精品解析：河南新乡市2025-2026学年高一下学期素养评价(三)物理试题

河南新乡市2025—2026学年度高一下学期素养评价（三） 物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 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. 列关于四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B. 图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电屏蔽原理 C. 在图丙所示的静电场中，同一试探电荷在A点所受电场力小于在B点所受电场力 D. 图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 2. 清明期间，城市生态廊道开展常态化低空巡检作业。某小型无人机沿竖直方向匀速上升，t=0时刻起，无人机受到水平方向的风力作用。若分别以水平向右、竖直向上为x、y轴的正方向，该无人机在x、y方向运动的和图像分别如图甲、乙所示，则该无人机的运动轨迹可能正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 地球同步卫星发射过程可简化为：先将卫星送入近地圆轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上点点火进入椭圆转移轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ远地点点再次点火，进入地球同步轨道Ⅲ。轨道Ⅰ、Ⅱ相切于点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于点。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道Ⅰ上点的速度大于在轨道Ⅱ上点的速度 B. 卫星在轨道Ⅱ上从点向点运动过程中，万有引力做正功，速度逐渐增大 C. 卫星在轨道Ⅱ上经过点的加速度等于在轨道Ⅲ上经过点的加速度 D. 卫星在轨道Ⅲ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期 4. 如图所示，轻弹簧竖直固定在水平地面上，处于原长时弹簧上端位于点。一小球从点正上方某处由静止释放，落至点后压缩弹簧，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 整个下落过程，小球的机械能守恒 B. 从点到落至最低点，小球的动能逐渐减少 C. 从点到落至最低点，小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 D. 从释放到落至最低点，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 5. 我国天问系列行星探测工程开展对火星探测，精准测得天体基础物理参数。若把地球、火星均看作质量分布均匀的球体，忽略自转影响，地球与火星表面重力加速度之比为，半径之比为，则地球与火星的密度之比为（ ） A. B. C. D. 6. 物理兴趣小组在封闭隔离的专用实验高台上开展平抛探究实验，自同一高度处，沿同一水平方向，先后以大小不同的初速度抛出两个完全相同的小球A、B，它们在空中运动的轨迹分别如图中曲线a、b所示。不计空气阻力，关于两小球的平抛运动，下列说法正确的是（ ） A. 小球A、B的初速度大小之比为 B. 小球B的速度变化量大于小球A的速度变化量 C. 两小球落地时重力的瞬时功率相同 D. 两小球落地瞬间，A速度与水平方向的夹角是B速度与水平方向的夹角的2倍 7. 如图所示，A为绕地球做匀速圆周运动的极地轨道卫星（轨道平面固定不转动），B为赤道上随地球自转的观测点。卫星A轨道半径为2R，地球半径为R，地球自转周期为T，地球表面重力加速度为g（忽略地球自转的影响），地球同步卫星轨道半径为7R。某时刻卫星A恰好出现在B点正上方，此时AB连线过地心，取，相邻两次卫星A出现在B点正上方的时间间隔为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，光滑绝缘水平面上固定两个带正电的小球A、B，且小球A电荷量大于小球B电荷量。将一带负电的绝缘小球C放置在A、B连线之间，小球C保持静止。下列说法正确的是（ ） A. 静止时，小球C到A的距离大于小球C到B的距离 B. 仅增大小球C的电荷量，C静止的位置不变 C. 仅小幅增大A的电荷量，小球C将向B侧移动 D. 仅将A、B两球电荷量同时增加两倍，C静止的位置一定向左偏移 9. 2025年中国田径大众达标系列赛（郑州站）女子铅球比赛中，运动员将铅球从距地面高度h处斜向上抛出，铅球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为g。铅球抛出时速率为v0，最高点速率为v1，落地时速率为v2，从抛出到落地的时间为t。下列说法正确的是（ ） A. 铅球抛出时速度与水平方向夹角的正切值为 B. 铅球从抛出到落地的水平位移大小为 C. 铅球运动过程中距地面的最大高度为 D. 铅球落地时竖直分速度大小为 10. 如图所示，边长为L的等边三角形三个顶点分别固定点电荷。顶点A、B处点电荷的电荷量均为+Q，顶点C处点电荷的电荷量为-2Q。三角形几何中心为O，静电力常量为k，不计其他电场干扰，下列说法正确的是（ ） A. A处点电荷在O点产生的电场强度大小为 B. A、B两处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为 C. A、B、C三处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为 D. 仅将C处点电荷的电荷量变为+2Q，三个点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学利用向心力演示仪探究向心力大小与小球质量、转动半径、角速度的关系，装置如图甲所示。变速塔轮通过皮带传动，皮带与不同半径塔轮配合（如图乙）可改变两小球转动角速度。实验中，将小球放置在长槽、短槽上的挡板或、处，匀速转动手柄，标尺露出的红白相间等分格数之比等于两小球所受向心力之比。 （1）本实验探究多个变量对向心力的影响，采用的科学方法是____________。 （2）探究向心力与转动半径的关系时，应控制两小球的质量____________（填“相同”或“不同”），应把传动皮带套在第____________（填“一”“二”或“三”）层变速塔轮上。 （3）保持两小球质量、转动半径相同，传动皮带套在第二层变速塔轮上，稳定转动时左、右标尺露出的格数之比为，则向心力与角速度的关系是与____________（填“”“”或“”）成正比。 12. 实验小组利用图甲所示装置验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒。气垫导轨已调至水平，导轨上固定光电门1、光电门2，两光电门中心间距为。滑块（含遮光条）质量为，遮光条宽度为；滑块通过轻质不可伸长的细绳跨过光滑定滑轮与质量为的钩码相连。由静止释放滑块，数字计时器测得遮光条通过光电门1、2的时间分别为、。当地重力加速度为。回答下列问题： （1）滑块通过光电门1时的瞬时速度大小____________（用题中所给物理量字母表示）。 （2）滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量____________，系统动能的增加量____________（用题中所给物理量字母表示）。 （3）改变两光电门间距，多次实验得到随变化的图像如图乙所示。若系统机械能守恒，则图线的斜率_____（用、、表示）。 （4）实验中，测得动能的增加量略小于重力势能的减少量，请写出一条可能的原因：_________。 13. 轮滑水平训练场地的弯道部分如图所示，半圆弯道、和一段水平直道均相切。已知半圆弯道、的半径分别为、。一质量的轮滑运动员（含装备，可视为质点）在水平弯道上做匀速圆周运动，轮滑鞋与水平地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）运动员安全通过半圆弯道的最大速率； （2）运动员以（1）问所求速率从半圆弯道的点进入直道后，做加速直线运动，通过点时达到安全通过半圆弯道的最大速率，求运动员通过直道过程中，合外力对运动员做的功。 14. 如图甲所示，少林棍是中国传统武术武器，在武术体系中具有重要地位。现将某一动作简化为图乙所示的物理模型：轻质细杆可绕水平固定转轴无摩擦转动，细杆上固定两个可视为质点的小球、。已知小球质量为，到的距离为；小球质量为，到的距离为。初始时细杆水平静止，释放后细杆绕转动，不计空气阻力，重力加速度为。求： （1）细杆转到竖直位置时，小球、的速度大小； （2）细杆从水平转到竖直的过程中，杆对小球做的功。 15. 如图所示，一质量的滑块A从M点以初速度水平抛出，做平抛运动后恰好沿N点切线方向进入竖直平面内光滑圆弧轨道NQ。已知圆弧轨道半径，圆心角，Q为轨道最低点。滑块A到达Q点后水平滑上静止在水平地面上的长木板B，最终滑块A恰好到达长木板B的最右端，长木板B总位移为其长度的2.4倍。已知A、B之间动摩擦因数，B与地面之间动摩擦因数，重力加速度g取，，，滑块A可视为质点，不计空气阻力。求： （1）滑块A经过Q点时对圆弧轨道的压力大小； （2）长木板B的长度与质量； （3）全过程中长木板B与地面之间因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南新乡市2025—2026学年度高一下学期素养评价（三） 物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 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. 列关于四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B. 图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电屏蔽原理 C. 在图丙所示的静电场中，同一试探电荷在A点所受电场力小于在B点所受电场力 D. 图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，只是毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上，并没有创造电荷，故A错误； B．图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故B错误； C．在图丙所示的静电场中，根据电场线的疏密程度可知，A点场强小于B点场强，则同一试探电荷在A点所受电场力小于在B点所受电场力，故C正确； D．图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，根据静电感应原理可知，导体A带负电，B带正电，故D错误。 故选C。 2. 清明期间，城市生态廊道开展常态化低空巡检作业。某小型无人机沿竖直方向匀速上升，t=0时刻起，无人机受到水平方向的风力作用。若分别以水平向右、竖直向上为x、y轴的正方向，该无人机在x、y方向运动的和图像分别如图甲、乙所示，则该无人机的运动轨迹可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】分别以水平向右、竖直向上为x、y轴的正方向，由图像可知，无人机在x方向做匀加速运动，y方向做匀速运动，合力沿x方向，初速度为竖直方向，可知无人机的合运动为匀变速曲线运动，根据， 解得 故选C。 3. 地球同步卫星发射过程可简化为：先将卫星送入近地圆轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上点点火进入椭圆转移轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ远地点点再次点火，进入地球同步轨道Ⅲ。轨道Ⅰ、Ⅱ相切于点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于点。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道Ⅰ上点的速度大于在轨道Ⅱ上点的速度 B. 卫星在轨道Ⅱ上从点向点运动过程中，万有引力做正功，速度逐渐增大 C. 卫星在轨道Ⅱ上经过点的加速度等于在轨道Ⅲ上经过点的加速度 D. 卫星在轨道Ⅲ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期 【答案】C 【解析】 【详解】A．从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在  点加速，因此卫星在轨道Ⅱ上  点的速度大于在轨道Ⅰ上  点的速度。故A错误； B．在轨道Ⅱ上从  点向  点运动，卫星远离地球，万有引力做负功，动能减小，速度逐渐减小。故B错误； C．加速度由万有引力提供，在  点卫星到地心的距离相同，因此无论在哪条轨道上，经过  点的加速度都相等。故C正确； D．轨道Ⅲ为圆轨道，半径等于  点与地心的距离 ；轨道Ⅱ为椭圆，半长轴  由开普勒第三定律  得 。故D 错误。 故选C。 4. 如图所示，轻弹簧竖直固定在水平地面上，处于原长时弹簧上端位于点。一小球从点正上方某处由静止释放，落至点后压缩弹簧，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 整个下落过程，小球的机械能守恒 B. 从点到落至最低点，小球的动能逐渐减少 C. 从点到落至最低点，小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 D. 从释放到落至最低点，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球压缩弹簧的过程中，弹簧弹力对小球做负功，小球机械能不守恒（只有小球和弹簧组成的系统机械能守恒），故A错误； B．从点到最低点，小球刚接触弹簧时，重力大于弹簧弹力，合力向下，小球仍做加速运动 直到弹力等于重力时速度达到最大，之后弹力大于重力才开始减速，因此小球动能先增大后减小，故B错误； C．从点到最低点，对小球和弹簧组成的系统，机械能守恒 小球动能减少量 + 小球重力势能减少量 = 弹簧弹性势能增加量，故C错误； D．从释放到落至最低点，小球初末动能都为0，系统机械能守恒 因此小球重力势能的减少量全部转化为弹簧的弹性势能，大小等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确。 故选 D。 5. 我国天问系列行星探测工程开展对火星探测，精准测得天体基础物理参数。若把地球、火星均看作质量分布均匀的球体，忽略自转影响，地球与火星表面重力加速度之比为，半径之比为，则地球与火星的密度之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】忽略天体自转时，天体表面物体的重力等于万有引力，对质量为的物体有 解得天体质量 天体密度 球体体积 代入得密度表达式 因此地球与火星的密度之比为 故选A。 6. 物理兴趣小组在封闭隔离的专用实验高台上开展平抛探究实验，自同一高度处，沿同一水平方向，先后以大小不同的初速度抛出两个完全相同的小球A、B，它们在空中运动的轨迹分别如图中曲线a、b所示。不计空气阻力，关于两小球的平抛运动，下列说法正确的是（ ） A. 小球A、B的初速度大小之比为 B. 小球B的速度变化量大于小球A的速度变化量 C. 两小球落地时重力的瞬时功率相同 D. 两小球落地瞬间，A速度与水平方向的夹角是B速度与水平方向的夹角的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．两小球在空中做平抛运动，下落高度相同，根据 可知两小球在空中下落时间相等，水平方向有， 可得小球A、B的初速度大小之比为，故A错误； B．根据，由于两小球在空中下落时间相等，所以小球B的速度变化量等于小球A的速度变化量，故B错误； C．根据 由于两小球在空中下落时间相等，两小球质量相等，所以两小球落地时重力的瞬时功率相同，故C正确； D．两小球落地瞬间，由， 可得，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，A为绕地球做匀速圆周运动的极地轨道卫星（轨道平面固定不转动），B为赤道上随地球自转的观测点。卫星A轨道半径为2R，地球半径为R，地球自转周期为T，地球表面重力加速度为g（忽略地球自转的影响），地球同步卫星轨道半径为7R。某时刻卫星A恰好出现在B点正上方，此时AB连线过地心，取，相邻两次卫星A出现在B点正上方的时间间隔为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设卫星A围绕地球做匀速圆周运动的周期为，由于地球同步卫星围绕地球做匀速圆周运动的周期等于地球的自转周期，则根据开普勒第三定律有 解得 设卫星A再次出现在B点正上方的时间间隔为，则有 其中和均为正整数，解得 取最小值，，此时 所以相邻两次卫星A出现在B点正上方的时间间隔为。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，光滑绝缘水平面上固定两个带正电的小球A、B，且小球A电荷量大于小球B电荷量。将一带负电的绝缘小球C放置在A、B连线之间，小球C保持静止。下列说法正确的是（ ） A. 静止时，小球C到A的距离大于小球C到B的距离 B. 仅增大小球C的电荷量，C静止的位置不变 C. 仅小幅增大A的电荷量，小球C将向B侧移动 D. 仅将A、B两球电荷量同时增加两倍，C静止的位置一定向左偏移 【答案】AB 【解析】 【详解】A．带负电的小球C静止，受力平衡，即A、B对C的库仑力大小相等，列出平衡方程为 得 其中为C到A的距离，为C到B的距离。已知，则，故A正确； B．平衡方程中C的电荷量​被约去，即平衡位置与无关，因此仅增大C的电荷量，C静止的位置不变，故B正确； C．仅小幅增大A的电荷量，则A对C的吸引力增大，大于B对C的吸引力，小球C将向A侧移动，故C错误； D．仅将A、B两球电荷量同时增加两倍，即A、B两球电荷量同时变为原来的三倍，仍然满足平衡方程，故C静止的位置不变，故D错误。 故选AB。 9. 2025年中国田径大众达标系列赛（郑州站）女子铅球比赛中，运动员将铅球从距地面高度h处斜向上抛出，铅球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为g。铅球抛出时速率为v0，最高点速率为v1，落地时速率为v2，从抛出到落地的时间为t。下列说法正确的是（ ） A. 铅球抛出时速度与水平方向夹角的正切值为 B. 铅球从抛出到落地的水平位移大小为 C. 铅球运动过程中距地面的最大高度为 D. 铅球落地时竖直分速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．铅球做斜抛运动，水平方向匀速，竖直方向匀变速。最高点速率  即为水平分速度  抛出时竖直分速度  抛出时速度与水平方向夹角的正切值。故A正确； B．水平位移为水平速度乘以时间。故B错误； C．从抛出点到最高点的竖直上升高度： 但抛出点距地面高度为 ，最大高度为。故C错误； D．落地时竖直分速度大小。故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，边长为L的等边三角形三个顶点分别固定点电荷。顶点A、B处点电荷的电荷量均为+Q，顶点C处点电荷的电荷量为-2Q。三角形几何中心为O，静电力常量为k，不计其他电场干扰，下列说法正确的是（ ） A. A处点电荷在O点产生的电场强度大小为 B. A、B两处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为 C. A、B、C三处点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为 D. 仅将C处点电荷的电荷量变为+2Q，三个点电荷在O点产生的电场强度矢量和大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．等边三角形边长为，几何中心到顶点的距离，A处点电荷在点产生的场强大小​，故A错误； B．、处点电荷电荷量相同，在点产生的场强大小均为 两个场强方向夹角为，根据矢量合成，夹角、大小相等的两个矢量和大小等于分矢量大小，因此、的合场强大小为​，合场强方向沿中垂线指向，故B正确； C．C处在点产生的场强大小 负电荷场强方向指向，和方向相同。合场强大小，故C正确； D．将处电荷改为后，的场强方向与、合场强方向相反，总场强大小，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学利用向心力演示仪探究向心力大小与小球质量、转动半径、角速度的关系，装置如图甲所示。变速塔轮通过皮带传动，皮带与不同半径塔轮配合（如图乙）可改变两小球转动角速度。实验中，将小球放置在长槽、短槽上的挡板或、处，匀速转动手柄，标尺露出的红白相间等分格数之比等于两小球所受向心力之比。 （1）本实验探究多个变量对向心力的影响，采用的科学方法是____________。 （2）探究向心力与转动半径的关系时，应控制两小球的质量____________（填“相同”或“不同”），应把传动皮带套在第____________（填“一”“二”或“三”）层变速塔轮上。 （3）保持两小球质量、转动半径相同，传动皮带套在第二层变速塔轮上，稳定转动时左、右标尺露出的格数之比为，则向心力与角速度的关系是与____________（填“”“”或“”）成正比。 【答案】（1）控制变量法 （2） ①. 相同 ②. 一 （3） 【解析】 【小问1详解】 探究多个物理量之间的关系时，需控制其余物理量不变，仅改变一个待研究的物理量，该科学方法为控制变量法。 【小问2详解】 [1]探究向心力与转动半径的关系时，根据控制变量法，应控制两小球的质量和角速度相同，仅改变转动半径，因此第一空填入“相同”； [2]皮带传动时塔轮边缘线速度大小相等，由可知，要使两塔轮角速度相等，需选择半径相同的塔轮，由图乙可知第一层变速塔轮左右半径均为，满足角速度相等的要求，故第二空填入“一”。 【小问3详解】 传动皮带套在第二层变速塔轮上时，左右塔轮边缘线速度相等，左塔轮半径为、右塔轮半径为 由得，即 已知两小球质量、转动半径相同，向心力之比，满足的关系。 12. 实验小组利用图甲所示装置验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒。气垫导轨已调至水平，导轨上固定光电门1、光电门2，两光电门中心间距为。滑块（含遮光条）质量为，遮光条宽度为；滑块通过轻质不可伸长的细绳跨过光滑定滑轮与质量为的钩码相连。由静止释放滑块，数字计时器测得遮光条通过光电门1、2的时间分别为、。当地重力加速度为。回答下列问题： （1）滑块通过光电门1时的瞬时速度大小____________（用题中所给物理量字母表示）。 （2）滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量____________，系统动能的增加量____________（用题中所给物理量字母表示）。 （3）改变两光电门间距，多次实验得到随变化的图像如图乙所示。若系统机械能守恒，则图线的斜率_____（用、、表示）。 （4）实验中，测得动能的增加量略小于重力势能的减少量，请写出一条可能的原因：_________。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3） （4）存在空气阻力（或滑块与导轨之间存在摩擦力） 【解析】 【小问1详解】 由于遮光条通过光电门的时间极短，可利用短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，因此滑块通过光电门1时的瞬时速度大小为。 【小问2详解】 [1]气垫导轨水平，滑块的重力势能不变，钩码下降的高度等于两光电门间距 因此系统重力势能的减少量为； [2]滑块与钩码速度大小始终相等，滑块通过光电门2的速度为 因此系统动能的增加量为。 【小问3详解】 若系统机械能守恒，则系统重力势能的减少量等于动能的增加量，即 整理可得 因此随变化的图线斜率为。 【小问4详解】 动能增加量略小于重力势能减少量，说明运动过程中存在能量损耗。可能的原因是：存在空气阻力（或滑块与气垫导轨间存在微小摩擦力、滑轮与转轴间存在摩擦，合理即可）。 13. 轮滑水平训练场地的弯道部分如图所示，半圆弯道、和一段水平直道均相切。已知半圆弯道、的半径分别为、。一质量的轮滑运动员（含装备，可视为质点）在水平弯道上做匀速圆周运动，轮滑鞋与水平地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）运动员安全通过半圆弯道的最大速率； （2）运动员以（1）问所求速率从半圆弯道的点进入直道后，做加速直线运动，通过点时达到安全通过半圆弯道的最大速率，求运动员通过直道过程中，合外力对运动员做的功。 【答案】（1）8 m/s （2）900 J 【解析】 【小问1详解】 运动员在水平半圆弯道做匀速圆周运动，最大静摩擦力提供向心力 由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 设运动员安全通过半圆弯道的最大速率为，同理有 解得 合外力对运动员做的功 解得 14. 如图甲所示，少林棍是中国传统武术武器，在武术体系中具有重要地位。现将某一动作简化为图乙所示的物理模型：轻质细杆可绕水平固定转轴无摩擦转动，细杆上固定两个可视为质点的小球、。已知小球质量为，到的距离为；小球质量为，到的距离为。初始时细杆水平静止，释放后细杆绕转动，不计空气阻力，重力加速度为。求： （1）细杆转到竖直位置时，小球、的速度大小； （2）细杆从水平转到竖直的过程中，杆对小球做的功。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 小球、绕同轴转动，角速度相等，则线速度， 小球、组成的系统机械能守恒，重力势能的减少量等于动能的增加量，有 联立解得， 【小问2详解】 对小球，应用动能定理，得 解得 15. 如图所示，一质量的滑块A从M点以初速度水平抛出，做平抛运动后恰好沿N点切线方向进入竖直平面内光滑圆弧轨道NQ。已知圆弧轨道半径，圆心角，Q为轨道最低点。滑块A到达Q点后水平滑上静止在水平地面上的长木板B，最终滑块A恰好到达长木板B的最右端，长木板B总位移为其长度的2.4倍。已知A、B之间动摩擦因数，B与地面之间动摩擦因数，重力加速度g取，，，滑块A可视为质点，不计空气阻力。求： （1）滑块A经过Q点时对圆弧轨道的压力大小； （2）长木板B的长度与质量； （3）全过程中长木板B与地面之间因摩擦产生的热量。 【答案】（1）22.5 N （2）5 m，0.25kg （3）7.5 J 【解析】 【小问1详解】 滑块恰好沿点切线进入轨道，速度与水平方向夹角 水平分速度保持不变，有 解得 轨道光滑，滑块从到机械能守恒 解得 在点，由牛顿第二定律得 联立解得 由牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为 【小问2详解】 滑块与长木板共速前，对滑块应用牛顿第二定律得 解得 滑块与长木板共速后，滑块与长木板一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得 解得 假设共速时滑块和长木板的速度为，从滑块滑上长木板到二者共速所需时间为，则 设长木板长度为，根据滑块恰好到达木板的最右端，可得 根据长木板沿地面运动的距离等于其长度的倍，可得 根据以上方程联立得 木板加速阶段有 联立解得 【小问3详解】 全过程中长木板与地面间因摩擦产生的热量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $