精品解析：广东省惠州市华罗庚中学2025-2026学年高一上学期12月月考物理试题

惠州市华罗庚中学2025-2026学年度第一学期12月月考 高 一 物理 试 题 试卷满分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题（每道题4分，7道题，共28分） 1. 深中通道是连接深圳市和中山市的特大桥，于2024年6月30日建成开通，全长约24公里，限速100km/h。一游客开汽车经过深中通道用时约20分钟。下列说法正确的是（　　） A. 汽车仪表台上的速度计测量的是瞬时速度，里程表测的是位移 B. 100km/h是指汽车行驶的瞬时速度大小 C. 该游客的平均速度约为72km/h D. 该游客全程的位移为24km 2. 以下关于物理学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（　　） A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法 B. 当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了理想模型法 C. 在国际单位制中，力学中的三个基本单位为：、、 D. 加速度与质量、合外力之间的关系，利用了比值定义法 3. 春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天，如图是女演员举起男演员的一个场景，两位杂技演员处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 水平地面对女演员的摩擦力水平向右 B. 水平地面对女演员的支持力和女演员的受重力是一对平衡力 C. 女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力 D. 女演员对男演员的作用力等于男演员的重力 4. 如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间。甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间，下列四幅图中反应时间刻度线标度（单位为）正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 打羽毛球是日常生活中常见的一种休闲运动，有时取羽毛球时会出现羽毛球卡在球筒里的现象，要将卡在球筒里的羽毛球取出，可以选择不同的方案方案一：一手握在球筒中部，另一手用力击打球筒上端：方案二：手持球筒，使球筒下落，敲击水平面，假设方案二中球筒与水平面碰后速度立即变为零。关于这两种方案，下列说法正确的是（　　） A. 方案一利用羽毛球所受的重力，使其从球筒上端出来 B. 方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从球筒下端出来 C. 方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来 D. 方案二中球筒敲击水平面后速度变为零，其惯性随之消失 6. 冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，在某次比赛中，质量为18千克的冰壶被投出后近似做匀减速直线运动，用时20s停止，最后1s内位移大小为0.2m，若忽略冰壶转动的影响，下面说法正确的是（　　） A. 冰壶的初速度大小是 B. 冰壶的加速度大小是 C. 冰壶受到的摩擦力大小为8.2N D. 前10s位移和后10s的位移之比为 7. 如图所示为某商场中的托马斯小火车，它由一个车头和三节相同的车厢组成，在车头牵引力作用下，托马斯小火车在平直路面上匀加速行驶，车头对第1节车厢的牵引力为。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则第2节对第3节车厢的牵引力为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每道题6分，3道题，共18分） 8. 近期，我国高铁再传捷报，多项技术实现新突破，持续彰显“中国速度”的硬核实力。如图甲所示一辆和谐号动车正和一辆复兴号互相“追赶”。两车均做直线运动，其图像如图乙所示，时，两车车头并排，则下列说法正确的是（　　） A. 和谐号的加速度大小为，比复兴号的加速度大 B. 图乙中复兴号的最大速度为 C. 在0到内，两车速度相等时车头相距最远 D. 两车车头在32s末位移大小相等 9. 如图为极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。当下落至12m时，运动员的速度达到最大，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 弹性绳的原长为12m B. 下落至12m时，弹性绳的弹力为mg C. 在12~20m下落过程中，弹性绳的弹力始终在增大 D. 在12~20m下落过程中、运动员一直在体验超重的感觉 10. 如图，一粗糙斜面置于水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N至细绳与竖直方向成45°，若M和斜面相对地面始终保持静止（ ） A. N受到的水平拉力的大小一直变小 B. M所受细绳的拉力大小一直增加 C. 地面对斜面的摩擦力大小一直增加 D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）请将下列实验步骤补充完整： ①用两个弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置，记为； ②记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向； ③只用一个弹簧测力计，________，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向； ④按照力的图示要求、作出拉力、、； ⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力； ⑥比较和的一致程度。 （2）步骤②中某个弹簧测力计指针位置如图乙所示，其读数为________。 （3）如图丙所示，步骤⑥中，方向一定沿方向的是________（填“”或“”）。 （4）若该小组的同学在步骤③中还测出橡皮筋的拉长量，假设橡皮筋遵守胡克定律，则该橡皮筋的劲度系数为________。 12. 图（a）为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置。 （1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是_________。 A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动 （2）实验中得到如图（b）所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz，两计数点间还有四个点没有画出，可得打计数点3时小车的速度大小为=_______m/s，小车的加速度大小为a=_______m/s2。（均保留三位有效数字） （3）实验小组用a表示小车的加速度，用F表示测量细线拉力的传感器的示数，在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角过大，则得到的a-F关系是下列哪副图？答∶___________。 （4）该实验____________（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远远小于小车和传感器的总质量。 四、解答题（3小题，共36分） 13. 如图，建筑工地上某人正在用图示装置拉住一个质量为m的重物，此时OA绳与竖直方向夹角为θ，OA与OB相互垂直，此人不存在翻转可能，可将他视为质点，人的质量M，重力加速度为g，求： （1）OA绳的拉力大小TA和OB绳的拉力大小； （2）人受到的摩擦力f； （3）人与地面之间的动摩擦因数μ的最小值。 14. 如图所示，一只可爱的企鹅喜欢在倾角为37°的冰面上游戏：先以恒定加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，经t = 0.7 s后，在x = 0.56 m处，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏。企鹅在滑行过程中姿势保持不变，企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ = 0.25，已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，取重力加速度g = 10 m/s2，求： （1）企鹅向上加速“奔跑”结束时的速度大小v； （2）企鹅向上运动的最大距离； （3）企鹅完成一次游戏的总时间t总。 15. 自动卸货装置的设计体现劳动人民的智慧，如图所示，A点为货物装载位置，水平直轨道AB段为长度的加速路段，BC段为长度的水平传送带，传送带始终以速率顺时针转动，CD段可视为光滑，轨道右端固定一轻弹簧。在A点工人将货物装入一个质量为的货箱中，并以恒定水平推力推动货箱与货物，使之从A点由静止开始运动到B点。若某次装载货物质量为（未知），到达B点时速度，同时撤去推力，货箱和货物滑离传送带后压缩弹簧，弹簧压缩到最短时立即被锁定，待取走货物后解除弹簧锁定，弹簧把货箱弹回C点，已知货箱两次经过C点的速度大小相等，货箱恰好能返回货物装载位置A点。货箱和货物均可视为质点，货箱与AB轨道之间的动摩擦因数，货箱与传送带间的动摩擦因数，货物在货箱中始终与货箱保持相对静止，传送带与AB、CD轨道在B、C两点平滑相接，取重力加速度，求： （1）货箱所装载货物的质量是多少？ （2）货箱和货物在传送带上从B点运动到C点所需时间是多少？ （3）若工人推力不变，要求货箱恰好回到货物装载位置A点，求货箱所装载货物的最大质量是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 惠州市华罗庚中学2025-2026学年度第一学期12月月考 高 一 物理 试 题 试卷满分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题（每道题4分，7道题，共28分） 1. 深中通道是连接深圳市和中山市的特大桥，于2024年6月30日建成开通，全长约24公里，限速100km/h。一游客开汽车经过深中通道用时约20分钟。下列说法正确的是（　　） A. 汽车仪表台上的速度计测量的是瞬时速度，里程表测的是位移 B. 100km/h是指汽车行驶的瞬时速度大小 C. 该游客的平均速度约为72km/h D. 该游客全程的位移为24km 【答案】B 【解析】 【详解】AB．限速100km/h，100km/h是指小车行驶的瞬时速度的大小，里程表测的是路程，故A错误，B正确； C．根据题意可以求出该游客的平均速率，无法求出该游客的平均速度，平均速率为 故C错误； D．根据题意可知该游客的路程为24km，位移大小要小于此，故D错误。 故选B。 2. 以下关于物理学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（　　） A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法 B. 当时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了理想模型法 C. 在国际单位制中，力学中的三个基本单位为：、、 D. 加速度与质量、合外力之间的关系，利用了比值定义法 【答案】C 【解析】 【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故A错误； B．时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了极限法，故B错误； C．在国际单位制中，力学中的三个基本单位为：、、，故C正确； D．在实验探究加速度a与力F、质量m的关系时，运用了控制变量法，不是比值定义法，故D错误。 故选C。 3. 春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天，如图是女演员举起男演员的一个场景，两位杂技演员处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 水平地面对女演员的摩擦力水平向右 B. 水平地面对女演员的支持力和女演员的受重力是一对平衡力 C. 女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力 D. 女演员对男演员的作用力等于男演员的重力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对男女演员整体分析，根据平衡条件可知，水平地面对女演员的摩擦力为零，水平地面对女演员的支持力等于男女演员重力之和，故AB错误； C．女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力大小相等，方向相反，故C错误； D．对男演员分析，根据平衡条件得，女演员对男演员的作用力等于男演员的重力，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间。甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间，下列四幅图中反应时间刻度线标度（单位为）正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题可知，手的位置在开始时应放在0刻度处，所以0刻度要在下边，物体做自由落体运动的位移 位移与时间的平方成正比，所以随时间的增大，刻度尺上的间距增大。 故选B。 5. 打羽毛球是日常生活中常见的一种休闲运动，有时取羽毛球时会出现羽毛球卡在球筒里的现象，要将卡在球筒里的羽毛球取出，可以选择不同的方案方案一：一手握在球筒中部，另一手用力击打球筒上端：方案二：手持球筒，使球筒下落，敲击水平面，假设方案二中球筒与水平面碰后速度立即变为零。关于这两种方案，下列说法正确的是（　　） A. 方案一利用羽毛球所受的重力，使其从球筒上端出来 B. 方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从球筒下端出来 C. 方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来 D. 方案二中球筒敲击水平面后速度变为零，其惯性随之消失 【答案】C 【解析】 【详解】AB．方案一中用力击打球筒上端，球筒向下运动，而羽毛球具有惯性，要保持原来的静止状态，方案一利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来，故AB错误； C．方案二中球筒下落，敲击水平面，球筒与水平面碰后速度立即变为0，而羽毛球具有惯性，要保持原来向下运动的状态，方案二利用羽毛球的惯性，使其从球筒下端出来，故C正确； D．惯性是物体本身的属性，只由质量决定，与速度无关，故D错误。 故选C。 6. 冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，在某次比赛中，质量为18千克的冰壶被投出后近似做匀减速直线运动，用时20s停止，最后1s内位移大小为0.2m，若忽略冰壶转动的影响，下面说法正确的是（　　） A. 冰壶的初速度大小是 B. 冰壶的加速度大小是 C. 冰壶受到的摩擦力大小为8.2N D. 前10s位移和后10s的位移之比为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．题意知最后t=1s内位移大小为x=0.2m，逆向思维法可得 代入数据，解得冰壶的加速度大小 由于用时20s停止，故初速度 故A正确，B错误； C．分析可知摩擦力f就是冰壶受到的合力，由牛顿第二定律有 故C错误； D．匀变速直线运动规律可知，初速度为0的匀加速直线运动，在连线相等的时间内位移比等于奇数比，逆时思维法可知前10s位移和后10s的位移之比为3：1，故D错误。 故选A。 7. 如图所示为某商场中的托马斯小火车，它由一个车头和三节相同的车厢组成，在车头牵引力作用下，托马斯小火车在平直路面上匀加速行驶，车头对第1节车厢的牵引力为。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则第2节对第3节车厢的牵引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对后面三节车厢分析，由牛顿第二定律可得 对最后一节车厢分析，由牛顿第二定律可得 联立可得第2节对第3节车厢的牵引力为 故选B。 二、多选题（每道题6分，3道题，共18分） 8. 近期，我国高铁再传捷报，多项技术实现新突破，持续彰显“中国速度”的硬核实力。如图甲所示一辆和谐号动车正和一辆复兴号互相“追赶”。两车均做直线运动，其图像如图乙所示，时，两车车头并排，则下列说法正确的是（　　） A. 和谐号的加速度大小为，比复兴号的加速度大 B. 图乙中复兴号的最大速度为 C. 在0到内，两车速度相等时车头相距最远 D. 两车车头在32s末位移大小相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像的斜率表示加速度，可得和谐号的加速度为 复兴号的加速度为，故A错误； B．图乙中复兴号的最大速度为，故B正确； C．因时两车车头刚好并排，在0到24s内和谐号的速度大于复兴号的速度，两者的距离逐渐增大，速度相等后两者的距离缩小，则在24s末两车头相距最远，故C正确； D．由图像的面积表示位移，则在两者的最大距离为 而在内，两车能缩小的距离为 即32s末复兴号还未追上和谐号，故D错误。 故选BC。 9. 如图为极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。当下落至12m时，运动员的速度达到最大，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 弹性绳的原长为12m B. 下落至12m时，弹性绳的弹力为mg C. 在12~20m下落过程中，弹性绳的弹力始终在增大 D. 在12~20m下落过程中、运动员一直在体验超重的感觉 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．由图像可知运动员先做加速运动，后做减速运动，在位移大小为12m时，速度为最大值，此时运动员的加速度为零，运动员所受合力为零，弹性绳的弹力与运动员的重力等大反向，弹力大小为mg；由于此时弹性绳处于伸长状态，所以弹性绳的原长小于12m，故A错误，B正确； CD．运动员在位移为12m处时，速度最大，加速度为零，接着将继续向下运动，弹性绳的弹力继续增大，且大于运动员的重力，运动员处于超重状态，将向下做加速度逐渐增大的减速运动，故CD正确。 故选BCD。 10. 如图，一粗糙斜面置于水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N至细绳与竖直方向成45°，若M和斜面相对地面始终保持静止（ ） A. N受到的水平拉力的大小一直变小 B. M所受细绳的拉力大小一直增加 C. 地面对斜面的摩擦力大小一直增加 D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．设细绳张力为，细绳与竖直方向的夹角为，对物体受力分析，其受力情况如图所示。 由在水平方向和竖直方向的平衡条件得， 整理得， 缓慢拉动时，由增大到，增大、减小，故和均增大，故A错误，B正确。 C．取斜面、滑轮和为整体，细绳斜面段对和滑轮的作用力等大反向，在整体内相互抵消。由整体水平方向的平衡条件得 由前述对的平衡关系知，且增大，所以一直增大，故C正确； D．设斜面倾角为，取沿斜面向上为正方向，设斜面对的静摩擦力为。由沿斜面方向的平衡条件得 整理得 随着增大，的代数值减小。若处于的变化范围内，由正变负，其大小先减小后增大，故D正确。 故选BCD。 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）请将下列实验步骤补充完整： ①用两个弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置，记为； ②记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向； ③只用一个弹簧测力计，________，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向； ④按照力的图示要求、作出拉力、、； ⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力； ⑥比较和的一致程度。 （2）步骤②中某个弹簧测力计指针位置如图乙所示，其读数为________。 （3）如图丙所示，步骤⑥中，方向一定沿方向的是________（填“”或“”）。 （4）若该小组的同学在步骤③中还测出橡皮筋的拉长量，假设橡皮筋遵守胡克定律，则该橡皮筋的劲度系数为________。 【答案】（1）仍将结点拉到位置 （2）2.10 （3） （4） 【解析】 【详解】（1）③结合该实验的实验原理（力的等效替代思想）可知，只用一个弹簧测力计拉细绳套时也要拉到相同的位置，故操作步骤为：仍将结点拉到位置。 （2）弹簧测力计的分度值为，由图乙可知其读数为。 （3）由图丙可知是通过平行四边形定则作图得到的，存在一定误差，方向不一定沿方向；是由一个弹簧测力计拉橡皮筋时得到的，根据二力平衡可知，其方向一定沿方向。 （4）将橡皮筋看成弹簧，由胡克定律可得。 12. 图（a）为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置。 （1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是_________。 A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动 （2）实验中得到如图（b）所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz，两计数点间还有四个点没有画出，可得打计数点3时小车的速度大小为=_______m/s，小车的加速度大小为a=_______m/s2。（均保留三位有效数字） （3）实验小组用a表示小车的加速度，用F表示测量细线拉力的传感器的示数，在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角过大，则得到的a-F关系是下列哪副图？答∶___________。 （4）该实验____________（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远远小于小车和传感器的总质量。 【答案】 ①. C ②. 0.611 ③. 2.00 ④. C ⑤. 不需要 【解析】 【详解】（1）[1]该实验是将拉力作为小车的合力，故应在不挂钩码的情况下平衡摩擦力，平衡摩擦力时应将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车恰好做匀速运动，说明重力沿斜面的分力等于摩擦力。故C正确，ABD错误。 故选C。 （2）[2][3]相邻计数点间的时间间隔为 根据匀变速直线运动某段中间时刻速度等于该段的平均速度，可得打计数点3时小车的速度大小为 根据逐差法可得小车的加速度为 （3）[4]长木板倾角过大，重力沿斜面分力大于摩擦力，当拉力为零，加速度不为零，故C正确，ABD错误。 故选C。 （4）[5]该实验使用传感器测量细线对小车的拉力，不需要满足钩码质量远远小于小车和传感器的总质量。 四、解答题（3小题，共36分） 13. 如图，建筑工地上某人正在用图示装置拉住一个质量为m的重物，此时OA绳与竖直方向夹角为θ，OA与OB相互垂直，此人不存在翻转可能，可将他视为质点，人的质量M，重力加速度为g，求： （1）OA绳的拉力大小TA和OB绳的拉力大小； （2）人受到的摩擦力f； （3）人与地面之间的动摩擦因数μ的最小值。 【答案】（1）， （2），方向水平向右 （3） 【解析】 【小问1详解】 对点进行受力分析，如图甲所示，由平衡条件，得、的合力与重力等大、反向，得， 【小问2详解】 绳对人的拉力 对人进行受力分析，受力分析图如图乙所示由平衡条件，得水平方向的合力为零， 方向水平向右。 【小问3详解】 竖直方向的合力为零 根据牛顿第三定律可知，人与地面之间的动摩擦因数的最小值 14. 如图所示，一只可爱的企鹅喜欢在倾角为37°的冰面上游戏：先以恒定加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，经t = 0.7 s后，在x = 0.56 m处，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏。企鹅在滑行过程中姿势保持不变，企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ = 0.25，已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，取重力加速度g = 10 m/s2，求： （1）企鹅向上加速“奔跑”结束时的速度大小v； （2）企鹅向上运动的最大距离； （3）企鹅完成一次游戏的总时间t总。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，企鹅向上“奔跑”做匀加速直线运动，根据位移公式有 代入数据解得 【小问2详解】 设向上减速滑行时企鹅的加速度大小为a1，时间为t1，滑行位移为，根据牛顿第二定律有 根据速度时间公式有 根据速度位移公式有 联立解得 ， ， 则向上运动的最大距离为 【小问3详解】 设向下滑行时，企鹅的加速度大小为a2，时间为t2，根据牛顿第二定律有 根据位移时间公式有 解得 ， 所以总时间为 15. 自动卸货装置的设计体现劳动人民的智慧，如图所示，A点为货物装载位置，水平直轨道AB段为长度的加速路段，BC段为长度的水平传送带，传送带始终以速率顺时针转动，CD段可视为光滑，轨道右端固定一轻弹簧。在A点工人将货物装入一个质量为的货箱中，并以恒定水平推力推动货箱与货物，使之从A点由静止开始运动到B点。若某次装载货物质量为（未知），到达B点时速度，同时撤去推力，货箱和货物滑离传送带后压缩弹簧，弹簧压缩到最短时立即被锁定，待取走货物后解除弹簧锁定，弹簧把货箱弹回C点，已知货箱两次经过C点的速度大小相等，货箱恰好能返回货物装载位置A点。货箱和货物均可视为质点，货箱与AB轨道之间的动摩擦因数，货箱与传送带间的动摩擦因数，货物在货箱中始终与货箱保持相对静止，传送带与AB、CD轨道在B、C两点平滑相接，取重力加速度，求： （1）货箱所装载货物的质量是多少？ （2）货箱和货物在传送带上从B点运动到C点所需时间是多少？ （3）若工人推力不变，要求货箱恰好回到货物装载位置A点，求货箱所装载货物的最大质量是多少？ 【答案】（1）20kg （2）1.65s （3）65kg 【解析】 【小问1详解】 由A到B过程，根据牛顿第二定律 根据运动学规律 解得 【小问2详解】 货箱和货物在传送带上加速过程，运动距离 匀速运动时间 货箱和货物在传送带上从B点运动到C点所需时间 【小问3详解】 根据题意分析，要求货箱恰好回到货物装载位置A点，则到达C点时货物的速度应为10m/s，当货物在传送带上一直加速到C时恰好与传送带共速，为所求临界值； 由B到C过程： 由A到B过程：， 解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $