精品解析：湖南株洲市第二中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题

株洲市二中2025年上学期高一年级期末考试 物理试题 时量：75分钟 分值：100分 一、单选题（本大题共6小题，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列叙述中正确的是（ ） A. 根据速度定义式，当采用极限思想，时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度 B. 电学中引入点电荷的概念，突出带电体的电荷量，采用了等效替代法 C. 伽利略在研究自由落体的运动时采用了控制变量法 D. 万有引力常量是由牛顿实验测量得出 2. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 恒力作用下物体不可能做曲线运动 B. 物体的加速度减小，物体的速度一定减小 C. 物体做圆周运动，所受合力一定指向圆心 D. 曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化 3. 关于库仑定律，下列说法正确的是（ ） A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B. 根据，当两个带电体间的距离时，库仑力 C. 所带电荷量均为Q的两个点电荷A、B，若两者之间的距离增大为原来的3倍，则它们之间的作用力的大小变为原来的 D. 两个点电荷之间的静电作用力，一定是大小相等，方向相反 4. 如图是天问一号运行轨迹示意图，a、b是绕火星的椭圆轨道，c是绕火星的“近火”圆轨道，其搭载的“祝融号”火星车于2021年5月成功登陆火星表面，已知火星半径约为地球的，质量约为地球的，则以下说法正确的是（ ） A. “天问一号”在c轨道上运行速率大于 B. “天问一号”在绕火星的a、b、c轨道上运行的周期关系为 C. “祝融号”火星车在地球表面所受的重力小于在火星表面所受的重力 D. “天问一号”在轨道a上由N点运行到M点的过程，速率逐渐增大 5. 自行车是践行低碳生活理念的重要绿色交通工具。如图所示为自行车传动结构的核心部件，大齿轮、小齿轮、后轮的半径互不相等，a、b、c分别为三个轮边缘上的点，当大齿轮匀速转动时（　　） A. a点、b点线速度的大小相等 B. b点、c点线速度的大小相等 C. b点向心加速度的大小比c点大 D. a点向心加速度的大小比b点大 6. 如图所示，两根细绳和连接于点，点下方用细绳悬挂一重物，并处于静止状态，绳拉力为，绳拉力为。保持、点位置不变，而将绳缓慢向、移动直至水平。对于此过程，下列选项正确的是（　　） A. 逐渐变小 B. 逐渐变小 C. 、的合力逐渐变小 D. 、的合力保持不变 二、多选题（本大题共4小题，共计20分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 如图，不考虑空气阻力的情况下，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能不守恒 B. 乙图中，物体B在大小等于摩擦力大小、方向沿固定斜面向下的拉力作用下，沿斜面下滑时，B机械能守恒 C. 丙图中，A加速下落、B加速上升过程中，A机械能守恒 D. 丁图中，系在轻绳一端的小球向下摆动时，小球的机械能不守恒 8. 如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其图像如图乙所示，人顶杆沿水平地面运动的图像如图丙所示，若以地面为参考系，下列说法中正确的是（ ） A. 猴子的运动轨迹为直线 B. 内猴子做匀变速曲线运动 C. 时猴子的速度大小为 D. 内猴子的加速度大小为 9. 如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点。下列说法正确的是（ ） A. M点场强小于N点场强 B. M点电势低于N点电势 C. 将电子从M点移动到N点，电场力做负功 D. 正电荷在M点的电势能小于在N点的电势能 10. 如图，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为L不可伸长的绝缘细线一端，可以绕固定O点在竖直面内做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。整个空间存在水平方向匀强电场，电场强度，已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的速度最大 B. 若小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球从C点运动到D点的过程中，机械能不守恒 C. 若小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球在C点时细绳拉力最大 D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球运动到B点时的速度为 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分） 11. 某实验小组用图所示装置进行“研究平抛运动”实验。 （1）实验操作时每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，目的是使小球抛出后__________ A. 做平抛运动 B. 速度小些，便于确定位置 C. 轨迹重合 D. 只受重力 （2）关于该实验的一些做法，合理的是__________ A. 使用密度大、体积大的球进行实验 B. 斜槽末端切线不一定要保持水平 C. 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置作为坐标原点 D. 建立坐标系时，利用重垂线画出竖直线，定为y轴 （3）由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点A作为坐标原点建立坐标系，并标出B、C两点的坐标，如图所示。根据图示数据，可求出小球做平抛运动的初速度为__________。（取） 12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。 （1）完善下面实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平。 ②用游标卡尺测量挡光条的宽度l。 ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x=___________cm。 ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。 ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2。则挡光条通过光电门1时滑块的速度v1=___________（选用l，x，t1和t2中的字母表示） ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量m0，再称出托盘和砝码的总质量m。 （2）已知重力加速度为g，在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，则系统势能的减少量______。则系统动能的增加量________， （用m0、m、l，x，t1和t2表示）。 四、计算题（本大题共3小题，共42分） 13. 投壶是我国古代的一种投掷游戏，也是一种礼仪，据《礼记·投壶》记载，以盛酒的壶口作为标的，在一定的距离内投箭矢，以投入多少计筹决胜负，负者罚酒，儒家所奉行的“六艺”，即“礼、乐、射、御、书、数”，而投壶就来自于这“六艺”之一。现有甲、乙两人进行投壶游戏，为简化起见，将箭矢视为质点球，并且不计空气阻力，如图所示，甲从离地面高的A点以初速度水平抛出质点球，质点球正好落在壶口C点，不计壶的高度。乙从离地面高的B点水平抛出质点球，如果也要使质点球落到壶口C点，则他抛球的初速度应该是多大？（已知重力加速度） 14. 如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点。已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ，其余各处的摩擦力不计，重力加速度为g，求： (1)物块滑到O点时的速度大小； (2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）； (3)在(2)问前提下，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？ 15. 如图所示，水平传送带的左端与斜面AB末端连接，右端与光滑水平轨道CD连接，D端连接半圆形光滑圆弧轨道DFG，圆弧半径R=1.6m，在竖直面DG的右侧（包括D、G点）存在竖直向下的匀强电场，电场强度。质量均为m=0.1kg的两个完全相同的金属滑块a和b，其中滑块a带电量为，滑块b不带电。现让滑块a从斜面AB上高度为h=3m处由静止开始下滑，运动到CD上某位置时与滑块b发生碰撞后结合在一起形成的结合体c质量为2m，速度大小为碰撞前滑块a速度的一半，速度方向与碰撞前滑块a的速度方向相同。已知斜面、传送带、轨道均绝缘，滑块与AB斜面之间的动摩擦因数，与传送带之间的动摩擦因数，斜面倾角，传送带长为5m，CD长为2m，滑块a、b及结合体c均可视为质点，不计滑块经过B点的能量损失，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求滑块a运动到B点时的速度大小； （2）若传送带逆时针转动的速度大小v=4m/s，求结合体c运动到G点时对轨道的压力大小； （3）以D点为坐标原点、水平向左为正方向建立x轴，改变传送带的速度大小和方向，求结合体c通过圆弧轨道后从G点平抛到x轴上的落点坐标与传送带速度的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 株洲市二中2025年上学期高一年级期末考试 物理试题 时量：75分钟 分值：100分 一、单选题（本大题共6小题，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列叙述中正确的是（ ） A. 根据速度定义式，当采用极限思想，时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度 B. 电学中引入点电荷的概念，突出带电体的电荷量，采用了等效替代法 C. 伽利略在研究自由落体的运动时采用了控制变量法 D. 万有引力常量是由牛顿实验测量得出 【答案】A 【解析】 【详解】A．由速度定义，时间间隔为内的平均速度为 当时，该平均速度趋近于该时刻的瞬时速度，符合极限思想，故A正确； B．点电荷是忽略带电体形状、大小等因素，只保留电荷量这一主要属性的理想化模型，采用的是理想模型法，不是等效替代法，故B错误； C．伽利略研究自由落体运动时，采用斜面实验“冲淡重力”，再结合实验与逻辑推理外推自由落体规律，并未采用控制变量法，故C错误； D．万有引力常量是卡文迪许利用扭秤实验测定的，不是牛顿通过实验测量得到的，故D错误。 故选A。 2. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 恒力作用下物体不可能做曲线运动 B. 物体的加速度减小，物体的速度一定减小 C. 物体做圆周运动，所受合力一定指向圆心 D. 曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．平抛运动是一种曲线运动，并且只受重力作用，所以恒力作用下的物体也有可能作曲线运动，故A错误； B．当物体的加速度方向与速度方向夹角为锐角，不论加速度是增大还是减小，物体都将做加速运动，故 B 错误； C．物体做变速圆周运动时，所受合力方向不是指向圆心，故 C 错误； D．曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化，如匀速圆周运动它的速度的方向不断发生变化，但速度的大小不变，故 D 正确。 故选D。 3. 关于库仑定律，下列说法正确的是（ ） A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B. 根据，当两个带电体间的距离时，库仑力 C. 所带电荷量均为Q的两个点电荷A、B，若两者之间的距离增大为原来的3倍，则它们之间的作用力的大小变为原来的 D. 两个点电荷之间的静电作用力，一定是大小相等，方向相反 【答案】D 【解析】 【详解】A．点电荷是忽略带电体形状和大小、只保留电荷量和位置的理想化模型。能否把带电体视为点电荷，取决于带电体的线度相对于相互作用距离是否足够小，并非体积最小的带电体，故A错误； B．库仑定律的适用前提是带电体可以视为点电荷。当趋近于0时，点电荷模型的适用条件失效，不能由库仑定律外推库仑力趋于无穷，故B错误； C．由库仑定律，初态两点电荷间的作用力满足 距离变为后，作用力为，故C错误； D．两个点电荷之间的静电作用力分别作用在两个不同物体上，属于一对相互作用力。由牛顿第三定律可知，二者大小相等、方向相反，故D正确。 故选D。 4. 如图是天问一号运行轨迹示意图，a、b是绕火星的椭圆轨道，c是绕火星的“近火”圆轨道，其搭载的“祝融号”火星车于2021年5月成功登陆火星表面，已知火星半径约为地球的，质量约为地球的，则以下说法正确的是（ ） A. “天问一号”在c轨道上运行速率大于 B. “天问一号”在绕火星的a、b、c轨道上运行的周期关系为 C. “祝融号”火星车在地球表面所受的重力小于在火星表面所受的重力 D. “天问一号”在轨道a上由N点运行到M点的过程，速率逐渐增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．近火圆轨道可按火星表面附近圆轨道处理。对地球近地圆轨道，万有引力提供向心力，有 对火星近火圆轨道，同理有 整理得 整理得 所以 代入题给数据得，故A错误； B．设三条轨道的半长轴分别为，和，对绕同一中心天体运行的轨道，开普勒第三定律给出 图示中 所以，故B正确； C．由万有引力定律，对地球表面上的同一物体有 对火星表面上的同一物体有 所以 火星表面重力小于地球表面，祝融号在地球表面所受重力大于在火星表面所受重力，故C错误； D．椭圆轨道上，点比点更靠近火星。由机械能守恒，航天器由向运动时引力势能增加，动能减小，速度逐渐减小，故D错误。 故选B。 5. 自行车是践行低碳生活理念的重要绿色交通工具。如图所示为自行车传动结构的核心部件，大齿轮、小齿轮、后轮的半径互不相等，a、b、c分别为三个轮边缘上的点，当大齿轮匀速转动时（　　） A. a点、b点线速度的大小相等 B. b点、c点线速度的大小相等 C. b点向心加速度的大小比c点大 D. a点向心加速度的大小比b点大 【答案】A 【解析】 【详解】A．大齿轮与小齿轮通过链条连接，所以大齿轮边缘的a点和小齿轮边缘的b点线速度大小相等，故A正确； B．小齿轮与后轮同轴固定，因此b点与后轮边缘的c点角速度相等，但c点半径大于b点，由可知，c点线速度大于b点，故B错误； C．b、c两点角速度相同，由向心加速度公式可知，半径大的c点向心加速度更大，故C错误； D．a、b两点线速度大小相等，由向心加速度公式可知，半径大的a点向心加速度小，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，两根细绳和连接于点，点下方用细绳悬挂一重物，并处于静止状态，绳拉力为，绳拉力为。保持、点位置不变，而将绳缓慢向、移动直至水平。对于此过程，下列选项正确的是（　　） A. 逐渐变小 B. 逐渐变小 C. 、的合力逐渐变小 D. 、的合力保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】解：对结点受力分析如图： 现将细绳的悬点缓慢地向、移动过程中，分别画出平行四边形，从平行四边形中我们可以看出：一直在变大，先变小后变大，根据共点力平衡的条件可知，、的合力等于重物的重力，保持不变，故ABC错误，D正确。 故选D。 二、多选题（本大题共4小题，共计20分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 如图，不考虑空气阻力的情况下，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能不守恒 B. 乙图中，物体B在大小等于摩擦力大小、方向沿固定斜面向下的拉力作用下，沿斜面下滑时，B机械能守恒 C. 丙图中，A加速下落、B加速上升过程中，A机械能守恒 D. 丁图中，系在轻绳一端的小球向下摆动时，小球的机械能不守恒 【答案】AB 【解析】 【详解】A．甲图中，物体A压缩弹簧时，弹簧弹性势能增加，A的一部分机械能转化为弹性势能，所以A的机械能不守恒，故A正确； B．乙图中，物体B沿斜面下滑时，所受拉力大小等于摩擦力，方向沿斜面向下，而摩擦力沿斜面向上。两力做功大小相等、一正一负，正好抵消。支持力不做功，只有重力做功，所以B的机械能守恒，故B正确； C．丙图中，A加速下落、B加速上升，绳的拉力对A做负功，对B做正功。A单独的机械能不守恒，只有A、B 系统机械能守恒，故C错误； D．丁图中，小球摆动时，绳的拉力始终与速度方向垂直，不做功；忽略空气阻力，只有重力做功，所以小球机械能守恒，故D错误。 故选AB。 8. 如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其图像如图乙所示，人顶杆沿水平地面运动的图像如图丙所示，若以地面为参考系，下列说法中正确的是（ ） A. 猴子的运动轨迹为直线 B. 内猴子做匀变速曲线运动 C. 时猴子的速度大小为 D. 内猴子的加速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由丙图斜率得水平速度为，由乙图得竖直初速度为、竖直加速度为，且水平加速度。由匀变速直线运动位移公式得 代入，得 由丙图得 因此为的一次函数而为的二次函数，猴子的运动轨迹为曲线。在内水平、竖直加速度均为常量，且轨迹为曲线，所以猴子做匀变速曲线运动，故A错误，B正确； CD．由速度的合成关系，结合前述分量得时速度大小为 因初速度大小小于，由加速度分量合成得，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点。下列说法正确的是（ ） A. M点场强小于N点场强 B. M点电势低于N点电势 C. 将电子从M点移动到N点，电场力做负功 D. 正电荷在M点的电势能小于在N点的电势能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度反映电场强度的大小，电场线越密，场强越大，由图可知N点电场线比M点更密，因此M点场强小于N点场强，故A正确； B．沿电场线方向电势逐渐降低，由题可知，电场线沿对称线向上延伸，因此M点电势高于N点电势，故B错误； C．电子带负电，所受电场力方向与电场线方向相反，即沿对称线向下。将电子从M点移动到N点时位移向上，电场力与位移方向相反，因此电场力做负功，故C正确； D．正电荷受力方向与电场线方向一致，从M点运动到N点的过程中，电场力方向与位移方向相同，电场力做正功，电势能减小，因此正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故D错误。 故选AC。 10. 如图，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为L不可伸长的绝缘细线一端，可以绕固定O点在竖直面内做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。整个空间存在水平方向匀强电场，电场强度，已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的速度最大 B. 若小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球从C点运动到D点的过程中，机械能不守恒 C. 若小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球在C点时细绳拉力最大 D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球运动到B点时的速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A.小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，水平电场力为，与重力的合力为，方向斜向右下方与水平方向呈45°角，因此把此合力等效为一个该方向的重力场，根据圆周运动的规律得出到达等效重力场的最低点动能最大，即到达BC中点动能最大，A错误； B.小球从C点运动到D点的过程中，机械能和小球的电势能相互转化，小球的机械能不守恒，B正确； C.根据圆周运动的规律可知小球在等效最低点（即BC的中点）时细线的拉力最大，C错误； D.小球从A 点静止释放后做匀加速直线运动到C点，由运动学知识有 由牛顿第二定律有 联立解得 过后在绳子的拉力下做圆周运动，此时小球在竖直方向的速度减为0，由几何关系可知水平速度大小为 从C到B的过程中由动能定理有 解得到达B点时的速度大小为，D正确。 故选BD。 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分） 11. 某实验小组用图所示装置进行“研究平抛运动”实验。 （1）实验操作时每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，目的是使小球抛出后__________ A. 做平抛运动 B. 速度小些，便于确定位置 C. 轨迹重合 D. 只受重力 （2）关于该实验的一些做法，合理的是__________ A. 使用密度大、体积大的球进行实验 B. 斜槽末端切线不一定要保持水平 C. 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置作为坐标原点 D. 建立坐标系时，利用重垂线画出竖直线，定为y轴 （3）由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点A作为坐标原点建立坐标系，并标出B、C两点的坐标，如图所示。根据图示数据，可求出小球做平抛运动的初速度为__________。（取） 【答案】（1）C （2）D （3）2 【解析】 【小问1详解】 实验时每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，目的是使小球到达斜槽末端具有共同的速度，从而抛出后，具有相同的轨迹。 故选C。 【小问2详解】 A．使用密度大、体积小的球进行实验，可以减少空气阻力，从而减小实验误差，故A错误； B．本实验研究平抛运动，因此斜槽末端必须保持水平，故B错误； C．建立坐标系时，将小球放在斜槽末端端口处，球心位置作为坐标原点，故C错误； D．建立坐标系时，利用重垂线画出竖直线，定为y轴，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 由于AB与BC水平距离相等，说明时间间隔相等，设为T，在竖直方向上，根据 代入数据解得 小球做平抛运动的初速度为 12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。 （1）完善下面实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平。 ②用游标卡尺测量挡光条的宽度l。 ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x=___________cm。 ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。 ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2。则挡光条通过光电门1时滑块的速度v1=___________（选用l，x，t1和t2中的字母表示） ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量m0，再称出托盘和砝码的总质量m。 （2）已知重力加速度为g，在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，则系统势能的减少量______。则系统动能的增加量________， （用m0、m、l，x，t1和t2表示）。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]由图读出两光电门中心之间的距离60.00cm； [2] 挡光条通过光电门1时用时很短，可以用平均速度代替瞬时速度，则 （2）[3] 系统势能的减少量即托盘和砝码重力势能减少量 [4]挡光条通过光电门2时速度 系统动能的增加量 四、计算题（本大题共3小题，共42分） 13. 投壶是我国古代的一种投掷游戏，也是一种礼仪，据《礼记·投壶》记载，以盛酒的壶口作为标的，在一定的距离内投箭矢，以投入多少计筹决胜负，负者罚酒，儒家所奉行的“六艺”，即“礼、乐、射、御、书、数”，而投壶就来自于这“六艺”之一。现有甲、乙两人进行投壶游戏，为简化起见，将箭矢视为质点球，并且不计空气阻力，如图所示，甲从离地面高的A点以初速度水平抛出质点球，质点球正好落在壶口C点，不计壶的高度。乙从离地面高的B点水平抛出质点球，如果也要使质点球落到壶口C点，则他抛球的初速度应该是多大？（已知重力加速度） 【答案】 【解析】 【详解】设甲抛出的质点球做平抛运动的水平距离为x，则对甲抛出的质点球有， 联立解得 对乙抛出的质点球有， 联立解得 14. 如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点。已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ，其余各处的摩擦力不计，重力加速度为g，求： (1)物块滑到O点时的速度大小； (2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）； (3)在(2)问前提下，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？ 【答案】(1)；(2)mgh－μmgd；(3)h－2μd 【解析】 【详解】(1)从坡道顶端运动到O点，由机械能守恒定律得 mgh=mv2 解得 v= (2)在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为 W=μmgd 由能量守恒定律得 mv2=Ep＋μmgd 联立以上各式得 Ep=mgh－μmgd (3)物块A被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为 W=μmgd 由能量守恒定律得 Ep=μmgd＋mgh′ 所以物块A能够上升的最大高度为 h′=h－2μd 15. 如图所示，水平传送带的左端与斜面AB末端连接，右端与光滑水平轨道CD连接，D端连接半圆形光滑圆弧轨道DFG，圆弧半径R=1.6m，在竖直面DG的右侧（包括D、G点）存在竖直向下的匀强电场，电场强度。质量均为m=0.1kg的两个完全相同的金属滑块a和b，其中滑块a带电量为，滑块b不带电。现让滑块a从斜面AB上高度为h=3m处由静止开始下滑，运动到CD上某位置时与滑块b发生碰撞后结合在一起形成的结合体c质量为2m，速度大小为碰撞前滑块a速度的一半，速度方向与碰撞前滑块a的速度方向相同。已知斜面、传送带、轨道均绝缘，滑块与AB斜面之间的动摩擦因数，与传送带之间的动摩擦因数，斜面倾角，传送带长为5m，CD长为2m，滑块a、b及结合体c均可视为质点，不计滑块经过B点的能量损失，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求滑块a运动到B点时的速度大小； （2）若传送带逆时针转动的速度大小v=4m/s，求结合体c运动到G点时对轨道的压力大小； （3）以D点为坐标原点、水平向左为正方向建立x轴，改变传送带的速度大小和方向，求结合体c通过圆弧轨道后从G点平抛到x轴上的落点坐标与传送带速度的关系。 【答案】（1）6m/s；（2）3N；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）滑块a从A到达B的过程，由动能定理有 解得 （2）滑块a在传送带上做匀减速运动，则滑块a到达传送带另一端C点的过程 滑块a与b碰撞结合成c 结合体c到达G点的过程 结合体在G点 根据牛顿第三定律可知 解得 （3）结合体c经过G点后将做平抛运动，有 情况一：传送带顺时针转动且速度在或逆时针转动时，滑块在传送带上一直做匀减速运动，滑块到达C点速度为4m/s，由（2）知此时位置坐标为 情况二：当传送带顺时针转动时，设滑块a在传送带上一直加速到C点时速度为，有 联立得 因此，当传送带顺时针转动且速度在时，可知滑块a在传送带上运动过程中必定与传送带共速，即滑块a到达C点速度为v，联立可得 解得位置坐标为 情况三：当传送带顺时针转动且速度时，滑块到达C点速度为，结合上式解得位置坐标为 综上，当传送带顺时针转动且速度在或逆时针转动时 当传送带顺时针转动且速度在时 当传送带顺时针转动且速度时 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $