精品解析：山西太原市山西大学附属中学校2025-2026学年高一下学期5月阶段检测物理试题

山西大学附中2025—2026学年第二学期高一年级5月月考考试物理试题 考查时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（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个选项正确） 1. 一架无人机竖直升空，其一段时间内的速度时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），从起飞时开始计时，不计空气阻力。则关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 无人机在t2时刻重力势能最大 B. 无人机在t2时刻重力的瞬时功率最大 C. 无人机在0~t2时间内重力做正功 D. 无人机在0~t5时间内重力的平均功率为零 2. 某航天器在水平直线跑道上进行电磁弹射起飞试验。航天器受到的阻力大小恒定，航天器自身的发动机在工作过程中提供牵引力，且额定功率为P。现进行两次启动测试，第一次以加速度匀加速启动，到额定功率后保持恒定功率行驶至最大速度，其运动状态如曲线①。第二次以加速度匀加速启动，最终达到最大速度，其运动状态如曲线②所示。图线可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 3. 如图甲所示，将一轻弹簧压缩后锁定，在弹簧上放置一质量为m的小物块，小物块距离地面高度为h1。将弹簧的锁定解除后，小物块被弹起，其动能Ek与离地高度h的关系如图乙所示，其中h4到h5间的图像为直线，其余部分均为曲线，h3对应图像的最高点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小物块上升至高度h3时，弹簧刚好恢复到原长处 B. 小物块上升至高度h4时，加速度为零 C. 小物块从高度h2上升到高度h4，弹性势能的减少量在数值上等于重力势能的增加量 D. 弹簧的最大弹性势能为mgh5 4. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在离地高度为的光滑水平细杆A、B上，质量为的b球与B的距离为L，质量为的a球放置于地面上，把b球从水平位置由静止释放，b球运动过程中a球对地面的最小压力为（　　） A. B. C. D. 5. 某潜水器由静止开始竖直下潜，下潜过程中受到的阻力与下潜的速度大小成正比，下列关于潜水器的速度-时间图像、动能-位移图像、重力势能-时间图像和机械能-位移图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 图所示，物体A和B用轻绳相连后通过轻质弹簧悬挂在天花板上，物体A的质量为m，物体B的质量为M，当连接物体A、B的绳子突然断开后，物体A上升到某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，在这一段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为（　　） A. mv B. C. D. 7. 如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一质量m=1kg的物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则下列说法中不正确的是（　　） A. 物块在0~2s过程中，摩擦力发生变化 B. 物块在0~1s过程中，摩擦力对物块做功为 C. 物块在0~2s过程中，物块与传送带因摩擦产生的热量为12J D. 物块在0~2s过程中，物块克服重力做功的平均功率为60W 二、多选题（共4小题，每小题6分，共24分；在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，选对但不全得3分，有错或不答得0分。） 8. 如图所示，某探测器先在绕月球的近月圆轨道Ⅰ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Ⅰ上的动能与在轨道Ⅲ上的动能之比为3:1 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 9. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用。水平力F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（　　） A. 时刻物体的速度为 B. 时刻，水平力F的瞬时功率为 C. 在到这段时间内，水平力F的平均功率为 D. 在到这段时间内，水平力F的平均功率为 10. 如图甲所示，轻弹簧一端固定在倾角的足够长的光滑斜面上，另一端与质量为的物块a相连，质量的物块b紧靠a静止在斜面上。时刻，对物块b施加沿斜面向上的力，使得b始终做匀加速直线运动，力随物块b的位移变化的关系如图乙所示。已知时，a、b刚好分离。取重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 物块b的加速度大小为 B. 乙图图线所围面积为物块b动能增加量 C. 图中F1的数值为1.2N D. 0-0.6s时间内，F做功是0.648J 11. 如图甲所示，配重式抛石机出现于战国初期，是围攻和防守要塞的重要器械。抛石机可简化为图乙，质量为的石块装在长臂末端的弹袋中，质量为的配重安装于短臂的末端，初始时长臂被固定，抛石机静止，杠杆与水平面的夹角。释放杠杆，配重下落，带动杠杆自由转动，当长臂转到竖直位置时，杠杆被制动而停止，石块以的速度被水平抛出。已知长臂的长度，不计一切摩擦和杠杆质量，取重力加速度大小。对于从释放杠杆到石块飞出的过程，下列说法正确的是（　　） A. 石块增加的机械能为 B. 石块受到的合力对石块做的功为 C. 短臂的长度为 D. 配重增加的动能为 三、实验题（每空2分，共12分） 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，某同学实验步骤如下： A．用天平准确测出重锤的质量； B．竖直固定打点计时器，并接上直流电源； C．将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，使重锤靠近打点计时器； D．先释放重锤，后接通电源； E．更换纸带，再重复实验3次； F．选择点迹清晰的纸带，测量纸带上某些点间的距离； G．根据测量结果计算重力势能变化和动能变化，验证机械能是否守恒。 （1）实验步骤中多余的步骤是________，错误的步骤是________（填序号）； （2）打点计时器所用电源频率为f，当地重力加速度的值为g，重物的质量为m。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得相邻三点A、B、C到打点计时器所打下的第一个点O的距离如图所示，从起点O到计时点B的过程中重力势能减少量是________，此过程中物体动能的增加量________（用题目所给字母表示）。若，则原因可能是________； （3）根据实验的纸带算出相关各点的速度v，测量出下落的距离h；以为纵坐标，以h为横坐标画出的图线是图中的________就可以证明机械能是守恒的。 A. B. C. D. 四、解答题（共3题，共36分） 13. 一款质量m=1000kg的家庭轿车，行驶速度v≤15m/s时靠电动机输出动力；行驶速度在v＞15m/s时自动转换为靠汽油发动机输出动力。该轿车在一条平直的公路上由静止启动，其牵引力F随着运动时间t的变化关系图线如图所示，在行驶过程中所受阻力恒为1000N。已知汽车在t1=5s时车速达到v1=15m/s切换动力引擎，牵引力突变为5000N ，以后保持恒定功率继续行驶到第16s末，求： （1）切换动力引擎后汽车的功率P； （2）5s16s内，汽车的位移大小。 14. 半径为的光滑圆环竖直放置，环上套有两个质量分别为和的小球A和B。A、B之间用一长为的轻杆相连，如图所示。开始时，A、B都静止，且A在圆环的最高点，现将A、B释放，已知重力加速度为g。试求： （1）B球到达最低点的过程中，杆对A球做的功； （2）B球在圆环右侧区域内达到最高点位置时连线与水平方向的夹角。 15. 某种弹射装置左端固定的轻弹簧处于压缩状态且被锁定，弹簧具有的弹性势能Ep0=18J，质量m=1kg的小滑块静止于弹簧右端，光滑水平导轨OA的右端与水平传送带平滑连接，传送带长度L=10m，传送带以恒定速率v0=10m/s顺时针转动。某时刻解除锁定，滑块被弹簧弹射后滑上传送带，并从传送带右端水平滑离落至地面P点。已知滑块到达A点前已经离开弹簧，滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.4，取g=10m/s2。则： （1）求滑块进入和离开传送带时的速度大小v1和v2； （2）求电动机传送滑块多消耗的电能E； （3）若每次开始时弹射装置具有不同的弹性势能Ep，要使滑块滑离传送带后总能落至P点，求弹性势能Ep的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山西大学附中2025—2026学年第二学期高一年级5月月考考试物理试题 考查时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（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个选项正确） 1. 一架无人机竖直升空，其一段时间内的速度时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），从起飞时开始计时，不计空气阻力。则关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 无人机在t2时刻重力势能最大 B. 无人机在t2时刻重力的瞬时功率最大 C. 无人机在0~t2时间内重力做正功 D. 无人机在0~t5时间内重力的平均功率为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，在时间内图像围成的面积始终为正，即无人机一直向上运动，当时刻位移最大，无人机在时刻重力势能最大，故A错误； B．在时刻速度达到最大，由可知，无人机在时刻重力瞬时功率最大，故B正确； C．时间内无人机向上运动，位移方向向上，重力方向向下，力与位移反向，重力做负功，故C错误； D．时间内无人机总位移向上，重力做功 平均功率，故D错误。 故选B。 2. 某航天器在水平直线跑道上进行电磁弹射起飞试验。航天器受到的阻力大小恒定，航天器自身的发动机在工作过程中提供牵引力，且额定功率为P。现进行两次启动测试，第一次以加速度匀加速启动，到额定功率后保持恒定功率行驶至最大速度，其运动状态如曲线①。第二次以加速度匀加速启动，最终达到最大速度，其运动状态如曲线②所示。图线可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在航天器匀加速直线运动的过程其图像是一条倾斜直线，根据牛顿第二定律有 设航天器匀加速直线运动结束时的速度为，匀加速直线运动阶段用时，则， 联立得， 所以，a越大，越小，越小。第二次匀加速启动的加速度比第一次的大，所以，第二次匀加速结束时的速度比第一次小，匀加速的时间比第一次的短。 故选A。 3. 如图甲所示，将一轻弹簧压缩后锁定，在弹簧上放置一质量为m的小物块，小物块距离地面高度为h1。将弹簧的锁定解除后，小物块被弹起，其动能Ek与离地高度h的关系如图乙所示，其中h4到h5间的图像为直线，其余部分均为曲线，h3对应图像的最高点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小物块上升至高度h3时，弹簧刚好恢复到原长处 B. 小物块上升至高度h4时，加速度为零 C. 小物块从高度h2上升到高度h4，弹性势能的减少量在数值上等于重力势能的增加量 D. 弹簧的最大弹性势能为mgh5 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块上升至高度h3时，动能最大，速度最大，此时加速度为零，根据牛顿第二定律有 可知此时弹簧弹力等于重力，弹簧处于压缩状态，故A错误； B．h4到h5间的图像为直线，说明小物块只受重力作用，做竖直上抛运动，可知小物块上升至高度h4时，弹簧刚好恢复原长，弹力为零，小物块只受重力，加速度为g，故B错误； C．由图乙可知，小物块在高度h2和h4处的动能相等。小物块从高度h2上升到高度h4的过程中，根据系统机械能守恒定律，动能变化量为零，则弹簧弹性势能的减少量在数值上等于小物块重力势能的增加量，故C正确； D．小物块从初始位置h1运动到最高点h5的过程中，根据能量守恒定律，弹簧释放的弹性势能转化为小物块的重力势能，即 解得弹簧的最大弹性势能，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在离地高度为的光滑水平细杆A、B上，质量为的b球与B的距离为L，质量为的a球放置于地面上，把b球从水平位置由静止释放，b球运动过程中a球对地面的最小压力为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】b球运动过程中a球始终没有离开地面，对b球从开始下落到最低点的过程由机械能守恒 在最低点由牛顿第二定律 解得轻绳的最大张力为 对a球由三力平衡有 由牛顿第三定律知压力与支持力互为作用力和反作用力，大小相等，故a球对地面的最小压力为mg 。 故选B。 5. 某潜水器由静止开始竖直下潜，下潜过程中受到的阻力与下潜的速度大小成正比，下列关于潜水器的速度-时间图像、动能-位移图像、重力势能-时间图像和机械能-位移图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 速度v增大，加速度a减小，图像的斜率减小，图像向下弯曲 当mg=kv时，潜水器向下做匀速运动，图像的斜率等于0。 综上所述，潜水器先加速向下，后匀速向下，图像的斜率先减小后等于0，图像先向下弯后水平，故A错误； B．根据动能定理得 斜率为k1=mg−kv，v增大，k1减小，当潜水器匀速向下运动时，图像的斜率等于0，动能不变，故B正确； C．重力的功率为 重力势能为 解得 斜率的大小为 潜水器先加速下降，后匀速下降，图像的斜率先增大后不变，故C错误； D．根据功和能的关系 解得 图像斜率大小为 潜水器先加速下降，后匀速下降，图像的斜率先增大后不变，故D错误。 故选B。 6. 图所示，物体A和B用轻绳相连后通过轻质弹簧悬挂在天花板上，物体A的质量为m，物体B的质量为M，当连接物体A、B的绳子突然断开后，物体A上升到某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，在这一段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为（　　） A. mv B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】以向上为正方向，在这一段时间里，对物体B由动量定理得 在这一段时间里，对物体A由动量定理得 解得弹簧的弹力对物体A的冲量 故选D。 7. 如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一质量m=1kg的物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则下列说法中不正确的是（　　） A. 物块在0~2s过程中，摩擦力发生变化 B. 物块在0~1s过程中，摩擦力对物块做功为 C. 物块在0~2s过程中，物块与传送带因摩擦产生的热量为12J D. 物块在0~2s过程中，物块克服重力做功的平均功率为60W 【答案】D 【解析】 【详解】A．在内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，在内传送带的速度大于物块的速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向上，故物块在过程中，摩擦力发生变化，A正确，不满足题意要求； B．在内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有 根据图乙可得 解得 由图像可知在内，物块对地的位移为 故摩擦力对物块做功为，故B正确，不满足题意要求； C．在内，传送带对地位移大小为 在内，物块相对传送带的位移大小为 在内，物块对地位移大小为 在内，传送带对地位移大小为 在内，物块相对传送带的位移大小为 故物块在过程中，物块与传送带因摩擦产生的热量为，故C正确，不满足题意要求； D．物块在过程中，物块克服重力做功为 则物块在过程中，物块克服重力做功的平均功率为，故D错误，满足题意要求。 故选D。 二、多选题（共4小题，每小题6分，共24分；在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，选对但不全得3分，有错或不答得0分。） 8. 如图所示，某探测器先在绕月球的近月圆轨道Ⅰ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Ⅰ上的动能与在轨道Ⅲ上的动能之比为3:1 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】BC 【解析】 【详解】A．从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需要在B点加速才能进入圆轨道，速度增大，动能增大，A错误； B．根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运动，（对圆轨道，半长轴等于轨道半径），轨道Ⅰ半径，轨道Ⅲ半径 所以​，可得​，B正确； C．圆轨道上万有引力提供向心力 可得动能​，动能与轨道半径成反比，故，C正确； D．探测器从A到B，根据​，r增大，加速度减小 此过程中，远离月球，万有引力做负功，引力势能增大，D错误。 故选 BC。 9. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用。水平力F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（　　） A. 时刻物体的速度为 B. 时刻，水平力F的瞬时功率为 C. 在到这段时间内，水平力F的平均功率为 D. 在到这段时间内，水平力F的平均功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．时间内，物体的加速度 位移为 时刻的速度 时间内，物体的加速度 位移为 时刻的速度 所以在时刻，水平力F的瞬时功率 A错误，B正确； CD．时间内，水平力F的平均功率 C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，轻弹簧一端固定在倾角的足够长的光滑斜面上，另一端与质量为的物块a相连，质量的物块b紧靠a静止在斜面上。时刻，对物块b施加沿斜面向上的力，使得b始终做匀加速直线运动，力随物块b的位移变化的关系如图乙所示。已知时，a、b刚好分离。取重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 物块b的加速度大小为 B. 乙图图线所围面积为物块b动能增加量 C. 图中F1的数值为1.2N D. 0-0.6s时间内，F做功是0.648J 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块 b 做匀加速直线运动，由运动学公式  代入数据解得加速度，故A错误；  B．F−x 图线所围面积表示力 F 做的功，根据动能定理，物块 b 动能的增加量等于合外力做的功，即 ，故B错误；  C．t=0 时刻，对 a、b 整体分析，初始时弹簧弹力 施加力 F 后，由牛顿第二定律得 解得，故C正确； D．t=0.6s 时 a、b 分离，此时 a、b 间弹力为零，对 b 由牛顿第二定律得 解得 0∼0.6s 时间内，力 F 做功等于 F−x 图线围成的面积，即，故D错误。 故选C。 11. 如图甲所示，配重式抛石机出现于战国初期，是围攻和防守要塞的重要器械。抛石机可简化为图乙，质量为的石块装在长臂末端的弹袋中，质量为的配重安装于短臂的末端，初始时长臂被固定，抛石机静止，杠杆与水平面的夹角。释放杠杆，配重下落，带动杠杆自由转动，当长臂转到竖直位置时，杠杆被制动而停止，石块以的速度被水平抛出。已知长臂的长度，不计一切摩擦和杠杆质量，取重力加速度大小。对于从释放杠杆到石块飞出的过程，下列说法正确的是（　　） A. 石块增加的机械能为 B. 石块受到的合力对石块做的功为 C. 短臂的长度为 D. 配重增加的动能为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．从释放杠杆到石块飞出的过程，石块增加的动能 增加的重力势能 因此石块增加的机械能为 石块受到的合力对石块做的功为，A错误，B正确； CD．配重和石块构成的系统机械能守恒，因此配重减少的机械能为，有 解得或（舍去） 配重增加的动能，C正确、D错误。 故选BC。 三、实验题（每空2分，共12分） 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，某同学实验步骤如下： A．用天平准确测出重锤的质量； B．竖直固定打点计时器，并接上直流电源； C．将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，使重锤靠近打点计时器； D．先释放重锤，后接通电源； E．更换纸带，再重复实验3次； F．选择点迹清晰的纸带，测量纸带上某些点间的距离； G．根据测量结果计算重力势能变化和动能变化，验证机械能是否守恒。 （1）实验步骤中多余的步骤是________，错误的步骤是________（填序号）； （2）打点计时器所用电源频率为f，当地重力加速度的值为g，重物的质量为m。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得相邻三点A、B、C到打点计时器所打下的第一个点O的距离如图所示，从起点O到计时点B的过程中重力势能减少量是________，此过程中物体动能的增加量________（用题目所给字母表示）。若，则原因可能是________； （3）根据实验的纸带算出相关各点的速度v，测量出下落的距离h；以为纵坐标，以h为横坐标画出的图线是图中的________就可以证明机械能是守恒的。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. A ②. BD##DB （2） ①. mgh2 ②. ③. 克服摩擦力做功导致能量损失 （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1]在实验过程中要验证机械能守恒，满足公式 公式中重锤质量m可以约掉，故选A。 [2]实验中打点计时器应连接交流电源，且过程中应先接通电源再释放重锤。 故选BD。 【小问2详解】 [1]重力势能的变化量与重力做功有关，故 [2]打出B点时重锤的速度为 所以动能的增加量为 [3]实验过程中空气阻力、限位孔对纸带的摩擦力都会做功，使得动能的增加量减小。 【小问3详解】 在实验过程中要验证机械能守恒，满足公式 整理后即为 即满足一次函数，图像是一条过原点的直线。 故选B。 四、解答题（共3题，共36分） 13. 一款质量m=1000kg的家庭轿车，行驶速度v≤15m/s时靠电动机输出动力；行驶速度在v＞15m/s时自动转换为靠汽油发动机输出动力。该轿车在一条平直的公路上由静止启动，其牵引力F随着运动时间t的变化关系图线如图所示，在行驶过程中所受阻力恒为1000N。已知汽车在t1=5s时车速达到v1=15m/s切换动力引擎，牵引力突变为5000N ，以后保持恒定功率继续行驶到第16s末，求： （1）切换动力引擎后汽车的功率P； （2）5s16s内，汽车的位移大小。 【答案】（1）75kW （2）625m 【解析】 【小问1详解】 由题意知，切换动力引擎时速度为v1=15m/s，牵引力突变为5000N ，则切换动力引擎后发动机功率为 【小问2详解】 由图可知，时刻，轿车的牵引力为3000N，速度为 时间内由动能定理可得 代入数据解得 14. 半径为的光滑圆环竖直放置，环上套有两个质量分别为和的小球A和B。A、B之间用一长为的轻杆相连，如图所示。开始时，A、B都静止，且A在圆环的最高点，现将A、B释放，已知重力加速度为g。试求： （1）B球到达最低点的过程中，杆对A球做的功； （2）B球在圆环右侧区域内达到最高点位置时连线与水平方向的夹角。 【答案】（1）0 （2） 【解析】 【小问1详解】 释放后B到达最低点的过程中，A、B和杆组成的系统机械能守恒，有 又OA⊥OB，AB杆长，故OA、OB与杆间夹角均为，可知，联立解得 对小球A，应用动能定理可得 联立解得 【小问2详解】 设B球到达右侧最高点时，OB与竖直方向之间的夹角为，取圆环的圆心O为零势面，由系统机械能守恒可得 代入数据可得 所以B球在圆环右侧区域内达到最高点位置时OB连线与水平方向的夹角为。 15. 某种弹射装置左端固定的轻弹簧处于压缩状态且被锁定，弹簧具有的弹性势能Ep0=18J，质量m=1kg的小滑块静止于弹簧右端，光滑水平导轨OA的右端与水平传送带平滑连接，传送带长度L=10m，传送带以恒定速率v0=10m/s顺时针转动。某时刻解除锁定，滑块被弹簧弹射后滑上传送带，并从传送带右端水平滑离落至地面P点。已知滑块到达A点前已经离开弹簧，滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.4，取g=10m/s2。则： （1）求滑块进入和离开传送带时的速度大小v1和v2； （2）求电动机传送滑块多消耗的电能E； （3）若每次开始时弹射装置具有不同的弹性势能Ep，要使滑块滑离传送带后总能落至P点，求弹性势能Ep的取值范围。 【答案】（1）6m/s，10m/s （2）40J （3） 【解析】 【小问1详解】 根据能量守恒定律可得 代入数据解得 滑上传送带后，根据牛顿第二定律可得 若与传送带达到共速，则 之后滑块做匀速直线运动，所以离开传送带时的速度大小为 【小问2详解】 根据能量守恒定律可得，电动机传送滑块多消耗的电能等于滑块增加的动能与摩擦产生的热量之和，所以 代入数据解得 【小问3详解】 要使滑块滑离传送带后均落至P点，滑块滑出传送带时要与传送带共速，滑块刚好加速到与传送带共速时离开传送带，所对应的弹性势能最小，有， 联立解得 同理可得，滑块刚好减速到与传送带共速时离开传送带，所对应的弹性势能最大，有， 联立解得 所以弹性势能的取值范围为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $