精品解析：江苏宜兴中学、泰州中学、宿迁中学2026-2027学年高三上学期9月质量监测物理试题

江苏宜兴中学、泰州中学、宿迁中学2026-2027学年高三上学期9月质量监测物理试题 试卷满分（100分） 考试时间（75分钟） 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 滑板运动是一项非常受欢迎的运动，运动员在某次训练中从滑板上跳起经过一段时间又落到滑板上，若其重心轨迹如图中虚线所示，轨迹上有M、N、P三点且M、P在同一水平线上，N为最高点，不计空气阻力，将运动员视为质点，则运动员在空中运动过程中（ ） A. 做的是变加速曲线运动 B. 在M、P两点，速度相同 C. 从M到N与N到P过程，速度变化量相同 D. 在某一段时间内，位移可能为零 2. 有关生活中的圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，脱水桶转动角速度越大，附着在其内壁上一起转动的衣服所受摩擦力越大 B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，此时汽车处于超重状态 C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越近，所需向心力越大，越容易做离心运动 D. 图丁两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的角速度相同 3. 低空经济正成为全球瞩目的新兴力量。如图乙为某无人机从地面静止开始配送物资过程中在竖直方向运动的图像。过程图像为直线。以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，不计空气阻力和水平作用力。下列说法正确的是（ ） A. 研究无人机螺旋桨的转动状态，可将它视为质点 B. ，无人机处于失重状态 C. 时刻，无人机受合力为零 D. ，无人机做匀减速直线运动回到地面 4. “会当凌绝顶，一览众山小。”登泰山途中，甲、乙两同学在某段直道上比谁登山快，他们同时以大小为的初速度从同一地点出发的图像如图所示，两条曲线均为抛物线，乙的图像在时刻的切线斜率为0。下列说法正确的是（ ） A. 甲做匀减速直线运动 B. 乙做匀加速直线运动 C. 甲在时的速度大小为 D. 甲在时的速度大小为 5. 如图所示，不倒翁静止在斜面上，接触点为P。下列说法正确的是（　　） A. 不倒翁只受重力与弹力作用 B. 不倒翁对斜面的作用力方向竖直向下 C. 不倒翁的重心可能位于图中的M点 D. 斜面对不倒翁的弹力是因为不倒翁发生了形变 6. 图为某风洞实验的简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力的作用下由静止沿斜面向上运动，从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ） A. 物块的速度一直减小到零 B. 物块的速度先增大再减小 C. 物块加速度先增大后减小 D. 物块能够静止在最高点 7. 某次军事演习中，在，两处的炮兵向正前方同一水平面上的目标发射炮弹，要求同时击中目标。若忽略空气阻力，炮弹轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 若两颗炮弹运动的最高点高度相等，则处发射炮弹运动时间长 B. 若两颗炮弹运动的最高点高度相等，则处发射炮弹的初速度大 C. 若点射出的炮弹的运动时间更长，则处发射炮弹到达的最高点更低 D. 若点射出的炮弹的运动时间更长，则处射出的炮弹竖直方向初速度更大 8. 如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ上的点，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与核心舱对接。则飞船（ ） A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ要在点减速 B. 沿轨道Ⅱ运行时经过点的速度小于点的速度 C. 沿轨道Ⅱ运行时经过点的加速度大于点的加速度 D. 沿轨道Ⅲ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期 9. 如图所示，小船从宽为的河流岸边的点渡河，船头与河岸成角，经过一段时间小船恰好到达点正对岸处的点，如果船在静水中的速度恒为。下列说法正确的是（　　） A. 水流速度方向向右，大小可能大于 B. 水流速度方向向右，大小为 C. 此种方式为时间最短的过河方式 D. 小船过河所用的时间为 10. 如图所示，某同学准备罚球，手持篮球保持静止，在裁判员示意后将球斜向上抛出，篮球刚好落入篮筐。篮球从静止到刚好落入篮筐的过程中，已知空气阻力做功为，重力做功为，投篮时该同学对篮球做功为。篮球可视为质点，则在此过程中（ ） A. 篮球重力势能的变化量为 B. 篮球机械能的变化量为 C. 篮球动能的变化量为 D. 篮球在落入篮筐瞬间机械能最大 11. 如图所示，在点以水平速度向左抛出一个质量的小球，小球抛出后始终受到水平向右恒定风力的作用，风力大小为。经过时间小球到达点，点位于点正下方，取重力加速度，小球从到运动过程中，速度的最小值为（ ） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某班同学利用如图甲所示的实验装置探究小车加速度与受力、质量的关系。 （1）关于本实验，下列说法正确的是________。（填正确答案标号） A. 平衡小车受到的摩擦力时，应不挂钩码 B. 通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度 C. 该实验需要满足钩码的总质量远小于小车的质量 （2）通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度。图乙是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率的交变电源。根据以上数据，可以算出小车的加速度________（保留2位有效数字）。若工作时交变电流的实际频率小于50 Hz，则加速度测量值________（选填“偏大”或“偏小”）。 （3）如果以力传感器的示数为横坐标、小车的加速度大小为纵坐标，一个小组作出的图像如图丙所示，根据图丙可得小车的质量________（用、表示）。 （4）如果另一个小组根据数据作出的力传感器的示数与小车的加速度大小的关系图像如图丁所示，则该图线不过原点的原因可能是________________。 13. 如图所示，质量的箱子静止在光滑水平地面上，现用与水平方向成斜向右上方的拉力拉箱子，箱子由静止开始向右运动。求： （1）箱子运动过程中的加速度； （2）拉力在内做功的平均功率和末的瞬时功率。 14. 游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型图，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。其中为处于水平面内的转盘，可绕轴转动，圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直方向的夹角，座椅和人的总质量为，，，，求： （1）绳子拉力的大小； （2）若转盘由静止启动，使座椅与人达到该稳定运动状态，转盘对座椅和人做的功。 15. 如图甲所示，质量的斜面体静置在粗糙的水平地面上，斜面的长度，倾角，光滑轻小定滑轮固定在斜面的顶端。一轻绳的左端与质量的物块A相连，右端绕过定滑轮与物块B（视为质点）相连，另一轻绳左端固定在竖直墙壁上，右端与连接两物块的轻绳在O点打结。当系统处于静止状态时，O点左侧的轻绳与墙壁的夹角也为，O点与定滑轮之间的轻绳水平，定滑轮右侧的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面顶端且与斜面间恰好没有摩擦力。时刻，将定滑轮右侧的轻绳剪断，物块B沿斜面下滑（斜面体始终不动），通过斜面底端后滑上地面（斜面底端和水平面平滑连接），物块B的速率随时间变化的规律如图乙所示。取重力加速度大小，，。求： （1）物块B的质量； （2）物块B与斜面间的动摩擦因数以及物块B与地面间的动摩擦因数； （3）在物块B沿斜面下滑的过程中，地面对斜面体的支持力大小以及静摩擦力大小。 16. 如图所示，半径为的圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，其中A、B分别为圆轨道的最低点和最高点。一质量为的小球（视为质点）以某一速率滑上A点，到达B点时的速率恰好为在A点时的，重力加速度为，求： （1）小球在B点时的速度大小； （2）小球在A点受轨道支持力大小。 （3）若小球从A点以初速度沿轨道向上运动，求小球离开轨道位置距离A点的竖直高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏宜兴中学、泰州中学、宿迁中学2026-2027学年高三上学期9月质量监测物理试题 试卷满分（100分） 考试时间（75分钟） 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 滑板运动是一项非常受欢迎的运动，运动员在某次训练中从滑板上跳起经过一段时间又落到滑板上，若其重心轨迹如图中虚线所示，轨迹上有M、N、P三点且M、P在同一水平线上，N为最高点，不计空气阻力，将运动员视为质点，则运动员在空中运动过程中（ ） A. 做的是变加速曲线运动 B. 在M、P两点，速度相同 C. 从M到N与N到P过程，速度变化量相同 D. 在某一段时间内，位移可能为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动员在空中运动过程中，不计空气阻力，只受重力作用。根据牛顿第二定律 可得加速度，方向竖直向下，恒定不变。加速度恒定的曲线运动是匀变速曲线运动，故A错误； B．运动员做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动。 、两点在同一水平线上，根据运动的对称性，两点速度大小相等，但方向不同，点速度斜向上，点速度斜向下。速度是矢量，方向不同则速度不同，故B错误； C．、在同一水平线上，为最高点。根据斜抛运动的对称性，从到的上升过程与从到的下降过程所用时间相等，设为，根据速度变化量公式得 由于恒定且时间相等，所以这两个过程的速度变化量大小相等、方向相同，均竖直向下，故C正确； D．运动员在空中运动过程中，水平方向具有初速度且不受外力，做匀速直线运动。在任意一段时间内，水平位移，因此合位移不可能为零，故D错误。 故选C。 2. 有关生活中的圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，脱水桶转动角速度越大，附着在其内壁上一起转动的衣服所受摩擦力越大 B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，此时汽车处于超重状态 C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越近，所需向心力越大，越容易做离心运动 D. 图丁两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的角速度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，衣服在竖直方向上受重力和静摩擦力平衡，由平衡条件可知，即摩擦力大小等于重力，与脱水桶转动的角速度无关，故A错误； B．图乙中，汽车通过拱桥最高点时，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律可知，加速度向下，汽车处于失重状态，故B错误； C．图丙中，物体随圆盘转动，静摩擦力提供向心力，即 当角速度 一定时，物体离转盘中心越近（ 越小），所需向心力越小，越不容易达到最大静摩擦力，越不容易做离心运动，故C错误； D．图丁中，设细线与竖直方向夹角为 ，悬点到圆周运动平面的高度为 ，小球受重力和拉力作用，合力提供向心力，由牛顿第二定律 由几何关系 解得 因为两球在同一水平面内运动时相同，所以它们的角速度相同，故D正确。 故选D。 3. 低空经济正成为全球瞩目的新兴力量。如图乙为某无人机从地面静止开始配送物资过程中在竖直方向运动的图像。过程图像为直线。以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，不计空气阻力和水平作用力。下列说法正确的是（ ） A. 研究无人机螺旋桨的转动状态，可将它视为质点 B. ，无人机处于失重状态 C. 时刻，无人机受合力为零 D. ，无人机做匀减速直线运动回到地面 【答案】C 【解析】 【详解】A．研究无人机螺旋桨的转动状态时，需要关注螺旋桨自身的形状、大小和转动细节，将其视为质点的话就无法体现转动的特点了，因此不能把螺旋桨看作质点，故A错误； B．，图像的斜率为正，说明无人机的加速度竖直向上，此时无人机处于超重状态，而非失重状态，故B错误； C．时刻，图像的斜率为0，无人机的加速度为0，根据牛顿第二定律，可知此时无人机受到的合外力为零，故C正确； D．，无人机的速度始终为正（运动方向竖直向上），加速度恒定且与速度方向相反，无人机是在向上做匀减速直线运动，到时刻速度减为0，并没有回到地面，故D错误； 故选C。 4. “会当凌绝顶，一览众山小。”登泰山途中，甲、乙两同学在某段直道上比谁登山快，他们同时以大小为的初速度从同一地点出发的图像如图所示，两条曲线均为抛物线，乙的图像在时刻的切线斜率为0。下列说法正确的是（ ） A. 甲做匀减速直线运动 B. 乙做匀加速直线运动 C. 甲在时的速度大小为 D. 甲在时的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像的切线斜率表示速度，两条曲线均为抛物线，甲图像的切线斜率逐渐增大，说明甲做匀加速直线运动，故A错误； B．乙图像的切线斜率逐渐减小，说明乙做匀减速直线运动，故B错误； CD．乙做匀减速直线运动，且在速度减为0，根据平均速度公式有 解得 甲做匀加速直线运动，由图可知甲在时间内的位移为，根据平均速度公式有  代入， 可得 解得甲在时的速度大小为，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，不倒翁静止在斜面上，接触点为P。下列说法正确的是（　　） A. 不倒翁只受重力与弹力作用 B. 不倒翁对斜面的作用力方向竖直向下 C. 不倒翁的重心可能位于图中的M点 D. 斜面对不倒翁的弹力是因为不倒翁发生了形变 【答案】B 【解析】 【详解】A．不倒翁受重力、弹力和摩擦力的作用，A错误； B．由平衡可知斜面对不倒翁的作用力与不倒翁的重力等大反向，可知斜面对不倒翁的作用力竖直向上，由牛顿第三定律可知，不倒翁对斜面的作用力方向竖直向下，B正确； C．不倒翁受过P点垂直斜面向上的支持力、过P点沿斜面向上的摩擦力以及竖直向下的重力作用，因三力为共点力，可知不倒翁的重心不可能位于图中的M点，C错误； D．斜面对不倒翁的弹力是因为斜面发生了形变，D错误。 故选B。 6. 图为某风洞实验的简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力的作用下由静止沿斜面向上运动，从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ） A. 物块的速度一直减小到零 B. 物块的速度先增大再减小 C. 物块加速度先增大后减小 D. 物块能够静止在最高点 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对物块进行受力分析，物块沿斜面方向受到恒定的风力（沿斜面向上）、重力的分力 （沿斜面向下）以及弹簧的弹力（沿斜面向下）。物块由静止向上运动，说明初始阶段。物块刚接触弹簧时，弹力，此时合外力，加速度方向向上，物块做加速运动；随着弹簧压缩量增大，弹力  增大，合外力减小，但速度仍在增加，直到时速度达到最大。此后弹力继续增大，合外力反向，物块做减速运动。所以速度是先增大后减小，故A错误，B正确； C．根据牛顿第二定律，在加速阶段有，随着增大，加速度减小；在减速阶段有，随着增大，加速度增大。所以加速度是先减小后增大，故C错误； D．在最高点时，物块速度为零，但此时弹簧压缩量最大，弹力最大，满足，合外力沿斜面向下且不为零，物块具有向下的加速度，不能静止，故D错误。 故选B。 7. 某次军事演习中，在，两处的炮兵向正前方同一水平面上的目标发射炮弹，要求同时击中目标。若忽略空气阻力，炮弹轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 若两颗炮弹运动的最高点高度相等，则处发射炮弹运动时间长 B. 若两颗炮弹运动的最高点高度相等，则处发射炮弹的初速度大 C. 若点射出的炮弹的运动时间更长，则处发射炮弹到达的最高点更低 D. 若点射出的炮弹的运动时间更长，则处射出的炮弹竖直方向初速度更大 【答案】D 【解析】 【详解】A．斜上抛运动可看成关于最高点对称的两平抛运动，因最高点高度相等，由可知P、Q两处射出的炮弹运动时间相等，故A错误； B．若两种斜抛运动的最高点在同一高度，则相同，P、Q两处的初速度在竖直方向的分速度相等，而P到O的水平位移大于Q到O的水平位移，则P水平方向分初速度大于Q水平方向的分速度，而发射初速度为，则P处射出的炮弹的初速度大，故B错误； C．若Q点射出的炮弹的运动时间长，由可知，处发射炮弹到达的最高点更高，故C错误， D．由竖直初速度可知运动时间更长，则竖直方向初速度更大，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ上的点，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与核心舱对接。则飞船（ ） A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ要在点减速 B. 沿轨道Ⅱ运行时经过点的速度小于点的速度 C. 沿轨道Ⅱ运行时经过点的加速度大于点的加速度 D. 沿轨道Ⅲ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ做离心运动，需要的向心力大于万有引力，所以要在点加速，故A错误； B．根据开普勒第二定律得，沿轨道Ⅱ运行时经过远地点点的速度小于近地点点的速度，故B正确； C．万有引力公式 飞船沿轨道Ⅱ运行时，所受合力为万有引力，由于，可得，根据牛顿第二定律可得，故C错误； D．根据开普勒第三定律在圆形轨道上的应用得 由于 可得，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，小船从宽为的河流岸边的点渡河，船头与河岸成角，经过一段时间小船恰好到达点正对岸处的点，如果船在静水中的速度恒为。下列说法正确的是（　　） A. 水流速度方向向右，大小可能大于 B. 水流速度方向向右，大小为 C. 此种方式为时间最短的过河方式 D. 小船过河所用的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小船恰好到达N点正对岸处的P点，说明合速度方向垂直于河岸。沿河岸方向水速与船的分速度抵消，即 方向向右。故AB错误； C．当船头垂直于河岸，即时，垂直河岸的分速度最大，过河时间最短。故C错误； D．小船过河的时间由垂直河岸的分速度决定，即，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，某同学准备罚球，手持篮球保持静止，在裁判员示意后将球斜向上抛出，篮球刚好落入篮筐。篮球从静止到刚好落入篮筐的过程中，已知空气阻力做功为，重力做功为，投篮时该同学对篮球做功为。篮球可视为质点，则在此过程中（ ） A. 篮球重力势能的变化量为 B. 篮球机械能的变化量为 C. 篮球动能的变化量为 D. 篮球在落入篮筐瞬间机械能最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．篮球重力势能的增量等于克服重力做功，即为，故A错误； B．篮球机械能的变化量等于阻力做功与同学对篮球做功之和，即为，故B正确； C．根据动能定理可知，篮球动能的增量等于合外力的功，即为，故C错误； D．由于在运动过程中持续有空气阻力做功，则篮球在刚好落入篮筐中时机械能最小，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，在点以水平速度向左抛出一个质量的小球，小球抛出后始终受到水平向右恒定风力的作用，风力大小为。经过时间小球到达点，点位于点正下方，取重力加速度，小球从到运动过程中，速度的最小值为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球水平方向的加速度大小为 小球水平方向做匀变速直线运动，经过B点时水平方向的速度大小仍为，故有 小球运动过程中，受到竖直向下的重力和水平向右的恒定风力，它们的合力恒定且方向斜向右下方与水平方向夹角正切值 将小球的初速度沿合力和垂直合力方向分解，小球在垂直合力方向做匀速运动，该方向上分速度为 当沿合力方向的速度减小到零时小球的速度最小，此时只有垂直合力方向的分速度，故小球的最小速度为 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某班同学利用如图甲所示的实验装置探究小车加速度与受力、质量的关系。 （1）关于本实验，下列说法正确的是________。（填正确答案标号） A. 平衡小车受到的摩擦力时，应不挂钩码 B. 通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度 C. 该实验需要满足钩码的总质量远小于小车的质量 （2）通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度。图乙是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率的交变电源。根据以上数据，可以算出小车的加速度________（保留2位有效数字）。若工作时交变电流的实际频率小于50 Hz，则加速度测量值________（选填“偏大”或“偏小”）。 （3）如果以力传感器的示数为横坐标、小车的加速度大小为纵坐标，一个小组作出的图像如图丙所示，根据图丙可得小车的质量________（用、表示）。 （4）如果另一个小组根据数据作出的力传感器的示数与小车的加速度大小的关系图像如图丁所示，则该图线不过原点的原因可能是________________。 【答案】（1）AB （2） ①. ②. 偏大 （3） （4）平衡摩擦力不足 【解析】 【小问1详解】 AB．平衡摩擦力时，应让小车在不受砝码牵引的情况下拖着纸带做匀速运动；改变小车总质量后，重力沿木板方向的分力和摩擦力都随质量成比例变化，故AB正确； C．使用力传感器直接测量小车所受拉力，不需要用砝码重力近似拉力，故C错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]相邻计数点间还有4个未标出的点，因此相邻计数点的时间间隔为 图中各数据为计数点相对起点的累计位置。前、后各两段位移能够组成两组，每组包含的位移段数为。由逐差法得 代入数据并换算单位得 [2]若实际频率小于，则实际相邻计数点的时间间隔大于。题中按计算时所用时间间隔偏小，逐差式的分母偏小，故加速度测量值偏大。 【小问3详解】 小车受到两段绳的拉力，每段绳的拉力均为力传感器的示数。平衡摩擦力后，由牛顿第二定律得，整理得 图丙是过原点的图像，图中标出的点为，故 解得 【小问4详解】 图丁的图像没有通过原点，拉力较小时，加速度为零，说明平衡摩擦力不足。 13. 如图所示，质量的箱子静止在光滑水平地面上，现用与水平方向成斜向右上方的拉力拉箱子，箱子由静止开始向右运动。求： （1）箱子运动过程中的加速度； （2）拉力在内做功的平均功率和末的瞬时功率。 【答案】（1），方向水平向右 （2）平均功率为，瞬时功率为 【解析】 【小问1详解】 取水平向右为正方向。箱子在水平方向只受拉力的水平分力，由牛顿第二定律得 解得 加速度方向水平向右。 【小问2详解】 箱子由静止做匀加速直线运动，由，前内的位移为 拉力在这段时间内做的功为 所以拉力的平均功率为 由，末箱子的速度为 此时拉力的瞬时功率为 14. 游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型图，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。其中为处于水平面内的转盘，可绕轴转动，圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直方向的夹角，座椅和人的总质量为，，，，求： （1）绳子拉力的大小； （2）若转盘由静止启动，使座椅与人达到该稳定运动状态，转盘对座椅和人做的功。 【答案】（1）900N （2）5157J 【解析】 【小问1详解】 座椅做水平面内的匀速圆周运动，受重力 mg（竖直向下）和绳拉力 T（沿绳方向），拉力的竖直分量与重力平衡，水平分量提供向心力。 竖直方向：， 【小问2详解】 圆周运动的半径 由， 代入数据得 座椅升高 重力势能增加 转盘对座椅和人做的总功为 15. 如图甲所示，质量的斜面体静置在粗糙的水平地面上，斜面的长度，倾角，光滑轻小定滑轮固定在斜面的顶端。一轻绳的左端与质量的物块A相连，右端绕过定滑轮与物块B（视为质点）相连，另一轻绳左端固定在竖直墙壁上，右端与连接两物块的轻绳在O点打结。当系统处于静止状态时，O点左侧的轻绳与墙壁的夹角也为，O点与定滑轮之间的轻绳水平，定滑轮右侧的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面顶端且与斜面间恰好没有摩擦力。时刻，将定滑轮右侧的轻绳剪断，物块B沿斜面下滑（斜面体始终不动），通过斜面底端后滑上地面（斜面底端和水平面平滑连接），物块B的速率随时间变化的规律如图乙所示。取重力加速度大小，，。求： （1）物块B的质量； （2）物块B与斜面间的动摩擦因数以及物块B与地面间的动摩擦因数； （3）在物块B沿斜面下滑的过程中，地面对斜面体的支持力大小以及静摩擦力大小。 【答案】（1） （2）， （3）， 【解析】 【小问1详解】 设定滑轮右侧轻绳的拉力大小为，对物块，根据物体的平衡条件有 对点，根据物体的平衡条件有 解得 【小问2详解】 设物块沿斜面下滑的加速度大小为，有 其中 解得 根据牛顿第二定律有 解得 物块到达斜面底端时的速度大小 解得 物块在地面上滑行的加速度大小 其中 解得 根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 方法一：斜面体的受力情况如图所示。 在竖直方向上，根据物体的平衡条件有 上式中， 解得 在水平方向上，根据物体的平衡条件有 解得 方法二：对斜面体与物块进行整体分析。 在物块沿斜面下滑的过程中，在竖直方向上，根据牛顿第二定律有 解得 在物块沿斜面下滑的过程中，在水平方向上，根据牛顿第二定律有 解得 16. 如图所示，半径为的圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，其中A、B分别为圆轨道的最低点和最高点。一质量为的小球（视为质点）以某一速率滑上A点，到达B点时的速率恰好为在A点时的，重力加速度为，求： （1）小球在B点时的速度大小； （2）小球在A点受轨道支持力大小。 （3）若小球从A点以初速度沿轨道向上运动，求小球离开轨道位置距离A点的竖直高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球在A点的速度为，B点的速度为，根据动能定理 且 解得, 【小问2详解】 在A点，根据牛顿第二定律 解得小球在A点受轨道支持力大小为 【小问3详解】 设小球上升的最大高度为h，根据机械能守恒 解得 说明小球如果能上到圆轨道的最高点，则速度为0，但是根据圆周运动的特点在最高点有 其中，则，所以小球在B点前已经脱离轨道，设小球脱离轨道位置D距离A点的竖直高度为H，则有 DA与水平方向夹角为，则， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $