精品解析：湖南长沙市一中广雅中学2026-2027学年高二上学期开学物理试题

2026年下学期高二开学考试 物理 一、单选题（共6小题，共24分） 1. “嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射，将实现“落月”的新阶段，若已知引力常量G，月球绕地球做圆周运动的半径r1、周期T1，“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道（见图）半径r2、周期T2，不计其他天体的影响，则根据题目条件可以（ ） A. 求出“嫦娥三号”探月卫星的质量 B. 求出地球与月球之间的万有引力 C. 求出地球的密度 D. 得出 2. 如图所示，半径为R的半圆形轨道的直径AB水平，自B点水平向左先后以不同速度抛出质量均为m的4个小球，小球分别落于a、b、c、d四点，运动时间分别为、、、，水平初速度分别为、、、。已知b、d连线水平且长度为R，c位于圆弧最低点，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 运动时间 B. 落于c、d两点的小球与圆弧碰撞前瞬间速度方向相同 C. D. 落于c点的小球与圆弧碰撞前瞬间的动能为 3. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，安装在其顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连，小车上静置一物块。小车与物块质量均为m，两者之间动摩擦因数为。电动机以恒定功率P拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间，小车与物块的速度刚好相同，大小为。运动过程中轻绳与斜面始终平行，小车和斜面均足够长，重力加速度大小为g，忽略其他摩擦。则这段时间内（ ） A. 物块的位移大小为 B. 物块机械能增量为 C. 小车的位移大小为 D. 小车机械能增量为 4. 某次消防救援如图甲所示，两队消防员手持水枪在同一平面的不同位置斜向上喷水，水柱a水平命中着火点，水柱b斜向下命中着火点，简化图如图乙所示。忽略空气阻力，则（　　） A. 两水柱在空中运动时间相同 B. 水柱a在空中运动时间大于水柱b的 C. 水柱a的水平分速度大于水柱b的 D. 水柱a的初速度大于水柱b的 5. 如图所示，一小球做半径为r、线速度大小为v的匀速圆周运动，经过一段时间t从A点运动到B点，把小球在A点的速度平移到B点，用线段BC来表示，下列说法正确的是（　　） A. 在时间t内，小球的路程为vt B. 小球从A点到B点的速度变化量方向由B指向D C. 小球在A、B两点的速度不相同，向心加速度相同 D. 在时间t内，小球与圆心的连线转过的角度为 6. 如图所示，汽车通过缆绳跨过轻小定滑轮O将重物竖直吊起，汽车由静止开始向右做匀加速运动，加速度大小为a，经过时间t，缆绳与水平方向的夹角为θ，已知缆绳与汽车的连接处和滑轮O间的高度差为h，则下列说法正确的是（　　） A. 在时间t内，汽车的位移大小为 B. 在时间t内，重物上升的高度为 C. t时刻末，重物的速度大小为 D. t时刻末，缆绳OB转动的角速度大小为 二、多选题（共4小题，共20分） 7. 2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔二号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉兔二号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，则（　　） A. 火星的平均密度是月球的倍 B. 火星的第一宇宙速度是月球的倍 C. 火星的重力加速度大小是月球表面的倍 D. 火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔二号”引力的倍 8. 一辆机车在水平路面上从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图甲所示，机车牵引力F和车速倒数的关系图像如图乙所示，机车前进过程中所受阻力大小恒定，时刻机车达到额定功率，之后保持该功率不变，下列说法正确的是（ ） A. 所受恒定阻力大小为1.5×105N B. 机车运动的额定功率为6×106W C. 机车匀加速运动的时间为30s D. 机车的质量为6×105kg 9. 如图所示，某工地要将一大铁球从低处拉上来，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球（大小不可忽略，轻绳延长线过球心），一端连在水平地面上的工程牵引车上，牵引车牵引着水平绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。在铁球上升且未离开墙面的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 牵引车做匀速运动 B. 牵引车做减速运动 C. 绳对球的拉力变大 D. 竖直墙面对球的支持力变大 10. 某转盘装置如图所示，转盘水平放置，可绕竖直转轴O1O2转动。转盘上放置两个通过轻绳相连的物块A、B，已知A、B到转轴的距离分别为、，质量均为，与转盘间的动摩擦因数均为0.2，并认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，并逐渐增大角速度ω，下列说法正确的是（　　） A. 物块B受到的摩擦力先达到最大 B. 当时，轻绳对的拉力为2N C. 角速度从增大到的过程中，A受到的摩擦力逐渐增大 D. 当时，物块A、B恰好相对转盘滑动 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。 （1）如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明_________。 A. 平抛运动竖直方向是自由落体运动 B. 平抛运动水平方向是匀速直线运动 （2）图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置_______（选填“较低”或“较高”）。 （3）如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为，g取，则该小球做平抛运动的初速度大小________；B点的速度大小________。（结果保留三位有效数字） 12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间摩擦阻力。 （1）本实验________（填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。 （2）实验过程中_________（填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。 （3）实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。 A. B. C. D. （4）通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如上图中虚线_______（填“甲”或者“乙”）所示的图线。 四、解答题（共3小题，共40分） 13. 一物体在距地面高5m处以5m/s的速度水平抛出下落到地面，不计空气阻力，g取。求： （1）下落时间t （2）小球落地点与抛出点的水平距离； （3）物体刚接触到地面时速度的大小。 14. 如图甲所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，转盘上叠放着质量均为的、两个物块，将物块用长的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和力传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为。、间的动摩擦因数，与转盘间的动摩擦因数，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的示数为零。当转盘的角速度从零开始缓慢增大时，力传感器上就会显示相应的示数。 （1）求细线刚有拉力时，转盘的角速度； （2）求细线刚断开时，转盘的角速度； （3）讨论计算的关系，并在图乙中画出图像。 15. 一游戏装置竖直截面如图所示，水平桌面的左端固定一个劲度系数的弹簧，弹簧处于原长时，右端位于A点。在A点右侧距A点处有一竖直光滑圆轨道（B和相互错开），半径。水平桌面最右端D点在右侧处。在D点右下方有一足够长、倾角为的斜面EF。一个质量，长度为L，厚度可忽略的木板恰好可以静止在斜面EF上，木板顶端与E点重合。现将一个质量的滑块（可视为质点）置于A点，挤压弹簧后释放，压缩量为x，滑块恰好能够通过C点，还能恰好无碰撞地落在木板顶端E点。滑块与水平桌面动摩擦因素均为，滑块与木板的动摩擦因数为，木板与斜面EF的动摩擦因数为，弹簧的弹性势能为，重力加速度。求： （1）的值； （2）弹簧的形变量x； （3）要使滑块不脱离木板，木板长度L至少为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年下学期高二开学考试 物理 一、单选题（共6小题，共24分） 1. “嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射，将实现“落月”的新阶段，若已知引力常量G，月球绕地球做圆周运动的半径r1、周期T1，“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道（见图）半径r2、周期T2，不计其他天体的影响，则根据题目条件可以（ ） A. 求出“嫦娥三号”探月卫星的质量 B. 求出地球与月球之间的万有引力 C. 求出地球的密度 D. 得出 【答案】B 【解析】 【详解】A．对“嫦娥三号”而言，有 已知嫦娥三号的周期和半径，可求出月球质量，但是所有的卫星在万有引力提供向心力的运动学公式中卫星质量都约掉了，无法求出卫星质量，因此探月卫星质量无法求出，故A错误； B．已知月球绕地球运动的周期和半径，由A中分析可以求出地球的质量M，A中分析可以求出月球质量，而且知道月球绕地球做圆周运动的半径r1，根据可求出地球和月球之间的引力，故B正确； C．绕地球转动的月球受力为 得 由于不知道地球半径 ，无法求出地球密度，故C错误； D．开普勒第三定律即半长轴三次方与公转周期二次方成正比，前提是对同一中心天体而言，但是两个圆周运动的中心天体一个是地球一个是月球，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，半径为R的半圆形轨道的直径AB水平，自B点水平向左先后以不同速度抛出质量均为m的4个小球，小球分别落于a、b、c、d四点，运动时间分别为、、、，水平初速度分别为、、、。已知b、d连线水平且长度为R，c位于圆弧最低点，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 运动时间 B. 落于c、d两点的小球与圆弧碰撞前瞬间速度方向相同 C. D. 落于c点的小球与圆弧碰撞前瞬间的动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动时间由下落的高度决定，即，由图可知，下落高度的关系为，因此运动时间的关系为，故A错误； B．根据平抛运动的速度推论，速度偏转角的正切值等于位移偏转角正切值的倍，即 对于落于点的小球，位移偏转角的正切值为 因为、连线水平且长度为，、两点关于过圆心的竖直轴对称，所以点的水平位移为 其下落高度为 则落于点的小球位移偏转角的正切值为 由于位移偏转角不同，则速度偏转角也不同，即两小球与圆弧碰撞前瞬间的速度方向不相同，故B错误； C．圆弧最低点的水平位移为，点的水平位移，点的水平位移，则有 故 可得 因为落于点的小球下落高度更大，时间，其水平速度，故C错误； D．位于圆弧最低点，下落高度，由 可得 则水平初速度 根据动能定理，小球落到点的动能，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，安装在其顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连，小车上静置一物块。小车与物块质量均为m，两者之间动摩擦因数为。电动机以恒定功率P拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间，小车与物块的速度刚好相同，大小为。运动过程中轻绳与斜面始终平行，小车和斜面均足够长，重力加速度大小为g，忽略其他摩擦。则这段时间内（ ） A. 物块的位移大小为 B. 物块机械能增量为 C. 小车的位移大小为 D. 小车机械能增量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对物块根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式有 解得物块的位移大小为 故A错误； B．物块机械能增量为 故B错误； C．对小车根据动能定理有 其中 联立解得 故C正确； D．小车机械能增量为 故D错误。 故选C。 4. 某次消防救援如图甲所示，两队消防员手持水枪在同一平面的不同位置斜向上喷水，水柱a水平命中着火点，水柱b斜向下命中着火点，简化图如图乙所示。忽略空气阻力，则（　　） A. 两水柱在空中运动时间相同 B. 水柱a在空中运动时间大于水柱b的 C. 水柱a的水平分速度大于水柱b的 D. 水柱a的初速度大于水柱b的 【答案】C 【解析】 【详解】AB．两水柱最高点不同，根据运动的对称性，水柱的最高点高度 水柱从最高点到的高度，有 水柱最高点高度 由得 因此水柱在空中运动时间，故AB错误； C．水柱a的水平分速度为 水柱的水平分速度为 由于，因此，故C正确； D．水柱最大高度已知，因此可以确定水柱的运动时间、水平方向的速度和竖直方向的速度；但是水柱的最大高度未知，因此不能确定水柱的运动时间、水平方向的速度和竖直方向的速度，因此不能确定两个水柱的初速度大小关系，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一小球做半径为r、线速度大小为v的匀速圆周运动，经过一段时间t从A点运动到B点，把小球在A点的速度平移到B点，用线段BC来表示，下列说法正确的是（　　） A. 在时间t内，小球的路程为vt B. 小球从A点到B点的速度变化量方向由B指向D C. 小球在A、B两点的速度不相同，向心加速度相同 D. 在时间t内，小球与圆心的连线转过的角度为 【答案】A 【解析】 【详解】A．在时间内，小球的路程为，故A正确； B．小球从点到点的速度变化量用线段来表示，方向由初速度的箭头端指向末速度的箭头端，即由指向，故B错误； C．小球在A、两点的速度大小相同、方向不同，向心加速度的大小相同、方向不同，则小球在A、两点的速度与向心加速度均不相同，故C错误； D．在时间内，小球与圆心的连线转过的角度，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，汽车通过缆绳跨过轻小定滑轮O将重物竖直吊起，汽车由静止开始向右做匀加速运动，加速度大小为a，经过时间t，缆绳与水平方向的夹角为θ，已知缆绳与汽车的连接处和滑轮O间的高度差为h，则下列说法正确的是（　　） A. 在时间t内，汽车的位移大小为 B. 在时间t内，重物上升的高度为 C. t时刻末，重物的速度大小为 D. t时刻末，缆绳OB转动的角速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车由静止开始向右做匀加速运动，加速度大小为a，在时间t内，汽车的位移大小为 故A错误； B．由余弦定理得 解得 则重物上升的高度为 故B错误； C．重物的速度为汽车沿绳方向的速度，为 故C错误； D．汽车垂直绳的分速度为 缆绳OB转动的角速度大小为 故选D。 二、多选题（共4小题，共20分） 7. 2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔二号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉兔二号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，则（　　） A. 火星的平均密度是月球的倍 B. 火星的第一宇宙速度是月球的倍 C. 火星的重力加速度大小是月球表面的倍 D. 火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔二号”引力的倍 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据密度的定义有 体积 可知火星的平均密度与月球的平均密度之比为 即火星的平均密度是月球的倍，故A正确； BC．由 可知火星的重力加速度与月球表面的重力加速度之比为 即火星的重力加速度是月球表面的重力加速度的，由 可知火星的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为 故BC错误； D．由万有引力定律 可知火星对“祝融号”引力大小与月球对“玉兔二号”引力大小之比为 即火星对“祝融号”引力大小是月球对“玉兔二号”引力大小的倍，故D正确。 故选AD。 8. 一辆机车在水平路面上从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图甲所示，机车牵引力F和车速倒数的关系图像如图乙所示，机车前进过程中所受阻力大小恒定，时刻机车达到额定功率，之后保持该功率不变，下列说法正确的是（ ） A. 所受恒定阻力大小为1.5×105N B. 机车运动的额定功率为6×106W C. 机车匀加速运动的时间为30s D. 机车的质量为6×105kg 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，机车在BC段以恒定功率行驶，当速度达到最大值后，机车将匀速行驶，则机车所受的恒定阻力大小等于此时机车受到的牵引力的大小，所以机车所受恒定阻力的大小为，故A正确； B．由图乙可知，机车行驶的最大速度为，所以机车运动的额定功率为，故B错误； C．由图乙可知，机车在AB段做匀加速直线运动，其匀加速运动时的牵引力为，则机车匀加速结束时的速度大小为 由甲图可知，机车匀加速运动时的加速度大小为，所以机车匀加速运动的时间为，故C错误； D．对机车匀加速运动过程，根据牛顿第二定律有 解得机车的质量为，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，某工地要将一大铁球从低处拉上来，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球（大小不可忽略，轻绳延长线过球心），一端连在水平地面上的工程牵引车上，牵引车牵引着水平绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。在铁球上升且未离开墙面的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 牵引车做匀速运动 B. 牵引车做减速运动 C. 绳对球的拉力变大 D. 竖直墙面对球的支持力变大 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．设铁球匀速上升的速度为，牵引车的速度为，根据合速度与分速度的关系可知 根据题意可知，铁球上升过程中速度不变，变大，变小，则变小。相关图像如下图所示 所以牵引车做减速运动。A错误，B正确； CD．由于铁球匀速上升，所以其所受合外力为零，设绳对球的拉力为T，竖直墙面对球的支持力为N，对铁球进行受力分析如图所示 根据几何关系可知， 上升过程中变大，变大、变小，则N变大，T变大。CD正确； 故选BCD。 10. 某转盘装置如图所示，转盘水平放置，可绕竖直转轴O1O2转动。转盘上放置两个通过轻绳相连的物块A、B，已知A、B到转轴的距离分别为、，质量均为，与转盘间的动摩擦因数均为0.2，并认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，并逐渐增大角速度ω，下列说法正确的是（　　） A. 物块B受到的摩擦力先达到最大 B. 当时，轻绳对的拉力为2N C. 角速度从增大到的过程中，A受到的摩擦力逐渐增大 D. 当时，物块A、B恰好相对转盘滑动 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律得 角速度ω相同，r越大，越先达到最大静摩擦力，所以物块B受到的摩擦力先达到最大，A正确； B．当角速度为ω1时物块B开始达到最大静摩擦力，根据牛顿第二定律得 解得 当时，物块B先达到最大静摩擦力，轻绳开始出现拉力，所以当时，轻绳对的拉力为0，B错误； D．当角速度为ω3时物块A开始滑动，对两个物块分别根据牛顿第二定律得 解得 当时，物块A、B恰好相对转盘滑动，D正确； C．当角速度为ω2时物块A所受的摩擦力为0，根据牛顿第二定律得 解得 角速度从增大到的过程中，A受到的摩擦力逐渐减小，C错误。 故选AD。 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。 （1）如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明_________。 A. 平抛运动竖直方向是自由落体运动 B. 平抛运动水平方向是匀速直线运动 （2）图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置_______（选填“较低”或“较高”）。 （3）如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为，g取，则该小球做平抛运动的初速度大小________；B点的速度大小________。（结果保留三位有效数字） 【答案】（1）A （2）较高 （3） ①. 1.50 ②. 2.50 【解析】 【小问1详解】 甲图实验中，平抛的A球和自由下落的B球始终同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动和自由落体运动规律一致，即平抛运动竖直方向是自由落体运动，该实验未验证水平分运动规律。 故选A。 【小问2详解】 两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，根据，可知平抛的时间相同，在水平方向上有，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下，才能获得较大初速度。 【小问3详解】 [1]设每个小格边长，平抛运动水平匀速、竖直匀变速，满足连续相等时间内竖直位移差 由图得竖直位移差 解得时间间隔 水平方向相邻两点位移差 因此初速度 [2]B点的竖直分速度等于AC段竖直方向平均速度 因此B点合速度 12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间摩擦阻力。 （1）本实验________（填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。 （2）实验过程中_________（填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。 （3）实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。 A. B. C. D. （4）通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如上图中虚线_______（填“甲”或者“乙”）所示的图线。 【答案】（1）不需要 （2）需要 （3）A （4）甲 【解析】 【小问1详解】 实验中，根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力，不需要满足小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m这一条件。 【小问2详解】 尽管实验装置采用了力传感器，也需要平衡摩擦力，否则小车受到的合外力不为绳的拉力的合力。 【小问3详解】 对m研究，根据动能定理 整理可得 故选A。 【小问4详解】 对小车，根据动能定理有 联立解得 逐渐增加砂的质量m，图像的斜率越大，故在让小车质量不变的情况下逐渐增加砂的质量多次做实验，得到图中虚线“甲”所示的图线。 四、解答题（共3小题，共40分） 13. 一物体在距地面高5m处以5m/s的速度水平抛出下落到地面，不计空气阻力，g取。求： （1）下落时间t （2）小球落地点与抛出点的水平距离； （3）物体刚接触到地面时速度的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由公式可得，下落的时间为 （2）水平方向上，由公式可得，小球落地点与抛出点的水平距离为 （3）竖直方向上，由公式可得，落地时竖直分速度为 则落地速度为 14. 如图甲所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，转盘上叠放着质量均为的、两个物块，将物块用长的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和力传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为。、间的动摩擦因数，与转盘间的动摩擦因数，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的示数为零。当转盘的角速度从零开始缓慢增大时，力传感器上就会显示相应的示数。 （1）求细线刚有拉力时，转盘的角速度； （2）求细线刚断开时，转盘的角速度； （3）讨论计算的关系，并在图乙中画出图像。 【答案】（1） （2） （3）当时；当时；当时； 【解析】 【小问1详解】 因为，所以与水平转盘先达到临界状态，此时细线开始有拉力，对、整体受力分析，水平方向 其中 竖直方向 联立解得 【小问2详解】 假设A会滑离B，即、之间达到最大静摩擦力时，细线拉力未达到最大值，此时对A则有，水平方向 其中 竖直方向 解得 对AB整体则有 解得F=8N＜16N，即假设成立。 细线发生断裂时，此时、已发生相对滑动，细线拉力达到最大值，只剩物块。对受力分析，水平方向 其中 竖直方向 解得 【小问3详解】 当时，与水平转盘未到最大静摩擦力，所以细线伸直无力； 当时，与水平转盘达到最大静摩擦力，、未分离，细线有力；对整体受力分析，水平方向 解得 当时，与水平转盘达到最大静摩擦力，、已脱离，细线有力；对受力分析，水平方向 解得 综上所述，三个阶段中细线的受力情况如图所示 15. 一游戏装置竖直截面如图所示，水平桌面的左端固定一个劲度系数的弹簧，弹簧处于原长时，右端位于A点。在A点右侧距A点处有一竖直光滑圆轨道（B和相互错开），半径。水平桌面最右端D点在右侧处。在D点右下方有一足够长、倾角为的斜面EF。一个质量，长度为L，厚度可忽略的木板恰好可以静止在斜面EF上，木板顶端与E点重合。现将一个质量的滑块（可视为质点）置于A点，挤压弹簧后释放，压缩量为x，滑块恰好能够通过C点，还能恰好无碰撞地落在木板顶端E点。滑块与水平桌面动摩擦因素均为，滑块与木板的动摩擦因数为，木板与斜面EF的动摩擦因数为，弹簧的弹性势能为，重力加速度。求： （1）的值； （2）弹簧的形变量x； （3）要使滑块不脱离木板，木板长度L至少为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 因为木板可以恰好静止在斜面 解得 【小问2详解】 滑块在C点的速度满足 解得 由动能定理： 解得 【小问3详解】 由动能定理 解得 滑块落在木板上速度 加速度 木板M的加速度 两个物体的相对加速度 木板长度至少为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $