精品解析：福建省莆田第十五中学2025-2026学年高三上学期期中物理试题

莆田十五中2025-2026学年上学期高三物理期中考 考试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（每小题4分，共24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. 《挑山工》一篇课文将挑山工生活的艰辛和惊人的毅力展现的淋漓尽致，如图所示。若某位挑山工先沿倾角为30°的斜坡路面向上匀速前行，后进入倾斜的台阶路面。设挑山工在斜坡上行走时，路面对他的作用力为，坐在台阶上休息时路面对他的作用力为，假设货物和人的总质量不变，则等于（ ） A. 1 B. C. D. 2 2. 有关生活中的圆周运动实例分析，下列说法正确的是（　　） A. 若火车转弯的速度超过规定速度，图甲中的内轨对火车轮缘会有挤压作用 B. 在图乙的“水流星”表演中，装满水的桶转动到最高点的速度越大，水越不容易洒出 C. 图丙中，衣服（质量不变）在滚筒内壁做匀速圆周运动时，在最高点的合力大于在最低点的合力 D. 图丁中的汽车通过凹桥最低点时对桥的压力小于车受到的重力 3. 无人机因具有机动性能好、生存能力强、使用方便快捷等优点而在生产生活中得到广泛应用。某次在空旷无风区域测试一台农用无人机，该机质量为2kg、可垂直起降。无人机从地面由静止开始竖直向上做加速度大小为的匀加速直线运动，上升5s时无人机突然失去动力，直至落回地面。不计无人机受到的空气阻力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A. 无人机上升过程始终处于超重状态 B. 无人机发动机输出的最大功率为200W C. 整个过程中无人机发动机输出的总功与克服重力做的功相等 D. 整个过程所用的时间为 4. 某物理学习小组尝试用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验，如图甲所示，他们让小球以某一设定好的初速度从固定斜面顶端点滚下，经过、两个传感器，其中传感器固定在斜面底端，测出了间的距离及小球在间运动的时间。改变传感器的位置，多次重复实验，计算机作出图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小球在斜面上运动的总时间为 B. 小球在顶端点的速度大小为 C. 小球在斜面上运动的加速度大小为 D. 固定斜面的长度为 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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. 如图甲所示凸轮轴为汽车发动机上的重要部分，轮缘上各点到轴O的距离各不相同，凸轮轴围绕轴O转动。某同学在轮缘上取如图乙所示的a、b两点，并做出了a、b两点的速度方向，均沿着轮缘的切线方向，其中、与的夹角小于。下列判断正确的是（　　）。 A. 该同学做出的a点的速度方向是正确的 B. 该同学做出的b点的速度方向是正确的 C. a点的线速度小于b点的线速度 D. a、b两点角速度相同 6. 2025年5月13日，我国成功将通信技术试验卫星十九号发射升空，该卫星精准切入距离地球表面约3.6万公里的地球静止卫星轨道，下列关于该卫星说法正确的是（ ） A. 该卫星的运行速度大于地球的第一宇宙速度 B. 该卫星的运行周期大于近地卫星的周期 C. 该卫星的万有引力大于近地卫星的万有引力 D. 该卫星的加速度大于赤道上随地球自转的物体的向心加速度 7. 如图所示为一种称为“魔盘”的娱乐设施，当水平转盘绕竖直中心轴缓慢转动时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，而不会滑下。现质量均为m的甲、乙两小孩参加该娱乐活动，初始时甲小孩位于距轴r处，乙小孩贴紧“魔盘”侧壁。“魔盘”从静止开始缓慢加速转动，当达到角速度ω时，“魔盘”突然停止转动，甲小孩滑至盘面上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. “魔盘”加速过程中，甲小孩所受摩擦力的冲量为零 B. “魔盘”加速过程中，乙小孩所受摩擦力的方向指向转轴 C. “魔盘”停止转动后，甲小孩沿转盘切线方向运动 D. “魔盘”停止转动后，甲小孩克服摩擦力做的功为 8. 如图甲所示，一滑块置于足够长的长木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为2kg，现在滑块上施加一个F=0.5t（N）的变力作用，从t=0时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 滑块与木板间的动摩擦因数为0.4 B. 木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2 C. 图乙中t2=24s D. 木板的最大加速度为4m/s2 第II卷（非选择题） 三、填空题（每空2分，共8分。） 9. 两消防员在水平地面上的A、B两处同时使用喷水枪对高楼着火点进行灭火。如图中虚线所示为简化后的出水轨迹，若均能垂直击中竖直楼面上的同一位置点P，不计空气阻力。A、B两处喷出的水在空中运动的时间分别为和，则___________。A、B两处喷出水的初速度的大小分别为和，则___________。（均选择：A．“大于”B．“等于”C．“小于”） 10. 影视作品中的武林高手展示轻功时都是吊威亚（钢丝）的。如图所示，轨道车A通过细钢丝跨过滑轮拉着特技演员B上升，便可呈现出演员B飞檐走壁的效果。轨道车A沿水平地面以速度大小v=5m/s向左匀速前进，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为37°，连接特技演员B的钢丝竖直，取sin37°=0.6，cos37=0.8，该时刻特技演员B处于___________状态（填“失重”或”“超重”）该时刻特技演员B的速度大小为___________m/s。 四、实验题（每空2分，共16分。） 11. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点．他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开． ①他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”）落地； ②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片．A球在空中运动的时间将___（填“变长”，“不变”或“变短”）； ③上述现象说明______． 12. 图甲为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验主要步骤有: A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平； B．测出遮光片的宽度d； C．用天平称出重物质量m1； D．用天平称出滑块和遮光片的总质量m2； E．将滑块移至图示位置，测出遮光片到光电门的距离L； F．由静止释放滑块，读出遮光片通过光电门的遮光时间t； G．改变L，多次重复步骤E、F，记录数据． 回答下列问题: （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光片的宽度d=_____mm； （2）某次遮光时间为t1，则该次遮光片通过光电门的速度v=___（用已知物理量字母表示）； （3）采集多组L和t的数据，理论上可作出如图丙所示的图线A，该图像的纵轴为L，则横轴为 ； A. t B. C. D. （4）图丙中图线A的斜率为k，则k的理论值表达式为_____（用m1、m2、d、g表示，当地重力加速度为g），若实验测得的图线斜率与理论值在误差允许范围内近似相等，则可判定重物和滑块（含遮光片）构成的系统在该过程中机械能守恒； （5）实际采集数据后，小明采用与图丙相同的坐标，作出了如图丁所示的图线B，图丁中的理论线斜率等于（4）中表达式的值，图线B的斜率大于理论线的斜率，数据测量不存在较大偏差，小明认为他们小组选取的器材在实验中有不可忽略的系统阻力，导致了实验的误差．你是否同意他的观点，并简要说明理由______． 五、计算题（第13题8分，第14题12分，第15题16分，共36分。解题时要求写出必要的文字说明、方程式、演算步骤，只写最后答案而无演算过程的不得分，答案必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，质量为m的手机放在支架的斜面上，斜面与水平面的夹角为θ，手机处于静止状态。已知重力加速度为g。 （1）画出手机的受力示意图； （2）求手机受到的摩擦力大小； （3）调节斜面倾角到α时，手机恰好能沿斜面匀速下滑，求手机与斜面间的动摩擦因数μ。 14. 如图所示，OAB是固定在竖直面内半径为R的粗糙圆弧轨道，O为圆心，OB竖直，OA水平，B到水平地面的距离为。倾角θ=53°的斜面固定在水平地面上，C到地面的距离为R，D是斜面的中点。将一质量为m的小滑块从圆弧轨道上某点由静止释放，滑块落在斜面C点时速度方向刚好沿斜面。滑块可看作质点，滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，sin53°=0.8，空气阻力不计，求： （1）滑块经过B点时，轨道对它的支持力大小； （2）滑块沿斜面下滑至斜面底端时的速度大小； 15. 如图所示的竖直面内轨道BCDE，左侧为半径R=0.8m的光滑圆弧轨道BC，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角α=30°，圆弧轨道与粗糙水平轨道CD相切于点C，DE为倾角θ=30°的光滑倾斜直轨道，一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上，现有质量为m=1kg的小滑块（可视为质点）从空中的A点以v0=2m/s的初速度水平向右抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点后继续沿水平轨道CD滑动，经过D点（不计经过D点时的能量损失）后沿倾斜轨道向上运动至F点（图中未标出），弹簧恰好压缩至最短，已知C、D之间和D、F之间距离均为1m，滑块与轨道CD间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）小滑块经过圆弧轨道上B点的速度大小； （2）小滑块到达圆弧轨道上的C点时对轨道的压力大小及弹簧弹性势能的最大值； （3）判断小滑块返回时能否从B点离开，若能，求出飞出B点的速度大小；若不能，判断小滑块最后停止的点与C点之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田十五中2025-2026学年上学期高三物理期中考 考试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（每小题4分，共24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. 《挑山工》一篇课文将挑山工生活的艰辛和惊人的毅力展现的淋漓尽致，如图所示。若某位挑山工先沿倾角为30°的斜坡路面向上匀速前行，后进入倾斜的台阶路面。设挑山工在斜坡上行走时，路面对他的作用力为，坐在台阶上休息时路面对他的作用力为，假设货物和人的总质量不变，则等于（ ） A. 1 B. C. D. 2 【答案】A 【解析】 【详解】挑山工匀速前行和坐在台阶均处于平衡状态，故斜面和台阶对挑山工的作用力均与挑山工的重力相平衡，故。 故选A。 2. 有关生活中的圆周运动实例分析，下列说法正确的是（　　） A. 若火车转弯的速度超过规定速度，图甲中的内轨对火车轮缘会有挤压作用 B. 在图乙的“水流星”表演中，装满水的桶转动到最高点的速度越大，水越不容易洒出 C. 图丙中，衣服（质量不变）在滚筒内壁做匀速圆周运动时，在最高点的合力大于在最低点的合力 D. 图丁中的汽车通过凹桥最低点时对桥的压力小于车受到的重力 【答案】B 【解析】 【详解】A．火车转弯时，规定速度下重力与支持力的合力提供向心力。若速度超过规定速度，所需向心力增大，外轨对轮缘产生挤压，而非内轨，A错误； B．“水流星”最高点，水不洒出的条件是向心力至少等于重力。速度越大，所需向心力越大，桶对水的压力越大，水越不易洒出，B正确； C．衣服做匀速圆周运动，合力大小始终等于向心力 质量、速度、半径均不变，故最高点与最低点合力大小相等，C错误； D．汽车过凹桥最低点时，向心力向上，支持力，支持力大于重力，根据牛顿第三定律，对桥的压力等于支持力，大于重力，D错误； 故选B。 3. 无人机因具有机动性能好、生存能力强、使用方便快捷等优点而在生产生活中得到广泛应用。某次在空旷无风区域测试一台农用无人机，该机质量为2kg、可垂直起降。无人机从地面由静止开始竖直向上做加速度大小为的匀加速直线运动，上升5s时无人机突然失去动力，直至落回地面。不计无人机受到的空气阻力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A. 无人机上升过程始终处于超重状态 B. 无人机发动机输出的最大功率为200W C. 整个过程中无人机发动机输出的总功与克服重力做的功相等 D. 整个过程所用的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．无人机加速上升时加速度向上，处于超重状态；失去动力后减速上升，加速度向下，处于失重状态。故A错误。 B．无人机加速阶段末速度最大，为 此时升力 最大功率，故B错误。 C．发动机仅在加速阶段做功，总功 无人机最终落回地面，总位移为零，克服重力做的总功为零。两者不相等，故C错误。 D．加速上升时间，高度。失去动力后继续上升时间，高度。自由下落时间 总时间，故D正确。 故选D。 4. 某物理学习小组尝试用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验，如图甲所示，他们让小球以某一设定好的初速度从固定斜面顶端点滚下，经过、两个传感器，其中传感器固定在斜面底端，测出了间的距离及小球在间运动的时间。改变传感器的位置，多次重复实验，计算机作出图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小球在斜面上运动的总时间为 B. 小球在顶端点的速度大小为 C. 小球在斜面上运动的加速度大小为 D. 固定斜面的长度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由乙图可知0~2s为实线，2s~6s为虚线，所以小球从顶端O到底端B的总运动时间为2 s，A错误； BCD．小球从点滚下，做匀加速运动，而题目所给的距离及时间都是之间的，直接计算不方便，运动具有可逆性，可转化成研究小球由B点向上做匀减速运动 解得 由图乙可知，，故小球加速度大小为，C错误； 小球从点到点，D错误； 小球从点到点，B正确。 故选B。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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. 如图甲所示凸轮轴为汽车发动机上的重要部分，轮缘上各点到轴O的距离各不相同，凸轮轴围绕轴O转动。某同学在轮缘上取如图乙所示的a、b两点，并做出了a、b两点的速度方向，均沿着轮缘的切线方向，其中、与的夹角小于。下列判断正确的是（　　）。 A. 该同学做出的a点的速度方向是正确的 B. 该同学做出的b点的速度方向是正确的 C. a点的线速度小于b点的线速度 D. a、b两点角速度相同 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据线速度方向沿轨迹切线方向，可知a、b两点的线速度方向分别与、垂直，故A正确，B错误； D．a、b两点为同轴转动的物体上的两点，故有相同的角速度，故D正确； C．由图可知a点离轴心的距离更大，根据 可知a点的线速度大于b点的线速度，故C错误。 故选AD。 6. 2025年5月13日，我国成功将通信技术试验卫星十九号发射升空，该卫星精准切入距离地球表面约3.6万公里的地球静止卫星轨道，下列关于该卫星说法正确的是（ ） A. 该卫星的运行速度大于地球的第一宇宙速度 B. 该卫星的运行周期大于近地卫星的周期 C. 该卫星的万有引力大于近地卫星的万有引力 D. 该卫星的加速度大于赤道上随地球自转的物体的向心加速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力得 可得 地球的第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度，所以该卫星的运行速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误； B．根据万有引力提供向心力得 可得 可知该卫星的运行周期大于近地卫星的周期，故B正确； C．因不知道该卫星与近地卫星的质量关系，故无法比较两者万有引力的大小，故C错误； D．根据，可知该卫星的加速度大于赤道上随地球自转的物体的向心加速度，故D正确。 故选BD。 7. 如图所示为一种称为“魔盘”的娱乐设施，当水平转盘绕竖直中心轴缓慢转动时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，而不会滑下。现质量均为m的甲、乙两小孩参加该娱乐活动，初始时甲小孩位于距轴r处，乙小孩贴紧“魔盘”侧壁。“魔盘”从静止开始缓慢加速转动，当达到角速度ω时，“魔盘”突然停止转动，甲小孩滑至盘面上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. “魔盘”加速过程中，甲小孩所受摩擦力的冲量为零 B. “魔盘”加速过程中，乙小孩所受摩擦力的方向指向转轴 C. “魔盘”停止转动后，甲小孩沿转盘切线方向运动 D. “魔盘”停止转动后，甲小孩克服摩擦力做的功为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．“魔盘”加速过程中，甲小孩所受摩擦力的一个分力提供随盘转动的向心力，一个分力沿切线方向与转动方向相同提供加速度，故摩擦力不为零，则根据，摩擦力的冲量不为零，故A错误； B．“魔盘”加速过程中，乙小孩所受摩擦力有沿切线方向与半径方向的分力，则乙小孩所受摩擦力的方向并非指向转轴，故B错误； C．“魔盘”停止转动后，甲小孩因惯性沿转盘的切线方向运动，故C正确； D．根据动能定理又 解得甲小孩克服摩擦力做的功为，故D正确。 故选CD。 8. 如图甲所示，一滑块置于足够长的长木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为2kg，现在滑块上施加一个F=0.5t（N）的变力作用，从t=0时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 滑块与木板间的动摩擦因数为0.4 B. 木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2 C. 图乙中t2=24s D. 木板的最大加速度为4m/s2 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，滑块在t2以后受到的摩擦力不变，为8N，根据 可得滑块与木板间的动摩擦因数为，故A正确； B．在t1时刻木板相对地面开始运动，此时滑块与木板相对静止，则木板与地面间的动摩擦因数为，故B错误； CD．在t2时刻，滑块与木板将要发生相对滑动，此时滑块与木板间的静摩擦力达到最大，且此时二者加速度相同，且木板的加速度达到最大，对滑块有 对木板有 联立解得， 则木板的最大加速度为2m/s2，根据 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题） 三、填空题（每空2分，共8分。） 9. 两消防员在水平地面上的A、B两处同时使用喷水枪对高楼着火点进行灭火。如图中虚线所示为简化后的出水轨迹，若均能垂直击中竖直楼面上的同一位置点P，不计空气阻力。A、B两处喷出的水在空中运动的时间分别为和，则___________。A、B两处喷出水的初速度的大小分别为和，则___________。（均选择：A．“大于”B．“等于”C．“小于”） 【答案】 ①. B ②. A 【解析】 【详解】[1] 利用逆向思维，则两小球从P点做平抛运动，根据 所以落地时间只与高度有关，则从抛出到击中墙壁的时间相等，故。 故选B。 [2] 根据 可知，两球的水平方向位移不同，则在P点的速度为 则击中墙面的速率之比为，所以A处水枪喷出的水击中墙面的速度较大，即。 故选A。 10. 影视作品中的武林高手展示轻功时都是吊威亚（钢丝）的。如图所示，轨道车A通过细钢丝跨过滑轮拉着特技演员B上升，便可呈现出演员B飞檐走壁的效果。轨道车A沿水平地面以速度大小v=5m/s向左匀速前进，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为37°，连接特技演员B的钢丝竖直，取sin37°=0.6，cos37=0.8，该时刻特技演员B处于___________状态（填“失重”或”“超重”）该时刻特技演员B的速度大小为___________m/s。 【答案】 ①. 超重 ②. 4 【解析】 【详解】[1][2]将车速v沿着细钢丝方向和垂直于细钢丝的方向分解可知，在沿着细钢丝方向的速度为 所以人上升的速度为 设连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为，则人的速度 轨道车A向左匀速前进，减小，则人在加速上升，即演员处于超重状态。 四、实验题（每空2分，共16分。） 11. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点．他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开． ①他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”）落地； ②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片．A球在空中运动的时间将___（填“变长”，“不变”或“变短”）； ③上述现象说明______． 【答案】 ①. 同时 ②. 不变 ③. 平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动． 【解析】 【详解】①[1]小锤轻击弹性金属片时，A球做平抛运动，同时B球做自由落体运动．通过实验可以观察到它们同时落地； ②[2]用较大的力敲击弹性金属片，则A被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变； ③[3]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动． 12. 图甲为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验主要步骤有: A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平； B．测出遮光片的宽度d； C．用天平称出重物质量m1； D．用天平称出滑块和遮光片的总质量m2； E．将滑块移至图示位置，测出遮光片到光电门的距离L； F．由静止释放滑块，读出遮光片通过光电门的遮光时间t； G．改变L，多次重复步骤E、F，记录数据． 回答下列问题: （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光片的宽度d=_____mm； （2）某次遮光时间为t1，则该次遮光片通过光电门的速度v=___（用已知物理量字母表示）； （3）采集多组L和t的数据，理论上可作出如图丙所示的图线A，该图像的纵轴为L，则横轴为 ； A. t B. C. D. （4）图丙中图线A的斜率为k，则k的理论值表达式为_____（用m1、m2、d、g表示，当地重力加速度为g），若实验测得的图线斜率与理论值在误差允许范围内近似相等，则可判定重物和滑块（含遮光片）构成的系统在该过程中机械能守恒； （5）实际采集数据后，小明采用与图丙相同的坐标，作出了如图丁所示的图线B，图丁中的理论线斜率等于（4）中表达式的值，图线B的斜率大于理论线的斜率，数据测量不存在较大偏差，小明认为他们小组选取的器材在实验中有不可忽略的系统阻力，导致了实验的误差．你是否同意他的观点，并简要说明理由______． 【答案】（1）5.1 （2） （3）D （4） （5）同意；因为受到系统阻力的影响，导致测得加速度小于理论加速度，又因为，L - 图像的斜率，所以图线B斜率大于理论线斜率。 【解析】 【小问1详解】 遮光片的宽度d=5mm+0.1mm×1=5.1mm 【小问2详解】 遮光片通过光电门的速度 【小问3详解】 根据且 可得 该图像的纵轴为L，则横轴为。 故选D。 【小问4详解】 图丙中图线A的斜率为k，则 其中 解得 【小问5详解】 同意；因为受到系统阻力的影响，导致测得加速度小于理论加速度，又因为，L - 图像的斜率，所以图线B斜率大于理论线斜率。 五、计算题（第13题8分，第14题12分，第15题16分，共36分。解题时要求写出必要的文字说明、方程式、演算步骤，只写最后答案而无演算过程的不得分，答案必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，质量为m的手机放在支架的斜面上，斜面与水平面的夹角为θ，手机处于静止状态。已知重力加速度为g。 （1）画出手机的受力示意图； （2）求手机受到的摩擦力大小； （3）调节斜面倾角到α时，手机恰好能沿斜面匀速下滑，求手机与斜面间的动摩擦因数μ。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 手机的受力示意图如图所示 【小问2详解】 手机静止，由平衡条件可得手机受到的摩擦力大小为 【小问3详解】 手机恰好能沿斜面匀速下滑，由平衡条件得 又 联立解得 14. 如图所示，OAB是固定在竖直面内半径为R的粗糙圆弧轨道，O为圆心，OB竖直，OA水平，B到水平地面的距离为。倾角θ=53°的斜面固定在水平地面上，C到地面的距离为R，D是斜面的中点。将一质量为m的小滑块从圆弧轨道上某点由静止释放，滑块落在斜面C点时速度方向刚好沿斜面。滑块可看作质点，滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，sin53°=0.8，空气阻力不计，求： （1）滑块经过B点时，轨道对它的支持力大小； （2）滑块沿斜面下滑至斜面底端时的速度大小； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设滑块经过B点的速度为v0，滑块运动到C点时竖直速度为vy，由平抛运动规律得 解得， 在B点，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 滑块到C点的速度 设滑块沿斜面下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律得 解得 设滑块运动到斜面底端时的速度大小为v2，斜面长度 根据运动学公式有 解得 15. 如图所示的竖直面内轨道BCDE，左侧为半径R=0.8m的光滑圆弧轨道BC，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角α=30°，圆弧轨道与粗糙水平轨道CD相切于点C，DE为倾角θ=30°的光滑倾斜直轨道，一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上，现有质量为m=1kg的小滑块（可视为质点）从空中的A点以v0=2m/s的初速度水平向右抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点后继续沿水平轨道CD滑动，经过D点（不计经过D点时的能量损失）后沿倾斜轨道向上运动至F点（图中未标出），弹簧恰好压缩至最短，已知C、D之间和D、F之间距离均为1m，滑块与轨道CD间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）小滑块经过圆弧轨道上B点的速度大小； （2）小滑块到达圆弧轨道上的C点时对轨道的压力大小及弹簧弹性势能的最大值； （3）判断小滑块返回时能否从B点离开，若能，求出飞出B点的速度大小；若不能，判断小滑块最后停止的点与C点之间的距离。 【答案】（1） （2）40N，2J （3）不能，0.4m 【解析】 【小问1详解】 由题知，小滑块从空中的A点以v0=2m/s的初速度水平向右抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，则有 【小问2详解】 小滑块从B点到C点，根据动能定理有 解得 小滑块在C点，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，小滑块到达圆弧轨道上的C点时对轨道的压力大小为40N； 设弹簧的弹性势能最大值为，小滑块从C点到F点，根据能量守恒有 解得 【小问3详解】 设滑块返回BC轨道时能上升的高度为h，根据能量守恒定律有 解得 因 故小滑块不能从B点离开，设滑块在轨道CD上滑行的路程为s，根据能量守恒有 解得 故小滑块最后停止的点与C点之间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $