精品解析：安徽芜湖市无为中学等校2025-2026学年高三下学期3月阶段考试（三）物理试题

高三3月（三）物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 中国“人造太阳”在2025年创下“亿度千秒”的世界记录，为实现可控核聚变迈出了坚实的一步，其核反应方程为，相比于核裂变，下列说法正确的是（ ） A. 核聚变中电荷不守恒 B. X为中子 C. 的比结合能比大 D. 的比结合能比大 2. 我国高铁飞速发展，为我们提供了安全快捷的出行方式。某同学在乘坐高铁时，看到行李架上用细绳挂着的一个小挂件相对车厢运动方向向后偏离了一个不变的角度，由此作出了下列推断，其中正确的是（ ） A. 列车可能在做匀加速直线运动 B. 列车可能在匀速下坡 C. 列车可能在匀速转弯 D. 若挂件此时脱落，挂件相对地面一定做自由落体运动 3. “道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，其截面为等腰梯形，底角为，对绿光的折射率为。一束绿光平行于棱镜的BC边射入，下列说法正确的是（ ） A. 光在AB界面的折射角为15° B. 光在AB界面的折射角为30° C. 光在AB界面偏折了30° D. 光在AB界面偏折了75° 4. 若某次测试“天宫”空间站的机械臂性能时，地面控制中心令机械臂夹持一个质量为2kg的测试机器人，在距空间站外壁6m处以相对于空间站1m/s的初速度垂直于外壁向空间站抛出，同时机器人通过自身动力系统获得一个与初速度垂直的恒定推力0.4N，直至机器人到达空间站外壁时被刚收回的机械臂接住，关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 机器人相对空间站运动的位移大小为6m B. 抛出过程机械臂对机器人做功2.4J C. 机器人相对空间站的平均速度大小为1m/s D. 恒定推力对机器人的冲量大小为2.4N·s 5. 如图所示，一线框以角速度逆时针（俯视）匀速转动，当前时刻线框平面与磁场方向的夹角为，从此时刻开始计时，以下图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 2025年12月9日，经过约8小时的出舱活动，神舟二十一号乘组航天员顺利完成了空间站出舱任务。已知我国空间站和同步卫星的运行轨道半径之比约为，，则航天员出舱期间绕地球运行的圈数约为（ ） A. 2 B. 3 C. 5 D. 7 7. 在蛋白质电泳实验中，一块长度为10cm的均匀凝胶两端施加250V的恒定电压，用以驱动带负电的蛋白质分子向正极迁移。已知该蛋白质分子在此凝胶中的迁移率为，其中，v是分子的迁移速度，E是电场强度，则该蛋白质分子的迁移速度大小为（ ） A. B. C. D. 8. 如图1所示，物块a、b用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，物块a的质量为m，初始时弹簧处于原长。时刻，使a获得水平向右、大小为的初速度，物块a动能与物块b速度的关系图像如图2所示。已知当b的速度最大为时，a的动能为，弹簧始终处于弹性限度内，则物块b的质量为（ ） A. B. m C. 2m D. 3m 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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，有选错的得0分。 9. 超声波探伤常用于检测工件内部缺陷，一束频率为的超声波在均匀钢质工件中沿直线传播，在一个小缺陷处发生反射。如图所示为时刻入射和反射声波的波形图，实线和虚线分别为入射和反射声波。已知入射声波沿x轴正向传播，下列说法正确的是（ ） A. 超声波在工件中的传播速度为5000m/s B. 入射声波和反射声波不会产生干涉 C. 处的质点为振动加强点 D. 处的质点始终处于静止状态 10. 如图所示，间距为L、电阻不计的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面内，左端连接有阻值为R的电阻。正方形区间。（Ⅰ）、（Ⅱ）存在竖直向下磁感应强度大小分别为B和2B的匀强磁场。现让一长度为L的金属杆以平行导轨的初速度v从处进入磁场，最终刚好停在处。已知金属杆的电阻值为R，则金属杆通过区间Ⅰ和Ⅱ的过程中（ ） A. 通过电阻R的电荷量之比为 B. 通过电阻R的电荷量之比为 C. 金属杆的速度变化量之比为 D. 电阻R上产生的焦耳热之比为 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某物理兴趣小组利用SPARKvue软件测量运动物体加速度的功能，设计了验证牛顿第二定律的实验，装置如图所示，实验步骤： ①将装有SPARKvue软件的智能手机用双面胶固定在滑块上，并用电子天平测得滑块与手机的总质量为。 ②按图所示组装各实验仪器。调节气垫导轨水平，并用电子天平测得砝码的质量为，用手将滑块固定在起始位置，将砝码放置在轻质挂盘上后使系统静止。 ③将SPARKvue软件数据采集频率设为200Hz，按下“开始”键，松手开始实验。 ④重复上述步骤进行多次实验，求加速度a的平均值。 ⑤保持M恒定，多次改变的大小，按照上述步骤进行多组实验。 组数 砝码质量 加速度测量平均值（） 加速度理论值（） 1 20 0.535 0.544 2 30 0.776 0.795 3 40 1.01 1.03 4 50 1.22 5 60 1.43 1.47 回答下列问题： （1）该实验的加速度理论值的表达式为________（用测得的物理量符号和重力加速度g表示）。 （2）表格中缺失的数据为________（结果保留3位有效数字，当地重力加速度g为）。 （3）该小组对实验结果和误差进行了分析，以下说法正确的是________（填选项序号）。 A. 实验过程中的空气阻力是系统误差，会导致测量结果偏小 B. 砝码的质量应远远小于手机和滑块的总质量 12. 在测量干电池的电动势和内阻的实验中，为了控制实验时长，防止电池的电动势和内阻发生变化，用电压传感器代替电压表，用电流传感器代替电流表，并直接把测量数据保存到存储器中。 实验步骤如下： ①按图1所示电路连接实验器材。 ②由于没有校准电流传感器，开关断开时，电流传感器的示数为。 ③多次改变滑动变阻器阻值，从数据存储器中获取6组数据，如下表所示。 电流I/A 0.15 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 电压U/V 1.246 1.222 1.197 1.160 1.144 1.120 完成下列问题： （1）闭合开关之前，滑动变阻器接入电路的阻值应该为________（填“最大”或“零”）。 （2）把表格中的数据描在图2坐标纸上时，发现电压为________V的点误差很大，需要舍去。 （3）由于图2中电流的数据没有考虑电流传感器的校零问题，每次电流测量均偏大0.10A，重新计算电流后，得出该电源的电动势________V，内阻________。（结果均保留3位有效数字） 13. 如图所示，某吸盘挂钩的简化模型为一圆形吸盘，吸盘的横截面积，内部封闭一定质量的理想气体。初始时吸盘紧贴竖直墙面，冬季，室内温度为时，内部气体的压强，此时吸盘恰好能悬挂质量的物体保持静止。已知大气压强，重力加速度g取，吸盘的重力不计，吸盘与墙面间的动摩擦因数恒定，封闭气体的体积始终保持不变。求当夏季室温升至时，吸盘能悬挂物体的最大质量。 14. 如图所示，在空间直角坐标系中（z轴正方向垂直纸面向外，图中未画出），以坐标原点O为圆心、半径为R的区域Ⅰ内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为；在的区域Ⅱ内存在沿x轴负方向的匀强电场，其右边界与x轴的交点为D。一个质量为m、电荷量为q的正粒子以某一初速度平行于y轴正方向射入区域Ⅰ，其入射点A到y轴的距离为，之后从x轴上的点离开区域Ⅰ进入区域Ⅱ，且恰好能够到达区域Ⅱ的右边界。不计粒子重力。 （1）求粒子的初速度大小； （2）求区域Ⅱ的电场强度大小E； （3）若把区域Ⅱ内的电场换成沿x轴负方向的匀强磁场，粒子恰好能从区域Ⅱ右边界D点离开磁场区域，求区域Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度的最小值。 15. 如图1所示为哈尔滨“冰雪大世界”的超级冰滑道，该超级冰滑道的简化模型如图2所示，在倾角为的斜面上，长的直线滑道与半径的两个圆弧形滑道在C点平滑相接，游客乘坐专用雪橇从A点由静止滑下，雪橇下面的滑道和滑道两侧面垂直且都由冰块组成。雪橇与冰块的初始动摩擦因数，随着滑行过程中摩擦生热，导致动摩擦因数随滑行距离均匀减小，其他接触面与雪橇间的动摩擦因数则恒为，试运行中发现，滑行后，底部的动摩擦因数减小到且之后保持不变。若游客和雪橇的总质量为，雪橇宽度略小于滑道宽度且可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，，求： （1）游客到达C时的速度大小； （2）研究表明：游客的“刺激感”是由运动加速度对前庭器官的刺激决定的，计算游客在C点进入圆弧轨道后瞬间的加速度大小（结果可以保留根号）； （3）若为了安全性，设计师在滑道处开始对冰面雕刻特殊纹路形成“减速带”，在“减速带”上，雪橇所受的总阻力与速度的关系为，其中。通过“减速带”后，雪橇与底部滑道间的动摩擦因数保持不变。为了使雪橇到达C点的速度不超过20m/s，求“减速带”的最小长度d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三3月（三）物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 中国“人造太阳”在2025年创下“亿度千秒”的世界记录，为实现可控核聚变迈出了坚实的一步，其核反应方程为，相比于核裂变，下列说法正确的是（ ） A. 核聚变中电荷不守恒 B. X为中子 C. 的比结合能比大 D. 的比结合能比大 【答案】B 【解析】 【详解】A．所有核反应均满足电荷数守恒、质量数守恒，核聚变也遵循该规律，故A错误； B．根据电荷数守恒：X的电荷数为 根据质量数守恒：X的质量数为 可知X为中子，故B正确； C．重核裂变释放能量，说明生成物比结合能大于反应物比结合能，因此的比结合能比小，故C错误； D．轻核聚变释放能量，说明生成物比结合能大于反应物比结合能，因此的比结合能比小，故D错误。 故选B。 2. 我国高铁飞速发展，为我们提供了安全快捷的出行方式。某同学在乘坐高铁时，看到行李架上用细绳挂着的一个小挂件相对车厢运动方向向后偏离了一个不变的角度，由此作出了下列推断，其中正确的是（ ） A. 列车可能在做匀加速直线运动 B. 列车可能在匀速下坡 C. 列车可能在匀速转弯 D. 若挂件此时脱落，挂件相对地面一定做自由落体运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．列车做匀加速直线运动时，加速度沿前进方向。挂件受竖直向下的重力、斜向前上方的绳子拉力，二力合力水平向前提供加速度，挂件相对车厢向后偏，符合观测现象，故A正确； B．列车匀速下坡时加速度为0，挂件合力为0，拉力与重力平衡，绳子应竖直下垂，不会发生偏离，故B错误； C．列车匀速转弯时加速度为向心加速度，方向垂直于运动方向指向圆心，挂件应向转弯的外侧偏离，而非沿运动方向向后偏，故C错误； D．挂件脱落时具有和列车相同的水平初速度，仅受重力作用，相对地面做抛体运动，只有初速度为0时才会做自由落体运动，故D错误。 故选A。 3. “道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，其截面为等腰梯形，底角为，对绿光的折射率为。一束绿光平行于棱镜的BC边射入，下列说法正确的是（ ） A. 光在AB界面的折射角为15° B. 光在AB界面的折射角为30° C. 光在AB界面偏折了30° D. 光在AB界面偏折了75° 【答案】B 【解析】 【详解】光在AB界面发生折射，入射角为45°，根据折射定律 解得折射角为 所以光线偏折了 故选B。 4. 若某次测试“天宫”空间站的机械臂性能时，地面控制中心令机械臂夹持一个质量为2kg的测试机器人，在距空间站外壁6m处以相对于空间站1m/s的初速度垂直于外壁向空间站抛出，同时机器人通过自身动力系统获得一个与初速度垂直的恒定推力0.4N，直至机器人到达空间站外壁时被刚收回的机械臂接住，关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 机器人相对空间站运动的位移大小为6m B. 抛出过程机械臂对机器人做功2.4J C. 机器人相对空间站的平均速度大小为1m/s D. 恒定推力对机器人的冲量大小为2.4N·s 【答案】D 【解析】 【详解】将机器人的运动分解为垂直空间站外壁方向和平行空间站外壁方向。垂直方向做匀速直线运动，初速度，位移，运动总时间 平行方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度 位移 A．合位移大小为，故A错误； B．抛出过程机械臂对机器人做功等于抛出时机器人的动能，即，故B错误； C．平均速度等于合位移与总时间的比值，即，故C错误； D．恒定推力的冲量，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，一线框以角速度逆时针（俯视）匀速转动，当前时刻线框平面与磁场方向的夹角为，从此时刻开始计时，以下图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，磁通量随时间变化关系为 根据法拉第电磁感应定律，又 则 由上述可知，纵截距应为电流为最大值的倍，且电流随时间逐渐减小，故D正确。 故选D。 6. 2025年12月9日，经过约8小时的出舱活动，神舟二十一号乘组航天员顺利完成了空间站出舱任务。已知我国空间站和同步卫星的运行轨道半径之比约为，，则航天员出舱期间绕地球运行的圈数约为（ ） A. 2 B. 3 C. 5 D. 7 【答案】C 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律，绕同一中心天体（地球）运行的航天器，满足 已知同步卫星周期，设空间站轨道半径为，同步卫星轨道半径为，代入公式得 推导得 出舱时间，所以运行圈数 故选C。 7. 在蛋白质电泳实验中，一块长度为10cm的均匀凝胶两端施加250V的恒定电压，用以驱动带负电的蛋白质分子向正极迁移。已知该蛋白质分子在此凝胶中的迁移率为，其中，v是分子的迁移速度，E是电场强度，则该蛋白质分子的迁移速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】凝胶内的电场强度，代入题中数据可得。 根据，变形得迁移速度 可得 故选B。 8. 如图1所示，物块a、b用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，物块a的质量为m，初始时弹簧处于原长。时刻，使a获得水平向右、大小为的初速度，物块a动能与物块b速度的关系图像如图2所示。已知当b的速度最大为时，a的动能为，弹簧始终处于弹性限度内，则物块b的质量为（ ） A. B. m C. 2m D. 3m 【答案】C 【解析】 【详解】由图像可得，b在达到最大速度前，a的速度已反向，当b的速度最大为时，a的速度为，此时弹簧恢复原长 根据机械能守恒 动量守恒 解得 故选C。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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，有选错的得0分。 9. 超声波探伤常用于检测工件内部缺陷，一束频率为的超声波在均匀钢质工件中沿直线传播，在一个小缺陷处发生反射。如图所示为时刻入射和反射声波的波形图，实线和虚线分别为入射和反射声波。已知入射声波沿x轴正向传播，下列说法正确的是（ ） A. 超声波在工件中的传播速度为5000m/s B. 入射声波和反射声波不会产生干涉 C. 处的质点为振动加强点 D. 处的质点始终处于静止状态 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由图像知， 反射波和入射波频率相同，可以产生干涉，故A正确，B错误； CD．的质点波峰与波峰叠加，是振动加强点，的质点振动减弱，但反射波比入射波的振幅小，故其振幅不为0，C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，间距为L、电阻不计的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面内，左端连接有阻值为R的电阻。正方形区间。（Ⅰ）、（Ⅱ）存在竖直向下磁感应强度大小分别为B和2B的匀强磁场。现让一长度为L的金属杆以平行导轨的初速度v从处进入磁场，最终刚好停在处。已知金属杆的电阻值为R，则金属杆通过区间Ⅰ和Ⅱ的过程中（ ） A. 通过电阻R的电荷量之比为 B. 通过电阻R的电荷量之比为 C. 金属杆的速度变化量之比为 D. 电阻R上产生的焦耳热之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．通过电阻R的电荷量 由题意得 区间Ⅰ中，磁通量变化 区间Ⅱ中，磁通量变化 通过电阻R的电荷量之比为 故A错误、B正确； CD．由动量定理可得 即经过时的速度为，电阻R上产生的焦耳热之比等于金属杆的动能变化量之比为 故C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某物理兴趣小组利用SPARKvue软件测量运动物体加速度的功能，设计了验证牛顿第二定律的实验，装置如图所示，实验步骤： ①将装有SPARKvue软件的智能手机用双面胶固定在滑块上，并用电子天平测得滑块与手机的总质量为。 ②按图所示组装各实验仪器。调节气垫导轨水平，并用电子天平测得砝码的质量为，用手将滑块固定在起始位置，将砝码放置在轻质挂盘上后使系统静止。 ③将SPARKvue软件数据采集频率设为200Hz，按下“开始”键，松手开始实验。 ④重复上述步骤进行多次实验，求加速度a的平均值。 ⑤保持M恒定，多次改变的大小，按照上述步骤进行多组实验。 组数 砝码质量 加速度测量平均值（） 加速度理论值（） 1 20 0.535 0.544 2 30 0.776 0.795 3 40 1.01 1.03 4 50 1.22 5 60 1.43 1.47 回答下列问题： （1）该实验的加速度理论值的表达式为________（用测得的物理量符号和重力加速度g表示）。 （2）表格中缺失的数据为________（结果保留3位有效数字，当地重力加速度g为）。 （3）该小组对实验结果和误差进行了分析，以下说法正确的是________（填选项序号）。 A. 实验过程中的空气阻力是系统误差，会导致测量结果偏小 B. 砝码的质量应远远小于手机和滑块的总质量 【答案】（1） （2）1.26 （3）A 【解析】 【小问1详解】 以滑块、手机和砝码组成的系统为研究对象，系统合外力等于砝码重力，总质量为，根据牛顿第二定律，得 整理得加速度理论值 【小问2详解】 代入、、，解得 【小问3详解】 A．空气阻力是系统误差，空气阻力会阻碍运动，使实际合外力小于理论计算的，导致测量的加速度偏小，故A正确； B．本实验推导加速度公式时，已经将砝码质量计入总质量，公式对任意都成立，不需要满足砝码质量远小于滑块和手机的总质量，故B错误。 故选A。 12. 在测量干电池的电动势和内阻的实验中，为了控制实验时长，防止电池的电动势和内阻发生变化，用电压传感器代替电压表，用电流传感器代替电流表，并直接把测量数据保存到存储器中。 实验步骤如下： ①按图1所示电路连接实验器材。 ②由于没有校准电流传感器，开关断开时，电流传感器的示数为。 ③多次改变滑动变阻器阻值，从数据存储器中获取6组数据，如下表所示。 电流I/A 0.15 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 电压U/V 1.246 1.222 1.197 1.160 1.144 1.120 完成下列问题： （1）闭合开关之前，滑动变阻器接入电路的阻值应该为________（填“最大”或“零”）。 （2）把表格中的数据描在图2坐标纸上时，发现电压为________V的点误差很大，需要舍去。 （3）由于图2中电流的数据没有考虑电流传感器的校零问题，每次电流测量均偏大0.10A，重新计算电流后，得出该电源的电动势________V，内阻________。（结果均保留3位有效数字） 【答案】（1）最大 （2）1.160##1.16 （3） ①. 1.31##1.30##1.32 ②. 1.27##1.23##1.24##1.25##1.26##1.28##1.29##1.30##1.31 【解析】 【小问1详解】 闭合开关前，为保护电路，防止电流过大烧坏元件，滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大。 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律，与为线性关系，增大时均匀减小。分析表格数据，可知只有对应的电压明显偏离拟合直线，因此该点误差很大需要舍去。 【小问3详解】 [1][2]对剩下的5组数据拟合直线，如图所示 已知电流测量值每次偏大，真实电流 代入闭合电路欧姆定律，得 当真实电流时，，此时图线纵截距为 ​图像的斜率绝对值等于内阻，解得 13. 如图所示，某吸盘挂钩的简化模型为一圆形吸盘，吸盘的横截面积，内部封闭一定质量的理想气体。初始时吸盘紧贴竖直墙面，冬季，室内温度为时，内部气体的压强，此时吸盘恰好能悬挂质量的物体保持静止。已知大气压强，重力加速度g取，吸盘的重力不计，吸盘与墙面间的动摩擦因数恒定，封闭气体的体积始终保持不变。求当夏季室温升至时，吸盘能悬挂物体的最大质量。 【答案】1kg 【解析】 【详解】研究吸盘内封闭的气体，冬季封闭气体压强，温度，夏季封闭气体压强设为，温度 由查理定律有 解得 研究吸盘，当吸盘悬挂最大质量时，根据平衡条件 冬季时，竖直方向有 水平方向有 由 有 同理，夏季时，竖直方向有 水平方向有 由 有 解得夏季能悬挂的最大质量 14. 如图所示，在空间直角坐标系中（z轴正方向垂直纸面向外，图中未画出），以坐标原点O为圆心、半径为R的区域Ⅰ内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为；在的区域Ⅱ内存在沿x轴负方向的匀强电场，其右边界与x轴的交点为D。一个质量为m、电荷量为q的正粒子以某一初速度平行于y轴正方向射入区域Ⅰ，其入射点A到y轴的距离为，之后从x轴上的点离开区域Ⅰ进入区域Ⅱ，且恰好能够到达区域Ⅱ的右边界。不计粒子重力。 （1）求粒子的初速度大小； （2）求区域Ⅱ的电场强度大小E； （3）若把区域Ⅱ内的电场换成沿x轴负方向的匀强磁场，粒子恰好能从区域Ⅱ右边界D点离开磁场区域，求区域Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度的最小值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意得，在区域Ⅰ中运动的轨迹圆半径 根据 联立解得 【小问2详解】 在区域Ⅱ中，由， 因为， 联立解得 【小问3详解】 若把区域Ⅱ内电场换成沿x轴负方向的匀强磁场，则粒子从C点进入区域Ⅱ后，在区域Ⅱ中沿x轴正方向以做匀速直线运动，在yOz平面以做匀速圆周运动，粒子恰好能从区域Ⅱ右边界D点离开磁场区域，则粒子在区域Ⅱ中刚好转n圈，由题意得 ， 联立解得 可知当时，。 15. 如图1所示为哈尔滨“冰雪大世界”的超级冰滑道，该超级冰滑道的简化模型如图2所示，在倾角为的斜面上，长的直线滑道与半径的两个圆弧形滑道在C点平滑相接，游客乘坐专用雪橇从A点由静止滑下，雪橇下面的滑道和滑道两侧面垂直且都由冰块组成。雪橇与冰块的初始动摩擦因数，随着滑行过程中摩擦生热，导致动摩擦因数随滑行距离均匀减小，其他接触面与雪橇间的动摩擦因数则恒为，试运行中发现，滑行后，底部的动摩擦因数减小到且之后保持不变。若游客和雪橇的总质量为，雪橇宽度略小于滑道宽度且可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，，求： （1）游客到达C时的速度大小； （2）研究表明：游客的“刺激感”是由运动加速度对前庭器官的刺激决定的，计算游客在C点进入圆弧轨道后瞬间的加速度大小（结果可以保留根号）； （3）若为了安全性，设计师在滑道处开始对冰面雕刻特殊纹路形成“减速带”，在“减速带”上，雪橇所受的总阻力与速度的关系为，其中。通过“减速带”后，雪橇与底部滑道间的动摩擦因数保持不变。为了使雪橇到达C点的速度不超过20m/s，求“减速带”的最小长度d。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由动能定理 解得 【小问2详解】 将雪橇在C点的加速度分解为径向加速度与切线方向的加速度。 在C点，侧面支持力提供向心力 所以径向加速度为 解得 在切线方向有 解得切线方向加速度为 则总加速度 【小问3详解】 设在B处速度为 根据动能定理有 解得 在减速带部分由动量定理 求和 对剩余部分由牛顿第二定律及运动学： 解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $