精品解析:河北石家庄润德学校2025-2026学年第二学期高一年级第二次调研考试物理试卷
2026-07-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | 石家庄市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.59 MB |
| 发布时间 | 2026-07-07 |
| 更新时间 | 2026-07-07 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58689125.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年第二学期高一年级第二次调研考试
物理试卷
本试卷共4页,15小题,本试卷总分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2、作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
第I卷(选择题,共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 如图所示为地球绕太阳运行的示意图,图中椭圆表示地球公转轨道,中国农历节气的春分夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。试判断一年之内秋、冬两季比春、夏两季时间长短( )
A. 春夏秋冬 B. 春夏秋冬 C. 春夏秋冬 D. 无法确定
2. 质量为0.5kg的足球以1m/s速度水平撞击墙壁,又以m/s速度弹回。若以足球的初速度方向为正方向,则在碰撞过程中足球的速度变化量以及动能的变化量为( )
A. 0,0.5J B. m/s,0 C. 2m/s,0 D. m/s,0.5J
3. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
4. 某学校为了封闭式管理,正在修建一栋宿舍楼,修建过程中要用到起重机,如图甲是起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体,其图像如图乙所示,5~10s内起重机的功率为额定功率,不计空气阻力,重力加速度为,则以下说法正确的是( )
A. 6秒末速度为10m/s
B. 起重机的额定功率为2400W
C. 5~10s内重物所受起重机的拉力在减小
D. 5~10s物体减速上升
5. 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竖直。开始时,重物A、B处于静止状态,释放后A、B开始运动,已知A、B的质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为g,当A的位移为h时,B的速度有多大( )
A. B. C. D.
6. 土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多.由此信息可知( )
A. 土星的质量比火星的小
B. 土星运行的速率比火星的小
C. 土星运行的周期比火星的小
D. 土星运行的角速度大小比火星的大
7. 随着我国航天事业飞速发展,人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力,不考虑自转,该星球可视为质量分布均匀的球体,半径为,表面重力加速度为。质量为m的飞行器与星球中心距离为r时,引力势能为。要使飞行器在距星球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动,则发射初速度为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。漏选得3分,错选不得分。
8. 宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转,称之为双星系统。在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示。若AO>OB,则( )
A. 星球A的质量一定大于星球B的质量
B. 星球A的线速度一定大于星球B的线速度
C. 双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大
D. 双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大
9. 假设将来人类登上了火星,考察完毕后,乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历了如图所示的变轨过程,则有关这艘飞船的下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能大于飞船在轨道Ⅱ上运动时的机械能
B. 飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
C. 飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D. 飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同
10. 如图所示,AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,小球A放在固定的光滑斜面上,斜面倾角,BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,小球C放在水平地面上。现用手控制住小球A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知小球A的质量为4m,小球BC质量相等,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放小球A后,小球A沿斜面下滑至速度最大时小球C恰好离开地面,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 小球BC及弹簧组成的系统机械能守恒
B. 小球C的质量为m
C. 小球A最大速度大小为
D. 小球B上升的高度为
第II卷(非选择题,共54分)
三、实验题:本题共2小题,每空2分,共14分。
11. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是___________;
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hc。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化了___________动能变化了 ___________;
(3)很多实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,原因是___________。
12. 利用如图所示装置探究合外力做功与动能变化关系。一光滑小钢球置于小车内,车内后壁装有压力传感器,车顶安装有遮光条,细绳一端系于小车上,另一端跨过固定在长木板一端的定滑轮,挂上钩码。
(1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小,且细线需要调节至与长木板平行。则在实验过程中,还需要满足的条件是______(填选项字母)。
A.钩码质量远小于小车质量
B.长木板要调节保持水平
C.长木板要调节倾斜一特定角度以平衡摩擦力
(2)释放小车后,记录遮光条的挡光时间和遮光条的宽度d以及遮光条到光电门的距离L;
(3)小车经过光电门时的速度______(用题中字母表示);
(4)多次改变钩码质量,其余物理量不变,记录每次的和传感器读数F,则最直观、合理的关系图像是下列选项中的______(填选项字母)。
A. B. C. D.
四、解答题:本题共3小题,13题10分,14题14分,15题16分
13. 宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星,在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球(引力视为恒力,阻力可忽略),经过时间t落到地面。已知该行星半径为R,引力常量为G,已知半径为R的球体体积,求:
(1)该行星的第一宇宙速度v;
(2)该行星的平均密度ρ;
14. 如图所示,质量为的小物块从平台的右端A点以速度水平飞出后,恰由P点沿切线方向进入竖直圆轨道,并刚好通过轨道最高点M飞出。已知圆轨道半径,圆心为O,N点为轨道最低点,∠PON=53°,重力加速度,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)小物块在P点的瞬时速度大小;
(2)小物块通过M点的瞬时速度大小;
(3)小物块在圆轨道上运动的过程中摩擦力对它做的功W。
15. 如图,一倾角为θ的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出),相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现,小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。
(1)求小车到达第一个减速带前的速度大小;
(2)求小车通过第30个减速带后,经过每一个减速带时损失的机械能;
(3)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能;
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2025-2026学年第二学期高一年级第二次调研考试
物理试卷
本试卷共4页,15小题,本试卷总分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2、作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
第I卷(选择题,共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 如图所示为地球绕太阳运行的示意图,图中椭圆表示地球公转轨道,中国农历节气的春分夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。试判断一年之内秋、冬两季比春、夏两季时间长短( )
A. 春夏秋冬 B. 春夏秋冬 C. 春夏秋冬 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示
根据开普勒第二定律行星与太阳连线同时间扫过面积相等,则扫过面积相等时间相等,春夏两季面积大于秋冬面积,所以一年之内秋、冬两季比春、夏两季要短。
选选A。
2. 质量为0.5kg的足球以1m/s速度水平撞击墙壁,又以m/s速度弹回。若以足球的初速度方向为正方向,则在碰撞过程中足球的速度变化量以及动能的变化量为( )
A. 0,0.5J B. m/s,0 C. 2m/s,0 D. m/s,0.5J
【答案】B
【解析】
【详解】碰撞过程中足球的速度变化量
动能的变化量
ACD错误;B正确。
故选B。
3. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
【答案】B
【解析】
【详解】A.设月球质量为,地球质量为M,苹果质量为,则月球受到的万有引力为
苹果受到的万有引力为
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知,故二者之间万有引力的关系无法确定,故选项A错误;
B.根据牛顿第二定律
,
整理可以得到
故选项B正确;
C.在地球表面处
在月球表面处
由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知,故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故选项C错误;
D由C可知,无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系,故选项D错误。
故选B。
4. 某学校为了封闭式管理,正在修建一栋宿舍楼,修建过程中要用到起重机,如图甲是起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体,其图像如图乙所示,5~10s内起重机的功率为额定功率,不计空气阻力,重力加速度为,则以下说法正确的是( )
A. 6秒末速度为10m/s
B. 起重机的额定功率为2400W
C. 5~10s内重物所受起重机的拉力在减小
D. 5~10s物体减速上升
【答案】C
【解析】
【详解】AD.由图乙可知,物体在0~5s内做匀加速直线运动,5s时起重机的速度为
5s后起重机继续加速上升,则6s末的速度大于10m/s,故AD错误;
B.5s时起重机达到额定功率,此时有,
解得W
故B错误;
C.5~10s内重物所受起重机的加速度逐渐减小,根据
可知拉力在减小,故C正确;
故选C。
5. 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竖直。开始时,重物A、B处于静止状态,释放后A、B开始运动,已知A、B的质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为g,当A的位移为h时,B的速度有多大( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】解法一:根据滑轮组的特征可知,释放后B向下运动,A向上运动,设绳子上的张力为,则对A由牛顿第二定律有
对B由牛顿第二定律有
且有
解得
,
设A的位移为时所用时间为,根据匀变速直线运动位移与时间的关系有
解得
则此时B的速度大小为
解法二:A、B组成的系统机械能守恒,当A上升时,B下降,且二者速度始终满足
由机械能守恒有
解得
故选D。
6. 土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多.由此信息可知( )
A. 土星的质量比火星的小
B. 土星运行的速率比火星的小
C. 土星运行的周期比火星的小
D. 土星运行的角速度大小比火星的大
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查圆周运动及万有引力定律相关的知识点.
【详解】根据万有引力提供向心力,得,即r越大速度越小,但是不比较土星和地球质量大小,故A错误,B正确;由,得,即r越大周期越大,故C错误;由,得,即r越大角速度越小,故D错误.
7. 随着我国航天事业飞速发展,人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力,不考虑自转,该星球可视为质量分布均匀的球体,半径为,表面重力加速度为。质量为m的飞行器与星球中心距离为r时,引力势能为。要使飞行器在距星球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动,则发射初速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】飞行器在轨道半径处的总机械能包括动能和势能。
引力势能为
根据万有引力提供向心力,在星球表面有,解得轨道速度满足,对应动能,总机械能
根据机械能守恒,初始动能,解得。
故选B。
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。漏选得3分,错选不得分。
8. 宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转,称之为双星系统。在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示。若AO>OB,则( )
A. 星球A的质量一定大于星球B的质量
B. 星球A的线速度一定大于星球B的线速度
C. 双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大
D. 双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于两星球间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力,根据
可得
因AO>OB,故星球A的质量一定小于星球B的质量,A错误;
B.由于两星球角速度相同,根据
可知星球A的线速度一定大于星球B的线速度,B正确;
CD.根据
整理得
双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越小;双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大,C错误,D正确。
故选BD。
9. 假设将来人类登上了火星,考察完毕后,乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历了如图所示的变轨过程,则有关这艘飞船的下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能大于飞船在轨道Ⅱ上运动时的机械能
B. 飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
C. 飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D. 飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.飞船在轨道Ⅰ上经过P点时,要点火加速,使其速度增大做离心运动,从而转移到轨道Ⅱ上运动。所以飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能小于轨道Ⅱ上运动的机械能,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知
因为可得飞船在轨道Ⅱ上运动时,在P点速度大于在Q点的速度,故B正确;
C.飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时受到的万有引力大小相等,根据牛顿第二定律可知加速度必定相等,故C正确;
D.根据
得周期公式
虽然相等,但是由于地球和火星的质量不等,所以周期不相等,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,小球A放在固定的光滑斜面上,斜面倾角,BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,小球C放在水平地面上。现用手控制住小球A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知小球A的质量为4m,小球BC质量相等,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放小球A后,小球A沿斜面下滑至速度最大时小球C恰好离开地面,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 小球BC及弹簧组成的系统机械能守恒
B. 小球C的质量为m
C. 小球A最大速度大小为
D. 小球B上升的高度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.以小球B、C及弹簧组成的系统为研究对象,除系统重力外,绳的拉力对系统做功,则系统机械能不守恒,故A错误;
B.小球A速度最大时,小球A的加速度为零,则
对小球B、C及弹簧组成的系统
联立以上两式,解得
故B正确;
CD.小球C恰好离开地面时,弹簧弹力
弹簧伸长量为,初始时,弹簧被压缩,则小球B上升,以小球A、B、C及弹簧组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得
又
联立以上两式,解得
故C正确,D错误。
故选BC。
第II卷(非选择题,共54分)
三、实验题:本题共2小题,每空2分,共14分。
11. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是___________;
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hc。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化了___________动能变化了 ___________;
(3)很多实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,原因是___________。
【答案】 ①. AB##BA ②. mghB ③. ④. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响
【解析】
【详解】(1)[1]打点计时器需要用到交流电源,在测量纸带上两点间的长度需要刻度尺,由公式
可得质量m可以约掉,所以不需要测量重物的质量。
故选AB。
(2)[2][3]从O点到B点重物的重力势能减少了
由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度可得打B点时的速度
则打B点时,重物的动能的增加量为
(3)[4] 实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响。
12. 利用如图所示装置探究合外力做功与动能变化关系。一光滑小钢球置于小车内,车内后壁装有压力传感器,车顶安装有遮光条,细绳一端系于小车上,另一端跨过固定在长木板一端的定滑轮,挂上钩码。
(1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小,且细线需要调节至与长木板平行。则在实验过程中,还需要满足的条件是______(填选项字母)。
A.钩码质量远小于小车质量
B.长木板要调节保持水平
C.长木板要调节倾斜一特定角度以平衡摩擦力
(2)释放小车后,记录遮光条的挡光时间和遮光条的宽度d以及遮光条到光电门的距离L;
(3)小车经过光电门时的速度______(用题中字母表示);
(4)多次改变钩码质量,其余物理量不变,记录每次的和传感器读数F,则最直观、合理的关系图像是下列选项中的______(填选项字母)。
A. B. C. D.
【答案】 ①. B ②. ③. D
【解析】
【详解】(1)[1]
BC.实验中研究对象是小球,由于小球光滑,不受摩擦力作用,若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小,则小球的重力一定与小车对小球的支持力平衡,即长木板要调节保持水平,故B正确,C错误;
A.由于实验中并没有认为钩码的重力近似等于绳的拉力,则不需要满足钩码质量远小于小车质量,故A错误。
故选B。
(3)[2]根据光电门的测速原理,小车经过光电门时的速度
(4)[3]令小球质量为m,对小球进行分析,根据动能定理有
结合上述有
由于图像是一条过原点的倾斜直线,可知,最直观、合理的关系图像是。
故选D。
四、解答题:本题共3小题,13题10分,14题14分,15题16分
13. 宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星,在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球(引力视为恒力,阻力可忽略),经过时间t落到地面。已知该行星半径为R,引力常量为G,已知半径为R的球体体积,求:
(1)该行星的第一宇宙速度v;
(2)该行星的平均密度ρ;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据
可得行星表面的重力加速度
对围绕行星表面做圆周运动的卫星
又
可得该行星的第一宇宙速度
【小问2详解】
该行星的密度
解得
14. 如图所示,质量为的小物块从平台的右端A点以速度水平飞出后,恰由P点沿切线方向进入竖直圆轨道,并刚好通过轨道最高点M飞出。已知圆轨道半径,圆心为O,N点为轨道最低点,∠PON=53°,重力加速度,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)小物块在P点的瞬时速度大小;
(2)小物块通过M点的瞬时速度大小;
(3)小物块在圆轨道上运动的过程中摩擦力对它做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块进入轨道时,刚好沿P点切线进入,其分速度与合速度如下图
由图可知
解得
【小问2详解】
由题意可知,小物块恰好从M点飞出,对小物块在M点受力分析,可得
解得
【小问3详解】
小物块从P到M的过程,应用动能定理,可得
解得
15. 如图,一倾角为θ的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出),相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现,小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。
(1)求小车到达第一个减速带前的速度大小;
(2)求小车通过第30个减速带后,经过每一个减速带时损失的机械能;
(3)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由动能定理可知
解得
【小问2详解】
小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同,则小车与减速带碰撞过程中机械能的损失恰好等于经过距离d时增加的动能,即
小车通过第30个减速带后,每经过d的过程中,根据动能定理可得
所以有
小车通过第30个减速带后,经过每一个减速带时损失的机械能为
【小问3详解】
设小车通过第30个减速带后,每次与减速带碰撞后的动能为,小车与第50个减速带碰撞后在水平面上继续滑行距离s后停下,在此过程中根据动能定理可得
解得
小车从开始运动到与第30个减速带碰撞后的过程中,根据功能关系可得损失的总能量为
小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能为
解得
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