精品解析：2026届重庆市南开中学校高三下学期3月阶段检测（二模）物理试题

物理试题 考生注意： 1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，质量为m的磁吸黑板擦可以吸附在黑板上保持静止，该黑板擦与黑板间磁吸力大小为F，滑动摩擦系数为。某同学对黑板擦施加推力，使其匀速向上运动，已知重力加速度g。关于黑板擦受力描述正确的是（ ） A. 黑板擦所受摩擦力大小为 B. 黑板擦所受摩擦力大小为 C. 黑板擦受到黑板的支持力大于磁吸力 D. 黑板擦所受黑板支持力与磁吸力是一对相互作用力 2. 某同学设计实验研究光的折射现象，如图所示，一束复合光在O点由玻璃折射进入空气后分解为，两束单色光。根据此现象下列说法正确的是（ ） A. 玻璃对光的折射率更大 B. 光的波长更长 C. 增大复合光的入射角，光先发生全反射现象 D. 光光子能量更大 3. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，从状态A到状态B过程中气体体积不变，从状态B到状态C过程中气体压强不变。对该理想气体所经历过程的描述正确的是（ ） A. 从状态A到状态B的过程，气体温度升高 B. 从状态B到状态C的过程，分子平均动能减少 C. 从状态C到状态A的过程，外界对气体做正功 D. 从状态A经历状态再次回到状态A时，外界对气体做总功为零 4. 硅晶电池可以将太阳能转化为电能，绿色环保、无污染。如图所示，图线a为硅晶电池在某光照强度下，路端电压U与I的关系图像，图线b为某电阻的图像。将该电池和电阻串联组成一个闭合电路。下列说法正确的是（ ） A. 该硅晶电池内阻恒定不变 B. 该电池的电动势为 C. 此时该电池的输出功率为 D. 此时电池效率为 5. 某同学利用如图甲装置来研究光电效应现象。实验中保持入射光频率不变，改变A极和K极间的电压U，测量光电子到达A极时的最大动能随U的变化关系如图乙所示，下列关于该实验的认识，正确的是（ ） A. 光电子的产生与入射光频率无关 B. 该材料的遏制电压为 C. 光电子离开K极时的最大动能随U的增大而增大 D. 图中倾斜直线的斜率为普朗克常量 6. 一列简谐波沿x轴传播，某时刻其波形如图甲所示，平衡位置为的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 该列简谐波沿x轴正方向传播 B. 无法确定该简谐波的波长 C. 该质点的振动周期为 D. 从该时刻起内质点经过的路程为 7. 如图所示，竖直面内正方形线框质量为m，边长为，边电阻为，其余各边电阻均为R，线框由静止释放，一段时间后进入方向垂直于纸面的磁场区域，I、Ⅱ区域磁感应强度大小均为B，磁场宽度。当线框边刚到达N边界时，线框开始做匀速直线运动，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 线框完全进入I磁场区域时 B. 线框经过N边界时电流沿顺时针方向 C. 线框经过N边界时 D. 导线框从进入到离开I、Ⅱ磁场区域通过某截面的净电荷量为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选或错选得0分。 8. 在2026年春晚舞台上，武术节目《武BOT》融入前沿智能科技，将刚劲有力的功夫招式与灵活精准的机器人表演相结合，成为本届春晚极具视觉冲击力的创新节目之一。如图所示，节目中间环节时，质量为m的机器人从下蹲静止状态竖直向上起跳，经过t时间身体伸直以大小为v的速度离开地面，已知重力加速度g，在该过程中（ ） A. 地面对机器人的弹力是地面发生弹性形变产生的 B. 地面对机器人的平均作用力大小为 C. 地面对机器人的冲量大小为 D. 地面对机器人做功为 9. 一辆汽车在能见度很低的雾天在平直路面上以速度匀速行驶，突然发现正前方有一辆静止的自行车，当汽车发现自行车时立刻刹车。已知该汽车在减速过程中的加速度a与速度v满足关系。则汽车发现自行车时，两车相距多少米可以不相撞（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示，若在地球上建设了两条直通隧道A、B，地心O到隧道的距离分别为、，已知地球半径为，，，不考虑地球的自转、空气阻力及一切摩擦．两辆完全相同的列车在关闭引擎的状态下分别从隧道A、B的端点、点由静止进入，从隧道另一端离开。则（ ） A. 两列车分别在隧道上、两点时加速度大小之比为 B. 两列车分别在隧道上、两点时加速度大小之比为 C. 两列车分别通过隧道A、B所用时间之比为 D. 两列车分别通过隧道A、B所用时间之比为 三、实验题：本题共2个小题，11题6分，12题10分，共16分。 11. 小南同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律，其操作步骤如下： ①在铁架台的O点固定一个力传感器，将一根细线一端与力传感器相连，另一端系住一个小钢球； ②将小钢球保持静止时球心的位置记为A点，测得力传感器的最下端到A点的距离为L，此时力传感器的示数为； ③将小钢球向右拉至不同的高度由静止释放（绳子一直保持紧绷状态）； ④记录释放点小钢球球心与A点的高度差以及小钢球在运动过程中力传感器示数F随时间t变化的规律； ⑤改变，记录小钢球每次经过A点时力传感器的示数，通过分析与之间的关系，来验证机械能是否守恒。 （1）某次实验中，小钢球在运动过程中传感器示数F随时间t变化的规律如题图乙所示，图中c点为图像最高点，c点对应的力传感器示数为，求： ①本次实验中小钢球经过A点时对应图乙中的________（填“a”、“b”、“c”“d”或“e”）点； ②本次实验中，小钢球经过A点时的动能为________（用字母表示）； （2）若小钢球运动过程中机械能守恒，则图像应为________（填标号）。 A. B. C. D. 12. 实验小组用如图甲所示的方案测量一小段匀质金属丝的电阻率。实验步骤如下： ①在金属丝上不同位置用螺旋测微器测三个位置的导线直径，并取平均值d； ②将电压表的右端通过小夹子3连接在导线上，小夹子3可在接线柱间左右移动； ③将小夹子3调节至某位置，测量小夹子3和某个接线柱之间的距离L； ④闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数为，读出相应的电压表示数U，断开开关S； ⑤改变小夹子3的位置，重复步骤③、④，测量多组L和U，作出图像如图丙所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： （1）某次测得导线的直径如图乙所示，为________； （2）L是小夹子3到________（填“1”或“2”）接线柱之间的距离； （3）电阻率的表达式________（用等表示）； （4）若用上述方法测量，得到该金属丝的电阻率________（保留两位有效数字）。 四、计算题：13题10分，14题13分，15题18分，共41分。 13. 磁偏转系统是电子光学系统的核心组件，其核心原理是利用磁场调整电子的运动方向。如图利用圆形磁场调节电子运动方向，在该平面上半径为R的圆形区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电荷量为e、质量为m的电子从P点沿半径方向进入磁场，从Q点沿半径方向离开磁场。不计电子重力。（用表示结果） （1）求粒子入射的速度大小v； （2）电子由P运动至Q的过程中，洛伦兹力对电子产生冲量I的大小。 14. 如图所示，平行金属导轨与，两导轨间距与段是竖直四分之一光滑圆弧，半径与是水平光滑足够长的直导轨，直导轨上接有一单刀双掷开关S，接在1端的定值电阻，接在2端电容器的电容，整个空间内存在垂直向下的匀强磁场B，磁感应强度。现在外力作用下，使质量、长度为L的金属棒从圆弧最高点开始，以大小为沿圆弧轨道做匀速圆周运动，当金属棒运动至时，撤去外力的同时将开关S拨至2，运动过程中金属棒始终与轨道垂直且接触良好，金属棒及导轨电阻不计。求： （1）金属棒运动至时产生的瞬时感应电动势E的大小； （2）金属棒从运动至的过程中，通过定值电阻R的电荷量q； （3）金属棒稳定后的最终速度v的大小。 15. 如图所示，套在固定水平杆上的光滑小环A与小球B通过不可伸长的轻绳相连，A环右侧处有一竖直挡板，固定在水平杆上P点，A环与竖直挡板碰撞后立即被锁定在P点。初始时刻，小球B与环A在处于同一水平面，轻绳恰好伸直且与水平杆平行。已知轻绳长为L，小环A质量为，小球B的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。A、B同时由静止释放，求： （1）若固定环A，当小球B运动到最低点时对轻绳的拉力大小； （2）在环A与挡板相撞前瞬间的速度大小； （3）若，则小球B的最大速度是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理试题 考生注意： 1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，质量为m的磁吸黑板擦可以吸附在黑板上保持静止，该黑板擦与黑板间磁吸力大小为F，滑动摩擦系数为。某同学对黑板擦施加推力，使其匀速向上运动，已知重力加速度g。关于黑板擦受力描述正确的是（ ） A. 黑板擦所受摩擦力大小为 B. 黑板擦所受摩擦力大小为 C. 黑板擦受到黑板的支持力大于磁吸力 D. 黑板擦所受黑板支持力与磁吸力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】 【详解】黑板擦受重力、推力、支持力、磁吸力以及摩擦力，其处于平衡状态，故推力沿竖直方向上的分力等于摩擦力与重力的合力；水平方向上推力沿水平方向上分力与磁吸力的合力等于支持力，故黑板擦受到黑板的支持力大于磁吸力。 故选C。 2. 某同学设计实验研究光的折射现象，如图所示，一束复合光在O点由玻璃折射进入空气后分解为，两束单色光。根据此现象下列说法正确的是（ ） A. 玻璃对光的折射率更大 B. 光的波长更长 C. 增大复合光的入射角，光先发生全反射现象 D. 光光子能量更大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由光路图可知，光的偏折程度大于光，可知玻璃对光的折射率小于对光的折射率，故A正确； B．光的折射率大，则光的频率大，根据可知，光在真空中的波长短，故B错误； C．根据可知，因光的折射率大，发生全反射的临界角小，可知当增大复合光的入射角，光先发生全反射现象，故C错误； D．根据光子能量公式可知，光在真空中的波长短，光光子能量更大，故D错误。 故选A。 3. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，从状态A到状态B过程中气体体积不变，从状态B到状态C过程中气体压强不变。对该理想气体所经历过程的描述正确的是（ ） A. 从状态A到状态B的过程，气体温度升高 B. 从状态B到状态C的过程，分子平均动能减少 C. 从状态C到状态A的过程，外界对气体做正功 D. 从状态A经历状态再次回到状态A时，外界对气体做总功为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，从状态A到状态B的过程中，气体的体积不变，为等容变化，根据查理定律 可知，从状态A到状态B的过程中，压强减小，温度降低，故A错误； B．由图可知，从状态B到状态C的过程中，气体的压强不变，为等压变化，根据盖-吕萨克定律 可知，从状态B到状态C的过程中，气体的体积增大，温度升高，分子的平均动能增大，故B错误； C．由图可知，从状态C到状态A的过程中，气体的体积减小，处于压缩过程，外界对气体做功，故C正确； D．图像中，图像与坐标轴围成的面积为变化过程所做的功，由于整个过程图像的面积不为零，因此外界对气体所做的总功不为零，故D错误。 故选C。 4. 硅晶电池可以将太阳能转化为电能，绿色环保、无污染。如图所示，图线a为硅晶电池在某光照强度下，路端电压U与I的关系图像，图线b为某电阻的图像。将该电池和电阻串联组成一个闭合电路。下列说法正确的是（ ） A. 该硅晶电池内阻恒定不变 B. 该电池的电动势为 C. 此时该电池的输出功率为 D. 此时电池效率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律 可得电源内阻等于图线斜率的绝对值。硅晶电池的图线是曲线，斜率不断变化，因此内阻是变化的，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律，当电流时，路端电压，图线在处的纵截距为，因此电池电动势，故B正确； C．硅晶电池和电阻串联闭合电路，两者图线的交点就是工作点，由图得工作点， 电池输出功率，故C错误； D．电池效率，故D错误。 故选B。 5. 某同学利用如图甲装置来研究光电效应现象。实验中保持入射光频率不变，改变A极和K极间的电压U，测量光电子到达A极时的最大动能随U的变化关系如图乙所示，下列关于该实验的认识，正确的是（ ） A. 光电子的产生与入射光频率无关 B. 该材料的遏制电压为 C. 光电子离开K极时的最大动能随U的增大而增大 D. 图中倾斜直线的斜率为普朗克常量 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光电效应方程，即电子吸收光子需要克服金属的逸出功W，所以光子频率需要大于材料的极限频率，故光电子的产生与入射光频率有关，故A错误； B．根据动能定理，即 由图乙可知横轴交点坐标大小 又遏制电压，故即，故该材料的遏制电压为，故B正确； C．根据光电效应方程，光电子离开K极时的最大动能与U无关，故C错误； D．根据上述，图乙中倾斜直线的斜率为，故D错误。 故选B。 6. 一列简谐波沿x轴传播，某时刻其波形如图甲所示，平衡位置为的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 该列简谐波沿x轴正方向传播 B. 无法确定该简谐波的波长 C. 该质点的振动周期为 D. 从该时刻起内质点经过的路程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时刻，处质点位移为，随后位移增大，说明质点沿轴正方向振动。根据波动的“上下坡法”可判断该波沿轴负方向传播，故A错误； B．由图甲可得 解得，故B错误； C．由图乙可得 解得，故C错误； D．，内运动路程为 之后内运动路程为 则运动总路程为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，竖直面内正方形线框质量为m，边长为，边电阻为，其余各边电阻均为R，线框由静止释放，一段时间后进入方向垂直于纸面的磁场区域，I、Ⅱ区域磁感应强度大小均为B，磁场宽度。当线框边刚到达N边界时，线框开始做匀速直线运动，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 线框完全进入I磁场区域时 B. 线框经过N边界时电流沿顺时针方向 C. 线框经过N边界时 D. 导线框从进入到离开I、Ⅱ磁场区域通过某截面的净电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．线框完全进入I磁场区域时，由于线框具有一定的速度，边切割磁感线会产生电动势，所以，故A错误； B．线框经过N边界时，穿过线框的总磁通量向里逐渐增加，根据楞次定律，感应电流的磁场向外，由右手螺旋定则可知感应电流为逆时针方向，故B错误； C．当线框边刚到达N边界时，线框开始做匀速直线运动，设此时线框的速度为，则回路的总电动势为 感应电流为 根据平衡条件可得 联立解得， 将边看成电源，则有，故C正确。 D．由 线框从进入到离开I、Ⅱ磁场区域，初态磁通量为0，末态磁通量也为0，总磁通量变化为0，则通过某截面的净电荷量为0，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选或错选得0分。 8. 在2026年春晚舞台上，武术节目《武BOT》融入前沿智能科技，将刚劲有力的功夫招式与灵活精准的机器人表演相结合，成为本届春晚极具视觉冲击力的创新节目之一。如图所示，节目中间环节时，质量为m的机器人从下蹲静止状态竖直向上起跳，经过t时间身体伸直以大小为v的速度离开地面，已知重力加速度g，在该过程中（ ） A. 地面对机器人的弹力是地面发生弹性形变产生的 B. 地面对机器人的平均作用力大小为 C. 地面对机器人的冲量大小为 D. 地面对机器人做功为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据弹力产生的条件，地面对机器人的弹力是地面发生弹性形变产生的，故A正确； BC．设地面对机器人的平均作用力大小为，根据动量定理可知 因此地面对机器人的冲量大小为 地面对机器人的平均作用力大小，故B正确，C错误； D．机器人起跳过程，脚和地始终接触且相对静止，地面对脚底作用力的作用点无位移，故地面对机器人不做功，故D错误。 故选AB。 9. 一辆汽车在能见度很低的雾天在平直路面上以速度匀速行驶，突然发现正前方有一辆静止的自行车，当汽车发现自行车时立刻刹车。已知该汽车在减速过程中的加速度a与速度v满足关系。则汽车发现自行车时，两车相距多少米可以不相撞（ ） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】由题意，汽车在减速过程中任意一小段时间内，速度的变化量为 累计求和可知，当汽车的速度为时，汽车的位移满足 当汽车的末速度时，汽车的位移最大，满足 故汽车发现自行车时，两车相距至少大于15米可以不相撞，选项C、D的距离均大于15m，可以不相撞。 故选CD。 10. 如图所示，若在地球上建设了两条直通隧道A、B，地心O到隧道的距离分别为、，已知地球半径为，，，不考虑地球的自转、空气阻力及一切摩擦．两辆完全相同的列车在关闭引擎的状态下分别从隧道A、B的端点、点由静止进入，从隧道另一端离开。则（ ） A. 两列车分别在隧道上、两点时加速度大小之比为 B. 两列车分别在隧道上、两点时加速度大小之比为 C. 两列车分别通过隧道A、B所用时间之比为 D. 两列车分别通过隧道A、B所用时间之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设地球的质量为，列车的质量为。两列车分别在隧道上、两点时与隧道间的夹角分别为、，根据牛顿第二定律可得， 其中，， 可得，故A正确，B错误； CD．设列车与地心之间的距离为，列车到隧道中间的距离为，则列车所受地球的万有引力为 其中 解得 万有引力在隧道方向上的分力 解得 并且此力的方向与以隧道中间位置为初位置的位移方向相反，则 则列车在隧道中做简谐运动。列车在两个隧道做简谐运动时，回复力与位移的关系相同，运动周期与振幅无关，简谐运动的周期相同，列车从隧道一端到另一端的运动时间为周期的一半，即，故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2个小题，11题6分，12题10分，共16分。 11. 小南同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律，其操作步骤如下： ①在铁架台的O点固定一个力传感器，将一根细线一端与力传感器相连，另一端系住一个小钢球； ②将小钢球保持静止时球心的位置记为A点，测得力传感器的最下端到A点的距离为L，此时力传感器的示数为； ③将小钢球向右拉至不同的高度由静止释放（绳子一直保持紧绷状态）； ④记录释放点小钢球球心与A点的高度差以及小钢球在运动过程中力传感器示数F随时间t变化的规律； ⑤改变，记录小钢球每次经过A点时力传感器的示数，通过分析与之间的关系，来验证机械能是否守恒。 （1）某次实验中，小钢球在运动过程中传感器示数F随时间t变化的规律如题图乙所示，图中c点为图像最高点，c点对应的力传感器示数为，求： ①本次实验中小钢球经过A点时对应图乙中的________（填“a”、“b”、“c”“d”或“e”）点； ②本次实验中，小钢球经过A点时的动能为________（用字母表示）； （2）若小钢球运动过程中机械能守恒，则图像应为________（填标号）。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. c ②. （2）D 【解析】 【小问1详解】 [1]小钢球运动到A点时速度达到最大，故 所以小钢球在A点时拉力F达到最大值，本次实验小钢球经过A点时对应图2中的c； [2]当小钢球在A点保持静止时 小钢球运动到A点时速度达到最大，小钢球在A点 所以 动能 联立解得 【小问2详解】 小钢球在A点合力提供向心力 机械能守恒，故 联立解得 故选D。 12. 实验小组用如图甲所示的方案测量一小段匀质金属丝的电阻率。实验步骤如下： ①在金属丝上不同位置用螺旋测微器测三个位置的导线直径，并取平均值d； ②将电压表的右端通过小夹子3连接在导线上，小夹子3可在接线柱间左右移动； ③将小夹子3调节至某位置，测量小夹子3和某个接线柱之间的距离L； ④闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数为，读出相应的电压表示数U，断开开关S； ⑤改变小夹子3的位置，重复步骤③、④，测量多组L和U，作出图像如图丙所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： （1）某次测得导线的直径如图乙所示，为________； （2）L是小夹子3到________（填“1”或“2”）接线柱之间的距离； （3）电阻率的表达式________（用等表示）； （4）若用上述方法测量，得到该金属丝的电阻率________（保留两位有效数字）。 【答案】（1）1.995##1.993##1.994##1.996##1.997 （2）2 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 测得导线的直径为 【小问2详解】 由图丙可知，当L增大时，电压表示数减小，而电压表测量的是1和小夹子3之间的电压，所以L是小夹子3到2接线柱之间的距离； 【小问3详解】 根据欧姆定律有，设金属丝长度为l，故 整理可得 所以斜率 解得 【小问4详解】 电阻率 代入数据得 四、计算题：13题10分，14题13分，15题18分，共41分。 13. 磁偏转系统是电子光学系统的核心组件，其核心原理是利用磁场调整电子的运动方向。如图利用圆形磁场调节电子运动方向，在该平面上半径为R的圆形区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电荷量为e、质量为m的电子从P点沿半径方向进入磁场，从Q点沿半径方向离开磁场。不计电子重力。（用表示结果） （1）求粒子入射的速度大小v； （2）电子由P运动至Q的过程中，洛伦兹力对电子产生冲量I的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由几何关系可得粒子轨迹半径为 洛伦兹力提供向心力得 解得 【小问2详解】 粒子在磁场中转过的角度为 由动量定理，该表达式为矢量式 由（1）可知粒子速度为 则 则 14. 如图所示，平行金属导轨与，两导轨间距与段是竖直四分之一光滑圆弧，半径与是水平光滑足够长的直导轨，直导轨上接有一单刀双掷开关S，接在1端的定值电阻，接在2端电容器的电容，整个空间内存在垂直向下的匀强磁场B，磁感应强度。现在外力作用下，使质量、长度为L的金属棒从圆弧最高点开始，以大小为沿圆弧轨道做匀速圆周运动，当金属棒运动至时，撤去外力的同时将开关S拨至2，运动过程中金属棒始终与轨道垂直且接触良好，金属棒及导轨电阻不计。求： （1）金属棒运动至时产生的瞬时感应电动势E的大小； （2）金属棒从运动至的过程中，通过定值电阻R的电荷量q； （3）金属棒稳定后的最终速度v的大小。 【答案】（1）20V （2）1C （3）1m/s 【解析】 【小问1详解】 金属棒运动至时， 【小问2详解】 金属棒从运动至的过程中， 通过定值电阻R的电荷量 【小问3详解】 金属棒在水平光滑足够长的直导轨运动过程中，对电容器充电，最终金属棒两端电动势大小等于电容器两端电压 对金属棒列动量定理 15. 如图所示，套在固定水平杆上的光滑小环A与小球B通过不可伸长的轻绳相连，A环右侧处有一竖直挡板，固定在水平杆上P点，A环与竖直挡板碰撞后立即被锁定在P点。初始时刻，小球B与环A在处于同一水平面，轻绳恰好伸直且与水平杆平行。已知轻绳长为L，小环A质量为，小球B的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。A、B同时由静止释放，求： （1）若固定环A，当小球B运动到最低点时对轻绳的拉力大小； （2）在环A与挡板相撞前瞬间的速度大小； （3）若，则小球B的最大速度是多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A环固定时，对小球B由动能定理有 设小球B运动到最低点时受到轻绳的拉力为，根据牛顿第二定律可知 联立解得 由牛顿第三定律可知，小球B运动到最低点时对轻绳的拉力大小为 【小问2详解】 环A与小球B组成的系统在水平方向动量守恒，满足 等式两边对时间微元求和得 当A与挡板碰撞时 联立解得环A与小球B水平方向的相对位移 由几何关系可知此时轻绳与水平方向夹角 在A环与竖直挡板碰撞前，系统在水平方向动量守恒 对、系统机械能守恒有 碰前、沿绳方向速度大小相等 三式联立解得 【小问3详解】 将代入第（2）问，解得 结合系统在水平方向动量守恒 解得 、沿绳方向速度大小相等 解得 A环与竖直挡板发生碰撞、立即被锁定，此时轻绳绷紧，B球沿绳方向动量瞬时变为0，此后以垂直于绳方向速度为初速度继续运动，即 从锁定位置到竖直最低点，B下落高度 根据机械能守恒可知B球摆至最低点时速度最大，满足 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $