精品解析：云南文山州马关县第一中学2023-2024学年高一下学期第三次阶段检测物理试题

马关县第一中学2024年春季学期高一年级第三次月考试卷 物理 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 2．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 3．每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求；第7~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 两个完全相同的金属球A和B，电荷量分别为和，间距远大于金属球半径，相互作用力大小为F，若将两球接触后再放回原处，则下列说法正确的是（ ） A. 两个金属球的电荷量均为 B. 两个金属球间的静电力为引力 C. 两个金属球间的静电力变小 D. 两个金属球间的静电力变大 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增加，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去。设小球从静止开始运动，由此可判定（　　） A. 小球向前运动，再返回停止 B. 小球向前运动再返回不会停止 C. 小球始终向前运动 D. 小球向前运动一段时间后停止 4. 某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中，重力做功，空气阻力做功，人对物体做功，取地面重力势能为零，则（ ） A. 物体的重力势能的变化量等于 B. 物体的动能等于 C. 物体的机械能等于 D. 物体的机械能等于 5. 2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船的发射取得圆满成功，飞船进入预定轨道后，按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接。已知空间站组合体绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为6800km，地球同步轨道卫星的轨道半径为42000km，则（　　） A. “神舟十六号”的发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度 B. 空间站组合体运行的线速度小于地球同步轨道卫星的线速度 C. 空间站组合体运行的周期大于地球同步轨道卫星的周期 D. 空间站组合体运行的角速度小于地球同步轨道卫星的角速度 6. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（ ） A. 这段时间内，小球的加速度先增大后减小 B. 这段时间内，小球的机械能一直增大 C. 这段时间内，弹簧减少的弹性势能转化为小球增加的重力势能 D. 时刻小球的加速度一定不大于当地的重力加速度g 7. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶过程中发动机的功率恒定，受到恒定的阻力f，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的速度为时（　　） A. 汽车的牵引力大小为4f B. 汽车的牵引力大小为f C. 汽车的瞬时加速度大小为 D. 汽车的瞬时加速度大小为 8. 如图所示，A、B、C三个物体放在水平圆台上，它们的连线经过圆心，A、B、C离转轴的距离分别为R、R、2R，A、B、C与台面间的动摩擦因数分别为、、，A、B、C的质量分别为、m、m，当圆台匀速转动时，A、B、C都没有滑动，则（　　） A. A物体的向心加速度最大 B. A、C物体所受的静摩擦力大小相等，方向相反 C. 当圆台的转速缓慢增加时，C物体比B物体先滑动 D. 当圆台的转速缓慢增加时，A物体与B物体将同时开始滑动 9. 如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为的斜面AC，A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度、沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰（不计空气阻力），已知，，下列说法正确的是（ ） A. 初速度、大小之比为3∶4 B. 若仅增大，则两球不再相碰 C. 若大小变为原来的一半，则甲球恰能落在斜面的中点D D. 若只抛出甲球并适当改变大小，则甲球可能垂直击中圆环BC 10. 两款儿童玩具电动车与计算机相连，在平直道路上进行竞速比赛，时两车从同一位置同时同向运动，通过计算机得到两车的图像如图所示（为位移，为时间），下列说法正确的是（　　） A. 车的速度变化比车快 B. 开始运动后车在前，后来车在前 C. 两车相遇前相距最远距离为 D. 两车在运动过程中只能相遇一次 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分） 11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学进行实验的主要步骤如下： ①如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。 ②沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向。 ③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。 （1）实验中确定分力方向时，图甲中的a、b点标记得不妥的是______（填“a”或“b”）点。 （2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中______（填“F”或“”）是F1和F2合力的实际测量值，而另一个则是理论值。 （3）本实验采用的科学方法是______。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法 （4）实验中的一次测量如图丙所示，两个弹簧测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β=90°。若保持弹簧测力计M的读数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是______。 A. 增大N的读数，减小β角 B. 减小N的读数，减小β角 C. 减小N的读数，增大β角 D. 增大N的读数，增大β角 12. 如图甲所示，已知质量为、的两铁块用细线连接，，跨过轻质小滑轮，让从高处由静止开始下落，与连接的纸带上打下一系列点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律，重力加速度为g。 （1）实验装置如图甲（含电源），除了图中所示的器材，还需准备的器材有_______。 A. 重锤线 B. 秒表 C. 毫米刻度尺 （2）图乙为正确实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F为选取的计数点，相邻两计数点间还有4个点未标出，测出计数点间的距离如图中所示。交流电源的频率为f，打下计数点“E”时，的速度大小为_______，取BE段进行研究，若系统机械能守恒，测得的物理量应满足的关系式为_______（用题中所给物理量的字母表示）。 （3）若计算出铁块的速度v及距离起点下落的高度h，作出图像，来验证系统机械能守恒，则该图像的斜率为_______（用题中所给物理量的字母表示）。若操作规范，数据无误，最终产生误差的原因可能为____________（写出一条即可）。 三、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，一质量为m的小球，用长为的轻绳悬挂于O点的正下方P点。与竖直方向的夹角为，已知重力加速度大小为g。 （1）小球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，求水平拉力F做的功； （2）小球在水平恒力的作用下，由静止从P点运动到Q点，求小球在Q点的速度大小。 14. 如图所示，竖直放置的光滑半圆轨道ABC右侧有一堵竖直的墙面，一质量为m的滑块（可视为质点）从水平地面出发，恰好能经过半圆轨道最高点，然后打到竖直墙面上的P点。已知半圆轨道的半径，其最低点与墙之间的距离，重力加速度g取，不计空气阻力。求： （1）滑块通过最高点时的速度大小； （2）滑块打在P点时速度偏转角的正切值的大小； （3）若增大滑块出发的速度，当滑块运动到最高点C时对轨道的压力为，最后打在墙面上的Q点（图中未标出），则P、Q两点之间的距离为多少？ 15. 如图甲所示，半径为R=0.45m的光滑四分之一圆弧轨道固定在水平面上，B为轨道的最低点。B点右侧的光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板小车，小车质量为M=2kg，长度为l=1m，小车的上表面与B点等高，距地面高度为h=0.2m。质量为m=1kg的物块（可视为质点）从圆弧轨道最高点A静止释放， g取10m/s2。 （1）求物块滑到B点时受到的支持力的大小FN； （2）若锁定平板小车并在上表面铺上一种特殊材料（不计材料厚度），其动摩擦因数从左向右随距离变化的关系如图乙所示，求物块滑离平板小车时的速度大小v； （3）撤去上表面铺的材料，物块与平板小车间的动摩擦因数μ=0.4。现解除锁定，物块仍从A点静止释放，分析物块能否滑离小车。若不能，求物块距离小车左端的距离d；若能，求物块落地时距小车右端的水平距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 马关县第一中学2024年春季学期高一年级第三次月考试卷 物理 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 2．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 3．每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求；第7~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 两个完全相同的金属球A和B，电荷量分别为和，间距远大于金属球半径，相互作用力大小为F，若将两球接触后再放回原处，则下列说法正确的是（ ） A. 两个金属球的电荷量均为 B. 两个金属球间的静电力为引力 C. 两个金属球间的静电力变小 D. 两个金属球间的静电力变大 【答案】C 【解析】 【详解】设两球的距离为，根据库仑定律可得 若将两球接触后再放回原处，则两球的带电量均为 可知两个金属球间的静电力为斥力，大小为 可知两个金属球间的静电力变小。 故选C。 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增加，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】汽车沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，加速度应位于轨迹的凹侧，且加速度方向与速度方向（切线方向）的夹角小于90°。 故选A。 3. 如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去。设小球从静止开始运动，由此可判定（　　） A. 小球向前运动，再返回停止 B. 小球向前运动再返回不会停止 C. 小球始终向前运动 D. 小球向前运动一段时间后停止 【答案】C 【解析】 【详解】作出相应的小球的图像如图所示 物体的运动方向由速度的方向决定，由图像可以看出，小球的速度方向始终没有变化，故小球始终向前运动。 故选C。 4. 某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中，重力做功，空气阻力做功，人对物体做功，取地面重力势能为零，则（ ） A. 物体的重力势能的变化量等于 B. 物体的动能等于 C. 物体的机械能等于 D. 物体的机械能等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体的重力势能的变化量等于 选项A错误； B．物体的动能等于 选项B错误； CD．物体的机械能等于 选项C错误，D正确。 故选D。 5. 2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船的发射取得圆满成功，飞船进入预定轨道后，按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接。已知空间站组合体绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为6800km，地球同步轨道卫星的轨道半径为42000km，则（　　） A. “神舟十六号”的发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度 B. 空间站组合体运行的线速度小于地球同步轨道卫星的线速度 C. 空间站组合体运行的周期大于地球同步轨道卫星的周期 D. 空间站组合体运行的角速度小于地球同步轨道卫星的角速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．组合体绕地球运动，“神舟十六号”的发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正确； B．根据万有引力提供向心力 可得 可知该组合体运行的线速度大于地球同步轨道卫星的线速度，故B错误； C．根据开普勒第三定律 可知该组合体运行的周期小于地球同步轨道卫星运行的周期，故C错误； D．根据牛顿第二定律 可得 可知空间站组合体运行的角速度大于地球同步轨道卫星的角速度，故D错误。 故选A。 6. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（ ） A. 这段时间内，小球的加速度先增大后减小 B. 这段时间内，小球的机械能一直增大 C. 这段时间内，弹簧减少的弹性势能转化为小球增加的重力势能 D. 时刻小球的加速度一定不大于当地的重力加速度g 【答案】B 【解析】 【详解】A．这段时间内，弹簧弹力先小于重力，小球先向下做加速度逐渐减小的加速运动，当，弹力等于重力时，加速度为0，速度达到最大；之后弹力大于重力，小球向下做加速度增大的减速运动；则这段时间内小球的加速度先减小后增大，故A错误； B．这段时间内，小球从最低点向上运动，弹簧弹力对小球一直做正功，小球的机械能一直增大，故B正确； C．这段时间内，弹簧减少的弹性势能转化为小球增加的重力势能和增加的动能，故C错误； D．时刻，小球刚接触弹簧，小球的加速度为重力加速度，且此时小球的速度大于0；根据对称性可知，当小球向下压缩弹簧到相对于平衡位置与时刻对称的位置时，小球的加速度大小等于重力加速度，方向向上，此时小球的速度等于时刻的速度，则小球继续向下压缩弹簧，弹力继续增大，所以最低点时刻小球的加速度一定大于当地的重力加速度g，故D错误。 故选B。 7. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶过程中发动机的功率恒定，受到恒定的阻力f，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的速度为时（　　） A. 汽车的牵引力大小为4f B. 汽车的牵引力大小为f C. 汽车的瞬时加速度大小为 D. 汽车的瞬时加速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，所以发动机的额定功率为 当汽车的速度为时汽车的牵引力大小为 故A正确，B错误； CD．由牛顿第二定律得 解得汽车的瞬时加速度大小为 故C正确，D错误。 故选AC。 8. 如图所示，A、B、C三个物体放在水平圆台上，它们的连线经过圆心，A、B、C离转轴的距离分别为R、R、2R，A、B、C与台面间的动摩擦因数分别为、、，A、B、C的质量分别为、m、m，当圆台匀速转动时，A、B、C都没有滑动，则（　　） A. A物体的向心加速度最大 B. A、C物体所受的静摩擦力大小相等，方向相反 C. 当圆台的转速缓慢增加时，C物体比B物体先滑动 D. 当圆台的转速缓慢增加时，A物体与B物体将同时开始滑动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物体绕同轴做匀速圆周运动，角速度相等，故向心加速度有 由于C物体的转动半径最大，故向心加速度最大，故A错误； B．物体绕同轴做匀速圆周运动，角速度相等，静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律有 由于向心加速度a总是指向圆心，故A、C的摩擦力大小相等，方向相反，故B正确； CD．物体恰好滑动时，静摩擦力达到最大，有 解得 由题目提供条件可判断，物体A、B、C三者刚好滑动的临界角速度相等，故当圆台的转速缓慢增加时，三者—起滑动，故C错误，D正确； 故选BD。 9. 如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为的斜面AC，A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度、沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰（不计空气阻力），已知，，下列说法正确的是（ ） A. 初速度、大小之比为3∶4 B. 若仅增大，则两球不再相碰 C. 若大小变为原来的一半，则甲球恰能落在斜面的中点D D. 若只抛出甲球并适当改变大小，则甲球可能垂直击中圆环BC 【答案】AD 【解析】 【详解】A．甲、乙两球从等高处做平抛运动恰好在C点相碰，根据 可知两球下落时间相等，水平方向有 ， 可得 故A正确； B．由于相同时间内两球下落高度相同，所以两球总是处于同一水平线上，若仅增大，则甲球的轨迹在原来轨迹的右侧，所以甲、乙两轨迹一定会相交，则两球一定会相碰，故B错误； C．对于甲球落在斜面AC上，有 可得 若大小变为原来的一半，则甲球落在斜面AC上所用时间变为原来的一半，根据 可知甲球落在斜面AC上通过的竖直位移变为原来的，则甲球不是落在斜面的中点D，故C错误； D．若甲球垂直击中圆环BC，则落点时速度的反向延长线过圆心O，根据平抛运动推论，速度方向延长线交水平位移的中点，如图所示 当满足 此时甲球落在点时垂直击中圆环BC，故D正确。 故选AD。 10. 两款儿童玩具电动车与计算机相连，在平直道路上进行竞速比赛，时两车从同一位置同时同向运动，通过计算机得到两车的图像如图所示（为位移，为时间），下列说法正确的是（　　） A. 车的速度变化比车快 B. 开始运动后车在前，后来车在前 C. 两车相遇前相距最远距离为 D. 两车在运动过程中只能相遇一次 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．根据匀变速运动的位移公式 整理得 在图像中是直线，由此可得 ，，， 因为车的加速度大，车的速度变化快，车初速度大，但加速度小，故开始运动后车在前，后来车在前，故AB错误； C．当两车速度相同时，两车相距最远，由 得 两车相距最远距离为 故C正确； D．两车相遇有，即 解得 只有一解，相遇一次，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分） 11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学进行实验的主要步骤如下： ①如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。 ②沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向。 ③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。 （1）实验中确定分力方向时，图甲中的a、b点标记得不妥的是______（填“a”或“b”）点。 （2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中______（填“F”或“”）是F1和F2合力的实际测量值，而另一个则是理论值。 （3）本实验采用的科学方法是______。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法 （4）实验中的一次测量如图丙所示，两个弹簧测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β=90°。若保持弹簧测力计M的读数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是______。 A. 增大N的读数，减小β角 B. 减小N的读数，减小β角 C. 减小N的读数，增大β角 D. 增大N的读数，增大β角 【答案】（1）a （2） （3）B （4）B 【解析】 【小问1详解】 为了减小测量的误差，记录方向时，记录点与O点的距离要适当大一些，题图甲中的a点标记得不妥，其原因是O、a两点太近，误差大。 【小问2详解】 F1和F2合力的实际测量值是用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点得到的，而不是根据平行四边形定则作出的，故F′是F1和F2合力的实际测量值。 【小问3详解】 本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法。 故选B。 【小问4详解】 由题意可知，保持O点位置不动，即合力大小、方向不变，弹簧测力计M的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形，如图所示。 由图可知α角逐渐减小时，N的读数减小，同时β角减小。 故选B。 12. 如图甲所示，已知质量为、的两铁块用细线连接，，跨过轻质小滑轮，让从高处由静止开始下落，与连接的纸带上打下一系列点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律，重力加速度为g。 （1）实验装置如图甲（含电源），除了图中所示的器材，还需准备的器材有_______。 A. 重锤线 B. 秒表 C. 毫米刻度尺 （2）图乙为正确实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F为选取的计数点，相邻两计数点间还有4个点未标出，测出计数点间的距离如图中所示。交流电源的频率为f，打下计数点“E”时，的速度大小为_______，取BE段进行研究，若系统机械能守恒，测得的物理量应满足的关系式为_______（用题中所给物理量的字母表示）。 （3）若计算出铁块的速度v及距离起点下落的高度h，作出图像，来验证系统机械能守恒，则该图像的斜率为_______（用题中所给物理量的字母表示）。若操作规范，数据无误，最终产生误差的原因可能为____________（写出一条即可）。 【答案】（1）C （2） ①. ②. （3） ①. ②. 纸带受到打点计时器限位孔的阻力 【解析】 【小问1详解】 A．因为物体竖直下落，所以不需要重锤线，故A错误； B．因为物体运动的时间可以通过打点计时器来测量，所以不需要秒表，故B错误； C．验证机械能守恒定律需要测量物体的速度，所以需要测量物体的位移，故需要的实验器材是毫米刻度尺，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知打下计数点“”时的速度大小为 同理，打下计数点“B”时的速度大小为 [2]取段进行研究，系统重力势能减少量为 动能增加量为 若系统机械能守恒，则有 即测得的物理量应满足的关系式为 【小问3详解】 [1]若计算出铁块的速度及距离起点下落的高度，两者关系式为 整理得到 可知该图像应是一条过原点的倾斜直线，斜率为 [2]若操作规范，数据无误，产生误差的原因可能为纸带受到打点计时器限位孔的阻力。 三、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，一质量为m的小球，用长为的轻绳悬挂于O点的正下方P点。与竖直方向的夹角为，已知重力加速度大小为g。 （1）小球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，求水平拉力F做的功； （2）小球在水平恒力的作用下，由静止从P点运动到Q点，求小球在Q点的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球缓慢运动，动能变化量为零，由动能定理得 解得 【小问2详解】 小球从点运动到点，由动能定理得 由题知 解得 14. 如图所示，竖直放置的光滑半圆轨道ABC右侧有一堵竖直的墙面，一质量为m的滑块（可视为质点）从水平地面出发，恰好能经过半圆轨道最高点，然后打到竖直墙面上的P点。已知半圆轨道的半径，其最低点与墙之间的距离，重力加速度g取，不计空气阻力。求： （1）滑块通过最高点时的速度大小； （2）滑块打在P点时速度偏转角的正切值的大小； （3）若增大滑块出发的速度，当滑块运动到最高点C时对轨道的压力为，最后打在墙面上的Q点（图中未标出），则P、Q两点之间的距离为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块恰能运动到最高点，有 解得 【小问2详解】 滑块离开点后做平抛运动，由平抛运动规律，有 又 则滑块打在点时速度偏转角的正切值为 联立解得 【小问3详解】 若滑块在点时对道的压力为3mg，根据牛顿第二定律可得 由平抛运动规律，有 点与点的高度差 又点与点的高度差 则、的距离 联立解得 15. 如图甲所示，半径为R=0.45m的光滑四分之一圆弧轨道固定在水平面上，B为轨道的最低点。B点右侧的光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板小车，小车质量为M=2kg，长度为l=1m，小车的上表面与B点等高，距地面高度为h=0.2m。质量为m=1kg的物块（可视为质点）从圆弧轨道最高点A静止释放， g取10m/s2。 （1）求物块滑到B点时受到的支持力的大小FN； （2）若锁定平板小车并在上表面铺上一种特殊材料（不计材料厚度），其动摩擦因数从左向右随距离变化的关系如图乙所示，求物块滑离平板小车时的速度大小v； （3）撤去上表面铺的材料，物块与平板小车间的动摩擦因数μ=0.4。现解除锁定，物块仍从A点静止释放，分析物块能否滑离小车。若不能，求物块距离小车左端的距离d；若能，求物块落地时距小车右端的水平距离x。 【答案】（1）30N；（2）1.73m/s；（3）0.75m 【解析】 【详解】（1）物体从A点到B点的过程中，其机械能守恒，则有 得 在B点，由牛顿第二定律得 得 =30N （2）物块在小车上滑行时，摩擦力做功 =-1J =-2J 根据动能定律得 （3）解除锁定后，物块的加速度为a1 平板车的加速度为a2 假设物块与平板车经过时间t达到共同速度，有 得 t=0.5s =1m/s 物块和小车的相对位移 所以物块不能滑离平板车，物块距平板车左端的距离为0.75m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $