广东省深圳市2026-2027学年高二物理上学期开学模拟卷
2026-08-08
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 深圳市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.35 MB |
| 发布时间 | 2026-08-08 |
| 更新时间 | 2026-08-08 |
| 作者 | ZYSZYSZYSZYS |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59116943.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以嫦娥四号探月、春晚《武BOT》机器人、冬奥会钢架雪车等真实情境为载体,覆盖曲线运动、万有引力、机械能等核心知识,融合实验探究与综合计算,适配高二开学学情。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题46分|微元法应用、曲线运动受力分析、万有引力定律、圆周运动参量比较|结合卫星导航、道闸系统等生活场景,考查运动与相互作用观念|
|非选择题|5题54分|平抛运动实验、功与速度关系验证、机械能守恒与功能关系计算|以冬奥会钢架雪车、翻滚过山车为情境,综合考查科学推理与模型建构能力|
内容正文:
广东省深圳市2026-2027学年高二物理上学期开学模拟卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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.下列研究过程中运用了“先微元再累加”方法的是( )
A.研究力的平行四边形定则 B.观察桌面的微小形变
C.把物体简化为有质量的点 D.研究重力在曲面上做功特点
2.汽车自驾游是人们喜爱的出游方式之一,驾驶过程中常常离不开卫星导航,遵守交通规则安全文明驾驶是出游的重要保障。汽车在水平路面上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,这一过程中汽车所受合力方向可能是( )
A. B.
C. D.
3.我国发射的“嫦娥四号”,可以更深层次、更加全面的探测月球地貌、资源等方面的信息。已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为,引力常量为,“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动时,离月球中心的距离为r,根据以上信息可知下列结果正确的是( )
A.“嫦娥四号”绕月球运行的周期为 B.“嫦娥四号”绕月球运行的速度大小为
C.月球质量为 D.“嫦娥四号”所在轨道处的重力加速度也为g
4.某住宅小区出入口使用栅栏道闸,道闸的转动杆平行,分别绕N、O点在竖直面内匀速转动,点在点的正下方,杆通过铰链与转动杆链接并保持竖直。道闸抬起至如图所示位置时,下列说法正确的是( )
A.A点的线速度方向竖直向上 B.A点的加速度指向点
C.A点的角速度大于点的角速度 D.A点的线速度大于点的线速度
5.货车卸货的情境如图所示。货车始终静止在水平地面上,货厢在液压机的作用下绕转轴O缓慢抬升,角度θ逐渐增大,且货物相对车厢始终保持静止,该过程中货物受到的( )
A.支持力逐渐变大 B.摩擦力逐渐减小 C.支持力做正功 D.摩擦力做负功
6.如图所示,为四分之一圆弧轨道,为水平直轨道,圆弧的半径为,的长度也是。一质量为的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为,它由轨道顶端从静止开始下滑,恰好运动到处停止,不计空气阻力,重力加速度为,那么物体在段克服摩擦力所做的功为( )
A.0 B. C. D.
7.2026年央视春晚《武BOT》展示了人形机器人的武术才能。节目中,机器人借助弹射踏板斜向上弹出,不计空气阻力,在空中其重心的运动轨迹可视为抛物线如图所示。以所在平面为零势能面,机器人重心从A到运动过程中,下列关于机器人的重力势能、动能、重力瞬时功率P、水平方向位移x与竖直方向位移y之间变化关系,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.质量为1kg的物体在2s内下降了10m的距离。取g=10m/s2。则在这2s内( )
A.重力做正功100J B.物体克服重力做功200J
C.重力做功的平均功率为50W D.2s末重力的瞬时功率为200W
9.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动,当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学家称为“行星冲日”。据报道,2014年各行星冲日时间分别为:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径(AU)
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.各地外行星每年都会出现冲日现象
B.在2015年内一定会出现木星冲日
C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
D.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
10.铅球训练时,运动员从O点先后两次抛出相同铅球,第一次落至地面M点处,第二次落至地面N点处,两次运动过程中铅球能达到的最高点A、B的高度相同,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A.两次铅球在空中运动的时间不相等 B.铅球经过最高点时的速度关系为
C.两次推球过程中,手对铅球做的功相等 D.铅球落地时,重力的瞬时功率满足
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
在“探究平抛运动的特点”的实验中,对图甲所示的装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片。
(1)下列说法中符合本实验要求的是___________
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端切线必须水平
C.必须用天平称出小球的质量
(2)某同学用频闪照相方法拍摄的小钢球(可视为质点)做平抛运动的闪光照片,频闪光源的频率为20Hz。在实验中得到的轨迹图如乙图所示,A、B、C是曲线上的三个点的位置,A点为坐标原点,坐标如图乙所示。
①小球做平抛运动的初速度大小为___________m/s。
②当地的重力加速度大小为___________(计算结果保留三位有效数字)。
③A点___________(填“是”或“不是”)小球的抛出点。
12.(10分)
如图所示的装置,可用于验证恒力做功与速度变化的关系。水平轨道上安装两个光电门,光电门1和2的中心距离;小车上固定有力传感器和宽度为的挡光板,小车、力传感器和挡光板的总质量;细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。
首先,实验保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量,释放小车,让小车做匀速直线运动,以实现平衡摩擦力,此时测得砝码和砝码盘的总质量为;
再增加砝码盘中的砝码个数,释放小车,让小车做加速直线运动。某次实验测得砝码盘和砝码的总质量为,力传感器的读数为,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为、,(已知重力加速度为,小车通过光电门2后,砝码盘才落地)
回答下列问题:
(1)小车与水平轨道之间的摩擦力大小为________;(用题干中的字母表示)
(2)以小车为研究对象,实验要验证的表达式是________。
A. B.
C. D.
13.(12分)
2026年米兰冬奥会,我国运动员陈文浩取得男子钢架雪车项目第四名,刷新了我国此项目境外参赛的最佳战绩。图甲为运动员竞赛实景,图乙为赛道简化示意图。其中AB段水平,BC段与水平面夹角。运动员从A点静止出发,推动钢架雪车沿AB做匀加速直线运动;抵达B点后迅速俯卧于雪车上,人与雪车整体沿BC斜面继续匀加速下滑。全过程速率随时间变化规律如图丙所示。假设运动员与雪车经过B点瞬间速度大小不变,雪车底面的平面始终与滑道贴合。已知运动员与雪车总质量,重力加速度大小取,,不计空气阻力。求:
(1)AB段运动的加速度大小;
(2)运动员与雪车在BC段运动过程中重力做的功。
14.(12分)
如图,轨道AB是一平滑曲面,其末端B的切线沿水平方向。质量的小球从A点沿轨道AB由静止开始下滑,从B点飞出,最后落到水平面上的D点。忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。已知,,,求:
(1)小球到达B点时的速度;
(2)小球刚运动到D点时重力的功率;
(3)小球在轨道AB上运动时,克服阻力所做的功;
15.(12分)
如图是翻滚过山车的模型,光滑的竖直圆轨道半径为R=2m,入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的,质量m=2kg的小车与水平轨道之间的动摩擦因数均为=0.5.加速阶段AB的长度为=3m,小车从A点由静止开始受到水平拉力F=60N的作用,在B点撤去拉力,g取10m/s2,试问:
(1)要使小车恰好通过圆轨道的最高点,小车在C点的速度为多少?
(2)满足第(1)的条件下,小车沿着出口平轨道CD滑行多远的距离?
(3)要使小车不脱离轨道,平直轨道BC段的长度范围?
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广东省深圳市2026-2027学年高二物理上学期开学模拟卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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.下列研究过程中运用了“先微元再累加”方法的是( )
A.研究力的平行四边形定则 B.观察桌面的微小形变
C.把物体简化为有质量的点 D.研究重力在曲面上做功特点
【答案】D
【详解】A.研究力的平行四边形定则运用了等效替代的方法,故A错误;
B.观察桌面的微小形变运用了放大的方法,故B错误;
C.把物体简化为有质量的点运用了理想模型法,故C错误;
D.研究重力在曲面上做功特点运用了“先微元再累加”的方法,故D正确。
故选D。
2.汽车自驾游是人们喜爱的出游方式之一,驾驶过程中常常离不开卫星导航,遵守交通规则安全文明驾驶是出游的重要保障。汽车在水平路面上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,这一过程中汽车所受合力方向可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】汽车沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,这一过程中汽车所受合力方向位于轨迹的凹侧,且合力方向与速度方向的夹角大于。
故选C。
3.我国发射的“嫦娥四号”,可以更深层次、更加全面的探测月球地貌、资源等方面的信息。已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为,引力常量为,“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动时,离月球中心的距离为r,根据以上信息可知下列结果正确的是( )
A.“嫦娥四号”绕月球运行的周期为 B.“嫦娥四号”绕月球运行的速度大小为
C.月球质量为 D.“嫦娥四号”所在轨道处的重力加速度也为g
【答案】B
【详解】C.在月球表面有
可得月球质量为,故C错误;
A.根据万有引力等于向心力可得
解得,故A错误;
B.根据万有引力等于向心力可得
解得,故B正确;
D.根据
可知“嫦娥四号”所在轨道处的重力加速度为,故D错误。
故选B。
4.某住宅小区出入口使用栅栏道闸,道闸的转动杆平行,分别绕N、O点在竖直面内匀速转动,点在点的正下方,杆通过铰链与转动杆链接并保持竖直。道闸抬起至如图所示位置时,下列说法正确的是( )
A.A点的线速度方向竖直向上 B.A点的加速度指向点
C.A点的角速度大于点的角速度 D.A点的线速度大于点的线速度
【答案】B
【详解】A.A点的线速度方向垂直于转动杆向上,故A错误;
B.由于道闸的转动杆平行,分别绕N点在竖直面内匀速转动,故A点所受的合外力指向N点,即A点的加速度指向点,故B正确;
C.由于道闸的转动杆平行,分别绕N、O点在竖直面内匀速转动,A点的角速度等于点的角速度,故C错误;
D.由于,,根据,故A点的线速度等于点的线速度,故D错误。
故选B。
5.货车卸货的情境如图所示。货车始终静止在水平地面上,货厢在液压机的作用下绕转轴O缓慢抬升,角度θ逐渐增大,且货物相对车厢始终保持静止,该过程中货物受到的( )
A.支持力逐渐变大 B.摩擦力逐渐减小 C.支持力做正功 D.摩擦力做负功
【答案】C
【详解】A B.货物处于平衡状态,则有
mgsinθ=f
N=mgcosθθ增大时,静摩擦力f增大,支持力N减小,故A错误,B错误;
C.支持力方向斜向上与速度方向相同,所以货物受到的支持力做正功,故C正确;
D.摩擦力的方向与速度方向始终垂直,不做功,故D错误。
故选C。
6.如图所示,为四分之一圆弧轨道,为水平直轨道,圆弧的半径为,的长度也是。一质量为的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为,它由轨道顶端从静止开始下滑,恰好运动到处停止,不计空气阻力,重力加速度为,那么物体在段克服摩擦力所做的功为( )
A.0 B. C. D.
【答案】D
【详解】从A到C由动能定理得
解得
物体在段克服摩擦力所做的功为,故选D。
7.2026年央视春晚《武BOT》展示了人形机器人的武术才能。节目中,机器人借助弹射踏板斜向上弹出,不计空气阻力,在空中其重心的运动轨迹可视为抛物线如图所示。以所在平面为零势能面,机器人重心从A到运动过程中,下列关于机器人的重力势能、动能、重力瞬时功率P、水平方向位移x与竖直方向位移y之间变化关系,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.机器人做斜抛运动,不计空气阻力,水平方向匀速直线运动,竖直方向竖直上抛运动。以为零势能面,从到运动过程中。重力势能公式为:
在上升阶段,从增加到最高点的,线性增大;在下落阶段,从减小到,线性减小。但与始终是一次函数关系,图像应为过原点的“V形折线”,而选项A的图像起点在原点,顶点在中间,终点在横轴,看似符合,但需要注意:是竖直位移,在下落阶段是从大到小,而图中横坐标是从到最大值再回到,实际运动中先增后减,而图像的横坐标是单调增加的,因此A的图像无法对应下落阶段,A错误。
B.根据机械能守恒
上升阶段,增大,减小;到最高点时,竖直速度为0,动能不为0(还有水平速度);下落阶段,减小,增大。因此不会减小到0,选项B的图像在中间点,与事实矛盾,B错误。
C.重力的瞬时功率公式为:
其中是竖直方向的速度。竖直方向上,
因此:
上升阶段,增大,减小,减小;到最高点时,;下落阶段,减小,反向增大,且同一高度功率相同,故C正确。
D.水平方向:
竖直方向:
消去得:
这是开口向左的抛物线,D错误。
故选C。
二、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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.质量为1kg的物体在2s内下降了10m的距离。取g=10m/s2。则在这2s内( )
A.重力做正功100J B.物体克服重力做功200J
C.重力做功的平均功率为50W D.2s末重力的瞬时功率为200W
【答案】AC
【详解】AB.物体下降,重力做正功,根据功的公式,有,A正确,B错误;
C.根据平均功率的公式,有,C正确;
D.根据题中条件,无法求出物体在末的瞬时速度,故不能求2s末重力的瞬时功率,D错误。
故选AC。
【点睛】
9.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动,当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学家称为“行星冲日”。据报道,2014年各行星冲日时间分别为:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径(AU)
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.各地外行星每年都会出现冲日现象
B.在2015年内一定会出现木星冲日
C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
D.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
【答案】BD
【详解】根据开普勒第三定律,有
解得
故年=1.84年,年=11.86年,年=29.28年,年=82.82年,年=164.32年
如果两次行星冲日时间间隔为t年,则地球多转动一周,有
解得
故海王星相邻两次冲日的时间间隔为:年
故天王星相邻两次冲日的时间间隔为:年
土星相邻两次冲日的时间间隔为:年
木星相邻两次冲日的时间间隔为:年
A.各地外行星不是每年都会出现冲日现象,故A错误;
B.木星绕太阳运动的周期约为11.86年,相邻两次冲日的时间间隔为1.09年,2014年1月6日木星冲日,在2015年内一定会出现木星冲日。故B正确;
C.天王星相邻两次冲日的时间间隔是1.01年,而土星为1.04年。故C错误;
D.由以上的分析可知,地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短。故D正确;
故选BD。
10.铅球训练时,运动员从O点先后两次抛出相同铅球,第一次落至地面M点处,第二次落至地面N点处,两次运动过程中铅球能达到的最高点A、B的高度相同,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A.两次铅球在空中运动的时间不相等
B.铅球经过最高点时的速度关系为
C.两次推球过程中,手对铅球做的功相等
D.铅球落地时,重力的瞬时功率满足
【答案】BD
【详解】A.铅球做斜抛运动,两次最高点相对出手点的高度相同,根据
可知两次竖直分初速度大小相同;抛出点与落地点的高度差相同,竖直方向运动情况相同,所以在空中运动时间相等,故A错误;
B.两次运动时间相等,由图可知第一次水平位移小于第二次水平位移,根据,可知;铅球经过最高点时速度等于水平分速度,所以,故B正确;
C.两次竖直分初速度大小相同,而,所以第一次出手初速度小于第二次出手初速度;根据动能定理,推球过程中手对铅球做功
可知,故C错误;
D.铅球落地时重力的瞬时功率为
两次竖直分初速度大小相同,抛出点与落地点的高度差相同,所以落地时竖直分速度大小相等,故,故D正确。
故选BD。
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
在“探究平抛运动的特点”的实验中,对图甲所示的装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片。
(1)下列说法中符合本实验要求的是___________
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端切线必须水平
C.必须用天平称出小球的质量
(2)某同学用频闪照相方法拍摄的小钢球(可视为质点)做平抛运动的闪光照片,频闪光源的频率为20Hz。在实验中得到的轨迹图如乙图所示,A、B、C是曲线上的三个点的位置,A点为坐标原点,坐标如图乙所示。
①小球做平抛运动的初速度大小为___________m/s。
②当地的重力加速度大小为___________(计算结果保留三位有效数字)。
③A点___________(填“是”或“不是”)小球的抛出点。
【答案】(1)B
(2) 0.8 9.76 不是
【详解】(1)A.斜槽轨道不一定要光滑,只要让小球每次从斜槽同一位置静止释放,以保证到达末端时速度相同即可,故A错误;
B.斜槽轨道末端切线必须水平,以保证小球做的是平抛运动,故B正确;
C.该实验为了研究小球做平抛运动,与小球的质量无关,故C错误。
故选B。
(2)①[1]频闪光源的频率为20Hz,则相邻点间的运动时间为
小球做平抛运动的初速度大小为。
②[2]小球竖直方向为自由落体运动,根据逐差法有
解得
③[3]若A为抛出点,应满足,实际,因此A不是抛出点。
12.(10分)
如图所示的装置,可用于验证恒力做功与速度变化的关系。水平轨道上安装两个光电门,光电门1和2的中心距离;小车上固定有力传感器和宽度为的挡光板,小车、力传感器和挡光板的总质量;细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。
首先,实验保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量,释放小车,让小车做匀速直线运动,以实现平衡摩擦力,此时测得砝码和砝码盘的总质量为;
再增加砝码盘中的砝码个数,释放小车,让小车做加速直线运动。某次实验测得砝码盘和砝码的总质量为,力传感器的读数为,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为、,(已知重力加速度为,小车通过光电门2后,砝码盘才落地)
回答下列问题:
(1)小车与水平轨道之间的摩擦力大小为________;(用题干中的字母表示)
(2)以小车为研究对象,实验要验证的表达式是________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2)C
【详解】(1)平衡摩擦力时,小车和砝码盘均做匀速直线运动,细线拉力大小为。小车水平方向受力平衡,故摩擦力大小为
(2)A.以小车为研究对象,小车所受拉力大小为,且摩擦力做负功,表达式不是小车所受合力的功,故A错误;
B.以小车为研究对象,拉力大小为,不是,故小车所受合力大小不是,故B错误;
C.小车所受恒定合力大小为
通过两个光电门时的速度分别为、
由动能定理有,故C正确;
D.表达式只表示拉力对小车做的功,未计入摩擦力做的负功,故D错误。
故选C。
13.(12分)
2026年米兰冬奥会,我国运动员陈文浩取得男子钢架雪车项目第四名,刷新了我国此项目境外参赛的最佳战绩。图甲为运动员竞赛实景,图乙为赛道简化示意图。其中AB段水平,BC段与水平面夹角。运动员从A点静止出发,推动钢架雪车沿AB做匀加速直线运动;抵达B点后迅速俯卧于雪车上,人与雪车整体沿BC斜面继续匀加速下滑。全过程速率随时间变化规律如图丙所示。假设运动员与雪车经过B点瞬间速度大小不变,雪车底面的平面始终与滑道贴合。已知运动员与雪车总质量,重力加速度大小取,,不计空气阻力。求:
(1)AB段运动的加速度大小;
(2)运动员与雪车在BC段运动过程中重力做的功。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)在图像中,图线斜率表示加速度,段加速度大小为==
(2)在图像中,段位移等于相应图线与时间轴所围图形的面积,=
重力方向与段位移方向夹角的正弦为,重力做正功,由功的定义得
代入数据得
14.(12分)
如图,轨道AB是一平滑曲面,其末端B的切线沿水平方向。质量的小球从A点沿轨道AB由静止开始下滑,从B点飞出,最后落到水平面上的D点。忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。已知,,,求:
(1)小球到达B点时的速度;
(2)小球刚运动到D点时重力的功率;
(3)小球在轨道AB上运动时,克服阻力所做的功;
【答案】(1)6m/s;(2)80W;(3)7J
【详解】(1)根据
得
解得
(2)在D点
所以
(3)从A→B,对小球由动能定理得
解得
则克服阻力所做的功
15.(12分)
如图是翻滚过山车的模型,光滑的竖直圆轨道半径为R=2m,入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的,质量m=2kg的小车与水平轨道之间的动摩擦因数均为=0.5.加速阶段AB的长度为=3m,小车从A点由静止开始受到水平拉力F=60N的作用,在B点撤去拉力,g取10m/s2,试问:
(1)要使小车恰好通过圆轨道的最高点,小车在C点的速度为多少?
(2)满足第(1)的条件下,小车沿着出口平轨道CD滑行多远的距离?
(3)要使小车不脱离轨道,平直轨道BC段的长度范围?
【答案】(1)10m/s
(2)10m
(3)或
【详解】试题分析:(1)小车恰好通过圆轨道的最高点
由机械能守恒定律
解得
(2)根据动能定理:
解得
(3)根据动能定理:
得
得
BC满足或
考点:动能定理及牛顿第二定律的应用
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