精品解析：江西省上犹中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题

高一年级下学期物理第二次月考 一、选择题（1--7题为单选题，每题4分，8--10题为多选题，每题6分，漏选、少选得3分，错选、不选0分；共计46分） 1. “判天地之美，析万物之理”，物理学史就是人类对自然界各种物理现象认识的发展史。关于物理学史、物理思想与方法，下列说法不正确的是（　　） A. 重心、合力的概念都体现了等效思想 B. 在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法 C. 开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 D. 牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤实验的放大思想测出了引力常量G 2. 一个物体在三个恒力的共同作用下做匀速直线运动。若保持不变突然撤去，则该物体之后（　　） A. 可能做匀变速曲线运动 B. 不可能继续做直线运动 C. 可能继续做匀速直线运动 D. 在相等时间内速度的变化量一定不相等 3. 如图所示，一运动员在驾驶无动力滑翔伞飞行过程中，在同一竖直平面内沿一段曲线轨迹飞行，而且越飞越快，该过程中关于运动员所受的合力和速度方向的关系，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，从水平地面上同一位置抛出两小球A、B．分别落在地面上的M、N点。两小球运动的最大高度相同。空气阻力不计。从小球抛出到落地的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A比B加速度大 B. B的飞行时间比A的长 C. A在最高点的速度比B在最高点的速度大 D. 两小球的速度变化量相等 5. 2025年3月10日1时17分，通信技术试验卫星十五号在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。在卫星发射过程中，先将卫星发射至近地圆轨道1，变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后变轨将卫星送入预定圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 三条轨道中，经过轨道2上的Q点时线速度最小 B. 周期关系为 C. 卫星在轨道1的线速度小于在轨道3的线速度 D. 卫星在轨道1上经过P点时的加速度大于它在轨道2上经过P点时的加速度 6. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2000kg，汽车受到的阻力大小恒为车重力的0.1倍，g取10m/s2， 则（　　） A. 汽车在前5s内受到的阻力大小为200N B. 前5s内的牵引力大小为2000N C. 汽车的额定功率为60kW D. 汽车的最大速度为20m/s 7. 如图所示，竖直平面内固定一根竖直杆和水平杆，两杆在同一平面内，杆的延长线与杆的交点为。质量为的小球A和质量为的小球B分别套在杆和杆上，套在杆上的轻质弹簧上端固定，下端与小球A相连。小球A、B间用长为的轻杆通过铰链分别连接。弹簧处于原长时AB间的轻杆与杆的夹角，小球A从该位置由静止释放后在竖直杆上做往复运动，下降的最大距离为。已知轻质弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，为弹簧的劲度系数，整个过程弹簧始终处在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，。则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球运动到点时，小球B速度最大 C. 小球A从最高点运动到点的过程，水平杆对小球B的作用力始终大于 D. 从撤去外力到的过程中，轻杆对球做功为 8. 关于两个初速度均不为零的匀变速直线的合运动，以下说法正确的是（　　） A. 可能匀变速直线运动 B. 可能是匀变速曲线运动 C. 一定是匀变速曲线运动 D. 一定是加速度改变的曲线运动 9. 如图所示，在斜面的点以速度v平抛一小球，经时间落到斜面上的点。若在点将此小球以速度水平抛出，经落到斜面上的点，则以下判断正确的是（　　） A B. C. D. 10. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，a为圆环上最高点，c为圆环上最低点，圆环上b、d两点与圆心等高。原长为2R的轻弹簧一端固定在d点，另一端与小球栓接，小球套在圆环上，从a点由静止释放，经b点下滑至c点，下列说法正确的是（ ） A. 由a到b过程，重力的瞬时功率一直变大 B. 由a到b过程，弹簧弹力的瞬时功率一直变大 C. 由a到c过程，重力的平均功率大于弹簧弹力的平均功率 D. 由a到c过程，小球的机械能一直变大 二、实验题（每空2分，共计20分） 11. 某物理实验学习小组学员用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。 （1）某同学用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球弹出时的速度，两球仍然同时落地，这个实验说明了平抛运动（　　） A. 水平方向做匀速运动 B. 竖直方向做自由落体运动 C. 无法确定平抛运动规律 （2）某同学用图乙装置实验时，以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是（　　） A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 C. 每次小球应从同一高度由静止释放 D. 为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （3）图丙是某同学在实验中，得到的轨迹图，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，得到如图所示坐标。取。则A到B的时间______s；图中A点______平抛的起点。（填“是”或“不是”）；小球运动到B点时的速度______m/s。（用根式表示） 12. 某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 （1）如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。 a.下列实验操作和数据处理正确的是______。 A.实验中必须测量重物的质量 B.打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直 C.实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物 D.测量纸带上某点的速度时，可由公式计算 b.图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足______则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。 （2）某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d的小球通过细线系在固定点上，使小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直高度h，并将其无初速度释放。当小球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间t。改变小球的释放位置，重复上述步骤，得到多组竖直高度h和对应时间t的数据。 a.若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以h为横坐标、以______为纵坐标的图像，在误差允许范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率k=______（用d、g表示）。 b.该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像的斜率总是略大于a问中的k。请分析说明其中的原因，并提出合理的解决办法____。 三、解答题（共计34分） 13. 某个质量为m的小球从空中A点以速度v竖直向上抛出，运动过程中除重力外还受到大小方向都不变的水平风力作用，经过一段时间后小球到达B点速度变成水平，速度大小仍是v（重力加速度取），求： （1）小球从A点运动到B点的时间； （2）水平风力大小。 14. 如图所示，平台距竖直光滑圆弧轨道的点的竖直高度，竖直光滑圆弧轨道半径为，与竖直方向的夹角为。质量为的小球以初速度从平台边缘A点水平飞出，恰好沿圆弧轨道点的切线方向进入圆弧，小球在点的速度和在点的速度之间的关系满足。已知，，重力加速度取，不计空气阻力，小球可视为质点。求： （1）小球到达点时的速度大小； （2）平台边缘A点与点的水平距离； （3）小球对圆弧轨道点的压力大小（结果用分数表示）。 15. 如图所示为某款产品分捡装置结构简图，可以根据产品质量的不同分别将产品收集到①②两个区域。装置工作时，产品每次都经弹射装置由点释放，之后沿粗糙水平面运动至半径为的光滑竖直圆轨道内，圆轨道最低点与水平面平滑相切且略微错开以允许产品通过，圆轨道的圆心为，②收集区恰以为分界点沿半径方向水平放置，且收集区两端与圆轨道之间留有恰好可让产品通过的空隙，能够完整通过圆轨道的产品，最终沿光滑水平轨道运动到①区域收集。已知水平轨道长为，所有产品与水平面间的动摩擦因数均为，且质量为的产品恰好运动到与点等高位置时速度减为零，并被收集到区域②的右端。不考虑产品之间的碰撞，不计空气阻力，重力加速度为，求： （1）质量为的产品经过点时对圆轨道的压力大小； （2）弹簧每次释放时的弹性势能； （3）进入收集区①的产品质量范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一年级下学期物理第二次月考 一、选择题（1--7题为单选题，每题4分，8--10题为多选题，每题6分，漏选、少选得3分，错选、不选0分；共计46分） 1. “判天地之美，析万物之理”，物理学史就是人类对自然界各种物理现象认识的发展史。关于物理学史、物理思想与方法，下列说法不正确的是（　　） A. 重心、合力的概念都体现了等效思想 B. 在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法 C. 开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 D. 牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤实验的放大思想测出了引力常量G 【答案】D 【解析】 【详解】A．一个物体各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分所受到的重力作用集中于一点，这一点叫重心，两个力共同作用的效果与一个力作用效果相同，则这一个力叫那两个力的合力，可知，重心、合力的概念都体现了等效思想，故A正确，不符合题意； B．在实验探究加速度与力、质量的关系时，每次研究两个物理量的关系时，确保其它物理量不变，即运用了控制变量法，故B正确，不符合题意； C．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的三个规律，即开普勒定律，故C正确，不符合题意； D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验的放大思想测出了引力常量G，故D错误，符合题意。 故选D。 2. 一个物体在三个恒力的共同作用下做匀速直线运动。若保持不变突然撤去，则该物体之后（　　） A. 可能做匀变速曲线运动 B. 不可能继续做直线运动 C. 可能继续做匀速直线运动 D. 在相等时间内速度的变化量一定不相等 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．物体做匀速直线运动的速度方向与F3的方向关系不明确，可能是相同、相反或不在同一条直线上，故保持不变突然撤去，则该物体之后可能做匀变速曲线运动，或匀变速直线运动，不可能继续做匀速直线运动，故A正确，BC错误； D．保持不变突然撤去，即之后的合力大小为，方向与的方向相反，故物体所受的合外力为恒力，根据牛顿第二定律可知 物体的加速度恒定不变，根据 可知在相等时间内速度的变化量一定相等，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，一运动员在驾驶无动力滑翔伞飞行过程中，在同一竖直平面内沿一段曲线轨迹飞行，而且越飞越快，该过程中关于运动员所受的合力和速度方向的关系，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】运动员在飞行过程中，在竖直平面内做曲线运动，根据物体曲线运动的合外力指向运动轨迹的内侧；同时，运动员在飞行过程中加速（越飞越快），故合外力与速度的方向的夹角要小于。 故选B。 4. 如图所示，从水平地面上同一位置抛出两小球A、B．分别落在地面上的M、N点。两小球运动的最大高度相同。空气阻力不计。从小球抛出到落地的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A比B的加速度大 B. B的飞行时间比A的长 C. A在最高点的速度比B在最高点的速度大 D. 两小球的速度变化量相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．不计空气阻力，两球做斜抛运动，只受重力作用，加速度都为重力加速度g，故A错误； B．两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，高度相同，由 知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故B错误； C．两物体在最高点的速度等于水平分速度，由于运动时间相同，而B的水平位移较大，则B的水平速度较大，则B在最高点时的速度比较大，选项C错误； D．根据 由于运动时间相等，则速度变化量相等，故D正确。 故选D。 5. 2025年3月10日1时17分，通信技术试验卫星十五号在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。在卫星发射过程中，先将卫星发射至近地圆轨道1，变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后变轨将卫星送入预定圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 三条轨道中，经过轨道2上的Q点时线速度最小 B. 周期关系为 C. 卫星在轨道1的线速度小于在轨道3的线速度 D. 卫星在轨道1上经过P点时的加速度大于它在轨道2上经过P点时的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】C．卫星在圆轨道上运动时，万有引力提供向心力，则有 解得 卫星在轨道1的半径小于在轨道3的半径，所以卫星在轨道1的线速度大于在轨道3的线速度，故C错误； A．卫星在轨道1上经过P点时加速才能进入轨道在轨道2上经过Q点时加速才能进入轨道3，在轨道2上从P到Q，引力做负功，速率减小，结合以上分析知卫星在轨道1上的速率大于在轨道3上的速率，则 故A正确； B．因1、2、3轨道半径逐渐增大，根据开普勒第三定律可得，周期关系为 故B错误； D．根据万有引力提供向心力，有 可知，卫星在轨道1上经过P点时的加速度等于它在轨道2上经过P点时的加速度，故D错误。 故选A。 6. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2000kg，汽车受到的阻力大小恒为车重力的0.1倍，g取10m/s2， 则（　　） A. 汽车在前5s内受到的阻力大小为200N B. 前5s内的牵引力大小为2000N C. 汽车的额定功率为60kW D. 汽车的最大速度为20m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车受到的阻力恒为车重的0.1倍，故阻力 故A错误； B．由题图知前5s内的加速度 由牛顿第二定律知前5s内的牵引力 故B错误； C．末达到额定功率 故C正确； D．当牵引力与阻力相等时，汽车达到最大速度，故最大速度为 故D错误； 故选C 7. 如图所示，竖直平面内固定一根竖直杆和水平杆，两杆在同一平面内，杆的延长线与杆的交点为。质量为的小球A和质量为的小球B分别套在杆和杆上，套在杆上的轻质弹簧上端固定，下端与小球A相连。小球A、B间用长为的轻杆通过铰链分别连接。弹簧处于原长时AB间的轻杆与杆的夹角，小球A从该位置由静止释放后在竖直杆上做往复运动，下降的最大距离为。已知轻质弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，为弹簧的劲度系数，整个过程弹簧始终处在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，。则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球运动到点时，小球B的速度最大 C. 小球A从最高点运动到点的过程，水平杆对小球B的作用力始终大于 D. 从撤去外力到的过程中，轻杆对球做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球A、弹簧和小球B组成的系统机械能守恒，小球A从开始释放到下降到最大距离时，由于在最低点两球的速度均为零，则根据机械能守恒定律有： 解得 故A错误。 B．小球运动到点时，小球B的速度为零，最小，选项B错误； C．小球A从最高点运动到点的过程，小球B先加速后减速，根据 当aB=0时T=0，可知水平杆对小球B的作用力不是始终大于，选项C错误； D．轻杆与水平杆Q成θ=30°斜向左上时，设B的速度为vB，A的速度为vA，根据关联速度关系可知：vAcos60°=vBcos30° 根据机械能守恒定律有 联立解得 根据动能定理可知轻杆对小球B做的功为 故D正确； 故选D。 8. 关于两个初速度均不为零的匀变速直线的合运动，以下说法正确的是（　　） A. 可能是匀变速直线运动 B. 可能是匀变速曲线运动 C. 一定是匀变速曲线运动 D. 一定是加速度改变的曲线运动 【答案】AB 【解析】 【详解】若两个运动的两个初速度的合初速度与两个加速度的合加速度共线，则合运动为直线运动，若不共线则为曲线运动；由于两个运动都为匀变速直线运动，故两个加速度的合加速度是恒定的，故合运动为匀变速运动。由此可判断合运动可能是匀变速直线运动也可能是匀变速曲线运动。 故选AB。 9. 如图所示，在斜面的点以速度v平抛一小球，经时间落到斜面上的点。若在点将此小球以速度水平抛出，经落到斜面上的点，则以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据，， 解得 可知 选项A正确，B错误； CD．因 可知 选项C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，a为圆环上最高点，c为圆环上最低点，圆环上b、d两点与圆心等高。原长为2R的轻弹簧一端固定在d点，另一端与小球栓接，小球套在圆环上，从a点由静止释放，经b点下滑至c点，下列说法正确的是（ ） A. 由a到b过程，重力的瞬时功率一直变大 B. 由a到b过程，弹簧弹力的瞬时功率一直变大 C. 由a到c过程，重力的平均功率大于弹簧弹力的平均功率 D. 由a到c过程，小球的机械能一直变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．轻弹簧的原长为2R，可知小球运动到b点时弹簧处于原长，则由a到b过程，重力和弹簧弹力均对小球做正功，小球的动能增大，速度增大，且速度与竖直方向的夹角逐渐减小，所以竖直分速度增大，根据 可知重力的瞬时功率一直变大，故A正确； B．小球运动到b点时，弹簧弹力为0，此时弹簧弹力的瞬时功率为0，所以由a到b过程，弹簧弹力的瞬时功率不是一直变大，故B错误； C．根据对称性可知，小球处于a点和c点时，弹簧的形变量相等，则由a到c过程，弹力做功为0，弹簧弹力的平均功率为0；该过程重力做正功，重力的平均功率大于0，故C正确； D．由a到c过程，弹簧弹力对小球先做正功，后做负功，小球的机械能先增大后减小，故D错误。 故选AC。 二、实验题（每空2分，共计20分） 11. 某物理实验学习小组学员用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。 （1）某同学用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球弹出时的速度，两球仍然同时落地，这个实验说明了平抛运动（　　） A. 水平方向做匀速运动 B. 竖直方向做自由落体运动 C. 无法确定平抛运动规律 （2）某同学用图乙装置实验时，以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是（　　） A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 C. 每次小球应从同一高度由静止释放 D. 为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （3）图丙是某同学在实验中，得到的轨迹图，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，得到如图所示坐标。取。则A到B的时间______s；图中A点______平抛的起点。（填“是”或“不是”）；小球运动到B点时的速度______m/s。（用根式表示） 【答案】（1）B （2）AC （3） ①. 0.1 ②. 不是 ③. 【解析】 【小问1详解】 用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球弹出时的速度，两球仍然同时落地，这个实验说明了平抛运动竖直方向做自由落体运动。 故选B。 【小问2详解】 A．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，安装斜槽轨道，使其末端保持水平，故A正确； BC．为了保证小球每次抛出时的速度相同，每次小球应从同一高度由静止释放，故B错误，C正确； D．为描出小球的运动轨迹，应舍去误差较大点，把剩下的描绘点用平滑的曲线连接，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 [1]由图丙可知A到B的时间等于B到C的时间，竖直方向根据 可得A到B的时间为 [2]小球经过B点时的竖直分速度为 则小球经过A点时的竖直分速度为 可知图中A点不是平抛的起点； [3]小球的水平速度为 则小球运动到B点时的速度为 12. 某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 （1）如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。 a.下列实验操作和数据处理正确的是______。 A.实验中必须测量重物的质量 B打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直 C.实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物 D.测量纸带上某点的速度时，可由公式计算 b.图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足______则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。 （2）某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d的小球通过细线系在固定点上，使小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直高度h，并将其无初速度释放。当小球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间t。改变小球的释放位置，重复上述步骤，得到多组竖直高度h和对应时间t的数据。 a.若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以h为横坐标、以______为纵坐标的图像，在误差允许范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率k=______（用d、g表示）。 b.该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像斜率总是略大于a问中的k。请分析说明其中的原因，并提出合理的解决办法____。 【答案】（1） ①. BC ②. （2） ①. ②. ③. 小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。 【解析】 【小问1详解】 [1]A．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要用天平测量重物的质量，故A错误； B．为了减小纸带与打点计时器的摩擦，打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直，故B正确； C．为了充分利用纸带，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误； D．不能利用公式来求解瞬时速度，因为这样直接认为加速度为重力加速度，失去了验证的意义，故D错误。 故选BC。 [2]打B点时的速度 打O点到打B点的过程中，增加的动能为 打O点到打B点的过程中，减少的重力势能为 若机械能守恒，则有 整理得 【小问2详解】 [1][2]当小球经过光电门时速度大小 从释放到经过光电门过程，小球增加的动能为 减少的重力势能为 若机械能守恒，则有 整理得 可知图像为过原点的一条倾斜直线，故纵坐标为，可知图像斜率。 [3]小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。 三、解答题（共计34分） 13. 某个质量为m的小球从空中A点以速度v竖直向上抛出，运动过程中除重力外还受到大小方向都不变的水平风力作用，经过一段时间后小球到达B点速度变成水平，速度大小仍是v（重力加速度取），求： （1）小球从A点运动到B点的时间； （2）水平风力大小。 【答案】（1） （2）mg 【解析】 【小问1详解】 在B点，小球的速度方向为水平，则竖直方向速度减为零，竖直方向有 解得 【小问2详解】 水平方向由牛顿第二定律有 由运动学有 解得 14. 如图所示，平台距竖直光滑圆弧轨道的点的竖直高度，竖直光滑圆弧轨道半径为，与竖直方向的夹角为。质量为的小球以初速度从平台边缘A点水平飞出，恰好沿圆弧轨道点的切线方向进入圆弧，小球在点的速度和在点的速度之间的关系满足。已知，，重力加速度取，不计空气阻力，小球可视为质点。求： （1）小球到达点时的速度大小； （2）平台边缘A点与点的水平距离； （3）小球对圆弧轨道点的压力大小（结果用分数表示）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球在AB间做平抛运动，在竖直方向则有 解得 在B点，根据运动的合成与分解有 解得 【小问2详解】 小球在AB间做平抛运动，在竖直方向有 解得 在点，根据运动的合成与分解有 解得 则平台边缘A点与点的水平距离 解得 【小问3详解】 根据题意有 其中，可得小球到达点时的速度为 在点，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知，小球对圆弧轨道点的压力 15. 如图所示为某款产品分捡装置的结构简图，可以根据产品质量的不同分别将产品收集到①②两个区域。装置工作时，产品每次都经弹射装置由点释放，之后沿粗糙水平面运动至半径为的光滑竖直圆轨道内，圆轨道最低点与水平面平滑相切且略微错开以允许产品通过，圆轨道的圆心为，②收集区恰以为分界点沿半径方向水平放置，且收集区两端与圆轨道之间留有恰好可让产品通过的空隙，能够完整通过圆轨道的产品，最终沿光滑水平轨道运动到①区域收集。已知水平轨道长为，所有产品与水平面间的动摩擦因数均为，且质量为的产品恰好运动到与点等高位置时速度减为零，并被收集到区域②的右端。不考虑产品之间的碰撞，不计空气阻力，重力加速度为，求： （1）质量为的产品经过点时对圆轨道的压力大小； （2）弹簧每次释放时的弹性势能； （3）进入收集区①的产品质量范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 产品从点到点等高的过程，根据动能定理有 在点，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律可得，质量为产品经过点时对圆轨道的压力大小 【小问2详解】 质量为的产品恰好被区域②的右端收集，根据能量守恒定律有 解得 【小问3详解】 设产品质量为时，恰能通过圆轨道最高点，则根据牛顿第二定律 根据能量守恒定律有 解得 则进入收集区①产品质量范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $