精品解析：河北石家庄二中教育集团2024-2025学年高二下学期期末物理试题

石家庄二中教育集团2024-2025学年度高二年级下学期期末考试物理试卷 （时间：75分钟，分值100分） 一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分） 1. 以下说法正确的是（ ） A. 运动的物体速度最大时，加速度一定为0 B. 做离心运动的物体可以沿半径方向向外运动 C. 静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变 D. 由于矢量的方向可以用正、负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量 2. 石家庄某商场自动感应门示意图如图，人走近时两扇门从静止开始同时向左右平移，两扇门移动距离均为0.8m，若门完全打开时速度恰好为0，且门加速和减速时的加速度大小均为0.2m/s2，则：为使门能最快打开，其最高运行速度至少应设置为（ ） A. 0.2m/s B. 0.4m/s C. 0.8m/s D. 1.6m/s 3. 小明把质量为m的小球以速度v0水平抛出，运动过程中忽略空气阻力，抛出t时间后，开始起风，小明发现起风之后小球开始做直线运动直至小球落地，若风恰好能为小球提供水平方向的恒力，则风给小球提供的水平恒力大小为（ ） A. B. C. D. 4. 高空滑索是一种勇敢者的运动项目，可以简化为一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动。如图所示，人下滑过程中如果出现轻绳竖直的情况，若不计空气阻力，则（ ） A. 人匀速下滑 B. 人加速下滑 C. 人减速下滑 D. 人加速下滑或减速下滑均有可能 5. 如图所示，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90°．在此过程中，质点的速度 A. 不断增大 B. 不断减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 6. 如图，人沿平直的河岸以速度行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行，当绳与河岸的夹角为，船的速率为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为 （ ） A. B. C. D. 3mg 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对得6分，少选得3分，错选、多选均不得分。） 8. 如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F推动斜面体在光滑地面缓慢移动，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，直到细绳与斜面体上表面平行，此过程中斜面对小球的支持力FN1，绳对小球的拉力FT，水平力F以及地面的支持力FN2的变化情况是（ ） A. FN1保持不变 B. FT先减小后增大 C. F不断增大 D. FN2不断增大 9. 如图所示，倾角为的光滑斜面体固定在水平地面上，顶端放置均可视为质点的小球和滑块，某时刻给小球沿水平方向的初速度（已知），使其做平抛运动，同时给滑块沿斜面体向下的速度，一段时间后，小球刚好砸在滑块上。重力加速度，，，空气阻力忽略不计。则下列正确的是（　　） A. 滑块的初速度大小为 B. 滑块的初速度大小为 C. 离斜面最远的距离为 D. 离斜面最远的距离为 10. 如图所示，水平传送带左、右两端间距为5m，传送带以的速度顺时针匀速转动，将一可视为质点的小物块无初速度地放上传送带的左端，在传送带上运动2s后，传送带突然出现故障停止转动，经过1s后故障排除，立即按原速度运行，又经过一段时间后小物块到达传送带右端且在传送带上留下了一条划痕。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为=0.1，重力加速度。下列分析正确的是（ ） A. 放上4s时从传送带上落下 B. 从传送带上落下时速度大小为 C. 划痕长为13m D. 划痕长为11m 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小． （1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是________ A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动． （2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是________ A．M=200g, m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g B．M=200 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g C．M=400 g , m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g D．M=400 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g （3）图2是试验中得到的一条纸带， A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08"cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=___________m/s2 （结果保留2位有效数字）． 12. 如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器． （1）请将下列实验步骤按先后排序：___________ A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触 B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来 C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来 D．关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度的表达式，代入数据，得出的测量值． （2）要得到的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是______ A．秒表　 B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器 （3）写出角速度的表达式_______，并指出表达式中各个物理量的意义：_____________． （4）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对结果有影响吗？_____________（填 “有影响”或“无影响”） 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 人们认为某些白矮星（密度较大的恒星）每秒大约自转一周（万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,地球半径R约为6.4×103km）. (1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉,它的密度至少为多大？ (2)假设某白矮星密度约为此值,且其半径等于地球半径,则它的第一宇宙速度约为多大? 14. 如图所示，半径为r3=5r的圆形餐桌中心有一转盘，其半径为r2=3r，可绕其中心轴转动。a、b为两个相同的杯子，其中a置于距中心轴r1=r处，b置于转盘边缘。两个杯子与转盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，转盘厚度及转盘与餐桌的间隙不计，餐桌始终保持静止，两个杯子均可视为质点，现缓慢增大转盘的角速度。 （1）求a、b分别相对转盘刚发生滑动时转盘的角速度之比； （2）b相对转盘滑下后，恰不从餐桌边缘掉下，求杯子与桌面间的动摩擦因数μ'。 15. 有一种游戏项目可简化为如图所示的装置。5个相同的木板紧挨着静止放在水平地面上，每块木板的质量均为m＝1kg，长l＝1m。它们与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1。现有质量为M＝2.5kg的小铅块（可视为质点），以v0＝4m/s的初速度从左端滑上木板1，它与木板的动摩擦因数μ2＝0.2。取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）判断当铅块刚滑上木板1时，木板是否运动，并简要说明； （2）求铅块滑离木板3时速度大小； （3）求铅块在整个运动过程中前进的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石家庄二中教育集团2024-2025学年度高二年级下学期期末考试物理试卷 （时间：75分钟，分值100分） 一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分） 1. 以下说法正确的是（ ） A. 运动的物体速度最大时，加速度一定为0 B. 做离心运动的物体可以沿半径方向向外运动 C. 静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变 D. 由于矢量的方向可以用正、负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量 【答案】C 【解析】 【详解】A．速度大小达到最大时，只能说明切向加速度为0；若物体做曲线运动，例如单摆运动到最低点时速率最大，此时仍有向心加速度，大小为 且不为0，所以总加速度不一定为0，故A错误； B．做圆周运动的物体速度方向始终沿轨迹切线方向，离心运动发生时物体因惯性远离圆心，速度方向不沿半径方向，因此不可能沿半径方向向外运动，故B错误； C．弹力是施力物体发生弹性形变后对受力物体产生的力，物体受到向上的弹力时，施力物体是地面，因此该弹力是地面发生形变产生的，故C正确； D．矢量的方向在一维情况下可以用正、负表示，但标量也可能有正、负值，例如温度和功，因此具有正、负值的物理量不一定是矢量，故D错误。 故选C。 2. 石家庄某商场自动感应门示意图如图，人走近时两扇门从静止开始同时向左右平移，两扇门移动距离均为0.8m，若门完全打开时速度恰好为0，且门加速和减速时的加速度大小均为0.2m/s2，则：为使门能最快打开，其最高运行速度至少应设置为（ ） A. 0.2m/s B. 0.4m/s C. 0.8m/s D. 1.6m/s 【答案】B 【解析】 【详解】设门完全打开时，两扇门的速度为，每扇门移动的距离为。 门由静止开始运动，先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，且加速度大小均为 由运动学公式可知，匀加速阶段的位移为 匀减速阶段的位移为 两阶段总位移为 代入每扇门移动距离，得 解得 故选B。 3. 小明把质量为m的小球以速度v0水平抛出，运动过程中忽略空气阻力，抛出t时间后，开始起风，小明发现起风之后小球开始做直线运动直至小球落地，若风恰好能为小球提供水平方向的恒力，则风给小球提供的水平恒力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】起风前小球做平抛运动，时刻竖直分速度，水平分速度为，起风后小球做直线运动的条件是合力方向与速度方向共线，此时小球受竖直向下的重力和水平恒力，合力的竖直分量为、水平分量为。 根据矢量共线的分量成比例关系 联立解得。 故选A。 4. 高空滑索是一种勇敢者的运动项目，可以简化为一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动。如图所示，人下滑过程中如果出现轻绳竖直的情况，若不计空气阻力，则（ ） A. 人匀速下滑 B. 人加速下滑 C. 人减速下滑 D. 人加速下滑或减速下滑均有可能 【答案】A 【解析】 【详解】人受重力和拉力，若合力不为零，合力与速度不共线，会做曲线运动，故合力一定为零，重力与轻绳拉力二力平衡，人做匀速直线运动。 故选A。 5. 如图所示，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90°．在此过程中，质点的速度 A. 不断增大 B. 不断减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】因为质点速度方向恰好改变了90°，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于90°小于180°才能出现末速度与初速度垂直的情况，因此恒力先做负功，当达到速度与恒力方向垂直后，恒力做正功，动能先减小后增大，速度先减小后增大．所以C正确． 6. 如图，人沿平直的河岸以速度行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行，当绳与河岸的夹角为，船的速率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】将人的运动速度v沿着绳子方向和垂直绳子方向正交分解，如图，由于绳子始终处于绷紧状态，因而小船的速度等于人沿着绳子方向的分速度 根据此图得 v船=vcosα 故选C。 7. 如图所示两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为 （ ） A. B. C. D. 3mg 【答案】A 【解析】 【详解】由几何关系可知，、及圆心构成等腰三角形，圆周半径为 在最高点时，两段绳对小球的拉力均指向圆心方向，设每段绳张力为，由于每段绳与竖直方向夹角满足，所以两段绳张力的合力为，方向竖直向下。 根据牛顿第二定律有 当小球速度为时，两段绳张力恰好为零，则有 当小球速度变为2v时，有 解得 由可得 解得 故选A。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对得6分，少选得3分，错选、多选均不得分。） 8. 如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F推动斜面体在光滑地面缓慢移动，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，直到细绳与斜面体上表面平行，此过程中斜面对小球的支持力FN1，绳对小球的拉力FT，水平力F以及地面的支持力FN2的变化情况是（ ） A. FN1保持不变 B. FT先减小后增大 C. F不断增大 D. FN2不断增大 【答案】CD 【解析】 【详解】设斜面倾角为，细绳与水平方向的夹角为。斜面缓慢向左移动时，逐渐减小，直至。小球运动缓慢，可认为其加速度近似为零，根据牛顿第二定律，沿水平和竖直方向分别有， 联立解得， A．随着逐渐减小，逐渐减小，因此不断增大，并非保持不变，故A错误； B．随着逐渐减小，不断增大，因此绳的拉力不断减小，故B错误； C．对斜面沿水平方向应用牛顿第二定律，由于斜面缓慢移动，加速度近似为零，因此有 由于不断增大，所以水平力不断增大，故C正确； D．设斜面质量为，对斜面沿竖直方向应用牛顿第二定律有 解得 由于不断增大，所以地面的支持力不断增大，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，倾角为的光滑斜面体固定在水平地面上，顶端放置均可视为质点的小球和滑块，某时刻给小球沿水平方向的初速度（已知），使其做平抛运动，同时给滑块沿斜面体向下的速度，一段时间后，小球刚好砸在滑块上。重力加速度，，，空气阻力忽略不计。则下列正确的是（　　） A. 滑块的初速度大小为 B. 滑块的初速度大小为 C. 离斜面最远的距离为 D. 离斜面最远的距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设经过时间小球刚好砸在滑块上，小球做平抛运动，竖直分位移大小 小球做平抛运动，水平方向： 滑块在斜面运动的长度 可得运动的时间为 由于一段时间后，小球刚好砸在滑块上。则 解得滑块的速度，故A错误，B正确； CD．小球抛出后离斜面最远需要的时间 离斜面的最远距离 故D正确，C错误。 故选BD。 10. 如图所示，水平传送带左、右两端间距为5m，传送带以的速度顺时针匀速转动，将一可视为质点的小物块无初速度地放上传送带的左端，在传送带上运动2s后，传送带突然出现故障停止转动，经过1s后故障排除，立即按原速度运行，又经过一段时间后小物块到达传送带右端且在传送带上留下了一条划痕。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为=0.1，重力加速度。下列分析正确的是（ ） A. 放上4s时从传送带上落下 B. 从传送带上落下时速度大小为 C. 划痕长为13m D. 划痕长为11m 【答案】A 【解析】 【详解】取水平向右为正方向，小物块受到的滑动摩擦力大小为，由牛顿第二定律可得加速度大小为 代入数据解得 A．传送带正常运行的前内，小物块相对传送带向左滑动，滑动摩擦力向右，小物块的加速度为，根据匀变速直线运动规律分别有， 代入数据解得， 传送带停止后的内，小物块相对传送带向右滑动，滑动摩擦力向左，取向右为正方向，则，根据匀变速直线运动规律分别有， 代入数据解得， 传送带恢复运行后，小物块的速度小于传送带速度，滑动摩擦力向右，小物块的加速度为，设再经过到达右端，根据匀变速直线运动规律有 代入数据解得 解得 小物块从释放到离开传送带所用的总时间为 代入数据解得 故A正确； B．小物块到达传送带右端时的速度为 代入数据解得 故B错误； C．设传送带向右运动的累计位移为，小物块在传送带上的接触位置坐标为。释放时有 前内传送带位移为 因此该阶段末接触位置为 传送带停止的内，传送带累计位移仍为，因此该阶段末接触位置为 传送带恢复运行后又运动，传送带累计位移为 小物块到达右端时的接触位置为 接触位置依次由变化到，再返回到，最后变化到，部分划痕发生重合，因此划痕覆盖范围为至，划痕长度为，故C错误； D．由C选项的计算可知，划痕长度为，不是，故D错误。 故选A。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小． （1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是________ A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动． （2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是________ A．M=200g, m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g B．M=200 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g C．M=400 g , m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g D．M=400 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g （3）图2是试验中得到的一条纸带， A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08"cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=___________m/s2 （结果保留2位有效数字）． 【答案】（1）B （2）C （3）0.42 【解析】 【详解】（1）小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、细线的拉力．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，因此应把木板的一端垫起适当的高度，以使重力、支持力、纸带的拉力三个力的合力为零，即小车做匀速运动，因此在进行这一操作时，不应挂砂桶，小车应连接纸带，A、C项错误；B项正确． （2）由于本实验中要求砂和砂桶的质量m远小于小车和砝码的质量M，故C项合理． （3）相邻两计数点间的时间T=0.1s，由可得 ，代入数据解得a=0.42m/s2． 12. 如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器． （1）请将下列实验步骤按先后排序：___________ A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触 B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来 C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来 D．关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度的表达式，代入数据，得出的测量值． （2）要得到的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是______ A．秒表　 B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器 （3）写出角速度的表达式_______，并指出表达式中各个物理量的意义：_____________． （4）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对结果有影响吗？_____________（填 “有影响”或“无影响”） 【答案】 ①. ①③②④ ②. D ③. 无 【解析】 【详解】（1）该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理，故次序为①③②④； （2）要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器，故选D； （3）由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响． 点睛：解决本题的关键知道该实验的实验原理，以及知道该实验的操作顺序． 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 人们认为某些白矮星（密度较大的恒星）每秒大约自转一周（万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,地球半径R约为6.4×103km）. (1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉,它的密度至少为多大？ (2)假设某白矮星密度约为此值,且其半径等于地球半径,则它的第一宇宙速度约为多大? 【答案】（1）1.41×1011kg/m3（2）4.02×107m/s 【解析】 【分析】(1)万有引力大于自转所需向心力是物体不被甩掉的条件，由此分析即可； (2)根据万有引力提供圆周运动向心力分析第一宇宙速度的大小． 【详解】(1) 设白矮星赤道上的物体m恰好不被甩出去，万有引力刚好提供自转所需向心力有： 则 可得白矮星的质量： 根据球的体积公式知，白矮星的体积： 所以其平均密度： ； (2) 白矮星表面重力提供圆周运动向心力有 解得：第一宇宙速度 所以第一宇宙速度： ． 【点睛】掌握万有引力提供圆周运动向心力，根据近地卫星的周期可以求出中心天体密度，这是正确解决本题的关键． 14. 如图所示，半径为r3=5r的圆形餐桌中心有一转盘，其半径为r2=3r，可绕其中心轴转动。a、b为两个相同的杯子，其中a置于距中心轴r1=r处，b置于转盘边缘。两个杯子与转盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，转盘厚度及转盘与餐桌的间隙不计，餐桌始终保持静止，两个杯子均可视为质点，现缓慢增大转盘的角速度。 （1）求a、b分别相对转盘刚发生滑动时转盘的角速度之比； （2）b相对转盘滑下后，恰不从餐桌边缘掉下，求杯子与桌面间的动摩擦因数μ'。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 杯子相对转盘发生滑动时，根据摩擦力提供向心力可得 解得 即 、相对转盘发生滑动时转盘的角速度之比为 【小问2详解】 相对转盘滑动 线速度与角速度的关系 b沿切线滑到桌面上 由牛顿第二定律可得 解得b沿切线滑到桌面上的加速度大小为 结合运动学公式 解得 联立可得 15. 有一种游戏项目可简化为如图所示的装置。5个相同的木板紧挨着静止放在水平地面上，每块木板的质量均为m＝1kg，长l＝1m。它们与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1。现有质量为M＝2.5kg的小铅块（可视为质点），以v0＝4m/s的初速度从左端滑上木板1，它与木板的动摩擦因数μ2＝0.2。取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）判断当铅块刚滑上木板1时，木板是否运动，并简要说明； （2）求铅块滑离木板3时速度大小； （3）求铅块在整个运动过程中前进的位移大小。 【答案】（1）木板不动，理由见解析；（2）2m/s；（3）m 【解析】 【详解】（1）小铅块滑上木板后，对小铅块：受力如图1 解得 根据牛顿第三定律，铅块对木板的摩擦力 对5块木板整体：受力如图2 设木板受到最大摩擦力为fm2 解得 若木板静止，则木板与地面间的摩擦力 小于最大静摩擦力，可判断木板不动； （2）设铅块滑离第k块木板时，木板开始运动，则（5-k）块木板所受的滑动摩擦力 根据图2可知，剩余木板受到的合力向右 解得 可判断小铅块滑离3号木板后才能运动，即滑上4号木块后4号和5号木块将一起运动。 小铅块在1、2、3号木板上运动时木板不动，对小铅块，由牛顿第二定律可得 解得 设铅块滑离木板2时速度为v2，根据运动学公式可得 解得 （3）小铅块以 滑离3号木板，此时4、5号木板受到地面摩擦力小于上表面小铅块对其的摩擦力，开始加速 解得 根据 可知 达到共速 m/s 根据 △x=x铅－x木=m＜1m 可判断未滑离4号木板； ①小铅块在1、2、3号木板上运动 x1=3l=3m ②小铅块滑上4号木板后直至和木板达到共速 x2=·t=m ③小铅块和木板达到共速后随木板一起匀减速直至停下，可知 a3=1m/s2 根据 0-v42=-a3x3 可得 x3=m 综上所述，可得小铅块整个过程中的运动位移 x=x1+x2+x3=4m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $