精品解析：四川泸州市泸县第五中学2026-2027学年高二上学期开学物理试题

泸县五中高2025级高二上期开学定时训练 物理 第I卷 选择题 46分 一、单选题（每题4分，共28分） 1. A、B两个物体的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. A、B两物体的运动方向一定相反 B. 0~3s内，A的速度一直大于B的速度 C. t=4s时，A、B两物体的速度相同 D. t=4s时，A、B两物体的速度大小相等、方向相反 2. 如图所示，在一个水平桌面上方有三个质量不同的金属小球a、b、c，离桌面高度分别为。由静止依次释放小球a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则（ ） A. 三小球质量不同，则下落过程加速度不相同 B. 三小球下落时间之比为 C. b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差 D. b与a开始下落的时间差等于c与b开始下落的时间差 3. 水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ（0<μ<1）。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平地面的夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（　　） A. F一直减小 B. F一直增大 C. F先减小后增大 D. F先增大后减小 4. 如图所示，有一个质量分布均匀的大球，球心为O、半径为R、质量为M，现将一质量为m的小球（可视为质点）放在球体的球面上，此时大球对小球的万有引力为F。若在大球内部挖出一个球形空腔，球形空腔的球心为，此空腔与原球面内切于A点，、为球形空腔的两条直径，所在直线与大球外表面交于B、E，关于大球剩余部分对小球的万有引力判断正确的是（　　） A. 小球在A处所受的万有引力为 B. 小球在E处所受的万有引力为 C. 在球体表面各点，小球在A处所受的万有引力最小 D. 小球放在B处与E处时所受的万有引力大小相等，方向相反 5. 2026联合杯网球混合团体赛于1月2日至11日在澳大利亚举行。比赛时在某次击球过程中，质量为57g的网球以30m/s的速度飞来，运动员引拍击球，球拍与网球作用0.01s后，网球以50m/s的速度反方向飞出，在此过程中，不考虑空气阻力和网球重力的影响，球拍对网球的平均作用力大小为（　　） A. 80N B. 200N C. 456N D. 114N 6. 如图甲所示，一弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一小球，弹簧无形变时小球静止于光滑水平地面上点处。若把小球拉至点后由静止释放，小球向左运动最远位置为点，以水平向右为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则下列正确的是（ ） A. 、之间的距离为 B. 在时间内，小球运动的路程为 C. 时刻小球位于点，且此时小球的加速度最大 D. 在时间内，小球运动的速度逐渐减小，弹簧弹性势能逐渐减小 7. 如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的手动提物工具——“差动滑轮”，俗称“神仙葫芦”“手拉葫芦”或者“倒链”。它的上半部分是由固定在一起半径分别为和的两个齿轮组成，能绕中心轴转动，下半部分是一个动滑轮。封闭的链条如图串绕在几个滑轮上，动滑轮下悬挂着质量为的重物。已知。悬挂动滑轮的链条处于竖直状态，假设滑轮与链条的重力及轴处的摩擦均忽略不计。现用力以速率匀速拉动链条，则下列叙述正确的是（ ） A. 悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为 B. 拉力的大小为 C. 重物上升的速率为 D. 拉力的功率为 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 8. 皮带传动装置如图所示，甲、乙、丙三轮的轴均为水平轴，其中甲、丙两轮的半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、C两点的角速度大小之比为1：2 B. A、B两点的线速度大小之比为2：1 C. A、C两点的向心加速度大小之比为1：4 D. A、B两点的向心加速度大小之比为4：1 9. 现有一高空实验小平台，平台正下方的水平地面上安装有声音记录仪。平台上的爆炸物被引爆后炸裂成两个碎块A和B，且A、B质量之比为2∶1、初速度均沿水平方向。引爆瞬间开始计时，在5s末和6s末先后记录到碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 从爆炸后到落地，A、B受到的冲量大小之比为2∶1 B. 从爆炸后到落地，A、B的位移大小之比为1∶2 C. 爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为1020m D. 爆炸后碎块A的初速度为68m/s 10. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体B以水平速度v0滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A. 木板A的质量大于物体B的质量 B. 若木板A、物体B质量已知，可以求出整个过程摩擦发热量Q C. 小物体B相对长木板A滑行的距离为1m D. A对B做的功与B对A做的功的数值相等 第II卷 非选择题 54分 三、实验题：（16分） 11. 如图甲所示的实验装置可用来研究平抛物体的运动。某学习小组采用描点法进行研究，该小组以斜槽末端口附近某一点为坐标原点，水平方向为轴，竖直方向为轴建立坐标系。实验中描出小球平抛运动中的几个位置、、、如图乙所示，图中每个小正方形格子的边长为，当地重力加速度为。 （1）关于实验过程中的一些做法，以下合理的有_____（填字母）。 A. 实验时需调节斜槽末端水平 B. 小球需要从斜槽的同一高度由静止释放 C. 选用较为光滑的斜槽可以减小实验误差 D. 用折线连接描绘的所有点得到小球的运动轨迹 （2）小球的运动时间_____（选填“>”“=”或“<”）。 （3）小球做平抛运动的初速度大小，_____。 12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）在“测量金属丝电阻率”实验中，某同学使用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图甲所示，读数为___________mm； （2）图乙是“验证动量守恒定律”实验装置示意图。已知入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，质量要求m1___________（填“大于”或“小于”）m2。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3，如图丙所示。在实验过程中，两小球的半径要___________（填“相等”或“不相等”），若两球碰撞中动量守恒，则测量数据满足的关系式为______________________（用题中所给物理量的符号表示），若测量数据满足式______________________（仅用x1、x2、x3表示），则说明碰撞为弹性碰撞。 四、解答题（13题10分，14题10分，15题18分，共38分） 13. 如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动。在t=0时刻，振动物体从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t=0.2s时，振动物体的速度第一次变为-v；在t=0.5s时，振动物体的速度第二次变为-v。 （1）求弹簧振子的振动周期T； （2）若B、C之间的距离为25cm，求振动物体在4.0s内通过的路程； （3）若B、C之间的距离为25cm，从振动物体经过平衡位置向B运动开始计时，写出弹簧振子的位移表达式，并画出振动图像。 14. 2026年1月10日木星冲日，即地球恰好运行到木星和太阳之间，三者几乎排成一条直线，此时木星离地球最近，是最佳观测期。已知地球绕太阳运动的轨道半径约为木星绕太阳运动的轨道半径的倍（），地球公转周期为，木星的一颗卫星“木卫三”绕木星做圆周运动的周期为，轨道半径为，万有引力常量为。求： （1）木星质量； （2）木星相邻两次冲日的时间间隔。 15. 如图所示，足够长的水平传送带以恒定的速度v0=4 m/s顺时针传动，传送带的右端与光滑的水平台面平滑地衔接于c点，半径为R=1.8 m的光滑弧形轨道与水平台面相切于b点，质量为m=0.1 kg的滑块乙静止在c点，质量为M=0.2 kg的滑块甲从弧形轨道的最高点a由静止释放，经过一段时间两滑块第一次在c点发生碰撞，然后两滑块依次滑上传送带。已知两滑块与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度大小g=10 m/s2，两滑块均可视为质点，假设所有的碰撞均为弹性碰撞，第二次碰撞发生在bc段且滑块甲向左运动。求： （1）滑块甲第一次运动到b点时，滑块甲对轨道的压力大小； （2）滑块乙第一次返回到c点时，滑块甲刚好第二次经过b点，求b、c两点之间的距离； （3）第二次碰后滑块甲、乙的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泸县五中高2025级高二上期开学定时训练 物理 第I卷 选择题 46分 一、单选题（每题4分，共28分） 1. A、B两个物体的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. A、B两物体的运动方向一定相反 B. 0~3s内，A的速度一直大于B的速度 C. t=4s时，A、B两物体的速度相同 D. t=4s时，A、B两物体的速度大小相等、方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像中，速度的正负表示运动方向，A、B的速度始终为正，因此两物体运动方向相同，故A错误； B．由图可知，内，B的速度一直大于A的速度，故B错误； CD．图像的交点，表示该时刻两个物体速度相同（大小、方向都相同）。时两图线相交，两物体速度大小相等、方向相同，故C正确，D错误。 故选C。 2. 如图所示，在一个水平桌面上方有三个质量不同的金属小球a、b、c，离桌面高度分别为。由静止依次释放小球a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则（ ） A. 三小球质量不同，则下落过程加速度不相同 B. 三小球下落时间之比为 C. b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差 D. b与a开始下落的时间差等于c与b开始下落的时间差 【答案】C 【解析】 【详解】A．自由落体运动的加速度为重力加速度，与物体的质量无关，三小球下落过程加速度相同，故A错误； B．做自由落体运动的物体位移与时间的关系满足 解得 三个小球离桌面高度分别为 故下落时间之比为，故B错误； CD．设c球下落时间为，则b球下落时间为，a球下落时间为，因三球同时落到桌面上，则b与a开始下落的时间差 c与b开始下落的时间差 可知，即b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差，故C正确，D错误。 故选C。 3. 水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ（0<μ<1）。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平地面的夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（　　） A. F一直减小 B. F一直增大 C. F先减小后增大 D. F先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】木箱在F作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡，在竖直方向，有 水平方向，有 又有 联立解得 其中，由数学知识知F先减小后增大。 故选C。 4. 如图所示，有一个质量分布均匀的大球，球心为O、半径为R、质量为M，现将一质量为m的小球（可视为质点）放在球体的球面上，此时大球对小球的万有引力为F。若在大球内部挖出一个球形空腔，球形空腔的球心为，此空腔与原球面内切于A点，、为球形空腔的两条直径，所在直线与大球外表面交于B、E，关于大球剩余部分对小球的万有引力判断正确的是（　　） A. 小球在A处所受的万有引力为 B. 小球在E处所受的万有引力为 C. 在球体表面各点，小球在A处所受的万有引力最小 D. 小球放在B处与E处时所受的万有引力大小相等，方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．由球的体积公式，可知球体的质量为 被挖去的球体部分质量为 原来完整的大球对小球的引力为 设被挖去的部分之前对小球的万有引力为F1，小球在A处时，F与F1恰好在同一条直线上，故小球所受万有引力 其中 所以，有，故A错误； B．小球在E处时，因为，所以引力为 此时F与的夹角为 故剩余的万有引力的大小满足 可知，故B错误； C．若在球体表面任一点，设与的夹角为，绘出的矢量图 由三角形任意一条边的长度大于其他两边之差可知，此时大小满足： 当且仅当与方向在相同时取“=”，A点是球体表面离点最近的位置，此时恰好达到最大值，即两力大小之差恰好达到最小值，且可取 所以此时为小球所受万有引力的最小值，故C正确； D．由可知，小球在B点所受万有引力向右指向O点下方，小球在E点所受万有引力向左指向O点下方，即方向并不相反，故D错误。 故选C。 5. 2026联合杯网球混合团体赛于1月2日至11日在澳大利亚举行。比赛时在某次击球过程中，质量为57g的网球以30m/s的速度飞来，运动员引拍击球，球拍与网球作用0.01s后，网球以50m/s的速度反方向飞出，在此过程中，不考虑空气阻力和网球重力的影响，球拍对网球的平均作用力大小为（　　） A. 80N B. 200N C. 456N D. 114N 【答案】C 【解析】 【详解】单位换算与正方向设定：网球质量 ，规定网球飞来的方向为正方向，则初速度 ，反向飞出的末速度 ，作用时间 。 应用动量定理：题目不计重力，球拍对网球的平均作用力即为合外力，根据动量定理：合外力的冲量等于动量变化，即 代入计算：  负号表示作用力方向与网球初速度方向相反，题目问作用力大小，因此平均作用力大小为 。 故选C。 6. 如图甲所示，一弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一小球，弹簧无形变时小球静止于光滑水平地面上点处。若把小球拉至点后由静止释放，小球向左运动最远位置为点，以水平向右为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则下列正确的是（ ） A. 、之间的距离为 B. 在时间内，小球运动的路程为 C. 时刻小球位于点，且此时小球的加速度最大 D. 在时间内，小球运动的速度逐渐减小，弹簧弹性势能逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，A、B之间的距离为12cm，A错误； B．在0~1.6s时间内，小球运动的路程为4个振幅，为24cm，B错误； C．由图乙可知，在0.8s时刻，小球位于负的最大位移处，即B点，此时小球的加速度最大，C正确； D．在0.4~0.8s时间内，小球从平衡位置处向负的最大位移处运动，小球运动的速度不断减小，弹簧弹性势能增大，D错误。 故选C。 7. 如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的手动提物工具——“差动滑轮”，俗称“神仙葫芦”“手拉葫芦”或者“倒链”。它的上半部分是由固定在一起半径分别为和的两个齿轮组成，能绕中心轴转动，下半部分是一个动滑轮。封闭的链条如图串绕在几个滑轮上，动滑轮下悬挂着质量为的重物。已知。悬挂动滑轮的链条处于竖直状态，假设滑轮与链条的重力及轴处的摩擦均忽略不计。现用力以速率匀速拉动链条，则下列叙述正确的是（ ） A. 悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为 B. 拉力的大小为 C. 重物上升的速率为 D. 拉力的功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于物体匀速上升，故物体处于平衡状态。在竖直方向由平衡条件可得 得每根链条弹力，故A错误； B．大齿轮转一圈，拉力做的功为 同时小齿轮也转一圈，链条放下了 动滑轮右侧链条上升了 重物上升的高度 重物重力做的功​ 根据功能关系可知​，即 又 解得，故B错误； C．拉力拉链条的速率等于大轮边缘的线速度，由得角速度​ 当同轴转动时，大轮收链条的速率为，小轮放链条的速率为，总链条缩短速率为 动滑轮上升速率为总链条缩短速率的一半，则  解得，故C错误； D．由拉力功率可得 解得，故D正确。 故选D。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 8. 皮带传动装置如图所示，甲、乙、丙三轮的轴均为水平轴，其中甲、丙两轮的半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、C两点的角速度大小之比为1：2 B. A、B两点的线速度大小之比为2：1 C. A、C两点的向心加速度大小之比为1：4 D. A、B两点的向心加速度大小之比为4：1 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据传动装置的特点可知 所以 由题可知 解得 A正确，B错误； C．根据可得 C正确； D．根据可知 D错误。 故选AC。 9. 现有一高空实验小平台，平台正下方的水平地面上安装有声音记录仪。平台上的爆炸物被引爆后炸裂成两个碎块A和B，且A、B质量之比为2∶1、初速度均沿水平方向。引爆瞬间开始计时，在5s末和6s末先后记录到碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 从爆炸后到落地，A、B受到的冲量大小之比为2∶1 B. 从爆炸后到落地，A、B的位移大小之比为1∶2 C. 爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为1020m D. 爆炸后碎块A的初速度为68m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从爆炸瞬间到落地，碎块A、B均做平抛运动，设两碎块落地时间均为t，则，故A正确； B．爆炸时，水平方向根据动量守恒定律可知 爆炸后两碎块均做平抛运动，下落高度相同，两碎块落地时间相等，则 A、B的水平位移之比为，而从爆炸瞬间到落地，下落高度相同，两碎块的位移之比不等于，故B错误； CD．由 解得 则碎块A的水平位移 碎块B的水平位移 则爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为 碎块A的初速度为，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体B以水平速度v0滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A. 木板A的质量大于物体B的质量 B. 若木板A、物体B质量已知，可以求出整个过程摩擦发热量Q C. 小物体B相对长木板A滑行的距离为1m D. A对B做的功与B对A做的功的数值相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图中的图线的斜率可知小物块B在长木板A上滑行时两者加速度大小相等，又因为小物块B、长木板A受到的滑动摩擦力大小也相等，由牛顿第二定律 可知木板A与物体B质量相等，故A错误； B．若木板A、物体B质量已知，由图可知小物块B的初速度，最终小物块B和长木板A达到共速，，由能量守恒 可以求出此过程中产生的热量Q，故B正确； C．在达到共同速度之时，A、B的位移差 即小物体B相对长木板A滑行的距离，故C正确； D．A、B之间的摩擦力是一对相互作用力，等大反向，但是物块B的位移要大于木板A的位移，所以它们之间的摩擦力对对方做的功在数量上并不相等，故D错误。 故选BC。 第II卷 非选择题 54分 三、实验题：（16分） 11. 如图甲所示的实验装置可用来研究平抛物体的运动。某学习小组采用描点法进行研究，该小组以斜槽末端口附近某一点为坐标原点，水平方向为轴，竖直方向为轴建立坐标系。实验中描出小球平抛运动中的几个位置、、、如图乙所示，图中每个小正方形格子的边长为，当地重力加速度为。 （1）关于实验过程中的一些做法，以下合理的有_____（填字母）。 A. 实验时需调节斜槽末端水平 B. 小球需要从斜槽的同一高度由静止释放 C. 选用较为光滑的斜槽可以减小实验误差 D. 用折线连接描绘的所有点得到小球的运动轨迹 （2）小球的运动时间_____（选填“>”“=”或“<”）。 （3）小球做平抛运动的初速度大小，_____。 【答案】（1）AB （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A．实验时需调节斜槽末端水平，从而保证小球做平抛运动，A正确； B．小球需要从斜槽的同一高度由静止释放，从而保证小球到达底端时速度相等，B正确； C．斜槽是否光滑对实验无影响，C错误； D．舍掉误差较大的点，用平滑曲线连接描绘各点得到小球的运动轨迹，D错误。 故选AB。 【小问2详解】 因小球水平方向做匀速直线运动，而ab=bc=2L 可知小球的运动时间 【小问3详解】 竖直方向 水平方向 解得 12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）在“测量金属丝电阻率”实验中，某同学使用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图甲所示，读数为___________mm； （2）图乙是“验证动量守恒定律”实验装置示意图。已知入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，质量要求m1___________（填“大于”或“小于”）m2。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3，如图丙所示。在实验过程中，两小球的半径要___________（填“相等”或“不相等”），若两球碰撞中动量守恒，则测量数据满足的关系式为______________________（用题中所给物理量的符号表示），若测量数据满足式______________________（仅用x1、x2、x3表示），则说明碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）0.397##0.398##0.399##0.400 （2） ①. 大于 ②. 相等 ③. ④. 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以金属丝的直径为 【小问2详解】 [1][2]实验中为了防止两小球碰撞后入射小球反弹，且两小球发生对心碰撞，则必须满足入射小球的质量大于被碰小球的质量，即m1大于m2，两小球半径相等； [3]由于两球碰撞后均做平抛运动，竖直高度相等，则运动时间相等，若两球碰撞过程动量守恒，则，，， 所以 [4]若为弹性碰撞，则还需满足 联立解得 四、解答题（13题10分，14题10分，15题18分，共38分） 13. 如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动。在t=0时刻，振动物体从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t=0.2s时，振动物体的速度第一次变为-v；在t=0.5s时，振动物体的速度第二次变为-v。 （1）求弹簧振子的振动周期T； （2）若B、C之间的距离为25cm，求振动物体在4.0s内通过的路程； （3）若B、C之间的距离为25cm，从振动物体经过平衡位置向B运动开始计时，写出弹簧振子的位移表达式，并画出振动图像。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由简谐运动的对称性可知P到B的时间与B返回P的时间是相等的，所以 同时由简谐振动的对称性可知 又由于 解得 【小问2详解】 若B、C之间的距离为25cm，由 则振幅 由 可知振动物体在4.0s内通过的路程 【小问3详解】 由，解得 从振动物体经过平衡位置向B运动开始计时，弹簧振子的位移表达式 振动图像为 14. 2026年1月10日木星冲日，即地球恰好运行到木星和太阳之间，三者几乎排成一条直线，此时木星离地球最近，是最佳观测期。已知地球绕太阳运动的轨道半径约为木星绕太阳运动的轨道半径的倍（），地球公转周期为，木星的一颗卫星“木卫三”绕木星做圆周运动的周期为，轨道半径为，万有引力常量为。求： （1）木星质量； （2）木星相邻两次冲日的时间间隔。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 木卫三绕木星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得 解得木星质量 【小问2详解】 设木星绕太阳的轨道半径为，则地球轨道半径为，地球和木星都绕太阳运动，由开普勒第三定律可得 解得木星公转周期 相邻两次冲日满足：地球比木星多转圈（转过角度差为） 设时间间隔为，则，代入 化简得木星相邻两次冲日的时间间隔 15. 如图所示，足够长的水平传送带以恒定的速度v0=4 m/s顺时针传动，传送带的右端与光滑的水平台面平滑地衔接于c点，半径为R=1.8 m的光滑弧形轨道与水平台面相切于b点，质量为m=0.1 kg的滑块乙静止在c点，质量为M=0.2 kg的滑块甲从弧形轨道的最高点a由静止释放，经过一段时间两滑块第一次在c点发生碰撞，然后两滑块依次滑上传送带。已知两滑块与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度大小g=10 m/s2，两滑块均可视为质点，假设所有的碰撞均为弹性碰撞，第二次碰撞发生在bc段且滑块甲向左运动。求： （1）滑块甲第一次运动到b点时，滑块甲对轨道的压力大小； （2）滑块乙第一次返回到c点时，滑块甲刚好第二次经过b点，求b、c两点之间的距离； （3）第二次碰后滑块甲、乙的速度。 【答案】（1）6 N （2）14 m （3）2 m/s，方向向右，4 m/s，方向向左 【解析】 【小问1详解】 滑块甲从a点滑到b点的过程中，滑块甲的机械能守恒，则有 解得v=6m/s 滑块甲在b点时，由牛顿第二定律得 解得FN=6N 由牛顿第三定律可知，滑块甲第一次运动到轨道b点时对轨道的压力大小为6 N； 【小问2详解】 滑块甲、乙第一次发生弹性碰撞时，两滑块组成的系统动量守恒、机械能守恒，则有Mv=Mv1＋mv2， 解得v1=2 m/s、v2=8 m/s 两滑块在传送带上运动时的加速度大小为a=μg=2 m/s2 滑块甲在传送带上先向左减速再向右加速，由对称性可知，滑块甲返回到c点时的速度大小为v1=2 m/s，滑块甲在传送带上运动的总时间为 滑块乙在传送带上先向左减速再向右加速到与传送带共速，最后匀速运动到传送带最右端，滑块乙向左减速的位移为 滑块乙向右加速的位移为 则滑块乙在传送带上运动的总时间为 则b、c两点之间的距离为xbc=v1（t2-t1)=14m 【小问3详解】 规定向右为正方向，设滑块甲和滑块乙第二次碰后的速度分别为、，则有， 解得、 则第二次碰后甲的速度大小为2m/s，方向向右；乙的速度大小为4m/s，方向向左。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $