精品解析：山东省泰安市新泰中学2025-2026学年高一下学期第一次阶段性考试物理试题

新泰中学2025级高一下第一次阶段性考试 物理试题 （考试时间：90分钟，分值：100分） 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。） 1. 如图所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，下列说法中正确的是（　　） A. 牵引力和重力做的总功小于克服摩擦力做的功 B. 牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功 C. 重力的功率大小不变 D. 汽车的机械能增加 2. 天津市新建了几个滑雪场，如图所示为某滑雪道示意图，四分之一圆弧轨道半径为R，质量为m的运动员(含滑板)从A点由静止开始滑下，到达最低点B时，运动员对轨道的压力为2mg，已知重力加速度为g，则在运动员(可视为质点)下滑的过程中 A. 机械能守恒 B. 重力的功率一直变大 C. 先失重后超重 D. 阻力做功为 3. 起重机将质量为m的货物竖直吊起，上升高度为h，上升加速度为a，则起重机对货物所做的功是（ ） A. mgh B. mah C. mgh+mah D. mgh﹣mah 4. 某高中物理课本上有一个小实验，其截图如图： 实验时，某同学将小纸帽压到桌面上，然后放手，小纸帽被弹起。（小纸帽与弹簧不连接，并假定小纸帽运动中只发生竖直方向移动），不计空气阻力。关于小纸帽在离开弹簧之前被弹簧顶起的过程中，小纸帽的机械能（　　） A. 一直增加 B. 一直保持不变 C. 先增加后减小 D. 先增加后不变 5. 如图所示，一个质量为m的小球，用绳长为l的轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1的作用下，从P点缓慢移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为30°，随即撤去F1；第二次小球在大小为F2的水平恒力的作用下，从P点开始运动到达Q点，随即撤去F2。不计空气阻力，重力加速度为g。分析上述两次运动过程，下列说法正确的是（　　） A. F1的大小始终为mgtan30° B. F1做的功等于mglcos30° C. F2做的功等于F2lsin30° D. 两个过程小球回到最低点P时绳中拉力一定相等 6. 我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一、如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（　　） A. 汽车匀加速所需时间为5s B. 汽车以恒定功率启动 C. 汽车所受阻力为 D. 汽车在车速为5m/s时，功率为 7. 从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球，若运动过程中小球受到的空气阻力f与其速率v成正比，其关系为f=kv，小球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=2m/s，且落地前已经做匀速运动（取g=10m/s2），则以下说法正确的是（　　） A. k的值为0.1 Ns/m B. 小球在上升阶段加速度大小为20 m/s2时，其速度大小为1 m/s C. 小球抛出瞬间的加速度大小为60 m/s2 D. 小球抛出到落地过程中空气阻力所做的功为9.6 J 8. 如图所示，质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为的固定光滑斜面上，而B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和轻质滑轮中心间的距离为L，物块B从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g。在物块B下落到绳与水平方向的夹角为的过程中，下列说法正确的是（　　）。 A. 物块B的重力势能的减少量等于物块A的重力势能的增加量 B. 物块B的末速度为 C. 物块A的速度大小等于物块B的速度大小 D. 物块A的速度大小与物块B的速度大小的关系为： 二、多项选择题（每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 在某平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到某一值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其v-t图像如图所示。汽车牵引力为F，运动过程中所受的摩擦阻力恒为Ff，全过程中牵引力所做的功为W1，克服摩擦阻力所做的功为W2，则下列关系中正确的是（　　） A. F:Ff=4:1 B. F:Ff=1:3 C. W1:W2=4:3 D. W1:W2=1:1 10. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 在x = 1m时，拉力的功率为6W B. 在x = 4m时，物体的动能为2J C. 从x = 0运动到x = 2m，物体克服摩擦力做的功为8J D. 从x = 0运动到x = 4的过程中，物体的动量最大为2kg∙m/s 11. 我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车做匀加速运动的最大速度 B. 汽车能达到的最大行驶速度 C. 汽车速度为时的功率为 D. 汽车速度为时的加速度大小为 12. 如图所示，质量为的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为，某时刻由静止释放乙（足够高），经过一段时间小球运动到点，两点的连线水平，，且小球在、两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为，，。则（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球位于点时的速度大小为 C. 物体乙重力的瞬时功率一直增大 D. 小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小 三、实验题（每空2分） 13. 用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知电源频率为50Hz，m1=50g、m2=150g，g取10m/s2，则： （1）在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s； （2）在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=___J，系统势能的减少量ΔEp=___J。（第（2）问结果均保留三位有效数字） 14. 利用如图甲所示的装置研究均匀规则定滑轮的转动动能。一根足够长的轻细绳一端缠绕在滑轮边缘，另一端与质量为2m、带有挡光条的小物体A连接，A放光滑的倾斜轨道上，A与滑轮之间的绳与斜轨平行，距顶端L处有一光电门。将A从斜面顶端由静止释放，测得A通过光电门处的速度v。采用半径均为R但质量M不同的定滑轮进行多次试验，测得多组数据如下表所示。L、g、m、R为已知量，不计滑轮转轴处摩擦，绳与滑轮不打滑。 数据记录表 滑轮质量M m 0.8m 0.6m 0.4m 0.2m （1）若A上的挡光条宽为d，经过光电门时的挡光时间为，则A通过光电门处的速度______。 （2）根据表格中数据，在图乙坐标系中作出图像______。 （3）上述图像的纵截距表示了当滑轮的质量时，A物体通过光电门的速度平方的倒数，由此可求得斜轨倾角为______。 （4）利用表中的第1组数据，可以推出质量m的滑轮以角速度转动时其转动的动能______。（用m、R、表示） 四、解答题 15. 如图所示，质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为，已知：，，g取，求： （1）前3s内重力做的功； （2）前3s内重力的平均功率； （3）3s末重力的瞬时功率。 16. 如图所示，半径为R的圆弧光滑导轨AB与水平面相接，物块与水平面间的动摩擦因数为。从圆弧导轨顶端A静止释放一个质量为m的小木块（可视为质点），经过连接点B后，物块沿水平面滑行至C点停止，重力加速度为g。求： （1）物块沿圆弧轨道下滑至B点时的速度 ； （2）物块刚好滑到B点时对圆弧轨道的压力NB及物块静止于水平面C点时对水平面的压力NC； （3）BC之间的距离s。 17. 如图甲，竖直平面内，一长度大于4 m的水平轨道OP与光滑半圆形轨道PNM在P点平滑连接，固定在水平地面上。可视为质点的A、B两小物块靠在一起，静置于轨道左端。现用一水平向右推力F作用在A上，使A、B向右运动。以x表示A离开初始位置的位移，F随x变化的图像如图乙所示。已知A、B质量均为0.2 kg，A与水平轨道间的动摩擦因数为0.25，B与水平轨道间的摩擦不计，重力加速度大小取。 （1）求A离开初始位置向右运动1 m的过程中，推力F做的功； （2）求A的位移为1 m时，A、B间的作用力大小； （3）若B能到达M点，求半圆形轨道半径应满足的条件。 18. 某娱乐节目中设计了一水上闯关轨道，其简化模型如图所示，半径的光滑圆弧轨道与一传送带平滑连接，两轨道相切于点，A点与圆心点等高。传送带长，与水平方向夹角传送带以的速度顺时针方向转动，距点水平距离为，高为处设置一水平平台，闯关者从A点静止下滑，最后要从点飞出并落入平台，某次闯关时，闯关者质量，闯关者与传送带的动摩擦因数，不计空气阻力和轨道连接处的能量损失，不考虑传送带滑轮大小，，求： （1）闯关者在圆弧轨道上的点时的速度大小以及对圆弧轨道的压力大小。 （2）为了使闯关者能恰好水平进入平台，求平台距点的水平距离。 （3）求这次闯关时，传送带和闯关者之间因摩擦而产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新泰中学2025级高一下第一次阶段性考试 物理试题 （考试时间：90分钟，分值：100分） 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。） 1. 如图所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，下列说法中正确的是（　　） A. 牵引力和重力做的总功小于克服摩擦力做的功 B. 牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功 C. 重力的功率大小不变 D. 汽车的机械能增加 【答案】D 【解析】 【详解】AB．汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，设牵引力做正功为WF，重力做负功为WG，克服摩擦力做功为Wf，支持力不做功，由动能定理可得 WF−WG−Wf=0 WF−WG=Wf AB错误； C．重力的方向不变，汽车的速度方向时刻变化，由 P=Fvcosθ=mgvcosθ 可知θ在变化，所以重力的功率在变化，C错误； D．汽车的动能不变，汽车的高度在增加，重力势能在增加，所以汽车的机械能在增加，D正确。 故选D。 2. 天津市新建了几个滑雪场，如图所示为某滑雪道示意图，四分之一圆弧轨道半径为R，质量为m的运动员(含滑板)从A点由静止开始滑下，到达最低点B时，运动员对轨道的压力为2mg，已知重力加速度为g，则在运动员(可视为质点)下滑的过程中 A. 机械能守恒 B. 重力的功率一直变大 C. 先失重后超重 D. 阻力做功为 【答案】C 【解析】 【详解】AD．在最低点B的速度为vB，根据牛顿第二定律可得：解得：，从A到B根据动能定理可得：，解得阻力做功为：，说明下滑过程中阻力做负功，机械能不守恒，故AD错误； B．竖直方向的速度先增大、后减小，根据可知，重力的功率先增大、后减小，故B错误； C．竖直方向的速度先增大、后减小，说明先加速下降后减速下降，所以运动员先失重后超重，故C正确； 3. 起重机将质量为m的货物竖直吊起，上升高度为h，上升加速度为a，则起重机对货物所做的功是（ ） A. mgh B. mah C. mgh+mah D. mgh﹣mah 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】对货物进行受力分析，货物受重力G和起重机对货物拉力F，根据牛顿第二定律得 即 上升h高度，起重机对货物拉力做功 故C正确。 故选C。 4. 某高中物理课本上有一个小实验，其截图如图： 实验时，某同学将小纸帽压到桌面上，然后放手，小纸帽被弹起。（小纸帽与弹簧不连接，并假定小纸帽运动中只发生竖直方向移动），不计空气阻力。关于小纸帽在离开弹簧之前被弹簧顶起的过程中，小纸帽的机械能（　　） A. 一直增加 B. 一直保持不变 C. 先增加后减小 D. 先增加后不变 【答案】A 【解析】 【详解】小纸帽在离开弹簧之前被弹簧顶起的过程中，弹簧的弹力对小纸帽一直做正功，弹簧的弹性势能转化为小纸帽的机械能，所以纸帽的机械能一直增加。 故选A。 5. 如图所示，一个质量为m的小球，用绳长为l的轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1的作用下，从P点缓慢移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为30°，随即撤去F1；第二次小球在大小为F2的水平恒力的作用下，从P点开始运动到达Q点，随即撤去F2。不计空气阻力，重力加速度为g。分析上述两次运动过程，下列说法正确的是（　　） A. F1的大小始终为mgtan30° B. F1做的功等于mglcos30° C. F2做的功等于F2lsin30° D. 两个过程小球回到最低点P时绳中拉力一定相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球处于动态平衡状态，则，绳子与竖直方向的夹角在增大的过程中，在增大，故A错误； B．小球从P点缓慢移动到Q点，则由动能定理，有 解得F1做的功等于，故B错误； C．F2做的功，故C正确； D．两个过程小球从最低点P点回到P时，由动能定理，有 在P点，有 而两种情况，拉力做功不同，则回到P点时的速度不同，绳中拉力不相等，故D错误。 故选C。 6. 我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一、如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（　　） A. 汽车匀加速所需时间为5s B. 汽车以恒定功率启动 C. 汽车所受阻力为 D. 汽车在车速为5m/s时，功率为 【答案】A 【解析】 【详解】B．由图知，汽车以恒定加速度启动，汽车匀加速运动的加速度为2m/s2，故B错误； A．汽车匀加速运动的末速度 解得 v=10m/s 匀加速运动的时间 故A正确； C．由图可知汽车的最大速度为30m/s，此时汽车做匀速直线运动，有 F=f 则 P=f×30 当时，a＝2m/s2，根据牛顿第二定律得 即 联立解得 ，P=6×104W 故C错误； D．根据牛顿第二定律，汽车匀加速运动时有 F-f=ma 代入数据得 F＝f+ma＝2×103N+2×103×2N＝6×103N 车速为5m/s时，功率为 P＝Fv＝6×103×5W＝3×104W 故D错误。 故选A。 7. 从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球，若运动过程中小球受到的空气阻力f与其速率v成正比，其关系为f=kv，小球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=2m/s，且落地前已经做匀速运动（取g=10m/s2），则以下说法正确的是（　　） A. k的值为0.1 Ns/m B. 小球在上升阶段加速度大小为20 m/s2时，其速度大小为1 m/s C. 小球抛出瞬间的加速度大小为60 m/s2 D. 小球抛出到落地过程中空气阻力所做的功为9.6 J 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球落地前以匀速运动，则有 即 故A错误； B．根据牛顿第二定律得 得 故B错误； C．小球抛出瞬间的加速度大小 故C正确； D．小球抛出到落地过程中，根据动能定理得 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为的固定光滑斜面上，而B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和轻质滑轮中心间的距离为L，物块B从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g。在物块B下落到绳与水平方向的夹角为的过程中，下列说法正确的是（　　）。 A. 物块B的重力势能的减少量等于物块A的重力势能的增加量 B. 物块B的末速度为 C. 物块A的速度大小等于物块B的速度大小 D. 物块A的速度大小与物块B的速度大小的关系为： 【答案】B 【解析】 【详解】A．在物块B下落过程中，A、B组成的系统机械能守恒，所以物块B的重力势能的减少量等于物块A的重力势能的增加量与物块A、B动能之和，故A错误； CD．在物块B下落到绳与水平方向的夹角为时，设此时物块A的速度大小为，物块B的速度大小为，将物块B的速度分解为沿绳方向的速度和垂直绳方向的速度，则有，故CD错误； B．在物块B下落到绳与水平方向的夹角为时，物块B下降的高度为 物块A沿斜面上升的距离为 根据机械能守恒定律有 联立以上表达式可得，故B正确。 故选B。 二、多项选择题（每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 在某平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到某一值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其v-t图像如图所示。汽车牵引力为F，运动过程中所受的摩擦阻力恒为Ff，全过程中牵引力所做的功为W1，克服摩擦阻力所做的功为W2，则下列关系中正确的是（　　） A. F:Ff=4:1 B. F:Ff=1:3 C. W1:W2=4:3 D. W1:W2=1:1 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图可知，物体先做匀加速直线运动，1s末速度为v，由动能定理可知 减速过程中，只有阻力做功 则可得 由图象面积代表位移可知 L1：L2=1：3 可得 故A正确，B错误； CD．对全程由动能定理得 W1-W2=0 得 W1:W2=1:1 故C错误D正确。 故选AD。 10. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 在x = 1m时，拉力的功率为6W B. 在x = 4m时，物体的动能为2J C. 从x = 0运动到x = 2m，物体克服摩擦力做的功为8J D. 从x = 0运动到x = 4的过程中，物体的动量最大为2kg∙m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】由于拉力在水平方向，则拉力做的功为 W = Fx 可看出W—x图像的斜率代表拉力F。 AB．在物体运动的过程中根据动能定理有 则x = 1m时物体的速度为 v1= 2m/s x = 1m时，拉力为 则此时拉力的功率 P = Fv1= 12W x = 4m时物体的动能为 Ek= 2J A错误、B正确； C．从x = 0运动到x = 2m，物体克服摩擦力做的功为 Wf= μmgx = 8J C正确； D．根据W—x图像可知在0—2m的过程中F1= 6N，2—4m的过程中F2= 3N，由于物体受到的摩擦力恒为f = 4N，则物体在x = 2m处速度最大，且根据选项AB分析可知此时的速度 则从x = 0运动到x = 4的过程中，物体的动量最大为 D错误。 故选BC。 11. 我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车做匀加速运动的最大速度 B. 汽车能达到的最大行驶速度 C. 汽车速度为时的功率为 D. 汽车速度为时的加速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．据牛顿第二定律有 解得 则汽车做匀加速运动的最大速度 故A错误； B．当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即 故B错误； C．汽车速度为时，功率为 故C正确； D．汽车速度为时，牵引力大小为 根据牛顿第二定律有 解得 故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，质量为的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为，某时刻由静止释放乙（足够高），经过一段时间小球运动到点，两点的连线水平，，且小球在、两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为，，。则（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球位于点时的速度大小为 C. 物体乙重力的瞬时功率一直增大 D. 小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．、两点处弹簧弹力的大小相等，则由胡克定律可知点的压缩量等于点的伸长量，由几何关系知 则小球位于点时弹簧的压缩量为 对点的小球由力的平衡条件可知 解得 选项A正确； B．当小球运动到点时，假设小球甲的速度为，此时小球甲的速度与绳子OQ垂直，所以物体乙的速度为零，又小球、物体和弹簧组成的系统机械能守恒，则由机械能守恒定律得 解得 选项B正确； D．由于小球在、两点处时弹簧弹力的大小相等，即小球在、两点处时弹簧的弹性势能相等，则小球由到的过程，弹簧的弹性势能先减小后增大，由能量守恒定律可知，小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小，选项D正确； C．由于小球在和点处，物体乙的速度都为零，在其他过程中，物体乙的速度不是零，则可知物体乙重力的瞬时功率先增大后减小，选项C错误。 故选ABD。 三、实验题（每空2分） 13. 用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知电源频率为50Hz，m1=50g、m2=150g，g取10m/s2，则： （1）在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s； （2）在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=___J，系统势能的减少量ΔEp=___J。（第（2）问结果均保留三位有效数字） 【答案】 ①. 2.4 ②. 0.576 ③. 0.600 【解析】 【详解】（1）[1]每相邻两计数点间还有4个点，相邻两计数点间的时间间隔为 在纸带上打下计数点5时的速度 （2）[2]两物体的初速度为零，所以在打点0~5过程中系统动能的增加量为 [3]系统势能的减少量包括m1增加的重力势能和m2减少的重力势能，为 14. 利用如图甲所示的装置研究均匀规则定滑轮的转动动能。一根足够长的轻细绳一端缠绕在滑轮边缘，另一端与质量为2m、带有挡光条的小物体A连接，A放光滑的倾斜轨道上，A与滑轮之间的绳与斜轨平行，距顶端L处有一光电门。将A从斜面顶端由静止释放，测得A通过光电门处的速度v。采用半径均为R但质量M不同的定滑轮进行多次试验，测得多组数据如下表所示。L、g、m、R为已知量，不计滑轮转轴处摩擦，绳与滑轮不打滑。 数据记录表 滑轮质量M m 0.8m 0.6m 0.4m 0.2m （1）若A上的挡光条宽为d，经过光电门时的挡光时间为，则A通过光电门处的速度______。 （2）根据表格中数据，在图乙坐标系中作出图像______。 （3）上述图像的纵截距表示了当滑轮的质量时，A物体通过光电门的速度平方的倒数，由此可求得斜轨倾角为______。 （4）利用表中的第1组数据，可以推出质量m的滑轮以角速度转动时其转动的动能______。（用m、R、表示） 【答案】 ①. ②. ③. 30° ④. 【解析】 【详解】（1）[1]A通过光电门的时间极短，则通过光电门的速度 （2）[2]作出图像如图 （3）[3]上述图像的纵截距表示了当滑轮的质量M=0时，A物体通过光电门的速度平方的倒数，即 由能量关系可知 由此可求得斜轨倾角为 =30° （4）[4]当滑轮的质量为m时，根据第1组数据可知 即 由能量关系 其中 解得 四、解答题 15. 如图所示，质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为，已知：，，g取，求： （1）前3s内重力做的功； （2）前3s内重力的平均功率； （3）3s末重力的瞬时功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由牛顿第二定律有 解得 前3s内物体的位移为 前3s内重力做的功为 （2）前3s内重力的平均功率 （3）物体末的速度为 3s末重力的瞬时功率 16. 如图所示，半径为R的圆弧光滑导轨AB与水平面相接，物块与水平面间的动摩擦因数为。从圆弧导轨顶端A静止释放一个质量为m的小木块（可视为质点），经过连接点B后，物块沿水平面滑行至C点停止，重力加速度为g。求： （1）物块沿圆弧轨道下滑至B点时的速度 ； （2）物块刚好滑到B点时对圆弧轨道的压力NB及物块静止于水平面C点时对水平面的压力NC； （3）BC之间的距离s。 【答案】（1）；（2）mg；（3） 【解析】 【详解】（1）由能量守恒，得 解出 v= （2）设物块刚好滑到B点时圆弧轨道对物块的支持力为，根据牛顿第二定律 解出 NB=3mg 由于物块在水平面上，所以 NC=mg （3）由能量守恒，得 解出 17. 如图甲，竖直平面内，一长度大于4 m的水平轨道OP与光滑半圆形轨道PNM在P点平滑连接，固定在水平地面上。可视为质点的A、B两小物块靠在一起，静置于轨道左端。现用一水平向右推力F作用在A上，使A、B向右运动。以x表示A离开初始位置的位移，F随x变化的图像如图乙所示。已知A、B质量均为0.2 kg，A与水平轨道间的动摩擦因数为0.25，B与水平轨道间的摩擦不计，重力加速度大小取。 （1）求A离开初始位置向右运动1 m的过程中，推力F做的功； （2）求A的位移为1 m时，A、B间的作用力大小； （3）若B能到达M点，求半圆形轨道半径应满足的条件。 【答案】（1）1.5J （2）0.5N （3） 【解析】 【小问1详解】 求，F做的功 【小问2详解】 对AB整体，根据牛顿第二定律 其中 对B根据牛顿第二定律 联立解得 【小问3详解】 当A、B之间的弹力为零时，A、B分离，根据（2）分析可知此时 此时 过程中，对A、B根据动能定理 根据题图可得 从点到点，根据动能定理 在点的最小速度满足 联立可得 即圆弧半径满足的条件。 18. 某娱乐节目中设计了一水上闯关轨道，其简化模型如图所示，半径的光滑圆弧轨道与一传送带平滑连接，两轨道相切于点，A点与圆心点等高。传送带长，与水平方向夹角传送带以的速度顺时针方向转动，距点水平距离为，高为处设置一水平平台，闯关者从A点静止下滑，最后要从点飞出并落入平台，某次闯关时，闯关者质量，闯关者与传送带的动摩擦因数，不计空气阻力和轨道连接处的能量损失，不考虑传送带滑轮大小，，求： （1）闯关者在圆弧轨道上的点时的速度大小以及对圆弧轨道的压力大小。 （2）为了使闯关者能恰好水平进入平台，求平台距点的水平距离。 （3）求这次闯关时，传送带和闯关者之间因摩擦而产生的热量。 【答案】（1），1440N （2）0.768m （3）180J 【解析】 【小问1详解】 从A点到点，根据动能定理有 解得 在点，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律可知，对圆弧轨道的压力大小为1440N。 【小问2详解】 由于，闯关者先做匀减速运动，在传送带上，根据牛顿第二定律有 解得 若全程匀减速，根据 解得 假设成立，故到达点时的速度为。从到，根据平抛运动规律有 ， 解得 【小问3详解】 在传送带上运动时，闯关者的位移 运动时间 故传送带位移 摩擦生热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $