精品解析：福建龙岩市第二中学东山校区2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试题

龙岩二中东山校区2026-2027学年第一学期 第一次月考 高三年级物理试题 （满分：100分，考试时间：75分钟） 学校：____________姓名：____________班级：____________考号：____________ 一．单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16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. 2023年10月3日，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，科学家们可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，探究它们之间的交互作用，开创了观察和研究原子、分子甚至是电子动态的新窗口。历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A. 卢瑟福受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念启发，成功解释了图①的α粒子散射实验结果，提出了原子枣糕式结构模型 B. 图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的原子核的比结合能比铀235的比结合能小 C. ③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D. 锌的逸出功为3.34ev，用④中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为8.75eV 2. 某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试，某次测试的速度一时间图像如图所示。已知和内图线为直线，内图线为曲线，则该车（　　） A. 在的平均速度为 B. 在做匀减速直线运动 C. 在内的位移比在内的大 D. 在的加速度大小比的小 3. 如图甲所示为一智能机械臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片，展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙，若两手指对鸡蛋的合力为F，鸡蛋重力为G，下列说法正确的是（　　） A. 匀速提起鸡蛋过程中，手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力 B. 鸡蛋受到手指的压力，是因为鸡蛋发生了弹性形变 C. 若手指捏着鸡蛋水平匀速移动，则F < G D. 若手指捏着鸡蛋水平加速移动，则F > G 4. 如图，一个球形碗固定在水平地面上，一只甲虫（可视为质点）从碗内最低点开始沿左侧缓慢往上爬行，则在爬行过程中（　　） A. 碗对甲虫的支持力逐渐增大 B. 碗对甲虫的摩擦力逐渐增大 C. 碗对甲虫的作用力逐渐减小 D. 甲虫所受的合外力逐渐减小 二．多项选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 如图，杂技演员在钢丝中点表演金鸡独立。静止时，两边钢丝与竖直固定杆的夹角均为θ，已知杂技演员所受重力大小为G，钢丝质量不计，则（　　） A. 钢丝对演员的作用力大小为G B. 钢丝对演员的作用力大小为 C. 钢丝中的拉力大小为 D. 钢丝中的拉力大小为 6. 甲、乙物体在外力的作用下从同一位置沿同一直线运动。其速度v随时间t的变化图线如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 时，两物体的速度和加速度的方向均改变 B. 时，甲、乙两物体相距2m C. 在2-4s内，甲、乙的加速度大小之比为3:1 D. 在2-4s内，两物体间的距离先增大后减少 7. 下图是某同学用手持式打气筒对一个篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于1.1p0（p0为大气压强），每次打入的气体的压强为1.0p0、体积为篮球容积的，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体，则（ ） A. 打气后，球内气体分子对球内壁的平均作用力增大 B. 打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大 C. 打气6次后，球内气体的压强为1.4p0 D. 打气6次后，球内气体的压强为1.7p0 8. 如图，不可伸长的轻绳OA下面悬挂一重物，水平轻绳OD一端固定于D点，轻弹簧OB与O点连接，初始时与竖直方向成60°夹角。现保持O点的位置不变，缓慢将弹簧的另一端从B处逆时针转到竖直位置C处（图中未画出），则在此过程中（　　） A. 弹簧的弹力一直增大 B. 水平绳OD的拉力一直增大 C. 弹簧在OC处时的弹力是在OB处时的一半 D. 三．填空题（本大题共3小题，每空1分，共7分。） 9. “中国环流三号”是中国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，由于可控核聚变能源产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，它也被称为新一代“人造太阳”，能量来源于氢核聚变。核反应的方程式为，其中为_____（选填“”“”或“”）。已知核反应过程质量亏损为∆m，真空中光速为c，该反应释放的核能为_____。 10. 一定质量理想气体状态经历的循环过程，其图像如图所示。气体在状态A的分子平均动能______（选填“大于”“小于”或“等于”）在状态B的分子平均动能，在状态B的温度______（选填“大于”“小于”或“等于”）在状态C的温度；完成一个循环过程中，气体对外界______（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）。 11. 一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻波刚传到x=2.5m处，其波形如图甲所示。P、Q为介质中两个质点，其平衡位置xp=0.5m，xQ=5m，图乙是质点P的振动图像。则该简谐横波的波速为_______m/s；10s内Q质点通过的路程为_______cm。 四．实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分。） 12. 某小组用图（a）所示的实验装置探究斜面倾角是否对动摩擦因数产生影响。所用器材有：绒布木板、滑块、挡光片、米尺、游标卡尺、光电门、倾角调节仪等。实验过程如下： （1）将绒布平铺并固定在木板上，然后将光电门A、B固定在木板上。用米尺测量A、B间距离L； （2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示。该挡光片宽度_________ （3）调节并记录木板与水平面的夹角，让装有挡光片的滑块从木板顶端下滑。记录挡光片依次经过光电门A和B的挡光时间和，求得挡光片经过光电门时滑块的速度大小和。某次测得，则_________（结果保留3位有效数字） （4）推导滑块与绒布间动摩擦因数的表达式，可得_________（用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得实验数据计算出值； （5）改变进行多次实验，获得与对应的，并在坐标纸上作出关系图像，如图（c）所示； （6）根据上述实验，在误差允许范围内，可以得到的结论为_________。 13. 某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，方案如图甲所示。步骤如下： ①用两个弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置。记录结点位置、两个弹簧测力计的示数、和方向； ②只用一个弹簧测力计，仍将结点拉到位置，记录弹簧测力计的示数和方向；③根据力的平行四边形定则，作出和的合力； ④作出四个力的图示； ⑤比较和的一致程度。 （1）本次实验需要用到带细绳套的橡皮条，图乙中最合适的是___________（填写序号）； （2）步骤①中某个弹簧测力计指针位置如图丙所示，其读数为___________； （3）如图丁所示，一定沿方向的力是___________（选填“”或“”）。 五．解答题（本大题共3小题，共39分。解答应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。） 14. 在2024年巴黎奥运会上，我国游泳运动员创造了男子百米自由 泳新的世界纪录。在此次比赛中，运动员起跳后于时刻入水。入水后 的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动， 段为匀速游，段的冲刺游为匀加速直线运动；速率随时间变化的图像如图所示。已知，，,，求该运动员在 （1）段的平均速度大小； （2）段的加速度大小； （3）段的位移大小。 15. 某科技活动小组进行无人机性能测试。让无人机从地面由静止开始匀加速竖直上升，经时间到达高度时，关闭动力，无人机立即失去升力。已知无人机质量，正常工作时提供的升力，无人机所受的空气阻力大小不变，取重力加速度大小，求： （1）无人机所受空气阻力的大小； （2）此次测试无人机能达到的最大高度。 16. 如图所示，水平传送带AB长，以的速度顺时针转动，传送带与半径可调的竖直光滑半圆轨道BCD平滑连接，CD段为光滑管道，小物块（可视为质点）轻放在传送带左端，已知小物块的质量，与传送带间的动摩擦因数，，重力加速度。 （1）求小物块到达B点时的速度大小； （2）求由于传送小物块，电动机多做的功； （3）若要使小物块从D点飞出后落回传送带的水平距离最大，求半圆轨道半径R的大小； （4）若小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道且不从D点飞出，求半圆轨道半径R的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 龙岩二中东山校区2026-2027学年第一学期 第一次月考 高三年级物理试题 （满分：100分，考试时间：75分钟） 学校：____________姓名：____________班级：____________考号：____________ 一．单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16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. 2023年10月3日，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，科学家们可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，探究它们之间的交互作用，开创了观察和研究原子、分子甚至是电子动态的新窗口。历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A. 卢瑟福受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念启发，成功解释了图①的α粒子散射实验结果，提出了原子枣糕式结构模型 B. 图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的原子核的比结合能比铀235的比结合能小 C. ③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D. 锌的逸出功为3.34ev，用④中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为8.75eV 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福以核式结构模型为依据，利用经典的电磁理论，成功的解释了图①的α粒子散射实验现象，故A错误； B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大，故B错误； C．根据左手定则，β粒子带负电，所受洛伦兹力向右，即向右偏转的是β粒子；α粒子带正电，所受洛伦兹力向左，即向左偏转的是α粒子；γ粒子不带电，不受洛伦兹力，即沿直线运动不偏转，故C错误； D．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，释放光子的最大能量为 锌的逸出功为3.34eV，根据爱因斯坦光电效应方程，则逸出光电子的最大初动能为 故D正确。 故选D。 2. 某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试，某次测试的速度一时间图像如图所示。已知和内图线为直线，内图线为曲线，则该车（　　） A. 在的平均速度为 B. 在做匀减速直线运动 C. 在内的位移比在内的大 D. 在的加速度大小比的小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知，在内汽车做匀加速直线运动，3s末时速度大于30m/s，则平均速度 故A错误； B．根据图像可知，在内速度一时间图像为曲线，汽车做非匀变速运动，在内图像为倾斜的直线，汽车做匀减速直线运动，故B错误； C．根据图像与横轴围成的面积表示位移大小，在图中做一条辅助线，如图所示： 可得在汽车的位移大小为 在汽车的位移大小 可知的位移比的小，故C错误。 D．根据图像的斜率绝对值表示加速度大小，由C选项中图可知，辅助线的加速度大小与在的加速度大小相等，在的汽车加速度大于辅助线的加速度大小，则在的加速度大小比的小，故D正确。 故选D。 3. 如图甲所示为一智能机械臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片，展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙，若两手指对鸡蛋的合力为F，鸡蛋重力为G，下列说法正确的是（　　） A. 匀速提起鸡蛋过程中，手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力 B. 鸡蛋受到手指的压力，是因为鸡蛋发生了弹性形变 C. 若手指捏着鸡蛋水平匀速移动，则F < G D. 若手指捏着鸡蛋水平加速移动，则F > G 【答案】D 【解析】 【详解】A．鸡蛋匀速向上提起过程中，手指对鸡蛋的压力大小等于鸡蛋对手指的弹力大小，故A错误； B．鸡蛋受到手指的压力，是机械手指发生弹性形变，对与之接触的鸡蛋有压力作用，故B错误； C．若手指捏着鸡蛋水平匀速移动，根据平衡条件，手指对鸡蛋的合力为F = G，故C错误； D．若手指捏着鸡蛋水平加速移动，根据牛顿第二定律，手指对鸡蛋的合力为 故D正确。 故选D。 4. 如图，一个球形碗固定在水平地面上，一只甲虫（可视为质点）从碗内最低点开始沿左侧缓慢往上爬行，则在爬行过程中（　　） A. 碗对甲虫的支持力逐渐增大 B. 碗对甲虫的摩擦力逐渐增大 C. 碗对甲虫的作用力逐渐减小 D. 甲虫所受的合外力逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对甲虫进行受力分析，如图所示 根据平衡条件有 ， 甲虫往上缓慢往上爬行，增大，可知，碗对甲虫的支持力逐渐减小，碗对甲虫的摩擦力逐渐增大，故A错误，B正确； C．碗对甲虫有摩擦力与支持力两个力作用，则碗对甲虫的作用力为这两个力的合力，根据平衡条件可知，碗对甲虫的作用力始终等于重力，故C错误； D．甲虫从碗内最低点缓慢往上爬行，甲虫处于动态平衡状态，可知，甲虫所受的合外力始终为0，故D错误。 故选B。 二．多项选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 如图，杂技演员在钢丝中点表演金鸡独立。静止时，两边钢丝与竖直固定杆的夹角均为θ，已知杂技演员所受重力大小为G，钢丝质量不计，则（　　） A. 钢丝对演员的作用力大小为G B. 钢丝对演员的作用力大小为 C. 钢丝中的拉力大小为 D. 钢丝中的拉力大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据受力平衡可知，钢丝对演员的作用力大小为G，故A正确，B错误； CD．设钢丝中的拉力大小为，根据平衡条件可得 解得，故C错误，D正确。 故选AD。 6. 甲、乙物体在外力的作用下从同一位置沿同一直线运动。其速度v随时间t的变化图线如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 时，两物体的速度和加速度的方向均改变 B. 时，甲、乙两物体相距2m C. 在2-4s内，甲、乙的加速度大小之比为3:1 D. 在2-4s内，两物体间的距离先增大后减少 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像可知，在时，甲物体的速度方向不变，加速度的方向发生改变，而乙物体的速度方向改变，加速度方向不变，故A错误； B．根据图像的面积的物理意义，时，甲、乙物体相距 故B正确； C．内，甲的加速度大小 乙的加速度大小 则甲、乙加速度大小之比为3：1，故C正确； D．根据追及的条件可知，甲、乙的速度相等时，两物体相距最远，在内，两物体的间距一直增大，故D错误。 故选BC。 7. 下图是某同学用手持式打气筒对一个篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于1.1p0（p0为大气压强），每次打入的气体的压强为1.0p0、体积为篮球容积的，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体，则（ ） A. 打气后，球内气体分子对球内壁的平均作用力增大 B. 打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大 C. 打气6次后，球内气体的压强为1.4p0 D. 打气6次后，球内气体的压强为1.7p0 【答案】BC 【解析】 【详解】A．打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球内壁的平均作用力不变，故A错误； B．打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，故B正确； CD．打气6次后，由玻意耳定律得 p1V0+p0×6×0.05V0=pV0 解得 p=1.4p0 即球内气体的压强为1.4p0，故C正确，D错误。 故选BC。 8. 如图，不可伸长的轻绳OA下面悬挂一重物，水平轻绳OD一端固定于D点，轻弹簧OB与O点连接，初始时与竖直方向成60°夹角。现保持O点的位置不变，缓慢将弹簧的另一端从B处逆时针转到竖直位置C处（图中未画出），则在此过程中（　　） A. 弹簧的弹力一直增大 B. 水平绳OD的拉力一直增大 C. 弹簧在OC处时的弹力是在OB处时的一半 D. 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．结点O受三个力平衡，由矢量三角形知，水平绳OD的拉力一直减小，弹簧的弹力也一直减小，AB错误； C．弹簧在OB处时，则有 在OC处时，弹簧拉力 C正确； D．设弹簧原长为，则 所以 D正确。 故选CD。 三．填空题（本大题共3小题，每空1分，共7分。） 9. “中国环流三号”是中国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，由于可控核聚变能源产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，它也被称为新一代“人造太阳”，能量来源于氢核聚变。核反应的方程式为，其中为_____（选填“”“”或“”）。已知核反应过程质量亏损为∆m，真空中光速为c，该反应释放的核能为_____。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据电荷数和质量数守恒可知，核反应方程为 所以，X为； [2]根据质能方程可知，该反应释放的核能为 10. 一定质量理想气体状态经历的循环过程，其图像如图所示。气体在状态A的分子平均动能______（选填“大于”“小于”或“等于”）在状态B的分子平均动能，在状态B的温度______（选填“大于”“小于”或“等于”）在状态C的温度；完成一个循环过程中，气体对外界______（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）。 【答案】 ①. 小于 ②. 等于 ③. 做正功 【解析】 【详解】[1]过程，理想气体体积不变，根据查理定律可知，压强增大，温度升高，理想气体平均动能增大，即气体在状态A的分子平均动能小于在状态B的分子平均动能； [2]根据理想气体状态方程有 根据图中压强与体积的数据可知 即在状态B的温度等于在状态C的温度； [3]图像中，图像与V轴所围几何图形的面积表示功，可知，一个循环过程中，气体对外界做功为 表明气体对外做正功。 11. 一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻波刚传到x=2.5m处，其波形如图甲所示。P、Q为介质中两个质点，其平衡位置xp=0.5m，xQ=5m，图乙是质点P的振动图像。则该简谐横波的波速为_______m/s；10s内Q质点通过的路程为_______cm。 【答案】 ①. 1 ②. 75 【解析】 【分析】 【详解】[1]由甲图可知 由乙图可知 则波速 [2] t=0时刻及时波传播到Q点所用时间 10s内Q质点通过的路程为 四．实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分。） 12. 某小组用图（a）所示的实验装置探究斜面倾角是否对动摩擦因数产生影响。所用器材有：绒布木板、滑块、挡光片、米尺、游标卡尺、光电门、倾角调节仪等。实验过程如下： （1）将绒布平铺并固定在木板上，然后将光电门A、B固定在木板上。用米尺测量A、B间距离L； （2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示。该挡光片宽度_________ （3）调节并记录木板与水平面的夹角，让装有挡光片的滑块从木板顶端下滑。记录挡光片依次经过光电门A和B的挡光时间和，求得挡光片经过光电门时滑块的速度大小和。某次测得，则_________（结果保留3位有效数字） （4）推导滑块与绒布间动摩擦因数的表达式，可得_________（用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得实验数据计算出值； （5）改变进行多次实验，获得与对应的，并在坐标纸上作出关系图像，如图（c）所示； （6）根据上述实验，在误差允许范围内，可以得到的结论为_________。 【答案】 ①. 5.25 ②. 1.00 ③. ④. 斜面倾角对动摩擦因数没有影响 【解析】 【详解】（2）[1]该挡光片宽度 d=5mm+5×0.05mm=5.25mm （3）[2]根据时间极短的平均速度近似等于瞬时速度，挡光片经过光电门A的速度 （4）[3]挡光片依次经过光电门A和B，由动能定理可得 解得 （5）[4]根据图像可知，动摩擦因数并不随角度的变化而发生变化，所以可以得到的结论为斜面倾角对动摩擦因数没有影响。 13. 某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，方案如图甲所示。步骤如下： ①用两个弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置。记录结点位置、两个弹簧测力计的示数、和方向； ②只用一个弹簧测力计，仍将结点拉到位置，记录弹簧测力计的示数和方向；③根据力的平行四边形定则，作出和的合力； ④作出四个力的图示； ⑤比较和的一致程度。 （1）本次实验需要用到带细绳套的橡皮条，图乙中最合适的是___________（填写序号）； （2）步骤①中某个弹簧测力计指针位置如图丙所示，其读数为___________； （3）如图丁所示，一定沿方向的力是___________（选填“”或“”）。 【答案】（1）C （2）3.00 （3） 【解析】 【小问1详解】 为了减小拉力方向标记的误差，拉橡皮条的细绳应适当长一些，则图乙中最合适的是C。 【小问2详解】 图中弹簧测力计的分度值为，由图丙可知其读数为。 【小问3详解】 由图丁可知，力是通过作平行四边形得到的合力理论值，由于存在一定的误差，力的方向不一定沿方向；力是通过一个力拉橡皮条得到的合力实验值，根据二力平衡可知，的方向一定沿方向。 五．解答题（本大题共3小题，共39分。解答应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。） 14. 在2024年巴黎奥运会上，我国游泳运动员创造了男子百米自由 泳新的世界纪录。在此次比赛中，运动员起跳后于时刻入水。入水后 的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动， 段为匀速游，段的冲刺游为匀加速直线运动；速率随时间变化的图像如图所示。已知，，,，求该运动员在 （1）段的平均速度大小； （2）段的加速度大小； （3）段的位移大小。 【答案】（1） （2） （3）4.2m 【解析】 【小问1详解】 段内的平均速度 【小问2详解】 段内的加速度 【小问3详解】 段内的位移 15. 某科技活动小组进行无人机性能测试。让无人机从地面由静止开始匀加速竖直上升，经时间到达高度时，关闭动力，无人机立即失去升力。已知无人机质量，正常工作时提供的升力，无人机所受的空气阻力大小不变，取重力加速度大小，求： （1）无人机所受空气阻力的大小； （2）此次测试无人机能达到的最大高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设无人机加速上升的加速度大小为，由匀加速运动规律有 由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 设无人机失去升力时的速度大小为，失去升力后的加速度大小为，能上升的高度为，最大高度为，则，，， 联立解得 16. 如图所示，水平传送带AB长，以的速度顺时针转动，传送带与半径可调的竖直光滑半圆轨道BCD平滑连接，CD段为光滑管道，小物块（可视为质点）轻放在传送带左端，已知小物块的质量，与传送带间的动摩擦因数，，重力加速度。 （1）求小物块到达B点时的速度大小； （2）求由于传送小物块，电动机多做的功； （3）若要使小物块从D点飞出后落回传送带的水平距离最大，求半圆轨道半径R的大小； （4）若小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道且不从D点飞出，求半圆轨道半径R的取值范围。 【答案】（1）4m/s （2）16J （3）0.2m （4）或 【解析】 【小问1详解】 对小物块受力分析，由牛顿第二定律 解得 设小物块与传送带共速的时间为t1，由运动学公式 可得 加速的位移为 因为 所以小物块在传送带上先加速后匀速，到达B点时的速度大小为4m/s。 【小问2详解】 小物块在传送带上因摩擦而产生的热量为 由于传送小物块，电动机多做的功为 【小问3详解】 从B点到D点，由动能定理 小物块离开D点后做平抛运动，有 联立可得 由数学关系可知，当时，小物块从D点飞出后落回传送带的水平距离最大 【小问4详解】 ①刚好沿半圆到达与圆心O等高处，根据动能定理 解得 小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道，则 ②刚好到达C点不脱轨，临界条件是弹力为0，在C点 从B点到C点，根据动能定理 代入数据解得 ③刚好到达D点不脱轨，在D点有，从B点到D点，根据动能定理 代入数据解得 若小物块在半圆轨道内运动时不从D点飞出，则满足 综上所述，半圆轨道半径R的取值范围为 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $