精品解析：江西新余市第一中学2025-2026学年高一下学期第二次段考物理试卷

新余一中高一年级下学期第二次段考物理试卷 一、选择题（1—7为单选题，每题4分；8—10为多选题，每题6分；共46分） 1. 关于机械能守恒，以下说法正确的是（　　） A. 物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 B. 物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒 C. 物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒 D. 物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒 2. 甲同学在水平匀速直线行驶的车上，利用实验装置从静止开始竖直向上提起小球，甲同学观测小球的运动情况，并作出小球的动能与提起高度h的关系图像如图所示。静止在地面上的乙同学观察到小球的运动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，光滑水平地面上放着一块木板Q，物块P在木板左端，P和Q之间存在摩擦。现给P一个初速度使其在木板上向右滑动，最终P没有滑离木板Q，关于上述过程说法正确的是（　　） A. P的机械能增加 B. Q的机械能减少 C. P的机械能变化量大于P和Q之间产生的热量 D. P和Q的机械能变化量大于P和Q之间产生的热量 4. 如图所示，水平放置的木板上放有匀质光滑球，球用细绳拴在木板右端。现将木板以左端为轴，抬起右端缓慢转至竖直状态，在转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，则（　　） A. 木板对球的支持力先增大后减小 B. 木板对球的支持力先减小后增大 C. 细绳对球的拉力先减小后增大 D. 细绳对球的拉力先增大后减小 5. 2026年3月，我国”蓝焱”220吨级液氧甲烷发动机完成长程试车，将助力载人登月等任务。假设搭载”蓝焱”发动机的火箭将一艘飞船先送入圆轨道Ⅰ运行，飞船经多次变轨进入地月转移轨道，如图所示。已知a是圆轨道Ⅰ上的点，b是椭圆轨道Ⅱ上的远地点，c是转移轨道上的点，且a、b两点到地球球心的距离分别为R和3R。忽略飞行过程中飞船质量的变化，则飞船（　　） A. 从轨道Ⅱ进入转移轨道需向前喷出燃气 B. 在c点的机械能大于在b点的机械能 C. 经过a、b两点的速度之比为 D. 在轨道Ⅰ、Ⅱ上的周期之比为 6. “歼-20”是中国自主研制的双发重型隐形战斗机，该机将担负中国未来对空、对海的主权维护任务。在某次起飞中，质量为m的“歼-20”以恒定的功率P起动，其起飞过程的速度随时间变化图像如图所示，经时间t0飞机的速度达到最大值为vm时，刚好起飞。关于起飞过程，下列说法正确的是（  ） A. 飞机所受合力不变，速度增加越来越慢 B. 飞机所受合力增大，速度增加越来越快 C. 该过程克服阻力所做的功为 D. 平均速度 7. 如图所示，足够长的圆柱体绕竖直轴OO'匀速转动，用外力将物块压在柱面上并保持物块静止，物块与圆柱接触面粗糙。一竖直光滑挡板（未画出）使物块在水平方向不能随圆柱转动，现仅用指向OO'的水平恒力F挤压物块同时由静止释放物块，则（　　） A. 物块仍然可以保持静止 B. 物块向下做自由落体运动 C. 物块向下做加速度减小的加速运动，最终一定能做匀速运动 D. 若物块最终能匀速运动，则匀速运动的速度大小与圆柱体转动快慢有关 8. 机器人表演扭秧歌时，将左、右手中的手绢同时抛出互换，如图（b）所示。两手绢在空中的运动轨迹分别为轨迹和轨迹，若忽略空气阻力，则（　　） A. 沿轨迹运动的手绢加速度更大 B. 沿轨迹运动的手绢在空中运动时间更短 C. 沿轨迹运动的手绢到最高点时速度更大 D. 沿轨迹运动的手绢到最高点时速度更大 9. 传送带在生活中被广泛应用。一水平传送带装置的示意图如图所示，足够长的紧绷传送带始终保持恒定的速率v运行，滑块A用轻杆连接另一滑块B，二者从传送带上左端由静止释放，两滑块的速度与传送带相同后保持匀速运动。两个滑块的质量均为m，A与传送带之间的动摩擦因数为，滑块B光滑。两滑块在传送带上运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 传送带对滑块A所做的功为 B. 滑块A从开始到与传送带共速所用的时间为 C. 两滑块与传送带因相互作用产生的热量为 D. 由于传送两滑块，电动机至少需要多消耗的电能为 10. 如图所示，一劲度系数k=20N/m的轻弹簧下端固定于倾角为53°的光滑固定斜面底端，弹簧上端连接物块Q。一轻绳跨过轻小定滑轮O，一端与物块Q连接，另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接，定滑轮到竖直杆的距离d=0.3m。已知物块P的质量m1=0.4kg，物块Q的质量m2=0.5kg，两物块均可视为质点。初始时物块P在A点静止不动，OQ段轻绳与斜面平行，轻绳张力大小FT=5N。不计滑轮大小及摩擦作用，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。现将物块P移到与定滑轮O在同一水平线上的B点后由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点间的距离h为0.6m B. 物块P位于A点时，弹簧的伸长量为0.05m C. 物块P从B点释放后到达A点时的速度大小为 D. 物块P从B点运动到A点的过程中，克服轻绳拉力所做的功为 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 实验小组用如图甲所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。 （1）下列实验操作中，哪些是正确的______；（多选） A. 调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行 B. 每次实验，都要先释放小车，再接通打点计时器的电源 C. 补偿阻力时，应将悬挂小桶的细线系在小车上 D. 实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量 （2）某次实验纸带的记录如图乙所示，纸带上、、、、为计数点，每相邻两个计数点间还有个点没有画出，由图可知在打点时纸带的速度为______，纸带的加速度______（计算结果均保留两位有效数字）。 （3）为了减小实验系统误差，某实验小组设计了如图丙、丁两种实验装置。其中丙装置木板末端已经垫高，丁装置木板水平放置。 两种实验装置，在探究加速度与质量、合外力的关系时，下列说法正确的是______。（多选） A. 丙图实验装置中垫高木板是为了补偿阻力，丁图实验装置也应垫高木板以补偿阻力 B. 两种实验装置实验时，丙图装置需要小车质量远大于砝码和砝码盘的质量，丁图装置不需要 C. 两种实验装置实验时，正确操作后，弹簧测力计和力传感器的示数均可表示小车受到的合力 D. 丙图实验装置中动滑轮是否为轻质对实验没有影响 12. 某物理兴趣小组想利用气垫导轨验证物块和弹簧组成的系统机械能守恒。如图所示，气垫导轨调至水平，力传感器固定在导轨的左支架上，将轻质弹簧一端连接到力传感器上，弹簧自由伸长至点。给装有宽度为的遮光条的滑块一定的初速度，使之从导轨右端向左滑动，记录滑块经过光电门时的挡光时间以及滑块压缩弹簧至最短时力传感器的示数，并多次进行上述操作。已知弹簧的劲度系数为，弹簧弹性势能的表达式为（为弹簧的形变量），滑块的质量为。 （1）滑块经过光电门时的动能为________，弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为________。（用题中所给字母表示） （2）根据实验数据，作出________（选填“”、“”或“”）图像，使之成为一条直线，图像的斜率为________（用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 三、解答题（第13题为8分，第14题为12分，第15题为18分，共38分） 13. 如图所示，V型槽A静止在光滑水平面上，其质量，槽的右侧为竖直面，左侧为倾斜面，竖直面与倾斜面的夹角；光滑小球B置于槽A内，其质量。现对槽A施加一水平向右的恒力F，若小球B与槽A始终保持相对静止，重力加速度g取，求： （1）当F=0时，槽A右侧竖直面对小球B的弹力大小； （2）使小球B与槽A保持相对静止的恒力F的最大值。 14. 暑假里，某同学去游乐场游玩，坐了一次名叫“旋转秋千”的游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。该同学和椅子的转动可简化为如图乙所示的圆周运动模型，人和座椅可看作质点。在某段时间内，转盘保持在水平面内以恒定的角速度转动，绳子与竖直方向的夹角为，该同学与座椅的总质量m=50kg，转盘的半径为，绳长，重力加速度取。 （1）求座椅受到绳子的拉力T的大小； （2）求该同学运动的角速度的大小； （3）开放题：若转盘离地面的高度为，为了防止乘客携带的物品意外掉落砸到地面上的行人，地面上至少要设置多大面积的区域不能通行？ 15. 某同学设计了一个如图所示的游戏装置，水平轨道右侧有一固定的弹射装置，左侧与固定在竖直平面内圆心角为的圆弧轨道平滑连接，之后再与圆心角为的竖直圆弧管道平滑连接。圆弧半径均为，管道内径远小于，点为轨道最高点，其中水平轨道上有一段长为、表面粗糙的段。将质量为的滑块（视为质点）挤压弹簧后由静止释放，滑块将沿轨道运动，滑块与段间的动摩擦因数，其余轨道均光滑，重力加速度为。 （1）若弹簧弹性势能，求滑块第一次运动到圆轨道最低点时的速度和对轨道的压力大小； （2）若滑块飞出点后恰好落到点，求弹簧弹性势能多大； （3）若滑块滑入圆轨道后仍能沿原路返回至水平轨道，求弹簧弹性势能应该满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新余一中高一年级下学期第二次段考物理试卷 一、选择题（1—7为单选题，每题4分；8—10为多选题，每题6分；共46分） 1. 关于机械能守恒，以下说法正确的是（　　） A. 物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 B. 物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒 C. 物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒 D. 物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒 【答案】C 【解析】 【详解】机械能守恒的条件是：只有重力（或系统内弹力）做功，其他力不做功或做功的代数和为零。 A．物体做匀速运动时动能不变，但重力势能可能变化，例如降落伞匀速下降，重力势能减小，机械能减小，故A错误； B．合力做功为零时动能不变，但重力势能可能变化，例如降落伞匀速下降时合力做功为零，机械能减小，故B错误； C．物体合力不为零时，若仅受重力作用，只有重力做功，机械能守恒，例如自由落体运动，故C正确； D．合力等于零时，可能存在除重力外的其他力做功，例如降落伞匀速下降时合力为零，空气阻力做负功，机械能减小，故D错误。 故选C。 2. 甲同学在水平匀速直线行驶的车上，利用实验装置从静止开始竖直向上提起小球，甲同学观测小球的运动情况，并作出小球的动能与提起高度h的关系图像如图所示。静止在地面上的乙同学观察到小球的运动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据动能定理可得 则图像的斜率表示小球所受合力，由题图可知，小球在竖直向上运动过程中，受到的合力恒定不变，则小球竖直方向向上做匀加速直线运动；对于静止在地面上的乙同学，小球水平向右做匀速直线运动，竖直向上做匀加速直线运动，则轨迹是开口向上的抛物线。 故选A。 3. 如图所示，光滑水平地面上放着一块木板Q，物块P在木板左端，P和Q之间存在摩擦。现给P一个初速度使其在木板上向右滑动，最终P没有滑离木板Q，关于上述过程说法正确的是（　　） A. P的机械能增加 B. Q的机械能减少 C. P的机械能变化量大于P和Q之间产生的热量 D. P和Q的机械能变化量大于P和Q之间产生的热量 【答案】C 【解析】 【详解】AB．P受到Q的摩擦力向左对P做负功机械能减小，Q受到P的摩擦力向右对Q做正功机械能增加，故AB错误； C．根据能量守恒，P减少的机械能转化为Q的机械能与P和Q之间产生的热量，故C正确； D．根据能量守恒，P和Q的机械能变化量等于P和Q之间产生的热量，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，水平放置的木板上放有匀质光滑球，球用细绳拴在木板右端。现将木板以左端为轴，抬起右端缓慢转至竖直状态，在转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，则（　　） A. 木板对球的支持力先增大后减小 B. 木板对球的支持力先减小后增大 C. 细绳对球的拉力先减小后增大 D. 细绳对球的拉力先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】设绳子对球的拉力为，木板对球的支持力为，则球的重力、拉力、支持力构成矢量三角形，设绳子拉力与重力夹角为，重力与支持力夹角为，拉力与支持力夹角为，如图所示 在矢量三角形中，根据正弦定理得 将木板以底端点为轴逆时针缓慢转动过程中，不变，从0逐渐增大到，从逐渐减小到，所以拉力增大，支持力先增大后减小。 故选A。 5. 2026年3月，我国”蓝焱”220吨级液氧甲烷发动机完成长程试车，将助力载人登月等任务。假设搭载”蓝焱”发动机的火箭将一艘飞船先送入圆轨道Ⅰ运行，飞船经多次变轨进入地月转移轨道，如图所示。已知a是圆轨道Ⅰ上的点，b是椭圆轨道Ⅱ上的远地点，c是转移轨道上的点，且a、b两点到地球球心的距离分别为R和3R。忽略飞行过程中飞船质量的变化，则飞船（　　） A. 从轨道Ⅱ进入转移轨道需向前喷出燃气 B. 在c点的机械能大于在b点的机械能 C. 经过a、b两点的速度之比为 D. 在轨道Ⅰ、Ⅱ上的周期之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．从轨道Ⅱ进入转移轨道，飞船需做离心运动，即向后喷出燃气，向前喷出燃气会导致减速，故A错误； B．飞船在点从轨道Ⅱ进入转移轨道需点火加速，机械能增加，所以在点的机械能大于在轨道Ⅱ上点的机械能，故B正确； C．如果为轨道Ⅱ的近地点，为远地点，根据开普勒第二定律有 解得 而实际上a是圆轨道Ⅰ上的点，进入轨道Ⅱ，需要在近地点加速，所以，故C错误； D．轨道Ⅰ半径为，轨道Ⅱ半长轴为 根据开普勒第三定律有 解得，故D错误。 故选B。 6. “歼-20”是中国自主研制的双发重型隐形战斗机，该机将担负中国未来对空、对海的主权维护任务。在某次起飞中，质量为m的“歼-20”以恒定的功率P起动，其起飞过程的速度随时间变化图像如图所示，经时间t0飞机的速度达到最大值为vm时，刚好起飞。关于起飞过程，下列说法正确的是（  ） A. 飞机所受合力不变，速度增加越来越慢 B. 飞机所受合力增大，速度增加越来越快 C. 该过程克服阻力所做的功为 D. 平均速度 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据图像可知，图像的斜率为加速度，所以起飞中，斜率越来越小，加速度越来越小，速度增加越来越慢，根据牛顿第二定律 加速度减小，合外力减小，故AB错误； C．根据动能定理可知 解得 故C正确； D．因为不是匀变速运动，所以平均速度不等于，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，足够长的圆柱体绕竖直轴OO'匀速转动，用外力将物块压在柱面上并保持物块静止，物块与圆柱接触面粗糙。一竖直光滑挡板（未画出）使物块在水平方向不能随圆柱转动，现仅用指向OO'的水平恒力F挤压物块同时由静止释放物块，则（　　） A. 物块仍然可以保持静止 B. 物块向下做自由落体运动 C. 物块向下做加速度减小的加速运动，最终一定能做匀速运动 D. 若物块最终能匀速运动，则匀速运动的速度大小与圆柱体转动快慢有关 【答案】D 【解析】 【详解】仅用指向OO'的水平恒力F挤压物块同时由静止释放物块，圆柱体对物块的弹力大小为 设物块与圆柱体间的动摩擦因数为，则物块受到的滑动摩擦力大小恒定不变，大小为 初始时，物块与圆柱体只存在水平方向的相对速度，则物块受到的滑动摩擦力处于水平方向，所以物块在重力作用下一定竖直向下加速运动，随着物块速度的增大，物块与圆柱体相对速度斜向下，物块受到的滑动摩擦力斜向上，设滑动摩擦力与竖直方向的夹角为，则滑动摩擦力竖直向上的分力为 随着物块速度的增大，逐渐减小，滑动摩擦力竖直向上的分力逐渐增大； 若物块受到的滑动摩擦力大小小于物块的重力，即 则滑动摩擦力竖直向上的分力一定小于重力，物块最终不会做匀速直线运动。 若物块受到的滑动摩擦力大小大于物块的重力，即 则当滑动摩擦力竖直向上的分力等于重力时，物块最终做匀速直线运动，此时有， 可知匀速运动的速度大小与圆柱体的表面的线速度大小有关，即与圆柱体转动快慢有关。 故选D。 8. 机器人表演扭秧歌时，将左、右手中的手绢同时抛出互换，如图（b）所示。两手绢在空中的运动轨迹分别为轨迹和轨迹，若忽略空气阻力，则（　　） A. 沿轨迹运动的手绢加速度更大 B. 沿轨迹运动的手绢在空中运动时间更短 C. 沿轨迹运动的手绢到最高点时速度更大 D. 沿轨迹运动的手绢到最高点时速度更大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．手绢沿轨迹和轨迹运动的加速度相等均为重力加速度，故A错误； B．手绢在空中为斜上抛运动，手绢从手中到最高点（逆向思维）与最高点到手中为对称的平抛运动，设手绢在空中运动时间为，由可知，沿轨迹b运动的手绢更小，所以其在空中运动时间更短，故B正确； CD．设手绢在空中运动时间为，则有 由图可知相同，沿轨迹运动的手绢在空中运动时间更短，所以沿轨迹运动的手绢到最高点时的速度更大，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 传送带在生活中被广泛应用。一水平传送带装置的示意图如图所示，足够长的紧绷传送带始终保持恒定的速率v运行，滑块A用轻杆连接另一滑块B，二者从传送带上左端由静止释放，两滑块的速度与传送带相同后保持匀速运动。两个滑块的质量均为m，A与传送带之间的动摩擦因数为，滑块B光滑。两滑块在传送带上运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 传送带对滑块A所做的功为 B. 滑块A从开始到与传送带共速所用的时间为 C. 两滑块与传送带因相互作用产生的热量为 D. 由于传送两滑块，电动机至少需要多消耗的电能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．传送带对B无摩擦力作用所以故不做功。对AB整体，由动能定理，故A错误； B．对AB整体有，共速时用时，故B错误； C．共速前物体运动距离产生，传送带的位移为，产生的热量，故C正确； D．电动机多消耗的电能为两滑块增加的动能和产生的热量，，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，一劲度系数k=20N/m的轻弹簧下端固定于倾角为53°的光滑固定斜面底端，弹簧上端连接物块Q。一轻绳跨过轻小定滑轮O，一端与物块Q连接，另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接，定滑轮到竖直杆的距离d=0.3m。已知物块P的质量m1=0.4kg，物块Q的质量m2=0.5kg，两物块均可视为质点。初始时物块P在A点静止不动，OQ段轻绳与斜面平行，轻绳张力大小FT=5N。不计滑轮大小及摩擦作用，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。现将物块P移到与定滑轮O在同一水平线上的B点后由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点间的距离h为0.6m B. 物块P位于A点时，弹簧的伸长量为0.05m C. 物块P从B点释放后到达A点时的速度大小为 D. 物块P从B点运动到A点的过程中，克服轻绳拉力所做的功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对物块P受力分析，设初始时滑轮左侧的轻绳与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得 可得 由几何关系可知，故A错误； B．物块P位于A点时，对物块Q进行受力分析，有 解得弹簧的伸长量，故B正确； C．物块P在B点时，弹簧的压缩量 物块P从B点运动到A点的过程中，由能量守恒定律有， 解得，故C错误； D．对物块P，根据动能定理有 解得，故D正确。 故选BD。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 实验小组用如图甲所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。 （1）下列实验操作中，哪些是正确的______；（多选） A. 调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行 B. 每次实验，都要先释放小车，再接通打点计时器的电源 C. 补偿阻力时，应将悬挂小桶的细线系在小车上 D. 实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量 （2）某次实验纸带的记录如图乙所示，纸带上、、、、为计数点，每相邻两个计数点间还有个点没有画出，由图可知在打点时纸带的速度为______，纸带的加速度______（计算结果均保留两位有效数字）。 （3）为了减小实验系统误差，某实验小组设计了如图丙、丁两种实验装置。其中丙装置木板末端已经垫高，丁装置木板水平放置。 两种实验装置，在探究加速度与质量、合外力的关系时，下列说法正确的是______。（多选） A. 丙图实验装置中垫高木板是为了补偿阻力，丁图实验装置也应垫高木板以补偿阻力 B. 两种实验装置实验时，丙图装置需要小车质量远大于砝码和砝码盘的质量，丁图装置不需要 C. 两种实验装置实验时，正确操作后，弹簧测力计和力传感器的示数均可表示小车受到的合力 D. 丙图实验装置中动滑轮是否为轻质对实验没有影响 【答案】（1）AD （2） ①. 0.26 ②. 0.40 （3）AD 【解析】 【小问1详解】 A．调节滑轮高度使牵引细线与长木板平行，可以保证小车运动过程中合外力恒定，故A正确； B．实验应先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放小车，故B错误； C．补偿阻力时，不应悬挂小桶，只需要让小车自身重力平衡阻力即可，故C错误； D．实验中把小桶和砂的总重力近似等于绳子拉力，只有小车质量远大于小桶和砂总质量时，该近似才成立，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1]每相邻两个计数点间还有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔  点速度等于段的平均速度  [2]由逐差法得 【小问3详解】 A．探究实验需要让小车合力等于绳子拉力，因此都需要补偿阻力，丙已经垫高，丁水平木板也需要垫高补偿阻力，故A正确； B．丙装置弹簧测力计直接测量绳子拉力，丁装置力传感器直接测量绳子拉力，两种装置都直接测量绳上的拉力，不用近似处理，不需要满足小车质量远大于砝码质量， 故B错误； C．补偿阻力后，小车合力等于绳子拉力，弹簧测力计和力传感器都直接测出绳子拉力，但是丁图实验装置未补偿阻力，则示数不可以表示小车受到的合力，故C错误； D．弹簧测力计是直接测量绳上的拉力，即为小车的合外力，滑轮质量不会影响测力计的测量，故D正确。 故选AD。 12. 某物理兴趣小组想利用气垫导轨验证物块和弹簧组成的系统机械能守恒。如图所示，气垫导轨调至水平，力传感器固定在导轨的左支架上，将轻质弹簧一端连接到力传感器上，弹簧自由伸长至点。给装有宽度为的遮光条的滑块一定的初速度，使之从导轨右端向左滑动，记录滑块经过光电门时的挡光时间以及滑块压缩弹簧至最短时力传感器的示数，并多次进行上述操作。已知弹簧的劲度系数为，弹簧弹性势能的表达式为（为弹簧的形变量），滑块的质量为。 （1）滑块经过光电门时的动能为________，弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为________。（用题中所给字母表示） （2）根据实验数据，作出________（选填“”、“”或“”）图像，使之成为一条直线，图像的斜率为________（用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]滑块经过光电门时的速度 根据动能的表达式可得 根据弹性势能的表达式有 结合胡克定律 解得。 【小问2详解】 [1][2]若系统机械能守恒，则满足 即 整理得 应作图像，图像的斜率为。 三、解答题（第13题为8分，第14题为12分，第15题为18分，共38分） 13. 如图所示，V型槽A静止在光滑水平面上，其质量，槽的右侧为竖直面，左侧为倾斜面，竖直面与倾斜面的夹角；光滑小球B置于槽A内，其质量。现对槽A施加一水平向右的恒力F，若小球B与槽A始终保持相对静止，重力加速度g取，求： （1）当F=0时，槽A右侧竖直面对小球B的弹力大小； （2）使小球B与槽A保持相对静止的恒力F的最大值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对B受力分析，如图所示 根据平衡条件，可得右侧竖直面对球B的弹力 解得 【小问2详解】 当右侧竖直面对球B的弹力为零时，小球B与槽A保持相对静止，恒力F有最大值 根据牛顿第二定律，对球B有 解得 对整体有 解得 14. 暑假里，某同学去游乐场游玩，坐了一次名叫“旋转秋千”的游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。该同学和椅子的转动可简化为如图乙所示的圆周运动模型，人和座椅可看作质点。在某段时间内，转盘保持在水平面内以恒定的角速度转动，绳子与竖直方向的夹角为，该同学与座椅的总质量m=50kg，转盘的半径为，绳长，重力加速度取。 （1）求座椅受到绳子的拉力T的大小； （2）求该同学运动的角速度的大小； （3）开放题：若转盘离地面的高度为，为了防止乘客携带的物品意外掉落砸到地面上的行人，地面上至少要设置多大面积的区域不能通行？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对该同学和座椅，竖直方向有 解得 【小问2详解】 水平方向上，根据牛顿第二定律有 其中 联立解得 【小问3详解】 物品掉落瞬间的速度 物品掉落后做平抛运动，竖直方向有 解得物品掉落后做平抛运动的时间 则平抛运动的水平位移为 由题意可得，设置禁止通行区域的半径 则设置禁止通行区域的面积 15. 某同学设计了一个如图所示的游戏装置，水平轨道右侧有一固定的弹射装置，左侧与固定在竖直平面内圆心角为的圆弧轨道平滑连接，之后再与圆心角为的竖直圆弧管道平滑连接。圆弧半径均为，管道内径远小于，点为轨道最高点，其中水平轨道上有一段长为、表面粗糙的段。将质量为的滑块（视为质点）挤压弹簧后由静止释放，滑块将沿轨道运动，滑块与段间的动摩擦因数，其余轨道均光滑，重力加速度为。 （1）若弹簧弹性势能，求滑块第一次运动到圆轨道最低点时的速度和对轨道的压力大小； （2）若滑块飞出点后恰好落到点，求弹簧弹性势能多大； （3）若滑块滑入圆轨道后仍能沿原路返回至水平轨道，求弹簧弹性势能应该满足的条件。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 滑块从释放到B点 代入数据，解得 B点为圆弧最低点 解得 由牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力大小为。 【小问2详解】 过E点做平抛运动， 得 解得 【小问3详解】 临界1：滑块恰能滑上圆轨道 可得 临界2：恰能到圆心等高点 得 临界3：恰到D点 由 得 临界4：恰到E点 得 故滑块原路返回至水平面上，弹性势能的范围：，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $