精品解析：河南南阳市方城县第一高级中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

2026年秋期高三年级开学考试 物理试卷 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 某电场中的一根电场线如图所示，带电粒子从A点由静止释放，在仅受电场力作用的情况下运动到B点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 B. 粒子从A点运动到B点的过程中电场力做负功 C. 粒子一定做匀加速直线运动 D. 粒子可能带负电 2. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。关于这列波，下列说法正确的是（　　） A. 波长为 B. 周期一定为 C. 频率可能为 D. 波速可能为 3. 如图在P板附近有电荷由静止开始向Q板运动，则以下解释正确的是（　　） A. 到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关 B. 到达Q板的速率与板间距离无关 C. 两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越大 D. 若电荷的电压U、与电量q均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的4倍 4. 如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将开关S闭合，有一带电粒子静止在电容器中的P点，下列说法正确的是（　　） A. 仅将A板上移，P点电势升高 B. 仅将A板上移，粒子仍保持静止不动 C. 仅增大光敏电阻的光照强度，灯泡L将变暗 D. 仅增大光敏电阻的光照强度的过程中，电阻R中有向下的电流 5. 如图所示，圆心为O、半径为的四分之一圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，在O点正上方有一光滑的小定滑轮C，小定滑轮到轨道最高点B的距离为1.5m，轻绳的一端系一质量为1kg的小球（小球和小定滑轮均可视为质点），靠放在光滑圆形轨道上的A点，A点到小定滑轮的距离为2m，另一端绕过小定滑轮后用力拉住。重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球静止在A点时，圆形轨道对小球的支持力大小 B. 缓慢地拉轻绳使小球由A运动到B，该过程中小球所受支持力大小不变 C. 小球静止在A点时，绳对小球的拉力大小 D. 缓慢地拉轻绳使小球由A运动到B，该过程中绳子拉力先变小后变大 6. 如图甲，小球在光滑球面上的A、B之间来回运动。t=0时刻将小球从A点由静止释放，球面对小球的支持力大小F随时间t变化的曲线如图乙，若弧长AB远小于半径，则（　　） A. 小球运动的周期为0.2πs B. 光滑球面的半径为0.1m C. 小球的质量为0.05kg D. 小球的最大速度约为0.10m/s 7. 一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为的物体（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体上，使物体开始向上做加速度为的匀加速运动，的速度随时间变化图像如图乙所示，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 拉力的最小值为 B. 弹簧恢复到原长时，物体的速度达到最大值 C. 分离时，上升的距离为 D. 有作用在物体上的过程中，间弹力的最大值为 二、多选题（选对的6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分） 8. 2021年1月，“天通一号”03星发射成功。发射过程简化为如图所示：火箭先把卫星送上轨道1（椭圆轨道，、是远地点和近地点）后火箭脱离；卫星再变轨到轨道2（圆轨道）；卫星最后变轨到轨道3（同步圆轨道）。轨道1、2相切于点，轨道2、3相交于、两点，忽略卫星质量变化。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在三个轨道上的周期 B. 由轨道1变至轨道2，卫星在点向后喷气 C. 卫星在三个轨道上机械能 D. 轨道1在点的线速度小于轨道3的线速度 9. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前静止 B. 碰撞后的运动方向不变 C. D. 该碰撞为非弹性碰撞 10. 高温超导限流器是一种行之有效的短路故障电流限制装置。超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I>Ic时，将造成超导体失超，从超导态（本题认为电阻为零）转变为正常态（本题认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常电阻为，超导临界电流Ic=1.2A，限流电阻，小灯泡L上标有“6V，6W”字样，电源电动势。M、N是平行板电容器的两个极板，用绝缘细线将重量为G的带电小球悬于电容器内部。闭合开关S，电路中小灯泡L正常发光，小球静止时悬线与竖直方向的夹角为θ。现小灯泡L突然发生短路。则（　　） A. 小灯泡L短路后，小球静止时夹角θ不变 B. 小灯泡L短路后，小球静止时夹角θ减小 C. 小灯泡L短路后，通过的电流为A D. 小灯泡L短路后，通过R1的电流为 三、实验题 11. 某实验小组的同学利用了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，实验时，该小组的同学完成了如下操作 a.测量滑块和遮光条的总质量M以及所挂钩码的质量m； b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d； c.调整气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨的左端，并组装实验装置； d.在细绳的左端挂上一个钩码，将滑块从气垫导轨的右端合适的位置由静止释放，测量释放点到光电门的距离L； e.记录滑块经过光电门时遮光条的挡光时间； f.改变释放点到光电门的距离L，重复步骤d，e，f，记录多组实验数据L和。 （1）实验时，应选用____（选填“较宽”或“较窄”）的遮光条，操作b中，游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光条的宽度____； （2）滑块经过光电门瞬间的速度____（用以上的测量量表示）。 （3）利用记录的多组实验数据，描绘了的图像，图像的斜率为k，若重力加速度____。则系统的机械能守恒。 12. 某同学用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。可用器材如下： A．待测毫安表mA（量程5mA，内阻约为10Ω） B．电阻箱R0（最大阻值为9999.99Ω） C．电源E（电动势约为8V，内阻未知） D．电压表V（量程10V，内阻约为15kΩ） E．滑动变阻器R1（最大阻值为1kΩ） F．滑动变阻器R2（最大阻值为2kΩ） G．滑动变阻器R3（最大阻值为20Ω） （1）首先测量毫安表mA的内阻。正确连接电路后，进行如下操作： ①将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合开关S； ②调节滑动变阻器使毫安表mA满偏，闭合开关S2，调节电阻箱R0使毫安表mA达到满偏的一半，记录此时电阻箱的读数为9.60Ω。 由上述操作可知，本实验中滑动变阻器应选择________（选填“E”或“F”），毫安表的内阻Rg=________Ω毫安表内阻的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“准确”） （2）测量电源的电动势和内阻。 调节R0，将毫安表mA改装成量程为1.0A的电流表，将滑动变阻器换成R3，再闭合S1，多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，记录毫安表与电压表的示数，根据实验数据作出U-I图像如图乙所示。若电表内阻对实验的影响忽略不计，根据图线可求出电源的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（结果均保留两位有效数字） 四、解答题 13. 如图所示，一个质量的物体从光滑且固定的斜面上A点由静止开始下滑依次经过B、C、D各点。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度。其中BC为水平面，BC长度，CD为光滑的一圆弧，半径。物体与水平面BC间的动摩擦因数，轨道在B、C两点平滑连接，不计空气阻力，g取。求： （1）物体第一次运动到C点时对轨道的压力大小； （2）物体最终停止的位置到B点的距离s。 14. 如图所示，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧轨道放在光滑水平地面上，下端与水平地面相切，质量为的木块静止在轨道左侧，质量为的子弹以的速度水平向右射入木块并留在其中。已知子弹与木块作用时间极短，木块的尺寸远小于圆弧轨道的半径，重力加速度大小g取，不计空气阻力。求： （1）子弹射入木块后的共同速度的大小以及此过程中产生的内能； （2）木块沿圆弧轨道上升的最大高度； （3）圆弧轨道的最大速度。 15. 如图所示，竖直平面内的xOy坐标系中，x轴上固定一个电荷量大小为Q、带正电的点电荷，y轴上固定一根足够长的光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个重力不计的带电圆环（可视为质点）套在杆上，由P处静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做半径为R的匀速圆周运动，匀速圆周运动的周期为T（T的大小未知）。若规定无穷远处电势为零，点电荷产生的电势公式（r为到点电荷的距离）。求： （1）PO间距为多少？ （2）若将圆环从杆上的N处由静止释放，可使圆环从O处离开细杆后绕点电荷Q做椭圆运动，周期变为，已知圆环的椭圆运动可类比行星绕中心天体的椭圆运动，运动规律可类比开普勒行星运动定律，则NO间距为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年秋期高三年级开学考试 物理试卷 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 某电场中的一根电场线如图所示，带电粒子从A点由静止释放，在仅受电场力作用的情况下运动到B点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 B. 粒子从A点运动到B点的过程中电场力做负功 C. 粒子一定做匀加速直线运动 D. 粒子可能带负电 【答案】A 【解析】 【详解】D．粒子从A点释放后能运动到B点，说明粒子受到的电场力方向与电场强度方向相同，粒子一定带正电，故D错误； AB．粒子从A点运动到B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，故A正确，B错误； C．由于不确定从A点到B点的电场线的疏密，无法确定电场强度变化，因此粒子不一定做匀加速直线运动，故C错误。 故选A。 2. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。关于这列波，下列说法正确的是（　　） A. 波长为 B. 周期一定为 C. 频率可能为 D. 波速可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，波长为8cm，故A错误； BCD．简谐横波沿x轴负方向传播，根据波的平移知识，则有 可得 当n=0时，可得周期为 则频率为 波速为 当n=1时，可得周期为 则频率为 波速为 由上分析可知频率不可能为2Hz，故BC错误，D正确。 故选D。 3. 如图在P板附近有电荷由静止开始向Q板运动，则以下解释正确的是（　　） A. 到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关 B. 到达Q板的速率与板间距离无关 C. 两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越大 D. 若电荷的电压U、与电量q均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的4倍 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据动能定理得 到达Q板的速率为 可知到达Q板的速率只与加速电压有关，与板间距离无关，故A错误，B正确； C．根据动力学公式 可知两板间距离越大，加速的时间越长，加速度越小，故C错误； D．到达Q板的速率为 故若电荷的电压U、与电量q均变为原来的2倍，则到达Q板的速率变为原来的2倍，故D错误。 故选B。 4. 如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将开关S闭合，有一带电粒子静止在电容器中的P点，下列说法正确的是（　　） A. 仅将A板上移，P点电势升高 B. 仅将A板上移，粒子仍保持静止不动 C. 仅增大光敏电阻的光照强度，灯泡L将变暗 D. 仅增大光敏电阻的光照强度的过程中，电阻R中有向下的电流 【答案】D 【解析】 【详解】B．仅将板上移，电容器两端电压不变，距离d变大，根据 可知电场强度减小，电场力减小，粒子将向下运动，故B错误； A．金属板接地，则 又 仅将板上移，电场强度减小，则都减小，故A错误； C．由闭合电路欧姆定律可得 仅增大光敏电阻的光照强度，则减小，增大，灯泡L将变亮，故C错误； D．电容器两端电压 仅增大光敏电阻的光照强度的过程中，则减小，增大，即U增大，根据 可知Q增大，电容器充电，电阻中有向下的电流，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，圆心为O、半径为的四分之一圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，在O点正上方有一光滑的小定滑轮C，小定滑轮到轨道最高点B的距离为1.5m，轻绳的一端系一质量为1kg的小球（小球和小定滑轮均可视为质点），靠放在光滑圆形轨道上的A点，A点到小定滑轮的距离为2m，另一端绕过小定滑轮后用力拉住。重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球静止在A点时，圆形轨道对小球的支持力大小 B. 缓慢地拉轻绳使小球由A运动到B，该过程中小球所受支持力大小不变 C. 小球静止在A点时，绳对小球的拉力大小 D. 缓慢地拉轻绳使小球由A运动到B，该过程中绳子拉力先变小后变大 【答案】B 【解析】 【详解】AC．小球受力如图所示 由平衡条件可知，由图可知力的矢量三角形与几何三角形相似，则有 解得，故AC错误； BD．缓慢地拉轻绳使小球由A运动到B，根据， 其中均不变，逐渐减小，则由上式可知，不变，变小。 故B正确，D错误。 故选B。 6. 如图甲，小球在光滑球面上的A、B之间来回运动。t=0时刻将小球从A点由静止释放，球面对小球的支持力大小F随时间t变化的曲线如图乙，若弧长AB远小于半径，则（　　） A. 小球运动的周期为0.2πs B. 光滑球面的半径为0.1m C. 小球的质量为0.05kg D. 小球的最大速度约为0.10m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在一个周期内经过两次最低点，根据图乙可知，小球的运动周期为，故A错误； B．小球在光滑球面上做简谐振动，根据周期公式 式中的即为光滑球面的半径，代数数据可得 故B错误； CD．设小球在光滑球面上最高点时与其做圆周运动的圆心连线与竖直方向的夹角为，小球到达最低点时的速度的最大值为，则在最高点有 在最低点有 从最高点到最低点由动能定理有 其中 ， 联立以上各式解得 ， 故C正确，D错误。 故选C。 7. 一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为的物体（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体上，使物体开始向上做加速度为的匀加速运动，的速度随时间变化图像如图乙所示，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 拉力的最小值为 B. 弹簧恢复到原长时，物体的速度达到最大值 C. 分离时，上升的距离为 D. 有作用在物体上的过程中，间弹力的最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．整体原来静止，合外力为零，施加外力的瞬间，对整体，根据牛顿第二定律有 当整体向上运动时，弹簧弹力减小，则增大，拉力的最小值为，故A错误； B．当弹簧的弹力时，达到最大速度，此时弹簧处于压缩状态，故B错误； C．施加前，物体整体平衡，根据平衡条件有 解得 在时刻分离，由 解得 则分离时，上升的距离为，故C错误； D．初始时刻，间弹力最大，对受力分析 初始 代入可得，故D正确。 故选D。 二、多选题（选对的6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分） 8. 2021年1月，“天通一号”03星发射成功。发射过程简化为如图所示：火箭先把卫星送上轨道1（椭圆轨道，、是远地点和近地点）后火箭脱离；卫星再变轨到轨道2（圆轨道）；卫星最后变轨到轨道3（同步圆轨道）。轨道1、2相切于点，轨道2、3相交于、两点，忽略卫星质量变化。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在三个轨道上的周期 B. 由轨道1变至轨道2，卫星在点向后喷气 C. 卫星在三个轨道上机械能 D. 轨道1在点的线速度小于轨道3的线速度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．轨道2与轨道3均是以地球球心为圆心的圆轨道，两轨道相交于、两点，则两轨道的半径必定相等，即，根据开普勒第三定律可知卫星在轨道2和轨道3上的周期相等，即，轨道1为椭圆轨道，其半长轴小于轨道2的半径，根据开普勒第三定律可知，所以，故A正确； B．卫星由轨道1变至轨道2，需要在远地点点进行加速做离心运动，故卫星要在点向后喷气，故B正确； C．轨道2和轨道3均为圆轨道且半径相等，由于忽略卫星质量变化，则卫星在两轨道上的动能相等且重力势能相等，所以两轨道上机械能相等即，卫星由轨道1在点变轨到轨道2需要点火加速，卫星的机械能增加，可知 故，故C错误； D．卫星在轨道3上做匀速圆周运动，设轨道半径为，根据万有引力提供向心力有 解得 若存在一个以地球为圆心且经过点的圆轨道，设该轨道半径为且卫星在该轨道上的运行速度为，根据万有引力提供向心力有 解得 由于，则，因卫星在轨道1的点需加速做离心运动才能进入经过点的圆轨道，所以，进一步得到，故D错误。 故选AB。 9. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前静止 B. 碰撞后的运动方向不变 C. D. 该碰撞为非弹性碰撞 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图像斜率表示速度可知碰撞前静止，碰撞后的运动方向发生改变，故A正确，B错误； C．碰撞前的速度为 碰撞后的速度为 碰撞前的速度为0，碰撞后的速度为 根据动量守恒定律得 可得两物体的质量之比为 故C正确； D．碰撞前系统的总动能为 碰撞后系统的总动能为 则有 可知两物体的碰撞为弹性碰撞，故D错误。 故选AC。 10. 高温超导限流器是一种行之有效的短路故障电流限制装置。超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I>Ic时，将造成超导体失超，从超导态（本题认为电阻为零）转变为正常态（本题认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常电阻为，超导临界电流Ic=1.2A，限流电阻，小灯泡L上标有“6V，6W”字样，电源电动势。M、N是平行板电容器的两个极板，用绝缘细线将重量为G的带电小球悬于电容器内部。闭合开关S，电路中小灯泡L正常发光，小球静止时悬线与竖直方向的夹角为θ。现小灯泡L突然发生短路。则（　　） A. 小灯泡L短路后，小球静止时夹角θ不变 B. 小灯泡L短路后，小球静止时夹角θ减小 C. 小灯泡L短路后，通过的电流为A D. 小灯泡L短路后，通过R1的电流为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．灯泡L突然发生短路，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律有 可知干路电流增大，根据 可知路端电压减小，即电容器两端电压减小，根据 可知极板间场强减小，小球受到的电场力减小，故小球静止时夹角θ减小，故A错误，B正确； CD．题意知闭合开关S，电路中小灯泡L正常发光，则灯泡电流 可知此时超导部件处于超导态（电阻为0），限流电阻被短路。小灯泡短路后，电路中的电流 超过临界电流，故超导体失超，转化为正常态，此时两个电阻并联，则此时电路干路电流 则并联电阻两端电压 则通过的电流为，故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题 11. 某实验小组的同学利用了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，实验时，该小组的同学完成了如下操作 a.测量滑块和遮光条的总质量M以及所挂钩码的质量m； b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d； c.调整气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨的左端，并组装实验装置； d.在细绳的左端挂上一个钩码，将滑块从气垫导轨的右端合适的位置由静止释放，测量释放点到光电门的距离L； e.记录滑块经过光电门时遮光条的挡光时间； f.改变释放点到光电门的距离L，重复步骤d，e，f，记录多组实验数据L和。 （1）实验时，应选用____（选填“较宽”或“较窄”）的遮光条，操作b中，游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光条的宽度____； （2）滑块经过光电门瞬间的速度____（用以上的测量量表示）。 （3）利用记录的多组实验数据，描绘了的图像，图像的斜率为k，若重力加速度____。则系统的机械能守恒。 【答案】（1） ①. 较窄 ②. 1.30 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]为了减小实验误差，要求滑块经过光电门时挡光时间越短越好，因此实验时应选择较窄的遮光条； [2]由游标卡尺的读数规则可知遮光条的宽度为 【小问2详解】 滑块经过光电门时挡光时间极短，滑块经过光电门的瞬时速度近似等于挡光时间内的平均速度，即为 【小问3详解】 若钩码和滑块组成的系统机械能守恒，滑块从释放到经过光电门的过程中，有 整理得 则有 若系统的机械能守恒，重力加速度为 12. 某同学用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。可用器材如下： A．待测毫安表mA（量程5mA，内阻约为10Ω） B．电阻箱R0（最大阻值为9999.99Ω） C．电源E（电动势约为8V，内阻未知） D．电压表V（量程10V，内阻约为15kΩ） E．滑动变阻器R1（最大阻值为1kΩ） F．滑动变阻器R2（最大阻值为2kΩ） G．滑动变阻器R3（最大阻值为20Ω） （1）首先测量毫安表mA的内阻。正确连接电路后，进行如下操作： ①将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合开关S； ②调节滑动变阻器使毫安表mA满偏，闭合开关S2，调节电阻箱R0使毫安表mA达到满偏的一半，记录此时电阻箱的读数为9.60Ω。 由上述操作可知，本实验中滑动变阻器应选择________（选填“E”或“F”），毫安表的内阻Rg=________Ω毫安表内阻的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“准确”） （2）测量电源的电动势和内阻。 调节R0，将毫安表mA改装成量程为1.0A的电流表，将滑动变阻器换成R3，再闭合S1，多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，记录毫安表与电压表的示数，根据实验数据作出U-I图像如图乙所示。若电表内阻对实验的影响忽略不计，根据图线可求出电源的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. F ②. 9.60 ③. 偏小 （2） ①. 7.9 ②. 2.5 【解析】 【小问1详解】 本实验采用半偏法测量毫安表内阻，要求滑动变阻器阻值远大于毫安表内阻，保证闭合开关后干路电流近似不变。毫安表满偏电流，电源电动势，此时电路总电阻至少为，因此滑动变阻器应选最大阻值为的F。 半偏法中，当毫安表示数为满偏的一半时，认为通过电阻箱的电流与毫安表电流相等，均为，并联电路电压相等，故毫安表内阻。 闭合后，毫安表与并联，总电阻减小，干路总电流会大于，此时毫安表电流为，则通过的电流大于，由可知，因此毫安表内阻的测量值偏小。 【小问2详解】 将毫安表改装为量程的电流表，扩大量程的倍数，即毫安表示数为（单位）时，电路总电流为 根据闭合电路欧姆定律，图像的纵轴截距等于电源电动势，由图乙可知 当时，，总电流 代入公式得内阻 四、解答题 13. 如图所示，一个质量的物体从光滑且固定的斜面上A点由静止开始下滑依次经过B、C、D各点。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度。其中BC为水平面，BC长度，CD为光滑的一圆弧，半径。物体与水平面BC间的动摩擦因数，轨道在B、C两点平滑连接，不计空气阻力，g取。求： （1）物体第一次运动到C点时对轨道的压力大小； （2）物体最终停止的位置到B点的距离s。 【答案】（1）44N （2）0.5m 【解析】 【小问1详解】 物体由C点运动到最高点，根据动能定理得 代入数据解得 在C点根据牛顿第二定律有 解得滑道对物体的支持力大小为 据牛顿第三定律，物体运动到C点时对滑道的压力大小与大小相等，为44N。 【小问2详解】 物体由C点到最终停止，根据动能定理得 代入数据解得 由于 所以物体最终停止的位置到B点的距离为 14. 如图所示，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧轨道放在光滑水平地面上，下端与水平地面相切，质量为的木块静止在轨道左侧，质量为的子弹以的速度水平向右射入木块并留在其中。已知子弹与木块作用时间极短，木块的尺寸远小于圆弧轨道的半径，重力加速度大小g取，不计空气阻力。求： （1）子弹射入木块后的共同速度的大小以及此过程中产生的内能； （2）木块沿圆弧轨道上升的最大高度； （3）圆弧轨道的最大速度。 【答案】（1） （2） （3），方向水平向右 【解析】 【小问1详解】 设子弹射入木块后与木块的共同速度为，对子弹和木块组成的系统，取子弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 解得子弹射入木块后的共同速度 根据能量守恒，可得此过程系统所产生的内能 解得产生的内能 【小问2详解】 设木块（含子弹）在圆弧轨道上升到最大高度时，两者的速度大小为，木块沿圆弧轨道上升的最大高度为h，取子弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得木块沿圆弧轨道上升的最大高度 因，所以木块未从圆弧轨道最高点飞出 【小问3详解】 设木块（含子弹）在圆弧轨道上时，圆弧轨道一直做加速运动，木块（含子弹）在圆弧轨道底端与轨道分离时，圆弧轨道的速度最大，设此时木块（含子弹）的速度为，圆弧轨道的速度为，取子弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得圆弧轨道的最大速度 方向水平向右。 15. 如图所示，竖直平面内的xOy坐标系中，x轴上固定一个电荷量大小为Q、带正电的点电荷，y轴上固定一根足够长的光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个重力不计的带电圆环（可视为质点）套在杆上，由P处静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做半径为R的匀速圆周运动，匀速圆周运动的周期为T（T的大小未知）。若规定无穷远处电势为零，点电荷产生的电势公式（r为到点电荷的距离）。求： （1）PO间距为多少？ （2）若将圆环从杆上的N处由静止释放，可使圆环从O处离开细杆后绕点电荷Q做椭圆运动，周期变为，已知圆环的椭圆运动可类比行星绕中心天体的椭圆运动，运动规律可类比开普勒行星运动定律，则NO间距为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对圆环，圆周运动过程有 对圆环，从静止释放到O点过程有 联立解得 则有 【小问2详解】 对圆环绕点电荷做椭圆运动，令其距离点电荷的最远距离为，类比开普勒第三定律有 解得 类比开普勒第二定律 ，设圆环在O点速度为，距离点电荷最远点为，则有 圆环从椭圆的O点运动到距离点电荷最远点过程有 解得 圆环从N处由静止释放到运动到O点过程有 解得 则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $