精品解析：重庆市铁路中学校2025-2026学年高一下学期半期测试物理试题

重庆市铁路中学校2025—2026学年半期测试 高一（下）物理试题 物理试题共4页，考试时间75分钟，满分100分 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、考号填写清楚，认真核准条形码上的姓名，准考证号、座位号及类型名称。 2．选择题部分必须使用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号顺序在答题区域内作答，超过答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试题卷上答题无效。 第I卷选择题 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于功的说法正确的是（　　） A. 做功的过程一定伴随着能量转化 B. 功有正负之分，因此-10J的功小于5J的功 C. 根据功的定义式，可知功是矢量 D. 功就是能量，能量就是功，二者含义相同 2. 如图所示，修正带的核心结构为咬合良好的两个齿轮，AB两点分别位于大小齿轮的边缘，大轮和小轮的半径之比RA：RB=5：3，当使用修正带时，纸带的运动会带动两轮转动，则两轮转动时A、B两点的角速度大小之比为（　　） A. 1∶ 1 B. 5∶ 3 C. 3∶5 D. 9∶ 25 3. 如图所示，质量为的小球从距桌面，高处的点由静止释放，自由下落到地面上的点，桌面离地高为。选择桌面为参考平面，重力加速度为g，则小球（　　） A. 在点时的重力势能为 B. 从A到B重力做功为 C. 在点时的重力势能为 D. 从到过程中重力势能增加 4. 火星表面特征非常接近地球，适合人类居住。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是，若王同学在地面上能向上跳起的最大高度是，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度是 B. 火星表面的重力加速度是 C. 王同学在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍 D. 王同学在火星表面上能向上跳起的最大高度为 5. 如图半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定的角速度匀速转动，一可看为质点的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，则小物块（ ） A. 可能只受到两个力作用 B. 一定受到沿罐壁向上的摩擦力 C. 所受合力方向指向O点 D. 做圆周运动所需的向心力由它受到的支持力提供 6. 如图，某同学拖地时保持拖把杆与竖直方向夹角为θ = 37°，其施力方向沿着拖把杆并且大小恒为F = 40N，拖把由静止开始在水平面沿直线往前推，运动位移s = 1m。已知拖把头的质量为m = 1.6kg，不计拖把杆质量，拖把头与地面间动摩擦因数为0.3，g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。则下列说法正确的是（ ） A. 拖地时拖把头对地面的压力为16N B. 该同学对拖把做的功为32J C. 摩擦力对拖把做的功为－14.4J D. 拖把获得的动能为38.4J 7. 如图所示，某探测器先在绕月球的近月圆轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为；随后在轨道上的点短暂加速，进入以月球球心为一个焦点的椭圆转移轨道II，该椭圆轨道远月点到月球球心的距离为；最终在点再次加速，进入半径为的圆轨道III。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从轨道II变轨到轨道III在B点时的动能减小 B. 探测器在轨道I上的运行周期与轨道III上的周期之比为 C. 探测器在轨道上的动能与在轨道上的动能之比为 D. 探测器在轨道II上从点运动到点的过程中，引力势能减小，加速度减小 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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 关于卫星绕地球的运动，根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有（　　） A. 人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B. 卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时速率小 C. 卫星离地球越远，周期越大 D. 同一卫星绕不同的行星运动，的值都相同 9. 一辆小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m=2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，（g=10m/s2）则（ ） A. 汽车在前5s内的牵引力为6×103N B. 汽车的额定功率为120kW C. 汽车的最大速度为vm=30m/s D. 当汽车速度为20m/s时，汽车加速度大小为2m/s2 10. 如图所示，在竖直面内有一半径为的四分之三圆形光滑轨道，以轨道圆心为坐标原点，建立坐标系。将一质量为的小球从点正上方处静止释放，从点进入圆轨道。小球经过轨道最低点时，对轨道的压力大小为，到达点时的速度大小为，且恰好脱离轨道。下列说法正确的是（　　） A. 小球在点的速度大小为 B. 小球在点所受合力沿半径方向指向点 C. 点的坐标为 D. 脱离圆轨道后，小球运动的最高点与点的竖直高度差为 第II卷非选择题 三、实验题：本大题共2个小题，共16分。 11. 探究小球做匀速圆周运动向心力F大小与小球质量m、角速度ω和运动半径r之间的关系实验装置如图所示。图中，A、B、C与转动轴的距离之比为1:2:1。 （1）该探究实验采用的实验方法与下列哪个实验相同______。 A. 测量做直线运动物体的瞬时速度 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力和质量的关系 （2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，将皮带套在半径不同的左右塔轮上。转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与______（选填“运动半径r”或“角速度ω”）的关系。 （3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1个格，右边标尺露出4个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______；其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则左右两标尺的示数将______，两标尺示数的比值______。（以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 12. 某同学常用身边的器材来做物理实验。图1所示，他将手机放在侧壁竖直的蔬菜篮底部，由慢到快转动手柄，手机紧靠侧壁边缘随蔬菜篮转动，并始终和蔬菜篮相对静止，利用手机自带的Phyphox软件可以记录手机与蔬菜篮侧壁间的弹力和角速度的数值。 （1）保持手机到竖直转轴的距离不变，更换不同质量的手机（均可视为质点），重复上述操作，利用电脑拟合出两次的图像，由图2可知，直线_____（选填“1”或“2”）对应的手机质量更小； （2）保持手机质量不变，使用半径不同的蔬菜篮重复上述步骤，测出手机到竖直转轴的距离，作出对应的图像，在同一坐标系中分别得到图3中的五条图线。对5条图线进行分析研究可知图线_____（选填“①、②、③、④、⑤”）对应的半径最小； （3）图3中图线不过坐标原点的原因是_____ A. 手机到竖直转轴的距离的测量值偏小 B. 手机和蔬菜篮侧壁间存在摩擦力 C. 手机和蔬菜篮底部间存在摩擦力 四、计算题：本大题共3个小题，共41分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。 13. “嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星。设卫星的轨道半径为，做匀速圆周运动的周期为。已知月球半径为，引力常量为G。求： （1）月球的质量M。 （2）月球表面的重力加速度。 14. 如图（a）所示，可视为质点的物块质量为m =2kg，置于水平地面上的A点，物块与水平地面间的动摩擦因数= 0.25。在水平向右的力F作用下物块由静止开始运动，由A运动到B的过程中力F随位移x变化关系如图（b）所示，到达斜面底端B点后撤去力F，物块冲上倾角θ= 37°的足够长斜面，不计物块在B处的动能损失，物块与斜面间的动摩擦因数= 0.5，其中AB段长为 L=5 m。（sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，g = 10 m/s2）求∶ （1）由A运动到B的过程中，物块受到摩擦力所做的功； （2）物块由A运动到B所用的时间； （3）物块最终静止时与B点的距离。 15. 如图所示，竖直平面内由倾角的光滑斜面轨道AB、半径均为R的半圆形光滑轨道BCDE和光滑圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，在B、E两处轨道平滑连接。E、O和B三点连成的直线与水平面间的夹角为，F点为圆管轨道EFG的最高点。现将质量为m的小球从斜面上高度为h处的某点由静止释放。不计小球大小，重力加速度为g。 （1）若释放处高度h=3R，求小球第一次运动到圆轨道最低点C时的加速度和对轨道的作用力大小； （2）推导出小球运动到半圆轨道内与圆心O点等高的D点时所受弹力FD与h的关系式； （3）若小球释放后能从原路返回到出发点，求释放高度h应该满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市铁路中学校2025—2026学年半期测试 高一（下）物理试题 物理试题共4页，考试时间75分钟，满分100分 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、考号填写清楚，认真核准条形码上的姓名，准考证号、座位号及类型名称。 2．选择题部分必须使用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号顺序在答题区域内作答，超过答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试题卷上答题无效。 第I卷选择题 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于功的说法正确的是（　　） A. 做功的过程一定伴随着能量转化 B. 功有正负之分，因此-10J的功小于5J的功 C. 根据功的定义式，可知功是矢量 D. 功就是能量，能量就是功，二者含义相同 【答案】A 【解析】 【详解】AD．功与能是两个不同的物理量，功是能量转化的量度，做多少功，就有多少能量转化，所以做功的过程一定伴随着能量转化，故A正确，D错误； B．功有正负之分，力做负功表示物体克服该力做功，但做功的多少比较的是绝对值，因此-10J的功大于5J的功，故B错误； C．功是标量，只有大小没有方向，故C错误。 故选A。 2. 如图所示，修正带的核心结构为咬合良好的两个齿轮，AB两点分别位于大小齿轮的边缘，大轮和小轮的半径之比RA：RB=5：3，当使用修正带时，纸带的运动会带动两轮转动，则两轮转动时A、B两点的角速度大小之比为（　　） A. 1∶ 1 B. 5∶ 3 C. 3∶5 D. 9∶ 25 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A、B两点分别位于大小齿轮的边缘，线速度相等，由 可知，角速度与半径成反比，可得A、B两点的角速度大小之比为3∶5，C正确。 故选C。 3. 如图所示，质量为的小球从距桌面，高处的点由静止释放，自由下落到地面上的点，桌面离地高为。选择桌面为参考平面，重力加速度为g，则小球（　　） A. 在点时的重力势能为 B. 从A到B重力做功为 C. 在点时的重力势能为 D. 从到过程中重力势能增加 【答案】C 【解析】 【详解】AC．选择桌面为参考平面，在点时的重力势能为，在点时的重力势能为，故A错误，C正确； BD．从A到B重力做功 根据，重力做正功，重力势能减少，故BD错误； 故选C。 4. 火星表面特征非常接近地球，适合人类居住。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是，若王同学在地面上能向上跳起的最大高度是，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度是 B. 火星表面的重力加速度是 C. 王同学在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍 D. 王同学在火星表面上能向上跳起的最大高度为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据题意，在地球表面由万有引力等于重力有 解得地球表面重力加速度 同理火星表面的重力加速度是，故A正确，B错误； C．根据题意，由公式可知，王同学在火星表面受的万有引力与在地球表面受万有引力之比为，故C错误： D． 王同学在火星表面上向上跳起 在地球表面上跳起 可得王同学在火星表面上能向上跳起的最大高度为，故D错误。 故选A。 5. 如图半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定的角速度匀速转动，一可看为质点的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，则小物块（ ） A. 可能只受到两个力作用 B. 一定受到沿罐壁向上的摩擦力 C. 所受合力方向指向O点 D. 做圆周运动所需的向心力由它受到的支持力提供 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当角速度为某一值时，物块的重力和罐壁对物块的支持力的合力提供做圆周运动的向心力，此时物块不受罐壁的摩擦力，只受重力和罐壁的弹力两个力作用，选项A正确，B错误； C．物块做匀速圆周运动，则所受合力方向指向做圆周运动的圆心，不是指向O点，选项C错误； D．物块做圆周运动所需的向心力由它受到的支持力、重力和摩擦力的合力提供，选项D错误。 故选A。 6. 如图，某同学拖地时保持拖把杆与竖直方向夹角为θ = 37°，其施力方向沿着拖把杆并且大小恒为F = 40N，拖把由静止开始在水平面沿直线往前推，运动位移s = 1m。已知拖把头的质量为m = 1.6kg，不计拖把杆质量，拖把头与地面间动摩擦因数为0.3，g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。则下列说法正确的是（ ） A. 拖地时拖把头对地面的压力为16N B. 该同学对拖把做的功为32J C. 摩擦力对拖把做的功为－14.4J D. 拖把获得的动能为38.4J 【答案】C 【解析】 【详解】A．拖地时拖把头对地面的压力为 F压 = mg＋Fcosθ = 16＋40 × 0.8N = 48N 故A错误； B．该同学对拖把做的功为 WF= Fssinθ = 40 × 1 × 0.6J = 24J 故B错误； C．拖把受到的摩擦力为 f = μF压 = 0.3 × 48N = 14.4N 摩擦力对拖把做的功为 Wf= －fs = －14.4J 故C正确； D．根据动能定理，拖把获得的动能为 WF＋Wf= Ek 代入数据，解得 Ek= 9.6J 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，某探测器先在绕月球的近月圆轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为；随后在轨道上的点短暂加速，进入以月球球心为一个焦点的椭圆转移轨道II，该椭圆轨道远月点到月球球心的距离为；最终在点再次加速，进入半径为的圆轨道III。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从轨道II变轨到轨道III在B点时的动能减小 B. 探测器在轨道I上的运行周期与轨道III上的周期之比为 C. 探测器在轨道上的动能与在轨道上的动能之比为 D. 探测器在轨道II上从点运动到点的过程中，引力势能减小，加速度减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．探测器从轨道II变轨到轨道III时，在B点需要加速，发动机对探测器做功，动能增大，故A错误： B．轨道I的半长轴，轨道III的半长轴，根据开普勒第三定律可知 故周期比为，，故B正确； C．探测器在轨道I和III上运行时，万有引力提供向心力，满足 可得动能 因此，故C错误； D．从点到点，探测器远离月球，引力做负功，引力势能增大；加速度满足，a随增大而减小，故D错误。 故选B。 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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 关于卫星绕地球的运动，根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有（　　） A. 人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B. 卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时速率小 C. 卫星离地球越远，周期越大 D. 同一卫星绕不同的行星运动，的值都相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由开普勒第一定律知：所有地球卫星的轨道都是椭圆，且地球位于所有椭圆的公共焦点上，A正确； B．由开普勒第二定律知：卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，则卫星离地心的距离越小，速率越大，B错误； C．由开普勒第三定律知，则卫星离地球越远，周期越大，C正确； D．开普勒第三定律成立的条件是对同一行星的不同卫星有，对于绕不同行星运动的卫星，常数不同，D错误。 故选AC。 9. 一辆小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m=2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，（g=10m/s2）则（ ） A. 汽车在前5s内的牵引力为6×103N B. 汽车的额定功率为120kW C. 汽车的最大速度为vm=30m/s D. 当汽车速度为20m/s时，汽车加速度大小为2m/s2 【答案】BD 【解析】 【详解】A．汽车在前5s内做匀加速运动，加速度 由牛顿第二定律 得 A错误； B．汽车在5s末功率达到额定功率 B正确； C．当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度 C错误； D．当汽车速度为20m/s时，则 得 D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在竖直面内有一半径为的四分之三圆形光滑轨道，以轨道圆心为坐标原点，建立坐标系。将一质量为的小球从点正上方处静止释放，从点进入圆轨道。小球经过轨道最低点时，对轨道的压力大小为，到达点时的速度大小为，且恰好脱离轨道。下列说法正确的是（　　） A. 小球在点的速度大小为 B. 小球在点所受合力沿半径方向指向点 C. 点的坐标为 D. 脱离圆轨道后，小球运动的最高点与点的竖直高度差为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．在点，合力提供向心力，有 根据牛顿第三定律 推导得，故A正确； B．到达点时小球恰好脱离轨道，因此合力为重力，方向竖直向下，故B错误； C．小球在点的受力分析如图 沿半径方向的合力提供向心力，有 推导得 由推导出 点的横坐标为 纵坐标为 坐标为，故C正确； D．从点到最高点，竖直方向做加速度为的匀减速直线运动，有 推导得，故D正确。 故选ACD。 第II卷非选择题 三、实验题：本大题共2个小题，共16分。 11. 探究小球做匀速圆周运动向心力F大小与小球质量m、角速度ω和运动半径r之间的关系实验装置如图所示。图中，A、B、C与转动轴的距离之比为1:2:1。 （1）该探究实验采用的实验方法与下列哪个实验相同______。 A. 测量做直线运动物体的瞬时速度 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力和质量的关系 （2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，将皮带套在半径不同的左右塔轮上。转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与______（选填“运动半径r”或“角速度ω”）的关系。 （3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1个格，右边标尺露出4个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______；其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则左右两标尺的示数将______，两标尺示数的比值______。（以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】（1）C （2）角速度ω （3） ①. 2:1 ②. 变小 ③. 不变 【解析】 【小问1详解】 A．探究小球做匀速圆周运动向心力F大小与小球质量m、角速度ω和运动半径r之间的关系采用了控制变量法，测量做直线运动物体的瞬时速度时应用的物理方法是极限法，故A错误； B．探究两个互成角度的力的合成规律实验中采用的科学方法是等效替代法，故B错误； C．探究加速度与力和质量的关系的实验中采用的科学研究方法是控制变量法，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 A、C与转动轴的距离之比为1:1，即转动半径相等，两球的质量也相等，可知此时可研究向心力的大小与角速度ω的关系。 【小问3详解】 [1]匀速转动手柄时，左边标尺露出1个格，右边标尺露出4个格，则左右两球的向心力之比为1:4，根据 由于控制圆周运动的半径r与小球的质量m相等，可知角速度之比1:2，皮带连接的左、右塔轮边缘线速度相等，根据 可知，半径之比为2:1； [2][3]其他条件不变，若减小手柄转动的速度，皮带连接的左、右塔轮边缘线速度相等，根据 线速度减小，则角速度变小，根据 可知小球所需向心力大小变小，即左右两标尺的示数将变小，由于塔轮半径R之比不变，即角速度比值不变，可知两标尺示数的比值不变。 12. 某同学常用身边的器材来做物理实验。图1所示，他将手机放在侧壁竖直的蔬菜篮底部，由慢到快转动手柄，手机紧靠侧壁边缘随蔬菜篮转动，并始终和蔬菜篮相对静止，利用手机自带的Phyphox软件可以记录手机与蔬菜篮侧壁间的弹力和角速度的数值。 （1）保持手机到竖直转轴的距离不变，更换不同质量的手机（均可视为质点），重复上述操作，利用电脑拟合出两次的图像，由图2可知，直线_____（选填“1”或“2”）对应的手机质量更小； （2）保持手机质量不变，使用半径不同的蔬菜篮重复上述步骤，测出手机到竖直转轴的距离，作出对应的图像，在同一坐标系中分别得到图3中的五条图线。对5条图线进行分析研究可知图线_____（选填“①、②、③、④、⑤”）对应的半径最小； （3）图3中图线不过坐标原点的原因是_____ A. 手机到竖直转轴的距离的测量值偏小 B. 手机和蔬菜篮侧壁间存在摩擦力 C. 手机和蔬菜篮底部间存在摩擦力 【答案】（1）2 （2）⑤ （3）C 【解析】 【小问1详解】 由合力提供向心力可知，当不变时，与成正比，图像的斜率为由图2可知直线2的斜率小于直线1的斜率，半径相同，因此直线2对应的手机质量更小。 【小问2详解】 由题意图3中五条图线对应的手机质量相同，因此当一定时，由可知，半径越小，越小，因此图线⑤对应的半径最小。 【小问3详解】 手机与蔬菜篮底部相接触，转动时存在指向竖直转轴的静摩擦力，合力提供向心力， 推导得，因此图像与横轴有交点，图3中图线不过坐标原点。 故选C。 四、计算题：本大题共3个小题，共41分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。 13. “嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星。设卫星的轨道半径为，做匀速圆周运动的周期为。已知月球半径为，引力常量为G。求： （1）月球的质量M。 （2）月球表面的重力加速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 卫星绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得月球的质量 【小问2详解】 在月球表面有 联立解得月球表面的重力加速度 14. 如图（a）所示，可视为质点的物块质量为m =2kg，置于水平地面上的A点，物块与水平地面间的动摩擦因数= 0.25。在水平向右的力F作用下物块由静止开始运动，由A运动到B的过程中力F随位移x变化关系如图（b）所示，到达斜面底端B点后撤去力F，物块冲上倾角θ= 37°的足够长斜面，不计物块在B处的动能损失，物块与斜面间的动摩擦因数= 0.5，其中AB段长为 L=5 m。（sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，g = 10 m/s2）求∶ （1）由A运动到B的过程中，物块受到摩擦力所做的功； （2）物块由A运动到B所用的时间； （3）物块最终静止时与B点的距离。 【答案】（1）-25J；（2）1.5s；（3）1m 【解析】 【分析】 【详解】(1)由A运动到B的过程中，物块受滑动摩擦力f1的作用，摩擦力大小为 所做的功为 Wf1=-μ1mgL=-5×5J=-25J (2)由图像可知0-2.5m阶段 F＞f1 物块做初速度为零的匀加速直线运动，2.5m-5m阶段 F=f1 物块做匀速直线运动，0-2.5m阶段由牛顿第二定律得 F-f1=ma1 由匀变速直线运动公式可得 = 到达AB中点时的速度为 v1=a1t1 2.5m-5m阶段以v1的速度做匀速运动，满足 v1t2= 由A运动到B所用的时间为 t=t1+t2 联立代入数据解得 t=1.5s (3)在斜面上，木块做匀减速直线运动，到最高点过程中，由动能定理得 又因为 到最高点之后，又向下做匀加速直线运动，由动能定理，有 到了B点后，做匀减速直线运动，由动能定理可得 联立解得，物块最终静止时与B点的距离 s2=1m 15. 如图所示，竖直平面内由倾角的光滑斜面轨道AB、半径均为R的半圆形光滑轨道BCDE和光滑圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，在B、E两处轨道平滑连接。E、O和B三点连成的直线与水平面间的夹角为，F点为圆管轨道EFG的最高点。现将质量为m的小球从斜面上高度为h处的某点由静止释放。不计小球大小，重力加速度为g。 （1）若释放处高度h=3R，求小球第一次运动到圆轨道最低点C时的加速度和对轨道的作用力大小； （2）推导出小球运动到半圆轨道内与圆心O点等高的D点时所受弹力FD与h的关系式； （3）若小球释放后能从原路返回到出发点，求释放高度h应该满足的条件。 【答案】（1）6g，方向由C点指向圆心O点，7mg；（2）（）；（3）或 【解析】 【详解】（1）从A点到C点过程中，由机械能守恒定律 所以小球第一次运动到圆轨道最低点C时的加速度大小为 联立可得 方向由C点指向圆心O点；在C点由牛顿第二定律 联立解得 由牛顿第三定律，在C点小球对轨道的作用力大小为 （2）小球运动到半圆轨道内与圆心O点等高的D点的过程中，由动能定理 在D点由牛顿第二定律 联立可得 其中满足。 （3）第一种情况：小球不滑离轨道，原路返回，由机械能守恒定律可知，此时小球恰好运动到D点，故小球释放后能从原路返回到出发点的条件为 第二种情况：小球恰好到E点，由牛顿第二定律 由能量守恒定律 联立可得 若小球恰好运动到F点，则 故小球释放后能从原路返回到出发点的条件为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $