精品解析：广西桂林市2025-2026学年高一下学期期末物理试题

桂林市2025-2026学年度下学期非毕业年级日常考试题库卷 高一物理 （考试用时75分钟，满分100分） 说明： 1．答题前，考生务必将答题卷密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。 2．直接在答题卷上答题（不在本试卷上答题）。 一、选择题：本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，错选、多选或未选均不得分，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 1. 一名同学坐上摩天轮后随摩天轮一起做匀速圆周运动，则该同学在运动过程中，下列物理量保持不变的是（ ） A. 向心力 B. 线速度 C. 动能 D. 机械能 2. 野外高压输电线路。在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这两条导线的作用是（ ） A. 静电除尘 B. 静电屏蔽 C. 静电吸附 D. 尖端放电 3. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示，该实验采用的方法是（　　） A. 控制变量法 B. 理想模型法 C. 类比法 D. 等效替代法 4. 真空中两个静止的点电荷之间的距离为r，静电力大小为F。仅将电荷间的距离变为2r，静电力大小变为（　　） A. 4F B. 2F C. D. 5. 一位同学将一瓶未开封的500 mL矿泉水从地面缓慢捡回到课桌上，则该同学在这一过程中对矿泉水做功大约为（ ） A. 0.04 J B. 0.4 J C. 4 J D. 40 J 6. 物体在快速运动时，当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。在日光灯下观看悬吊电风扇旋转时，有时会感觉3片电风扇的叶片（扇叶之间互成120°）好像变成了6片。已知日光灯接在频率为50 Hz的民用交流电源上，每秒闪烁100次。由此推断，电风扇的转速可能是（ ） A. 50 r/s B. 100 r/s C. 120 r/s D. 180 r/s 7. 在研制新型芯片材料的过程中，科研人员需要精确测量材料内部微小区域的电场强度。如图所示，在一块待测样品表面，有一个以O为圆心、半径为R的圆形探测区域，该区域存在与圆所在平面平行的匀强电场。科研人员在圆上选取A、B、C三个探测点，其中A与C的连线为直径，在中，。科研人员从A点以相同的初动能，沿不同方向先后发射两个完全相同的、带电荷量均为的探测粒子（仅受电场力，其他影响不计），它们分别经过了B点和C点。探测器测得：经过B点时粒子的动能为；经过C点时粒子的动能为。根据以上探测数据，该区域电场强度的大小为（　　） A. B. C. D. 8. 广西三月三又称歌圩节，节期为农历三月初三，通常在清明节前后，是广西壮族人民最盛大的传统节日和文化盛会。地球公转位置与二十四节气的对照图如图所示。下列说法正确的是（ ） A. “三月三”期间，地球的公转速度减小 B. “三月三”期间，地球的机械能增大 C. 地球绕太阳公转的每一天中，夏至这一天地球与太阳的连线扫过的面积最大 D. 太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力的大小始终相等 9. 地理中的等高线与物理中的等势线具有相似之处。如图所示为某小山的等高线图，若当图中等高线视为等势线时，所标数字为电势。则下列说法正确的是（ ） A. 若为等高线，则B、D两点重力加速度不相同 B. 若为等高线，则同一物体在B、D两点的重力势能相同 C. 若为等势线，将一正电荷从A点移动到D点电场力做正功 D. 若为等势线，则A、C两点电场强度大小相同 10. 一辆洒水车装满水时的总质量为M，工作时每秒洒水质量为m，洒水车在平直路面行驶时阻力为自身总重的k倍，行驶中燃油质量的变化可忽略不计。现研究洒水车在一段平直路面工作时的运动情况，若在整段运动过程中发动机功率始终未达额定功率，下列说法正确的是（ ） A. 若洒水车以恒定速度v匀速行驶洒水，向前运动位移s时，牵引力大小为 B. 若洒水车以恒定速度v匀速行驶洒水，满载时含水质量为m0，从满载到洒完水全过程，克服阻力做功为 C. 若洒水车由静止以恒定加速度a匀加速行驶，研究的这段过程中水未洒完，则此过程中发动机的最大功率为 D. 洒水车匀加速洒水的过程中，牵引力随时间均匀减小 二、非选择题：本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题10分，第13题10分，第14题12分，第15题16分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某实验小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）将开关S闭合至“1”，电容器进行___________（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关闭合至“2”。 （2）能表示第（1）问过程中，通过电流传感器的电流I随时间t变化的图像是___________。（规定电流从a→b为正） A. B. C. D. （3）该小组同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容大小关系为，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如右图中A、B所示，其中对应电容为C1的电容器充电过程电流I随时间t变化的I-t图像的是___________（选填“A”或“B”）。 12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中， （1）（单选）下列操作最佳的是___________； A. B. C. （2）实验中所用交流电源的周期为T，在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点O，在纸带上选取连续打出的点A、B、C、D，测得它们到O点的距离分别为h1、h2、h3、h4，纸带如图所示。已知重物质量为m，当地重力加速度为g，则重物在C点时的动能为___________，重物由O点运动到C点过程重力势能的减小量为___________。（均用题中所给物理量符号表示） （3）重物质量为m，当地重力加速度为g，记录各计数点到O点的距离h，算出各计数点的速度为v，以v2为纵坐标，h为横坐标，用所测数据描绘v2-h图像，求得图线斜率为k，若k近似等于___________（用题中所给物理量符号表示），则可认为验证了机械能守恒定律。 （4）（多选）实验中某同学的实验数据结果显示：重物动能的增加量大于重力势能的减少量，则可能的原因为___________。 A. 空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力 B. 利用公式计算重物速度 C. 未从静止释放，O点有初速度 D. 实际电压的频率小于50 Hz 13. 2024年6月，“嫦娥六号”探测器成功将月球背面的月壤带回，开辟了探月工程的新纪元。探测器在登陆月球之前，环绕月球在不同轨道上做匀速圆周运动，其环绕周期与轨道半径之间的关系如图所示。已知月球半径为R，万有引力常量为G，图中a、b为已知量。求： （1）月球的质量； （2）探测器离开月球表面的最小发射速度。 14. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，如图。来自质子源的质子（初速度为零）经加速电场加速后，沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，再从P点竖直向上进入存在水平向右匀强电场的圆形区域，最终轰击位于圆上Q点的肿瘤细胞。已知加速电场的加速电压为U，四分之一圆弧虚线处的场强方向沿半径指向圆心O，圆心与OP相切于P点，OP=R0，圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，质子质量为m、电量为e。不计质子重力和质子间相互作用，求： （1）质子离开加速电场时的速度大小v； （2）四分之一圆弧虚线处辐向电场的场强大小E0； （3）圆形区域中匀强电场的场强大小E。 15. 如图所示，在离水平地面CD高h1=30 m的光滑水平平台上，质量m=1 kg的物块（可视为质点）压缩轻弹簧后被锁扣K锁住，弹簧原长小于水平平台的长度，此时弹簧储存了一定量的弹性势能Ep，若打开锁扣K，物块与弹簧脱离后从A点离开平台，并恰好能从光滑圆弧形轨道BC的B点切线方向进入圆弧形轨道，B点距地面CD的高度h2=15 m，圆弧轨道的圆心O与弹簧所在平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与长为L=50 m的粗糙水平直轨道CD平滑连接，轨道CD处于风洞之中，物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，且碰后速度等大反向，小球在风洞内受到水平向左的风力，风力与小球在风洞中前进的距离满足关系式F=kx，其中k=0.08 N/m，x为小球到C点的距离，已知重力加速度g取。 （1）求物块从A到B的时间t及被K锁住时弹簧储存的弹性势能Ep； （2）求物块第一次经过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小； （3）若物块与墙壁只发生一次碰撞且不会从B点滑出BCD轨道，求物块与轨道CD间的动摩擦因数的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 桂林市2025-2026学年度下学期非毕业年级日常考试题库卷 高一物理 （考试用时75分钟，满分100分） 说明： 1．答题前，考生务必将答题卷密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。 2．直接在答题卷上答题（不在本试卷上答题）。 一、选择题：本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，错选、多选或未选均不得分，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 1. 一名同学坐上摩天轮后随摩天轮一起做匀速圆周运动，则该同学在运动过程中，下列物理量保持不变的是（ ） A. 向心力 B. 线速度 C. 动能 D. 机械能 【答案】C 【解析】 【详解】A．向心力是矢量，匀速圆周运动的向心力大小不变，但方向始终指向圆心，时刻发生变化，因此向心力是变化的，故A错误； B．线速度是矢量，匀速圆周运动的线速度大小不变，但方向沿圆周切线方向，时刻发生变化，因此线速度是变化的，故B错误； C．动能是标量，公式为，匀速圆周运动中线速度大小不变，同学的质量不变，因此动能保持不变，故C正确； D．机械能等于动能与重力势能之和，即，动能不变，但运动过程中同学的高度不断变化，重力势能变化，因此机械能是变化的，故D错误。 故选C。 2. 野外高压输电线路。在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这两条导线的作用是（ ） A. 静电除尘 B. 静电屏蔽 C. 静电吸附 D. 尖端放电 【答案】B 【解析】 【详解】A．静电除尘的原理是带电尘埃在电场中受电场力作用向电极聚集，与本题中导线的作用无关，故A错误； B．两条与大地相连的导线构成稀疏金属网，可屏蔽雷电等外部电场对下方输电线路的影响，属于静电屏蔽的典型应用，故B正确； C．静电吸附是利用静电对带电/轻小物体的吸引作用，常见应用为静电复印、静电喷涂等，与本题场景不符，故C错误； D．尖端放电是导体尖端强电场使空气电离产生的放电现象，避雷针利用该原理工作，本题导线的作用不是尖端放电，故D错误。 故选B。 3. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示，该实验采用的方法是（　　） A. 控制变量法 B. 理想模型法 C. 类比法 D. 等效替代法 【答案】A 【解析】 【详解】“探究向心力大小的表达式”的实验采用的方法是控制变量法。 故选A。 4. 真空中两个静止的点电荷之间的距离为r，静电力大小为F。仅将电荷间的距离变为2r，静电力大小变为（　　） A. 4F B. 2F C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据库仑定律，真空中两个静止点电荷间的静电力大小为 其中为静电力常量，为两点电荷的电荷量，为电荷间距，当电荷间距变为时，新的静电力大小为 故选D。 5. 一位同学将一瓶未开封的500 mL矿泉水从地面缓慢捡回到课桌上，则该同学在这一过程中对矿泉水做功大约为（ ） A. 0.04 J B. 0.4 J C. 4 J D. 40 J 【答案】C 【解析】 【详解】缓慢捡拾矿泉水的过程中，矿泉水动能变化近似为0，根据功能关系，人对矿泉水做的功等于矿泉水重力势能的增加量，即 水的密度，矿泉水体积，因此质量，重力 普通课桌高度约为，代入公式得 故选C。 6. 物体在快速运动时，当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。在日光灯下观看悬吊电风扇旋转时，有时会感觉3片电风扇的叶片（扇叶之间互成120°）好像变成了6片。已知日光灯接在频率为50 Hz的民用交流电源上，每秒闪烁100次。由此推断，电风扇的转速可能是（ ） A. 50 r/s B. 100 r/s C. 120 r/s D. 180 r/s 【答案】A 【解析】 【详解】人的视觉有暂留，在光源两次频闪时间差t=0.01s内，电风扇叶片转过的角度满足关系式，其中k=0，1，2，3，…， 设电风扇的转速为n，则 代入数据得（k=0，1，2，3，…） k=1时n=50r/s。 故选A。 7. 在研制新型芯片材料的过程中，科研人员需要精确测量材料内部微小区域的电场强度。如图所示，在一块待测样品表面，有一个以O为圆心、半径为R的圆形探测区域，该区域存在与圆所在平面平行的匀强电场。科研人员在圆上选取A、B、C三个探测点，其中A与C的连线为直径，在中，。科研人员从A点以相同的初动能，沿不同方向先后发射两个完全相同的、带电荷量均为的探测粒子（仅受电场力，其他影响不计），它们分别经过了B点和C点。探测器测得：经过B点时粒子的动能为；经过C点时粒子的动能为。根据以上探测数据，该区域电场强度的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】粒子仅受电场力，由动能定理 从： 即 得 从： 即 得 已知为直径，故；中，由圆的性质，因此：， 设，则， 取中点，则 取中点（圆心），则 因此为等势线。电场方向垂直于等势线，由电势高低可知电场方向由指向与垂直的分量。到等势线的距离：中，，，，，故到的距离 由 电场强度大小 故选D。 8. 广西三月三又称歌圩节，节期为农历三月初三，通常在清明节前后，是广西壮族人民最盛大的传统节日和文化盛会。地球公转位置与二十四节气的对照图如图所示。下列说法正确的是（ ） A. “三月三”期间，地球的公转速度减小 B. “三月三”期间，地球的机械能增大 C. 地球绕太阳公转的每一天中，夏至这一天地球与太阳的连线扫过的面积最大 D. 太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力的大小始终相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从一月初近日点附近到七月初远日点附近，地球离太阳距离逐渐增大，公转速度逐渐减小；“三月三”通常在清明前后，处于这一过程，故A正确； B．地球绕太阳运动时，若只考虑太阳和地球间的万有引力，系统机械能守恒，地球绕太阳运动的机械能不增大，故B错误； C．由开普勒第二定律可知，地球与太阳的连线在相等时间内扫过相等面积，所以每一天扫过的面积相等，夏至这一天扫过的面积不是最大，故C错误； D．太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力是一对相互作用力，大小始终相等、方向相反，故D正确。 故选AD。 9. 地理中的等高线与物理中的等势线具有相似之处。如图所示为某小山的等高线图，若当图中等高线视为等势线时，所标数字为电势。则下列说法正确的是（ ） A. 若为等高线，则B、D两点重力加速度不相同 B. 若为等高线，则同一物体在B、D两点的重力势能相同 C. 若为等势线，将一正电荷从A点移动到D点电场力做正功 D. 若为等势线，则A、C两点电场强度大小相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若为等高线，在同一小山附近，、两点的重力加速度可认为相同，故A错误； B．若为等高线，由图可知、两点处在同一等高线上，高度相同，同一物体在两点的重力势能相同，故B正确； C．若为等势线，由图可知点电势高于点电势，正电荷从点移动到点时，电场力做功，故C正确； D．若为等势线，电场强度大小与等势线疏密有关，、两点附近等势线疏密不同，电场强度大小不同，故D错误。 故选BC。 10. 一辆洒水车装满水时的总质量为M，工作时每秒洒水质量为m，洒水车在平直路面行驶时阻力为自身总重的k倍，行驶中燃油质量的变化可忽略不计。现研究洒水车在一段平直路面工作时的运动情况，若在整段运动过程中发动机功率始终未达额定功率，下列说法正确的是（ ） A. 若洒水车以恒定速度v匀速行驶洒水，向前运动位移s时，牵引力大小为 B. 若洒水车以恒定速度v匀速行驶洒水，满载时含水质量为m0，从满载到洒完水全过程，克服阻力做功为 C. 若洒水车由静止以恒定加速度a匀加速行驶，研究的这段过程中水未洒完，则此过程中发动机的最大功率为 D. 洒水车匀加速洒水的过程中，牵引力随时间均匀减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若洒水车以恒定速度v匀速行驶位移s，用时为 此时已经洒出的水的质量为 所以此时洒水车受到的阻力大小为 由于做匀速运动，牵引力大小与阻力大小相等，所以牵引力的功率为，故A错误； B．根据选项A的计算可知，设洒水车前进距离s时，阻力为 从满载到洒完水的全过程，洒水车前进的距离为 可以画出的图像如下图所示 图像与横轴围成的面积即为克服阻力做的功，所以，故B正确； C．若洒水车由静止以恒定加速度a匀加速行驶，满载时的牵引力最大，此时满足 发电机的功率为，故C错误； D．洒水车匀加速洒水时，设加速度为a，某一时刻t牵引力大小为F，则有 解得 牵引力随时间是均匀减小的，故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题10分，第13题10分，第14题12分，第15题16分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某实验小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）将开关S闭合至“1”，电容器进行___________（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关闭合至“2”。 （2）能表示第（1）问过程中，通过电流传感器的电流I随时间t变化的图像是___________。（规定电流从a→b为正） A. B. C. D. （3）该小组同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容大小关系为，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如右图中A、B所示，其中对应电容为C1的电容器充电过程电流I随时间t变化的I-t图像的是___________（选填“A”或“B”）。 【答案】（1）充电 （2）A （3）A 【解析】 【小问1详解】 将开关S闭合到“1”时，电容器与电源相连，是充电过程。 【小问2详解】 开关S闭合到“1”时，电容器充电，上极板积累正电荷，所以电流方向从 随着充电的进行，电容器上积累的电荷量增加，电容器极板间电压U增大，满足 根据欧姆定律，回路中电流满足 电容器充电过程中，随着极板间电压U的增大，电流减小。 开关S闭合到“2”时，电容器放电，电流从上极板流向负极板，所以电流方向为 放电过程中极板间的电压减小，回路中的电流满足 放电过程中电流逐渐减小。 故选A。 【小问3详解】 在图像中，图像与时间轴围成的面积表示流经电路的电荷量Q。 根据电容器的定义式 若电容较小，当电压相等时，充电完成时极板上积累的电荷量Q更小，所以电容对应的图像应该是图中的A。 12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中， （1）（单选）下列操作最佳的是___________； A. B. C. （2）实验中所用交流电源的周期为T，在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点O，在纸带上选取连续打出的点A、B、C、D，测得它们到O点的距离分别为h1、h2、h3、h4，纸带如图所示。已知重物质量为m，当地重力加速度为g，则重物在C点时的动能为___________，重物由O点运动到C点过程重力势能的减小量为___________。（均用题中所给物理量符号表示） （3）重物质量为m，当地重力加速度为g，记录各计数点到O点的距离h，算出各计数点的速度为v，以v2为纵坐标，h为横坐标，用所测数据描绘v2-h图像，求得图线斜率为k，若k近似等于___________（用题中所给物理量符号表示），则可认为验证了机械能守恒定律。 （4）（多选）实验中某同学的实验数据结果显示：重物动能的增加量大于重力势能的减少量，则可能的原因为___________。 A. 空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力 B. 利用公式计算重物速度 C. 未从静止释放，O点有初速度 D. 实际电压的频率小于50 Hz 【答案】（1）B （2） ①. ②. （3）2 g （4）CD 【解析】 【小问1详解】 验证机械能守恒实验中，释放重物前要求重物靠近打点计时器，手提纸带上端保持纸带竖直，保证纸带能打出足够多的点，充分利用纸带。A选项中重物离打点计时器过远，C选项中手托重物无法自由释放。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据匀变速直线运动规律，中间时刻瞬时速度等于平均速度，点的速度为​​ 因此点动能 [2]重物从到下落高度为，重力势能减小量 【小问3详解】 若机械能守恒，则满足，整理得，因此图像的斜率，若近似等于，即可验证机械能守恒。 【小问4详解】 A．空气阻力和纸带阻力作用下，部分重力势能转化为内能，动能增加量一定小于重力势能减小量，故A错误； B．用计算速度，该公式由机械能守恒推导而来，得到的结果一定满足，不会出现动能增加量大于重力势能减小量，故B错误； C．若点有初速度，计算时默认点动能为，动能增加量计算为；而实际重力势能减小量，因此计算得到的，即动能增加量大于重力势能减小量，故C正确； D．实际频率小于，则实际周期，计算时仍用，得到的速度​偏大，因此计算得到的动能偏大，会出现动能增加量大于重力势能减小量，故D正确。 故选CD。 13. 2024年6月，“嫦娥六号”探测器成功将月球背面的月壤带回，开辟了探月工程的新纪元。探测器在登陆月球之前，环绕月球在不同轨道上做匀速圆周运动，其环绕周期与轨道半径之间的关系如图所示。已知月球半径为R，万有引力常量为G，图中a、b为已知量。求： （1）月球的质量； （2）探测器离开月球表面的最小发射速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 探测器做匀速圆周运动 由图有时， 联立可得 【小问2详解】 探测器恰离开月球表面时 解得 ⑤ 14. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，如图。来自质子源的质子（初速度为零）经加速电场加速后，沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，再从P点竖直向上进入存在水平向右匀强电场的圆形区域，最终轰击位于圆上Q点的肿瘤细胞。已知加速电场的加速电压为U，四分之一圆弧虚线处的场强方向沿半径指向圆心O，圆心与OP相切于P点，OP=R0，圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，质子质量为m、电量为e。不计质子重力和质子间相互作用，求： （1）质子离开加速电场时的速度大小v； （2）四分之一圆弧虚线处辐向电场的场强大小E0； （3）圆形区域中匀强电场的场强大小E。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在加速电场中 解得 【小问2详解】 质子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有 可得 【小问3详解】 质子在匀强电场中做类平抛运动，设OP方向为x轴正方向，方向为y轴正方向，由几何关系有 而由类平抛运动有 其中 又 而由类平抛运动有y=vt 联立解得 15. 如图所示，在离水平地面CD高h1=30 m的光滑水平平台上，质量m=1 kg的物块（可视为质点）压缩轻弹簧后被锁扣K锁住，弹簧原长小于水平平台的长度，此时弹簧储存了一定量的弹性势能Ep，若打开锁扣K，物块与弹簧脱离后从A点离开平台，并恰好能从光滑圆弧形轨道BC的B点切线方向进入圆弧形轨道，B点距地面CD的高度h2=15 m，圆弧轨道的圆心O与弹簧所在平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与长为L=50 m的粗糙水平直轨道CD平滑连接，轨道CD处于风洞之中，物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，且碰后速度等大反向，小球在风洞内受到水平向左的风力，风力与小球在风洞中前进的距离满足关系式F=kx，其中k=0.08 N/m，x为小球到C点的距离，已知重力加速度g取。 （1）求物块从A到B的时间t及被K锁住时弹簧储存的弹性势能Ep； （2）求物块第一次经过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小； （3）若物块与墙壁只发生一次碰撞且不会从B点滑出BCD轨道，求物块与轨道CD间的动摩擦因数的取值范围。 【答案】（1）；Ep=50 J （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 如图，物体从A运动至B，由平抛运动知识有 解得： 对B点速度进行分解，设OB与OC夹角为，有： 以及 故 故 由功能关系有 由以上式子联立解得 【小问2详解】 有，从A运动至C，功能关系有： 在C点： 联立解得： 根据牛顿第三定律： 【小问3详解】 当摩擦力很大时，临界状况为物块恰好运动至D点停下，则从C运动至D点有： 经分析 联立解得： 当摩擦力很小时，临界状况为物块第一次反弹后恰好运动到B点，从过程，物块从C到D再回到C的过程中，风力做功之和为零，有： 联立解得： 此情形，若恰好运动到B点后再次滑下，从过程有： 则物块不能第二次到D点 ，可得动摩擦因数的取值范围为： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $