精品解析：江苏南京市十三中九中等校2025-2026学年高一下学期6月期末物理试题

2025级高一年级下学期期末检测 物 理 （时间：75分钟 满分100分） 一、选择题（每小题4分，共44分，每小题只有一个选项正确） 1. 关于电源和电流，下述说法正确的是（　　） A. 电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压 B. 电流的方向就是电荷定向移动的方向，导线中自由电荷定向运动的速率接近光速 C. 公式与中的W都是电场力做的功 D. 从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能 2. 如图所示，同种材料做成的均匀柱状导体a和b并联接入电路中、其长度相同，a的直径小于b的直径，忽略温度对电阻的影响，则下列说法正确的是（ ） A. a的电阻小于b的电阻 B. 通过a的电流比b大 C. 相等时间内流过a中横截面的电荷量比b少 D. a中自由电荷定向移动速率比b小 3. 如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带的电荷量比b所带的电荷量小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 4. 如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q，一表面绝缘、带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中（　　） A. 小球做匀速直线运动 B. 小球先作减速后作加速运动 C. 电场力对小球先做正功后做负功 D. 以上说法都不正确 5. 物理课上，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球内位于球心左侧一点。当老师把跟丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近金属球壳但未接触的过程中，可判定（　　） A. 整个球壳将带上正电 B. A点的电场强度逐渐增大 C. 球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大 D. 沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 6. 如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示。则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 7. 如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是（ ） A. 该电场可能是某一负点电荷产生的 B. C点电势大于B点电势 C. 该粒子从D点运动到A点电场力做负功 D. 将该粒子在C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动 8. 如图，带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连，电容器上极板带正电，静电计金属外壳和电容器下极板均接地，两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是（ ） A. 若静电计的指针张角变大，则表明电容器的带电量增大 B. 将电容器上极板向下平移至虚线位置，静电计的指针张角变小 C. 将电容器上极板向下平移至虚线位置，P处电荷的电势能变大 D. 在两极板间插入云母片的过程中，P处电荷的电势能减小 9. 2025 年， 中国“天眼”FAST 与国际深空探测团队联合发现了一颗编号为 HD-2025b 的系外行星，图为 HD-2025b 行星绕 HD-2025 恒星的运动椭圆轨迹示意图， ac 为椭圆长轴， bd 为椭圆短轴， 已知 HD-2025b 行星绕 HD-2025 恒星一周的时间为 ，行星和恒星均视为质点。则该行星（　　） A. 经过点和点的加速度大小相等 B. 经过点和点的速度大小相等 C. 从点经过点运动到点的时间大于 D. 从点经过点运动到点过程中恒星对它的引力做正功 10. 如图所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体，由静止开始沿同一光滑斜面以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面的顶端．用P1、P2、P3分别表示物体到达斜面顶端时F1、F2、F3的功率，下列关系式正确的是（　　） A. P1＝P2＝P3 B. P1＞P2＝P3 C. P1＞P2＞P3 D. P1＜P2＜P3 11. 竖直上抛一小球，小球运动过程中受到与速率成正比的空气阻力作用，小球从开始上抛至最高点过程，以向上为正方向，下列关于小球的加速度a、速度v、随小球运动的时间t的变化关系及动能、机械能E随位移x的变化关系中可能正确的是（图中虚线均为图像的切线）（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 （1）在下列所给实验步骤中，选择必需且正确的操作步骤，并按操作顺序排列：________________（填步骤前面的序号） ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用电子天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 （2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为_______m/s（保留2位有效数字）。 （3）某同学根据另一纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，并绘制图3所示的关系图像。理论上，若机械能守恒，则图中直线的斜率为_______（用重力加速度大小g表示）。由图3可得直线的斜率k=_______（保留2位有效数字）。可知阻力大小与重力大小的比值为_______（保留1位有效数字，g取），得到结论在误差允许的范围内机械能守恒。 13. 2024年11月，我国成功发射首颗“海洋盐度”探测卫星，目前，我国海洋卫星已进入组网观测时代，形成对全球海域连续高频次观测覆盖网。视作均匀球体的地球半径为R，某颗海洋卫星距地球表面的高度为h，该卫星环绕地球做匀速圆周运动的周期为T，引力常量为G。求： （1）地球表面的重力加速度g； （2）地球的平均密度。 14. 我国新能源汽车具有产业链成熟、性价比高、用车成本低、驾驶体验好、环保安全等优点，被人们广泛认可。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度，已知该车所受阻力恒定。求： （1）汽车所受阻力大小； （2）车速从0增至的加速时间； （3）车速为时，车的加速度大小。 15. 如图甲所示，边长为d的正方形虚线区域内存在电场强度大小为E1、方向水平向右的匀强电场。一个可视为质点、质量为m的带电小球自正方形上边界中点A处由静止释放，小球沿直线打到右边界中点B，重力加速度为g。 （1）判断带电小球的电性，并求出其电荷量q的大小； （2）将原电场更换为如图所示的周期性交变电场（如图乙所示，向右为场强的正方向），某时刻，将小球从A点由静止释放，经过一个周期（T未知）均能运动到电场下边界，求； ①周期T的大小： ②电场强度E2最大值。 16. 如图所示，一游戏装置由倾斜角为的光滑轨道OA、水平轨道AB、水平传送带BC、半径为R=0.2 m的光滑竖直圆形轨道DEF、水平地面IJ构成。J点固定有一足够高的竖直挡板，O1（题中未标出）为圆弧轨道的圆心，B、C、D、G四点在同一水平面上。游戏时，质量为0.1 kg的小滑块从倾斜轨道不同高度处静止释放，经过水平轨道和传送带后可沿圆形轨道运动，最后由G点水平飞出。已知小滑块与水平轨道AB的动摩擦因数，与传送带的动摩擦因数，AB长，BC长，IJ长，E是圆轨道上与圆心等高的点，G距水平地面IJ的高度H=1.8 m，小滑块可视为质点且经A处时速度大小不变，其余阻力均不计，g取10 m/s2，求： （1）若传送带处于静止状态，小滑块释放的高度h=2 m，求小滑块通过D点时对轨道的压力大小； （2）若传送带以4 m/s逆时针转动，小滑块释放的高度h=1.45 m，求小滑块在传送带上运动的过程中产生的热量； （3）若改变小滑块释放的高度，使它到达B点时的速度为，同时调节传送带以不同速度顺时针转动，为了保证小滑块不脱离圆轨道又能从G点水平飞出，试写出小滑块第1次落点（即不考虑反弹）与G点的竖直高度差y与传送带速度v的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025级高一年级下学期期末检测 物 理 （时间：75分钟 满分100分） 一、选择题（每小题4分，共44分，每小题只有一个选项正确） 1. 关于电源和电流，下述说法正确的是（　　） A. 电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压 B. 电流的方向就是电荷定向移动的方向，导线中自由电荷定向运动的速率接近光速 C. 公式与中的W都是电场力做的功 D. 从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能 【答案】D 【解析】 【详解】A．电源电动势在断路时等于正负极间电压，闭合时因内阻分压，路端电压小于电动势，故A错误； B．电流方向是正电荷移动方向，与自由电子方向相反；自由电荷定向速率远小于光速（电场传播速率接近光速），故B错误； C．电动势公式中是非静电力做功，电压公式中是电场力做功，故C错误； D．电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，同种材料做成的均匀柱状导体a和b并联接入电路中、其长度相同，a的直径小于b的直径，忽略温度对电阻的影响，则下列说法正确的是（ ） A. a的电阻小于b的电阻 B. 通过a的电流比b大 C. 相等时间内流过a中横截面的电荷量比b少 D. a中自由电荷定向移动速率比b小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电阻定律，由于导体a、b的电阻率相同，长度相同，a的直径小于b的直径，即a的横截面积小于b的横截面积，所以a的电阻大于b的电阻，故A错误； B．由电路图可知a和b并联，两端电压相等，根据，由于a的电阻大于b的电阻，所以通过a的电流比b小，故B错误； C．根据电流定义式，由于通过a的电流比b小，所以相等时间内流过a中横截面的电荷量比b少，故C正确； D．根据电流微观表达式 又， 联立可得 可知a中自由电荷定向移动速率与b中自由电荷定向移动速率相等，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带的电荷量比b所带的电荷量小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 【答案】B 【解析】 【详解】a和c带正电，则a对c的库仑力为斥力，方向沿，b带负电，则b对c的库仑力为引，方向沿，根据 由于a所带的电荷量比b所带的电荷量小，则a对c的库仑斥力小于b对c的库仑引力，根据力的合成规律可知，c受到a和b的静电力的合力方向偏向b对c的库仑引力方向，可知，c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段表示。 故选B。 4. 如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q，一表面绝缘、带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中（　　） A. 小球做匀速直线运动 B. 小球先作减速后作加速运动 C. 电场力对小球先做正功后做负功 D. 以上说法都不正确 【答案】A 【解析】 【详解】金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动。 故选A。 5. 物理课上，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球内位于球心左侧一点。当老师把跟丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近金属球壳但未接触的过程中，可判定（　　） A. 整个球壳将带上正电 B. A点的电场强度逐渐增大 C. 球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大 D. 沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 【答案】C 【解析】 【详解】A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近A点，则球壳左边带负电右边带正电，整体仍显示电中性，不带电，故A错误； BC．玻璃棒缓慢靠近A点，玻璃棒在A点形成的场强增大，由于感应电荷产生的场强和原场强等大反向，故球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大，球壳内部形成静电屏蔽，内部场强处处为零，玻璃棒缓慢靠近A点，A点的电场强度一直为零，故B错误，C正确； D．因为整体显示电中性，正电荷与负电荷数量相等，无论怎样将球壳分开，两部分的带电量始终相同，故D错误； 故选C。 6. 如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示。则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，由图知电子电势能一直减小，根据，由于电子带负电，则有 由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，则有 根据功能关系可得 ， 则有 故选C。 7. 如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是（ ） A. 该电场可能是某一负点电荷产生的 B. C点电势大于B点电势 C. 该粒子从D点运动到A点电场力做负功 D. 将该粒子在C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．负点电荷产生的电场线都是直线，则该电场不可能是某一负点电荷产生的，A错误； B．根据带正电的粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力大致向下，可知电场线大致向下，沿电场线电势逐渐降低，可知C点电势大于B点电势，B正确； C．该粒子从D点运动到A点电场力与运动方向夹角为锐角，则电场力做正功，C错误； D．因电场线是曲线，则将该粒子在C点由静止释放，它不可能一直沿电场线运动，D错误。 故选B。 8. 如图，带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连，电容器上极板带正电，静电计金属外壳和电容器下极板均接地，两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是（ ） A. 若静电计的指针张角变大，则表明电容器的带电量增大 B. 将电容器上极板向下平移至虚线位置，静电计的指针张角变小 C. 将电容器上极板向下平移至虚线位置，P处电荷的电势能变大 D. 在两极板间插入云母片的过程中，P处电荷的电势能减小 【答案】B 【解析】 【详解】电容器充电后断开电源，带电量保持不变；静电计张角反映极板间电势差大小。根据平行板电容公式结合，可得板间电场强度。 下极板接地，电势，点电势（为到下极板距离），负电荷电势能（）。 A．电容器已经充电断开，带电量恒定不变；静电计张角变大仅说明极板电势差变大，带电量不变，A错误； B．上极板向下平移，极板间距减小，由可知电容增大；不变，，极板电势差减小，静电计指针张角变小，B正确； C．由，均不变，极板间距减小，电场强度不变；到下极板距离不变，不变，负电荷的电势能不变，C错误； D．插入云母片，相对介电常数增大，电场强度减小；减小，点电势降低；处是负电荷，电势越低，电势能越大，因此电势能增大，D错误。 故选B。 9. 2025 年， 中国“天眼”FAST 与国际深空探测团队联合发现了一颗编号为 HD-2025b 的系外行星，图为 HD-2025b 行星绕 HD-2025 恒星的运动椭圆轨迹示意图， ac 为椭圆长轴， bd 为椭圆短轴， 已知 HD-2025b 行星绕 HD-2025 恒星一周的时间为 ，行星和恒星均视为质点。则该行星（　　） A. 经过点和点的加速度大小相等 B. 经过点和点的速度大小相等 C. 从点经过点运动到点的时间大于 D. 从点经过点运动到点过程中恒星对它的引力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．由万有引力定律 解得 由于、两点到恒星的距离不同，故经过、两点时加速度大小不相等，故A错误； B．由开普勒第二定律可知， 行星在近日点的速度大于远日点的速度，故B错误； C．由开普勒第二定律可知，行星从点经过点运动到点，与恒星连线所围面积为椭圆面积的一半，故用时为，故C错误； D．从点经过点运动到点过程中，行星与恒星间距离逐渐变小，引力做正功，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体，由静止开始沿同一光滑斜面以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面的顶端．用P1、P2、P3分别表示物体到达斜面顶端时F1、F2、F3的功率，下列关系式正确的是（　　） A. P1＝P2＝P3 B. P1＞P2＝P3 C. P1＞P2＞P3 D. P1＜P2＜P3 【答案】A 【解析】 【详解】由于物体沿斜面的加速度相同，说明物体受到的合力相同，由物体的受力情况可知拉力F在沿着斜面方向的分力都相同；由v2＝2ax可知，物体到达斜面顶端时的速度相同，由瞬时功率公式可知，拉力的瞬时功率也相同，即 P1＝P2＝P3 故选A。 11. 竖直上抛一小球，小球运动过程中受到与速率成正比的空气阻力作用，小球从开始上抛至最高点过程，以向上为正方向，下列关于小球的加速度a、速度v、随小球运动的时间t的变化关系及动能、机械能E随位移x的变化关系中可能正确的是（图中虚线均为图像的切线）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球上抛过程，减速的加速度大小为 做加速度逐渐减小（最小为g）的减速运动，图像最小值为g，图像斜率的绝对值减小，故AB错误； C．减小到0，图线的斜率为合外力，斜率的绝对值逐渐减小，最小为mg，故C正确； D．E一直变小，图线的斜率为阻力，斜率的绝对值减小到0，故D错误。 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 （1）在下列所给实验步骤中，选择必需且正确的操作步骤，并按操作顺序排列：________________（填步骤前面的序号） ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用电子天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 （2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为_______m/s（保留2位有效数字）。 （3）某同学根据另一纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，并绘制图3所示的关系图像。理论上，若机械能守恒，则图中直线的斜率为_______（用重力加速度大小g表示）。由图3可得直线的斜率k=_______（保留2位有效数字）。可知阻力大小与重力大小的比值为_______（保留1位有效数字，g取），得到结论在误差允许的范围内机械能守恒。 【答案】（1）④①⑥⑤ （2）1.8 （3） ①. g ②. 9.4 ③. 0.04 【解析】 【小问1详解】 为了充分利用纸带，实验应先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带，故①正确，②错误； 由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要用电子天平称量重锤的质量，故③错误； 为了减小摩擦阻力的影响，将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端保持竖直，故④正确； 在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据，故⑤正确； 实验最后应关闭电源，取下纸带，故⑥正确。 实验正确的顺序为④①⑥⑤。 【小问2详解】 打出B点时重锤下落的速度大小为 【小问3详解】 [1]根据机械能守恒可得 可得 可知图中直线的斜率为； [2]由图3可得直线的斜率 [3]若存在阻力，由牛顿第二定律得 由运动学公式可得 可得 可知 则阻力大小与重力大小的比值为 13. 2024年11月，我国成功发射首颗“海洋盐度”探测卫星，目前，我国海洋卫星已进入组网观测时代，形成对全球海域连续高频次观测覆盖网。视作均匀球体的地球半径为R，某颗海洋卫星距地球表面的高度为h，该卫星环绕地球做匀速圆周运动的周期为T，引力常量为G。求： （1）地球表面的重力加速度g； （2）地球的平均密度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设地球质量为，由万有引力提供向心力得 解得 在地球表面有 可得地球表面的重力加速度 【小问2详解】 由 联立解得地球的平均密度为 14. 我国新能源汽车具有产业链成熟、性价比高、用车成本低、驾驶体验好、环保安全等优点，被人们广泛认可。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度，已知该车所受阻力恒定。求： （1）汽车所受阻力大小； （2）车速从0增至的加速时间； （3）车速为时，车的加速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则有 解得 【小问2详解】 设车速从0增至的加速时间为，根据动能定理可得 解得 【小问3详解】 车速为时，牵引力大小为 根据牛顿第二定律可得 联立解得 15. 如图甲所示，边长为d的正方形虚线区域内存在电场强度大小为E1、方向水平向右的匀强电场。一个可视为质点、质量为m的带电小球自正方形上边界中点A处由静止释放，小球沿直线打到右边界中点B，重力加速度为g。 （1）判断带电小球的电性，并求出其电荷量q的大小； （2）将原电场更换为如图所示的周期性交变电场（如图乙所示，向右为场强的正方向），某时刻，将小球从A点由静止释放，经过一个周期（T未知）均能运动到电场下边界，求； ①周期T的大小： ②电场强度E2最大值。 【答案】（1）正电，；（2）①；② 【解析】 【详解】（1）由题意可知小球所受电场力方向水平向右，所以小球带正电。小球所受电场力与重力的合力沿AB方向，根据几何关系以及力的合成与分解可得 解得 （2）①小球在竖直方向上做自由落体运动，所以从释放到运动至电场下边界的时间为 ②由题图乙可知，在时刻释放的粒子经过一个周期恰好运动至电场下边界的端点时，电场强度E2有最大值E2m，根据牛顿第二定律可得此时小球在E2中运动时的加速度大小为 根据运动的对称性可知，小球在水平方向上先经过的匀加速运动，再经过的匀减速运动，根据运动学公式有 解得 16. 如图所示，一游戏装置由倾斜角为的光滑轨道OA、水平轨道AB、水平传送带BC、半径为R=0.2 m的光滑竖直圆形轨道DEF、水平地面IJ构成。J点固定有一足够高的竖直挡板，O1（题中未标出）为圆弧轨道的圆心，B、C、D、G四点在同一水平面上。游戏时，质量为0.1 kg的小滑块从倾斜轨道不同高度处静止释放，经过水平轨道和传送带后可沿圆形轨道运动，最后由G点水平飞出。已知小滑块与水平轨道AB的动摩擦因数，与传送带的动摩擦因数，AB长，BC长，IJ长，E是圆轨道上与圆心等高的点，G距水平地面IJ的高度H=1.8 m，小滑块可视为质点且经A处时速度大小不变，其余阻力均不计，g取10 m/s2，求： （1）若传送带处于静止状态，小滑块释放的高度h=2 m，求小滑块通过D点时对轨道的压力大小； （2）若传送带以4 m/s逆时针转动，小滑块释放的高度h=1.45 m，求小滑块在传送带上运动的过程中产生的热量； （3）若改变小滑块释放的高度，使它到达B点时的速度为，同时调节传送带以不同速度顺时针转动，为了保证小滑块不脱离圆轨道又能从G点水平飞出，试写出小滑块第1次落点（即不考虑反弹）与G点的竖直高度差y与传送带速度v的关系。 【答案】（1）5 N （2） （3）①若，则滑块落在水平面IJ，此时 ②若，则滑块打在竖直挡板上， ③若， 【解析】 【小问1详解】 滑块从释放到D点，由动能定理得 在D点，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知，小滑块通过D点时对轨道的压力大小为5 N。 【小问2详解】 滑块从释放到B点的过程中，由动能定理得 解得 由于，根据运动的对称性可知物块返回B点的速度大小依然为 向右运动的最大时间为 由物块和传送带的运动关系可得二者相对位移为 故由功能关系可得产生的热量为 解得 【小问3详解】 小滑块经过传送带时，当时， 当， 当时， 设滑块刚好能够过最高点F，则从C到F，由动能定理得，又 联立解得 由以上分析可知，当滑块在C点速度满足可通过圆轨道。 设滑块在C点以速度运动到G点飞出后刚好落在J点，则有， 联立解得 故由以上分析可得：①若，则滑块落在水平面IJ，此时 ②若，则滑块打在竖直挡板上， ③若， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $