精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第一中学2026-2027学年高二上学期开学物理试题

石嘴山市第一中学2026-2027学年第一学期高二年级开学考试 物理试题 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴。A、B、C分别是三个轮边缘的质点且RA=RC=2RB，则三质点的向心加速度之比aA∶aB∶aC等于（　　） A. 4∶2∶1 B. 2∶1∶2 C. 1∶2∶4 D. 4∶1∶4 2. 跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是因为（ ） A. 人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小 B. 人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C. 人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D. 人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小 3. 从距地面某高度处竖直上抛一小球，初速度大小为v，一段时间后小球落地，落地时速度大小为2v。若用I表示该过程中小球重力冲量的大小，不计空气阻力。则上述过程中重力对小球做功为（ ） A. B. C. D. 4. 2025年6月20日，中星9C卫星精准泊入地球静止同步轨道（GEO），标志着我国广电卫星系统正式迈入自主可控、安全稳定的新纪元。中星9C卫星发射至预定轨道要经过多次变轨，如图所示，中星9C卫星首先从近地圆轨道I上的A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，然后在椭圆轨道Ⅱ上的B点再次变轨进入圆轨道Ⅲ，A、B分别为椭圆轨道Ⅱ上的近地点和远地点，下列关于中星9C卫星的说法中正确的是（　　） A. 发射速度大于 11.2km/s B. 在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点的加速度相等 C. 在轨道Ⅲ上的运行速率大于在轨道Ⅰ上的运行速率 D. 在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上与地心连线在单位时间扫过的面积相等 5. 如图所示，在矩形区域abcd区域中，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，ab长为L，在ab的中点P处有一电子发射源，出射电子速率取一切可能值，所有电子出射的速度方向均与ab成30°角，下列说法正确的是(　　 ) A. 只要初速度大小取合适的值，电子可以在磁场中做完整的圆周运动 B. 电子入射速度越大，在磁场中运动的时间一定越短 C. 从ad边出射的电子一定比从bc出射的电子运动时间短 D. 当时，cd边无电子射出 6. 单人飞行器由微型喷气发动机和操纵系统组成，可以完成单人上升、下降、悬停和平飞等动作。已知飞行器连同人和装备的总质量为M，发动机在时间t内喷出燃料的质量为m，m<<M，重力加速度为g。如图，要使飞行器能在空中悬停，则燃料喷射的速度应为（　　） A. Gt B. C. D. 7. 做下列运动的物体，满足机械能守恒的是（　　） A. 匀速下落的雨点 B. 匀速吊起的货物 C. 沿斜面匀速下滑的物体 D. 沿光滑斜面自由下滑的物体 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，下述分析正确的是（　　） A. 上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B. 上升过程中克服阻力的功等于下降过程中克服阻力的功 C. 上升过程中合力功的绝对值大于下降过程中合力功的绝对值 D. 上升过程中克服重力做功的最大瞬时功率大于下降过程中重力做功的最大瞬时功率 9. 如右图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先由A拉到C点再回到B点，则这两次过程中（　　） A. 重力势能改变量相等 B. 弹簧的弹性势能改变量相等 C. 摩擦力对物体做的功相等 D. 弹簧弹力对物体做功相等 10. 光滑水平面上质量为m的物体，在水平外力作用下由静止开始运动，其加速度随时间变化图象如图所示，下列说法正确的是 A. t＝t0时，物体的速度大小为a0t0 B. t＝t0时，物体的动能大小为 C. 0～t0时间内，外力对物体的冲量为 D. 0～t0时间内，外力对物体做的功为 三、非选择题：本题共54分。 11. 在利用如图1所示装置完成“探究小车的速度随时间变化规律”的实验中。 （1）要用到打点计时器，如图2所示为实验室常用的两种计时器，其中乙装置用的电源是________； A. 交流220V B. 直流220V C. 低压交流 D. 低压直流 （2）同学们在用如图1所示的装置进行实验时，下列操作中正确的有________（单选）； A. 小车从图示位置释放比较合理 B. 应先释放小车，后接通电源 C. 拉小车的细线应与木板平行 D. 跨过滑轮所挂重物越重越好 （3）某同学利用打点计时器（电源频率为50Hz）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，选取一条清晰纸带，并取其中的七个计数点进行研究。利用刻度尺测量得到E点与零刻度线的距离为：__________cm。则打点计时器在打D点时小车的速度=_______m/s，小车的加速度a=________m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 12. 如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（GAtwood1747-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律和动量守恒定律，如图乙所示。（已知当地的重力加速度为g） (1)该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度如图所示，则d=______mm；然后将质量均为m（A含挡光片和挂钩、B含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，A置于桌面上处于静止状态，测量出挡光片中心到固定光电门中心的竖直距离h； (2)验证机械能守恒定律实验时，该同学在B的下端挂上质量也为m的物块C（含挂钩），让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为。如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______，引起该实验系统误差的主要原因有______（写一条即可）； (3)为了验证动量守恒定律，该同学让A在桌面上处于静止状态，将B从静止位置竖直上升s后由自由下落，直到光电门记录下挡光片挡光的时间为（B未接触桌面），则验证绳绷紧过程中系统沿绳方向动量守恒定律的表达式为______；如果该同学忘记将B下方的C取下，完成测量后，验证动量守恒定律的表达式为______。 13. 如图，绝缘的水平面上，相隔2L的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a，O，b是AB连线上的三点，且O为中点，Oa=Ob= ．一质量为m、电量为+q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，当它第一次运动到O点时速度为2v0，继续运动到b点时速度刚好为零，然后返回，最后恰停在O点．已知静电力恒量为k．求： （1）a点的场强大小． （2）阻力的大小． （3）aO两点间的电势差． （4）电荷在电场中运动的总路程． 14. 一实验装置截面如图所示，光滑水平面AB的左端固定一轻弹簧，光滑螺旋圆形轨道与水平面相切于C（E）处，凹槽BDFH底面水平光滑，上面放一质量为M无动力平板车，紧靠侧壁BD，平板车上表面与直轨道AB在同一水平面上，将一质量为m滑块压紧左侧轻弹簧从静止开始释放，已知螺旋圆形轨道的半径，平板车的长度，DF的长度为L，，，滑块与车的动摩擦因数。（车与竖直侧壁FH的碰撞为弹性碰撞，滑块视为质点，不计空气阻力） （1）当弹簧弹性势能以释放滑块，求滑块经过圆弧C点时对轨道的压力； （2）若L足够长，要使滑块不脱离圆轨道，且在车第一次与右侧壁FH相撞前不会从车上掉落下来，求释放滑块时弹簧的弹性势能范围； （3）若，当弹簧弹性势能以释放滑块，求滑块最终离小车左端的距离以及平板车经过的总路程。 15. 如图所示，间距为L=1m、足够长的光滑平行金属导轨倾斜固定放置，导轨平面倾角θ=30°，导轨上端连接一个电压表（可看成理想电压表），下端连接的电阻大小为R=1Ω，整个导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1T。一金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，过程中与导轨接触良好且始终与导轨垂直，已知金属棒下滑时电压表的最大示数为，金属棒接入电路的电阻大小为r=1Ω，重力加速度大小g=10m/s2，不计导轨电阻。（金属棒始终未与电阻接触） （1）求金属棒向下运动的最大速度和金属棒的质量； （2）若电压表的示数从0变为Umax的过程中，通过金属棒横截面的电荷量为q=1C，求金属棒沿导轨运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石嘴山市第一中学2026-2027学年第一学期高二年级开学考试 物理试题 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴。A、B、C分别是三个轮边缘的质点且RA=RC=2RB，则三质点的向心加速度之比aA∶aB∶aC等于（　　） A. 4∶2∶1 B. 2∶1∶2 C. 1∶2∶4 D. 4∶1∶4 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知ωA=ωB，vB=vC，则根据 a=ω2r 可得 根据 可得 所以aA∶aB∶aC=4∶2∶1，故选A。 2. 跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是因为（ ） A. 人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小 B. 人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C. 人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D. 人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小 【答案】D 【解析】 【详解】人在下落中接触地面的瞬间速度不变，故跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的．故A错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的，到人的动量变成0，动量的变化是相等的．故B错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量变化是相等的，则由动量定理mv=Ft可知，人受到的冲量也是相等的，但在沙坑中由于沙的缓冲，使减速时间延长，故人受到的冲力将小于人在地面上的冲力，故人跳到沙坑里要安全；故C错误，D正确．故选D． 3. 从距地面某高度处竖直上抛一小球，初速度大小为v，一段时间后小球落地，落地时速度大小为2v。若用I表示该过程中小球重力冲量的大小，不计空气阻力。则上述过程中重力对小球做功为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】以竖直向下为正方向，由动量定理得 根据动能定理有 联立得 故选B。 4. 2025年6月20日，中星9C卫星精准泊入地球静止同步轨道（GEO），标志着我国广电卫星系统正式迈入自主可控、安全稳定的新纪元。中星9C卫星发射至预定轨道要经过多次变轨，如图所示，中星9C卫星首先从近地圆轨道I上的A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，然后在椭圆轨道Ⅱ上的B点再次变轨进入圆轨道Ⅲ，A、B分别为椭圆轨道Ⅱ上的近地点和远地点，下列关于中星9C卫星的说法中正确的是（　　） A. 发射速度大于 11.2km/s B. 在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点的加速度相等 C. 在轨道Ⅲ上的运行速率大于在轨道Ⅰ上的运行速率 D. 在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上与地心连线在单位时间扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．中星9C卫星绕地球运行并没有脱离地球引力的约束，发射速度需大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，A错误； B．根据牛顿第二定律可得 可得 中星9C卫星沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ经过B点时与地球距离相等，加速度相等，B正确； C．根据牛顿第二定律可得 可得 轨道半径r越大，运行速度v越小，故在轨道Ⅲ上的运行速率小于在轨道Ⅰ上的运行速率，C错误； D．根据开普勒第二定律可知，在同一轨道上，卫星与地心连线在相等时间扫过的面积相等，但在不同轨道上卫星与地心连线在相等时间扫过的面积不相等，即卫星在轨道I和轨道II上与地心连线在单位时间内扫过的面积不相等，D错误。 故选B。 5. 如图所示，在矩形区域abcd区域中，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，ab长为L，在ab的中点P处有一电子发射源，出射电子速率取一切可能值，所有电子出射的速度方向均与ab成30°角，下列说法正确的是(　　 ) A. 只要初速度大小取合适的值，电子可以在磁场中做完整的圆周运动 B. 电子入射速度越大，在磁场中运动的时间一定越短 C. 从ad边出射的电子一定比从bc出射的电子运动时间短 D. 当时，cd边无电子射出 【答案】D 【解析】 【分析】粒子做圆周运动的半径：，可见电子的速率越大，则左圆周运动的半径越大，而周期，与速率大小无关，则圆心角越大运动时间越长． 【详解】A项：如图， 粒子速率越小轨道半径越小，转过的最大圆周如图中黑线所示，无法做完整的圆周运动，故A错误； B项：电子入射速度越大，运动半径越大，但是比图中黑线半径更小的所有运动情况转过的圆心角相同，则运动时间相同，故并不一定是入射速度越大在磁场中运动的时间越短，故B错误； C项：如图中的蓝线和红线，从ad边出射的电子一定比从bc出射的粒子转过的圆心角大，则运动时间长，故C错误； D项：当粒子轨迹恰好与bc边相切时，若不能从cd边射出，则cd边无电子射出， 由几何关系知相切时的轨迹半径R=L，则粒子距离ad最远距离为：，若bc＞时，则粒子不能从cd边射出，故D正确． 故选D． 【点睛】本题的关键是画出从各边射出的代表轨迹，找出恰好不从每个边射出的临界情况，熟练应用粒子做圆周运动的周期公式和半径公式． 6. 单人飞行器由微型喷气发动机和操纵系统组成，可以完成单人上升、下降、悬停和平飞等动作。已知飞行器连同人和装备的总质量为M，发动机在时间t内喷出燃料的质量为m，m<<M，重力加速度为g。如图，要使飞行器能在空中悬停，则燃料喷射的速度应为（　　） A. Gt B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于m<<M，要使飞行器能在空中悬停，燃料对飞行器的反冲力应为Mg，由牛顿第三定律可知，飞行器对燃料的作用力也为Mg，设燃料喷射的速度为v，由动量定理可知 解得 故选C。 7. 做下列运动的物体，满足机械能守恒的是（　　） A. 匀速下落的雨点 B. 匀速吊起的货物 C. 沿斜面匀速下滑的物体 D. 沿光滑斜面自由下滑的物体 【答案】D 【解析】 【详解】A．匀速下落的雨点，受重力和阻力而平衡，并不是只有重力做功，故A错误； B．匀速吊起的货物，受重力和拉力而平衡，并不是只有重力做功，故B错误； C．沿斜面匀速下滑的物，受重力、支持力和阻力，不是只有重力做功，故C错误； D．沿光滑斜面自由下滑的物体，受重力和支持力，至哟重力做功，机械能守恒，故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，下述分析正确的是（　　） A. 上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B. 上升过程中克服阻力的功等于下降过程中克服阻力的功 C. 上升过程中合力功的绝对值大于下降过程中合力功的绝对值 D. 上升过程中克服重力做功的最大瞬时功率大于下降过程中重力做功的最大瞬时功率 【答案】CD 【解析】 【详解】A．重力做功只与物体的初末位置有关，与物体的路径无关，所以上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功，故A错误； B．上升过程与下降过程位移大小相等，上升过程重力与阻力均向下，加速度较大，下降过程重力向下，阻力向上，加速度较小，所以上升过程时间较短，下降过程时间较长，则上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，而空气阻力的大小正比于球的速度，所以在上升过程中的平均阻力大于下降过程中的平均阻力，所以上升过程中克服阻力做的功大于下降过程中克服阻力做的功，故B错误； C．物体在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时物体受到的合力大，位移大小相等，上升过程中合力功的绝对值大于下降过程中合力功的绝对值，故C正确；  D．上升过程中克服重力做功的最大瞬时功率在初始位置，下降过程中重力做功的最大瞬时功率在回到初始位置处，由于阻力做负功，所以落回原处的速度小于抛出时的速度，根据可知，上升过程中克服重力做功的最大瞬时功率大于下降过程中重力做功的最大瞬时功率，故D正确。 故选CD。 9. 如右图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先由A拉到C点再回到B点，则这两次过程中（　　） A. 重力势能改变量相等 B. 弹簧的弹性势能改变量相等 C. 摩擦力对物体做的功相等 D. 弹簧弹力对物体做功相等 【答案】ABD 【解析】 【详解】第一次直接将物体拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，两次初末位置一样，路径不同，根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关，所以两次重力做功相等，根据重力做功与重力势能变化的关系得：所以两次重力势能改变量相等．故A正确．由于两次初末位置一样，即两次对应的弹簧的形变量一样，所以两次弹簧的弹性势能改变量相等．故B正确．根据功的定义式得：摩擦力做功和路程有关；两次初末位置一样，路径不同，所以两次摩擦力对物体做的功不相等；故C错误．根据弹簧弹力做功量度弹势能的变化和两次弹簧的弹性势能改变量相等得：两次弹簧弹力对物体做功相等．故D正确；故选ABD 【点睛】本题难度较小，重力势能的变化根据重力做功判断，弹性势能的变化根据弹力做功判断 10. 光滑水平面上质量为m的物体，在水平外力作用下由静止开始运动，其加速度随时间变化图象如图所示，下列说法正确的是 A. t＝t0时，物体的速度大小为a0t0 B. t＝t0时，物体的动能大小为 C. 0～t0时间内，外力对物体的冲量为 D. 0～t0时间内，外力对物体做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】由图象可知物体做加速度随时间均匀增大的直线运动，故可用平均加速度计算，即： A．故t＝t0时，物体的速度大小为： 故A错误. B．t＝t0时，物体的动能大小为： 故B正确. C．0～t0时间内，外力对物体的冲量根据动量定理可得; 故C正确. D．0～t0时间内，外力对物体做的功根据动能定理可得： 故D错误. 三、非选择题：本题共54分。 11. 在利用如图1所示装置完成“探究小车的速度随时间变化规律”的实验中。 （1）要用到打点计时器，如图2所示为实验室常用的两种计时器，其中乙装置用的电源是________； A. 交流220V B. 直流220V C. 低压交流 D. 低压直流 （2）同学们在用如图1所示的装置进行实验时，下列操作中正确的有________（单选）； A. 小车从图示位置释放比较合理 B. 应先释放小车，后接通电源 C. 拉小车的细线应与木板平行 D. 跨过滑轮所挂重物越重越好 （3）某同学利用打点计时器（电源频率为50Hz）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，选取一条清晰纸带，并取其中的七个计数点进行研究。利用刻度尺测量得到E点与零刻度线的距离为：__________cm。则打点计时器在打D点时小车的速度=_______m/s，小车的加速度a=________m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）A （2）C （3） ①. 9.10~9.20 ②. 0.61##0.62##0.63 ③. 2.0##2.1##2.2##2.3##2.4##2.5 【解析】 【小问1详解】 其中乙装置是电火花计时器，用的电源是交流220V ，故选A； 【小问2详解】 A．小车应从靠近打点计时器位置开始释放，选项A错误； B．应先接通电源，后释放小车，选项B错误； C．拉小车的细线应与木板平行，选项C正确； D．跨过滑轮所挂重物轻重要适当，并非越重越好，选项D错误。 故选C。 【小问3详解】 [1][2][3]E点与零刻度线的距离为：9.10cm。 打点计时器在打D点时小车的速度 小车的加速度 12. 如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（GAtwood1747-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律和动量守恒定律，如图乙所示。（已知当地的重力加速度为g） (1)该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度如图所示，则d=______mm；然后将质量均为m（A含挡光片和挂钩、B含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，A置于桌面上处于静止状态，测量出挡光片中心到固定光电门中心的竖直距离h； (2)验证机械能守恒定律实验时，该同学在B的下端挂上质量也为m的物块C（含挂钩），让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为。如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______，引起该实验系统误差的主要原因有______（写一条即可）； (3)为了验证动量守恒定律，该同学让A在桌面上处于静止状态，将B从静止位置竖直上升s后由自由下落，直到光电门记录下挡光片挡光的时间为（B未接触桌面），则验证绳绷紧过程中系统沿绳方向动量守恒定律的表达式为______；如果该同学忘记将B下方的C取下，完成测量后，验证动量守恒定律的表达式为______。 【答案】 ①. 6.75 ②. ③. 绳子有一定的质量 ④. ⑤. 【解析】 【详解】(1)[1]由图所示游标卡尺可知，游标卡尺是20分度的，游标卡尺的精度为，游标卡尺示数为 (2)[2]动能的增量 势能的减少量 要满足的表达式为 即 [3]绳子自身有一定的质量，会获得一部分能量，导致实验有误差。 (3)[4]A通过光电门瞬间的速度为 B自由下落距离过程，由机械能守恒定律得 解得 绳子绷紧前系统动量 绳子绷紧后A、B一起运动时系统动量 绳子绷紧过程A、B组成的系统内力远大于外力，A、B系统动量守恒，即 整理得 [5]若没有摘去C，B、C自由下落，机械能守恒，B下落距离过程，由机械能守恒定律得 解得 绳子绷紧前系统动量 绳子绷紧A、B、C三个物体速度相同后它们一起向下做加速运动，系统机械能守恒，设绳子绷紧后系统的速度为，挡光片经过光电门时系统的速度为，由机械能守恒定律得 挡光片经过光电门时系统的速度 解得 绳子绷紧后系统的总动量 绳子绷紧过程系统动量守恒，即 整理得 13. 如图，绝缘的水平面上，相隔2L的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a，O，b是AB连线上的三点，且O为中点，Oa=Ob= ．一质量为m、电量为+q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，当它第一次运动到O点时速度为2v0，继续运动到b点时速度刚好为零，然后返回，最后恰停在O点．已知静电力恒量为k．求： （1）a点的场强大小． （2）阻力的大小． （3）aO两点间的电势差． （4）电荷在电场中运动的总路程． 【答案】(1) (2) （3） （4）4.5L 【解析】 【详解】（1）由点电荷电场强度公式和电场叠加原理可得： （2）从a到b点过程中，根据对称性，Ua=Ub 根据动能定理: 解得： （3）从a到o点过程中， 根据动能定理： （4）最后停在o点，整个过程符合动能定理 故本题答案是：(1) (2) （3） （4）4.5L 【点睛】电场强度是一矢量，要会根据叠加法求某点的电场强度，并会利用动能定理求电势差． 14. 一实验装置截面如图所示，光滑水平面AB的左端固定一轻弹簧，光滑螺旋圆形轨道与水平面相切于C（E）处，凹槽BDFH底面水平光滑，上面放一质量为M无动力平板车，紧靠侧壁BD，平板车上表面与直轨道AB在同一水平面上，将一质量为m滑块压紧左侧轻弹簧从静止开始释放，已知螺旋圆形轨道的半径，平板车的长度，DF的长度为L，，，滑块与车的动摩擦因数。（车与竖直侧壁FH的碰撞为弹性碰撞，滑块视为质点，不计空气阻力） （1）当弹簧弹性势能以释放滑块，求滑块经过圆弧C点时对轨道的压力； （2）若L足够长，要使滑块不脱离圆轨道，且在车第一次与右侧壁FH相撞前不会从车上掉落下来，求释放滑块时弹簧的弹性势能范围； （3）若，当弹簧弹性势能以释放滑块，求滑块最终离小车左端的距离以及平板车经过的总路程。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）根据机械能守恒 根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律 （2）要使滑块不脱离圆轨道，有 由机械能守恒有 使滑块在车第一次与右侧壁FH相撞前不会从车上掉落下来，根据动量守恒有 根据能量守恒有 解得 故释放滑块时弹簧的弹性势能范围 （3）在范围内，说明平板车与竖直侧壁FH的碰撞前，已与滑块共速，滑块最终离小车左端的距离 解得 滑块与平板车第一次碰撞有 解得 ， 滑块与平板车第二次碰撞有 解得 故 平板车经过的总路程为 15. 如图所示，间距为L=1m、足够长的光滑平行金属导轨倾斜固定放置，导轨平面倾角θ=30°，导轨上端连接一个电压表（可看成理想电压表），下端连接的电阻大小为R=1Ω，整个导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1T。一金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，过程中与导轨接触良好且始终与导轨垂直，已知金属棒下滑时电压表的最大示数为，金属棒接入电路的电阻大小为r=1Ω，重力加速度大小g=10m/s2，不计导轨电阻。（金属棒始终未与电阻接触） （1）求金属棒向下运动的最大速度和金属棒的质量； （2）若电压表的示数从0变为Umax的过程中，通过金属棒横截面的电荷量为q=1C，求金属棒沿导轨运动的距离。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，设金属棒向下运动的最大速度为，根据法拉第电磁感应定律可知，金属棒产生的最大电动势为 由闭合回路欧姆定律有 联立解得 根据题意可知，当金属棒匀速运动时，电压表的示数最大，对金属棒进行受力分析，根据平衡条件可得 解得 （2）设电压表的示数从0变为U的过程中，金属棒沿导轨运动的距离为x，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合回路欧姆定律有 通过金属棒截面的电荷量为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $