精品解析：福建省山海联盟校教学协作体2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

山海联盟校教学协作体2024-2025年度第一学期高三年级 物理学科期中考试卷 分值：100分 完卷时间：75分钟 一、单项选择题：本大题共4小题，共16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. 年月日，中老两国领导人通过视频连线共同出席“中老铁路”通车仪式，习近平主席于时分宣布中方列车发车。“中老铁路”是高质量共建“一带一路”的标志性工程。如图所示，该铁路北起中国云南昆明，南至老挝首都万象，全程公里，通车后昆明到万象约小时可达。下列说法正确的是（　　） A. “中老铁路”列车全程发生的位移大小是公里 B. “小时”指的是时刻 C. “中老铁路”列车全程平均速率约为km/h D. “中老铁路”列车全程通过的路程大于公里 2. 将一小球（可看成质点）从平台边缘竖直向上抛出，来模拟跳水运动员的运动过程，从小球抛出时开始计时，若小球的速度与时间关系的图像如图所示，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 小球在1.2s时到达最高点 B. 跳台与水面的高度差是2.4m C. 小球在水中时最深处的加速度最大 D. 小球潜入水中的深度为3.2m 3. 年月日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑狂魔重工机械”。如图，圆圈处有一个巨型钢圆筒，质量为，由根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为（右图其他根没有画出），每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为（，，绳的质量忽略不计）（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，质量为的木块，静置于水平转动的转盘上，离转轴。木块用一轻绳拴着，轻绳穿过转盘中央的细管，与质量也为的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的倍（，取），轻绳与细管的摩擦不计。以下说法正确的是（　　） A. 转盘以角速度匀速转动时，木块受到的摩擦力为 B. 在转速一定的条件下，木块受到的摩擦力与木块到轴的距离成正比 C. 木块受到的摩擦力总是沿轻绳方向 D. 要保持木块与转盘相对静止，转盘转动的角速度不能大于 二、双项选择题：本大题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 2021年8月，我国16岁的滑板选手曾文惠成为第一位进入奥运会滑板决赛的中国运动员。曾文惠在某次训练中从滑板上跳起经过一段时间又落到滑板上，若其重心轨迹如图中实线所示，轨迹上有a、b、c三点，且a、c在同一水平线上，b为最高点，不计空气阻力，将曾文惠视为质点，则曾文惠在空中运动过程中（　　） A. 做匀变速曲线运动 B. 先超重后失重 C. 在最高点时速度为零 D. 从a到b与从b到c的过程中速度的变化量相同 6. 据报道北京时间年月日时分，航天员翟志刚、王亚平、叶光富先后进入天和核心舱，中国空间站也迎来了第二个飞行乘组。已知空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的，地球同步卫星轨道离地面的高度约为地球半径的倍，下列说法正确的是（　　） A. 航天员在空间站可以通过举重来锻炼肩部和背部肌肉 B. 空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火减速 C. 王亚平老师将水从水袋中挤出后水会在空中显现为水球是因为水不受地球引力作用 D. 中国空间站在轨道上运行周期小于同步卫星的运行周期 7. 如图所示，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上。、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为，则（　　） A. 落地前，轻杆对一直做正功 B. 落地时速度大小为 C. 下落过程中，其最大加速度一定大于 D. 落地前，当的机械能最小时，对地面的压力小于 8. 某质量的“双引擎”小汽车，行驶速度时靠电动机输出动力；行驶速度在范围内靠汽油机输出动力，同时内部电池充电；当行驶速度时汽油机和电动机同时工作，这种汽车更节能环保。该小汽车在一条平直的公路上由静止启动，汽车的牵引力随运动时间的图线如图所示，所受阻力恒为。已知汽车在时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至第末。则在前内（　　） A. B. 汽车的位移大小为 C. 电动机输出的最大功率为 D. 汽油机工作过程牵引力做的功为 三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14、15、16为计算题，请考生根据要求作答。 9. 如图所示，汽车在拐弯时做匀速圆周运动，则司机与乘客相比，角速度________，线速度________，向心加速度________。（均填“”“”或“”） 10. 学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为9.8m/s2。电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_______N（结果保留1位小数）。电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”） 状态。 11. 如图所示，两相同小球、用两个轻弹簧A、B连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力作用在上并缓慢拉，当B与竖直方向的夹角为时，A、B的伸长量刚好相同，若A、B的劲度系数分别为、，那么：______；撤去的瞬间，b球的加速度为______。 12. 如图所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，滑块上遮光条宽度为d。实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为，拉力传感器的读数为F。不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。 （1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为________cm。 （2）甲同学用该装置探究“加速度与合外力的关系”，实验中为减小误差，下列说法正确的是_____。 A.调节气垫导轨水平 B.钩码的质量要远小于滑块质量 C.遮光条宽度适当小一些 D.动滑轮的质量尽可能小一些 （3）乙同学用该装置“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”，实验时记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间，测得多组L和值。应用图像法处理数据时，为了获得线性图像应作图像_____（选填“、或），该图像的斜率______。 13. 两位同学采用不同的实验方案进行“探究平抛运动规律”的实验。 （1）甲同学采用图1所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把a球沿水平方向弹出，同时b球被松开自由下落，观察到两球同时落地。多次改变装置的高度，同时改变小锤打击的力度，两球仍然同时落地，这说明___________。 A. a球竖直方向的分运动是自由落体运动 B. a球水平方向的分运动是匀速直线运动 C. a球运动可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 （2）乙同学采用图2所示的装置。通过描点在坐标纸上记录下小球平抛运动中的三个位置A、B、C，但没有记录起点位置，如图3所示。已知坐标纸每小格的边长为，不计空气阻力，则时间间隔___________s，初速度___________。重力加速度为。（结果均保留两位有效数字） （3）如图3建立平面直角坐标系，则小球抛出点的位置坐标___________cm，___________（均保留一位小数） （4）若实验中把轨道末端记为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立平面直角坐标系。记录小球平抛过程中的位置，将各位置用一条过原点的平滑曲线连接，测得曲线上某点坐标为，根据该坐标值得到平抛运动的初速度，则该测量值和真实值相比___________（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 14. 如图，用“打夯”方式夯实地面的过程可简化为：两人通过绳子对重物同时施加大小相等、方向与竖直方向成的力，使重物恰好脱离水平地面并保持静止，然后突然一起发力使重物升高后即停止施力，重物继续上升，最后重物自由下落把地面砸深。已知重物的质量为，取重力加速度，，。忽略空气阻力，求： （1）的大小； （2）重物恰好接触地面瞬间的速度； （3）重物对地面的平均冲击力大小。 15. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙半圆形轨道在B点平滑相接，半圆形轨道半径为R，一质量为的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，获得向右速度后脱离弹簧，经过B点进入半圆形轨道后瞬间对轨道的压力大小为其重力的8倍，之后沿圆周运动，到达C点时对轨道的压力恰好为0。重力加速度为g，求： （1）释放物块时弹簧的弹性势能； （2）物块从B点运动到C点过程中克服摩擦力做的功； （3）物块离开C点后落回水平面时，重力的瞬时功率大小。 16. 如图所示，在水平台的右侧有半径、圆心角的粗糙圆弧轨道BC固定在地面上，圆弧轨道末端与长木板P上表面平滑对接但不粘连，P静止在水平地面上。质量的小物块从固定水平台右端A点以4m/s的初速度水平抛出，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，之后小物块滑上木板P，最终恰好未从木板P上滑下。已知木板P质量，小物块与木板P间的动摩擦因数，木板P与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，忽略空气阻力，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求： （1）AB两点间的竖直高度差； （2）小物块滑上木板P时，木板P的加速度大小； （3）木板P的长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山海联盟校教学协作体2024-2025年度第一学期高三年级 物理学科期中考试卷 分值：100分 完卷时间：75分钟 一、单项选择题：本大题共4小题，共16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. 年月日，中老两国领导人通过视频连线共同出席“中老铁路”通车仪式，习近平主席于时分宣布中方列车发车。“中老铁路”是高质量共建“一带一路”的标志性工程。如图所示，该铁路北起中国云南昆明，南至老挝首都万象，全程公里，通车后昆明到万象约小时可达。下列说法正确的是（　　） A. “中老铁路”列车全程发生的位移大小是公里 B. “小时”指的是时刻 C. “中老铁路”列车全程平均速率约为km/h D. “中老铁路”列车全程通过的路程大于公里 【答案】C 【解析】 【详解】AD．南至老挝首都万象，全程公里，该数值指运动轨迹的长度，可知公里，指路程，即“中老铁路”列车全程发生的路程大小是公里，故AD错误； B．“小时”指的是一个过程经历的时间，因此是时间间隔，故B错误； C．平均速率等于路程与时间的比值，则“中老铁路”列车全程平均速率，故C正确。 故选C。 2. 将一小球（可看成质点）从平台边缘竖直向上抛出，来模拟跳水运动员的运动过程，从小球抛出时开始计时，若小球的速度与时间关系的图像如图所示，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 小球在1.2s时到达最高点 B. 跳台与水面的高度差是2.4m C. 小球在水中时最深处的加速度最大 D. 小球潜入水中的深度为3.2m 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在0.4s时速度为零，达到最高点，A项错误； C．速度－时间图像的斜率表示加速度，1.2s刚入水时图像斜率最大，此时小球的加速度最大，C项错误； B．跳台与水面的高度差 B项正确； D．若小球入水后做匀减速直线运动，小球潜入水中的深度 因为小球做变减速运动，图像中不规则图形的面积小于三角形的面积，所以小球潜入水中的深度小于3.2m，D项错误。 故选B。 3. 年月日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑狂魔重工机械”。如图，圆圈处有一个巨型钢圆筒，质量为，由根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为（右图其他根没有画出），每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为（，，绳的质量忽略不计）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】每根绳的最大拉力为，则根绳的合力 由牛顿第二定律有 解得最大加速度 故选B。 4. 如图所示，质量为的木块，静置于水平转动的转盘上，离转轴。木块用一轻绳拴着，轻绳穿过转盘中央的细管，与质量也为的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的倍（，取），轻绳与细管的摩擦不计。以下说法正确的是（　　） A. 转盘以角速度匀速转动时，木块受到的摩擦力为 B. 在转速一定的条件下，木块受到的摩擦力与木块到轴的距离成正比 C. 木块受到的摩擦力总是沿轻绳方向 D. 要保持木块与转盘相对静止，转盘转动的角速度不能大于 【答案】A 【解析】 【详解】A．下方小球静止，因此轻绳拉力大小恒等于小球重力；转盘以角速度匀速转动时，根据牛顿第二定律有 解得木块受到摩擦力为 由于 故此时摩擦力大小为，方向背离圆心，故A正确； B．在转速一定的条件下，根据牛顿第二定律有 则木块受到的摩擦力跟木块到轴的距离不成正比关系，故B错误； C．当转盘加速转动时，木块加速转动，则沿切线方向存在加速度，由摩擦力提供，此时摩擦力不沿轻绳方向，故C错误； D．要保持木块与转盘相对静止，当摩擦力达到最大时，根据牛顿第二定律有 解得，故D错误。 故选A。 二、双项选择题：本大题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 2021年8月，我国16岁的滑板选手曾文惠成为第一位进入奥运会滑板决赛的中国运动员。曾文惠在某次训练中从滑板上跳起经过一段时间又落到滑板上，若其重心轨迹如图中实线所示，轨迹上有a、b、c三点，且a、c在同一水平线上，b为最高点，不计空气阻力，将曾文惠视为质点，则曾文惠在空中运动过程中（　　） A. 做匀变速曲线运动 B. 先超重后失重 C. 在最高点时速度为零 D. 从a到b与从b到c的过程中速度的变化量相同 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，，不计空气阻力，曾文惠在空中运动过程中只受重力，做匀变速曲线运动，处于完全失重状态，故B错误，A正确； C．在最高点时，竖直速度为零，水平速度不为零，则速度不为零，故C错误； D．由对称性可知，从a到b与从b到c的过程中的运动时间相等，由 可知，速度的变化量相同，故D正确。 故选AD。 6. 据报道北京时间年月日时分，航天员翟志刚、王亚平、叶光富先后进入天和核心舱，中国空间站也迎来了第二个飞行乘组。已知空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的，地球同步卫星轨道离地面的高度约为地球半径的倍，下列说法正确的是（　　） A. 航天员在空间站可以通过举重来锻炼肩部和背部肌肉 B. 空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火减速 C. 王亚平老师将水从水袋中挤出后水会在空中显现为水球是因为水不受地球引力作用 D. 中国空间站在轨道上运行周期小于同步卫星的运行周期 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在空间站物体处于完全失重状态，不能通过举重来锻炼身体，在空间站弹簧拉力器仍可使用，例如拉力器用于锻炼肩部和背部肌肉、太空自行车用于锻炼下肢肌肉、太空跑台用于锻炼心肺功能等，故A错误； B．空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，做近心运动，需要点火减速，故B正确； C．王亚平老师将水从水袋中挤出会在空中显现为水球是因为水处于完全失重状态，但水仍受地球引力作用，故C错误； D．根据万有引力提供向心力有 解得 由题意可知，中国空间站的运行半径小于地球同步卫星的运行半径，所以中国空间站在轨道上运行周期小于同步卫星的运行周期，故D正确。 故选BD。 7. 如图所示，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上。、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为，则（　　） A. 落地前，轻杆对一直做正功 B. 落地时速度大小为 C. 下落过程中，其最大加速度一定大于 D. 落地前，当的机械能最小时，对地面的压力小于 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当到达底端时，的速度为零，的速度在整个过程中先增大后减小，动能先增大后减小。所以轻杆对的先做正功，后做负功，A错误； B．运动到最低点时，的速度为零，根据系统机械能守恒得：  解得，B正确； C．的速度在整个过程中先增大后减小，杆对的作用力先是动力后是阻力，所以杆对的作用力就先是阻力后是动力，所以在减速的过程中，杆对是斜向下的拉力，此时的加速度大于重力加速度，C正确； D．、及杆系统的机械能守恒，当的机械能最小时，的速度最大，此时受到杆的推力为零，只受到重力和支持力的作用，结合牛顿第三定律可知，对地面的压力大小为，D错误。 故选 BC。 8. 某质量的“双引擎”小汽车，行驶速度时靠电动机输出动力；行驶速度在范围内靠汽油机输出动力，同时内部电池充电；当行驶速度时汽油机和电动机同时工作，这种汽车更节能环保。该小汽车在一条平直的公路上由静止启动，汽车的牵引力随运动时间的图线如图所示，所受阻力恒为。已知汽车在时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至第末。则在前内（　　） A. B. 汽车的位移大小为 C. 电动机输出的最大功率为 D. 汽油机工作过程牵引力做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意得汽车开始阶段靠电动机工作加速，根据牛顿第二定律有 解得 时刻的速度由题意可知为，根据 解得，A正确； C．时刻，电动机输出的最大功率，C错误； D．时刻切换动力引擎，汽油机开始工作，此时牵引力为，根据 解得 由 可得时刻汽车的速度 可知后汽车将启动双引擎工作，故后内汽油机工作时牵引力做的功，D正确； B．汽车前内的位移 后内根据动能定理得 解得 故前时间内汽车的位移，B错误。 故选AD。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14、15、16为计算题，请考生根据要求作答。 9. 如图所示，汽车在拐弯时做匀速圆周运动，则司机与乘客相比，角速度________，线速度________，向心加速度________。（均填“”“”或“”） 【答案】 ①. = ②. < ③. < 【解析】 【详解】[1]汽车转弯时，司机和乘客的角速度是相同的，则 [2]根据，因B乘客的转弯半径较大，则B乘客的线速度更大，则 [3]根据，因B乘客的转弯半径较大，则B乘客的向心加速度更大，则 10. 学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为9.8m/s2。电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_______N（结果保留1位小数）。电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”） 状态。 【答案】 ①. 5.0 ②. 失重 【解析】 【详解】[1]电梯静止时测力计示数如图所示，根据弹簧测力计的读数规则可知，其读数为5.0N； [2]电梯静止时，根据受力平衡可得 电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N，由于 可知此段时间内物体处于失重状态。 11. 如图所示，两相同小球、用两个轻弹簧A、B连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力作用在上并缓慢拉，当B与竖直方向的夹角为时，A、B的伸长量刚好相同，若A、B的劲度系数分别为、，那么：______；撤去的瞬间，b球的加速度为______。 【答案】 ①. 1∶4 ②. 0 【解析】 【详解】[1]先对b球受力分析，受重力和弹簧的拉力，根据平衡条件，有 再对a、b球整体受力分析，受重力、拉力和弹簧的拉力，如图所示 根据平衡条件，有 根据胡克定律，有 ， 所以 [2]撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，则b球的受力情况不变，故加速度仍然为0。 12. 如图所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，滑块上遮光条宽度为d。实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为，拉力传感器的读数为F。不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。 （1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为________cm。 （2）甲同学用该装置探究“加速度与合外力的关系”，实验中为减小误差，下列说法正确的是_____。 A.调节气垫导轨水平 B.钩码的质量要远小于滑块质量 C.遮光条宽度适当小一些 D.动滑轮的质量尽可能小一些 （3）乙同学用该装置“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”，实验时记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间，测得多组L和值。应用图像法处理数据时，为了获得线性图像应作图像_____（选填“、或），该图像的斜率______。 【答案】 ①. 0.355 ②. C ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]如图所示游标卡尺的精度为0.05mm，读数为 d=3mm+11×0.05mm=3.55mm=0.355cm （2）[2]A．需要调节气垫导轨倾斜，平衡摩擦力，故A错误； B．该实验可以通过力的传感器直接测得滑块所受拉力大小，所以无需使钩码的质量远小于滑块质量，故B错误； C．遮光条宽度适当小一些，可减小误差，故C正确； D．动滑轮的质量对实验无影响，故D错误； 故选C。 （3）[3]根据题意，由动能定理有 整理可得 [4]为了获得线性图像，应作L−图像，该图像的斜率为 k＝ 13. 两位同学采用不同的实验方案进行“探究平抛运动规律”的实验。 （1）甲同学采用图1所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把a球沿水平方向弹出，同时b球被松开自由下落，观察到两球同时落地。多次改变装置的高度，同时改变小锤打击的力度，两球仍然同时落地，这说明___________。 A. a球竖直方向的分运动是自由落体运动 B. a球水平方向的分运动是匀速直线运动 C. a球运动可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 （2）乙同学采用图2所示的装置。通过描点在坐标纸上记录下小球平抛运动中的三个位置A、B、C，但没有记录起点位置，如图3所示。已知坐标纸每小格的边长为，不计空气阻力，则时间间隔___________s，初速度___________。重力加速度为。（结果均保留两位有效数字） （3）如图3建立平面直角坐标系，则小球抛出点的位置坐标___________cm，___________（均保留一位小数） （4）若实验中把轨道末端记为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立平面直角坐标系。记录小球平抛过程中的位置，将各位置用一条过原点的平滑曲线连接，测得曲线上某点坐标为，根据该坐标值得到平抛运动的初速度，则该测量值和真实值相比___________（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 【答案】（1）A （2） ①. ②. （3） ①. ②. （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 无论水平速度是多少，两个小球同时落地，说明平抛运动竖直方向上是自由落体运动， A正确，BC错误。 故选A。 【小问2详解】 在竖直方向上，根据 解得 小球做平抛运动的初速度为 【小问3详解】 B点竖直方向上的分速度为 则小球从初始位置运动到B点的时间 小球从初始位置运动到B点的水平位移 竖直位移 所以平抛运动的初位置的横坐标为 纵坐标为 【小问4详解】 小球平抛运动的抛出点应该在轨道末端上方距离为（小球的半径）处，用 计算初速度时，取值偏小，故得到的初速度的值偏大。 14. 如图，用“打夯”方式夯实地面的过程可简化为：两人通过绳子对重物同时施加大小相等、方向与竖直方向成的力，使重物恰好脱离水平地面并保持静止，然后突然一起发力使重物升高后即停止施力，重物继续上升，最后重物自由下落把地面砸深。已知重物的质量为，取重力加速度，，。忽略空气阻力，求： （1）的大小； （2）重物恰好接触地面瞬间的速度； （3）重物对地面的平均冲击力大小。 【答案】（1） （2） （3）4000N 【解析】 【小问1详解】 两人施力过程，对重物分析，重物受三个力作用，如图所示 由平衡条件得 代入数据解得 【小问2详解】 重物上升总高度为 重物自由落体过程中由运动学公式 解得重物恰好接触地面瞬间的速度 【小问3详解】 设地面对重物的作用力为，从重物在最高点到砸深地面的过程中，由动能定理得 代入数据解得 根据牛顿第三定律，重物对地面的平均冲击力大小为 15. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙半圆形轨道在B点平滑相接，半圆形轨道半径为R，一质量为的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，获得向右速度后脱离弹簧，经过B点进入半圆形轨道后瞬间对轨道的压力大小为其重力的8倍，之后沿圆周运动，到达C点时对轨道的压力恰好为0。重力加速度为g，求： （1）释放物块时弹簧的弹性势能； （2）物块从B点运动到C点过程中克服摩擦力做的功； （3）物块离开C点后落回水平面时，重力的瞬时功率大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物体在B点时 解得 根据能量守恒可知弹簧的弹性势能为 （2）物体在C点时 化简得 物体从B到C的过程中 解得物体克服摩擦力做功 （3）物体从C点飞出后做平抛运动，竖直方向有 所以重力的功率为 16. 如图所示，在水平台的右侧有半径、圆心角的粗糙圆弧轨道BC固定在地面上，圆弧轨道末端与长木板P上表面平滑对接但不粘连，P静止在水平地面上。质量的小物块从固定水平台右端A点以4m/s的初速度水平抛出，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，之后小物块滑上木板P，最终恰好未从木板P上滑下。已知木板P质量，小物块与木板P间的动摩擦因数，木板P与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，忽略空气阻力，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求： （1）AB两点间的竖直高度差； （2）小物块滑上木板P时，木板P的加速度大小； （3）木板P的长度。 【答案】（1）0.45m；（2）1m/s2；（3）2.5m 【解析】 【详解】（1）设物块运动到B点的竖直速度为vy，AB两点的高度差为h，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道 解得 竖直方向有 解得 （2）小物块滑上木板P时，设木板P的加速度为，对木板列牛顿第二定律 代入数据解得 （3）小物块滑上木板P时，设小物块的加速度为，初速度为，最后共速为，对小物块列牛顿第二定律 解得 至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，根据牛顿第三定律可知，即支持力也是60N，对小物块在C点列牛顿第二定律 解得 设达到共速的时间为t，则有 解得 设此过程的小物块的位移为x1，木板的是位移x2，木板的长度为L，则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $