精品解析:天津市经济技术开发区第一中学2025-2026学年高一下学期7月期末考试物理试卷
2026-07-18
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 滨海新区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.33 MB |
| 发布时间 | 2026-07-18 |
| 更新时间 | 2026-07-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58870802.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
天津经济技术开发区第一中学2025-2026学年度第二学期
高一年级物理期末检测试卷
一、单选题(每小题5分,共35分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. 2022年2月6日,我国女足逆转夺得亚洲杯冠军。比赛中,球员利用任意球攻破球门,足球的轨迹示意如图所示。足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能是( )
A. B. C. D.
2. 如图所示“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B. 摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
C. 在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力
D. 摩天轮转动过程中,乘客所受的向心力不变
3. 2025年1月7日,中国航天实现开门红,实践25号双机械臂的在轨服务卫星成功发射,标志我国在该领域技术水平居于世界前列。研发过程中,实验室测试机械臂抛投物体,把质量为m的小球从同一高度的A、B两点抛出,均能垂直击中竖直墙壁上的目标点P,轨迹如图。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A点抛出的初速度的竖直分量更大 B. B点抛出的运动时间更长
C. 两抛体击中P点时速度大小相等 D. A点抛出时机械臂对物体做功更多
4. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动的实例分析说法正确的是( )
A. 图甲中,汽车通过凹形桥的最低点时支持力小于重力
B. 图乙中,长为L的细绳与竖直方向夹角为θ,小球做圆锥摆运动的角速度为
C. 图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,轮缘会挤压内轨
5. 一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上,电梯以0.1g的加速度加速上升h高度,在此过程中( )
A. 磅秤的示数等于mg B. 人的重力势能增加了1.1mgh
C. 人的动能增加了0.1mgh D. 人的机械能增加了mgh
6. 明代出版的《天工开物》一书中记载:“其湖池不流水,或以牛力转盘,或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示,翻车通过齿轮传动,将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑,B、C齿轮同轴,若A、B、C三齿轮半径的大小关系为,,则( )
A. 齿轮A、B的角速度大小相等
B. 齿轮B、C边缘的点的线速度大小相等
C. 齿轮A的角速度与齿轮C的角速度大小之比为3:2
D. 齿轮A边缘的点的线速度与齿轮C边缘的点的线速度大小之比为2:1
7. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,从静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度,设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内( )
A. 做匀加速直线运动
B. 复兴号动车的功率
C. 牵引力做功
D. 复兴号动车通过的位移
二、多选题(每小题5分,共20分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分。选错或不答的得0分)
8. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 运动员下落时间与风力无关
B. 运动员着地速度与风力有关
C. 风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成的动作越多
D. 风力越大,运动员着地时的竖直速度越大,有可能对运动员造成伤害
9. 2024年8月22日,中星4A卫星顺利进入预定轨道,中星4A卫星发射变轨过程的简化示意图如图所示,其中轨道Ⅰ为近地圆形轨道,轨道Ⅲ为圆形轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道,轨道Ⅱ与轨道Ⅰ和轨道Ⅲ分别相切于P点和Q点。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转的影响。下列说法正确的是( )
A. 中星4A卫星在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于经过Q点的速度
B. 中星4A卫星在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过Q点时的加速度相等
C. 地球的第一宇宙速度为
D. 中星4A卫星在轨道Ⅱ上经过P点时的速度等于第一宇宙速度
10. 如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)。则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A. 圆环的机械能守恒
B. 弹簧弹性势能变化了mgL
C. 圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D. 圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大
11. 皮带保持的恒定速度向右运动,现将一质量为的小木块轻放在皮带上,小木块和皮带间的动摩擦因数。设皮带足够长,取,在小木块与皮带发生相对滑动的过程中( )
A. 小木块滑动的时间为0.2 s
B. 摩擦力对小木块做功和对传送带做功的绝对值相等。
C. 小木块与皮带间的摩擦力对皮带做的功
D. 小木块与皮带间的摩擦力对皮带做的功
三、实验题(共12分)
12. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为,变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为、和,如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系,下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是( )
A. 探究两个互称角度的力的合成规律
B. 探究平抛运动的特点
C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第______层塔轮。(选填“一”、“二”或“三”)
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为( )(填选项前的字母)
A. B. C. D.
13. 如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带和带铁夹的重物。
(1)为了完成实验,除了所给的器材,还需要的器材有________。(填字母代号)
A. 毫米刻度尺
B. 秒表
C. 直流电源
D. 交流电源
(2)下列做法正确的是________。(填字母代号)
A. 实验时,必须用秒表测出重物下落的时间
B. 实验时,应选用质量大,体积小的重物
C. 实验操作时,纸带应被竖直提着,使重物靠近计时器,先释放纸带,后接通电源
D. 用毫米刻度尺测出重物下落的高度,并通过计算出瞬时速度
(3)实验中得到一条比较理想的纸带,在点迹较清晰的部分选取某点作为起始点,图中、、、为纸带上选取的四个连续点。分别测量出、、到的距离分别为、、。重物和纸带下落的加速度________。
四、计算题:(本大题共2小题,共33分)
14. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C。重力加速度为g,试求:(不计空气阻力)
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能Q;
(3)物体从C点落回水平面的位置与C点的水平距离s。
15. 如图所示,质量的木板A在恒力F的作用下以速度向右做匀速直线运动,某时刻在其右端无初速度地放上一质量的小物块B。已知木板与地面间的摩擦因数,物块与木板间的摩擦因数。(物块可看作质点,木板足够长,取)试求:
(1)放上物块后小物块和木板加速度;
(2)放上物块后至木板停止运动这个过程中木板发生的位移大小;
(3)物块与木板之间产生的摩擦热。
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天津经济技术开发区第一中学2025-2026学年度第二学期
高一年级物理期末检测试卷
一、单选题(每小题5分,共35分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. 2022年2月6日,我国女足逆转夺得亚洲杯冠军。比赛中,球员利用任意球攻破球门,足球的轨迹示意如图所示。足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当物体所受的合外力与运动方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,并且轨迹向合外力方向弯曲。
故选D。
2. 如图所示“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B. 摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
C. 在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力
D. 摩天轮转动过程中,乘客所受的向心力不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.机械能等于动能和重力势能的总和,乘客做匀速圆周运动,线速度大小恒定,动能保持不变;但是随着摩天轮转动,乘客的高度不断发生变化,因此重力势能不断发生变化,所以机械能也在发生变化,A错误;
B.根据功率公式,重力功率为
可知重力和速度大小都不变,重力与速度方向夹角在时刻发生变化,所以功率也在发生变化,B错误;
C.在最高点,乘客的向心力竖直向下,指向圆心,对乘客进行受力分析,竖直方向的合力提供向心力,并且支持力竖直向上,得到动力学方程
得到支持力,C正确;
D.向心力的方向始终指向圆心,因此方向始终发生改变,D错误。
故选C。
3. 2025年1月7日,中国航天实现开门红,实践25号双机械臂的在轨服务卫星成功发射,标志我国在该领域技术水平居于世界前列。研发过程中,实验室测试机械臂抛投物体,把质量为m的小球从同一高度的A、B两点抛出,均能垂直击中竖直墙壁上的目标点P,轨迹如图。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A点抛出的初速度的竖直分量更大 B. B点抛出的运动时间更长
C. 两抛体击中P点时速度大小相等 D. A点抛出时机械臂对物体做功更多
【答案】D
【解析】
【详解】AB.两次抛体运动均垂直击中P点,说明末速度竖直分量为零,由逆向思维可把P到A、B看出平抛运动,根据,
由于高度相同,可知两抛体竖直初速度相同,运动时间t相同,故AB错误;
C.根据
因为相同,A点水平位移更大,可知其水平初速度更大,故两抛体击中P点时速度大小不相等,故C错误;
D.根据总初速度
由于A的水平速度更大,A点抛出时的物体初速度更大,机械臂做功更多,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动的实例分析说法正确的是( )
A. 图甲中,汽车通过凹形桥的最低点时支持力小于重力
B. 图乙中,长为L的细绳与竖直方向夹角为θ,小球做圆锥摆运动的角速度为
C. 图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,轮缘会挤压内轨
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律得
解得,A错误;
B.根据牛顿第二定律得
解得,B正确;
C.图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的衣服的作用力不足做离心运动,水滴不受离心力作用,C错误;
D.图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,轮缘会挤压外轨,D错误。
故选B。
5. 一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上,电梯以0.1g的加速度加速上升h高度,在此过程中( )
A. 磅秤的示数等于mg B. 人的重力势能增加了1.1mgh
C. 人的动能增加了0.1mgh D. 人的机械能增加了mgh
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律有
得
故磅秤的示数等于,故A错误;
B.人的重力势能的增加量等于人克服重力做的功,即,故B错误;
C.根据动能定理可知,人的动能增加量等于合外力做的功,即,故C正确;
D.根据功能关系可知,人的机械能增加量等于磅秤对人的支持力做的功,即,故D错误。
故选C。
6. 明代出版的《天工开物》一书中记载:“其湖池不流水,或以牛力转盘,或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示,翻车通过齿轮传动,将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑,B、C齿轮同轴,若A、B、C三齿轮半径的大小关系为,,则( )
A. 齿轮A、B的角速度大小相等
B. 齿轮B、C边缘的点的线速度大小相等
C. 齿轮A的角速度与齿轮C的角速度大小之比为3:2
D. 齿轮A边缘的点的线速度与齿轮C边缘的点的线速度大小之比为2:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意得,,
解得,A错误;
B.根据题意得,,
解得,B错误;
C.根据题意得,
解得,C错误;
D.根据,
解得
故选D。
7. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,从静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度,设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内( )
A. 做匀加速直线运动
B. 复兴号动车的功率
C. 牵引力做功
D. 复兴号动车通过的位移
【答案】D
【解析】
【详解】A.动车从静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动,根据
可知,速度增大,牵引力减小,根据牛顿第二定律可知,动车开始做加速度减小的变加速直线运动,当加速度减为0时,速度达到最大值,动车做匀速直线运动,故A错误;
B.结合上述可知,速度达到最大值时,加速度为0,此时牵引力与阻力平衡,则有,故B错误;
C.动车从静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动,牵引力做功,故C错误;
D.根据动能定理有
解得,故D正确。
故选D。
二、多选题(每小题5分,共20分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分。选错或不答的得0分)
8. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 运动员下落时间与风力无关
B. 运动员着地速度与风力有关
C. 风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成的动作越多
D. 风力越大,运动员着地时的竖直速度越大,有可能对运动员造成伤害
【答案】AB
【解析】
【详解】AC.运动员同时参与了两个分运动,竖直方向向下落的运动和水平方向随风飘的运动,两个分运动同时发生,相互独立,水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动,即落地时间不变,故A错误,C正确;
BD.运动员落地时竖直方向的速度是确定的,水平风力越大,落地时水平分速度越大,运动员着地时的合速度越大,有可能对运动员造成伤害,B正确。
故选AB 。
9. 2024年8月22日,中星4A卫星顺利进入预定轨道,中星4A卫星发射变轨过程的简化示意图如图所示,其中轨道Ⅰ为近地圆形轨道,轨道Ⅲ为圆形轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道,轨道Ⅱ与轨道Ⅰ和轨道Ⅲ分别相切于P点和Q点。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转的影响。下列说法正确的是( )
A. 中星4A卫星在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于经过Q点的速度
B. 中星4A卫星在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过Q点时的加速度相等
C. 地球的第一宇宙速度为
D. 中星4A卫星在轨道Ⅱ上经过P点时的速度等于第一宇宙速度
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,卫星在近地点(P点)的速度大于在远地点(Q点)的速度,故A错误;
B.根据牛顿第二定律得
两次在Q点,离地心的距离不变,故加速度相等,故B正确;
C.根据
解得地球的第一宇宙速度为
故C正确;
D.由P点的圆轨道到轨道Ⅱ需要加速,故中星4A卫星在轨道Ⅱ上经过P点时的速度大于第一宇宙速度,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)。则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A. 圆环的机械能守恒
B. 弹簧弹性势能变化了mgL
C. 圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D. 圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.圆环沿杆滑下过程中,弹簧的拉力对圆环做功,圆环的机械能不守恒,故A错误;
D.圆环沿杆滑下过程中,弹簧和圆环系统满足机械能守恒条件:只有弹簧弹力和重力做功,故系统的机械能守恒,根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒可知,圆环的动能先增大后减小,则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大,故D正确;
B.图中弹簧水平时恰好处于原长状态,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L,可得物体下降的高度为
根据圆环和弹簧系统的机械能守恒,得弹簧的弹性势能增加值为
故B正确;
C.圆环所受合力为零时,加速度为0,速度达最大,此后圆环将继续向下运动,则弹簧的弹力继续增大,所以当圆环下滑到最大距离时,所受合力不为零,故C错误。
故选BD。
11. 皮带保持的恒定速度向右运动,现将一质量为的小木块轻放在皮带上,小木块和皮带间的动摩擦因数。设皮带足够长,取,在小木块与皮带发生相对滑动的过程中( )
A. 小木块滑动的时间为0.2 s
B. 摩擦力对小木块做功和对传送带做功的绝对值相等。
C. 小木块与皮带间的摩擦力对皮带做的功
D. 小木块与皮带间的摩擦力对皮带做的功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小木块所受滑动摩擦力大小为
由牛顿第二定律得
当小木块速度达到皮带速度时相对滑动结束,由,整理得,故A正确;
BCD.相对滑动时间内,小木块的位移
皮带的位移
摩擦力大小
摩擦力对小木块做功
小木块对皮带的摩擦力方向向左,其对皮带做功
二者绝对值不相等,故B错误,C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题(共12分)
12. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为,变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为、和,如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系,下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是( )
A. 探究两个互称角度的力的合成规律
B. 探究平抛运动的特点
C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第______层塔轮。(选填“一”、“二”或“三”)
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为( )(填选项前的字母)
A. B. C. D.
【答案】(1)C (2)一
(3)D
【解析】
【小问1详解】
探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系,采用的实验方法是控制变量法。
A.探究两个互称角度的力的合成规律,采用的实验方法是等效替代法,故A错误;
B.探究平抛运动的特点,采用的实验方法是用曲化直的方法,故B错误;
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系,采用的实验方法是控制变量法,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则应控制两小球的角速度相同,需要将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问3详解】
在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,则两小球做圆周运动的半径相同,传动皮带位于第二层,由于左右塔轮边缘线速度大小相等,根据
可知两小球的角速度之比为
根据
可知左右两标尺露出的格子数之比为
故选D。
13. 如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带和带铁夹的重物。
(1)为了完成实验,除了所给的器材,还需要的器材有________。(填字母代号)
A. 毫米刻度尺
B. 秒表
C. 直流电源
D. 交流电源
(2)下列做法正确的是________。(填字母代号)
A. 实验时,必须用秒表测出重物下落的时间
B. 实验时,应选用质量大,体积小的重物
C. 实验操作时,纸带应被竖直提着,使重物靠近计时器,先释放纸带,后接通电源
D. 用毫米刻度尺测出重物下落的高度,并通过计算出瞬时速度
(3)实验中得到一条比较理想的纸带,在点迹较清晰的部分选取某点作为起始点,图中、、、为纸带上选取的四个连续点。分别测量出、、到的距离分别为、、。重物和纸带下落的加速度________。
【答案】(1)AD (2)B
(3)9.5
【解析】
【小问1详解】
A.实验中,要测量重物下落的高度,需要用到毫米刻度尺,A正确;
B.打点计时器本身就可以记录打点过程所用时间,不需要用到秒表,B错误;
CD.电火花打点计时器要用交流电源,C错误,D正确。
故选AD;
【小问2详解】
A.重物下落的时间可以通过打点计时器打出的点来计算,不需要秒表,A错误;
B.为减小实验中阻力的影响,应选用质量大,体积小的重物,B正确;
C.实验操作时,纸带应被竖直提着,使重物靠近计时器,先接通电源,等打点稳定再释放纸带,C错误;
D.该实验要验证机械能守恒定律,不能直接套用结论来计算瞬时速度,D错误。
故选B;
【小问3详解】
根据匀变速直线运动推论,有,其中
得
四、计算题:(本大题共2小题,共33分)
14. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C。重力加速度为g,试求:(不计空气阻力)
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能Q;
(3)物体从C点落回水平面的位置与C点的水平距离s。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设物体在B点的速度为,所受弹力为,据牛顿第二定律可得
又
由能量守恒定律可得,物体在A点时弹簧的弹性势能为
联立解得
【小问2详解】
设物体在C点的速度为,由于恰能到达最高点C,由牛顿第二定律可得
物体由B点运动到C点的过程中,由能量守恒定律得
联立解得产生的内能为
【小问3详解】
物体离开C点后做平抛运动,设落地点与C点的水平距离为s,由平抛运动规律得
联立解得
15. 如图所示,质量的木板A在恒力F的作用下以速度向右做匀速直线运动,某时刻在其右端无初速度地放上一质量的小物块B。已知木板与地面间的摩擦因数,物块与木板间的摩擦因数。(物块可看作质点,木板足够长,取)试求:
(1)放上物块后小物块和木板加速度;
(2)放上物块后至木板停止运动这个过程中木板发生的位移大小;
(3)物块与木板之间产生的摩擦热。
【答案】(1)小物块加速度大小,方向水平向右;木板加速度大小,方向水平向左。 (2)52m (3)48J
【解析】
【小问1详解】
未放m前,对M,由平衡条件可知
放上m后,对m,由牛顿第二定律有
解得,方向水平向右。
对M有
联立解得,方向水平向左。
【小问2详解】
结合第(1)问可知,放上m后,m加速运动,M减速运动,设经过t共速,则有
联立解得
设此后二者能一起匀减速运动,则整体加速度大小
因为m、M间最大加速度
可知假设成立。则放上物块后至木板停止运动这个过程中木板发生的位移大小
【小问3详解】
从放上m到与M共速,其相对位移
则物块与木板之间产生的摩擦热
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