精品解析：山西省晋中市部分学校2025-2026学年高三上学期10月学情检测物理试题

2025-2026学年第一学期高三年级10月学情检测物理试题 （考试时间75分钟，满分100分） 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 一、选择题（1-7题为单项选择，每题只有一项符合题意，每题4分，共28分。8-10为多项选择题，每题至少有两项符合题意，每题6分，少选得3分，错选、不选不得分，共18分，本大题46分） 1. 2025年8月14日，“2025世界人形机器人运动会”在国家速滑馆“冰丝带”正式开幕。来自16个国家和地区的280支参赛队伍齐聚北京，这场盛会全面展现了人形机器人在智能决策、运动协作等领域的前沿成果。下列对各场景的阐述正确的是（ ） A. 图1所示，在研究自由搏击中的机器人的动作时，可以将机器人视为质点 B. 图2所示，北京灵翌宇树机器人在环形跑道上以6分29秒37率先冲线获得1500m冠军，此次比赛该机器人的平均速率约为5m/s C. 图3所示，100m障碍赛中机器人缓慢通过起伏路面，此过程中机器人所受地面的作用力不变 D. 图4所示，机器人与人发生碰撞时，人之所以跌倒是因为机器人对人的撞击力比人对机器人的撞击力大 2. 如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受力反向，大小不变，即由F变为。在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（　　） A. 物体可能沿曲线Ba运动 B. 物体可能沿直线Bb运动 C. 物体可能沿曲线Bc运动 D. 物体可能沿原曲线由B返回 3. 某小区的厢式电梯在时刻由静止启动后，其在时间内沿竖直方向运动的加速度随时间变化的规律如图所示，规定竖直向下为正方向，则关于电梯在时间内的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电梯先加速运动后减速运动 B. 电梯先处失重状态后处超重状态 C. 时刻电梯的动能最大 D. 时刻电梯的重力势能最大 4. 2024年10月1日是中华人民共和国成立75周年国庆节，每逢重大节日人们都喜欢燃放烟花庆祝。我国宋代就已经出现冲天炮这种烟花（如图），也叫“起火”。若冲天炮从地面由静止发射，竖直向上做加速度大小为的匀加速直线运动，第4s末掉出一可视为质点的碎片，不计碎片受到的空气阻力，g取。则（　　） A. 碎片的最大速度为40m/s B. 碎片掉出前离地面高度为80m C. 碎片离地面的最大高度为80m D. 碎片从掉出到落回地面用时 5. 每逢新春佳节，许多家庭都会悬挂红灯笼来增添喜庆氛围。如图所示，通过三根轻质细线悬挂一个重力大小为G的灯笼，细线a一端固定在天花板，与竖直方向的夹角为37°，细线b一端悬挂在竖直墙壁上，与竖直墙壁间的夹角为37°，灯笼位置不变，改变细线b的长度将细线b缓慢调节至水平（）。下列关于细线a的拉力、细线b的拉力的判断正确的是（　　） A. 初始状态时， B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 一直减小 6. 在某智能物流仓库的包裹分拣系统中，水平传送带是核心输送设备。如图所示，某物流分拣中心用水平传送带将质量为m的包裹从A端运送到B端。AB之间的距离为L，传送带始终保持速率匀速运动，包裹与传送带间的动摩擦因数为μ。将包裹轻轻放在传送带上后，包裹在传送带上留下一段长度为的摩擦滑动痕迹。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 摩擦力对包裹做的功为 B. 摩擦力对包裹做的功为 C. 摩擦力对传送带做功-μmgl D. 一对滑动摩擦力对包裹与传送带系统做功之和为-2μmgl 7. “双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，在万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相等的匀速圆周运动。天文学家观测到一个由两颗中子星A、B组成的双星系统，如图所示，星体A的质量为，星体B的质量为，均可看作质点，它们之间的距离为L，A到O点的距离小于B到O点的距离，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 星体A受到的向心力小于星体B受到的向心力 B. 星体A的质量小于星体B的质量 C. 双星做匀速圆周运动的周期为 D. 双星做匀速圆周运动的周期为 8. 如图所示，将质量为M的竹竿一端靠在光滑的竖直墙壁上，另一端放在粗糙水平地面上，一质量为m的人（可视为质点）缓慢沿着竹竿向上爬，竹竿与竖直墙壁之间的夹角为α，竹竿始终保持静止，重力加速度为g，该过程中（　　） A. 竹竿构成的系统的重心不断升高 B. 人受到的摩擦力大小为 C. 壁对竹竿的支持力方向与竹竿垂直 D. 地面对竹竿的支持力大小等于（m+M）g 9. 在某科技馆的“旋转世界”展区，有一个半径为R的透明半球形玻璃碗，如图所示，半球形玻璃碗固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过玻璃碗球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的彩色小物块落入玻璃碗内，经过一段时间后，小物块随玻璃碗一起转动且相对碗壁静止，此时小物块受到的摩擦力大小为，且它和O点的连线与OO'之间的夹角，重力加速度为g。则转台转动的角速度大小可能为（　　） A. B. C. D. 10. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，a、b两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相反，如图所示，测得两卫星之间的距离Δr最小为3r、最大为5r，Δr的变化周期为T，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的线速度大小之比 B. a、b两卫星的加速度大小之比 C. a卫星的运行周期为 D. b卫星的运行周期为7T 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 用图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度与力的关系。 （1）下列操作中正确的是 。 A. 细绳左端悬挂托盘，调节长直轨道与水平面的夹角，以平衡小车受到的阻力，使释放后小车上的加速度传感器示数为零 B. 撤去细绳及托盘，调节长直轨道与水平面的夹角，以平衡小车受到的阻力，使释放后小车上的加速度传感器示数为零 C. 改变托盘中重物的质量，使小车加速度变化时，应注意保持托盘及重物的总质量要远小于小车的质量 D. 改变托盘中重物的质量，使小车加速度变化时，应注意保持重物的质量要远小于小车的质量 （2）某同学调节长直轨道与水平面夹角为α后，使用A、B两小车分别进行实验，得到小车的加速度a与拉力传感器示数F的关系图像如图乙中A、B两直线，设A、B两小车质量分别为、，在长直轨道上运动时所受阻力分别为、，则_____（填“>”“<”或“=”），_____（填“>”“<”或“=”）。 12. 如图是探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验装置。将小物块放置在水平圆盘的光滑轨道槽中，用轻绳连接小物块，另一端连接拉力传感器。 （1）本实验采用的实验方法为_______。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 转化法 （2）让圆盘绕竖直轴转动，保持物块质量m和其做圆周运动的半径r不变，增大圆盘转动的角速度，拉力传感器的示数会_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）保持圆盘转动的角速度不变，当物块第一次到达位置A开始计时，并记为第1次，记录物块第n次到达A点的总时间为t，则物块做圆周运动的角速度_______；若拉力传感器的示数为F，当满足_______时（用r、m、n、t、π表示），则向心力公式得到验证。 三、计算题（13题9分，14题11分，15题20分，共40分） 13. 如图所示，竖直平面内有一圆弧轨道，其半径。质量的小球从平台边缘A处以的速度水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内，轨道半径与竖直线的夹角为（不计空气阻力。已知，，）。求： （1）小球从A点到P点所用的时间t； （2）小球从A点到P点之间的水平距离x； （3）若小球沿轨道通过圆弧的最低点B时速度大小为，求小球通过最低点时小球对轨道压力的大小。 14. 质量为小汽车在平直的公路上由静止开始启动，在前20s内做匀加速运动，20s末恰好达到额定功率，在该过程中牵引力做功，之后保持额定功率不变，再经30s达到最大速度为，求： （1）汽车的额定功率； （2）汽车在20s末的速度； （3）启动过程中的位移。 15. 如图所示，一倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板P。长为L=5m的薄木板置于斜面上，其质量M=1kg，下端位于B点，PB=5m，薄木板中点处放有一质量m=1kg的滑块（可视为质点）。已知滑块与薄木板之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面上AB区间存在特殊力场，当滑块进入此区域时能对滑块产生一个沿斜面向上、大小为F=10N的恒力作用，对木板无作用力，AB区域沿斜面的宽度为l=2.5m，重力加速度g=10m/s2，现由静止释放薄木板和滑块。 （1）求刚释放时薄木板运动的加速度大小a1及滑块m刚进入AB区域时的速度大小v1； （2）求滑块第一次进入AB区间内受薄木板的摩擦力f的大小和方向； （3）若薄木板第一次与挡板P碰撞后以原速率反弹，小滑块与挡板碰撞后即粘在挡板上，停止运动。求薄木板第一次与挡板P碰撞后沿斜面上升到最高点的时间t（忽略滑块从薄木板上滑下时，对木板的影响，结果可保留根号）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第一学期高三年级10月学情检测物理试题 （考试时间75分钟，满分100分） 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 一、选择题（1-7题为单项选择，每题只有一项符合题意，每题4分，共28分。8-10为多项选择题，每题至少有两项符合题意，每题6分，少选得3分，错选、不选不得分，共18分，本大题46分） 1. 2025年8月14日，“2025世界人形机器人运动会”在国家速滑馆“冰丝带”正式开幕。来自16个国家和地区的280支参赛队伍齐聚北京，这场盛会全面展现了人形机器人在智能决策、运动协作等领域的前沿成果。下列对各场景的阐述正确的是（ ） A. 图1所示，在研究自由搏击中的机器人的动作时，可以将机器人视为质点 B. 图2所示，北京灵翌宇树机器人在环形跑道上以6分29秒37率先冲线获得1500m冠军，此次比赛该机器人的平均速率约为5m/s C. 图3所示，100m障碍赛中机器人缓慢通过起伏路面，此过程中机器人所受地面的作用力不变 D. 图4所示，机器人与人发生碰撞时，人之所以跌倒是因为机器人对人的撞击力比人对机器人的撞击力大 【答案】B 【解析】 【详解】A．在研究自由搏击中的机器人的动作时，不能忽略机器人的大小和形状，不能将其看成质点，故A错误； B．由题可知，机器人的平均速率为 近似处理时，可将其视为之间，故B正确； C．机器人过起伏路面时，其受到的支持力和摩擦力会随时改变，因此机器人所受地面的作用力会发生改变，故C错误； D．根据牛顿第三定律可知，机器人对人的撞击力和人对机器人的撞击力大小相等，方向相反，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受力反向，大小不变，即由F变为。在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（　　） A. 物体可能沿曲线Ba运动 B. 物体可能沿直线Bb运动 C. 物体可能沿曲线Bc运动 D. 物体可能沿原曲线由B返回 【答案】C 【解析】 【详解】物体沿曲线从A点运动到B点的过程中，其所受恒力F的方向必定指向曲线的内侧；当运动到B点时，因恒力反向，由曲线运动的特点“物体运动的轨迹必定向合外力方向弯曲”可知物体可能沿曲线Bc运动。 故选C。 3. 某小区的厢式电梯在时刻由静止启动后，其在时间内沿竖直方向运动的加速度随时间变化的规律如图所示，规定竖直向下为正方向，则关于电梯在时间内的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电梯先加速运动后减速运动 B. 电梯先处失重状态后处超重状态 C. 时刻电梯的动能最大 D. 时刻电梯的重力势能最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电梯向下运动，时间内电梯一直加速，A错误； B．电梯一直处于失重状态，B错误； C．时刻电梯速度最大，根据动能公式 质量不变时速度越大，动能越大，故时刻动能最大，C正确； D．时刻电梯到达最低位置，重力势能最小，D错误； 故选C。 4. 2024年10月1日是中华人民共和国成立75周年国庆节，每逢重大节日人们都喜欢燃放烟花庆祝。我国宋代就已经出现冲天炮这种烟花（如图），也叫“起火”。若冲天炮从地面由静止发射，竖直向上做加速度大小为的匀加速直线运动，第4s末掉出一可视为质点的碎片，不计碎片受到的空气阻力，g取。则（　　） A. 碎片的最大速度为40m/s B. 碎片掉出前离地面高度为80m C. 碎片离地面的最大高度为80m D. 碎片从掉出到落回地面用时 【答案】D 【解析】 【详解】碎片脱离火箭时速度，碎片掉出前离地面高度，碎片离地面的最大距离为，故B、C错误；由题意得碎片着地时速度最大，故A错误；取向上为正方向，根据，解得碎片从掉出到落回地面用时，故D正确。 5. 每逢新春佳节，许多家庭都会悬挂红灯笼来增添喜庆氛围。如图所示，通过三根轻质细线悬挂一个重力大小为G的灯笼，细线a一端固定在天花板，与竖直方向的夹角为37°，细线b一端悬挂在竖直墙壁上，与竖直墙壁间的夹角为37°，灯笼位置不变，改变细线b的长度将细线b缓慢调节至水平（）。下列关于细线a的拉力、细线b的拉力的判断正确的是（　　） A. 初始状态时， B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 一直减小 【答案】C 【解析】 【详解】细线处于三个不同位置时，灯笼均处于平衡状态；对灯笼受力分析并根据平衡条件可知，它受到的三个力可以构成矢量三角形，如图所示，由几何关系可知，一直增大，先减小后增大。初始状态时 故选C。 6. 在某智能物流仓库的包裹分拣系统中，水平传送带是核心输送设备。如图所示，某物流分拣中心用水平传送带将质量为m的包裹从A端运送到B端。AB之间的距离为L，传送带始终保持速率匀速运动，包裹与传送带间的动摩擦因数为μ。将包裹轻轻放在传送带上后，包裹在传送带上留下一段长度为的摩擦滑动痕迹。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 摩擦力对包裹做的功为 B. 摩擦力对包裹做的功为 C. 摩擦力对传送带做功-μmgl D. 一对滑动摩擦力对包裹与传送带系统做功之和为-2μmgl 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设包裹与传送带的速度相等时，所用的时间为t，且包裹相对于地面的位移为x，则 由于包裹在传送带上留下一段长度为的摩擦滑动痕迹，则有 联立解得 根据动能定理可得 联立得摩擦力对包裹做的功为，故A错误，B正确； C．摩擦力对传送带做功为，故C错误； D．一对滑动摩擦力对包裹与传送带系统做功之和为，故D错误。 故选B。 7. “双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，在万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相等的匀速圆周运动。天文学家观测到一个由两颗中子星A、B组成的双星系统，如图所示，星体A的质量为，星体B的质量为，均可看作质点，它们之间的距离为L，A到O点的距离小于B到O点的距离，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 星体A受到的向心力小于星体B受到的向心力 B. 星体A的质量小于星体B的质量 C. 双星做匀速圆周运动的周期为 D. 双星做匀速圆周运动的周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A．星体A所需的向心力由星体B对它的万有引力提供，星体B所需的向心力由星体A对它的万有引力提供，而万有引力属于相互作用力，二者之间受到彼此的万有引力，大小相等，故二者的向心力大小相等，故A错误； B．设星体A和星体B圆周运动的半径分别为和，由于二者角速度相等，根据上述分析可得星体A所受向心力等于星体B所受向心力，即 整理可得 由图可知二者做圆周运动的半径关系为，所以二者质量大小关系为，故B错误； CD．对星体A和星体B，根据万有引力定律提供向心力可得， 又 联立可得双星做匀速圆周运动的周期为，故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，将质量为M的竹竿一端靠在光滑的竖直墙壁上，另一端放在粗糙水平地面上，一质量为m的人（可视为质点）缓慢沿着竹竿向上爬，竹竿与竖直墙壁之间的夹角为α，竹竿始终保持静止，重力加速度为g，该过程中（　　） A. 竹竿构成的系统的重心不断升高 B. 人受到的摩擦力大小为 C. 壁对竹竿的支持力方向与竹竿垂直 D. 地面对竹竿的支持力大小等于（m+M）g 【答案】AD 【解析】 【详解】A．人缓慢沿着竹竿向上爬的过程中，人的重心不断升高，杆的重心不变，故人和杆的系统重心不断升高，故A正确； B．对人受力分析，并正交分解，如图所示 可知，故B错误； C．墙壁对竹竿的支持力方向与竹竿接触面（即墙壁）垂直，故C错误； D．对人和竹竿整体受力分析如图，可知地面对人的支持力F地=(m+M)g ，故D正确。 故选AD。 9. 在某科技馆的“旋转世界”展区，有一个半径为R的透明半球形玻璃碗，如图所示，半球形玻璃碗固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过玻璃碗球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的彩色小物块落入玻璃碗内，经过一段时间后，小物块随玻璃碗一起转动且相对碗壁静止，此时小物块受到的摩擦力大小为，且它和O点的连线与OO'之间的夹角，重力加速度为g。则转台转动的角速度大小可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】设支持力大小为，摩擦力大小为，物块在竖直方向平衡，水平方向做匀速圆周运动，当摩擦力方向沿与碗壁相切斜向下时有， 解得 同理，当摩擦力方向沿与碗壁相切斜向上时有， 解得 故选AC。 10. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，a、b两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相反，如图所示，测得两卫星之间的距离Δr最小为3r、最大为5r，Δr的变化周期为T，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的线速度大小之比 B. a、b两卫星的加速度大小之比 C. a卫星的运行周期为 D. b卫星的运行周期为7T 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设a、b两卫星的轨道半径分别为、，根据题意及题图可知， 联立解得， 根据 可得 故，故A错误； B．根据 可得 故，故B正确； CD．a、b两卫星两次相距最近的时间为T，可知 根据开普勒第三定律有 故 解得，，故C正确，D错误。 故选BC。 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 用图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度与力的关系。 （1）下列操作中正确的是 。 A. 细绳左端悬挂托盘，调节长直轨道与水平面的夹角，以平衡小车受到的阻力，使释放后小车上的加速度传感器示数为零 B. 撤去细绳及托盘，调节长直轨道与水平面的夹角，以平衡小车受到的阻力，使释放后小车上的加速度传感器示数为零 C. 改变托盘中重物的质量，使小车加速度变化时，应注意保持托盘及重物的总质量要远小于小车的质量 D. 改变托盘中重物的质量，使小车加速度变化时，应注意保持重物的质量要远小于小车的质量 （2）某同学调节长直轨道与水平面夹角为α后，使用A、B两小车分别进行实验，得到小车的加速度a与拉力传感器示数F的关系图像如图乙中A、B两直线，设A、B两小车质量分别为、，在长直轨道上运动时所受阻力分别为、，则_____（填“>”“<”或“=”），_____（填“>”“<”或“=”）。 【答案】（1）B （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 AB．平衡小车受到的阻力时，调节长直轨道与水平面的夹角，使释放后小车上的加速度传感器示数为零，小车不能连接细绳，故A错误，B正确； CD．因为细绳连接着拉力传感器，在拉力传感器上能直接读出拉力的大小，则不需要保持重物的质量要远小于小车的质量，故CD错误。 故选B。 【小问2详解】 [1][2]对A、B两小车分别由牛顿第二定律，有 整理，有 由图可知，图线A的斜率较大，即 则 B小车刚要加速时，所需的拉力更大，则。 12. 如图是探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验装置。将小物块放置在水平圆盘的光滑轨道槽中，用轻绳连接小物块，另一端连接拉力传感器。 （1）本实验采用的实验方法为_______。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 转化法 （2）让圆盘绕竖直轴转动，保持物块质量m和其做圆周运动的半径r不变，增大圆盘转动的角速度，拉力传感器的示数会_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）保持圆盘转动的角速度不变，当物块第一次到达位置A开始计时，并记为第1次，记录物块第n次到达A点的总时间为t，则物块做圆周运动的角速度_______；若拉力传感器的示数为F，当满足_______时（用r、m、n、t、π表示），则向心力公式得到验证。 【答案】（1）B （2）增大 （3） ①. ②. 【解析】 【分析】 【小问1详解】 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，需要控制其中两个量不变，研究另外一个量对向心力的影响，采用的是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 根据向心力公式 保持物块质量和做圆周运动的半径不变，增大圆盘转动的角速度，向心力增大，而绳子拉力提供向心力，所以拉力传感器的示数会增大。 【小问3详解】 物块第1次到达位置开始计时，第次到达点时，转动的圈数为，总时间为，则周期 根据角速度与周期的关系 可得 若拉力传感器的示数为，拉力提供向心力，验证向心力公式可得 【点睛】 三、计算题（13题9分，14题11分，15题20分，共40分） 13. 如图所示，竖直平面内有一圆弧轨道，其半径。质量的小球从平台边缘A处以的速度水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内，轨道半径与竖直线的夹角为（不计空气阻力。已知，，）。求： （1）小球从A点到P点所用的时间t； （2）小球从A点到P点之间的水平距离x； （3）若小球沿轨道通过圆弧的最低点B时速度大小为，求小球通过最低点时小球对轨道压力的大小。 【答案】（1）0.8s （2）4.8m （3）68N 【解析】 【小问1详解】 从A到P过程中，小球做平抛运动，有， 解得 【小问2详解】 在水平方向上有 解得 【小问3详解】 通过B点时，根据牛顿第二定律，有 解得 由牛顿第三定律可知，小球通过最低点时对轨道压力的大小为。 14. 质量为小汽车在平直的公路上由静止开始启动，在前20s内做匀加速运动，20s末恰好达到额定功率，在该过程中牵引力做功，之后保持额定功率不变，再经30s达到最大速度为，求： （1）汽车的额定功率； （2）汽车在20s末的速度； （3）启动过程中的位移。 【答案】（1）；（2）20m/s；（3） 【解析】 【详解】（1）设20s末时的速度为v，在前20s小汽车做匀加速直线运动，平均速度为。牵引力为恒力，故前20s牵引力做功为 在第20s时牵引力的功率为额定功率，则有 （2）由于小汽车在额定功率运行时，最大速度为，故阻力为 匀加速运动时的牵引力 根据运动学公式，匀加速运动时的加速度为 根据牛顿第二定律得 带入得 带入物理量解得 （负数舍去） 故汽车在20s末的速度为20m/s。 （3）小汽车额定功率启动过程中的时间为，根据动能定理得 联立解得 15. 如图所示，一倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板P。长为L=5m的薄木板置于斜面上，其质量M=1kg，下端位于B点，PB=5m，薄木板中点处放有一质量m=1kg的滑块（可视为质点）。已知滑块与薄木板之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面上AB区间存在特殊力场，当滑块进入此区域时能对滑块产生一个沿斜面向上、大小为F=10N的恒力作用，对木板无作用力，AB区域沿斜面的宽度为l=2.5m，重力加速度g=10m/s2，现由静止释放薄木板和滑块。 （1）求刚释放时薄木板运动的加速度大小a1及滑块m刚进入AB区域时的速度大小v1； （2）求滑块第一次进入AB区间内受薄木板的摩擦力f的大小和方向； （3）若薄木板第一次与挡板P碰撞后以原速率反弹，小滑块与挡板碰撞后即粘在挡板上，停止运动。求薄木板第一次与挡板P碰撞后沿斜面上升到最高点的时间t（忽略滑块从薄木板上滑下时，对木板的影响，结果可保留根号）。 【答案】（1）5m/s2，5m/s （2）5N，方向沿斜面向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 刚释放时由于斜面光滑，滑块与木板一起以加速度加速下滑 解得 滑块m刚进入AB区域时，由 解得 【小问2详解】 进入AB区间后，假设滑块与木板仍然相对静止，设下滑的加速度为，对整体 对滑块，所受木板的静摩擦力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律有 解得， 又因为滑块与木板间的最大静摩擦力 假设成立。即滑块受木板的静摩擦力方向沿斜面向下，大小为5N 【小问3详解】 滑块和木板一起匀速下滑l，薄木板第一次与挡板P碰撞后，对滑块有 解得 即m在M上仍然匀速下滑，对薄木板有 解得，M以加速度匀减速上滑，设滑块离开薄木板的时间为，有 解得 此时薄木板的速度 解得 分离后，对薄木板有 解得 接着以加速度减速上滑至最高点，有 解得 所以薄木板沿斜面上升到最高点的时间为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $