精品解析：云南省保山市腾冲市第八中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题

腾冲市第八中学2024--2025学年下学期高一年级5月月考 物理试卷 考生注意： 1、答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。 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。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 1. 关于物体的运动，下列说法中正确的是（ ） A. 物体做曲线运动时，它所受的合力可能为零 B. 做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态 C. 做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变 D. 做曲线运动的物体，所受的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上 2. 载人或不载人的航天器在太空（地球大气层以外的宇宙空间）的航行活动，又称空间飞行或宇宙航行。关于宇宙航行的说法，正确的是（　　） A. 卫星绕地球运行不需要力的作用 B. 16.7km/s是物体逃离地球的最小速度 C. 人造地球卫星运行时的速度介于7.9km/s和11.2km/s之间 D. 7.9km/s是绕地球做圆周运动的人造地球卫星运行时的最大速度 3. 趣味比赛“毛毛虫竞速”锻炼体能的同时，也考验班级的团队协作能力。某高中校运动会比赛中某班五位同学齐心协力，默契配合，发令后瞬间将“毛毛虫”提起并沿水平跑道加速出发，加速度大小约为7.5m/s²。已知“毛毛虫”道具质量为4kg，重力加速度g=10m/s²，不计空气阻力。则在发令后瞬间平均每位同学对道具的作用力约为（　　） A. 6N B. 8N C. 10N D. 30N 4. 如图所示，以水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角的斜面上，当地重力加速度为，可知物体完成这段飞行的时间是（ ） A. B. C. D. 2s 5. 如图所示，木块A置于光滑水平面上，水平轻质弹簧左端固定于竖直墙壁上，右端与木块A相连接，弹簧处于原长状态。子弹B沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象（系统），在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，该系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能不守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能守恒 6. 修正带的结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于固定的大小轴孔中，设大小齿轮相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，当修正带在使用的某个时刻（　　） A. a、c两点的线速度相同 B. a、b两点的角速度相等 C. b、c两点的角速度相同 D. b点的向心加速度最大 7. 关于下列四幅图说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态 B. 如图乙，直筒洗衣机脱水时，被甩出去的水滴受到离心力作用 C. 如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 D. 如图丁，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，所受的合外力不变 8. 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C. 丙图中，不计滑轮质量和任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒 D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 9. 在4月24日召开的神舟十八号载人飞船飞行任务新闻发布会上，中国载人航天新闻发言人林西强表示道：“载人月球探测工程登月阶段任务经中央政府批准启动实施，总体目标是2030年实现中国人登陆月球，目前各系统正按计划开展研制建设。早在2013年，“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。已知月球半径为R，万有引力常量为G。若忽略月球自转的影响，月球表面的重力加速为g。探测器在距月球表面高h处绕月球做匀速圆周运动的周期为T。则月球的质量为（　　） A. B. C. D. 10. 2023年，全国和美乡村篮球大赛（村BA）引燃了整个夏日的激情。运动员在某次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球与水平面成45°准确落入篮筐内。若将篮球视为质点，其运动轨迹可简化为如图所示，A是篮球的投出点，P是篮球运动轨迹的最高点，C是篮球的投入点。已知AC间的水平距离为5m，重力加速度g取，不考虑空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A. 篮球在P点速度为0 B. 篮球从投出到进入篮筐的时间为1s C. 篮球落入篮筐时的速度大小为5m/s D. 篮球运动轨迹上P、C两点的竖直高度为1.25m 二、实验题：本题共2小题，共18分。 11. 重庆大学科学技术发展研究院发明了一种新型材料，其导电性能是其重要的参数。巴蜀中学的物理实验兴趣小组利用身边的仪器和所学知识，对该新材料的电阻率进行了测量。 （1）首先用螺旋测微器测新材料元件的直径，示数如图甲所示，其直径_________mm。 （2）再用游标卡尺测量该材料元件的长度，示数如图乙所示，其长度_________cm。 （3）最后利用多用电表测量该材料元件的电阻：选用欧姆挡“ ”挡进行测量时，发现多用电表指针的偏转角度过大，因此需重新选择_________（选填“ ”或“”）挡，并需重新_________调零后，再次进行测量，若此时多用电表的指针如图丙所示，则测量结果为_________。 （4）则该材料电阻率_________（用题中相关字母R，L，d表示）。 12. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验，水平桌面上固定有一带刻度的水平导轨，在导轨B点固定有一个光电门，导轨AB粗糙，BC光滑，重力加速度为g。兴趣小组的实验步骤如下： ①测量固定在小滑块a上的窄挡光片宽度，测得宽度为d； ②选择一根适当的轻质弹簧，测量原长为L； ③滑块a和小球b用细线连接，中间夹被压缩了的轻质弹簧，静止放置在导轨上，使滑块a到光电门的距离和小球b到导轨右侧的距离均大于L； ④烧断细线，滑块a最终停在水平导轨上E点（图中未画出），用刻度尺测出B、E两点之间的距离为S； ⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； ⑥小球b从水平导轨边缘飞出后，落在水平地面上的D点，用刻度尺测出水平导轨边缘距水平地面的高度为h及平导轨边缘垂线与D点之间的水平距离x。 ⑦改变弹簧压缩量，进行多次测量。 （1）若用该实验来验证“动量守恒定律”，还需测量的物理量有______________________； 则只需验证___________________即可验证“动量守恒定律”。（用你的测量物理量对应的字母和实验步骤中的字母表示） （2）改变弹簧压缩量多次实验，该实验小组得到s-t -2的关系图像如图乙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________。（用上述实验数据字母表示） 三、计算题：本题共3小题，共36分。 13. 航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。 （1）某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得的速度后，由机上发动机使飞机获得的加速度在航母跑道上匀加速前进，后离舰升空．飞机匀加速滑行的距离是多少？ （2）飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来．若某次飞机着舰时的速度为，飞机钩住阻拦索后经过停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？ 14. 我国城市轨道交通发展迅速，在1993年我国首条城市轨道交通线路——北京地铁一号线开通运营，如今，我国城轨遍布祖国两岸三地40多座城市，总里程超5500公里，运营规模稳居第一。某同学了解完城市轨道工作原理后，突发奇想，设计一款地铁车头，运行中无需接入接触网或第三轨提供电能，只需乘客上车间隙利用车内充电装置充电40秒到1分钟给车头提供能量。假设这个车头的质量为，以额定功率启动，在轨道上行驶最大速度为40m/s，在轨道上受到的阻力f是车头重的0.1倍，取。 （1）车头在此路面上行驶所能达到的额定功率是多少千瓦？ （2）若车头从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，则这一过程能维持多长时间？ （3）若车头从静止开始，保持额定功率做加速运动，则经50s达到最大速度，求此过程中车头的位移。 15. 如图所示的离心装置中，轻质弹簧一端固定在杆的O点，另一端与一质量为M的方形中空物块A连接，弹簧和物块A均套在光滑竖直方形轻杆OC上，长为L的轻杆OB一端通过铰链连在O点（轻杆可在竖直面内转动），另一端固定质量为m的小球B，物块A与小球B之间用长为L的轻质细线连接，物块A、小球B和弹簧均能随竖直轻杆OC一起绕过O点的竖直转轴转动。装置静止时，轻质细线AB绷紧，细杆OB与水平方向的夹角为53°，现将装置由静止缓慢加速转动，当转速稳定时，细杆与水平方向夹角减小到37°，细杆中的力恰好减小到零，重力加速度为g，取，，求： （1）转速稳定时，装置转动的角速度； （2）装置静止时，细线张力和弹簧弹力大小； （3）弹簧的劲度系数k。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 腾冲市第八中学2024--2025学年下学期高一年级5月月考 物理试卷 考生注意： 1、答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。 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。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 1. 关于物体的运动，下列说法中正确的是（ ） A. 物体做曲线运动时，它所受的合力可能为零 B. 做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态 C. 做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变 D. 做曲线运动的物体，所受的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．由牛顿第一定律可知，若物体所受合外力为零，它将保持匀速直线运动或静止状态，不可能做曲线运动，故AB错误； C．做曲线运动的物体，其速度方向沿轨迹的切线方向，因而时刻在改变，故C正确； D．由做曲线运动的条件可知做曲线运动的物体，所受的合外力的方向与速度方向不在同一条直线上，故D错误； 故选C。 2. 载人或不载人的航天器在太空（地球大气层以外的宇宙空间）的航行活动，又称空间飞行或宇宙航行。关于宇宙航行的说法，正确的是（　　） A. 卫星绕地球运行不需要力的作用 B. 16.7km/s是物体逃离地球的最小速度 C. 人造地球卫星运行时的速度介于7.9km/s和11.2km/s之间 D. 7.9km/s是绕地球做圆周运动的人造地球卫星运行时的最大速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．卫星绕地球运行需要万有引力提供向心力的作用，故A错误； CD．第一宇宙速度7.9km/s是人造卫星的最小发射速度，同时也是绕地球做圆周运动的的人造地球卫星的最大运行速度，所有地球圆形轨道上的人造地球卫星运行时的速度都小于7.9km/s，故D正确，C错误。 B．第二宇宙速度11.2km/s是物体逃离地球的最小速度，故B错误。 故选D。 3. 趣味比赛“毛毛虫竞速”锻炼体能的同时，也考验班级的团队协作能力。某高中校运动会比赛中某班五位同学齐心协力，默契配合，发令后瞬间将“毛毛虫”提起并沿水平跑道加速出发，加速度大小约为7.5m/s²。已知“毛毛虫”道具质量为4kg，重力加速度g=10m/s²，不计空气阻力。则在发令后瞬间平均每位同学对道具的作用力约为（　　） A. 6N B. 8N C. 10N D. 30N 【答案】C 【解析】 【详解】设平均每位同学对道具的作用力为F，对“毛毛虫”道具受力分析，该道具受到重力和五位同学的作用力，如图所示： 由几何关系和牛顿第二定律得 解得 F=10N 故选C。 4. 如图所示，以水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角的斜面上，当地重力加速度为，可知物体完成这段飞行的时间是（ ） A. B. C. D. 2s 【答案】A 【解析】 【详解】小球垂直地撞在倾角的斜面上，则有 又 联立解得 故选A。 5. 如图所示，木块A置于光滑水平面上，水平轻质弹簧左端固定于竖直墙壁上，右端与木块A相连接，弹簧处于原长状态。子弹B沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象（系统），在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，该系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能不守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】整个运动过程中，由于墙壁对弹簧有作用力，系统所受合外力不为零，所以动量不守恒，子弹射入木块的过程有摩擦生热，系统机械能不守恒。 故选B。 6. 修正带的结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于固定的大小轴孔中，设大小齿轮相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，当修正带在使用的某个时刻（　　） A. a、c两点的线速度相同 B. a、b两点的角速度相等 C. b、c两点的角速度相同 D. b点的向心加速度最大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．a、c两点同轴转动，则角速度相同，选项A错误； B．a、b两点同缘转动，则线速度相等，选项B错误； C．根据 v=ωr 可知，b点的角速度大于a点的角速度，则b、c两点的角速度不相同，选项C错误； D．根据 可知，ab两点比较，b点的向心加速度比a点大；根据 a=ω2r 比较，a点的向心加速度大于c点，可知b点的向心加速度最大，选项D正确。 故选D。 7. 关于下列四幅图说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态 B. 如图乙，直筒洗衣机脱水时，被甩出去的水滴受到离心力作用 C. 如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 D. 如图丁，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，所受的合外力不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥最高点时，汽车加速度向下，汽车对拱桥的压力小于汽车自身重力，处于失重状态，故A正确； B．洗衣机脱水是因为水滴所受的向心力不足而做离心运动，并非受到离心力，故B错误； C．火车转弯超过规定速度行驶时，火车重力和火车所受支持力的合力不够提供向心力，需要外轨对火车提供一个向内的力来补充向心力，即外轨对轮缘会有挤压作用，故C错误； D．小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，合外力提供向心力，向心力的方向一直在变，故D错误。 故选A。 8. 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C. 丙图中，不计滑轮质量和任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒 D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 【答案】CD 【解析】 【详解】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，弹簧弹力对A做负功，A机械能不守恒，物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误； B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑过程中，物体A机械能增加，从能量转化角度看，物体B机械能一定减少，故B的机械能不守恒，A、B物体组成的系统机械能守恒，故B错误； C．丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统只有重力和弹力做功，A、B系统机械能守恒，故C正确； D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的动能和势能都不变，故机械能守恒，故D正确。 故选CD。 9. 在4月24日召开的神舟十八号载人飞船飞行任务新闻发布会上，中国载人航天新闻发言人林西强表示道：“载人月球探测工程登月阶段任务经中央政府批准启动实施，总体目标是2030年实现中国人登陆月球，目前各系统正按计划开展研制建设。早在2013年，“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。已知月球半径为R，万有引力常量为G。若忽略月球自转的影响，月球表面的重力加速为g。探测器在距月球表面高h处绕月球做匀速圆周运动的周期为T。则月球的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据引力提供向心力则有 可以得出月球的质量为 故A错误，B正确。 CD．忽略月球自转的影响 得到 故C正确，D错误。 故选BC。 10. 2023年，全国和美乡村篮球大赛（村BA）引燃了整个夏日的激情。运动员在某次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球与水平面成45°准确落入篮筐内。若将篮球视为质点，其运动轨迹可简化为如图所示，A是篮球的投出点，P是篮球运动轨迹的最高点，C是篮球的投入点。已知AC间的水平距离为5m，重力加速度g取，不考虑空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A. 篮球在P点速度为0 B. 篮球从投出到进入篮筐的时间为1s C. 篮球落入篮筐时的速度大小为5m/s D. 篮球运动轨迹上P、C两点的竖直高度为1.25m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．篮球从A点抛出后做斜抛运动，其运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，而P为篮球运动的最高点，则可知篮球在P点时竖直方向的分速度减为0，但水平方向的分速度不变，因此篮球在P点速度不为0，故A错误； B．设篮球出手时的速度大小为，则水平方向和竖直方向的分速度分别为 ， 在水平方向有 ， 根据对称性，在竖直方向有 联立以上各式解得 故B正确； C．篮球从出手到到达最高点的时间根据对称性可得 则有 解得 故C错误； D．篮球从P到C在竖直方向上做自由落体运动，则其竖直高度为 故D正确。 故选BD。 二、实验题：本题共2小题，共18分。 11. 重庆大学科学技术发展研究院发明了一种新型材料，其导电性能是其重要的参数。巴蜀中学的物理实验兴趣小组利用身边的仪器和所学知识，对该新材料的电阻率进行了测量。 （1）首先用螺旋测微器测新材料元件的直径，示数如图甲所示，其直径_________mm。 （2）再用游标卡尺测量该材料元件的长度，示数如图乙所示，其长度_________cm。 （3）最后利用多用电表测量该材料元件的电阻：选用欧姆挡“ ”挡进行测量时，发现多用电表指针的偏转角度过大，因此需重新选择_________（选填“ ”或“”）挡，并需重新_________调零后，再次进行测量，若此时多用电表的指针如图丙所示，则测量结果为_________。 （4）则该材料电阻率_________（用题中相关字母R，L，d表示）。 【答案】（1）1.995##1.994##1.996 （2）2.335 （3） ①. ×1 ②. 欧姆 ③. 19.0 （4） 【解析】 【小问1详解】 由图甲读数可知，金属丝直径为 考虑到估读，结果可在1.994~1.996mm之间； 【小问2详解】 由图乙可知，游标卡尺为20分度，且第7个小格与主尺对齐，则新材料的长度为 【小问3详解】 [1]偏转大说明待测电阻小所以换低倍率，故选 挡； [2]换倍率后要重新进行欧姆调零； [3]根据图丙可得欧姆表读数为 【小问4详解】 根据电阻率定义式可得 12. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验，水平桌面上固定有一带刻度的水平导轨，在导轨B点固定有一个光电门，导轨AB粗糙，BC光滑，重力加速度为g。兴趣小组的实验步骤如下： ①测量固定在小滑块a上的窄挡光片宽度，测得宽度为d； ②选择一根适当的轻质弹簧，测量原长为L； ③滑块a和小球b用细线连接，中间夹被压缩了的轻质弹簧，静止放置在导轨上，使滑块a到光电门的距离和小球b到导轨右侧的距离均大于L； ④烧断细线，滑块a最终停在水平导轨上E点（图中未画出），用刻度尺测出B、E两点之间的距离为S； ⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； ⑥小球b从水平导轨边缘飞出后，落在水平地面上的D点，用刻度尺测出水平导轨边缘距水平地面的高度为h及平导轨边缘垂线与D点之间的水平距离x。 ⑦改变弹簧压缩量，进行多次测量。 （1）若用该实验来验证“动量守恒定律”，还需测量的物理量有______________________； 则只需验证___________________即可验证“动量守恒定律”。（用你的测量物理量对应的字母和实验步骤中的字母表示） （2）改变弹簧压缩量多次实验，该实验小组得到s-t -2的关系图像如图乙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________。（用上述实验数据字母表示） 【答案】 ①. 滑块a的质量M和小球b的质量m ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]根据实验原理可知，验证“动量守恒定律”需要求系统相互作用前的动量之和，也要求系统相互作用之后的动量和，由题意可知，系统作用之前动量和为0，通过光电门可以求出小滑块作用之后的速度为 由平抛规律可求出小球b作用之后的速度为 则要想验证动量守恒，则还需测量的物理量有滑块a的质量M和小球b的质量m。 [2]若系统动量守恒，则有 即只需验证 即可验证“动量守恒定律”。 （2）[3]根据题意可知，小滑块在导轨上滑动，只受摩擦力，则有 可得 由运动学公式可得 则有 解得 三、计算题：本题共3小题，共36分。 13. 航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。 （1）某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得的速度后，由机上发动机使飞机获得的加速度在航母跑道上匀加速前进，后离舰升空．飞机匀加速滑行的距离是多少？ （2）飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来．若某次飞机着舰时的速度为，飞机钩住阻拦索后经过停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？ 【答案】（1） （2）； 【解析】 【详解】（1）飞机起飞前做匀加速直线运动，由位移时间关系可求 （2）飞机降落时做匀减速直线运动 由平均速度公式可知飞机降落时位移为 14. 我国城市轨道交通发展迅速，在1993年我国首条城市轨道交通线路——北京地铁一号线开通运营，如今，我国城轨遍布祖国两岸三地40多座城市，总里程超5500公里，运营规模稳居第一。某同学了解完城市轨道工作原理后，突发奇想，设计一款地铁车头，运行中无需接入接触网或第三轨提供电能，只需乘客上车间隙利用车内充电装置充电40秒到1分钟给车头提供能量。假设这个车头的质量为，以额定功率启动，在轨道上行驶最大速度为40m/s，在轨道上受到的阻力f是车头重的0.1倍，取。 （1）车头在此路面上行驶所能达到的额定功率是多少千瓦？ （2）若车头从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，则这一过程能维持多长时间？ （3）若车头从静止开始，保持额定功率做加速运动，则经50s达到最大速度，求此过程中车头的位移。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当车头速度达到最大时其所受牵引力与阻力平衡，即 由 解得 （2）车头做匀加速运动 解得 设车头刚达到额定功率时的速度为 解得 设车头匀加速运动的时间为t 解得 （3）从静止到达到最大速度，整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得 解得 15. 如图所示的离心装置中，轻质弹簧一端固定在杆的O点，另一端与一质量为M的方形中空物块A连接，弹簧和物块A均套在光滑竖直方形轻杆OC上，长为L的轻杆OB一端通过铰链连在O点（轻杆可在竖直面内转动），另一端固定质量为m的小球B，物块A与小球B之间用长为L的轻质细线连接，物块A、小球B和弹簧均能随竖直轻杆OC一起绕过O点的竖直转轴转动。装置静止时，轻质细线AB绷紧，细杆OB与水平方向的夹角为53°，现将装置由静止缓慢加速转动，当转速稳定时，细杆与水平方向夹角减小到37°，细杆中的力恰好减小到零，重力加速度为g，取，，求： （1）转速稳定时，装置转动的角速度； （2）装置静止时，细线张力和弹簧弹力大小； （3）弹簧的劲度系数k。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）以小球B为研究对象，受力如图所示 由牛顿第二定律，合力提供小球B做圆周运动的向心力，即 整理得 （2）（3）细杆OB与水平方向的夹角为 时，装置静止时。小球B竖直方向 得细线张力大小为 A物块竖直方向 相互作用力大小相等 得弹簧弹力大小 当B稳定转动时，细杆中弹力减为零，且与水平方向的夹角为 。小球B竖直方向 A物块竖直方向受力平衡 根据几何关系可得 联立以上各式解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $