精品解析：湖南邵阳市武冈市第一中学2026-2027学年高二上学期开学检测物理试卷

2026---2027学年湖南省武冈市第一中学高二物理 开学检测试卷 学校∶___________姓名∶___________班级∶___________考号∶___________ 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共43分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知： A. 太阳位于木星运行轨道的中心 B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 2. 意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推（　　） A. 力不是维持物体运动的原因 B. 力是使物体产生加速度的原因 C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动 D. 物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 3. 物体沿直线做加速运动，从开始计时起，第内的位移是，第内的位移是第内的位移是，由此可知（　　） A. 物体一定是做匀加速直线运动 B. 物体的初速度一定不是 C. 物体的加速度一定是 D. 物体在前内的平均速度一定是 4. 如图所示，某颗小行星绕太阳依次从a→b→c→d→a运动，在轨道上这四个位置中，该行星运动速率最大的是（　　） A. a B. b C. c D. d 5. 地下车库为了限制车辆高度，采用如图所示曲杆道闸，它是由相同长度的转动杆AB和横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点。现道闸正在缓慢打开，转动杆AB绕A点的转动过程中B点可视为匀速圆周运动，横杆BC始终保持水平，则在道闸缓慢打开的过程中，下列说法正确的是（ ） A. B点线速度不变 B. B点的角速度不变 C. B、C两点的线速度大小 D. B、C两点的角速度大小 6. 如图，有一倾角为θ的斜面固定在水平面上，两个小球甲、乙分别从斜面上以大小相等的初速度抛出，甲、乙两球的初速度与斜面的夹角分别为α和β，两球抛出后都落在了斜面上。忽略空气阻力，则甲、乙两小球在空中运动的时间之比为（　　） A. B. C. D. 7. 如图，两个质量均为m的小球M、N通过轻质细杆连接，杆与水平面的夹角为53°，M套在固定的竖直杆上，N放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与N相连，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g。当弹簧处于原长状态时，M到地面的距离为h，将M由此处静止释放，在小球M向下运动至与地面接触的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球M释放的瞬间，小球N的加速度等于 B. 小球N的对水平面的压力先减小后增大。 C. 当小球N的速度最大时，小球M的加速度大小等于 D. 若小球M落地时弹簧的弹性势能为，M的动能大小为 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，甲、乙两辆汽车从同一位置出发沿平直的公路运动，通过速度传感器描绘出了两汽车的图像，则下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙汽车的加速度大小之比为 B. 时两辆汽车具有相同的速度 C. 两辆汽车在前的某时刻相遇 D. 两辆汽车再次相遇前间隔的最大距离为 9. 如图甲所示，光滑水平地面上有一长木板，木块（视为质点）叠放在木板右端。有一水平力作用在长木板上，使木板由静止开始运动，时木块刚要从木板上掉落。已知木块的质量，木板的质量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，的加速度随时间变化的图像分别如图乙、图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，木块的速度为 B. 间的动摩擦因数为0.5 C. 内拉力大小为 D. 木板的长度为 10. 新能源汽车指采用非常规车用燃料作为动力来源的新型汽车。比如纯电动汽车以电池模组和电动机为主要动力装置，有节能减排、低噪音、高效率等优点，是未来汽车产业的重要发展方向。现已知质量为M的新能源汽车由静止出发做匀加速直线运动，经过时间t后，该汽车的运行里程为L，此时发动机恰好到达额定功率P，汽车所受的阻力恒定，达到额定功率后，汽车保持额定功率做变加速运动，最后以匀速运动，对此下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为 B. 汽车做匀加速运动时的加速度 C. 到达速度时，发动机做功为 D. 存在关系式 第二部分（非选择题 共57分） 三、非选择题：本大题共5题，共57分。 11. 某同学用图（a）装置验证机械能守恒定律。上下可调的十字夹M连接横杆①，横杆①上安装夹子N。不可伸长的轻绳一端与固定在铁架台顶部横杆②上的悬点P相连，穿过夹子N后，另一端系一小钢球，夹子N下端为小钢球摆动的悬点Q。在小钢球自然下垂的位置固定一光电门。横杆③通过十字夹M固定，其上安装左右可调的电磁释放装置H，装置H断电后可使小钢球从悬点Q等高处静止释放。已知当地重力加速度大小为g，轻绳始终保持伸直。本题结果均用题中所给字母表示。 （1）若测得小钢球直径为d，悬点Q到小钢球上端的细线长度为l，小钢球摆长为_______； （2）静止释放小钢球，记录小钢球第一次通过光电门的遮光时间t，则小钢球通过最低点时的速度大小v=_______。本实验中，若满足关系式_________________，则验证了机械能守恒； （3）为采集多组数据进行验证，可改变夹子M和电磁释放装置H的位置，改变摆长后小钢球仍从悬点Q等高处静止释放，将数据描绘在坐标平面上，如图（b）。当满足机械能守恒时，图线的纵截距b=________； （4）分析实验结果发现小钢球动能的增加量总是大于重力势能的减少量，下列原因中可能正确的是__________。 A. l的测量值偏大 B. 小钢球下落过程中受到了空气阻力 C. 小钢球在最低点时光电门的光路中心在小钢球球心的下方 D. 电磁释放装置断电后，小钢球迟滞小段时间后才开始运动 12. 某物理兴趣小组想利用气垫导轨验证物块和弹簧组成的系统机械能守恒。如图所示，气垫导轨调至水平，力传感器固定在导轨的左支架上，将轻质弹簧一端连接到力传感器上，弹簧自由伸长至点。给装有宽度为的遮光条的滑块一定的初速度，使之从导轨右端向左滑动，记录滑块经过光电门时的挡光时间以及滑块压缩弹簧至最短时力传感器的示数，并多次进行上述操作。已知弹簧的劲度系数为，弹簧弹性势能的表达式为（为弹簧的形变量），滑块的质量为。 （1）滑块经过光电门时的动能为________，弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为________。（用题中所给字母表示） （2）根据实验数据，作出________（选填“”、“”或“”）图像，使之成为一条直线，图像的斜率为________（用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 13. 如图所示，光滑水平面内的平面直角坐标系第二象限存在大小未知方向沿y轴负方向的匀强电场，第一、四象限内存在与x轴正方向成30°斜向上的匀强电场（图中未画出）。圆心角为120°的光滑圆弧绝缘轨道固定在第一、四象限平面内，其左端位于坐标原点O处，右端B点和圆心连线与x轴平行，轨道半径大小为L。时刻，质量为m、电荷量为+q的小球从A点以大小为的初速度平行于x轴开始向右运动，恰好从O点沿切线方向进入弧形轨道。已知第一、四象限内匀强电场的电场强度，A点的横坐标为，小球可视为点电荷且带电量始终不变，重力加速度为g。求： （1）第二象限内匀强电场的电场强度的大小； （2）小球经过圆弧轨道右端点B点时，轨道对小球弹力的大小； （3）小球通过B点时，第一象限立刻再加一沿y轴负方向的匀强电场，小球通过B点后速度最小时所处位置的横坐标x的大小。 14. 某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动。比赛规则是：如图甲所示向滑动的长木板上放砖块，且每次只能将一块砖无初速度（相对地面）的放到木板上，木板停止时立即停止搬放，以木板上砖块多少决定胜负。已知每块砖的质量m = 0.8 kg，木板的上表面光滑且足够长，比赛过程中木板始终受到恒定的拉力的作用，未放砖块时木板以v0 =3m/s的速度匀速前进。获得冠军的家庭上场比赛时每隔T = 0.8 s放一块砖，从放上第一块砖开始计时，图中仅画出了0～0.8 s内木板运动的v – t图象，如图乙所示，g取10 m/s2。求： （1）木板的质量M及板与地面间的动摩擦因数为多少？ （2）木板停止时，木板上放有多少块砖？ （3）从放上第一块砖开始到停止，木板的总位移是多少？ 15. 科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带AB部分水平，其长度L=1.2m，传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径r=0.4m，其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角且圆弧的半径R=0.5m，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH长为x=4.45m，其倾角．某同学将一质量为0.5kg且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，然后物块滑上倾斜传送带GH．已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度，,,，求： （1）物块由A到B所经历的时间； （2）DE弧对应的圆心角为多少； （3）若要物块能被送到H端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从G到H端所用时间的取值范围． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026---2027学年湖南省武冈市第一中学高二物理 开学检测试卷 学校∶___________姓名∶___________班级∶___________考号∶___________ 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共43分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知： A. 太阳位于木星运行轨道的中心 B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 【答案】C 【解析】 【详解】太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C. 2. 意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推（　　） A. 力不是维持物体运动的原因 B. 力是使物体产生加速度的原因 C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动 D. 物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 【答案】C 【解析】 【详解】铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，倾角最大的情况就是90°时，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动。 故选C。 3. 物体沿直线做加速运动，从开始计时起，第内的位移是，第内的位移是第内的位移是，由此可知（　　） A. 物体一定是做匀加速直线运动 B. 物体的初速度一定不是 C. 物体的加速度一定是 D. 物体在前内的平均速度一定是 【答案】D 【解析】 【详解】AB．各时间段内位移随时间增加，但由题意无法确定各段时间内的具体运动形式，故无法判断物体是否做匀加速直线运动，也无法得出物体的初速度，故AB错误； C．虽然位移之差满足匀变速直线运动的一个规律，由题意无法确定各段时间内的具体运动形式，故无法确定物体的加速度，故C错误； D．由可得，此物体在前内的平均速度为，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，某颗小行星绕太阳依次从a→b→c→d→a运动，在轨道上这四个位置中，该行星运动速率最大的是（　　） A. a B. b C. c D. d 【答案】A 【解析】 【详解】根据开普勒第二定律可知，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，a点离太阳最近，相等的时间内扫过的弧长最长，由可知a点的线速度最大。 故选A。 5. 地下车库为了限制车辆高度，采用如图所示曲杆道闸，它是由相同长度的转动杆AB和横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点。现道闸正在缓慢打开，转动杆AB绕A点的转动过程中B点可视为匀速圆周运动，横杆BC始终保持水平，则在道闸缓慢打开的过程中，下列说法正确的是（ ） A. B点线速度不变 B. B点的角速度不变 C. B、C两点的线速度大小 D. B、C两点的角速度大小 【答案】B 【解析】 【详解】A．B点做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向改变，故A错误； B．B点做匀速圆周运动，角速度不变，故B正确； C．B点做匀速圆周运动的过程中，横杆BC始终保持水平，则BC杆上各点相对静止，所以C点的速度始终与B点相同，所以B、C两点的线速度大小关系 C点的角速度始终与B点相同，所以B、C两点的角速度大小关系，故CD错误。 故选 B。 6. 如图，有一倾角为θ的斜面固定在水平面上，两个小球甲、乙分别从斜面上以大小相等的初速度抛出，甲、乙两球的初速度与斜面的夹角分别为α和β，两球抛出后都落在了斜面上。忽略空气阻力，则甲、乙两小球在空中运动的时间之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】把小球甲的速度、加速度沿着斜面和垂直斜面正交分解，垂直斜面方向初速度 垂直斜面方向加速度 所以小球甲在空中的时间 同理可得小球乙在空中的时间 可得 故选A。 7. 如图，两个质量均为m的小球M、N通过轻质细杆连接，杆与水平面的夹角为53°，M套在固定的竖直杆上，N放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与N相连，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g。当弹簧处于原长状态时，M到地面的距离为h，将M由此处静止释放，在小球M向下运动至与地面接触的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球M释放的瞬间，小球N的加速度等于 B. 小球N的对水平面的压力先减小后增大。 C. 当小球N的速度最大时，小球M的加速度大小等于 D. 若小球M落地时弹簧的弹性势能为，M的动能大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设小球M释放的瞬间，细杆的弹力为F，则有， 由关联加速度，可得 解得 故A错误； B．依题意，小球M先加速后减速，加速度先减小后反向增加，对小球M、N系统先处于失重状态，因加速度向下减小，可知地面对小球N的支持力逐渐增加，当加速度为零时支持力为2mg；而后加速度变为向上，系统超重，随加速度向上增加，则地面对小球N的支持力增大，由牛顿第三定律可知小球N的对水平面的压力一直增大。故B错误； C．当小球N的速度最大时，弹簧处于伸长状态，细杆对小球N的水平推力等于弹簧的拉力，细杆对小球M有向上的推力，所以小球M的加速度大小小于g。故C错误； D．整个系统机械能守恒，则有 则此时M的动能大小为 故D正确。 故选D。 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，甲、乙两辆汽车从同一位置出发沿平直的公路运动，通过速度传感器描绘出了两汽车的图像，则下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙汽车的加速度大小之比为 B. 时两辆汽车具有相同的速度 C. 两辆汽车在前的某时刻相遇 D. 两辆汽车再次相遇前间隔的最大距离为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．图像的斜率表示加速度，由图像可知汽车甲的加速度为 汽车乙的加速度为 则甲、乙汽车的加速度之比为，故A正确； B．由图可知，在时两辆汽车的速度均为，即该时刻两辆汽车的速度相同，故B正确； C．在的时间内，汽车甲的速度一直大于汽车乙的速度，所以两辆汽车之间的距离一直增大，且时两汽车的距离最大，后汽车乙的速度大于汽车甲的速度，汽车乙开始追赶汽车甲，则两汽车相遇的时间一定在以后，故C错误； D．在图像中，图像与坐标轴围成的面积表示汽车的位移，时两汽车的距离最大，由图像可知汽车甲的位移为 汽车乙的位移为 则两辆汽车的最大距离为，故D正确。 故选ABD。 9. 如图甲所示，光滑水平地面上有一长木板，木块（视为质点）叠放在木板右端。有一水平力作用在长木板上，使木板由静止开始运动，时木块刚要从木板上掉落。已知木块的质量，木板的质量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，的加速度随时间变化的图像分别如图乙、图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，木块的速度为 B. 间的动摩擦因数为0.5 C. 内拉力大小为 D. 木板的长度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由乙丙图可知，内木块与木板加速度相同，即两者保持相对静止，AB速度增量为 AB由静止开始运动，所以时有 故A正确； B．由乙、丙图得，3s后，A、B间发生相对滑动，所以时AB间达到最大静摩擦力，此时对A有 解得 故B错误； C．3s后，对B有 解得 故C正确； D．内，B的位移 A的位移 解得相对位移 即木板长为，故D错误。 故选AC。 10. 新能源汽车指采用非常规车用燃料作为动力来源的新型汽车。比如纯电动汽车以电池模组和电动机为主要动力装置，有节能减排、低噪音、高效率等优点，是未来汽车产业的重要发展方向。现已知质量为M的新能源汽车由静止出发做匀加速直线运动，经过时间t后，该汽车的运行里程为L，此时发动机恰好到达额定功率P，汽车所受的阻力恒定，达到额定功率后，汽车保持额定功率做变加速运动，最后以匀速运动，对此下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为 B. 汽车做匀加速运动时的加速度 C. 到达速度时，发动机做功为 D. 存在关系式 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题意，汽车最后以匀速运动，则有 整理可得有轨电车所受阻力为 A正确； B．因为电车由静止出发做匀加速直线运动，经过时间 t后，该有轨电车的运行里程为L，根据位移与加速度的关系可得 解得有轨电车做匀加速运动时的加速度为 B正确； C．到达速度时，发动机做功转化为电车的动能和克服阻力做的功，可知发动机做功大于动能的增加量 C错误； D．由题意，根据牛顿第二定律可得 整理可得有轨电车所受阻力为 当电车匀速运动时，阻力和动力相等，故可得 D正确。 故选ABD。 第二部分（非选择题 共57分） 三、非选择题：本大题共5题，共57分。 11. 某同学用图（a）装置验证机械能守恒定律。上下可调的十字夹M连接横杆①，横杆①上安装夹子N。不可伸长的轻绳一端与固定在铁架台顶部横杆②上的悬点P相连，穿过夹子N后，另一端系一小钢球，夹子N下端为小钢球摆动的悬点Q。在小钢球自然下垂的位置固定一光电门。横杆③通过十字夹M固定，其上安装左右可调的电磁释放装置H，装置H断电后可使小钢球从悬点Q等高处静止释放。已知当地重力加速度大小为g，轻绳始终保持伸直。本题结果均用题中所给字母表示。 （1）若测得小钢球直径为d，悬点Q到小钢球上端的细线长度为l，小钢球摆长为_______； （2）静止释放小钢球，记录小钢球第一次通过光电门的遮光时间t，则小钢球通过最低点时的速度大小v=_______。本实验中，若满足关系式_________________，则验证了机械能守恒； （3）为采集多组数据进行验证，可改变夹子M和电磁释放装置H的位置，改变摆长后小钢球仍从悬点Q等高处静止释放，将数据描绘在坐标平面上，如图（b）。当满足机械能守恒时，图线的纵截距b=________； （4）分析实验结果发现小钢球动能的增加量总是大于重力势能的减少量，下列原因中可能正确的是__________。 A. l的测量值偏大 B. 小钢球下落过程中受到了空气阻力 C. 小钢球在最低点时光电门的光路中心在小钢球球心的下方 D. 电磁释放装置断电后，小钢球迟滞小段时间后才开始运动 【答案】（1） （2） ①. ②. （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 摆长为悬点到小球球心的距离，由于悬点到小钢球上端的细线长度为，小钢球直径为，则小钢球摆长为 【小问2详解】 [1]小钢球通过光电门的挡光时间极短，可用极短时间内的平均速度代替瞬时速度，则小钢球通过最低点时的速度大小为 [2]小钢球从悬点等高处静止释放到最低点的过程中，下降的高度即为摆长，重力势能的减少量为 动能的增加量为 若满足机械能守恒，则有 即满足关系式 【小问3详解】 根据机械能守恒定律有 整理得 结合图像可知图像的纵截距为 【小问4详解】 分析实验结果发现小钢球动能的增加量总是大于重力势能的减少量，说明计算得到的速度偏大或重力势能的减少量偏小； A．若的测量值偏大，根据可知计算出的重力势能减少量偏大，会导致动能增加量小于重力势能减少量，不符合题意，故A错误； B．小钢球下落过程中受到了空气阻力作用，部分机械能转化为内能，会导致真实的动能增加量小于重力势能减少量，不符合题意，故B错误； C．小钢球在最低点时光电门的光路中心在小钢球球心的下方，此时小钢球挡光的有效弦长小于直径，真实的挡光时间变短，而计算速度时仍用直径代入计算，导致计算出的速度偏大，从而使得计算出的动能增加量偏大，可能出现动能增加量大于重力势能减少量的情况，符合题意，故C正确； D．电磁释放装置断电后，小钢球迟滞小段时间后才开始运动，这只是改变了小钢球开始下落的时刻，对下落过程的能量转化没有影响，不会导致实验误差，不符合题意，故D错误。 故选C。 12. 某物理兴趣小组想利用气垫导轨验证物块和弹簧组成的系统机械能守恒。如图所示，气垫导轨调至水平，力传感器固定在导轨的左支架上，将轻质弹簧一端连接到力传感器上，弹簧自由伸长至点。给装有宽度为的遮光条的滑块一定的初速度，使之从导轨右端向左滑动，记录滑块经过光电门时的挡光时间以及滑块压缩弹簧至最短时力传感器的示数，并多次进行上述操作。已知弹簧的劲度系数为，弹簧弹性势能的表达式为（为弹簧的形变量），滑块的质量为。 （1）滑块经过光电门时的动能为________，弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为________。（用题中所给字母表示） （2）根据实验数据，作出________（选填“”、“”或“”）图像，使之成为一条直线，图像的斜率为________（用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]滑块经过光电门时的速度 根据动能的表达式可得 根据弹性势能的表达式有 结合胡克定律 解得。 【小问2详解】 [1][2]若系统机械能守恒，则满足 即 整理得 应作图像，图像的斜率为。 13. 如图所示，光滑水平面内的平面直角坐标系第二象限存在大小未知方向沿y轴负方向的匀强电场，第一、四象限内存在与x轴正方向成30°斜向上的匀强电场（图中未画出）。圆心角为120°的光滑圆弧绝缘轨道固定在第一、四象限平面内，其左端位于坐标原点O处，右端B点和圆心连线与x轴平行，轨道半径大小为L。时刻，质量为m、电荷量为+q的小球从A点以大小为的初速度平行于x轴开始向右运动，恰好从O点沿切线方向进入弧形轨道。已知第一、四象限内匀强电场的电场强度，A点的横坐标为，小球可视为点电荷且带电量始终不变，重力加速度为g。求： （1）第二象限内匀强电场的电场强度的大小； （2）小球经过圆弧轨道右端点B点时，轨道对小球弹力的大小； （3）小球通过B点时，第一象限立刻再加一沿y轴负方向的匀强电场，小球通过B点后速度最小时所处位置的横坐标x的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球在第二象限做类平抛运动，方向匀速运动  方向匀加速，根据牛顿第二定律  到达点时竖直速度  由几何关系，因此速度偏角满足 解得​​ 【小问2详解】 小球到达点速度大小 点动能  的电场力分解 沿分量，沿分量 点坐标为，从到电场力做功  由动能定理  点半径沿方向，向心力指向圆心（负方向），由向心力公式 代入得 【小问3详解】 加后，总电场力分量， 因此加速度分量  ​ 点速度沿正方向， 任意时刻速度分量 ​ 速度平方 ，为关于的二次函数，最小值对应顶点  点横坐标为​，小球方向匀加速，因此总横坐标 解得​ 【点睛】 14. 某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动。比赛规则是：如图甲所示向滑动的长木板上放砖块，且每次只能将一块砖无初速度（相对地面）的放到木板上，木板停止时立即停止搬放，以木板上砖块多少决定胜负。已知每块砖的质量m = 0.8 kg，木板的上表面光滑且足够长，比赛过程中木板始终受到恒定的拉力的作用，未放砖块时木板以v0 =3m/s的速度匀速前进。获得冠军的家庭上场比赛时每隔T = 0.8 s放一块砖，从放上第一块砖开始计时，图中仅画出了0～0.8 s内木板运动的v – t图象，如图乙所示，g取10 m/s2。求： （1）木板的质量M及板与地面间的动摩擦因数为多少？ （2）木板停止时，木板上放有多少块砖？ （3）从放上第一块砖开始到停止，木板的总位移是多少？ 【答案】（1）8kg，0.25；（2）5；（3）7.6m 【解析】 【分析】 【详解】(1)没有放砖时对车受力有 放上第一块砖时，板车减速，设加速度大小为，对车受力 由牛顿第二定律 得 由图 解得 (2)放第二块砖后，受力分析有 解得 所以 在第二个0.8s内车速度变化为 同理 则 停下时有 则 可得 解得 所以车停时有5块砖 (3)由车运动v-t图得：第一个0.8s内车的位移 第二个0.8s内车的位移 第三个0.8s内车的位移 第四个0.8s内车的位移 第五个0.8s内车的位移 总位移为 15. 科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带AB部分水平，其长度L=1.2m，传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径r=0.4m，其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角且圆弧的半径R=0.5m，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH长为x=4.45m，其倾角．某同学将一质量为0.5kg且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，然后物块滑上倾斜传送带GH．已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度，,,，求： （1）物块由A到B所经历的时间； （2）DE弧对应的圆心角为多少； （3）若要物块能被送到H端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从G到H端所用时间的取值范围． 【答案】(1)0.7s (2) (3), 【解析】 【详解】（1）物体在水平传送带上，由牛顿第二定律得： 所以： 物体加速到3m/s的时间： 在加速阶段的位移： 物体做匀速直线运动的时间： 物块由A到B所经历的时间：t=t1+t2=0.7s (2)若物体能在B点恰好离开传送带做平抛运动，则满足： 所以： 所以物体能够在B点离开传送带做平抛运动，平抛的时间： 解得： 到达D点时物体沿竖直方向的分速度： 到达D点时物体的速度与水平方向之间的夹角： 所以：α=530 即DE弧对应的圆心角α为530 （3）当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，所以物体在F点受到的支持力： 物体在F点时，支持力与重力的分力提供向心力得： 代入数据得：v3=5m/s 物体在倾斜的传动带上受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力： f′=μmgcos370=2N 重力沿斜面向下的分力：Fx=mgsin370=3N>f′ 可知物体不可能相对于传动带静止，所以物体在传送带上将一直做减速运动，物体恰好到达H点时速度为0. Ⅰ、若传送带的速度大于等于物体在F点的速度，则物体受到的摩擦力的方向向上，物体一直以不变的加速度向上做减速运动；此时：Fx-f′=ma3 解得：a3=2m/s2 物体的位移为： 代入数据解得：t′=1.16s（或t′=3.84s不合题意） Ⅱ、若传送带的速度小于物体在F点的速度，则物体先相对于传送带向上运动，受到的摩擦力的方向向下；当物体的速度小于传送带的速度后，受到的摩擦力方向向上，物体继续向上做减速运动，速度的大小发生变化． 设物体恰好能到达H点时，传送带的速度是vmin，且vmin<v3，物体到达H点的速度为0. 物体的速度大于传送带的速度时，物体受到的摩擦力的方向向下，此时： Fx+f′=ma2，则a2=10m/s2 物体的速度小于传送带的速度时，物体受到的摩擦力方向向上，则： Fx-f′=ma3，则a3=2m/s2 物体向上的减速运动若反过来看，也可以是向下的加速运动，初速度为0，末速度为v3，设下面的一段时间为t4，上面的一段时间为t5，可得：，， 联立以上三式，代入数据得：t4=0.1s，t5=2.0s，vmin=4m/s 物体从F点运动到H点的总时间： 综合以上的分析可知，若要物体能都到达H点，传送带的速度应满足：vmin≥4m/s ，物体运动的时间范围是： 1.16s≤t≤2.1s 【点睛】本题借助于传送带问题考查牛顿运动定律的综合应用、平抛运动及圆周运动的规律，要求能正确分析物体的运动过程，并能准确地进行受力分析，选择合适的物理规律求解．传送带的问题是牛顿运动定律的综合应用中比较复杂的问题，该题竟然有两个传送带，题目的难度太大． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $