精品解析：江西九江市匡庐星瀚高级中学2026-2027学年高二上学期开学物理试题

江西省匡庐星瀚高级中学2026-2027学年度上学期开学考 高二物理试题 （时间 75分钟 总分100分） 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46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. 如图所示，水平地面上一辆汽车正通过一根跨过定滑轮不可伸长的绳子提升竖井中的重物，不计绳重及滑轮的摩擦，在汽车向右以匀速前进的过程中，以下说法中正确的是（ ） A. 当绳与水平方向成角时，重物上升的速度为 B. 当绳与水平方向成角时，重物上升的速度为 C. 汽车的输出功率将保持恒定 D. 被提起重物的动能不断增大 2. 如图所示是一根金属导体棒，端到端的横截面积逐渐减小，截面到、两端的距离相等。在导体棒两端加大小为的电压，则（ ） A. 、间的电压为 B. 、间的电流小于、间的电流 C. 从到，自由电荷的定向移动的平均速率增大 D. 段电阻大于段电阻 3. 如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，小球质量为m，则以下说法正确的是（　　） A. 小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少 B. 小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多 C. 小球的重力势能的减少量为mgh D. 以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为mg(H+h) 4. 记里鼓车是中国古代用于计量车辆行驶距离的机械装置。如图所示为《宋史》记载卢道隆所制记里鼓车：马匹拉车使车轮转动，带动一套齿轮传动。车轮转动100圈时，车行距离恰好为一里。因为立轮和车轮固定在同一轴上，立轮也转动100圈，下平轮和旋风轮转动33.3圈，中平轮转动1圈。此时通过凸轮杠杆机构，拉动木人，实现车每行1里下层木人击鼓。下列说法正确的是（　　） A. 中平轮与旋风轮的周期之比为1:33.3 B. 中平轮与旋风轮轮缘上线速度之比为1:33.3 C. 立轮轮缘上的线速度小于车轮轮缘上的线速度 D. 立轮与下平轮的角速度之比为33.3:100 5. 如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于（　　） A. B. C. D. 2 6. 某同学站在竖直墙面前方一定距离处，用玩具枪正对墙面射击，射击时保持枪口位置不变，先后在同一水平面内朝不同方位射出子弹，子弹初速度大小相等，不计空气阻力影响，则墙面上的弹痕分布符合实际的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　） A. B. C. 2f D. 3f 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，质量的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量的小物块A，整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力，使其从静止开始以加速度做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 变力的最小值为6N B. 从作用开始计时，经A和B分开 C. 作用瞬间，A、B之间的弹力大小为10N D. 小物块A与托盘B分离瞬间的速度大小为 9. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。则（　　） A. 物块下滑过程中机械能不守恒 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C. 物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2 D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 10. 如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是（　　） A. 甲的电荷量小于乙的电荷量 B. P点的电势比Q点的电势低 C. P点的电场强度大于Q点的电场强度 D. 电子在P点的电势能比Q点的电势能小 三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题10分，除特殊标注外，每空2分，共16分。） 11. 图甲和图乙分别是用打点计时器和用气垫导轨跟光电计时器来完成“验证机械能守恒定律实验”的两种方案。 （1）关于两种实验方案，下列说法正确的是________。 A. 甲方案中，在纸带上选取计数点时应间隔若干个点取一个计数点 B. 甲方案中，进行数据处理时要用到多条打上点的纸带进行测量 C. 乙方案中，挡光条的宽度对实验误差会产生影响 D. 乙方案中，拉动滑块的细绳与导轨是否平行不影响机械能守恒，细绳与导轨可不平行 （2）用甲方案进行实验时，打出的纸带可能是下列a、b两图中的________图。 （3）乙方案中，挡光条宽度为d，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，两光电门间距为x。导轨调成水平，滑块在细绳拉动下经过1、2两光电门时，挡光条的挡光时间分别为、。为验证机械能守恒，需要满足的关系式为________________________________（用题中字母表示）。 12. 实验小组设计了两种方案来测量弹簧的劲度系数。 （1）方案1：先测得弹簧沿竖直方向自由悬挂时指针所指位置的读数为11.90cm，再悬挂一质量为100g的重物后，指针位置如图1所示，其读数为_______cm，可得该弹簧的劲度系数________N/m（结果保留两位有效数字，重力加速度）。 （2）方案2：通过测量沿竖直方向做简谐运动的弹簧振子的周期，再根据周期公式（式中m为振子质量，k为弹簧劲度系数）来求劲度系数。仍用同一根弹簧悬挂相同的重物，在重物的正下方放置位移传感器，如图2所示。现将重物向下拉开一段距离后释放，使其沿竖直方向做简谐运动，位移传感器记录重物的图像如图3所示，由图可知重物振动的周期为________s，则由该方案得到的劲度系数________（选填”大于”或”小于”）； （3）用方案1、方案2进行多次实验，发现用两种方案得到的劲度系数始终存在一定的差异，你认为造成差异的主要因素是________。 A. 空气阻力的影响 B. 弹簧自身质量的影响 四、计算题（本题共3小题，13题12分，14题12分，15题14分，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 长为的细线，一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动形成圆锥摆，如图所示，若摆线与竖直方向夹角为，求： （1）求摆线对小球的拉力大小； （2）小球运动的角速度大小； （3）小球运动的向心加速度大小； 14. 如图所示，两间距为d的沿竖直方向放置的足够长的平行金属板M、N分别带等量的正负电荷，两极板之间的电压为U，质量为m、电荷量为+q的小球从N板边缘的O点沿与N板成θ=60°的方向以初速度v0射入两极板间，经过一段时间小球返回到N板，整个过程小球未与 M板发生碰撞，已知Uq=mgd，重力加速度为 g，sin 15°=。求∶ （1）小球沿水平方向的速度为零时，小球到O点的水平间距x和竖直间距y； （2）小球返回到N板时到O点的距离h； （3）整个过程中，小球的最小动能Ek。 15. 某竞技装置如图所示，参赛者通过操作置于水平面含有轻质弹簧的弹射器，将质量m＝0.17 kg的小球从弹射器出口P点水平射出并进入水平轨道，在A点冲上半径R＝0.4 m的竖直半圆轨道，再从B点水平飞出，若能击中右侧倾斜挡板（不含Q点），则得分．A点与P点的距离d＝0.4 m，与倾斜挡板底端Q点的距离D＝0.8 m，挡板的倾角θ＝37°。小球可视为质点、与水平轨道PA的动摩擦因数μ＝0.5，不计其他阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）在参赛者甲的某次操作中，小球恰能从B点飞出： ①通过计算，判断参赛者甲该次操作能否得分； ②求该次操作弹射器释放的弹性势能Ep1； （2）在参赛者乙的某次操作中，小球恰能垂直击中挡板，求该次操作弹射器释放的弹性势能Ep2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省匡庐星瀚高级中学2026-2027学年度上学期开学考 高二物理试题 （时间 75分钟 总分100分） 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46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. 如图所示，水平地面上一辆汽车正通过一根跨过定滑轮不可伸长的绳子提升竖井中的重物，不计绳重及滑轮的摩擦，在汽车向右以匀速前进的过程中，以下说法中正确的是（ ） A. 当绳与水平方向成角时，重物上升的速度为 B. 当绳与水平方向成角时，重物上升的速度为 C. 汽车的输出功率将保持恒定 D. 被提起重物的动能不断增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．将汽车的速度v0沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示，则有重物上升的速度 故AB错误； C．汽车向右匀速前进的过程中，角度θ逐渐减小，cosθ增大，所以v物增大，重物加速上升，克服重力做功的功率增大，根据能量守恒定律知，汽车的输出功率增大，故C错误； D．由可知，汽车向右匀速前进的过程中，角度θ逐渐减小，cosθ增大，所以v物增大，动能不断增大，故D正确。 故选D。 2. 如图所示是一根金属导体棒，端到端的横截面积逐渐减小，截面到、两端的距离相等。在导体棒两端加大小为的电压，则（ ） A. 、间的电压为 B. 、间的电流小于、间的电流 C. 从到，自由电荷的定向移动的平均速率增大 D. 段电阻大于段电阻 【答案】C 【解析】 【详解】B．、段电阻与、段电阻是串联关系，可知、间的电流等于、间的电流，故B错误； C．根据电流微观表达式，从到，电流不变，单位体积的自由电荷数相等，横截面积减小，可知自由电荷的定向移动的平均速率增大，故C正确； D．段电阻的长度和段电阻长度相等，电阻率相同，段横截面积更大，根据电阻定律可知段电阻小于段电阻，故D错误。 A．、间的电流等于、间的电流，段电阻小于段电阻，根据可知、间的电压小于，故A错误。 故选C。 3. 如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，小球质量为m，则以下说法正确的是（　　） A. 小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少 B. 小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多 C. 小球的重力势能的减少量为mgh D. 以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为mg(H+h) 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．静止的小球沿不同的轨道由同一高度滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做的功相同，故AB错误； CD．重力势能的变化量与零势能面的选取无关，重力做的正功等于重力势能的减小量，重力做功为mgh，则重力势能减小mgh，故C正确，D错误。 故选C。 4. 记里鼓车是中国古代用于计量车辆行驶距离的机械装置。如图所示为《宋史》记载卢道隆所制记里鼓车：马匹拉车使车轮转动，带动一套齿轮传动。车轮转动100圈时，车行距离恰好为一里。因为立轮和车轮固定在同一轴上，立轮也转动100圈，下平轮和旋风轮转动33.3圈，中平轮转动1圈。此时通过凸轮杠杆机构，拉动木人，实现车每行1里下层木人击鼓。下列说法正确的是（　　） A. 中平轮与旋风轮的周期之比为1:33.3 B. 中平轮与旋风轮轮缘上线速度之比为1:33.3 C. 立轮轮缘上的线速度小于车轮轮缘上的线速度 D. 立轮与下平轮的角速度之比为33.3:100 【答案】C 【解析】 【详解】A．中平轮与旋风轮的角速度之比为1:33.3 根据，中平轮与旋风轮的周期之比为33.3:1，A错误； B．旋风轮带动中平轮转动，中平轮与旋风轮轮缘上线速度之比为1:1，B错误； C．立轮和车轮同轴，立轮半径小，车轮半径大。根据，立轮轮缘上的线速度小于车轮轮缘上的线速度，C正确； D．立轮与下平轮的角速度之比为100:33.3，D错误。 故选C。 5. 如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于（　　） A. B. C. D. 2 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知两电荷为异种电荷，假设为正电荷，为负电荷，两电荷在C点的场强如下图，设圆的半径为r，根据几何知识可得 ， 同时有 ， 联立解得 故选B。 6. 某同学站在竖直墙面前方一定距离处，用玩具枪正对墙面射击，射击时保持枪口位置不变，先后在同一水平面内朝不同方位射出子弹，子弹初速度大小相等，不计空气阻力影响，则墙面上的弹痕分布符合实际的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，玩具枪子弹在空中做平抛运动，水平速度大小不变，当枪口正对靶标中心时，子弹运动到靶标的水平位移最小，由平抛运动规律 可知，子弹运动到靶标的时间最短，又由公式 可知，子弹下落的高度最小；在水平面左右旋转枪口朝向时，子弹运动到靶标的水平位移变大，运动时间变长，下落的高度变大。 故选B。 7. 如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　） A. B. C. 2f D. 3f 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意对S受力分析如图 正交分解可知 所以有 对P受力分析如图 则有 解得 故选B。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，质量的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量的小物块A，整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力，使其从静止开始以加速度做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 变力的最小值为6N B. 从作用开始计时，经A和B分开 C. 作用瞬间，A、B之间的弹力大小为10N D. 小物块A与托盘B分离瞬间的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．对A、B整体受力分析，根据牛顿第二定律可得 可得 当弹簧弹力最大时，F最小；刚开始施力时弹簧弹力最大，且有 解得变力的最小值为 作用瞬间，以A为对象，根据牛顿第二定律可得 解得A、B之间的弹力大小为，故A正确，C错误； BD．刚开始，弹簧的压缩量为 A、B分离时，A、B间恰好无弹力作用，对B由牛顿第二定律可知 解得 A在这一过程的位移为 根据运动学公式可得 解得 则从作用开始计时，经A和B分开；小物块A与托盘B分离瞬间的速度大小为，故B错误，D正确。 故选AD。 9. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。则（　　） A. 物块下滑过程中机械能不守恒 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C. 物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2 D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 【答案】AB 【解析】 【详解】A．下滑5m的过程中，重力势能减少30J，动能增加10J，减小的重力势能并不等于增加的动能，所以机械能不守恒，A正确； B．斜面高3m、长5m，则斜面倾角为θ＝37°。令斜面底端为零势面，则物块在斜面顶端时的重力势能 mgh＝30J 可得质量 m＝1kg 下滑5m过程中，由功能原理，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功 μmg·cosθ·s＝20J 求得 μ＝0.5 B正确； C．由牛顿第二定律 mgsinθ－μmgcosθ＝ma 求得 a＝2m/s2 C错误； D．物块下滑2.0m时，重力势能减少12J，动能增加4J，所以机械能损失了8J，D选项错误。 故选AB。 10. 如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是（　　） A. 甲的电荷量小于乙的电荷量 B. P点的电势比Q点的电势低 C. P点的电场强度大于Q点的电场强度 D. 电子在P点的电势能比Q点的电势能小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据图像可知，靠近甲的位置的电场线分布比靠近乙的位置的电场线分布密集一些，则甲的电荷量大于乙的电荷量，故A错误； B．沿电场线电势降低，可知P点电势高于Q点，故B错误； C．P点位置的电场线分布的密集程度大于Q点位置的电场线分布的密集程度，可知P点的电场强度大于Q点的电场强度，故C正确； D．电子带负电，所受电场力方向与电场方向相反，可知电子从P点移动到Q点，电场力做负功，电势能增大，即电子在P点的电势能低于Q点的电势能，故D正确。 故选CD。 三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题10分，除特殊标注外，每空2分，共16分。） 11. 图甲和图乙分别是用打点计时器和用气垫导轨跟光电计时器来完成“验证机械能守恒定律实验”的两种方案。 （1）关于两种实验方案，下列说法正确的是________。 A. 甲方案中，在纸带上选取计数点时应间隔若干个点取一个计数点 B. 甲方案中，进行数据处理时要用到多条打上点的纸带进行测量 C. 乙方案中，挡光条的宽度对实验误差会产生影响 D. 乙方案中，拉动滑块的细绳与导轨是否平行不影响机械能守恒，细绳与导轨可不平行 （2）用甲方案进行实验时，打出的纸带可能是下列a、b两图中的________图。 （3）乙方案中，挡光条宽度为d，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，两光电门间距为x。导轨调成水平，滑块在细绳拉动下经过1、2两光电门时，挡光条的挡光时间分别为、。为验证机械能守恒，需要满足的关系式为________________________________（用题中字母表示）。 【答案】（1）AC （2）b （3） 【解析】 【小问1详解】 A．选取计数点，一般间隔4个计时点取一个计数点，可以减小测量的误差，故A正确； B．在实验数据处理中，要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，并且点迹清晰的纸带进行测量，故B错误； C．乙方案中，根据可知，挡光条的宽度对实验误差会产生影响，应选择宽度较小的挡光条，故C正确； D．乙方案中，拉动滑块的细绳与导轨要保持平行，否则会造成滑块与砝码二者速度不等，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 甲方案中重物做自由落体运动，最初的0.02s内的位移应接近2mm，故符合规律的对应纸带应选b。 【小问3详解】 由于光电门的宽度d很小，所以用短时间内的平均速度代替瞬时速度，滑块通过光电门1速度为 滑块通过光电门2速度为 若系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，则满足机械能守恒定律，即为验证机械能守恒，需要满足的关系式为 化简可得 12. 实验小组设计了两种方案来测量弹簧的劲度系数。 （1）方案1：先测得弹簧沿竖直方向自由悬挂时指针所指位置的读数为11.90cm，再悬挂一质量为100g的重物后，指针位置如图1所示，其读数为_______cm，可得该弹簧的劲度系数________N/m（结果保留两位有效数字，重力加速度）。 （2）方案2：通过测量沿竖直方向做简谐运动的弹簧振子的周期，再根据周期公式（式中m为振子质量，k为弹簧劲度系数）来求劲度系数。仍用同一根弹簧悬挂相同的重物，在重物的正下方放置位移传感器，如图2所示。现将重物向下拉开一段距离后释放，使其沿竖直方向做简谐运动，位移传感器记录重物的图像如图3所示，由图可知重物振动的周期为________s，则由该方案得到的劲度系数________（选填”大于”或”小于”）； （3）用方案1、方案2进行多次实验，发现用两种方案得到的劲度系数始终存在一定的差异，你认为造成差异的主要因素是________。 A. 空气阻力的影响 B. 弹簧自身质量的影响 【答案】（1） ①. 32.50 ②. 4.8 （2） ①. 0.937 ②. 小于 （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1]由图可知其读数为32.50cm； [2]可得该弹簧的劲度系数 【小问2详解】 由图可知重物振动的周期为 根据可得 则由该方案得到的劲度系数小于； 【小问3详解】 在方案1中，阻力和弹簧本身的重力对实验均无影响；方案2中空气阻力只影响简谐振动的振幅，但不影响周期，但弹簧本身的重力会影响振动周期，故选B。 四、计算题（本题共3小题，13题12分，14题12分，15题14分，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 长为的细线，一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动形成圆锥摆，如图所示，若摆线与竖直方向夹角为，求： （1）求摆线对小球的拉力大小； （2）小球运动的角速度大小； （3）小球运动的向心加速度大小； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 摆球的受力分析如图所示，沿轴方向受力平衡有 解得摆线对小球的拉力大小为 【小问2详解】 拉力沿水平方向的分力提供向心力 圆周运动半径为  联立解得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律可得 向心加速度的大小为 14. 如图所示，两间距为d的沿竖直方向放置的足够长的平行金属板M、N分别带等量的正负电荷，两极板之间的电压为U，质量为m、电荷量为+q的小球从N板边缘的O点沿与N板成θ=60°的方向以初速度v0射入两极板间，经过一段时间小球返回到N板，整个过程小球未与 M板发生碰撞，已知Uq=mgd，重力加速度为 g，sin 15°=。求∶ （1）小球沿水平方向的速度为零时，小球到O点的水平间距x和竖直间距y； （2）小球返回到N板时到O点的距离h； （3）整个过程中，小球的最小动能Ek。 【答案】（1）； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，小球在水平方向先向右做匀减速运动而后向左做匀加速运动，而竖直方向做竖直上抛运动。水平方向上有 又 ，， 解得 小球从O点发射到水平速度减为零的时间为 又 解得 水平速度为零的点到O点的水平间距为 解得 竖直方向的初速度为 水平速度为零的点到O点的竖直间距为 解得 位于抛出点上方。 【小问2详解】 由运动的对称性可知，小球从发射到返回N板的总时间为 则整个过程中小球在竖直方向下落的高度为 解得 位于抛出点下方。 【小问3详解】 将小球的速度方向沿合力方向和垂直于合力方向分解，垂直于合力方向做匀速直线运动，当沿合力方向的速度为零时，小球的速度最小。 由几何关系可知合力的反向延长线与初速度的夹角为，此时 解得 小球动能的最小值为 解得 15. 某竞技装置如图所示，参赛者通过操作置于水平面含有轻质弹簧的弹射器，将质量m＝0.17 kg的小球从弹射器出口P点水平射出并进入水平轨道，在A点冲上半径R＝0.4 m的竖直半圆轨道，再从B点水平飞出，若能击中右侧倾斜挡板（不含Q点），则得分．A点与P点的距离d＝0.4 m，与倾斜挡板底端Q点的距离D＝0.8 m，挡板的倾角θ＝37°。小球可视为质点、与水平轨道PA的动摩擦因数μ＝0.5，不计其他阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）在参赛者甲的某次操作中，小球恰能从B点飞出： ①通过计算，判断参赛者甲该次操作能否得分； ②求该次操作弹射器释放的弹性势能Ep1； （2）在参赛者乙的某次操作中，小球恰能垂直击中挡板，求该次操作弹射器释放的弹性势能Ep2。 【答案】（1）①小球恰能从B点飞出，竖直圆周运动最高点重力提供向心力 解得B点速度 小球从B点水平抛出，做平抛运动，假设运动时间为落在AQ上，则竖直方向下落高度 水平位移 联立解得 说明正好击中Q点，题目要求击中不含Q点得分，因此该次操作不能得分。 ② （2） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 ①见答案。 ②从P到B由能量守恒，弹性势能转化为摩擦生热的内能、重力势能和B点动能 代入数值得 【小问2详解】 小球垂直击中挡板，速度方向与挡板垂直，因此速度方向与水平方向夹角为，满足 又 得 结合平抛位置关系 代入化简得 代入数值得 由能量守恒 代入数值得 【点睛】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $