内容正文:
延吉市第三高级中学2026—2027学年度第一学期
2027届高三第一次阶段性考试物理学科试卷
考生注意:
1、本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
第Ⅰ卷(共48分)
一、选择题(本题共12个小题,每题4分。共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12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. 下列关于教材中的四幅插图说法正确的是( )
A. 图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图,连线表示小炭粒的运动轨迹
B. 图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景,证明水浸润该材料
C. 图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线,则
D. 图丁中一只水黾能停在水面上,是浮力作用的结果
2. 处于基态的氢原子在某单色光的照射下,只能发出频率为、、的三种光,且<<,则照射光的光子能量为( )
A. B. C. D. h(++)
3. 中国参与“人造太阳”国际热核聚变实验堆(ITER)的研制,它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量,则( )
A. 核聚变后质量数减少 B. 核聚变后电荷数减少
C. 核反应方程为 D. 的比结合能小于的比结合能
4. 如图所示为一定质量理想气体的体积V与温度T的关系图像,它由状态A经等温过程到状态B,再经等容过程到状态C,设A、B、C状态对应的压强分别为、、,则下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,在一个半径为的圆形泡沫板中心处垂直插有一个大头针,泡沫板浮在液面上。大头针露在外面的长度为,液面上方的各个方向恰好看不到大头针。从液面上方可看到大头针的操作是( )
A. 增大半径 B. 增大长度
C. 将泡沫板向右平移 D. 将泡沫板往下压一点
6. 如图1所示,小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K,调节滑动变阻器的滑片P,得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 甲光的光子能量最大
B. 用乙光照射时饱和光电流最大
C. 用乙光照射时光电子的最大初动能最大
D. 分别射入同一单缝衍射装置时,乙光的中央亮条纹最宽
7. 图(a)是一列横波在t=0时刻的波形图,图(b)是质点P或Q的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播速度是10m/s
B. t=0时,P和Q的速度相同
C. t=0.1s时,P和Q相距4cm
D. 若波沿x轴负方向传播,则图(b)为Q的振动图像
8. 量子计算是新一轮科技革命的核心领域,超导量子干涉器件(SQUID)是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近,会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示,虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面,实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是( )
A. 等势面a的电势高于等势面c的电势
B. 电子在M点的加速度小于其在N点的加速度
C. 电子在M点的电势能大于其在N点的电势能
D. 电子从M点运动到N点的过程中,电场力对其做正功
9. 某同学从A点以同一速率将“水火箭”沿三个方向发射出去,轨迹分别为图中的1、2、3。若忽略空气阻力,在“水火箭”从抛出到落地过程中,下列说法正确的是( )
A. 轨迹为1的“水火箭”最高点速度最大 B. 轨迹为3的“水火箭”最高点速度最大
C. 轨迹为1的“水火箭”空中飞行时间最长 D. 轨迹为3的“水火箭”空中飞行时间最长
10. 如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动。圆半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨。则其通过最高点时,( )
A. 小球对圆环的压力大小等于mg B. 小球受到的向心力大于mg
C. 小球的线速度大小等于 D. 小球的向心加速度大小等于g
11. 嫦娥七号计划2026年发射,将前往月球南极寻找水冰存在的证据。若嫦娥七号探测器由地面发射后,经地月转移轨道,在A点变轨后进入绕月圆形轨道Ⅰ,在B点变轨后进入环月椭圆轨道Ⅱ,轨道Ⅱ可视为与月面相切于C点。轨道Ⅰ的半径是月球半径的倍,仅考虑月球的引力,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥七号在A点变轨时加速
B. 嫦娥七号在B点变轨时减速
C. 嫦娥七号在轨道Ⅰ上的向心加速度是月球表面重力加速度的
D. 嫦娥七号在轨道Ⅰ上的向心加速度是月球表面重力加速度的
12. 一起重机将质量为m的集装箱由静止匀加速竖直向上提升,加速度为a,重力加速度为g,不计空气阻力,匀加速时间为t,则( )
A. 匀加速的最大速度为
B. 集装箱的机械能增加
C. 起重机的最大输出功率为
D. 起重机对集装箱的作用力为
第Ⅱ卷(共52分)
二、实验题(本题共2个小题,每空2分,共14分)
13. 某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时速度平方与位移的关系。小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。
某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车位置为初始位置,测出打B、C、D、E、F各点时小车对应的位移,并计算出小车对应各点速度的平方为,______。
(2)根据表中数据得到小车速度随位移x的变化关系,如图(c)所示。
从实验结果可知,小车运动的图线可视为一条直线,此直线用方程表示,其中______。(结果保留2位有效数字)
(3)根据(2)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,则加速度大小______。(结果用题中字母表示)
14. 某同学用伏安法测量电阻的阻值(约为)。除滑动变阻器、电源(电动势为,内阻不计)、开关、导线外,还有下列器材可供选择:
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
(1)为使测量尽量准确,实验中电压表应选___________,电流表应选___________(均填器材前的字母代号);
(2)该同学连接好的电路如下图所示,闭合开关后,电流表和电压表的读数均为零,经排查,发现电路中的七条导线中混进了一条内部断开的导线。为了确定哪条导线断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线___________内部断开(填图中导线编号);
(3)更换导线后进行实验,该同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出图像如图所示,测得图中直线的斜率为k,已知电压表的内阻为,若考虑电压表内阻的影响,则阻值的表达式为___________。
三、计算题(本题共3个小题,14题12分,15题12分,16题14分,共38分)
15. 某一长直的赛道上,一辆赛车前方200m处有一安全车正以10m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以的加速度追赶。求:
(1)赛车出发末的瞬时速度大小。
(2)追上之前两车的最大距离。
(3)赛车追上安全车所需的时间及追上时的速度大小。
16. 如图所示,某小朋友设计了一个“平衡”的小游戏,他将质量为M的小物块A放在水平桌面上,质量为m的小物块B通过轻绳与A相连,水平拉力F(大小未知)作用在物块B上,当轻绳与竖直方向的夹角调整为时,小物块A刚好在桌面不滑动,系统处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度为。求:
(1)拉力F和轻绳AB间的拉力大小;
(2)小物块A与桌面间的动摩擦因数。
17. 如图所示,长度为L的粗糙水平面与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道BC在轨道最低点B平滑相接,一质量为m=0.2kg的小滑块(可视为质点)靠在轻弹簧右端原长位置A(弹簧与物块不连接),弹簧的左端固定在竖直墙壁上。现用物块压缩弹簧并锁定,解除锁定后物块被弹出,经过B点后沿半圆轨道恰好能通过最高点C。已知,,A点左侧的水平面光滑,小滑块与轨道间的动摩擦因数,不计空气阻力,。求:
(1)小滑块落至水平面上的位置距离B点多远?
(2)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小F;
(3)弹簧被锁定时储存的弹性势能。
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延吉市第三高级中学2026—2027学年度第一学期
2027届高三第一次阶段性考试物理学科试卷
考生注意:
1、本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
第Ⅰ卷(共48分)
一、选择题(本题共12个小题,每题4分。共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12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. 下列关于教材中的四幅插图说法正确的是( )
A. 图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图,连线表示小炭粒的运动轨迹
B. 图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景,证明水浸润该材料
C. 图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线,则
D. 图丁中一只水黾能停在水面上,是浮力作用的结果
【答案】C
【解析】
【详解】A.每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来,然后用直线把这些位置依次连接成折线,所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置,而不是运动轨迹,故A错误;
B.管内的页面低于管外液面,液体不浸润管壁,即水与该材料属于不浸润,故B错误;
C.做一条竖直的等容线,与两条等温线的交点分别表示为p1、T1、p2、T2,根据
解得
故C正确;
D.水有表面张力,所以水黾能停在水面上,故D错误。
故选C。
2. 处于基态的氢原子在某单色光的照射下,只能发出频率为、、的三种光,且<<,则照射光的光子能量为( )
A. B. C. D. h(++)
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,处于基态的氢原子在某单色光照射下只能发出三种频率的光(对应 、、),说明氢原子从基态()被激发到第三能级()。这是因为从 能级向较低能级跃迁时,可能产生的光子频率有三种:、 和 。
已知 ,即 是最大频率。在氢原子能级跃迁中,频率最高的光子对应能级差最大的跃迁,即从 直接跃迁到 ( 最大)。因此, 对应 的跃迁频率。
照射光的光子能量等于氢原子从基态跃迁到 能级所吸收的能量,该能量等于 跃迁放出的光子能量,即 。
故选 C。
3. 中国参与“人造太阳”国际热核聚变实验堆(ITER)的研制,它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量,则( )
A. 核聚变后质量数减少 B. 核聚变后电荷数减少
C. 核反应方程为 D. 的比结合能小于的比结合能
【答案】D
【解析】
【详解】AB.核聚变遵守质量数守恒和电荷数守恒,AB错误;
C.由核聚变前、后质量数和电荷数守恒可知核反应方程为,故C错误;
D.核聚变生成物更稳定,根据比结合能越大越稳定的知识,可知的比结合能小于的比结合能,故D正确。
故选 D。
4. 如图所示为一定质量理想气体的体积V与温度T的关系图像,它由状态A经等温过程到状态B,再经等容过程到状态C,设A、B、C状态对应的压强分别为、、,则下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】气体从状态A变化到状态B,发生等温变化,p与体积V成反比,由图可VA>VB,所以PA<PB;从状态B到状态C,气体发生等容变化,压强p与热力学温度T成正比,由图可知TB<TC,所以PB<PC。
综上可得
PA<PB<PC
故选C。
5. 如图所示,在一个半径为的圆形泡沫板中心处垂直插有一个大头针,泡沫板浮在液面上。大头针露在外面的长度为,液面上方的各个方向恰好看不到大头针。从液面上方可看到大头针的操作是( )
A. 增大半径 B. 增大长度
C. 将泡沫板向右平移 D. 将泡沫板往下压一点
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,此时刚好发生全反射,作出全反射的光路图如下
由几何知识可得,临界角的正切值为
A.半径r增大时,增大,入射角会大于临界角,更易发生全反射,还是看不到大头针,故A错误;
B.h增大时,减小,入射角小于临界角,光线能射出液面,就可以看到大头针,故B正确;
C.将泡沫板向右平移,不影响光路,入射角仍等于临界角,还是看不到大头针,故C错误;
D.将泡沫板往下压一点,如图所示
下压之前,液面上方的各个方向恰好看不到大头针,故入射角
设将泡沫板下压之后,光在空气与液体分界面上的入射角为,根据几何关系有
所以,将泡沫板下压之后,光在空气与液体分界面上恰好发生全反射,从液面上方不能看到大头针,故D错误。
故选B。
6. 如图1所示,小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K,调节滑动变阻器的滑片P,得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 甲光的光子能量最大
B. 用乙光照射时饱和光电流最大
C. 用乙光照射时光电子的最大初动能最大
D. 分别射入同一单缝衍射装置时,乙光的中央亮条纹最宽
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据光电效应方程
根据动能定理
解得,
乙光对应的遏止电压较大,对应的光子能量最大,A错误;
B.用甲光照射时饱和光电流最大,B错误;
C.根据动能定理
解得
用乙光照射时光电子的最大初动能最大,C正确;
D.乙光的光子能量最大,频率最高,波长最短,分别射入同一单缝衍射装置时,乙光的中央亮条纹最窄,D错误。
故选C。
7. 图(a)是一列横波在t=0时刻的波形图,图(b)是质点P或Q的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播速度是10m/s
B. t=0时,P和Q的速度相同
C. t=0.1s时,P和Q相距4cm
D. 若波沿x轴负方向传播,则图(b)为Q的振动图像
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图示可知,波长、周期分别为,
则波传播速度,故A错误;
B.根据图示可知,质点P、Q平衡位置的间距等于半个波长,两个质点振动步调相反,即t=0时,P和Q的速度大小相等,方向相反,故B错误;
C.波在传播过程中,质点只在其平衡位置附近振动,并不随波迁移,由于0.1s是四分之一周期,可知,t=0.1s时,P和Q两个质点一个在波峰,另一个在波谷,此时P和Q相距,故C错误;
D.根据图(b)可知,0s时刻,质点沿y轴正方向运动,若波沿x轴负方向传播,根据同侧法可知,质点P沿y轴负方向运动,质点Q沿y轴正方向运动,即若波沿x轴负方向传播,则图(b)为Q的振动图像,故D正确。
故选D。
8. 量子计算是新一轮科技革命的核心领域,超导量子干涉器件(SQUID)是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近,会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示,虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面,实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是( )
A. 等势面a的电势高于等势面c的电势
B. 电子在M点的加速度小于其在N点的加速度
C. 电子在M点的电势能大于其在N点的电势能
D. 电子从M点运动到N点的过程中,电场力对其做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电子运动轨迹的弯曲方向及电子带负电可判断,电场线垂直等势面且方向从等势面 指向等势面,电势沿电场方向降低,所以等势面 的电势高于等势面 的电势,故A正确;
B.等势面疏密反映电场强弱,点附近等势面较密,电场较强,电子在点的加速度大于其在 点的加速度,故B错误;
C.点在等势面 上,点在等势面上,由A项可知,电子带负电,由 ,可知电子在 点的电势能小于其在 点的电势能,故C错误;
D.电子从 点运动到 点的过程中电势能增大,由电场力做功与电势能变化的关系可知,电场力对其做负功,故D错误。
故选A。
9. 某同学从A点以同一速率将“水火箭”沿三个方向发射出去,轨迹分别为图中的1、2、3。若忽略空气阻力,在“水火箭”从抛出到落地过程中,下列说法正确的是( )
A. 轨迹为1的“水火箭”最高点速度最大 B. 轨迹为3的“水火箭”最高点速度最大
C. 轨迹为1的“水火箭”空中飞行时间最长 D. 轨迹为3的“水火箭”空中飞行时间最长
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设第条轨迹的抛射角为,其中。由图可知,,在最高点竖直分速度为0,速度
因此,故A错误,B正确。
CD.斜抛运动在竖直方向具有对称性,总飞行时间
因此,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动。圆半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨。则其通过最高点时,( )
A. 小球对圆环的压力大小等于mg B. 小球受到的向心力大于mg
C. 小球的线速度大小等于 D. 小球的向心加速度大小等于g
【答案】CD
【解析】
【详解】A.小球对圆环的压力大小等于0,A错误;
B.小球受到的向心力等于mg,B错误;
C.根据牛顿第二定律得
解得
C正确;
D.根据牛顿第二定律得
解得
小球的向心加速度大小等于g,D正确。
故选CD。
11. 嫦娥七号计划2026年发射,将前往月球南极寻找水冰存在的证据。若嫦娥七号探测器由地面发射后,经地月转移轨道,在A点变轨后进入绕月圆形轨道Ⅰ,在B点变轨后进入环月椭圆轨道Ⅱ,轨道Ⅱ可视为与月面相切于C点。轨道Ⅰ的半径是月球半径的倍,仅考虑月球的引力,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥七号在A点变轨时加速
B. 嫦娥七号在B点变轨时减速
C. 嫦娥七号在轨道Ⅰ上的向心加速度是月球表面重力加速度的
D. 嫦娥七号在轨道Ⅰ上的向心加速度是月球表面重力加速度的
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.嫦娥七号在A、B两点变轨时半径变小,均减速,A错误,B正确;
CD.由,得到
因此嫦娥七号在轨道I上的向心加速度是月球表面重力加速度的,C错误,D正确。
故选BD。
12. 一起重机将质量为m的集装箱由静止匀加速竖直向上提升,加速度为a,重力加速度为g,不计空气阻力,匀加速时间为t,则( )
A. 匀加速的最大速度为
B. 集装箱的机械能增加
C. 起重机的最大输出功率为
D. 起重机对集装箱的作用力为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.匀加速的最大速度,A正确;
B.集装箱的动能增加量为
集装箱上升的高度
重力势能的增加量为
集装箱的机械能增加,B错误;
CD.对集装箱进行受力分析,集装箱受到重力mg和起重机的拉力F,根据牛顿第二定律
可得起重机对集装箱的作用力
起重机的最大输出功率为,C正确,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(共52分)
二、实验题(本题共2个小题,每空2分,共14分)
13. 某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时速度平方与位移的关系。小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。
某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车位置为初始位置,测出打B、C、D、E、F各点时小车对应的位移,并计算出小车对应各点速度的平方为,______。
(2)根据表中数据得到小车速度随位移x的变化关系,如图(c)所示。
从实验结果可知,小车运动的图线可视为一条直线,此直线用方程表示,其中______。(结果保留2位有效数字)
(3)根据(2)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,则加速度大小______。(结果用题中字母表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图(b)知,B点速度为
则
【小问2详解】
由图(c)直线,取两点(,)和(,)
则斜率。
【小问3详解】
对匀加速直线运动有,与直线对照可知
故
14. 某同学用伏安法测量电阻的阻值(约为)。除滑动变阻器、电源(电动势为,内阻不计)、开关、导线外,还有下列器材可供选择:
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
(1)为使测量尽量准确,实验中电压表应选___________,电流表应选___________(均填器材前的字母代号);
(2)该同学连接好的电路如下图所示,闭合开关后,电流表和电压表的读数均为零,经排查,发现电路中的七条导线中混进了一条内部断开的导线。为了确定哪条导线断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线___________内部断开(填图中导线编号);
(3)更换导线后进行实验,该同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出图像如图所示,测得图中直线的斜率为k,已知电压表的内阻为,若考虑电压表内阻的影响,则阻值的表达式为___________。
【答案】(1) ①. A ②. C
(2)6 (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]电源电动势为3V,为了减小误差,电压表选用量程为3V的A;
[2]流过电阻的最大电流约为
为了减小误差,电流表选用量程为0.6A的C。
【小问2详解】
电流表和电压表示数都为零,在不可能是4、5导线内部断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线6内部断开。
【小问3详解】
根据电路图可得
整理可得
则
可得
三、计算题(本题共3个小题,14题12分,15题12分,16题14分,共38分)
15. 某一长直的赛道上,一辆赛车前方200m处有一安全车正以10m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以的加速度追赶。求:
(1)赛车出发末的瞬时速度大小。
(2)追上之前两车的最大距离。
(3)赛车追上安全车所需的时间及追上时的速度大小。
【答案】(1)6 m/s
(2)225 m (3)20 s,40 m/s
【解析】
【小问1详解】
赛车出发末的瞬时速度大小
【小问2详解】
当两车共速时距离最大,则
可得t=5s
最大距离为
【小问3详解】
由位移关系可知
解得
追上时的速度大小
16. 如图所示,某小朋友设计了一个“平衡”的小游戏,他将质量为M的小物块A放在水平桌面上,质量为m的小物块B通过轻绳与A相连,水平拉力F(大小未知)作用在物块B上,当轻绳与竖直方向的夹角调整为时,小物块A刚好在桌面不滑动,系统处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度为。求:
(1)拉力F和轻绳AB间的拉力大小;
(2)小物块A与桌面间的动摩擦因数。
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)对B受力分析,由平衡平衡条件得
联立得
(2)以A为对象,平衡条件可得
又
联立可得
17. 如图所示,长度为L的粗糙水平面与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道BC在轨道最低点B平滑相接,一质量为m=0.2kg的小滑块(可视为质点)靠在轻弹簧右端原长位置A(弹簧与物块不连接),弹簧的左端固定在竖直墙壁上。现用物块压缩弹簧并锁定,解除锁定后物块被弹出,经过B点后沿半圆轨道恰好能通过最高点C。已知,,A点左侧的水平面光滑,小滑块与轨道间的动摩擦因数,不计空气阻力,。求:
(1)小滑块落至水平面上的位置距离B点多远?
(2)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小F;
(3)弹簧被锁定时储存的弹性势能。
【答案】(1)1.8m
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小滑块恰好能通过最高点C,根据牛顿第二定律有
解得
小滑块从C点飞出后做平抛运动
竖直方向有
水平方向有
解得x=1.8m
【小问2详解】
从B点到C点应用动能定理
在B点由牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小
【小问3详解】
根据机械能守恒定律有
解得
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