内容正文:
哈73中(哈田中)2025-2026学年度下学期
高一学年 期末考试物理
考试时间:75分钟 卷面分值:100分
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只交试卷答题页。
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46分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 下面物体的运动属于平抛运动的是( )
A. 神舟8号升空 B. 树上掉落的苹果
C. 运动员将铅球斜向上抛出 D. 将一块小石子水平抛出
2. 如图所示,小物块与水平圆盘保持相对静止,随着圆盘一起做匀速圆周运动,关于物块的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 滑块可能受4个力
B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C. 摩擦力的方向与运动方向相反
D. 受到的合外力为零
3. 2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古自治区四子王旗预定区域,实现了世界首次月球背面采样返回。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号探测器在地球表面的重力大小等于其在月球表面的重力大小
B. 嫦娥六号探测器在进入地球大气层后减速下落的过程中,机械能转化为内能
C. 嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中(发动机无动力)动能增大
D. 嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中,月球对它的作用力大于它对月球的作用力
4. 解放军战士进行投弹训练,将质量为的手雷从离地高的位置以速度斜向上抛出,恰好击中地面上的点。若以抛出点为零势能面,重力加速度大小为,且不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 手雷在点的重力势能为
B. 手雷运动到最高点时的动能为0
C. 从到的过程中重力对手雷做的功为
D. 手雷在位置的机械能为
5. 一辆“复兴号”模型小机车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍,取,则以下说法正确的是( )
A. 汽车在前5 s内的牵引力为
B. 汽车速度为时的加速度为
C. 汽车的额定功率为
D. 汽车的最大速度为
6. 如图甲所示,质量为的物体受水平推力作用在水平面上由静止开始运动,推力随位移变化的关系如图乙所示,运动后撤去推力。已知物体与地面间的动摩擦因数为,重力加速度取,在物体运动的整个过程中( )
A. 推力对物体做的功为
B. 物体的位移为
C. 物体的动能最大值为
D. 物体在时速度最大
7. 如图质量为m的滑块(可视为质点),从半径为R的半球面的上端A以初速度滑下,经最低点B,恰好滑至与A等高的C点。滑块与半球面的动摩擦因数为定值,重力加速度为g。则滑块( )
A. A到B过程中,重力做功为mgR,重力势能增加mgR
B. A到B过程与B到C过程所受摩擦力做的功相等
C. A到C过程所受摩擦力做的功为
D. A到B过程机械能减少量大于B到C过程的机械能减少量
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。
8. 中国空间站作为太空家园,承载着人类探索宇宙的伟大梦想。将空间站视为在距离地球表面高度为的圆轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为、半径为,万有引力常量为,空间站质量为。下列关于空间站在轨道上运行时各物理量的表达式,正确的是( )
A. 线速度 B. 周期
C. 所受地球的万有引力 D. 向心加速度
9. 专业的飞行者穿戴飞行服装和降落伞设备,从悬崖绝壁等高处跃下,无动力空中飞行,如图甲所示,飞行者到达一定高度时打开降落伞着陆。某一翼装飞行者在空中运动时竖直方向的图像如图乙所示,以竖直向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. 0~10s内飞行者处于失重状态
B. 0~10s内飞行者受到的合力对飞行者做负功
C. 10s~15s内飞行者竖直方向的加速度在减小
D. 10s~15s内合力对飞行者做正功
10. 如图,运动员在跳台滑雪训练中,从加速斜面上滑下,时刻从跳台边缘点水平飞出,经过4s落在倾角为的着陆斜面上点,已知着陆斜面顶端在点正下方17m处,运动员(含装备)的质量为60kg,重力加速度取,,忽略空气阻力,选点所在的水平面为零势能参考面,则( )
A. 点与点的高度差为60m
B. 运动员从点飞出时的速度大小为
C. 运动员在点的重力势能为-48000 J
D. 运动员落到点前瞬间机械能为61230J
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. 如图所示为某物理兴趣小组验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。
实验步骤如下:
①按照图示安装仪器,半径为R的圆弧形轨道固定在压力传感器上,轨道上放置一小钢球,小钢球静止时刚好位于光电门中央;
②将小钢球放置在轨道最低处A处,读出此时压力传感器的示数
③将小钢球从轨道适当高度处由静止释放,记录光电计时器小钢球遮光时间t,力的传感器示数最大值
④改变小钢球的释放位置,重复步骤③。
(1)实验测得小钢球直径为d,且,小钢球经过光电门时线速度表达式为__________;
(2)实验中使用的小钢球的质量为m,小钢球运动到最低点时外界提供的向心力为__________用F,表示,所需要的向心力为__________用m,d,R,t表示。
12. 甲同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上。使重物自由下落,打点计时器在随重物下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带,依次标出计数点1,2,…,6,相邻计数点之间还有1个计时点。
(1)关于本实验,下列说法正确的是________。
A. 实验前必须用天平测出重物的质量
B. 实验前需用刻度尺测出重物距地面的高度
C. 实验时先通电,打点稳定后再释放纸带
(2)图乙为纸带的一部分,打点3时,重物下落的速度大小________m/s(保留3位有效数字)。
(3)气垫导轨是中学物理常用实验装置,利用水平放置的气垫导轨和光电门可以完成本实验,装置如图丙所示。测得遮光片的宽度为d,光电门A、B中心间的距离为L,遮光片通过光电门A、B的时间分别为、,已知滑块(含遮光片)的质量为M,钩码的质量为m,重力加速度大小为g。若要验证钩码和滑块构成的系统机械能守恒,需要验证的等式为________(用所给物理量的符号表示)。
(4)某物理兴趣小组直接利用“落体法”进行验证机械能守恒定律实验。设计了如图所示的实验方案,且,轻绳质量可忽略,轻绳与滑轮间摩擦不计。初始时用外力使两物体保持静止。测得下降高度为时,对应的速度为,如果表达式________成立,两物体及绳构成的系统机械能守恒。
13. 如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.8m的光滑四分之一圆形轨道,BC段为高为h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道。一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B后离开B点做平抛运动,重力加速度g取10。求:
(1)小球到达B点时对圆形轨道压力大小;
(2)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C的水平距离s。
14. 如图所示,质量的滑块以的初速度沿倾角的斜面上滑,经滑行到最高点。已知,,g取10m/s2,求滑块:
(1)上滑的最大高度h;
(2)上滑过程中克服摩擦力做功Wf;
15. 如图所示,光滑曲面AB与粗糙水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的细圆管CD,管D端正下方直立一根劲度系数k=50N/m的轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平,质量m=1kg的小球从A点由静止开始下滑,进入管口C端时对上管壁有10N的作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程小球的最大动能,已知小球与BC间的动摩擦因数,粗糙水平面BC的长度L=1m。不计空气阻力,取重力加速度大小。求:
(1)小球通过C点时的速度大小;
(2)曲面AB的高度H;
(3)在压缩弹簧过程中小球获得最大动能时弹簧的弹性势能。
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哈73中(哈田中)2025-2026学年度下学期
高一学年 期末考试物理
考试时间:75分钟 卷面分值:100分
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只交试卷答题页。
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46分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 下面物体的运动属于平抛运动的是( )
A. 神舟8号升空 B. 树上掉落的苹果
C. 运动员将铅球斜向上抛出 D. 将一块小石子水平抛出
【答案】D
【解析】
【详解】平抛运动的核心判定条件为①初速度沿水平方向;②运动过程中只受重力(空气阻力可忽略时满足该条件)。
A.神舟8号升空时初速度竖直向上,且还受到向上的推力作用,不符合平抛运动条件,故A错误;
B.树上掉落的苹果初速度为0,做自由落体运动,无水平初速度,不符合平抛运动条件,故B错误;
C.运动员斜向上抛出铅球时,铅球初速度为斜向上方向,属于斜抛运动,不符合平抛运动条件,故C错误;
D.水平抛出的小石子初速度沿水平方向,空气阻力可忽略时只受重力作用,符合平抛运动定义,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,小物块与水平圆盘保持相对静止,随着圆盘一起做匀速圆周运动,关于物块的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 滑块可能受4个力
B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C. 摩擦力的方向与运动方向相反
D. 受到的合外力为零
【答案】B
【解析】
【详解】AB.滑块受3个力作用,分别是重力、支持力和指向圆心的摩擦力,A错误,B正确;
C.摩擦力的方向与运动方向垂直,C错误;
D.滑块做匀速圆周运动,则受到的合外力指向圆心,不为零,D错误。
故选B。
3. 2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古自治区四子王旗预定区域,实现了世界首次月球背面采样返回。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号探测器在地球表面的重力大小等于其在月球表面的重力大小
B. 嫦娥六号探测器在进入地球大气层后减速下落的过程中,机械能转化为内能
C. 嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中(发动机无动力)动能增大
D. 嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中,月球对它的作用力大于它对月球的作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度不相等,则嫦娥六号探测器在地球表面的重力大小不等于其在月球表面的重力大小,A项错误;
B.嫦娥六号探测器进入地球大气层后减速下落的过程中,因摩擦产热,机械能转化为内能,B项正确;
C.嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中,远离月球,月球对嫦娥六号探测器的引力做负功,嫦娥六号探测器的动能减小,C项错误;
D.嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中,月球对它的作用力与它对月球的作用力是一对相互作用力,大小始终相等,方向相反,D项错误。
故选B。
4. 解放军战士进行投弹训练,将质量为的手雷从离地高的位置以速度斜向上抛出,恰好击中地面上的点。若以抛出点为零势能面,重力加速度大小为,且不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 手雷在点的重力势能为
B. 手雷运动到最高点时的动能为0
C. 从到的过程中重力对手雷做的功为
D. 手雷在位置的机械能为
【答案】A
【解析】
【详解】A.以抛出点为零势能面,B点重力势能为,故A正确;
B.斜抛运动的最高点,手雷有水平方向的分速度,因此动能不为0,故B错误;
C.从A到B手雷下落高度为,重力做正功,大小为,故C错误;
D.以抛出点为零势能面,A点重力势能为0,因此A点机械能为,D错误。
故选A。
5. 一辆“复兴号”模型小机车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍,取,则以下说法正确的是( )
A. 汽车在前5 s内的牵引力为
B. 汽车速度为时的加速度为
C. 汽车的额定功率为
D. 汽车的最大速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车受到地面的阻力
由图可知,汽车在前5s匀加速的加速度
由牛顿第二定律有
解得汽车在前5 s内的牵引力,故A错误;
C.前5s匀加速结束时的速度
5s末汽车达到额定功率,则额定功率,故C正确;
B.速度时,汽车已达到额定功率,牵引力
加速度,故B错误;
D.当牵引力等于阻力时,汽车达到最大速度,则最大速度,故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示,质量为的物体受水平推力作用在水平面上由静止开始运动,推力随位移变化的关系如图乙所示,运动后撤去推力。已知物体与地面间的动摩擦因数为,重力加速度取,在物体运动的整个过程中( )
A. 推力对物体做的功为
B. 物体的位移为
C. 物体的动能最大值为
D. 物体在时速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.功等于图像与横轴围成的面积,故,故A错误;
B.时,由动能定理
解得
后,
由解得
故总位移,故B错误;
CD.物体的动能最大时速度最大,速度最大时加速度为零,故
由图像,时有
解得时
由动能定理
解得,故C正确,D错误;
故选C。
7. 如图质量为m的滑块(可视为质点),从半径为R的半球面的上端A以初速度滑下,经最低点B,恰好滑至与A等高的C点。滑块与半球面的动摩擦因数为定值,重力加速度为g。则滑块( )
A. A到B过程中,重力做功为mgR,重力势能增加mgR
B. A到B过程与B到C过程所受摩擦力做的功相等
C. A到C过程所受摩擦力做的功为
D. A到B过程机械能减少量大于B到C过程的机械能减少量
【答案】D
【解析】
【详解】A.A到B过程中,重力做功,则重力势能减少mgR,故A错误;
BD.在同一高度处,AB过程的速度大于BC过程的速度,则AB过程的向心力大于BC过程的向心力,AB过程的支持力大于BC过程的支持力,AB过程的摩擦力大于BC过程的摩擦力,则AB过程摩擦力做功大于BC过程摩擦力做功,摩擦力做功等于机械能的变化,故AB过程机械能的减少量大于BC过程机械能的减少量,故B错误,D正确;
C.A到C的整个过程中,重力做功为0,则由动能定理可得
故摩擦力做功为,故C错误。
故选D。
【点睛】本题考查功能关系的应用,要注意明确重力做功等于重力势能的变化,合外力做功等于动能的变化,而重力之外的其他力做功等于机械能变化。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。
8. 中国空间站作为太空家园,承载着人类探索宇宙的伟大梦想。将空间站视为在距离地球表面高度为的圆轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为、半径为,万有引力常量为,空间站质量为。下列关于空间站在轨道上运行时各物理量的表达式,正确的是( )
A. 线速度 B. 周期
C. 所受地球的万有引力 D. 向心加速度
【答案】AB
【解析】
【详解】空间站轨道半径
A.由可得线速度,故A正确;
B.由可得周期,故B正确;
C.由万有引力公式可得卫星所受地球的万有引力,故C错误;
D.由可得向心加速度,故D错误。
故选AB。
9. 专业的飞行者穿戴飞行服装和降落伞设备,从悬崖绝壁等高处跃下,无动力空中飞行,如图甲所示,飞行者到达一定高度时打开降落伞着陆。某一翼装飞行者在空中运动时竖直方向的图像如图乙所示,以竖直向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. 0~10s内飞行者处于失重状态
B. 0~10s内飞行者受到的合力对飞行者做负功
C. 10s~15s内飞行者竖直方向的加速度在减小
D. 10s~15s内合力对飞行者做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.0~10s内飞行者加速下降,加速度向下,处于失重状态,故A正确;
B.0~10s内飞行者加速下降,动能增大,则由动能定理知合力对飞行者做正功,故B错误;
C.在v-t中直线的斜率表示加速度,而10s~15s内图像越来越平缓,即飞行者竖直方向的加速度在减小,故C正确;
D.10s~15s内飞行者减速下降,动能减小,则合力对飞行者做负功,故D错误。
故选AC。
10. 如图,运动员在跳台滑雪训练中,从加速斜面上滑下,时刻从跳台边缘点水平飞出,经过4s落在倾角为的着陆斜面上点,已知着陆斜面顶端在点正下方17m处,运动员(含装备)的质量为60kg,重力加速度取,,忽略空气阻力,选点所在的水平面为零势能参考面,则( )
A. 点与点的高度差为60m
B. 运动员从点飞出时的速度大小为
C. 运动员在点的重力势能为-48000 J
D. 运动员落到点前瞬间机械能为61230J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.运动员从 点水平飞出,可看作平抛运动,竖直方向有
代入数据得,所以点与点的高度差为,故A错误;
B.设飞出初速度为 ,水平位移为
由几何关系有
代入数据得 ,故B正确;
C.以 点所在水平面为零势能参考面,点在点下方,重力势能为
代入数据得 ,故C正确;
D.忽略空气阻力,运动员从 点飞出到落到点前机械能守恒,且点重力势能为,机械能为
代入数据得,故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. 如图所示为某物理兴趣小组验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。
实验步骤如下:
①按照图示安装仪器,半径为R的圆弧形轨道固定在压力传感器上,轨道上放置一小钢球,小钢球静止时刚好位于光电门中央;
②将小钢球放置在轨道最低处A处,读出此时压力传感器的示数
③将小钢球从轨道适当高度处由静止释放,记录光电计时器小钢球遮光时间t,力的传感器示数最大值
④改变小钢球的释放位置,重复步骤③。
(1)实验测得小钢球直径为d,且,小钢球经过光电门时线速度表达式为__________;
(2)实验中使用的小钢球的质量为m,小钢球运动到最低点时外界提供的向心力为__________用F,表示,所需要的向心力为__________用m,d,R,t表示。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
已知小钢球的直径为d,小钢球遮光时间为t,则小钢球经过光电门时瞬时速度表达式为;
【小问2详解】
[1]由题知,将小钢球悬挂静止不动,此时力的传感器示数为,则有
小钢球经过光电门时力的传感器示数为F,则小钢球经过光电门时所受合力为联立可得;
[2]钢球经过光电门时所需向心力的表达式为
又
联立可得
12. 甲同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上。使重物自由下落,打点计时器在随重物下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带,依次标出计数点1,2,…,6,相邻计数点之间还有1个计时点。
(1)关于本实验,下列说法正确的是________。
A. 实验前必须用天平测出重物的质量
B. 实验前需用刻度尺测出重物距地面的高度
C. 实验时先通电,打点稳定后再释放纸带
(2)图乙为纸带的一部分,打点3时,重物下落的速度大小________m/s(保留3位有效数字)。
(3)气垫导轨是中学物理常用实验装置,利用水平放置的气垫导轨和光电门可以完成本实验,装置如图丙所示。测得遮光片的宽度为d,光电门A、B中心间的距离为L,遮光片通过光电门A、B的时间分别为、,已知滑块(含遮光片)的质量为M,钩码的质量为m,重力加速度大小为g。若要验证钩码和滑块构成的系统机械能守恒,需要验证的等式为________(用所给物理量的符号表示)。
(4)某物理兴趣小组直接利用“落体法”进行验证机械能守恒定律实验。设计了如图所示的实验方案,且,轻绳质量可忽略,轻绳与滑轮间摩擦不计。初始时用外力使两物体保持静止。测得下降高度为时,对应的速度为,如果表达式________成立,两物体及绳构成的系统机械能守恒。
【答案】(1)C (2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.验证机械能守恒公式为
其中质量可约去,所以不需要测量重物质量,故A错误;
B.实验只需要测量纸带上点的间距(下落高度差),不需要测量重物初始距地面的高度,故B错误;
C.实验时先通电,待打点稳定后再释放纸带,可保证纸带开头点迹清晰,提高纸带利用率,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
交流电源的频率为,则打点周期为
相邻计数点间还有1个计时点,因此相邻计数点的时间间隔
根据匀变速直线运动中,中间时刻瞬时速度等于这段时间的平均速度,则
【小问3详解】
滑块和钩码组成的系统中,滑块重力势能不变,钩码下落,重力势能减少量为
滑块经过光电门的速度
滑块经过光电门的速度
系统动能增加量为
若机械能守恒,因此验证等式为
【小问4详解】
下降,则上升,系统总重力势能减少量为
两物体速度大小均为,系统动能增加量为
若机械能守恒,则有
13. 如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.8m的光滑四分之一圆形轨道,BC段为高为h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道。一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B后离开B点做平抛运动,重力加速度g取10。求:
(1)小球到达B点时对圆形轨道压力大小;
(2)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C的水平距离s。
【答案】(1)3N (2)4m
【解析】
【小问1详解】
小球由点从静止开始下滑到点的过程,由动能定理得
解得
在点由牛顿第二定律可得
解得,则由牛顿第三定律可得到点对圆形轨道的压力为。
【小问2详解】
小球离开点后做平抛运动,竖直方向有
解得
水平方向有
14. 如图所示,质量的滑块以的初速度沿倾角的斜面上滑,经滑行到最高点。已知,,g取10m/s2,求滑块:
(1)上滑的最大高度h;
(2)上滑过程中克服摩擦力做功Wf;
【答案】(1)12m (2)160J
【解析】
【小问1详解】
由题可得,滑块的最大位移大小
所以滑块上升的最大高度
【小问2详解】
滑块上滑过程,根据动能定理有
解得
15. 如图所示,光滑曲面AB与粗糙水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的细圆管CD,管D端正下方直立一根劲度系数k=50N/m的轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平,质量m=1kg的小球从A点由静止开始下滑,进入管口C端时对上管壁有10N的作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程小球的最大动能,已知小球与BC间的动摩擦因数,粗糙水平面BC的长度L=1m。不计空气阻力,取重力加速度大小。求:
(1)小球通过C点时的速度大小;
(2)曲面AB的高度H;
(3)在压缩弹簧过程中小球获得最大动能时弹簧的弹性势能。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球进入管口C端时对上管壁有10N的作用力,根据牛顿第二定律可得
解得小球通过C点时的速度大小为
(2)小球从A点到C点过程,根据动能定理可得
解得曲面AB的高度为
(3)在压缩弹簧过程中,当弹力等于重力时,小球的速度最大,动能最大,根据受力平衡可得
解得弹簧的压缩量为
由题意可知在压缩弹簧过程小球的最大动能,从C点到小球动能最大过程,根据功能关系可得
解得小球获得最大动能时弹簧的弹性势能为
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