势一直降低，从g到h，电势一直升高 10. 如图所示，宽度为1m光滑平行导轨位于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为1T，将质量均为1kg的导体棒M、N垂直放在导轨上，轨道电阻与摩擦均不计，每根导体棒电阻为1Ω。现给导体棒M施加大小为10N的平行于导轨的外力，导体棒M、N始终垂直于导轨，导体棒运动稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒M的加速度为5m/s2 B. 导体棒M的速度为5m/s C. 回路中感应电动势为5V D. 流过导体棒M电流为5A 三、实验题 11. 利用单摆测量当地重力加速度的实验中。 （1）利用游标卡尺测得金属小球直径如图甲所示，小球直径d=________cm。 （2）甲同学测量数据如下表。 L/m 0.400 0.500 0.600 0800 1.200 T2/S2 1.60 2.10 2.40 320 4.80 由图像可得重力加速度g=_____m/s2（保留三位有效数字）。 （3）若乙同学描点时误将摆线长当作摆长，那么他得到的实验图像可能是下列图像中的_______。由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小________（填“偏大”、“偏小”或“相等”） A. B。 C。 D。 12. 某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表，电阻箱和保护电阻，电键S，导线若干。请回答以下问题： （1）将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表，电阻箱的阻值应调节为_______。 （2）该小组将改装好的新电压表（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示，其中是的保护电阻，以确保电路的安全。正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱，测出多组的阻值和原电压表的示数，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图乙所示。依据图像，可得电源的电动势_______V，内阻_______。（不考虑电压表的分流） （3）该同学将上述电源及（2）中选用保护电阻和一个伏安特性已知（图丙）的小灯泡串联形成回路，则灯泡消耗的实际功率为_______W（结果保留两位有效数字）。 四、解答题 13. 如图甲，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙，在导热良好的汽缸内用可自由滑动的面积为S=10cm2活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气，活塞和砝码总质量为m=5kg。充气装置可通过开关阀门K对汽缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开关阀门K关闭，此时汽缸内气体高度为h1=40cm。已知外界大气压强p0=1.0×105Pa。求： （1）初始状态汽缸内压强p1； （2）仅将活塞和砝码的总质量增大至10kg时，汽缸内气体高度h2； （3）在（2）的基础上，打开阀门K，充气装置向汽缸内充气，当汽缸内气体高度最终恢至h1时，求充入的外界大气的体积V。 14. 如图所示，在空间坐标系区域中有竖直向上的匀强电场，在一、四象限的正方形区域内有方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场，已知，，。在负x轴上有一质量为m、电量为的金属球以速度v0沿轴向右匀速运动，并与静止在坐标原点处用绝缘细支柱支撑的（支柱与球不粘连、无摩擦）质量为、不带电金属球发生弹性碰撞。已知、球体积相等、材料相同且都可视为点电荷，碰后电荷总量平均分配，重力加速度为，不计、球间的静电力，不计、球产生的场对电场、磁场的影响，求： （1）碰撞后，、球的速度大小； （2）、碰后，要使球恰好从边界点射出，求磁感应强度的取值。 15. 如图甲，羽毛球位于球筒底部，为将羽毛球从筒中取出，小明握住球筒从高为的地方将羽毛球筒开口朝下竖直向下挥向地面，此过程中手对球筒作用力可视为恒力，方向竖直向下。球筒刚接触地面时，手立刻松开。已知羽毛球质量为，球筒质量为，球筒和羽毛球之间最大静摩擦力为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，球筒长度为，空气阻力忽略不计，重力加速度为g。 （1）求球筒竖直向下运动过程中，羽毛球对球筒作用力的大小和方向； （2）球筒与硬质地面撞击作用时间为，经测量非常小，且撞后球筒不反弹，求撞击过程中球筒对地面平均冲击力的大小，并判断此后羽毛球是否溜到球筒口； （3）接（2）问，小明将球筒提到离地高度为处，如图乙所示，在极短时间内使球筒获得一水平向右速度，并从手中飞出，为使筒落地前球从筒口溜出，求： ①时，球筒从手中水平飞出速度的取值范围； ②时，球筒从手中水平飞出速度的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高三下学期5月月考物理试卷 一、单选题 1. 下列说法中正确的是（ ） A. 利用甲图装置卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变，由此发现了电子 B. 甲图中的A为α粒子，B为氮气，发生的核反应方程为 C. 乙图为查德威克实验示意图，利用此装置发现了质子 D. 乙图中的不可见粒子为γ射线，从石蜡中“打出的粒子”是质子 【答案】B 【解析】 【详解】A．卢瑟福第一次用粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，故A错误； B．甲图中的A为放射源发出的粒子，B为氮气，根据核反应方程书写规律，质量数和电荷数守恒，则该核反应方程为 故B正确； CD．乙图为查德威克实验示意图，用放射源钋的射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流；所以不可见粒子为中子，从石蜡中“打出的粒子”是质子，故C、D错误； 故选B。 2. 如图甲所示，一辆小轿车从服务区匝道驶入平直高速行车道时速率为20m/s，想要加速驶入内车道，由于行车道前方匀速运动的大货车速度较小，影响超车。小轿车加速8s后放弃超车，立即减速，再经过3s，与大货车同速跟随，再伺机超车。该过程小轿车的速度与时间的关系如图乙所示，下列说法中正确的是（ ） A. 该过程小轿车的平均加速度大小为1.25m/s2 B. 该过程小轿车的平均加速度大小为m/s2 C. 该过程小轿车与大货车之间的距离先减小后增大 D. 该过程小轿车与大货车之间的距离先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．该过程小轿车的平均加速度大小为 故A错误，B正确； CD．该过程小轿车的速度一直大于大货车的速度，所以该过程小轿车与大货车之间的距离一直减小，故CD错误。 故选B。 3. 图（1）为波源S1和S2形成的两列水波的干涉图样，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，B为AC连线中点，图（2）为波源S3在均匀介质中做匀速直线运动时某一时刻的波面分布图。下列说法正确的是（　　） A. S1和S2的起振方向可能相反 B. A、B、C三点均为振动增强点 C. S3向右运动，且运动速度大于波速 D. 在E点观察到的频率小于在F点观察到的频率 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图1可知在两波源连线的中垂线上的点均是振动增强点，故两波源起振方向相同，故A错误，B正确； C．根据图2可知，波源S3左侧波面比右侧波面密集，可知波源S3向左运动，且运动速度小于波速，故C错误； D．图2可知E点附近波面密集，则单位时间内E点接收到的波面比F点多，故在E点观察到的频率大于在F点观察到的频率，故D错误。 故选B。 4. 如图，匀强磁场的磁感应强度为0.2T，矩形线圈abcd的长和宽分别为0.2m和0.1m，线圈匝数为100，总电阻为2Ω。现让线圈绕垂直于磁场的轴（）以100r/s的转速匀速转动，已知t=0时刻，磁场方向垂直于线圈平面，则（　　） A. t=0时刻穿过线圈的磁通量为0.4Wb B. 1s内线圈中电流的方向变化100次 C. 线圈消耗的电功率为1600π2W D. 线圈中感应电流的瞬时值表达式为i=80πsin（200πt）A 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．t=0时刻穿过线圈的磁通量为 故A错误； B．依题意，可得线圈转动的周期为 一个周期内，电流方向改变两次，所以1s内线圈中电流的方向变化200次，故B错误； CD．线圈从图示位置开始转动，产生正弦交流电，电动势的最大值为 则线圈中感应电流的瞬时值表达式为 线圈消耗的电功率为 故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，一个小球以的初速度沿斜面向上运动，经过1s的时间上升到最高点，并立即沿斜面下滑，重力加速度，，，则从开始运动到向下速度大小为5m/s时运动的时间为（ ） A. 1.5s B. 2.5s C. 3.5s D. 4.5s 【答案】C 【解析】 【详解】设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，则向上运动时的加速度大小 根据牛顿第二定律得 解得 当物块下滑时，根据牛顿第二定律得 解得 则当向下的速度为5m/s时，向下运动的时间 因此从开始运动到向下速度大小为5m/s时运动的时间为3.5s。 故选C。 6. 如图所示，A、B是粗糙水平面上的两点，O、P、A三点在同一竖直线上，且，在P点处固定一光滑的小钉子。一小物块通过原长也为L的弹性轻绳与悬点O连接。当小物块静止于A点时，小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。将小物块移至B点（弹性轻绳处于弹性限度内），由静止释放后，小物块沿地面运动通过A点，则在小物块从B运动到A的过程中（　　） A. 小物块的动能一直增大 B. 小物块受到的滑动摩擦力保持不变 C. 小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小 D. 小物块和弹性轻绳组成的系统机械能不变 【答案】B 【解析】 【详解】BC．依题意，对小物块在B点受力分析如图所示 设PA间距为，绳与竖直方向的夹角为θ，地面对物块的支持力为FN，地面对物块的摩擦力为f，小物块从B运动到A的过程中，绳与竖直方向的夹角为θ减小，绳中张力 地面对物块的支持力 不变，故地面对物块的滑动摩擦力 不变，故B正确，C错误； A．小物块开始静止于A点时，则小物块从B运动到A的过程中，地面对小物块的摩擦力不变，小物块从B运动到A的过程中，绳的拉力的水平分量 逐渐减小到与滑动摩擦力相等时速度达到最大，之后再减小，绳的拉力小于滑动摩擦力，故物块由B运动到A点时过程中先加速后减速，动能先增加后减小，故A错误； D．在小物块从B运动到A的过程中，小物块要克服地面的摩擦力做功，所以小物块和弹性轻绳组成的系统机械能逐渐减小，故D错误。 故选B。 二、多选题 7. 利用下列哪组数据和引力常量G，可以计算出地球质量（　　） A. 若不考虑地球自转对重力的影响，已知地球半径和地面重力加速度 B. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和周期 C. 已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期和月球质量 D. 已知静止卫星离地面高度和地球自转周期 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据 可得 A正确； B．根据 可得 B正确； C．根据 可得 由于月球质量两边消去，又无法求出月球绕地球运动的轨道半径，因此无法求出地球质量，C错误； D．如果只知道静止卫星离地面高度而不知道地球半径，无法求出静止卫星轨道半径，因此无法求出地球质量，D错误。 故选AB。 8. 如图所示是一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气中斜射入某介质后的情况，则下列说法正确的是（ ） A. 照射同一金属极板，a光更容易发生光电效应 B. a光波长比b光的大 C. 从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光的大 D. 在该介质中，a光的波速小于b光的波速 E. 将两束光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大 【答案】BCE 【解析】 【详解】A．由图看出，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，照射同一金属极板，b光更容易发生光电效应，故A错误； B．a光的频率小，由 c=λf 知，a光波长比b光的大，故B正确； C．因为a光的折射率小，由公式 知，a光的临界角大，故C正确； D．因为a光的折射率小于b光的折射率，由公式 得 则在同样介质中a光传播的速度比b光的大，故D错误； E．a光的波长大，根据双缝干涉条纹的间距公式 知，a光产生相邻亮条纹间距比b光的大，故E正确。 故选BCE。 9. 纸面内存在沿某方向的匀强电场，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径，从x轴上的a点开始沿逆时针方向作圆，是圆周上的8个等分点，如图（a）所示；测量圆上各点的电势与半径同x轴正方向的夹角，描绘的图像如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. O点的电势为 C. 两点的电势差为 D. 从e到f，电势一直降低，从g到h，电势一直升高 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．图（a）可知圆周上电势最高的点和电势最低的点所在的直径与x轴夹角为，且电势差的值为 由匀强电场的电场强度和电势差的关系，可得电场强度的大小 方向与x轴正方向夹角为，故A正确； B．根据匀强电场电势分布特点，O点的电势 故B正确； C．ae两点的电势差 故C正确； D．根据选项A分析，可画出如图所示电场线 根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知从e到f，电势先降低再升高，从g到h，电势一直升高，故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，宽度为1m光滑平行导轨位于竖直向下匀强磁场中，磁感应强度大小为1T，将质量均为1kg的导体棒M、N垂直放在导轨上，轨道电阻与摩擦均不计，每根导体棒电阻为1Ω。现给导体棒M施加大小为10N的平行于导轨的外力，导体棒M、N始终垂直于导轨，导体棒运动稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒M的加速度为5m/s2 B. 导体棒M的速度为5m/s C. 回路中感应电动势为5V D. 流过导体棒M的电流为5A 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AD．导体棒运动稳定后，两棒具有恒定的速度差，因而加速度相等，则 两式相加得 解得 所以 故A、D正确； C．由闭合电路的欧姆定律可得 故C错误； B．运动稳定后，导体棒依然具有加速度，所以运动速度是不断变化的，故B错误。 故选AD。 三、实验题 11. 利用单摆测量当地重力加速度的实验中。 （1）利用游标卡尺测得金属小球直径如图甲所示，小球直径d=________cm。 （2）甲同学测量数据如下表。 L/m 0.400 0.500 0.600 0.800 1.200 T2/S2 1.60 2.10 2.40 3.20 4.80 由图像可得重力加速度g=_____m/s2（保留三位有效数字）。 （3）若乙同学描点时误将摆线长当作摆长，那么他得到的实验图像可能是下列图像中的_______。由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小________（填“偏大”、“偏小”或“相等”） A. B。 C。 D。 【答案】 ①. ②. ③. B ④. 相等 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 小球直径 （2）[2]根据 可得 图像的斜率 从而可知重力加速度 （3）[3]这时的函数表达式 图像是不过坐标原点的直线，在轴上截距为正值。 故选B。 [4]图像的斜率没变，因此得到的重力加速度与原来相来相等。 12. 某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表，电阻箱和保护电阻，电键S，导线若干。请回答以下问题： （1）将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表，电阻箱的阻值应调节为_______。 （2）该小组将改装好的新电压表（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示，其中是的保护电阻，以确保电路的安全。正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱，测出多组的阻值和原电压表的示数，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图乙所示。依据图像，可得电源的电动势_______V，内阻_______。（不考虑电压表的分流） （3）该同学将上述电源及（2）中选用的保护电阻和一个伏安特性已知（图丙）的小灯泡串联形成回路，则灯泡消耗的实际功率为_______W（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. 9 ②. 10 ③. 2.5 ④. 2.0 【解析】 【详解】（1）[1]根据电压表改装原理有 解得 （2）[2]根据电路图可知两端的电压为 则干路中的电流为 根据闭合电路欧姆定律有 将电流I代入得 变形得 对比乙图可得 ， 联立解得 ， （3）[4]该同学将上述电源及（2）中选用的保护电阻和一个伏安特性已知（图丙）的小灯泡串联形成回路，根据闭合电路欧姆定律有 变形得 代入数据可得 则在丙图中作出灯泡的U-I图像如图所示 图中两条线的交点即为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流，则有U=5.0V，I=0.4A，则灯泡消耗的实际功率为 四、解答题 13. 如图甲，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙，在导热良好的汽缸内用可自由滑动的面积为S=10cm2活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气，活塞和砝码总质量为m=5kg。充气装置可通过开关阀门K对汽缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开关阀门K关闭，此时汽缸内气体高度为h1=40cm。已知外界大气压强p0=1.0×105Pa。求： （1）初始状态汽缸内压强p1； （2）仅将活塞和砝码总质量增大至10kg时，汽缸内气体高度h2； （3）在（2）的基础上，打开阀门K，充气装置向汽缸内充气，当汽缸内气体高度最终恢至h1时，求充入的外界大气的体积V。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据平衡可知 解得初始状态汽缸内压强 （2）末态气体压强 根据等温方程 解得 （3）根据等温方程 解得 14. 如图所示，在空间坐标系区域中有竖直向上的匀强电场，在一、四象限的正方形区域内有方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场，已知，，。在负x轴上有一质量为m、电量为的金属球以速度v0沿轴向右匀速运动，并与静止在坐标原点处用绝缘细支柱支撑的（支柱与球不粘连、无摩擦）质量为、不带电金属球发生弹性碰撞。已知、球体积相等、材料相同且都可视为点电荷，碰后电荷总量平均分配，重力加速度为，不计、球间的静电力，不计、球产生的场对电场、磁场的影响，求： （1）碰撞后，、球速度大小； （2）、碰后，要使球恰好从边界的点射出，求磁感应强度的取值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）a匀速，则 a、b碰撞，动量守恒 机械能守恒 得 （2）碰后a、b电量总量平分，则 碰撞后对b 故b做匀速圆周运动，则 恰从D射出，则由几何关系 得 得 15. 如图甲，羽毛球位于球筒底部，为将羽毛球从筒中取出，小明握住球筒从高为的地方将羽毛球筒开口朝下竖直向下挥向地面，此过程中手对球筒作用力可视为恒力，方向竖直向下。球筒刚接触地面时，手立刻松开。已知羽毛球质量为，球筒质量为，球筒和羽毛球之间最大静摩擦力为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，球筒长度为，空气阻力忽略不计，重力加速度为g。 （1）求球筒竖直向下运动过程中，羽毛球对球筒作用力的大小和方向； （2）球筒与硬质地面撞击作用时间为，经测量非常小，且撞后球筒不反弹，求撞击过程中球筒对地面平均冲击力的大小，并判断此后羽毛球是否溜到球筒口； （3）接（2）问，小明将球筒提到离地高度为处，如图乙所示，在极短时间内使球筒获得一水平向右速度，并从手中飞出，为使筒落地前球从筒口溜出，求： ①时，球筒从手中水平飞出速度的取值范围； ②时，球筒从手中水平飞出速度的取值范围。 【答案】（1），方向竖直向上； （2）；不可以溜到球筒口； （3）①，② 【解析】 【小问1详解】 假设球与球筒相对静止，球受静摩擦力向下，为，加速度为，则对整体 对羽毛球 代入得 假设成立，即羽毛球受到的摩擦力大小为，方向竖直向下，由牛顿第三定律可得羽毛球对球筒的摩擦力大小为，方向竖直向上。 【小问2详解】 由（1）可知，球筒落地前，球与球筒一起以 向下加速，设落地瞬间羽毛球和球筒的速度为，则有 解得 球筒与硬质地面撞击过程中，羽毛球和球筒相对滑动，羽毛球给球筒摩擦力竖直向下， 设撞击过程中球筒对地面平均冲击力为，由动量定理知 代入得 筒撞击地面后，羽毛球向下做匀减速运动，设加速度为，则有 代入得 设羽毛球下落的位移为，由速度与位移关系式知 代入得 故羽毛球不可以溜到球筒口。 【小问3详解】 由（2）可得，小明将球筒提到离地高度为处，此时羽毛球处于球筒中间位置。 ①由题知，时，以一定的速度抛出球筒，球筒做平抛运动，对球筒，竖直方向有 代入得 羽毛球水平方向做匀加速运动，设加速度为，则有 代入得 球筒向右做匀减速运动，加速度为 设抛出时筒的初速度为，则羽毛球满足以下条件，筒落地前球从筒口溜出 代入得 ②同理，当时，则羽毛球满足以下条件，筒落地前球从筒口溜出 代入得 设抛出时筒的初速度为，则羽毛球满足以下条件，筒落地前球从筒口溜出 代入得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $