精品解析：甘肃白银市靖远县第一中学2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

靖远一中2025-2026学年下学期期末模拟试题 高一物理 一、单选题（每小题4分，共28分） 1. 如图所示，在倾角为的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的A、B两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中下列说法正确的是（　　） A. A、B两小球在空中运动时间之比为 B. A、B两小球在空中运动时间之比为 C. A、B两小球落回斜面时速度之比为 D. A、B两小球落回斜面时速度之比为 2. 如图所示为某跳台滑雪运动员从助滑道滑下，然后从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆的示意图，其中Ek-t图像是运动员从a到b飞行时的动能随飞行时间变化的关系图像，不计空气阻力的作用，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 运动员的质量为80kg B. 运动员在a处的速度大小为20m/s C. 斜坡的倾角为30° D. 在b处时，重力的瞬时功率为1.2×104W 3. 关于摩擦力做功问题，下列叙述中正确的是 (　　) A. 摩擦力总是阻力，故只能做负功 B. 摩擦力可能做正功也可能做负功 C. 静摩擦力出现的地方物体间无相对位移，故肯定不做功 D. 滑动摩擦力对两个相互作用的物体大小相等，方向相反，故对两个物体所做的功大小相同，正负相反 4. 如图所示，木板放在光滑地面上，一滑块m放在木板上．当用恒力F将滑块由木板块一端拉至另一端，木板分固定和不固定两种情况，力F做功分别为W1和W2，则(　　) A. W1＝W2 B. W1<W2 C. W1>W2 D. 无法比较 5. 如图所示，汽车以速度通过凹形路面最低点。关于车对地面的压力大小，下列判断正确的是（　　） A. 等于汽车所受的重力 B. 小于汽车所受的重力 C. 大于汽车所受的重力 D. 速度越小压力越大 6. 无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速器， 很多种高挡汽车都应用无极变速．如图所示是截锥式无极变速模 型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动 轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动．当位于主动轮和从动轮之间 的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加．当滚动轮位于主动 轮直径 D1、从动轮直径 D2的位置时， 主动轮转速 n1、从动轮转 速 n2的关系是（） A. B. C. D. 7. 质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数的关系如图所示，已知图像斜率k数值大小为400，则赛车：（　　） A. 速度随时间均匀增大 B. 加速度随时间均匀增大 C. 赛车运动时发动机输出功率为160kW D. 图中b点取值应为0.01，其对应的物理意义表示赛车的最大时速为160km/h 二、多选题（每小题5分，全部选对得5分，选对但不全对得3分，有选错的得0分，共15分） 8. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 9. 如图所示，半圆形轨道半径为R，AB为水平直径．一个小球从A点以不同初速度水平抛出．不计空气阻力，则下列判断正确的是( ) A. 想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大，小球应该落在轨道的最低点 B. 虽然小球初速度不同，小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角都相同 C. 若初速度取值适当，可以使小球垂直撞击半圆轨道 D. 无论 取何值，小球都不可能垂直撞击半圆轨道 10. 如图所示，内、外壁均光滑、半径为的圆轨道固定在竖直面内，是轨道的圆心，是竖直直径。甲、乙两小球（均视为质点）分别在轨道内、外壁上的、两点，半径与竖直方向的夹角为，重力加速度为，，下列说法正确的是（　　） A. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度为0 B. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度大小为 C. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则在点对轨道刚好无压力 D. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则刚好能到达点 三、实验题（共15分） 11. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6V的交变电流和直流电，交变电流的频率为50Hz，重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）他进行了下面几个操作步骤： A．按照图示的装置安装器件 B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C．用天平测出重锤的质量 D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带 E．测量纸带上某些点间的距离 F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能 其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________；(填选项字母) （2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为___________m/s；（保留3位有效数字） （3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出图像，应是下列图中的_________； （4）他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此对实验设计进行了改进，用如图丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门所在位置B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d，重力加速度为g，实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束，小铁球通过光电门时的瞬时速度v=__________；如果d、t、h、g满足关系式________，就可验证机械能守恒定律。 12. 如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在A盘边缘某点与盘中心连线的中点上，钢球③放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2：1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮。a、b的轮半径之比为1：2，用皮带连接a、b两轮，稳定转动时， （1）钢球①、②、③的速度大小之比为___________； （2）钢球①、②、③受到的向心力之比为___________。 13. 某同学用如图所示的实验装置来验证向心力公式。均质小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当木架绕轴BC匀速转动时，小球在 ①水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向、绳b在水平方向。两绳的A、C端分别安装有拉力传感器1、2，重力加速度为g，忽略空气的阻力，实验步骤如下： A.实验之前，用游标卡尺测得小球的直径为d，用刻度尺测得a绳的长度为la，b绳的长度为lb； B.使木架绕BC轴匀速转动，并带动小球在水平面内做匀速圆周运动，记录转n圈对应的时间t； C.读出拉力传感器1、2的示数分别为Fa、Fb： D.当小球运动到图示位置时，绳b被突然烧断，同时木架也立即停止转动，读出拉力传感器1在此瞬间的示数为F0。 （1）小球的质量m=___________； （2）绳b被烧断之前小球做匀速圆周运动，若Fb=___________，则向心力公式得到验证；（用Fa、n、t、g、lb和d等表示） （3）绳b被烧断之后的瞬间，若F0=___________，则向心力公式得到验证。（用Fa、n、t、g、la、lb和d等表示） 四、解答题（共42分） 14. 如图所示，竖直平面内由倾斜轨道AB、半径为R的圆周细圆管O1（在底部C处有交错，交错宽度不计）、半径为R的四分之一圆弧轨道DE构成一游戏装置固定于地面。B、D处均平滑连接，粗糙水平直轨道CD段长为1.5R，滑动摩擦因数，其它所有摩擦均不计，圆弧轨道DE的圆心O2与圆周细圆管圆心O1等高。现将质量为m的小滑块从斜面的某高度h处静止释放，不计滑块大小和经过连接处的机械能损失。求： （1）若h=3.5R，小滑块第一次冲出E点后达到的最高点离E点的高度； （2）若h=3R，小滑块第一次到达细圆管的最高点时对轨道的作用力； 15. 有一种大型游戏机叫“跳楼机”。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面高处，然后由静止释放．座椅沿轨道自由下落一段时间后，开始受到压缩空气提供的恒定阻力而做匀减速运动，下落到离地面高处速度刚好减小到零，这一下落全过程经历的时间是。然后座椅再缓慢下落将游客送回地面。取。求： （1）座椅被释放后自由下落的高度有多高？ （2）某游客的质量为，那么在匀减速阶段，恒定阻力对该游客做的功是多少？ 16. 科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带部分水平，其长度，传送带以的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径，其下端C点与圆弧轨道的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧对应的圆心角且圆弧的半径，F点和倾斜传送带的下端G点平滑连接，倾斜传送带长为，其倾角。某同学将一质量为且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力，然后物块滑上倾斜传送带，已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，传送带以速度为顺时针运动，重力加速度，求： （1）物块由A到B的过程中传送带对物体所做的功； （2）弧对应的圆心角为多少； （3）物块从G到H端所用时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 靖远一中2025-2026学年下学期期末模拟试题 高一物理 一、单选题（每小题4分，共28分） 1. 如图所示，在倾角为的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的A、B两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中下列说法正确的是（　　） A. A、B两小球在空中运动时间之比为 B. A、B两小球在空中运动时间之比为 C. A、B两小球落回斜面时速度之比为 D. A、B两小球落回斜面时速度之比为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．A小球做竖直上抛运动，其在空中运动的时间为 ① B小球做平抛运动，设其在空中运动时间为tB，则根据平抛运动规律有 ② ③ 根据几何关系有 ④ 联立②③④解得 ⑤ 由①⑤可得 ⑥ 故AB错误； CD．根据竖直上抛运动的对称性可知A回落到斜面时的速度大小为 ⑦ 根据速度的合成法则可得B回落到斜面时的速度大小为 ⑧ 由⑦⑧可得 ⑨ 故C错误，D正确。 故选D。 2. 如图所示为某跳台滑雪运动员从助滑道滑下，然后从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆的示意图，其中Ek-t图像是运动员从a到b飞行时的动能随飞行时间变化的关系图像，不计空气阻力的作用，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 运动员的质量为80kg B. 运动员在a处的速度大小为20m/s C. 斜坡的倾角为30° D. 在b处时，重力的瞬时功率为1.2×104W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，运动员做平抛运动，在2s时间内下落的高度 由动能定理可得 解得 故A错误； B．运动员在a点时的动能是3×103J，由动能公式可得 解得 故B错误； C．设运动员在水平方向位移为x，斜坡的倾角为θ，由竖直方向的位移与水平方向位移关系，可得 解得斜坡的倾角为 故C错误； D．运动员在b处时，重力的瞬时功率为 故D正确。 故选D。 3. 关于摩擦力做功问题，下列叙述中正确的是 (　　) A. 摩擦力总是阻力，故只能做负功 B. 摩擦力可能做正功也可能做负功 C. 静摩擦力出现的地方物体间无相对位移，故肯定不做功 D. 滑动摩擦力对两个相互作用的物体大小相等，方向相反，故对两个物体所做的功大小相同，正负相反 【答案】B 【解析】 【详解】恒力做功的表达式W=FScosα，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A错误，B正确；恒力做功的表达式W=FScosα，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C错误；滑动摩擦力是作用在两个物体上的力，但两物体的位移不可能相同；故滑动摩擦力对两个物体所做的功不一定大小相等，方向相反，故D错误；故选B． 【点睛】本题关键要分清相对运动方向与运动方向的关系，前者是相对与与物体接触的另一个物体，而后者是相对与参考系；同时要明确恒力做功的求法． 4. 如图所示，木板放在光滑地面上，一滑块m放在木板上．当用恒力F将滑块由木板块一端拉至另一端，木板分固定和不固定两种情况，力F做功分别为W1和W2，则(　　) A. W1＝W2 B. W1<W2 C. W1>W2 D. 无法比较 【答案】B 【解析】 【详解】木块从木板左端滑到右端克服摩擦力所做的功W=fs，因为木板不固定时木块的位移要比固定时大，即s1＜s2，所以W1＜W2，故选B． 5. 如图所示，汽车以速度通过凹形路面最低点。关于车对地面的压力大小，下列判断正确的是（　　） A. 等于汽车所受的重力 B. 小于汽车所受的重力 C. 大于汽车所受的重力 D. 速度越小压力越大 【答案】C 【解析】 【详解】汽车通过最低点时，根据牛顿第二定律可得 可得支持力大小为 根据牛顿第三定律可知，车对地面的压力大小为 可知车对地面的压力大于汽车所受的重力，速度越小压力越小。 故选C。 6. 无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速器， 很多种高挡汽车都应用无极变速．如图所示是截锥式无极变速模 型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动 轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动．当位于主动轮和从动轮之间 的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加．当滚动轮位于主动 轮直径 D1、从动轮直径 D2的位置时， 主动轮转速 n1、从动轮转 速 n2的关系是（） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】从动轮与主动轮边缘线速度相等，则有 ·ω1＝·ω2 即D1n1＝D2n2，故 故B正确ACD错误。 故选B。 7. 质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数的关系如图所示，已知图像斜率k数值大小为400，则赛车：（　　） A. 速度随时间均匀增大 B. 加速度随时间均匀增大 C. 赛车运动时发动机输出功率为160kW D. 图中b点取值应为0.01，其对应的物理意义表示赛车的最大时速为160km/h 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】对汽车受力分析，根据牛顿第二定律得 化简得 A．功率恒定，所以加速度随时间发生变化，汽车做变加速直线运动。A错误； B．随着速度增大，加速度逐渐减小。B错误； C．结合图像得 解得 C正确； D．图像的斜率为 解得 其对应的物理意义表示赛车的最大时速为 D错误。 故选C。 二、多选题（每小题5分，全部选对得5分，选对但不全对得3分，有选错的得0分，共15分） 8. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有 解得 轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，故A错误； B．由 道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道3上角速度较小，故B正确； CD．根据牛顿第二定律和万有引力定律 得 所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。故C错误D正确。 故选BD。 9. 如图所示，半圆形轨道半径为R，AB为水平直径．一个小球从A点以不同初速度水平抛出．不计空气阻力，则下列判断正确的是( ) A. 想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大，小球应该落在轨道的最低点 B. 虽然小球初速度不同，小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角都相同 C. 若初速度取值适当，可以使小球垂直撞击半圆轨道 D. 无论 取何值，小球都不可能垂直撞击半圆轨道 【答案】AD 【解析】 【详解】A．想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大，则根据 可知小球应该落在轨道的最低点，故A正确； B．小球落在圆弧面上不同点时，结合圆弧可知位移的偏向角会随着落点的不同而发生变化，根据平抛运动的推论可知速度偏向角，所以小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同，故B错误； CD．根据平抛运动的推论：速度反向延长线过水平位移的中点，若小球垂直落在圆弧面上，则速度方向延长线过圆心，违背了速度反向延长线过水平位移的中点，所以无论 取何值，小球都不可能垂直撞击半圆轨道，故D正确；C错误； 10. 如图所示，内、外壁均光滑、半径为的圆轨道固定在竖直面内，是轨道的圆心，是竖直直径。甲、乙两小球（均视为质点）分别在轨道内、外壁上的、两点，半径与竖直方向的夹角为，重力加速度为，，下列说法正确的是（　　） A. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度为0 B. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度大小为 C. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则在点对轨道刚好无压力 D. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则刚好能到达点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．甲球在内壁轨道运动， “正好能到达 N 点” 的临界条件是：在 N 点轨道对小球的支持力为 0，只有重力提供向心力，即 解得，A错误； B．根据机械能守恒 代入，可得，B正确； C．乙对轨道刚好无压力时，根据牛顿第二定律 解得 ，C正确； D．由上一选项的解析可知，当小球速度为时，轨道刚好无弹力，现在的速度 需要的向心力更大，而轨道只能产生向外的作用力，小球会立即脱离外壁轨道，无法继续沿轨道运动，更不可能到达 N 点，D错误。 故选 BC。 三、实验题（共15分） 11. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6V的交变电流和直流电，交变电流的频率为50Hz，重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）他进行了下面几个操作步骤： A．按照图示的装置安装器件 B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C．用天平测出重锤的质量 D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带 E．测量纸带上某些点间的距离 F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能 其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________；(填选项字母) （2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为___________m/s；（保留3位有效数字） （3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出图像，应是下列图中的_________； （4）他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此对实验设计进行了改进，用如图丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门所在位置B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d，重力加速度为g，实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束，小铁球通过光电门时的瞬时速度v=__________；如果d、t、h、g满足关系式________，就可验证机械能守恒定律。 【答案】 ①. C ②. B ③. 1.84 ④. C ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1][2]要验证机械能守恒定律，需要验证 即只需验证 故不需要测出重锤的质量，所以没有必要进行的步骤是C；打点计时器只能使用交流电源，故操作不当的步骤是B； （2）[3]由匀变速直线运动的中间时刻速度推论可得，B点的速度 （3）[4]根据关系式 可得 可知图像应是过原点的倾斜直线。 故选C。 （4）[5][6]小铁球通过光电门的时间很短，故可用小铁球经过光电门的平均速度近似求出小铁球通过光电门的瞬时速度，即 代入 可得 12. 如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在A盘边缘某点与盘中心连线的中点上，钢球③放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2：1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮。a、b的轮半径之比为1：2，用皮带连接a、b两轮，稳定转动时， （1）钢球①、②、③的速度大小之比为___________； （2）钢球①、②、③受到的向心力之比为___________。 【答案】（1）4∶2∶1 （2）8∶4∶1 【解析】 【小问1详解】 设a轮转动的角速度为2ω，因ab同缘转动，线速度相等，根据，则b轮转动的角速度为ω，钢球①、②、③的速度分别为 ，， 即三球线速度之比为4∶2∶1； 【小问2详解】 根据可得钢球①、②、③受到的向心力之比为 13. 某同学用如图所示的实验装置来验证向心力公式。均质小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当木架绕轴BC匀速转动时，小球在 ①水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向、绳b在水平方向。两绳的A、C端分别安装有拉力传感器1、2，重力加速度为g，忽略空气的阻力，实验步骤如下： A.实验之前，用游标卡尺测得小球的直径为d，用刻度尺测得a绳的长度为la，b绳的长度为lb； B.使木架绕BC轴匀速转动，并带动小球在水平面内做匀速圆周运动，记录转n圈对应的时间t； C.读出拉力传感器1、2的示数分别为Fa、Fb： D.当小球运动到图示位置时，绳b被突然烧断，同时木架也立即停止转动，读出拉力传感器1在此瞬间的示数为F0。 （1）小球的质量m=___________； （2）绳b被烧断之前小球做匀速圆周运动，若Fb=___________，则向心力公式得到验证；（用Fa、n、t、g、lb和d等表示） （3）绳b被烧断之后的瞬间，若F0=___________，则向心力公式得到验证。（用Fa、n、t、g、la、lb和d等表示） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 装置匀速转动时，对小球分析，竖直方向 可得 【小问2详解】 装置匀速转动时，对小球分析，水平方向 其中、 联立解得 【小问3详解】 绳b被烧断之后的瞬间，若满足，向心力公式得到验证； 其中、、 解得 则向心力公式得到验证 四、解答题（共42分） 14. 如图所示，竖直平面内由倾斜轨道AB、半径为R的圆周细圆管O1（在底部C处有交错，交错宽度不计）、半径为R的四分之一圆弧轨道DE构成一游戏装置固定于地面。B、D处均平滑连接，粗糙水平直轨道CD段长为1.5R，滑动摩擦因数，其它所有摩擦均不计，圆弧轨道DE的圆心O2与圆周细圆管圆心O1等高。现将质量为m的小滑块从斜面的某高度h处静止释放，不计滑块大小和经过连接处的机械能损失。求： （1）若h=3.5R，小滑块第一次冲出E点后达到的最高点离E点的高度； （2）若h=3R，小滑块第一次到达细圆管的最高点时对轨道的作用力； 【答案】（1）1.75R；（2）mg，方向竖直向上 【解析】 【详解】（1）若h=3.5R，设小滑块第一次冲出E点后达到的最高点离E点的高度为h1，由开始到小滑块第一次到达最高点的过程，由动能定理有 解得 h1=1.75R （2）若h=3R，设小滑块第一次到达细圆管的最高点时的速度大小为v，从开始到小滑块第一次到达细圆管道最高点的过程中，根据动能定理有 设小滑块在最高点时所受管道的支持力大小为FN，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，可知小滑块在最高点时对管道的压力大小为mg，方向竖直向上。 15. 有一种大型游戏机叫“跳楼机”。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面高处，然后由静止释放．座椅沿轨道自由下落一段时间后，开始受到压缩空气提供的恒定阻力而做匀减速运动，下落到离地面高处速度刚好减小到零，这一下落全过程经历的时间是。然后座椅再缓慢下落将游客送回地面。取。求： （1）座椅被释放后自由下落的高度有多高？ （2）某游客的质量为，那么在匀减速阶段，恒定阻力对该游客做的功是多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）下落全过程的平均速度 因此最大速度为 由 得自由下落高度 （2）下落全过程对游客用动能定理 得 16. 科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带部分水平，其长度，传送带以的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径，其下端C点与圆弧轨道的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧对应的圆心角且圆弧的半径，F点和倾斜传送带的下端G点平滑连接，倾斜传送带长为，其倾角。某同学将一质量为且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力，然后物块滑上倾斜传送带，已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，传送带以速度为顺时针运动，重力加速度，求： （1）物块由A到B的过程中传送带对物体所做的功； （2）弧对应的圆心角为多少； （3）物块从G到H端所用时间。 【答案】（1）2.25J；（2）；（3）1.1s 【解析】 【详解】（1） 放在水平传送带上的物体受到重力、支持力和摩擦力的作用，摩擦力提供水平方向的加速度，由牛顿第二定律得 所以 物体加速到3m/s的时间 在加速阶段的位移 物体做匀速直线运动的时间 物块由A到B的过程中传送带对物体所做的功 （2）物体在B点离开传送带做平抛运动，平抛运动的时间 到达D点时物体沿竖直方向的分速度 到达D点时物体的速度与水平方向之间的夹角 所以 即DE弧对应的圆心角α为。 （3）物体在F点时，支持力与重力的分力提供向心力得 圆弧给物块的摩擦力 代入数据得 物体在倾斜的传送带上受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力 重力沿斜面向下的分力 则物体先相对于传送带向上运动，受到的摩擦力的方向向下，当物体的速度小于传送带的速度后，受到的摩擦力的方向向上，物体继续向上做减速运动，加速度的大小发生变化。物体的速度大于传送带的速度时，物体受到的摩擦力的方向向下，此时 则 用时 物体沿斜面向上的位移 物体的速度小于传送带的速度时，物体受到的摩擦力的方向向上，则 根据匀减速直线运动规律 代入数据得 （另一解舍去） 则物块从G到H端所用时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $