精品解析:四川成都市彭州中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷
2026-06-25
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2份
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27页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 成都市 |
| 地区(区县) | 彭州市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.63 MB |
| 发布时间 | 2026-06-25 |
| 更新时间 | 2026-06-25 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58491414.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年度四川省彭州中学高2025级高一下期末考试
物理学科试题
说明:
1.开考前,请先将自己的姓名,准考证号,座位号涂写在试卷和答题卡对应位置。
2.选择题部分,请用2B铅笔填涂,非选择题部分,用0.5mm黑色墨迹签字笔书写。
3.考试结束后,将试卷,答题卡,草稿纸全部交回。
4.请严格遵守考试纪律,否则后果自负。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 在2024年珠海航展中,“歼-35A”闪亮登场,并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线,则关于战机做曲线运动的过程,下列说法正确的是( )
A. 轨迹的切线方向为战机瞬时速度方向
B. 战机加速度大小一定变化
C. 战机做曲线运动时所受合力为零
D. 战机所受合力方向与运动方向在同一直线上
2. 某质点从A点沿曲线运动到B点,它在B点所受合力的方向和速度的方向如图所示。则此后其运动轨迹可能为( )
A. B. C. D. 都可能
3. 如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,水平圆盘上有两个相同的小木块a和b,质量均为m,用轻绳相连,轻绳恰好伸直且无拉力。为转轴,a与转轴的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。在圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动的过程中,下列说法正确的是( )
A. a木块所受静摩擦力先变大后变小,再变大
B. 因a、b两木块所受摩擦力始终指向圆心,所以不做功
C. 若轻绳承受极限值为2μmg,则在a、b两木块开始相对圆盘滑动前轻绳不会断掉
D. 角速度达到时,a、b两木块开始相对圆盘滑动
5. 华为mate60实现了手机卫星通信,只要有卫星信号覆盖的地方,就可以实现通话。如图所示,三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信,已知地球的半径为 R,地球近地卫星周期为T,三颗赤道上空的通讯卫星的最小周期为( )
A. T B. C. 2T D.
6. 如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( )
A. m=0.7 kg,f=0.5 N B. m=0.7 kg,f=1.0N
C. m=0.8kg,f=0.5 N D. m=0.8 kg,f=1.0N
7. 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做了如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球,上端固定于O点,如图甲所示。在最低点给小球一初速度,使其绕O点在竖直面内做圆周运动,测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示,,设R、m、引力常量G和均为已知量,忽略各种阻力。下列说法正确的是( )
A. 该星球表面的重力加速度为
B. 该星球的密度为
C. 该星球的第一宇宙速度为
D. 卫星绕该星球运行的最小周期为
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 如图所示,质量为的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻质细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率水平向右做匀速直线运动,重力加速度大小为,当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为时。则下列说法中正确的是( )
A. P的速率为 B. P的速率为
C. 绳的拉力大于 D. 绳的拉力小于
9. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,称为“行星冲日”,2023年11月3日观测到木星冲日现象。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表:
行星名称
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径R/AU
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
则由上述信息可知( )
A. 木星的公转周期比火星的公转周期大
B. 海王星冲日时间间隔最长
C. 行星冲日时间间隔可能小于一年
D. 2024年木星冲日大约在12月7日
10. 如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线均竖直。开始时,重物A、B处于静止状态且距地面高度均为h,释放后A、B开始运动。已知A、B质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重物A上升过程中不会碰到动滑轮,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 释放瞬间重物B的加速度大小为
B. 重物A上升的最大高度为
C. 重物B刚落地时A的速度大小为
D. 重物B从释放到落地,B动能的变化量是A的2倍
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为___________,竖直分量大小为___________;
(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为___________。
12. 某同学通过如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。将拉力传感器固定在铁架台上,长度为L的细绳(不可伸长)一端连在拉力传感器上,另一端系住直径为d的摆球,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像。
(1)为提高实验的精确度,摆球应选用________。
A. 塑料球 B. 泡沫球 C. 钢球 D. 木球
(2)开始时,摆球静止于最低位置,此时拉力传感器示数为,重力加速度为g,则摆球质量为________。
(3)将摆球拉至细绳与竖直方向成一定角度由静止释放,让摆球在竖直平面内摆动,记下拉力传感器最小示数及最大示数,则摆球从静止摆到最低点的过程,其动能的增加量为________________。(用题中字母表示)
(4)改变角度,重复步骤(3)操作,记录多组、数据,并作出图像,如果摆球的机械能守恒,则下列图像合理的是________。
A. B. C.
(5)若实验中发现系统的动能增量总是比重力势能减少量大,以下可能的影响因素有________。
A. 摆球运动过程受到空气阻力的影响
B. 细绳长度L比摆长偏小
C. 释放时初速度不为零
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 某飞行器在飞行时,它的航线方向要严格地从东到西,如果飞行器的速度是160km/h,风从南面吹来,风的速度为80km/h。
(1)飞行器应朝哪个方向飞行?
(2)如果所测地区长达km,飞行器飞过所测地区所需时间是多少?
14. 如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处,有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求:
(1)B球抛出时的水平初速度;
(2)A球运动的线速度最小值;
(3)试确定A球做匀速圆周运动的周期的可能值。
15. 如图所示,在光滑水平台面上,一个质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住。现打开锁扣,物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台,并恰好从点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道。已知、的高度差,水平距离,圆弧轨道的半径,点在圆弧轨道的圆心的正下方,并与水平地面上长为的粗糙直轨道平滑连接,小物块沿轨道运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞,重力加速度,,,空气阻力忽略不计。试求:
(1)小物块运动到平台末端的速度大小;
(2)圆弧所对的圆心角;
(3)若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹,且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间,那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件。
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2025-2026学年度四川省彭州中学高2025级高一下期末考试
物理学科试题
说明:
1.开考前,请先将自己的姓名,准考证号,座位号涂写在试卷和答题卡对应位置。
2.选择题部分,请用2B铅笔填涂,非选择题部分,用0.5mm黑色墨迹签字笔书写。
3.考试结束后,将试卷,答题卡,草稿纸全部交回。
4.请严格遵守考试纪律,否则后果自负。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 在2024年珠海航展中,“歼-35A”闪亮登场,并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线,则关于战机做曲线运动的过程,下列说法正确的是( )
A. 轨迹的切线方向为战机瞬时速度方向
B. 战机加速度大小一定变化
C. 战机做曲线运动时所受合力为零
D. 战机所受合力方向与运动方向在同一直线上
【答案】A
【解析】
【详解】A.曲线运动的质点的瞬时速度方向在曲线运动的切线方向,故A正确;
BC.速度变化,则合外力一定不为零,但大小不一定变化,则加速度大小不一定变化,故BC错误;
D.战机所受合力方向与运动方向不在同一直线上,故D错误。
故选A。
2. 某质点从A点沿曲线运动到B点,它在B点所受合力的方向和速度的方向如图所示。则此后其运动轨迹可能为( )
A. B. C. D. 都可能
【答案】C
【解析】
【详解】曲线运动的物体,其轨迹夹在速度一合外力方向之间,且合外力指向轨迹额凹侧面,故c符合题意。
故选C。
3. 如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】有题意可知当插销刚卡紧固定端盖时弹簧的伸长量为,根据胡克定律有
插销与卷轴同轴转动,角速度相同,对插销有弹力提供向心力
对卷轴有
联立解得
故选A。
4. 如图所示,水平圆盘上有两个相同的小木块a和b,质量均为m,用轻绳相连,轻绳恰好伸直且无拉力。为转轴,a与转轴的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。在圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动的过程中,下列说法正确的是( )
A. a木块所受静摩擦力先变大后变小,再变大
B. 因a、b两木块所受摩擦力始终指向圆心,所以不做功
C. 若轻绳承受极限值为2μmg,则在a、b两木块开始相对圆盘滑动前轻绳不会断掉
D. 角速度达到时,a、b两木块开始相对圆盘滑动
【答案】A
【解析】
【详解】A.当角速度非常小时,两木块均由静摩擦力提供圆周运动的向心力,根据
可知
当角速度逐渐增大时,摩擦力逐渐增大,随后,b木块先达到最大静摩擦力,角速度进一步逐渐增大时,绳绷紧,有弹力作用,此时,由于绳的弹力等于木块b增加的向心力,而b增加的向心力大于a增加的向心力,即绳的弹力大于a增加的向心力,则木块a的静摩擦力减小,随角速度增大,a静摩擦力将减小为0,之后,a的静摩擦力随角速度的增大而反向增大,可知,a木块所受摩擦力先减小至0,后反向增大,故A正确;
B.在圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动的过程中,a、b两木块的动能逐渐增大,根据动能定理可知,摩擦力对a、b两木块均做正功,故B错误;
CD.由A选项分析可知,当a木块的摩擦力背心圆心达到最大时,a、b两木块开始相对圆盘滑动,对b木块有
对a木块有
联立解得
,
可知角速度达到时,a、b两木块开始相对圆盘滑动;若轻绳承受极限值为,则在a、b两木块开始相对圆盘滑动前轻绳会断掉,故CD错误。
故选A。
5. 华为mate60实现了手机卫星通信,只要有卫星信号覆盖的地方,就可以实现通话。如图所示,三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信,已知地球的半径为 R,地球近地卫星周期为T,三颗赤道上空的通讯卫星的最小周期为( )
A. T B. C. 2T D.
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示
当任意两卫星连线与地球相切时,卫星运动的半径最小
由开普勒第三定律有
解得三颗赤道上空的通讯卫星的最小周期
故选D。
6. 如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( )
A. m=0.7 kg,f=0.5 N B. m=0.7 kg,f=1.0N
C. m=0.8kg,f=0.5 N D. m=0.8 kg,f=1.0N
【答案】A
【解析】
【分析】本题结合图像考查动能定理。
【详解】0~10m内物块上滑,由动能定理得
整理得
结合0~10m内的图像得,斜率的绝对值
10~20 m内物块下滑,由动能定理得
整理得
结合10~20 m内的图像得,斜率
联立解得
故选A。
7. 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做了如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球,上端固定于O点,如图甲所示。在最低点给小球一初速度,使其绕O点在竖直面内做圆周运动,测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示,,设R、m、引力常量G和均为已知量,忽略各种阻力。下列说法正确的是( )
A. 该星球表面的重力加速度为
B. 该星球的密度为
C. 该星球的第一宇宙速度为
D. 卫星绕该星球运行的最小周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A.设砝码在最低点时细线的拉力为,速度为,设绳长为L,则
设砝码在最高点细线的拉力为,速度为,则
由机械能守恒定律得
解得
因为
所以该星球表面的重力加速度为
A错误;
BC.根据万有引力提供向心力得
卫星绕该星球的第一宇宙速度为
在星球表面,万有引力近似等于重力
解得
星球的密度
卫星绕该星球的第一宇宙速度为
BC错误;
D.卫星绕该星球运行的最小周期,则
解得
D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 如图所示,质量为的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻质细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率水平向右做匀速直线运动,重力加速度大小为,当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为时。则下列说法中正确的是( )
A. P的速率为 B. P的速率为
C. 绳的拉力大于 D. 绳的拉力小于
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.将小车的速度v分解为沿细绳方向的速度和垂直细绳方向的速度,则P的速度等于沿细绳方向的速度,即的速率为,选项A错误,B正确;
CD.小车以速率水平向右做匀速直线运动时,细绳和水平方向的夹角为减小,可知P的速度变大,即P沿斜面做加速运动,根据
可知绳的拉力
选项C正确,D错误。
故选BC。
9. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,称为“行星冲日”,2023年11月3日观测到木星冲日现象。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表:
行星名称
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径R/AU
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
则由上述信息可知( )
A. 木星的公转周期比火星的公转周期大
B. 海王星冲日时间间隔最长
C. 行星冲日时间间隔可能小于一年
D. 2024年木星冲日大约在12月7日
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律有
由于
可知,木星的公转周期比火星的公转周期大,故A正确;
BC.根据开普勒第三定律有
解得
设相邻两次“冲日”时间间隔为t,则有
解得
可知,行星冲日时间间隔均大于一年,由于海王星的半径最大,则海王星的冲日时间间隔最短,故BC错误;
D.2023年11月3日观测到木星冲日现象,由表格中的数据可得
所以2024年木星冲日大约在12月7日,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线均竖直。开始时,重物A、B处于静止状态且距地面高度均为h,释放后A、B开始运动。已知A、B质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重物A上升过程中不会碰到动滑轮,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 释放瞬间重物B的加速度大小为
B. 重物A上升的最大高度为
C. 重物B刚落地时A的速度大小为
D. 重物B从释放到落地,B动能的变化量是A的2倍
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.设绳子拉力为F,B的加速度大小为a,由于滑轮组之间的关系可知,A的加速度大小为,根据牛顿第二定律,对B有
对A有
解得
故A正确;
BC.由于滑轮组之间的关系可知
根据机械能守恒有
解得
根据
可得重物A上升的最大高度为
故BC正确;
D.由于滑轮组之间的关系可知,
根据动能表达式可知,重物B从释放到落地,B动能的变化量是A的4倍,D错误。
故选ABC。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为___________,竖直分量大小为___________;
(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为___________。
【答案】 ①. 1.0 ②. 2.0
③. 9.7
【解析】
【详解】(1)[1]因小球水平方向做匀速直线运动,因此速度为
[2]竖直方向做自由落体运动,因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得
(2)[3]由竖直方向的自由落体运动可得
代入数据可得
12. 某同学通过如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。将拉力传感器固定在铁架台上,长度为L的细绳(不可伸长)一端连在拉力传感器上,另一端系住直径为d的摆球,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像。
(1)为提高实验的精确度,摆球应选用________。
A. 塑料球 B. 泡沫球 C. 钢球 D. 木球
(2)开始时,摆球静止于最低位置,此时拉力传感器示数为,重力加速度为g,则摆球质量为________。
(3)将摆球拉至细绳与竖直方向成一定角度由静止释放,让摆球在竖直平面内摆动,记下拉力传感器最小示数及最大示数,则摆球从静止摆到最低点的过程,其动能的增加量为________________。(用题中字母表示)
(4)改变角度,重复步骤(3)操作,记录多组、数据,并作出图像,如果摆球的机械能守恒,则下列图像合理的是________。
A. B. C.
(5)若实验中发现系统的动能增量总是比重力势能减少量大,以下可能的影响因素有________。
A. 摆球运动过程受到空气阻力的影响
B. 细绳长度L比摆长偏小
C. 释放时初速度不为零
【答案】(1)C (2)
(3) (4)C (5)C
【解析】
【小问1详解】
为提高实验的精确度,减小空气阻力的影响,小球应选用钢球。
故选C。
【小问2详解】
据题意,由平衡条件有
解得
【小问3详解】
在最低点时,拉力传感器最大示数,在最低点拉力与重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律
又
摆球动能的增加量为
【小问4详解】
设摆球在最高点时,摆线与竖直方向夹角为。则
摆球从最高点摆到最低点的过程,重力势能的减少量为
如果摆球的机械能守恒,则有
整理得
故选C。
【小问5详解】
A.由于空气阻力的影响,重力势能一部分克服空气阻力做功,一部分转化为小球的动能,导致系统的动能增量总是比重力势能减少量小,故A错误;
B.此实验中,摆长的测量值对实验结论无影响。故B错误;
C.释放时具有初速度,导致到达最低点时,速度偏大,故C正确。
故选C。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 某飞行器在飞行时,它的航线方向要严格地从东到西,如果飞行器的速度是160km/h,风从南面吹来,风的速度为80km/h。
(1)飞行器应朝哪个方向飞行?
(2)如果所测地区长达km,飞行器飞过所测地区所需时间是多少?
【答案】(1)西偏南30°;(2)1h
【解析】
【详解】(1)根据平行四边形定则可确定飞行器的航向,如图所示
有
得
θ=30°
即飞行器应朝西偏南30°飞行。
(2)飞行器的合速度
飞行器飞过所测地区所需时间
14. 如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处,有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求:
(1)B球抛出时的水平初速度;
(2)A球运动的线速度最小值;
(3)试确定A球做匀速圆周运动的周期的可能值。
【答案】(1)R;(2)2πR;(3) (n=1,2,3,…)
【解析】
【详解】(1)小球B做平抛运动,其在水平方向上做匀速直线运动,则
R=v0t①
在竖直方向上做自由落体运动,则
h=gt2②
由①②得
v0==R
(2)A球的线速度取最小值时,A球刚好转过一圈的同时,B球落到a点与A球相碰,则A球做圆周运动的周期正好等于B球的飞行时间,即
T=
所以
vA==2πR
(3)能在a点相碰,则A球在平抛的B球飞行时间内又回到a点。即平抛运动的时间等于A球周期的整数倍,所以
t==nT,T=,n=1,2,3,…
15. 如图所示,在光滑水平台面上,一个质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住。现打开锁扣,物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台,并恰好从点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道。已知、的高度差,水平距离,圆弧轨道的半径,点在圆弧轨道的圆心的正下方,并与水平地面上长为的粗糙直轨道平滑连接,小物块沿轨道运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞,重力加速度,,,空气阻力忽略不计。试求:
(1)小物块运动到平台末端的速度大小;
(2)圆弧所对的圆心角;
(3)若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹,且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间,那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块离开平台后做平抛运动,其竖直方向为自由落体运动,则有
又因为小物块水平方向做的是匀速直线运动,则有
联立解得小物块运动到平台末端的速度大小为
【小问2详解】
小物块运动到点时,设其竖直方向的分速度为,则根据自由落体运动的规律有
解得
根据几何关系有
所以圆弧所对的圆心角为
【小问3详解】
小物块运动到点时的速度为
、两点的高度差为
若小物块恰能与墙壁相碰,则根据动能定理有
解得该情况下小物块与轨道之间的动摩擦因数为
若小物块恰不从飞出,则根据动能定理有
解得该情况下小物块与轨道之间的动摩擦因数为
若小物块恰不从飞出后,再次从滑回恰好不与墙壁发生二次碰撞,则根据动能定理有
解得
综上所述可知,若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹,且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间,那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足。
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