精品解析：甘肃省陇南市文县2024-2025学年高二下学期3月联考物理试题

文县第一中学、文县第二中学、文县第三中学、文县东方中学 2024——2025学年度第二学期第一次月考联考试卷高二物理 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I卷 选择题 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是，运动方向改变的角度之比为，它们的向心加速度之比为( ) A. B. C. D. 2. 如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，它安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为1×103W。若用国际单位制基本单位的符号来表示W，正确的是（　　） A. N・s B. N・m/s C. kg・m/s D. kg・m2/s3 3. 如图1所示为原子核的比结合能与质量数的关系曲线，如图2所示为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线。下列说法正确的是（　　） A. 根据图1可知，核的结合能约为7MeV B. 根据图1可知，比更稳定 C. 根据图2可知，核D裂变成核E和F的过程中，生成的新核E、F的比结合能减小 D. 根据图2可知，若A、B能结合成C，则结合过程中一定要吸收能量 4. 2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05卫星。如图，高分十一号05卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为，两轨道位于同一平面内且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图，只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（ ） A. 在图示位置，高分十一号05卫星和卫星的加速度大小分别为、，则 B. 在图示位置，两卫星的线速度大小关系为 C. 从图示位置开始，卫星先运动到A点 D. 高分十一号05卫星和卫星运动到A位置时的向心加速度大小分别为、，则有 5. 无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动，飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，进行无动力空中飞行。某翼装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直面内从A到B滑出了一段圆弧，如图所示。该段运动可视为匀速圆周运动的一部分，关于该段运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小 B. 飞行者所受合力为零 C. 空气对飞行者的作用力的瞬时功率为零 D. 空气对飞行者的作用力做正功 6. 两个小球以大小相等的速度同时抛出，从A点抛出的小球做斜上抛运动，从C点抛出的小球做竖直上抛运动。C点正上方D点是从A点抛出小球能到达的最高点，如图所示，不计空气阻力。关于两个小球的运动，下列说法可能正确的是（　　） A. 两小球在D点相遇 B. 两小球同时落地 C. 两小球下落过程中相对速度不变 D. 两小球到达各自最高点过程中的速度变化量相同 7. 振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A. 图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同 B. 图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越短效果越好 C. 狮吼功震碎玻璃杯，音调越高越容易成功 D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的整数倍 8. 如图所示，半圆形ABC为玻璃砖的横截面，O点为其圆心，一细束与ABC平行的单色光由空气经过O点射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射向空气中。下列叙述正确的是（　　） A. 光线在圆弧界面ABC上会发生全反射 B. 在圆弧界面ABC上始终有光线出射 C. 增大角度θ，光线会在下界面AOC发生全反射 D. 增大角度θ，玻璃的折射率增大 9. 如图所示，一束由红绿两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜（横截面是等腰直角三角形），入射方向平行于BC边，两种色光在BC边均发生全反射后再从AC边射出，其中红光的出射点是D，则绿光从AC边射出光路可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示，则（　　） A. 时，质点位移为零，速度为零，加速度为零 B. 时，质点位移最大，速度最大，加速度最大 C. 和时刻振子具有相同的速度 D. 和时刻振子具有相同的加速度 11. 图甲是一列简谐横波在某一时刻的波的图像，图乙是x＝2 m处的质点从该时刻开始计时的振动图像，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是（　　） A. 质点a振动的周期为2 s B. 这列波的波速是2 m/s C. 这列波沿x轴负方向传播 D. 0-7 s内质点b通过的路程是35 cm 第II卷 非选择题 二、非选择题：共5小题，计56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学测量一根长直电阻丝的电阻率。按图1所示的电路用等效替代方法测出一段电阻丝的电阻∶导线Ⅰ和Ⅱ先按图1中的实线连接，后按图1中的虚线连接在上述两种情形下，当电流计G的示数为零时导线I和Ⅱ中无电流流过，电压，则，由此可测得P1P2段的电阻为R0。R0的阻值已知，P1P2的长度通过固定在电阻丝旁的刻度尺读出。 （1）待测电阻丝的总电阻约20Ω，若有两种阻值的定值电阻∶①10Ω；②30Ω，实验中R0应选用____________ （2）根据图1中实线的电路，请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入图2所示的实物电路。（ ） （3）按图1中实线连接好电路后，闭合开关S1和S2，接下来的正确操作顺序是____________。 ①将导线Ⅰ连接在B上 ②记下P1位置在刻度尺上的读数 ③记下P2位置在刻度尺上的读数 ④调节滑动变阻器的触头，使G的示数为零 ⑤改变导线Ⅱ连接在电阻丝上的位置，使G的示数为零 （4）该同学多次更换定值电阻R0重复上述实验。当R0=15Ω时，记下P1的读数为70.00cm，P2的读数为20.00cm。用螺旋测微器测得电阻丝的直径，并计算出电阻丝的横截面积为0.500mm2。由此求得电阻丝的电阻率ρ=____________Ω·m。 （5）小明同学认为与教材中“测量金属丝的电阻率”的实验方法相比，上述实验测得电阻的误差更小。你是否同意他的观点？请简要说明理由。（ ） 13. 如图所示，水平地面上有长木板B，木块A放在B的上面，水平轻质弹簧连接A和右端墙壁，弹簧劲度系数。水平力向左拉动B，使其向左匀速运动，弹簧的伸长量恒为，已知A、B两物体的质量分别为。求： （1）弹簧弹力的大小； （2）B对A的摩擦力大小f； （3）B与地面间的动摩擦因数。 14. 如图所示，水平地面上固定一高的水平台面，台面上竖直固定倾角为的直轨道AB、水平直轨道BC、四分之一圆周细圆管道CD和半圆形轨道DEF，它们平滑连接且处处光滑，其中管道CD的半径、圆心在点，轨道DEF的半径、圆心在点，、、和F点均处在同一水平线上。一小球从轨道AB上距水平直轨道BC高为h（未知）的P点由静止滚下，小球经管道CD、轨道DEF从F点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相等，最终落在地面上的Q点（小球做平抛运动的竖直距离可视为G距离水平地面的高度），取重力加速度大小，小球可视为质点，不计空气阻力。 （1）若P处小球的初始高度，求小球到达B点时的速度大小； （2）若小球恰好能过最高点E，求h的最小值； （3）若小球恰好能过最高点E，且三棱柱G的位置上下可调，求G距水平面的高度多大时，落地点Q与F点的水平距离x最大，其最大值为多少？ 15. 如图，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向前匀加速启动，货箱中石块B的质量，启动4秒时司机突然发现前方42m处有一骑车人正以匀速骑行，司机立刻以刹车（反应时间忽略不计），刹车2s后骑车人发现货车，立即以加速，求： （1）减速前石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力有多大？ （2）货车与骑车人是否会相撞？如果相撞，请通过计算说明理由；如果不相撞，请求出二者之间的最近距离是多大？ 16. 如图所示，劲度系数k = 100N/m的弹簧一端固定于地面上，另一端连接绝缘物体A，物体B置于A上不粘连，A不带电，B的带电量，A，B质量均为2kg且都可看质点，整个装置处于静止状态。物体B正上方有一带圆孔的挡板，质量为4kg的不带电绝缘物体C放于圆孔上方不掉落，现在挡板与地面之间加上竖直向上、大小的匀强电场使A、B开始运动，A、B分离时，A在某装置作用下迅速在该位置处于静止状态，B下落与A碰撞时撤去该装置，之后不再对A作用；A、B分离后，B向上运动并与C发生碰撞，且以后每次碰撞前C均已静止在圆孔上方。已知弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度为，B与A、C碰撞时为弹性碰撞且没有电荷转移。求 （1）A、B两物体从开始运动到分离时上升的高度； （2）B下落与A第一次碰撞结束时，物体A的速度大小； （3）从B与A第一次碰撞开始，物体A运动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 文县第一中学、文县第二中学、文县第三中学、文县东方中学 2024——2025学年度第二学期第一次月考联考试卷高二物理 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I卷 选择题 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是，运动方向改变的角度之比为，它们的向心加速度之比为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在相同的时间内，它们通过的路程之比是，可得它们的线速度之比为 运动方向改变的角度之比为，它们的角速度之比为 根据公式 可得向心加速度之比为 故选A。 2. 如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，它安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为1×103W。若用国际单位制基本单位的符号来表示W，正确的是（　　） A. N・s B. N・m/s C. kg・m/s D. kg・m2/s3 【答案】D 【解析】 【详解】A．不是国际单位制基本单位，根据冲量的定义可知，是冲量的单位，A错误； B．根据功率的计算公式可知功率的单位可以表示为，但不是国际单位制基本单位，B错误； C．根据动量的定义可知，是动量的单位，C错误； D．根据可知功率的单位可以表示为，结合可知，则功率得单位，D正确。 故选D。 3. 如图1所示为原子核的比结合能与质量数的关系曲线，如图2所示为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线。下列说法正确的是（　　） A. 根据图1可知，核的结合能约为7MeV B. 根据图1可知，比更稳定 C. 根据图2可知，核D裂变成核E和F的过程中，生成的新核E、F的比结合能减小 D. 根据图2可知，若A、B能结合成C，则结合过程中一定要吸收能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图1可知，核的比结合能约为7MeV，则核的结合能约为 A错误； B．根据图1可知，核的比结合能比核的比结合能小，所以比更稳定，B正确； C．根据图2可知，核D裂变成核E和F的过程中，核子的平均质量减少，放出核能，比结合能增大，C错误； D．根据图2可知，若A、B能结合成C，核子的平均质量减少，结合过程一定要放出能量，D错误。 故选B。 4. 2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05卫星。如图，高分十一号05卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为，两轨道位于同一平面内且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图，只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（ ） A. 在图示位置，高分十一号05卫星和卫星的加速度大小分别为、，则 B. 在图示位置，两卫星的线速度大小关系为 C. 从图示位置开始，卫星先运动到A点 D. 高分十一号05卫星和卫星运动到A位置时的向心加速度大小分别为、，则有 【答案】C 【解析】 【详解】A．设地球质量为M，卫星质量为m，卫星到地心的距离为r，根据牛顿第二定律，有 得 即r越大，a越小，，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，有 得 即圆周运动的轨道半径r越大，v越小，以地心为圆心，卫星a到地心的距离为半径作圆，设该圆轨道上卫星的运行速度为，由于卫星a不能保持在这个高度而做近心运动，故，又因，故，即，故B错误； C．高分十一号05卫星的轨道半径和卫星a轨道半长轴相等，根据开普勒第三定律可知，二者的公转周期相等，设为T, 高分十一号05卫星由图示位置运动到A点所用时间大于，卫星a由图示位置运动到A点所用时间小于，即卫星先运动到A点，故C正确； D．根据 可知，高分十一号05卫星和卫星运动到A位置时的加速度大小相等，方向均由A位置指向地心，但高分十一号05卫星做匀速圆周运动，其向心加速度就等于实际的加速度，而卫星沿椭圆轨道运动，速度沿轨道切线方向，其向心加速度等于实际加速度沿垂直于速度方向的分量，即 故D错误。 故选C。 5. 无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动，飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，进行无动力空中飞行。某翼装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直面内从A到B滑出了一段圆弧，如图所示。该段运动可视为匀速圆周运动的一部分，关于该段运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小 B. 飞行者所受合力为零 C. 空气对飞行者的作用力的瞬时功率为零 D. 空气对飞行者的作用力做正功 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．设飞行者速度方向与竖直方向的夹角为θ，飞行者所受重力的瞬时功率P=mgvcosθ，由于θ逐渐增大，则飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小，故A正确； B．该段运动可视为匀速圆周运动的一部分，故飞行者做匀速圆周运动，其所受合力不为零，故B错误； C．飞行者受到重力和空气对飞行者的作用力，其合力指向圆心，通过受力分析可知，空气对飞行者的作用力方向与速度方向的夹角大于90°，故根据P=fvcosθ可知，空气对飞行者的作用力的瞬时功率不零，故C错误； D．飞行者的动能不变，所以合外力做功为零，重力做正功，则空气对飞行者的作用力做负功，故D错误； 故选A。 6. 两个小球以大小相等的速度同时抛出，从A点抛出的小球做斜上抛运动，从C点抛出的小球做竖直上抛运动。C点正上方D点是从A点抛出小球能到达的最高点，如图所示，不计空气阻力。关于两个小球的运动，下列说法可能正确的是（　　） A. 两小球在D点相遇 B. 两小球同时落地 C. 两小球下落过程中相对速度不变 D. 两小球到达各自最高点过程中的速度变化量相同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设两个小球抛出的初速度大小为v0，做斜抛运动的小球抛出的初速度与水平方向夹角为θ，做斜抛运动的小球在竖直方向的初速度为 由速度位移关系公式可得从A点抛出到达最高点的高度为 到达最高点的时间为 从C点抛出的小球做竖直上抛运动，上升最大高度 上升到最高点所用时间为 可知两小球到达最高点不相同，到达最高点的时间也不相同，不会在D点相遇，由运动的对称性可知，两个小球从抛出到落地所需时间不相同，不会同时落地，AB错误； C．两小球下落运动中，在竖直方向都做自由落体运动，从A点抛出的小球同时在水平方向还做匀速直线运动，因此两小球在下落运动中相对速度不变，C正确； D．从A点抛出的小球到达最高点时速度的变化量为gt1，从C点抛出的小球到达最高点时速度的变化量为gt2，则两小球在到达各自最高点的运动中速度变化量不相同，D错误。 故选C。 7. 振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A. 图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同 B. 图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越短效果越好 C. 狮吼功震碎玻璃杯，音调越高越容易成功 D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的整数倍 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图中救护车向右运动的过程中，根据多普勒效应，A人听到警笛声的频率增大，B人听到警笛声的频率减小，A、B两人听到警笛声的频率不同，故A正确； B．波将发生明显的衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误； C． 用声音震碎玻璃是声音的频率与玻璃杯的固有频率相等，使玻璃杯发生共振，从而使玻璃杯碎裂，并不是声音频率越高越容易震碎，故C错误； D．图丁是干涉型消声器，根据波的干涉，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍，故D错误。 故选A。 8. 如图所示，半圆形ABC为玻璃砖的横截面，O点为其圆心，一细束与ABC平行的单色光由空气经过O点射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射向空气中。下列叙述正确的是（　　） A. 光线在圆弧界面ABC上会发生全反射 B. 在圆弧界面ABC上始终有光线出射 C. 增大角度θ，光线会在下界面AOC发生全反射 D. 增大角度θ，玻璃的折射率增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，O点是半圆形玻璃砖的圆心，可知光线一定垂直射到圆弧界面ABC上，则光线一定能从圆弧界面ABC上射出，不可能发生全反射，故A错误，B正确； C．发生全反射需要光从光密介质射入光疏介质，则光线不会在下界面AOC发生全反射，故C错误； D．折射率是介质的固有属性，与入射角无关，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，一束由红绿两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜（横截面是等腰直角三角形），入射方向平行于BC边，两种色光在BC边均发生全反射后再从AC边射出，其中红光的出射点是D，则绿光从AC边射出光路可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由于入射方向平行于BC边，最终单色光射出时也应该平行于BC边，由于绿光的折射率大于红光的折射率，绿光从AC边射出时在D点的上方，A项正确，BCD错误； 故选A。 10. 弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示，则（　　） A. 时，质点位移为零，速度为零，加速度为零 B. 时，质点位移最大，速度最大，加速度最大 C. 和时刻振子具有相同的速度 D. 和时刻振子具有相同的加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．t=0时刻，振子位于平衡位置 O，位移为零，加速度为零，但速度为最大值， A错误； B．t=1 s时，振子位于正向最大位移处，位移最大，加速度最大，而速度为零， B错误； C．和时刻振子同位于正向某处，时刻是经此点向正方向运动，时刻回到此点向负方向运动，两时刻速度大小相等，但方向相反，所以速度不相同，C错误； D．和时刻振子位移相同，即处在同一位置，因此有大小相等、方向相同的加速度，D正确。 故选D。 11. 图甲是一列简谐横波在某一时刻的波的图像，图乙是x＝2 m处的质点从该时刻开始计时的振动图像，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是（　　） A. 质点a振动的周期为2 s B. 这列波的波速是2 m/s C. 这列波沿x轴负方向传播 D. 0-7 s内质点b通过的路程是35 cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，周期，故A错误； B．由图甲可知，波长 则波速为，故B正确； C．由图乙可知，x＝2 m处的质点在图甲位置从平衡位置向y轴正方向振动，所以这列波沿x轴正方向传播，故C错误； D．由图可知，振幅 由于这列波沿x轴正方向传播，所以时质点b向y轴负方向振动，因，所以0-7 s内质点b通过的路程，故D错误。 故选B。 第II卷 非选择题 二、非选择题：共5小题，计56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学测量一根长直电阻丝的电阻率。按图1所示的电路用等效替代方法测出一段电阻丝的电阻∶导线Ⅰ和Ⅱ先按图1中的实线连接，后按图1中的虚线连接在上述两种情形下，当电流计G的示数为零时导线I和Ⅱ中无电流流过，电压，则，由此可测得P1P2段的电阻为R0。R0的阻值已知，P1P2的长度通过固定在电阻丝旁的刻度尺读出。 （1）待测电阻丝的总电阻约20Ω，若有两种阻值的定值电阻∶①10Ω；②30Ω，实验中R0应选用____________ （2）根据图1中实线的电路，请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入图2所示的实物电路。（ ） （3）按图1中实线连接好电路后，闭合开关S1和S2，接下来的正确操作顺序是____________。 ①将导线Ⅰ连接在B上 ②记下P1位置在刻度尺上的读数 ③记下P2位置在刻度尺上的读数 ④调节滑动变阻器的触头，使G的示数为零 ⑤改变导线Ⅱ连接在电阻丝上的位置，使G的示数为零 （4）该同学多次更换定值电阻R0重复上述实验。当R0=15Ω时，记下P1的读数为70.00cm，P2的读数为20.00cm。用螺旋测微器测得电阻丝的直径，并计算出电阻丝的横截面积为0.500mm2。由此求得电阻丝的电阻率ρ=____________Ω·m。 （5）小明同学认为与教材中“测量金属丝的电阻率”的实验方法相比，上述实验测得电阻的误差更小。你是否同意他的观点？请简要说明理由。（ ） 【答案】 ①. ① ②. ③. ②④①⑤③（或④②①⑤③） ④. 1.5×10-5 ⑤. 同意，因为按教材的方法电表内阻导致的实验误差更大 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由于 则 所以实验中R0应选用①10Ω。 (2)[2]实线的电路，如图所示 (3)[3]先连接导线Ⅰ在C点，调节滑动变阻器使G的示数为零，或者先记下P1位置在刻度尺上的读数，接着将导线Ⅰ连接在B上，改变导线Ⅱ连接在电阻丝上的位置，使G的示数为零，最后记下P2位置在刻度尺上的读数。则正确操作顺序是②④①⑤③（或④②①⑤③）。 (4)[4]由于 则 根据 则有 。 (5)[5]同意，因为按教材的方法电表内阻导致的实验误差更大，该方法采用了等效替代的方法减小的电表内阻导致的误差问题。 13. 如图所示，水平地面上有长木板B，木块A放在B的上面，水平轻质弹簧连接A和右端墙壁，弹簧劲度系数。水平力向左拉动B，使其向左匀速运动，弹簧的伸长量恒为，已知A、B两物体的质量分别为。求： （1）弹簧弹力的大小； （2）B对A的摩擦力大小f； （3）B与地面间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据胡克定律 解得 【小问2详解】 根据二力平衡 解得 【小问3详解】 设A对B的摩擦力大小为，地面对B的摩擦力大小为，则 对B分析可知 又 解得 14. 如图所示，水平地面上固定一高的水平台面，台面上竖直固定倾角为的直轨道AB、水平直轨道BC、四分之一圆周细圆管道CD和半圆形轨道DEF，它们平滑连接且处处光滑，其中管道CD的半径、圆心在点，轨道DEF的半径、圆心在点，、、和F点均处在同一水平线上。一小球从轨道AB上距水平直轨道BC高为h（未知）的P点由静止滚下，小球经管道CD、轨道DEF从F点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相等，最终落在地面上的Q点（小球做平抛运动的竖直距离可视为G距离水平地面的高度），取重力加速度大小，小球可视为质点，不计空气阻力。 （1）若P处小球的初始高度，求小球到达B点时的速度大小； （2）若小球恰好能过最高点E，求h的最小值； （3）若小球恰好能过最高点E，且三棱柱G的位置上下可调，求G距水平面的高度多大时，落地点Q与F点的水平距离x最大，其最大值为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小滑块，从P到B，由动能定理得 代入数据解得 【小问2详解】 当小球恰好能过最高点E时，h具有最小值，在E点有 代入数据解得 P点到E点，由动能定理得 代入数据解得 【小问3详解】 设G到地面的高度为y，则E到G，由动能定理得 过D点后，由平抛规律得 联立代入数据解得 当的时候，即，x最大，解得 15. 如图，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向前匀加速启动，货箱中石块B的质量，启动4秒时司机突然发现前方42m处有一骑车人正以匀速骑行，司机立刻以刹车（反应时间忽略不计），刹车2s后骑车人发现货车，立即以加速，求： （1）减速前石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力有多大？ （2）货车与骑车人是否会相撞？如果相撞，请通过计算说明理由；如果不相撞，请求出二者之间的最近距离是多大？ 【答案】（1） （2）不会相撞， 【解析】 【小问1详解】 减速前石块B与车具有相同的加速度，设周围与它接触的物体对石块B作用力的合力大小为，根据平行四边形定则结合牛顿第二定律，有 代入相关已知数据求得 【小问2详解】 由题意，可知货车先加速后减速，可得刹车前的速度大小为 则货车刹车2s时速度大小 货车启动4s后发现骑车人，此时货车的速度为，刹车2s后骑车人发现货车，这一过程中，货车运动的距离为 骑车人运动的距离为 此时二者相距 接着骑车人加速，设货车与骑车人速度相等时，所用时间为，则有 求得 该过程中，货车运动的距离为 骑车人运动的距离为 由于此时 所以，货车与骑车人不会相撞，二者之间的最近距离为 16. 如图所示，劲度系数k = 100N/m的弹簧一端固定于地面上，另一端连接绝缘物体A，物体B置于A上不粘连，A不带电，B的带电量，A，B质量均为2kg且都可看质点，整个装置处于静止状态。物体B正上方有一带圆孔的挡板，质量为4kg的不带电绝缘物体C放于圆孔上方不掉落，现在挡板与地面之间加上竖直向上、大小的匀强电场使A、B开始运动，A、B分离时，A在某装置作用下迅速在该位置处于静止状态，B下落与A碰撞时撤去该装置，之后不再对A作用；A、B分离后，B向上运动并与C发生碰撞，且以后每次碰撞前C均已静止在圆孔上方。已知弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度为，B与A、C碰撞时为弹性碰撞且没有电荷转移。求 （1）A、B两物体从开始运动到分离时上升的高度； （2）B下落与A第一次碰撞结束时，物体A的速度大小； （3）从B与A第一次碰撞开始，物体A运动的总路程。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）初态A、B静止，有 得 加电场，A、B分离时，加速度相等，对A 对B 可得 ， （2）从开始运动到A、B分离，对A、B由功能关系得 解得 分离后，由于，B物体匀速上升，直至BC弹性碰撞且没有电荷转移，有 ， 得 即B向下匀速运动，B、A弹性碰撞 ， 得 ，， 即第一次碰撞结束时，物体A的速度大小为。 （3）B、A弹性碰撞后，A从平衡位置向下运动，由能量守恒 解得 撞后A向下减速，再反向加速，回到原位后，与B碰撞，A、B交换速度。B再次匀速上升碰C，由碰撞结论可知，碰后 解得 归纳可得 A运动的总路程 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $