精品解析:四川巴中中学2025-2026学年高一下学期期末定时练习物理试题
2026-07-19
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理教科版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 巴中市 |
| 地区(区县) | 巴州区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.42 MB |
| 发布时间 | 2026-07-19 |
| 更新时间 | 2026-07-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58879672.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025级高一下学期定时练习
物 理
(满分:100分 时间:75分钟)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置。
2.答题时请使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答题时必须用0.5毫米黑色墨迹签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置,在规定的答题区域以外答题无效,在试题卷上答题无效。
3.考试结束后,考生将答题卡交回。
一、选择题(1-7小题,每小题4分;8-10小题,每小题6分,共46分)
(一)单项选择题(本题共7个小题,每小题4分,共28分)
1. 如图,人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法正确的是( )
A. 重力对人做正功 B. 支持力对人做正功
C. 摩擦力对人做正功 D. 合外力对人做正功
2. 如图所示,自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连,而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的.设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和,在它们的边缘分别取一点、、。、和点的线速度大小为、、,角速度大小为、、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 两物体做匀速圆周运动,其运动半径之比为1∶2,所受向心力大小相等,则两物体动能之比为( )
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 2∶1
4. 若忽略空气阻力的作用,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,汽车在起伏的山路上以较大的速度匀速率行驶,B处比A处更容易爆胎
B. 图乙中,小球做匀速圆周运动的周期随角增大而增大
C. 图丙中,火车转弯小于规定速度行驶时,轮缘会对内轨有挤压作用
D. 图丁中,洗衣机脱水时,水滴因受到离心力作用而被甩出去
5. 2026年5月24日,神舟二十三号载人飞船发射取得圆满成功。已知神舟二十三号载人飞船在轨运行时绕地球做匀速圆周运动,轨道距地球表面的高度为,飞船在时间内运动的路程为,地球半径为,引力常量为,不计地球自转。下列说法正确的是( )
A. 载人飞船在轨运行时的角速度大小一定为
B. 载人飞船在轨运行时的加速度大小为
C. 地球的质量为
D. 地球表面的重力加速度大小为
6. 如图为某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为,它由静止开始沿平直公路行驶,且行驶中阻力恒定,最大车速为,则( )
A. 汽车以恒定功率启动
B. 汽车匀加速所需时间为
C. 汽车所受阻力为
D. 汽车在车速为时,功率为
7. 为估算池中睡莲叶面被雨滴撞击时单位面积受的力,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得10分钟内杯中雨水上升了,查询得知,当时雨滴落地速度约为,若雨滴撞击睡莲叶面后无反弹、不计雨滴重力,雨水的密度为,据此估算睡莲叶面单位面积上的平均受力约为( )
A. B. C. D.
(二)多选题(本题共3个小题,每小题6分,共18分)
8. 有A、B、C三个小球,质量,现将三个小球从同一高度以初速度大小都是,方向依次是水平、竖直向上、竖直向下抛出,如图所示,三个小球最终均落在水平地面上,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 从抛出到落地,三个小球重力做的功不相等
B. 三个小球落地时的速度大小相等
C. 在落地时,三个小球重力瞬时功率的大小关系是
D. 从抛出到落地,三个小球重力平均功率的大小关系是
9. 如图所示,嫦娥六号经过圆轨道Ⅲ,在处完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ,在处再次变轨后进入近月圆轨道Ⅰ,之后成功着陆于月球背面。忽略地球对嫦娥六号的影响以及嫦娥六号的质量变化,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号在地球上的发射速度应大于第二宇宙速度
B. 嫦娥六号与月球球心的连线单位时间内扫过的面积在轨道Ⅰ上要比在轨道Ⅲ上的小
C. 嫦娥六号由轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ在点发动机需向运动方向喷气
D. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅲ上运动的周期
10. 如图所示,半径为的光滑大圆环用一细杆固定在竖直平面内,质量为的小球A套在大圆环上,下端固定在杆上点的轻质弹簧与质量为的滑块连接,并一起套在杆上,小球和滑块之间用长为的轻杆分别通过铰链连接,当小球A位于圆环最高点时、弹簧处于原长。此时给A一微小扰动(初速度视为0),使小球沿环顺时针滑下,当到达大圆环圆心等高处时,的速度为(g为重力加速度).不计一切摩擦,A、B均可视为质点,下滑过程中轻杆与圆环互不影响,下列说法正确的是( )
A. 小球A、滑块B和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能守恒
B. 当小球到达点时,滑块的速度为
C. 小球从最高点到点的过程中,滑块的重力势能减小
D. 小球从最高点到点的过程中,弹簧的弹性势能增加了
二、实验题(本大题共2个小题,每空2分,共16分)
11. 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”。实验装置如图甲所示,实验所用电源为学生电源,可以提供的交变电流和直流电流,交变电流的频率为。
(1)实验中应选择_________(选填“直流”或“交流”)电源。
(2)关于本实验,下列说法正确的是_________
A. 为减小实验误差,一般选用密度小、体积大的重物
B. 应先接通电源,再释放纸带
C. 纸带上留下的点间距越小越好
D. 实验时,一定要称出重物的质量
(3)若当地重力加速度为,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,其中为打下的第一个点,、、为另外3个连续点,则打点计时器在打点到点的过程中,在误差允许范围内,_____________________________(用题中给出的字母符号表达)成立,则可认为上述实验过程满足机械能守恒。
12. 某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来“验证动量守恒定律”。进行如下的操作:
①取两个体积相同的小球和;
②将斜槽固定在水平桌面上,并调整斜槽末端水平;
③在倾斜长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸;
④先让小球A多次从斜槽上的同一位置静止释放;
⑤然后把小球B静置于斜槽的末端,再将小球A仍从斜槽上同一位置由静止释放,与小球B相撞;
⑥多次重复步骤⑤,用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点,其中点为小球单独运动的落点。
(1)为了防止小球A被反弹,A、B应该选择对应的小球是( )
A. 钢球钢球 B. 玻璃球玻璃球
C. 钢球玻璃球 D. 玻璃球钢球
(2)碰撞后小球A的落点是___________(选填“M”或“N”);
(3)关于对本实验的操作,下列正确的是________;
A. 需测量、两小球的质量分别为和
B. 需测量小球从释放至落到斜面的飞行时间
C. 需测量释放点到斜槽末端的高度
D. 需测量、、到斜槽末端点的长度、、
(4)若两球碰撞过程中动量守恒,则关系式__________________________成立(用、、、、表示);
(5)如图乙所示,小球静止于距斜槽末端处,小球以速度碰撞,、可视为质点且质量均可变,理论上小球至少经过___________时间到达斜槽末端。
三、解答题(本大题共3小题,共38分)
13. 如图所示,将一轻质弹簧放置在水平面上,一端固定在点,另一端与质量为的滑块接触但不连接,当弹簧处于自然长度时,滑块(可视为质点)位于图中点。水平面上段光滑、段粗糙,且段长度为。端与半径为的竖直光滑半圆轨道相切,点是半圆轨道的最高点。用滑块将弹簧压缩至点(图中未画出),静止释放后,滑块刚好能到达点,已知滑块与段动摩擦因数,重力加速度为,求:
(1)滑块在点时的速度大小;
(2)滑块过点时对圆轨道的压力;
(3)弹簧压缩到点时的弹性势能.
14. 如图所示,可以绕竖直轴转动的水平转台上固定着倾角的斜面,斜面最低点在转轴上,质量为的物块(可视为质点)放置于转台不同位置可随转台转动。重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,。
(1)若将物块放置于转台水平面上,距点的距离为,当转台以角速度转动时,物块恰好相对转台不滑动.求物块与水平面间的动摩擦因数。
(2)若将物块放置于转台斜面上,距点的距离为,物块与转台斜面之间的动摩擦因数也为。
①当转台以角速度转动时,物块受到的支持力为多大;
②当物块相对转台静止时,求转台角速度的范围。
15. 如图所示,质量的物块(视为质点)放置于质量的木板B左端,B的上表面与右侧平台等高,质量的光滑圆弧形滑块C静置于右侧平台上,且整个平台光滑。现敲击,使获得水平向右的冲量,当到达右端时,、恰好共速,与右侧平台碰撞瞬间,被锁定。与间动摩擦因数,重力加速度,求:
(1)A、B共速时的速度大小;
(2)A滑上C后能到达的最大高度;
(3)当A再次滑上B时,B解除锁定,则最终A停止位置距B左端的距离。
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2025级高一下学期定时练习
物 理
(满分:100分 时间:75分钟)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置。
2.答题时请使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答题时必须用0.5毫米黑色墨迹签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置,在规定的答题区域以外答题无效,在试题卷上答题无效。
3.考试结束后,考生将答题卡交回。
一、选择题(1-7小题,每小题4分;8-10小题,每小题6分,共46分)
(一)单项选择题(本题共7个小题,每小题4分,共28分)
1. 如图,人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法正确的是( )
A. 重力对人做正功 B. 支持力对人做正功
C. 摩擦力对人做正功 D. 合外力对人做正功
【答案】C
【解析】
【详解】根据功的概念W=Fxcosθ可知
A.重力的方向与位移方向成钝角,可知重力对人做负功,A错误;
B.支持力的方向与位移方向垂直,可知支持力对人不做功,B错误;
C.摩擦力方向沿扶梯斜向上,与位移方向相同,可知摩擦力对人做正功,C正确;
D.因人匀速上升,动能不变,由动能定理可知,合外力对人不做功,D错误。
故选C。
2. 如图所示,自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连,而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的.设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和,在它们的边缘分别取一点、、。、和点的线速度大小为、、,角速度大小为、、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AC.因A、B两点同缘转动,则线速度相等,即,根据可得,AC错误;
BD.B、C两点同轴转动,角速度相等,,根据可得,B正确,D错误。
故选B。
3. 两物体做匀速圆周运动,其运动半径之比为1∶2,所受向心力大小相等,则两物体动能之比为( )
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 2∶1
【答案】B
【解析】
【详解】根据向心力公式和动能定义式分别有,
联立解得
已知两物体的向心力大小相等,可得两物体的动能之比为
由于两物体的运动半径之比为,代入解得
故选B。
4. 若忽略空气阻力的作用,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,汽车在起伏的山路上以较大的速度匀速率行驶,B处比A处更容易爆胎
B. 图乙中,小球做匀速圆周运动的周期随角增大而增大
C. 图丙中,火车转弯小于规定速度行驶时,轮缘会对内轨有挤压作用
D. 图丁中,洗衣机脱水时,水滴因受到离心力作用而被甩出去
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中,在A处,根据牛顿第二定律
可得
在B处,根据牛顿第二定律
可得
故NA>NB,汽车在A处比B处更容易爆胎,故A错误;
B.图乙中,对小球由牛顿第二定律
解得,可知小球做匀速圆周运动的周期随角增大而减小,B错误;
C.图丙中,火车转弯小于规定速度行驶时,火车的重力和轨道的支持力的合力大于火车需要的向心力,则火车有做向心运动的趋势,此时轮缘会对内轨有挤压作用,C正确;
D.图丁中,洗衣机脱水时,水滴的附着力小于所需的向心力时,水滴做离心运动而被甩出去,并非受到离心力作用,D错误。
故选C。
5. 2026年5月24日,神舟二十三号载人飞船发射取得圆满成功。已知神舟二十三号载人飞船在轨运行时绕地球做匀速圆周运动,轨道距地球表面的高度为,飞船在时间内运动的路程为,地球半径为,引力常量为,不计地球自转。下列说法正确的是( )
A. 载人飞船在轨运行时的角速度大小一定为
B. 载人飞船在轨运行时的加速度大小为
C. 地球的质量为
D. 地球表面的重力加速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.角速度公式为,其中为飞船运行周期,题干中是飞船运动路程的时间,不一定等于周期,故A错误;
B.向心加速度满足
飞船轨道半径
线速度大小
联立以上式子可得
故B正确;
C.万有引力提供向心力:
解得
选项中分子为,与推导结果不符,故C错误;
D.地球表面物体满足
得
代入的表达式得
与选项表达式不符,故D错误。
故选B。
6. 如图为某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为,它由静止开始沿平直公路行驶,且行驶中阻力恒定,最大车速为,则( )
A. 汽车以恒定功率启动
B. 汽车匀加速所需时间为
C. 汽车所受阻力为
D. 汽车在车速为时,功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车从静止开始,在时图像表明加速度恒为,汽车先以恒定加速度启动,并非以恒定功率启动,故A错误;
B.匀加速阶段汽车从静止加速到,由
整理得=,故B错误;
C.当时,图线为倾斜直线,说明汽车以恒定功率行驶。由牛顿第二定律有
由图中直线两端数据可得==
在最大车速处,故===,故C正确;
D.汽车在时仍处于匀加速阶段,牵引力
此时功率,故D错误。
故选C。
7. 为估算池中睡莲叶面被雨滴撞击时单位面积受的力,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得10分钟内杯中雨水上升了,查询得知,当时雨滴落地速度约为,若雨滴撞击睡莲叶面后无反弹、不计雨滴重力,雨水的密度为,据此估算睡莲叶面单位面积上的平均受力约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设在时间内落到面积为的叶面上的雨水质量为,则有
雨滴撞击叶面后速度变为零,以竖直向下为正方向,根据动量定理有
解得叶面对雨水的平均作用力大小为
根据牛顿第三定律可知,雨水对叶面的平均作用力大小为
则叶面单位面积上的平均受力约为
联立解得
代入数据解得
故选A。
(二)多选题(本题共3个小题,每小题6分,共18分)
8. 有A、B、C三个小球,质量,现将三个小球从同一高度以初速度大小都是,方向依次是水平、竖直向上、竖直向下抛出,如图所示,三个小球最终均落在水平地面上,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 从抛出到落地,三个小球重力做的功不相等
B. 三个小球落地时的速度大小相等
C. 在落地时,三个小球重力瞬时功率的大小关系是
D. 从抛出到落地,三个小球重力平均功率的大小关系是
【答案】BD
【解析】
【详解】A.从抛出到落地,三个小球下落的竖直高度相同,根据WG=mgh可知,重力做的功相等,A错误;
B.根据机械能守恒定律可知,三个小球落地时的速度大小相等,B正确;
C.在落地时,三个小球的竖直速度关系
根据可知,重力瞬时功率的大小关系是,C错误;
D.从抛出到落地,三个小球在空中运动时间关系为
根据可知重力平均功率的大小关系是,D正确。
故选BD。
9. 如图所示,嫦娥六号经过圆轨道Ⅲ,在处完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ,在处再次变轨后进入近月圆轨道Ⅰ,之后成功着陆于月球背面。忽略地球对嫦娥六号的影响以及嫦娥六号的质量变化,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号在地球上的发射速度应大于第二宇宙速度
B. 嫦娥六号与月球球心的连线单位时间内扫过的面积在轨道Ⅰ上要比在轨道Ⅲ上的小
C. 嫦娥六号由轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ在点发动机需向运动方向喷气
D. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅲ上运动的周期
【答案】BC
【解析】
【详解】A.嫦娥六号没有脱离地球的引力范围,可知在地球上的发射速度应小于第二宇宙速度,A错误;
B.根据万有引力提供向心力,解得
可知嫦娥六号与月球球心的连线在∆t时间内扫过的面积
因,可知
可知嫦娥六号与月球球心的连线单位时间内扫过的面积在轨道Ⅰ上要比在轨道Ⅲ上的小,B正确;
C.嫦娥六号由轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ在点要减速做向心运动,则发动机需向运动方向喷气,C正确;
D.根据开普勒第三定律,嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的半长轴小于在轨道Ⅲ上运动的轨道半径,可知嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅲ上运动的周期,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,半径为的光滑大圆环用一细杆固定在竖直平面内,质量为的小球A套在大圆环上,下端固定在杆上点的轻质弹簧与质量为的滑块连接,并一起套在杆上,小球和滑块之间用长为的轻杆分别通过铰链连接,当小球A位于圆环最高点时、弹簧处于原长。此时给A一微小扰动(初速度视为0),使小球沿环顺时针滑下,当到达大圆环圆心等高处时,的速度为(g为重力加速度).不计一切摩擦,A、B均可视为质点,下滑过程中轻杆与圆环互不影响,下列说法正确的是( )
A. 小球A、滑块B和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能守恒
B. 当小球到达点时,滑块的速度为
C. 小球从最高点到点的过程中,滑块的重力势能减小
D. 小球从最高点到点的过程中,弹簧的弹性势能增加了
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球、滑块和轻杆组成的系统在下滑过程中,弹簧的弹力对滑块做负功,系统机械能不守恒,故A错误;
B.设小球到达点时轻杆与竖直方向的夹角为,此时小球到竖直细杆的距离为,轻杆长度为2R,根据几何关系有
解得
小球的速度方向沿圆环切线竖直向下,滑块的速度方向沿细杆竖直向下,将小球和滑块的速度分别沿轻杆方向和垂直轻杆方向分解,两者沿轻杆方向的速度分量大小相等,有
解得
可知当小球到达点时滑块的速度为,故B正确;
C.小球在圆环最高点时,滑块在细杆上且距圆心O'的距离为,当小球到达点时,设滑块距圆心O'的距离为,根据几何关系有
解得
此过程滑块下降的高度为
解得
滑块的重力势能减小量为
解得
可知滑块的重力势能减小了,故C错误;
D.小球从最高点到点的过程中,小球、滑块和弹簧组成的系统机械能守恒,设弹簧的弹性势能增加量为,根据机械能守恒定律有
解得
可知弹簧的弹性势能增加了,故D正确。
故选BD。
二、实验题(本大题共2个小题,每空2分,共16分)
11. 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”。实验装置如图甲所示,实验所用电源为学生电源,可以提供的交变电流和直流电流,交变电流的频率为。
(1)实验中应选择_________(选填“直流”或“交流”)电源。
(2)关于本实验,下列说法正确的是_________
A. 为减小实验误差,一般选用密度小、体积大的重物
B. 应先接通电源,再释放纸带
C. 纸带上留下的点间距越小越好
D. 实验时,一定要称出重物的质量
(3)若当地重力加速度为,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,其中为打下的第一个点,、、为另外3个连续点,则打点计时器在打点到点的过程中,在误差允许范围内,_____________________________(用题中给出的字母符号表达)成立,则可认为上述实验过程满足机械能守恒。
【答案】(1)交流 (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
打点计时器需要连接交流电源,所以实验中应选择交流电源。
【小问2详解】
A.为减小空气阻力的影响,一般选用密度大、体积小的重物,故A错误;
B.为了充分利用纸带,应先接通电源,再释放纸带,故B正确;
C.纸带上点间距越小,说明重物速度越小,测量相对误差越大,点间距适当大些更好,故C错误;
D.由于验证机械能守恒的表达式中,质量可以约去,所以不需要称出重物的质量,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
打点计时器在打点到点的过程中,重物减少的重力势能为
打点重物的速度为
打点计时器在打点到点的过程中,重物增加的动能为
根据机械能守恒可得
整理可得在误差允许范围内,若成立,则可认为上述实验过程满足机械能守恒。
12. 某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来“验证动量守恒定律”。进行如下的操作:
①取两个体积相同的小球和;
②将斜槽固定在水平桌面上,并调整斜槽末端水平;
③在倾斜长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸;
④先让小球A多次从斜槽上的同一位置静止释放;
⑤然后把小球B静置于斜槽的末端,再将小球A仍从斜槽上同一位置由静止释放,与小球B相撞;
⑥多次重复步骤⑤,用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点,其中点为小球单独运动的落点。
(1)为了防止小球A被反弹,A、B应该选择对应的小球是( )
A. 钢球钢球 B. 玻璃球玻璃球
C. 钢球玻璃球 D. 玻璃球钢球
(2)碰撞后小球A的落点是___________(选填“M”或“N”);
(3)关于对本实验的操作,下列正确的是________;
A. 需测量、两小球的质量分别为和
B. 需测量小球从释放至落到斜面的飞行时间
C. 需测量释放点到斜槽末端的高度
D. 需测量、、到斜槽末端点的长度、、
(4)若两球碰撞过程中动量守恒,则关系式__________________________成立(用、、、、表示);
(5)如图乙所示,小球静止于距斜槽末端处,小球以速度碰撞,、可视为质点且质量均可变,理论上小球至少经过___________时间到达斜槽末端。
【答案】(1)C (2)N (3)AD
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
为了防止小球A被反弹,入射球A的质量要大于被碰球B的质量,则A、B应该选择对应的小球是钢球和玻璃球。故选C。
【小问2详解】
碰撞后小球A的速度减小,则做平抛运动落在斜面上的运动距离减小,则落点是N;
【小问3详解】
要验证的关系是
由于小球做平抛运动,则由,,,
可得
可知表达式可变形为
则实验需要测量的物理量为:、两小球的质量分别为和,以及、、到斜槽末端点的长度、、,故选AD。
【小问4详解】
由上述分析可知,若两球碰撞过程中动量守恒,则关系式成立。
【小问5详解】
若CD发生弹性碰撞,则由动量守恒和能量关系可知,
解得
若,则,此时小球到达斜槽末端经过的最小时间为。
三、解答题(本大题共3小题,共38分)
13. 如图所示,将一轻质弹簧放置在水平面上,一端固定在点,另一端与质量为的滑块接触但不连接,当弹簧处于自然长度时,滑块(可视为质点)位于图中点。水平面上段光滑、段粗糙,且段长度为。端与半径为的竖直光滑半圆轨道相切,点是半圆轨道的最高点。用滑块将弹簧压缩至点(图中未画出),静止释放后,滑块刚好能到达点,已知滑块与段动摩擦因数,重力加速度为,求:
(1)滑块在点时的速度大小;
(2)滑块过点时对圆轨道的压力;
(3)弹簧压缩到点时的弹性势能.
【答案】(1)
(2),方向竖直向下
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块刚好能到达半圆轨道最高点点,在点由重力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
滑块从点运动到点的过程,根据动能定理有
滑块在经过点时受到轨道的支持力设为,根据牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律可知,滑块过点时对圆轨道的压力大小为6mg,方向竖直向下。
【小问3详解】
滑块从点(图未画出)运动到点的过程,根据能量守恒定律有
解得
14. 如图所示,可以绕竖直轴转动的水平转台上固定着倾角的斜面,斜面最低点在转轴上,质量为的物块(可视为质点)放置于转台不同位置可随转台转动。重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,。
(1)若将物块放置于转台水平面上,距点的距离为,当转台以角速度转动时,物块恰好相对转台不滑动.求物块与水平面间的动摩擦因数。
(2)若将物块放置于转台斜面上,距点的距离为,物块与转台斜面之间的动摩擦因数也为。
①当转台以角速度转动时,物块受到的支持力为多大;
②当物块相对转台静止时,求转台角速度的范围。
【答案】(1)
(2)①;②
【解析】
【小问1详解】
因物块恰好相对转台不滑动,对其受力分析,由牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
①当物块在转台斜面转动时,沿斜面和垂直于斜面分解加速度有
解得
②当角速度最小时,物块恰好不下滑,对物块受力分析可得
在水平方向上
在竖直方向上
又
解得
当角速度最大时,物块恰好不上滑,对物块受力分析可得
在水平方向上
在竖直方向上
又
解得
由上分析可知,角速度取值范围为。
15. 如图所示,质量的物块(视为质点)放置于质量的木板B左端,B的上表面与右侧平台等高,质量的光滑圆弧形滑块C静置于右侧平台上,且整个平台光滑。现敲击,使获得水平向右的冲量,当到达右端时,、恰好共速,与右侧平台碰撞瞬间,被锁定。与间动摩擦因数,重力加速度,求:
(1)A、B共速时的速度大小;
(2)A滑上C后能到达的最大高度;
(3)当A再次滑上B时,B解除锁定,则最终A停止位置距B左端的距离。
【答案】(1)2m/s
(2)0.15m (3)
【解析】
【小问1详解】
由动量定理得的初速度
水平面光滑,A、B构成的系统动量守恒
解得A、B共速时的速度大小
【小问2详解】
A滑上C的最高点时,二者共速,上升最大高度为h。
根据水平方向动量守恒有
根据能量守恒有
解得
【小问3详解】
规定向右为正方向,当A返回C的底端,二者即将分离时
根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
设A冲上B后,相对B的右端向左滑动距离为x时,二者共速,根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
设木板B长度为L,由(1)可知
解得
则最终A停止位置距B左端的距离
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