广西南宁市第二中学2025-2026学年高一下学期期末物理试卷

**基本信息** 2025-2026学年南宁二中高一（下）期末物理试卷，以“嫦娥六号”“新能源汽车”“醒狮采青”等真实情境为载体，融合曲线运动、动量守恒、机械能等核心知识，通过分层设问考查物理观念与科学思维，适配高一学段期末综合能力评估。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|曲线运动轨迹判断、动量守恒条件|以网球击球、拱形桥模拟等情境，考查运动与相互作用观念| |多选题|3/18|平抛运动规律、圆锥摆动力学|结合“醒狮采青”文化素材，体现科学推理与模型建构| |实验题|2/16|向心加速度验证、机械能守恒|注重操作细节（如轨道末端水平）与数据处理，培养科学探究能力| |计算题|3/38|天体运动、蹦极模型、弹性碰撞|以蹦极最大速度分析、打积木碰撞等复杂过程，综合考查能量观念与问题解决能力|

2025-2026学年广西南宁市第二中学高一（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.若已知物体运动的初速度的方向及它受到的合力F的方向，图中a、b、c、d表示物体运动的轨迹，其中正确的是(    ) A. B. C. D. 2.如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。撤去推力后，小车、弹簧和滑块组成的系统(    ) A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 3.一个质量为、以的速度飞来的网球被球拍击中，并以的速度沿与原方向相反的方向弹回，网球与球拍相接触的时间为，球拍对网球的平均作用力大小为(    ) A. 80N B. 60N C. 70N D. 50N 4.“嫦娥六号”是我国自主研发的月球探测器，根据你对三个宇宙速度的理解，判断“嫦娥六号”的发射速度可能是(    ) A. B. C. D. 5.现模拟拱形桥来研究汽车通过桥最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内。将这套装置放在电子秤上，下列说法正确的是(    ) A. 玩具车停放在拱桥顶端时处于失重状态 B. 玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态 C. 玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大未离开拱桥，电子秤示数越小 D. 玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大未离开拱桥，电子秤示数越大 6.当前我国新能源汽车事业发展迅猛，某国产新能源汽车的质量为m，在水平路面上由静止开始启动，其图像如图所示，已知时间内为过原点的直线，时刻速度为，功率达到额定功率此后保持额定功率不变，在时刻达到最大速度后做匀速运动。汽车运动中阻力f大小恒定，下列说法正确的是(    ) A. 时刻以后，汽车的牵引力为零 B. 至过程中，汽车的加速度和速度都增大 C. 汽车的额定功率为 D. 汽车的最大速度为 7.一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，重力加速度为g，则(    ) A. A、B两球的最大速度之比：：2 B. 当A球第一次转到O点正下方时，达到最大值 C. A球第一次转动到与竖直方向的夹角为时，A球的速度大小为 D. 当A球第一次转到O点正下方时，杆对A球做的功为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.“醒狮”是融武术、舞蹈、音乐等为一体的民俗文化瑰宝。某次醒狮采青表演中，两只狮子分别站在高度不同的梅花桩上，以大小相等的初速度同时水平抛出两颗质量相等的生菜a和b，两颗生菜运动轨迹的交点为生菜在空中的运动可视为平抛运动。下列说法正确的是(    ) A. b生菜先落地 B. a、b两颗生菜同时落地 C. a生菜落地时的速度较大 D. a、b两颗生菜经过P点时重力的瞬时功率相等 9.如图所示，质量为m的小球用细线悬于B点，使小球在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，绳对小球的拉力为F，轨迹圆的圆心O到悬点B的距离为h，绳长为l，重力加速度为g。现保持h不变，下列说法正确的是(    ) A. 若增大l，小球做匀速圆周运动的角速度仍为 B. 若增大l，小球做匀速圆周运动的角速度大于 C. 若减小l，绳对小球的拉力大小仍为F D. 若减小l，绳对小球的拉力小于F 10.如图甲所示，长木板A静置于光滑的水平面上，质量为的小滑块B以某一韧速度滑上A的左端，从B滑上A开始计时，B相对A的速度随时间t的变化如图乙所示，已知从开始运动到共速的过程中B的位移大小是A的位移大小的4倍，重力加速度g取。下列说法中正确的是(    ) A. 长木板A的最小长度为 B. A、B间的动摩擦因数为 C. 达到共速的过程中A的动能增加了 D. 若仅使滑块B的初速度增加，则运动过程中系统机械能的减少量一定增加 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.利用如图所示装置验证向心加速度与线速度v的关系，圆弧轨道固定在水平桌面上，末端上表面与很小的压力传感器表面相切，水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从圆弧轨道某一点由静止释放，经轨道末端飞出，落到铺着复写纸和白纸的木板上，在白纸上留下点迹，小球由同一位置重复释放几次，记录每次压力传感器的示数，改变小球在圆弧轨道上，的释放位置，重复上述实验步骤。当地的重力加速度为 下列操作正确的是______。填选项序号字母 A.必须选择光滑的圆弧轨道 B.固定圆弧轨道时，末端必须水平 C.实验中应选择密度小的小球 某次实验时记录的压力传感器示数为F，并测出小球的质量为m，小球的向心加速度______。 又测出轨道末端距地面高度h、平抛的水平位移x、则小球在圆弧轨道最低点的线速度______。最后测出圆弧轨道半径 R，则可验证是否在误差允许的范围内满足。 12.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。 关于该实验的操作和数据分析，以下说法正确的是______。填选项序号字母 A.必须用天平测出重锤的质量方可实验 B.先接通电源，后释放纸带 C.将打点计时器接到8V直流电源上 B也可以用计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小 如图2所示，选取纸带上连续五个计时点A、B、C、D、E，测量出点B距运动起始点O的距离，点B、C间的距离为，点C、D间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为P，假设重锤质量为m，根据这些条件计算从打点计时器打下O点到打下C点过程中重锤的动能增加量______，重力势能减小量______；在实际计算中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是______。 将测得的数据描绘图像，如图3，求得图线斜率为k，平落h时，重力势能减小量与动能增加量之间的差值为______结果用字母“m”、“h”、“k”、“g”表示。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分析观测数据表明，某行星绕一半径为R的恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。已知引力常量为G，不考虑其他星体的影响。求： 该恒星的质量； 该恒星的平均密度。 14.为了研究蹦极过程，可做以下简化：将游客视为质点，沿竖直方向运动，忽略空气阻力。如图所示，某次蹦极时，游客甲从蹦极平台末端O点由静止开始下落，到A点时弹性绳恰好伸直，游客甲继续向下运动，到达最低位置B点。已知游客甲的质量为m，弹性绳的原长为，劲度系数为k，弹性势能为形变量，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，重力加速度为g。 求游客甲到达A点时的速度大小。 求游客甲从O点运动到B点过程中最大速度的大小。 若以O点为坐标原点，竖直向下为正方向，请定性画出游客甲从O点运动到B点过程中加速度a随下落位移h变化的图像。 若有另一名质量比甲小的游客。使用同一弹性绳蹦极。请比较两名游客下落的最大位移大小，并说明理由。 15.有一种打积木的游戏，装置如图所示，三块完全相同的刚性积木B、C、D叠放在靶位上，宽度均为d，积木C、D夹在固定的两光滑薄板间，一球视为质点用长为L，且不可伸长的轻绳悬挂于O点。游戏时，钢球拉至与O等高的P点保持绳绷直由静止释放，钢球运动到最低点时与积木B发生的碰撞为弹性碰撞且瞬间完成，积木B滑行一段距离大于后停下。已知钢球和每块积木的质量均为m，各水平接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。 求小球下落到最低点且与B碰撞前，轻绳对小球的拉力大小。 求积木B向前滑动的距离。 将小球再次拉起至P点无初速释放，积木C沿B的轨迹前进，并与B发生弹性碰撞。求积木B、C最终停止时，B、C间的距离。 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：AD、曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，故AD错误； B、曲线运动的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，故B正确； C、物体受到的合外力的方向与初速度的方向不在同一条直线上，则物体做曲线运动。故C错误； 故选：B。 做曲线运动的物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，合力指向运动轨迹弯曲的内侧。 根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点。 2.【答案】B  【解析】解：从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒； 撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动，系统要克服摩擦力做功，系统的机械能转化为系统的内能，系统机械能减小，系统机械能不守恒，故B正确，ACD错误。 故选：B。 系统所受合外力为零，系统动量守恒；系统内只有重力或弹力做功，系统机械能守恒，根据系统受力情况与各力做功情况，根据动量守恒与机械能守恒的条件分析答题。 本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，知道动量守恒与机械能守恒的条件、分析清楚系统受力情况与力的做功情况即可解题。 3.【答案】A  【解析】解：取网球初速度方向为正方向，设初速度为，末速度为  ，根据动量定理有，解得：。球拍对网球的平均作用力大小为80N，方向与初速度方向相反。故BCD错误，A正确。  故选：A。 题目描述网球与球拍接触过程中速度发生反向变化，涉及碰撞瞬间的相互作用。已知网球的质量、初速度、末速度及接触时间，需计算平均作用力大小。核心是分析网球动量变化与作用力的关系，利用动量定理，将速度变化方向与正方向规定结合，通过动量变化量除以作用时间得到平均力的大小，无需具体计算过程。 本题以网球击球为背景，考查动量定理的直接应用，属于基础性题目。题目计算量小，难度较低，主要检验学生对动量定理矢量性的理解和公式的基本运用能力。解题关键在于正确选取正方向并处理速度的方向性，将矢量运算转化为带正负号的代数运算。虽然过程简单，但能有效巩固学生对动量定理核心内容——力在时间上的累积效应改变物体动量——的掌握，并训练其规范解题的习惯。 4.【答案】B  【解析】解：三个宇宙速度的定义如下： 第一宇宙速度环绕速度约为，是物体绕地球做圆周运动的最小速度； 第二宇宙速度逃速速度约为，是物体脱离地球引力束缚的最小速度； 第三宇宙速度约为，是物体脱离太阳系的最小速度。 “嫦娥六号”为月球探测器，需进入地月转移轨道，其发射速度需大于第一宇宙速度，但小于第二宇宙速度，典型值约为，故ACD错误，B正确。 故选：B。 先梳理三类宇宙速度对应的物理含义与临界数值，结合嫦娥六号月球探测任务的轨道需求，判断探测器发射速度需要大于第一宇宙速度、同时小于第二宇宙速度。 本题考查三大宇宙速度对应的物理意义、速度数值区间，结合月球探测器的航天场景，判断探测任务适配的发射速度范围，属于概念辨析题。 5.【答案】C  【解析】解：玩具车停放在顶端时合力为0，处于平衡状态， 玩具车运动通过拱桥顶端时加速度向下，处于失重状态，由牛顿第二定律得 则支持力，速度越大未离开拱桥，N越小，根据牛顿第三定律可知电子秤受到的压力也越小，其示数越小，故ABD错误，C正确。 故选：C。 对玩具车在拱桥顶端时进行受力分析，利用牛顿第二定律得出支持力与速度的关系，进而判断电子秤示数变化及超失重状态。 本题通过模拟拱形桥实验情景，考查圆周运动中牛顿第二定律的应用以及超失重概念，贴近生活且注重基础。 6.【答案】D  【解析】解：A、时刻后汽车匀速运动，牵引力等于阻力，故A错误； B、阶段汽车保持额定功率不变，根据速度v增大时，牵引力F减小，加速度也减小，汽车做加速度减小的加速运动，故B错误； C、汽车做匀加速直线运动，加速度根据牛顿第二定律 可得牵引力 因此额定功率，故C错误； D、汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，满足代入P的表达式推导，故D正确。 故选：D。 汽车匀加速，牵引力恒定，由牛顿第二定律求出牵引力，结合得到额定功率；功率不变，速度增大则牵引力减小，加速度随之减小，做加速度减小的加速运动；后匀速，牵引力等于阻力，由额定功率推导最大速度表达式，再逐一判断选项对错。 本题围绕机车匀加速启动模型命题，完整覆盖图像分析、功率与牵引力关系、牛顿定律结合机车最大速度推导，考点经典，能有效考查对变加速运动动态过程的逻辑分析能力，计算推导环节有一定区分度。 7.【答案】D  【解析】解：设OA边向下转过角度为时，A、B两球的速度大小分别为和，由于A、B同轴转动，角速度相等，根据线速度与角速度的关系，有，，可知在任意时刻均有。  对A、B组成的系统，在转动过程中只有重力做功，系统机械能守恒。取O点所在的水平面为零势能面，初始状态系统的总机械能；  当OA边转过角度时，A球的高度为，B球的高度为，系统的总动能，代入可得；  根据系统机械能守恒定律有，化简解得。  A、由上述分析可知，在任意时刻均有，故A、B两球的最大速度之比：：1，故A错误；  B、根据辅助角公式，由于在到之间变化，可知当时，取最大值，此时达到最大值，而当A球转到O点正下方即时，，此时速度为零，并不是最大值，故B错误；  C、当A球第一次转动到与竖直方向的夹角为时，即，代入速度表达式解得正确速度大小应为，与选项给出的表达式不符，故C错误；  D、当A球第一次转到O点正下方时，即，根据上述分析可知此时，即A球动能的变化量；对A球单独应用动能定理，有，解得杆对A球做的功，故D正确。  故选：D。 支架绕固定轴无摩擦转动，系统机械能守恒。分析两小球同轴转动，角速度相等，线速度与半径成正比，得到任意时刻速度关系。确定重力势能零点，建立系统机械能守恒方程，将速度表达式代入，得到速度与转角的关系。利用三角函数分析速度最大值对应的角度，判断A球到达最低点时速度是否最大。对A球单独应用动能定理，结合其动能和重力势能变化，计算杆对A球做的功。 本题是一道综合性较强的力学好题，以连接体在重力场中的转动为背景，巧妙地将刚体定轴转动模型与系统机械能守恒定律相结合。题目不仅考查学生对线速度与角速度关系的瞬时性理解，还重点检验了利用机械能守恒建立系统状态方程，并通过数学方法分析极值的能力。求解过程中需要学生细致分析几何关系以准确表达重力势能，并灵活运用动能定理处理变力做功问题。本题计算量适中，但思维要求较高，尤其对速度最大值出现位置的判断以及单个物体动能定理的应用，都是容易产生疏漏的关键点，能有效锻炼学生的物理建模和逻辑分析能力。 8.【答案】AC  【解析】解：AB、平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体，其运动时间由下落高度决定，由可得：，由题设条件可知，可得：，即生菜a的下落时间更长，比生菜b更晚落地，故A正确，B错误； D、重力的瞬时功率计算公式为，两生菜经过P点时，由于下落高度不同，其竖直分速度不相等，因此重力的瞬时功率也不相等，故D错误； C、生菜落地速度大小为，两生菜水平初速度相同，但由于，代入公式可知，生菜a的落地速度更大，故C正确。 故选：AC。 由判断落地时间的关系；由判断落地时速度的大小；由判断瞬时功率的大小关系。 本题是对平抛运动规律及重力的瞬时功率的考查，解题的关键是要知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 9.【答案】AD  【解析】解：AB、小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示： 根据牛顿第二定律得： 解得：，由于h和g不变，与摆长无关，所以若增大l，小球做匀速圆周运动的角速度仍为，故A正确，B错误； CD、对小球，竖直方向根据平衡条件可得：，解得，其中，所以； 若减小l，绳对小球的拉力减小，故，故C错误，D正确。 故选：AD。 结合向心力与角速度的关系式得出角速度与绳长l的关系，竖直方向根据平衡条件求解绳对小球的拉力F与绳长l的关系，由此分析。 本题是圆锥摆问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源。要注意小球圆周运动的半径不等于绳长。 10.【答案】AC  【解析】解：A、由图乙可知，滑块B相对于长木板A的初速度，经历后两者达到共同速度，相对速度变为零。两者相对位移的大小等于图像所围成的面积，即。若要确保B不从A上滑落，则木板A的最小长度应为，故A正确； C、设两者达到的共同速度为v。在内，A与B的位移分别为和。根据的条件可得，解得：。根据动量守恒定律，取B的初速度方向为正方向，有，代入数据解得木板质量。在达到共速的过程中，木板A动能的增加量为，计算得，故C正确； B、滑块B的加速度大小为，代入数据得。根据牛顿第二定律，对滑块B有，解得动摩擦因数，故B错误； D、若仅增大滑块B的初速度，当木板A的实际长度不足时，滑块B有可能从A上滑落。此时系统机械能的减少量其中L为木板长度保持不变，并不一定会增加，故D错误。 故选：AC。 滑块B以初速度滑上长木板A，两者相对运动直至共速，其相对速度随时间线性减小至零，相对位移可由图像面积求得，该位移对应木板最小长度。已知B位移是A位移的4倍，结合运动学规律与动量守恒，可求出共速时两者速度及木板质量，进而分析木板动能增量。动摩擦因数需通过B的加速度与牛顿第二定律确定。仅增大B初速度时，若木板长度有限导致滑块滑落，系统机械能损失取决于摩擦生热，与初速度无关。 本题综合考查了牛顿运动定律、运动学图像、动量守恒以及功能关系在板块模型中的应用。题目涉及相对运动、位移关系、能量转化等多个核心知识点，计算量适中但思维链条较长，对学生的综合分析能力要求较高。通过分析相对速度图像，学生需准确提取相对位移、加速度等关键信息，并结合动量守恒与位移比例关系求解未知质量，进而计算动摩擦因数与能量变化。本题巧妙地将图像信息与动力学、能量问题相结合，有效考查了学生从图像中构建物理过程、建立方程并灵活运用多个物理规律解决复杂问题的能力。D选项的设置则进一步检验了学生对机械能损失条件是否真正理解，需注意滑块滑落与否对结论的影响。 11.【答案】B   【解析】解：只要每次从圆弧轨道的同一位置静止释放，小球运动到圆弧轨道最低位置的速度，圆弧轨道不需要光滑，故A错误； B.为了保证小球离开固定圆弧轨道时做平抛运动，末端必须水平，故B正确； C.为了减小空气阻力的影响，实验中应选择密度大、体积小的小球，故C错误。 故选：B。 小球在最低点，根据牛顿第二定律 小球的向心加速度 根据平抛运动规律，水平方向位移 竖直方向 小球在圆弧轨道最低点的线速度。 故答案为：；；。 根据实验原理、正确操作进行分析； 根据牛顿第二定律求解作答； 根据平抛运动规律求解作答。 本题主要考查了探究圆周运动的相关参数问题的实验，要明确实验原理，掌握平抛运动规律和牛顿第二定律的运用。 12.【答案】B 重锤下落过程中受到空气阻力   【解析】解：根据验证机械能守恒定律的实验原理可知，不必用天平测出重锤的质量，故A错误； B.根据打点计时器的操作要求，应先接通电源，后释放纸带，故B正确； C.将打点计时器接到6V或者220V交流电源上，故C错误； D.不可以用计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小，只能用纸带计算速度，故D错误。 故选：B。 重锤的重力势能减少量为，动能增加量为，又因为，解得，在实际计算中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中受到空气阻力。 如果重锤下落时满足机械能守恒，则有，得，理论上斜率应该为g，实际求出的斜率为k，可得重力势能减小量与动能增加量之间的差值为。 故答案为：。，，重锤下落过程中受到空气阻力。。 根据验证机械能守恒定律的实验原理和注意事项分析判断。 根据重力势能和动能的表达式结合空气阻力的作用分析判断。 根据机械能守恒定律结合能量的转化和守恒分析解答。 考查验证机械能守恒定律的实验原理和注意事项，熟练掌握纸带的数据处理，理解图像斜率的意义，属于中等难度考题。 13.【答案】恒星的质量为 恒星的平均密度为  【解析】解：已知恒星自身半径为R，行星公转的轨道半径是恒星半径的n倍，因此行星轨道半径。 行星围绕恒星做匀速圆周运动，二者之间的万有引力提供向心力，有 可得恒星的质量。 把恒星视作质地分布均匀的球体，球体体积 结合密度基础定义 可得恒星的平均密度。 答：恒星的质量为。 恒星的平均密度为。 由题干倍数关系写出行星公转轨道半径，根据万有引力提供向心力列式，求解恒星质量。 套用球体体积公式，结合密度的定义式，算出恒星的平均密度。 本题利用万有引力充当圆周运动向心力求解中心天体质量，结合球体体积公式、密度定义式计算天体平均密度，是天体运动板块典型的中心天体质量与密度求解计算题。 14.【答案】游客甲到达A点时的速度大小为 游客甲的最大速度大小为 质量更小的游客下落最大位移更小，因机械能守恒方程解H随m减小而减小  【解析】解：游客甲从O点运动到A点的过程中做自由落体运动，下落的高度为，根据运动学公式，解得游客甲到达A点时的速度大小。 游客甲在下落过程中，当所受重力等于弹性绳的弹力时速度达到最大，设此时弹性绳的伸长量为，根据平衡条件有，解得，从O点运动到速度最大位置的过程中，根据机械能守恒定律有，代入解得最大速度的大小。 当时，，和前一阶段的图像衔接；当时，对应速度最大的位置，继续向下到B点时，加速度反向为负值。 比较两名游客的最大位移大小 设游客下落的最大位移为H，此时弹性绳形变量为，从O点到最低点由机械能守恒得： 整理为关于H的一元二次方程：。在弹性绳完全相同、不变的前提下，游客质量m越小，方程的解对应的最大下落位移H也越小。 答：游客甲到达A点时的速度大小为。 游客甲的最大速度大小为。 质量更小的游客下落最大位移更小，因机械能守恒方程解H随m减小而减小。 游客甲从O点至A点做自由落体运动，下落高度为弹性绳原长，利用自由落体运动规律可直接由下落高度与重力加速度关联求得A点速度。 最大速度出现在合力为零的平衡位置，需先通过重力与弹力平衡确定该位置对应的弹性绳伸长量，再从O点至该位置运用机械能守恒，将重力势能减少量转化为动能与弹性势能增加量，从而求得最大速度。 下落位移h在0至区间，游客仅受重力，加速度恒为g；h超过后，弹性绳开始提供向上的弹力，合力为重力与弹力之差，弹力随伸长量线性增大，故加速度从g开始线性减小至零对应速度最大位置，之后反向线性增大至最低点B。 从O点至最低点B全程机械能守恒，重力势能减少量全部转化为弹性势能，建立关于最大下落位移H的方程，分析方程解可知在弹性绳参数k、不变时，H随游客质量m减小而减小。 本题综合考查力学中的运动学、牛顿第二定律、机械能守恒定律以及简谐运动的相关知识。题目以蹦极运动为背景，将物理模型与实际情境紧密结合，计算量适中，难度中等偏上。它着重考查学生对多过程问题的分析能力，要求能够清晰划分自由落体与变加速运动阶段，并灵活运用机械能守恒处理变力做功问题。第问绘制图像需要深刻理解加速度随位移变化的函数关系，对学生的物理图像素养和建模能力提出了较高要求。第问则通过对比不同质量游客的位移，考查学生运用函数思想分析物理结论的能力，体现了对思维深度的考察。 15.【答案】轻绳对小球的拉力大小为3mg 积木B向前滑动的距离为 积木B、C最终停止时，B、C间的距离为3d  【解析】解：小球A从P点下落到最低点的过程中，只有重力做功，根据机械能守恒定律有，解得最低点速度； 在最低点，根据牛顿第二定律有，解得轻绳对小球的拉力大小。 钢球与积木B发生弹性碰撞且质量相等，两者交换速度，碰后B的速度； 积木B抽出过程中，当B还在C下方时，滑行距离为d，B对地面的压力为3mg，C对B的压力为2mg，B受到的滑动摩擦力大小； 当B完全滑出后，受到地面的滑动摩擦力大小，设B又滑行了停止，根据动能定理对B滑行全过程有，代入数据解得； 积木B向前滑动的总距离，解得。 小球A再次从P点无初速释放，与落到底部的积木C发生弹性碰撞，碰后C的速度； 同理，C在D下方滑行距离d的过程中，受到的滑动摩擦力大小； C完全滑出后受到地面的滑动摩擦力大小为，由于B停在距离起点处，C碰B前的总滑行距离为，则C完全滑出后单独滑行的距离为； 设C碰B前瞬间的动能为，根据动能定理有，代入的表达式解得； 积木C与B发生弹性碰撞，质量相等交换动能，碰后C静止在碰撞位置，B获得动能； 此后B在地面摩擦力作用下继续滑行距离后停止，根据动能定理，解得； 因为碰后C停在碰撞位置，B又向前滑行了3d，故积木B、C最终停止时，B、C间的距离为3d。 答：轻绳对小球的拉力大小为3mg。 积木B向前滑动的距离为。 积木B、C最终停止时，B、C间的距离为3d。 小球从释放点到最低点的过程机械能守恒，可求出最低点速度。在最低点，小球受重力和绳拉力作用做圆周运动，根据牛顿第二定律列出向心力方程，结合已求速度可解出拉力。 小球与积木B发生弹性正碰且质量相等，碰后速度交换，B获得初速度。B的滑行分为两个阶段：第一阶段，B在C下方运动时，受C的压力和地面支持力，滑动摩擦力较大；第二阶段，B完全滑出C后，仅受地面摩擦力。分别对两阶段应用动能定理，结合总滑行距离大于2d的条件，可求出B的总滑行距离。 小球再次释放与积木C发生弹性碰撞，C获得与之前B相同的初速度。C的滑行也分两个阶段：在D下方时受较大摩擦力，滑出D后受地面摩擦力。利用动能定理分析C滑行至与B碰撞前的过程，求出碰撞前C的动能。C与B发生弹性碰撞，质量相等交换速度或动能，碰后C静止，B获得C的动能继续在地面摩擦力下滑行直至停止。根据B再次滑行的距离，即可确定B、C最终停止时的距离。 本题综合考查机械能守恒、圆周运动向心力、弹性碰撞、摩擦力分析与动能定理等核心知识点，是一道融合了力学多个分支、过程复杂且计算量较大的综合题。题目通过设计积木滑行与碰撞的多个阶段，全面检验学生对物理过程的分析建模能力、分段处理能力以及对能量转化与守恒关系的深刻理解。其难点在于对积木B滑行过程中摩擦力随接触状态变化的动态分析，以及第三问中需结合前两问结果，精确计算碰撞前后动能，进而确定最终间距。本题对学生的逻辑推理、物理建模和数学运算能力提出了较高要求，是训练综合应用能力的典型好题。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $