安徽省合肥市庐江中学2025-2026学年高一下学期期末物理试卷

**基本信息** 以神舟二十三号发射、陶瓷利坯等真实情境为载体，覆盖曲线运动、机械能守恒等核心知识，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8/32|曲线运动、圆周运动基本规律|如第3题以陶瓷利坯为情境考查共轴转动规律| |多选题|3/14|功率、机械能变化|如第10题结合竖直上抛考查动能定理与功能关系| |实验题|2/16|平抛运动、机械能守恒验证|如第13题通过光电门测速度，强化科学探究能力| |计算题|4/52|万有引力、圆周运动临界、多过程能量问题|如第14题以神舟对接考查天体运动，第17题综合平抛、圆周及传送带模型，突出科学推理与模型建构|

2025-2026学年安徽省庐江中学高一(下)期末物理试卷 一、单选题:本大题共8小题,共32分。 1.关于曲线运动,下列说法正确的是( ) A. 曲线运动不可能是匀变速运动 B. 曲线运动一定是变速运动 C. 做曲线运动的物体,受到的合外力方向一定变化 D. 做圆周运动的物体,受到的合外力一定指向圆心 2.如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。船在静水中的速度为,河宽80m,水流速度为。下列结论正确的是( ) A. 渡河时间为20s B. 增加水速,渡河时间变短 C. 减小船速,渡河时间不变 D. B点位于河对岸下游80m 3.陶瓷是中华瑰宝,是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯,如图a所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上,用刀旋削,使坯体厚度适当,表里光洁。对应的简化模型如图b所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。若粗坯上P质点到转轴的距离是Q质点到转轴的距离的2倍,当转台转速恒定时,下列说法正确的是( ) A. P的周期是Q的2倍 B. P的角速度是Q的2倍 C. P的线速度大小是Q的2倍 D. P的加速度大小是Q的4倍 4.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( ) A. 增加了司机单位面积的受力大小 B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量 C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 5.潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中a、b和c处单位质量的海水受月球引力大小在( ) A. a处最小 B. b处最小 C. c处最小 D. a、c处相等,b处最小 6.如图所示,AB为斜面,BC为水平面且足够长,在斜面顶端A点以速度水平抛出一小球,经过时间恰好落在斜面的中点P;若在A点以速度水平抛出小球,经过时间完成平抛运动。不计空气阻力,则( ) A. B. C. D. 落在斜面底端B点 7.如图1所示,一轻质杆一端固定一质量为的小球,另一端绕着O点在竖直平面内做圆周运动不计一切阻力,小球运动到最高点时杆对小球的作用力为F,小球在最高点的速度大小为v,其图像如图2所示,则由图可知( ) A. 轻质杆长为1m B. 当时,小球在最高点对轻杆无作用力 C. 当地的重力加速度为 D. 若小球在最低点时的速度满足,则小球恰能运动到最高点 8.如图甲所示,一可视为质点的物块从倾角的斜坡上的最高点由静止开始下滑,物块在下滑过程中的动能、重力势能E,与下滑位移x间的关系如图乙所示,取地面为零势能面,重力加速度为。下列说法正确的是( ) A. 物块的质量为1kg B. 图乙中两直线交点的横坐标为 C. 物块下滑时的速度为 D. 物块与斜面之间动摩擦因数为 二、多选题:本大题共3小题,共14分。 9.电动方程式是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事,赛车在专业赛道水平路面上由静止启动,在前2s内做匀加速直线运动,2s末达到额定功率,之后保持额定功率继续运动,其图像如图所示。已知赛车的质量,赛车受到地面的阻力恒为车重的倍,取,下列说法正确的是( ) A. 赛车在2s时的瞬时功率 B. 赛车在加速过程中牵引力保持不变 C. 该赛车的最大速度是 D. 当速度时,其加速度为 10.某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出,小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力f大小恒定。则在上升过程中( ) A. 小球重力势能减小了mgH B. 小球的动能减小了 C. 小球机械能减小了fH D. 小球克服空气阻力做功 11.如图所示,A、B两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连,B、C球放在固定不动的倾角为的光滑斜面上,通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球靠在与斜面垂直的挡板上。现用手托住A球,并使细线刚好伸直且无拉力,保证滑轮左侧细线与斜面平行、右侧细线竖直。开始时整个系统处于静止状态,释放A球后,A球下落的速度最大时C球恰好对挡板无压力,已知A、B、C三球的质量均为m,重力加速度为g,不计细线与滑轮之间的摩擦,运动过程中A未落地,B未与滑轮相撞,从A球开始下落到C球恰要离开挡板过程中,则( ) A. 该过程中A、B、C三球所组成的系统机械能守恒 B. 当C球刚要离开挡板时B球的加速度一定为0 C. 斜面的倾角为 D. A球的最大速度为 三、实验题:本大题共2小题,共16分。 12.在“研究平抛运动”实验中,以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O,建立水平与竖直坐标轴。让小球每次从斜槽上同一位置静止释放,运动到斜槽末端水平抛出,通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,如图所示,不计空气阻力,重力加速度为g。在轨迹上取一点A,读取其坐标。 单选下列说法正确的是 ; A.实验所用斜槽应尽量光滑 B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来 C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据 根据题目所给信息,小球做平抛运动的初速度大小 ;用题中所给物理量的字母表示 在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是 。 13.某同学采用如图所示装置验证动滑轮下方悬挂的物块A与定滑轮下方悬挂的物块带有遮光条组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调,滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油,以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计,细线始终伸直。A、B质量均为m,重力加速度为g,测得遮光条宽度为d,实验时将B由静止释放。 单选为完成实验,还需要的器材有 填正确选项序号; A.天平 B.刻度尺 C.秒表 运动中A与B的速度大小之比为 ; 若B上的遮光条通过光电门的挡光时间为t,则B上的遮光条通过光电门时的速度为 ;已测得光电门的中心与遮光条释放点的竖直距离为s、则从释放点下落至遮光条通过光电门中心时的系统动能的增加量 ,系统重力势能的减少量 ,在误差允许范围内,若,则验证了系统机械能守恒。均用题中所给物理量的字母表示 四、计算题:本大题共4小题,共52分。 14.北京时间2026年5月24日23时08分,神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心由长征二号F遥二十三运载火箭成功发射,航天员朱杨柱、张志远、黎家盈进驻空间站的首位香港航天员、载荷专家顺利进入太空。飞船于5月25日2时45分完成与空间站天和核心舱的径向自主快速交会对接,历时小时,创下径向对接速度新纪录。神舟二十三号飞船与空间站交会对接时距离地面的高度为h,地球半径为R;地球表面重力加速度为g。试求: 对接成功后,神舟二十三号飞船的线速度大小; 对接成功后,飞船绕地球运行的周期。 15.如图所示,两个质量均为m的木块a和均可视为质点放在水平圆盘上,a与转轴的距离为r,b与转轴的距离为2r。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用表示圆盘转动的角速度,试求: 当时、b均未滑动,a、b所受摩擦力大小和; 若在a、b之间用一根轻质细绳连接,初始时细绳刚好伸直,现缓慢加速转动,为使a、b不与圆盘之间发生相对滑动,转动的最大角速度和此时细绳张力T大小。 16.如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知,,,物块与桌面间的动摩擦因数,桌面高。不计空气阻力,重力加速度g取。求: 小物块落地点距飞出点的水平距离s; 小物块落地时的动能; 小物块的初速度大小。 17.如图,水平光滑平台左端固定一竖直挡板,轻质弹簧左端与其相连;平台右方有一光滑圆弧轨道CD,半径,圆心角,半径OD与水平光滑轨道DE垂直;DE与长为的水平传送带EF等高,传送带静止不动。一质量的滑块可视为质点从A点由静止释放,弹簧的弹性势能,滑块离开弹簧后从平台边缘B点水平飞出,刚好在C点沿切线滑入圆弧轨道CD,最终停在传送带正中央。不计空气阻力,g取,。 求滑块离开平台时的速度大小以及运动到C点的速度大小; 求滑块与传送带之间的动摩擦因数; 若传送带以速度逆时针匀速转动,只考虑滑块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程,求滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q。 答案和解析 1.【答案】B 【解析】解:A、匀变速的定义:合外力恒定加速度恒定。平抛运动是曲线运动,只受重力,合力、加速度都不变,属于匀变速曲线运动,故A错误; B、速度是矢量,曲线运动轨迹切线不断变化,速度方向时刻改变,速度一定变化,故B正确; C、平抛合力恒为竖直向下,方向不变,但仍是曲线运动。合力可以恒定不变,故C错误; D、只有匀速圆周运动合力才完全指向圆心;变速圆周运动,合外力分为径向向心力改变速度方向、切向分力改变速度大小,合外力不指向圆心,故D错误。 故选:B。 曲线运动速度方向时刻改变,一定是变速; 合力恒定也能做曲线运动平抛; 变速圆周运动合力不指向圆心。 核心结论:曲线运动,速度一定变化;匀变速运动不变可以是曲线运动;圆周运动只有匀速时合力才指向圆心。 2.【答案】A 【解析】解:A、船头始终垂直于河岸,故渡河时间为,故A正确; BC、船头正对河岸,所以渡河时间取决于船速,根据可知,减小船速,过河时间变长;增加水速,过河时间不变,故BC错误; D、B点位于河对岸下游,故D错误。 故选:A。 小船渡河的运动可分解为沿河岸方向和垂直河岸方向两个分运动,分运动和合运动具有等时性,根据垂直河岸方向的运动去判断渡河的时间。 解决本题的关键将小船渡河的运动可分解为沿河岸方向和垂直河岸方向两个分运动,小船过河的时间取决于正对河岸的速度。 3.【答案】C 【解析】解:、Q两点共轴转动,所以角速度相等,故B错误; A.根据,P、Q两点角速度相同,故周期也相同,故A错误; C.根据,线速度与半径成正比,故P的线速度大小是Q的2倍,故C正确; D.根据,加速度与半径成正比,故P的加速度大小是Q的2倍,故D错误; 故选:C。 根据P、Q两点共轴转动,所以角速度相等,结合角速度与线速度、周期、向心加速度的关系分析求解。 本题考查了圆周运动,理解角速度与线速度、周期、向心加速度的关系是解决此类问题的关键。 4.【答案】D 【解析】解:ABD、在碰撞过程中,司机的动量的变化量是一定的,但安全气囊会增加作用的时间,根据动量定理可知,可以减小司机受到的冲击力F,同时安全气囊会增大司机的受力面积,则司机单位面积的受力大小减小,故AB错误,D正确; C、安全气囊只是延长了作用时间,减小了司机的受力,将司机的动能转换成气囊的弹性势能,故C错误。 故选:D。 5.【答案】C 【解析】解:A、结合万有引力定律 离月球越近,引力越大,图中a处离月球最近,引力应最大,故A错误; B、图中c处距离月球比b处更远,c处的引力比b处更小,b处不是最小,故B错误; C、图中c处距离月球最远,结合 距离越大引力越小,c处单位质量海水受到的月球引力最小,故C正确; D、a处距离月球最近,c处距离月球最远,两处距离不相等,根据万有引力定律,引力不相等,故D错误。 故选:C。 由万有引力定律可知引力与距离平方成反比,c点到月球距离最远,因此单位质量海水受到的月球引力最小。 本题结合潮汐现象考查万有引力基础规律,考点单一直白,结合图像距离判断即可解题,整体难度极低。 6.【答案】A 【解析】解:在斜面顶端A以初速度水平抛出一小球,经过时间恰好落在斜面的中点P,由平抛运动规律可得:,解得:,水平位移为:;若初速度变为原来的2倍,小球若仍落在斜面上,水平位移应变为原来的4倍,可知在A点以初速度水平抛出小球,小球将落在水平面上且不在B点,由几何关系可知两次小球下落的高度之比为1:2,根据知,,所以有:,则,故A正确,BCD错误。 故选:A。 小球抛出后做平抛运动,小球落在斜面上,结合竖直位移和水平位移的关系求出运动的时间,从而得出水平位移的表达式,确定初速度增倍后,小球将落在水平面。根据下降的高度关系求出运动的时间关系。 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解,难度不大。 7.【答案】C 【解析】解:AC、设杆长为L,取向下为正方向,小球在最高点受力,变形得,当时,,由图像纵截距,,可得,,图像零点时,代入得,解得,故A错误,C正确; B、,代入代入得,得,杆对小球向下拉力,小球对杆向上拉力,二者存在相互作用力,故B错误; D、杆模型最高点最小速度为0,从最低点到最高点机械能守恒,代入,解得,恰好能到达最高点,故D错误。 故选:C。 根据竖直圆周运动最高点向心力公式推导出函数关系式,结合图像截距、零点求解杆长与重力加速度;根据牛顿第三定律分析杆、球相互作用力;根据机械能守恒判断最低点临界速度。 本题考查了轻杆竖直圆周运动与图像结合,解题关键是知道最高点向心力表达式并整理为一次函数,利用图像截距、零点求解物理量,结合机械能守恒分析临界速度。 8.【答案】D 【解析】解:A、由图乙可知,当物块下滑的总位移时,其重力势能减为零,初始重力势能。结合几何关系与重力势能公式有,代入数据解得物块的质量。对整个下滑过程应用动能定理,有,其中由图乙可知最大动能,代入数据解得动摩擦因数,故A错误。 B、物块下滑过程中,其动能随位移的变化关系为,重力势能随位移的变化关系为。当两图线相交时,有,即,解得交点横坐标,故B错误。 C、当物块下滑位移时,其动能。根据动能公式,代入数据解得此时速度,故C错误。 D、由以上分析可知,动摩擦因数为,故D正确。 故选:D。 本题通过图像呈现了物块沿斜面下滑过程中动能与重力势能随位移的变化关系。解题关键在于从图像中提取关键信息:初始重力势能对应最高点位置,动能最大时对应位移终点,结合能量变化规律分析物理过程。已知重力势能随位移均匀减小,可确定斜面高度与总位移的几何关系,进而求出质量;动能随位移线性增加,表明合力恒定,即沿斜面方向为匀加速运动,利用动能定理或能量守恒可分析动摩擦因数。两直线交点表示动能等于重力势能的位置,通过能量关系建立方程求解。选项判断需基于上述分析,逐一验证各物理量是否符合图像规律与运动过程。 本题通过动能与重力势能随位移变化的图像,综合考查了功能关系、动能定理以及运动学与能量图像的结合分析能力。题目巧妙地将物理过程转化为直观的线性图像,要求学生能够从图像中准确提取初始重力势能、总下滑位移、最大动能等关键信息,并建立相应的物理方程。计算量适中,但需要学生扎实掌握重力势能零点的选取、动能定理的全程应用,以及线性函数交点的物理意义。本题的亮点在于将能量变化过程以两条相交直线的形式呈现,有效考查了学生从图像到物理规律的转化与建模能力。其中,通过全程动能定理解出动摩擦因数是核心步骤,而利用两线交点对应动能与势能相等的条件求解特定位移,则进一步检验了对功能关系深层次的理解。 9.【答案】AC 【解析】解:A、赛车在前2s内做匀加速直线运动,加速度为,根据牛顿第二定律得:,解得,则赛车在2s时的瞬时功率,故A正确; B、赛车在前2s内做匀加速直线运动,牵引力保持不变。2s末达到额定功率,之后保持额定功率运动时,由知牵引力逐渐减小,故B错误; C、当牵引力等于阻力时,速度最大,则最大速度为,故C正确; D、当速度时,根据牛顿第二定律得:,解得,故D错误。 故选:AC。 赛车在前2s内做匀加速直线运动,根据图像的斜率求出加速度,由牛顿第二定律求出牵引力大小,再由功率公式求赛车在2s时的瞬时功率P;根据分析赛车在加速过程中牵引力变化情况;当牵引力等于阻力时,速度最大,由功率公式求最大速度;当速度时,根据功率公式和牛顿第二定律相结合求其加速度。 本题学生容易混淆匀加速阶段和额定功率阶段的牵引力变化规律,误将牵引力当作全程不变,也容易在计算额定功率和最大速度时忽略阻力与车重的比例关系。 10.【答案】BC 【解析】解:小球向上抛出,上升高度为H,重力做负功,小球重力势能增加了mgH,故A错误。 B.小球上升过程中向下的重力与空气阻力做负功,根据动能定理有,可知小球动能的减小量等于,故B正确。 根据功能关系可知除重力以外其他力做功等于物体机械能的变化量,上升过程中小球克服空气阻力做功,可知小球机械能减小fH,故C正确,D错误。 故选:BC。 重力做负功,重力势能增加量等于mgH;对上升过程使用动能定理,重力与阻力均做负功,得到动能减小量;依据功能原理,除重力外只有空气阻力做功,克服阻力做功等于机械能的减少量。 本题考查重力做功与重力势能变化关系、动能定理、功能原理,区分重力做功和其他力做功对应的能量变化,理解空气阻力引起机械能损耗的规律。 11.【答案】BCD 【解析】解:A、从A球开始下落到C球即将脱离挡板的过程中,弹簧的形变量先减小后增大,弹力对B球做功,因此由A、B、C三球构成的系统机械能不守恒,故A错误; BC、初始时系统处于静止状态,对B球进行受力分析,可知轻质弹簧处于压缩状态,其压缩量为。释放A球后,当C球刚要离开挡板时,弹簧处于伸长状态,对C球受力分析可得弹簧的伸长量。此时A球的下落速度达到最大值,A球和B球的加速度必定为零。对A、B两球整体进行受力分析,根据平衡条件有,代入的表达式可得,解得,即斜面倾角,故BC正确; D、从释放开始到A球速度达到最大的过程中,B球沿斜面上升的位移大小为。由于,该过程初态与末态弹簧的弹性势能相等。对A球、B球及弹簧组成的系统应用能量守恒定律,有。代入位移数据,解得A球的最大速度,故D正确。 故选:BCD。 整个题目涉及A、B、C三球及弹簧组成的系统在A球释放后的运动过程。分析时需明确系统初始静止且细线伸直无拉力,A球下落过程中,B、C球在斜面上运动,弹簧的弹力发生变化。当C球恰好对挡板无压力时,A球速度达到最大,此时A、B两球的加速度为零。判断系统机械能需考虑弹簧弹力做功,分析B、C球的加速度需结合该时刻的受力平衡,确定斜面倾角需利用A球速度最大时A、B整体受力平衡条件,而求A球最大速度则需通过能量守恒,考虑重力做功与系统动能变化的关系。 本题综合考查了连接体系统的动力学与能量问题,涉及受力分析、平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒及能量守恒等多个核心知识点。题目计算量适中但思维链条较长,对学生的逻辑推理和系统建模能力提出了较高要求。其亮点在于巧妙地将弹簧弹力变化、物体运动状态转折点与系统能量转化过程相结合,需要学生准确识别关键状态并灵活选取研究对象。通过分析A球速度最大时加速度为零这一条件,进而关联B球与C球的受力,最终求解斜面倾角及最大速度,充分锻炼了学生综合运用力学规律解决复杂过程的能力。 12.【答案】C 为了保证小球到达斜槽末端时的速度相同,从而确保多次平抛运动的轨迹相同 【解析】解:只要小球从斜槽同一位置由静止释放,就能保证以相同初速度平抛,斜槽光滑与否不影响,故A错误; B.画轨迹时应把尽可能多的点用平滑曲线连接,而不是所有点,故B错误; C.为减小误差,求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据,故C正确。 故选:C。 小球做平抛运动,在水平方向上,在竖直方向上 联立可得 在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放,是为了保证小球到达斜槽末端时的速度相同,从而确保多次平抛运动的轨迹相同。 故答案为:;;为了保证小球到达斜槽末端时的速度相同,从而确保多次平抛运动的轨迹相同。 根据保证以相同初速度平抛判断;根据描绘轨迹的方法判断;根据减小误差的方法判断; 根据平抛运动的规律计算; 根据确保多次平抛运动的轨迹相同判断。 本题考查“研究平抛运动”实验,关键掌握实验原理、减小误差方法和数据处理方法。 13.【答案】B 1:2 【解析】解:重力势能与动能均与质量成正比,且A、B的质量相等均为m,则需要验证的表达式中可约去质量m,故不需要天平测量质量;为了测量重力势能减少的变化,需要刻度尺测量B下落的高度;使用光电门测量速度,不需要秒表测量时间,故还需要的器材是刻度尺,故B正确,AC错误。 故选:B。 运动中相同时间内B下落的高度等于A上升高度的2倍,则A与B的速度大小之比为1:2; 根据光电门测速原理可得B上的遮光条通过光电门时的速度大小为:; 此时A的速度大小为:; 可得此过程系统动能的增加量为:。 由题意可知,B下落的高度为s,则A上升高度为。 可得系统重力势能的减少量为: 故答案为:;:2;;;。 重力势能与动能均与质量成正比,且A、B的质量相等均为m,则需要验证的表达式中可约去质量m,不需要测量质量;需要刻度尺测量B下落的高度;使用光电门测量速度,不需要秒表测量时间。 根据运动中相同时间内B下落的高度等于A上升高度的2倍,确定A与B的速度大小之比; 根据光电门测速原理求得B上的遮光条通过光电门时的速度大小,可得此过程系统动能的增加量;B下落的高度为s,则A上升高度为,可得系统重力势能的减少量。 本题考查了验证机械能守恒定律的实验,掌握光电门测速原理,掌握重力势能与动能的定义。 14.【答案】对接成功后,神舟二十三号飞船的线速度大小为 对接成功后,飞船绕地球运行的周期为 【解析】解:设地球质量为M,飞船与空间站总质量为m,对接成功后神舟二十三号飞船的线速度大小为v。对接成功后,根据万有引力提供向心力,有 在地球表面,根据万有引力等于重力,有 联立可得 对接成功后,飞船绕地球运行的周期 答:对接成功后,神舟二十三号飞船的线速度大小为; 对接成功后,飞船绕地球运行的周期为。 对接成功后,根据万有引力提供向心力,以及在地球表面万有引力等于重力求神舟二十三号飞船的线速度大小; 对接成功后,根据圆周运动规律求飞船绕地球运行的周期。 本题的关键要掌握万有引力提供向心力,以及万有引力等于重力这两条思路,并能根据题意灵活选择向心力公式。 15.【答案】当时、b均未滑动,a、b所受摩擦力大小分别为和 为使a、b不与圆盘之间发生相对滑动,转动的最大角速度为,此时细绳张力T大小为 【解析】解:物体在转盘上随转盘转动,所需的向心力由静摩擦力提供,根据向心力公式, 对于物体a,其转动半径r,所需向心力 对于物体b,其转动半径为2r,所需向心力 当角速度继续增大,物体b的静摩擦力达到最大值kmg后,若角速度再增加,物体b有向外滑动的趋势,此时细线开始产生拉力T。当两物体即将相对转盘滑动时,意味着物体a和物体b的静摩擦力都达到了最大值,且方向均指向圆心,此时对物体a和b组成的整体进行受力分析,整体受到的总向心力为 对a,其受到的合力提供向心力,则 解得, 答:当时、b均未滑动,a、b所受摩擦力大小分别为和; 为使a、b不与圆盘之间发生相对滑动,转动的最大角速度为,此时细绳张力T大小为。 静摩擦力提供向心力,根据向心力公式,求出a、b所受摩擦力大小和; 半径大,所需向心力更大,先达到最大静摩擦;角速度继续增大时细线产生拉力,A的摩擦力逐渐减小并反向,当A、B的摩擦力均达最大值时与圆盘之间发生相对滑动,列方程求解临界角速度和此时细绳张力T大小。 本题考查水平转盘上连接体的圆周运动临界问题,需分阶段分析静摩擦力与拉力的变化,侧重临界状态的受力分析与方程求解能力。 16.【答案】小物块落地点距飞出点的水平距离s为 小物块落地时的动能为 小物块的初速度大小为 【解析】解:小物块离开桌面后在空中做平抛运动,则 竖直方向有: 水平方向: 联立解得: 小物块做平抛运动过程,根据动能定理得 解得: 小物块在桌面上做匀减速直线运动,根据动能定理得 解得: 答:小物块落地点距飞出点的水平距离s为; 小物块落地时的动能为; 小物块的初速度大小为。 小物块飞离桌面后做平抛运动,根据下落的高度求出平抛运动的时间,结合初速度和时间求出水平距离s; 根据动能定理求小物块落地时的动能; 小物块在水平面上运动过程,根据动能定理出小物块的初速度大小。 解决本题时,要理清小物块的运动过程,把握每个过程的物理规律,熟练运用运动的分解法处理平抛运动。涉及力在空间的积累效果时,要优先考虑动能定理。 17.【答案】滑块离开平台时的速度大小为,运动到C点的速度大小为 滑块与传送带之间的动摩擦因数为 滑块与传送带间因摩擦产生的热量为 【解析】解:滑块从A到B的过程,根据机械能守恒定律得 解得: 滑块离开平台后做平抛运动,恰好在C点沿切线滑入圆弧轨道,将C点速度分解如图所示: 根据速度关系有 解得: 滑块从C点运动到E点的过程中,根据动能定理得 解得经过E点时的速度大小 滑块滑上传送带后做匀减速直线运动,最终停在传送带正中央,根据动能定理得 解得: 传送带逆时针转动时,滑块滑上传送带后先向右做匀减速运动至速度为0,根据牛顿第二定律得 解得: 该阶段所用时间,解得 滑块向右匀减速运动的位移,解得,滑块没有从传送带右端离开 传送带向左的位移,解得 此过程中二者相对位移大小,解得 随后滑块向左做匀加速运动至与传送带共速,该阶段所用时间,解得 滑块向左的位移,解得 传送带向左的位移,解得 此过程中二者相对位移大小,解得 共速后二者相对静止一起向左匀速运动直到第一次离开传送带,不再发生相对滑动 全过程中滑块与传送带之间的相对路程,解得 因摩擦产生的热量 解得: 答:滑块离开平台时的速度大小为,运动到C点的速度大小为。 滑块与传送带之间的动摩擦因数为。 滑块与传送带间因摩擦产生的热量为。 滑块从A到B的过程,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能,根据机械能守恒求出滑块离开平台时的速度大小。滑块从B到C做平抛运动,其水平分速度等于,且到达C点时速度方向与圆弧相切,通过速度分解的几何关系可建立与的联系,从而求出; 滑块从C经圆弧轨道到E点,仅重力做功,运用动能定理求出滑块滑上传送带时的初速度。滑块在静止传送带上做匀减速运动直至停在传送带正中央,利用动能定理列式,即可求得动摩擦因数。 传送带逆时针转动时,滑块以滑上后先向右匀减速至零,再向左加速至与传送带共速,最后可能一起匀速。分析这两个变速阶段中滑块与传送带的相对运动,分别计算各自位移并求相对路程。全过程因摩擦产生的热量等于滑动摩擦力乘以总相对路程,代入即可求得Q。 本题是一道综合性很强的力学综合题,考查机械能守恒、平抛运动、圆周运动、动能定理、牛顿运动定律及传送带模型中的相对运动和摩擦生热问题。题目计算量适中,但过程分析较为复杂,要求学生具备清晰的物理图景构建能力和分阶段处理多过程问题的能力。本题的亮点在于将多个经典模型有机串联,特别是第三问中传送带逆时针转动的情境,需要细致分析滑块在传送带上先减速后反向加速直至共速的两个相对运动阶段,并准确计算各阶段的相对位移,最终求出摩擦生热,这对学生的逻辑推理和综合分析能力提出了较高要求。 第1页,共1页 学科网(北京)股份有限公司 $