精品解析：黑龙江哈尔滨市双城区兆麟中学2025-2026学年高一下学期4月阶段检测物理试题

黑龙江哈尔滨市双城区兆麟中学2025-2026学年高一下学期4月阶段检测物理试题 考试用时：75分钟 总分：100分 一、选择题（1-6为单选题，每题4分；7-10为多选题，每题6分） 1. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，小球固定在细绳的一端，在竖直面内绕绳的另一端做圆周运动，小球通过最高点的速度至少等于 B. 如图乙，汽车通过拱形桥的最高点时处于超重状态 C. 如图丙，完全相同的A、B两个物块放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，，转台转速缓慢加快时，物块B先开始滑动 D. 如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮对内轨会有挤压作用 2. 2025年10月31日23时44分，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功点火发射，顺利将张陆、武飞、张洪章三名航天员送入太空。标志着我国载人航天事业取得进一步的发展。假设发射成功后的神舟二十一号飞船在距离地球表面h高度的圆形轨道上运行，地球半径为R质量为M，地球表面附近的重力加速度为g，下列说法不正确的是（　　） A. 神舟二十一号飞船内的三名宇航员不受重力，处于完全失重状态 B. 神舟二十一号飞船运行速度为 C. 神舟二十一号飞船运行周期为 D. 未来神舟二十一号要返回地球，需要首先采取减速制动的方式进行 3. 如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬于P点，使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心O到悬点P的距离为h，小球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球的转速为2πω B. 小球的线速度大小为ωh C. 小球受到的合力大小为 D. 细线对小球的拉力大小为mω2l 4. 如图所示，长为且不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响，小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球经过最高点时速度的大小、绳子拉力的大小，作出与的关系图线如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 根据图线可得重力加速度 B. 根据图线可得小球的质量 C. 小球质量不变，用更长的绳做实验，得到的图线斜率更大 D. 用更长的绳做实验，得到的图线与纵轴交点的位置不变 5. 假设地球是一个半径为、质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。若在地球内部，以地心为圆心、为半径挖一条圆形隧道，如图所示。现使一小球在隧道内做匀速圆周运动，且不与隧道壁接触，小球可视为质点，不考虑隧道宽度与阻力。已知地表重力加速度为g，则其在隧道中做匀速圆周运动的速度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，两颗卫星M、N都在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，卫星M的轨道半径为2R，卫星N的轨道半径为8R，两卫星M、N两次相距最近的最短时间间隔为t。下列说法正确的是（　　） A. 卫星M和卫星N的线速度大小之比为 B. 卫星M和卫星N的向心加速度大小之比为 C. 卫星M的周期为 D. 卫星N的周期为7t 7. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图），则以下判断正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道2经过Q点的速度大于它在轨道1经过Q点的速度 C. 卫星在轨道2经过Q点的加速度等于它在轨道1经过Q点的加速度 D. 卫星在轨道3上的周期小于它在轨道2上的周期 8. 中国科学家利用“中国天眼”在银河系发现一颗毫秒脉冲星PSRJ1928+1815，这颗脉冲星与伴星以3.6小时的极短周期相互绕转，这一发现由中国科学院国家天文台研究员韩金林团队完成，成果论文于2025年5月23日凌晨在国际学术期刊《科学》上在线发表。如图所示，质量分别为、的星体A、B在相互之间的万有引力作用下绕连线上某点O旋转，测得两者之间的距离为L，已知引力常量为G。则（　　） A. A、B做圆周运动的角速度之比为 B. A、B做圆周运动的轨道半径之比为 C. A、B做圆周运动的线速度大小之比为 D. B做圆周运动的周期为 9. C919大型客机起飞阶段的动力过程可类比机车启动的两种模型，已知飞机总质量为m， 滑行时所受 阻力恒为f，发动机额定功率为P， 重力加速度为g，忽略空气密度变化的影响。下列说法正确的是（　　） A. 若飞机以额定功率启动，滑行过程中牵引力随速度增大而增大，加速度也随之增大 B. 若采用恒定加速度启动，在功率达到额定功率之前，该恒定加速过程持续的时间越长，说明飞机的初始牵引力越大 C. 飞机以额定功率启动，最终匀速滑行时的速度大小为 D. 若采用恒定加速度启动，功率达到额定功率后，飞机的速度仍会继续增大，直到牵引力等于阻力 10. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力大小的表达式F＝mω2r。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上。滑块旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 （1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则角速度ω＝________； （2）以F为纵坐标，以________[选填“”“”或“]”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，从而验证向心力大小与角速度的平方成正比；若所得图像的斜率为k，则滑块的质量为________（用所测物理量k、d、R表示）。 12. 某小组用图甲所示的向心力演示器验证向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。已知小球放在挡板A、B、C处做圆周运动时的半径之比为；变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分别为、和，如图乙所示。 （1）该实验研究向心力与三个物理量间的关系，采用的研究方法是________； A. 控制变量法 B. 放大法 C. 补偿法 （2）探究向心力与半径之间的关系时 ①应将质量相同的小球分别放在________处； A.挡板A和挡板B B.挡板A和挡板C C.挡板B和挡板C ②同时，应选择左、右变速塔轮中半径________的两个塔轮； A.相同 B.不同 （3）在某次实验中，验证向心力F与角速度之间关系时，左、右两个标尺露出的格子数之比为，此时传动皮带是连接在图乙中的________塔轮上。 A. 第一层 B. 第二层 C. 第三层 三、解答题（13题12分、14题10分、15题16分，共38分） 13. 火星为太阳系里四颗类地行星之一，把火星和地球均看作质量分布均匀的球体，忽略火星和地球的自转。已知火星和地球绕太阳公转半径之比为，火星与地球质量之比为，火星的半径与地球的半径之比为，求： （1）火星与地球表面重力加速度之比； （2）火星与地球公转周期之比； （3）火星与地球的第一宇宙速度之比。 14. 我国“天问一号”探测器成功着陆火星，已知火星半径为，自转周期为，火星表面重力加速度为（忽略自转影响），引力常量为。 （1）求火星的质量； （2）若在火星表面发射一颗火星同步卫星，求该同步卫星距离火星表面的高度。 15. 如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁块（可看作质点），铁块与水平桌面间的动摩擦因数。现用方向水平向右、大小为的推力F作用于铁块。作用一段时间后撤去F，铁块继续运动，到达水平桌面边缘A点时飞出，恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，碰撞过程速度不变，且铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点已知，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道的最低点。取，， （1）求铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小； （2）若铁块以的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时铁块对圆弧轨道的压力大小；（计算结果保留两位有效数字） （3）求铁块运动到B点时的速度大小； （4）求水平推力F作用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 黑龙江哈尔滨市双城区兆麟中学2025-2026学年高一下学期4月阶段检测物理试题 考试用时：75分钟 总分：100分 一、选择题（1-6为单选题，每题4分；7-10为多选题，每题6分） 1. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，小球固定在细绳的一端，在竖直面内绕绳的另一端做圆周运动，小球通过最高点的速度至少等于 B. 如图乙，汽车通过拱形桥的最高点时处于超重状态 C. 如图丙，完全相同的A、B两个物块放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，，转台转速缓慢加快时，物块B先开始滑动 D. 如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮对内轨会有挤压作用 【答案】A 【解析】 【详解】A．绳子只能提供拉力，在最高点时，如绳子的拉力为零，则只有重力提供小球圆周运动的向心力，即 解得，故A正确； B．汽车通过拱形桥的最高点时具有向下的加速度，汽车处于失重状态，故B错误； C．物块放在匀速转动的水平转台上随转台一起做圆周运动，摩擦力充当向心力，最大角速度对应最大静摩擦力，即有 解得 由于，则物块A的临界角速度较小，因此逐渐增大转度时，物体A最先滑动，故C错误； D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，车轮对外轨会有挤压作用，故D错误。 故选A。 2. 2025年10月31日23时44分，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功点火发射，顺利将张陆、武飞、张洪章三名航天员送入太空。标志着我国载人航天事业取得进一步的发展。假设发射成功后的神舟二十一号飞船在距离地球表面h高度的圆形轨道上运行，地球半径为R质量为M，地球表面附近的重力加速度为g，下列说法不正确的是（　　） A. 神舟二十一号飞船内的三名宇航员不受重力，处于完全失重状态 B. 神舟二十一号飞船运行速度为 C. 神舟二十一号飞船运行周期为 D. 未来神舟二十一号要返回地球，需要首先采取减速制动的方式进行 【答案】A 【解析】 【详解】A．飞船内的宇航员仍受重力作用，重力全部提供圆周运动的向心力，因此对支持物的压力为0，处于完全失重状态，并非不受重力，故A错误； B．万有引力提供飞船圆周运动的向心力，有，结合地球表面黄金代换关系，代入解得，故B正确； C．由万有引力提供向心力，代入，整理得，故C正确； D．飞船返回地球需要做近心运动，减速后飞船所需向心力减小，万有引力大于所需向心力，飞船即可向近轨道运动，因此需要先减速制动，故D正确。 本题选不正确的，故选A。 3. 如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬于P点，使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心O到悬点P的距离为h，小球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球的转速为2πω B. 小球的线速度大小为ωh C. 小球受到的合力大小为 D. 细线对小球的拉力大小为mω2l 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球的转速为，故A错误； B．根据线速度与角速度的公式有，故B错误； C．设细线与竖直方向的夹角为，小球受到合力大小为，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 解得绳对小球的拉力大小为，故D正确； 故选D。 4. 如图所示，长为且不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响，小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球经过最高点时速度的大小、绳子拉力的大小，作出与的关系图线如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 根据图线可得重力加速度 B. 根据图线可得小球的质量 C. 小球质量不变，用更长的绳做实验，得到的图线斜率更大 D. 用更长的绳做实验，得到的图线与纵轴交点的位置不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律可知 解得 由图像可知 可得小球的质量 由 可得重力加速度，故选项AB错误； C．小球质量不变，用更长的绳做实验，由可知得到的图线斜率更小，故C错误； D．用更长的绳做实验，由可知得到的图线与纵轴交点的位置不变，故D正确。 故选D。 5. 假设地球是一个半径为、质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。若在地球内部，以地心为圆心、为半径挖一条圆形隧道，如图所示。现使一小球在隧道内做匀速圆周运动，且不与隧道壁接触，小球可视为质点，不考虑隧道宽度与阻力。已知地表重力加速度为g，则其在隧道中做匀速圆周运动的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】地球表面由万有引力公式得 地球体积 地球密度 半径的球体体积为 半径的球体质量 隧道内，万有引力提供向心力，有 联立推导出 故选C。 6. 如图所示，两颗卫星M、N都在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，卫星M的轨道半径为2R，卫星N的轨道半径为8R，两卫星M、N两次相距最近的最短时间间隔为t。下列说法正确的是（　　） A. 卫星M和卫星N的线速度大小之比为 B. 卫星M和卫星N的向心加速度大小之比为 C. 卫星M的周期为 D. 卫星N的周期为7t 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力 解得 则卫星M、N的向心加速度之比为 故A错误； B．根据万有引力提供向心力 解得 卫星M和卫星N的向心加速度大小之比 故B错误； CD．根据开普勒第三定律 两卫星两次相距最近经过的时间为t，则 解得， 故C错误，D正确。 故选D。 7. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图），则以下判断正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道2经过Q点的速度大于它在轨道1经过Q点的速度 C. 卫星在轨道2经过Q点的加速度等于它在轨道1经过Q点的加速度 D. 卫星在轨道3上的周期小于它在轨道2上的周期 【答案】BC 【解析】 【详解】A．卫星在轨道1和3上均做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有 解得 即半径越大，速度越小，即卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故A错误； B．卫星在轨道1运动经过Q点时，需要加速才能做离心运动变到轨道2上，所以，卫星在轨道2经过Q点的速度大于它在轨道1经过Q点的速度，故B正确； C．根据牛顿第二定律有 解得 所以，卫星经过同一点时的加速度相等，即卫星在轨道2经过Q点的加速度等于它在轨道1经过Q点的加速度，故C正确； D．根据开普勒第三定律有 因轨道3的半径大于轨道2的半长轴，所以，卫星在轨道3上的周期大于它在轨道2上的周期，故D错误。 故选BC。 8. 中国科学家利用“中国天眼”在银河系发现一颗毫秒脉冲星PSRJ1928+1815，这颗脉冲星与伴星以3.6小时的极短周期相互绕转，这一发现由中国科学院国家天文台研究员韩金林团队完成，成果论文于2025年5月23日凌晨在国际学术期刊《科学》上在线发表。如图所示，质量分别为、的星体A、B在相互之间的万有引力作用下绕连线上某点O旋转，测得两者之间的距离为L，已知引力常量为G。则（　　） A. A、B做圆周运动的角速度之比为 B. A、B做圆周运动的轨道半径之比为 C. A、B做圆周运动的线速度大小之比为 D. B做圆周运动的周期为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．两颗星体绕同一点O旋转，A、B做圆周运动的周期相同，角速度相同，故角速度之比为，故A错误； B．设A的轨道半径为，B的轨道半径为，两颗星体角速度相同，由万有引力提供向心力做圆周运动，有 化简得，故B正确； C．设A的线速度为，B的线速度为，由，可知线速度之比等于轨道半径之比，即，故C错误； D．B星体做圆周运动，由万有引力提供向心力，有 两颗星体间距离 两颗星体轨道半径之比为 解得， B做圆周运动的周期为，故D正确。 故选BD。 9. C919大型客机起飞阶段的动力过程可类比机车启动的两种模型，已知飞机总质量为m， 滑行时所受 阻力恒为f，发动机额定功率为P， 重力加速度为g，忽略空气密度变化的影响。下列说法正确的是（　　） A. 若飞机以额定功率启动，滑行过程中牵引力随速度增大而增大，加速度也随之增大 B. 若采用恒定加速度启动，在功率达到额定功率之前，该恒定加速过程持续的时间越长，说明飞机的初始牵引力越大 C. 飞机以额定功率启动，最终匀速滑行时的速度大小为 D. 若采用恒定加速度启动，功率达到额定功率后，飞机的速度仍会继续增大，直到牵引力等于阻力 【答案】CD 【解析】 【详解】A．若飞机以恒定功率启动， 解得， 所以牵引力随速度增大而减小，加速度随速度增大而减小，故A错误； B．若飞机以恒定加速度启动，则牵引力恒定，有 达到额定功率时，速度为，则 此过程持续时间为 所以恒定加速过程持续的时间越长，说明飞机的初始牵引力越小，故B错误。 C．若飞机以恒定功率启动， 解得， 当加速度减为0时，飞机匀速运动，故 解得飞机匀速滑行时的速度大小，故C正确； D．若飞机以恒定加速度启动，功率达到额定功率之后，飞机做加速度减小的加速运动，飞机的速度仍会继续增大，直到牵引力等于阻力，飞机的速度不再继续增大， 最后以最大速度做匀速运动，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正确； B．A、C具有相等的角速度，根据 可得 对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以 故，故B错误； C．A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故C正确； D．对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故D错误。 故选AC。 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力大小的表达式F＝mω2r。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上。滑块旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 （1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则角速度ω＝________； （2）以F为纵坐标，以________[选填“”“”或“]”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，从而验证向心力大小与角速度的平方成正比；若所得图像的斜率为k，则滑块的质量为________（用所测物理量k、d、R表示）。 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由题意可得，滑块过光电门的速度为 则角速度为 【小问2详解】 [2][3]根据向心力公式可得 结合上述结论，整理可得 由题意可知，斜率为 解得 12. 某小组用图甲所示的向心力演示器验证向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。已知小球放在挡板A、B、C处做圆周运动时的半径之比为；变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分别为、和，如图乙所示。 （1）该实验研究向心力与三个物理量间的关系，采用的研究方法是________； A. 控制变量法 B. 放大法 C. 补偿法 （2）探究向心力与半径之间的关系时 ①应将质量相同的小球分别放在________处； A.挡板A和挡板B B.挡板A和挡板C C.挡板B和挡板C ②同时，应选择左、右变速塔轮中半径________的两个塔轮； A.相同 B.不同 （3）在某次实验中，验证向心力F与角速度之间关系时，左、右两个标尺露出的格子数之比为，此时传动皮带是连接在图乙中的________塔轮上。 A. 第一层 B. 第二层 C. 第三层 【答案】（1）A （2） ①. C ②. A （3）C 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，主要用到的物理学研究方法是控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 [1]探究向心力与半径之间的关系时，两钢球的运动半径应不同，两钢球质量相等，放在挡板B和挡板C位置，小球做圆周运动轨迹半径不同。 故选C。 [2]传动皮带调至第一层塔轮，半径相同，左右塔轮边缘线速度相等，根据可知角速度相等，由向心力表达式，可知可探究向心力大小与半径的关系。 故选A。 【小问3详解】 两钢球质量相等，在某次实验中，验证向心力F与角速度之间关系时，应保持半径相同，又左、右两个标尺露出的格子数之比为，可知向心力之比为，由向心力表达式，可知角速度之比为，根据可知半径之比为，可得传动皮带是连接在图乙中的第三层塔轮上。 故选C。 三、解答题（13题12分、14题10分、15题16分，共38分） 13. 火星为太阳系里四颗类地行星之一，把火星和地球均看作质量分布均匀的球体，忽略火星和地球的自转。已知火星和地球绕太阳公转半径之比为，火星与地球质量之比为，火星的半径与地球的半径之比为，求： （1）火星与地球表面重力加速度之比； （2）火星与地球公转周期之比； （3）火星与地球的第一宇宙速度之比。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由，解得 由已知条件可知，，解得火星与地球表面重力加速度之比 【小问2详解】 由万有引力提供向心力可得，解得 由已知条件可知，解得火星与地球公转周期之比 【小问3详解】 由，解得 由已知条件可知，，解得火星与地球的第一宇宙速度之比 14. 我国“天问一号”探测器成功着陆火星，已知火星半径为，自转周期为，火星表面重力加速度为（忽略自转影响），引力常量为。 （1）求火星的质量； （2）若在火星表面发射一颗火星同步卫星，求该同步卫星距离火星表面的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在天体表面（忽略自转影响），有 解得火星的质量 【小问2详解】 对同步卫星，根据万有引力提供向心力有 联立解得 可得该同步卫星距离火星表面的高度为 15. 如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁块（可看作质点），铁块与水平桌面间的动摩擦因数。现用方向水平向右、大小为的推力F作用于铁块。作用一段时间后撤去F，铁块继续运动，到达水平桌面边缘A点时飞出，恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，碰撞过程速度不变，且铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点已知，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道的最低点。取，， （1）求铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小； （2）若铁块以的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时铁块对圆弧轨道的压力大小；（计算结果保留两位有效数字） （3）求铁块运动到B点时的速度大小； （4）求水平推力F作用的时间。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 铁块恰好能通过D点，说明在D点时由重力提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 铁块在C点受到的支持力与重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 由牛顿第三定律可知，铁块对轨道的压力大小 【小问3详解】 铁块从A点到B点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有 代入数据解得 铁块沿切线进入圆弧轨道，根据几何关系，可得 【小问4详解】 铁块从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，故 铁块在水平桌面上做匀加速运动时，根据牛顿第二定律有 解得 铁块做匀减速运动时，有  解得 在水平推力F作用的时间，铁块做初速度为零的匀加速直线运动，末速度为 之后撤去水平推力F，经时间，铁块的速度由v减速到vA，则有 根据位移关系有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $