四川省眉山市仁壽縣第一中學(xué)南校區(qū)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期開學(xué)考試物理試卷（Word版附解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

考試時(shí)間：75分鐘滿分：100分
注意事項(xiàng)：
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的考號(hào)、姓名、班級(jí)填寫在答題卡上。
2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。
3．考試結(jié)束后，將答題卡交回。
一、選擇題：本題共10小題，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，選對(duì)的得4分，選錯(cuò)得0分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分。有選錯(cuò)的均得0分，共43分。
1. 小船橫渡一條兩岸平行的河流，水流速度與河岸平行，船相對(duì)于水的速度大小不變，船頭始終垂直指向河岸，小船的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示。則小船在此過程中（）
A. 運(yùn)動(dòng)的加速度不變B. 越接近河岸速度越大
C. 加速度的方向先指向下游后指向上游D. 水流速度變化，渡河的時(shí)間也會(huì)改變
【答案】C
【解析】
【詳解】AC．已知小船垂直河岸方向的速度不變，沿河岸方向的水流速度在變化，故小船所受合外力方向一定平行于河岸，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的合外力指向凹側(cè)，小船所受合外力先指向下游，后指向上游，故小船做的不是勻變速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的加速度是變化的，故A錯(cuò)誤，C正確；
B．小船渡河過程中的速度方向沿軌跡切線方向，由船相對(duì)水的速度垂直河岸方向且大小不變，可知越靠近河中央，水流速度越大，故B錯(cuò)誤；
D．小船渡河時(shí)間等于河寬除以小船垂直河岸方向的速度，即小船渡河時(shí)間與水流速度無關(guān)，故D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 2023年5月7日，在加拿大舉行的世界泳聯(lián)跳水世界杯蒙特利爾站順利落幕，中國跳水“夢(mèng)之隊(duì)”實(shí)現(xiàn)包攬全部9枚金牌的壯舉，以9金1銀的成績位列獎(jiǎng)牌榜第一。如圖所示，某質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距離水面高度為h的跳臺(tái)以初速度v0斜向上起跳，最終落水中。重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，以跳臺(tái)所在水平面為重力勢(shì)能的參考平面，則（）

A. 運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能先減小后增大
B. 運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的動(dòng)能為
C. 運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的機(jī)械能為
D. 運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的重力勢(shì)能為mgh
【答案】B
【解析】
【詳解】A．不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)動(dòng)能定理
解得
故B正確；
C．以跳臺(tái)所在水平面為重力勢(shì)能的參考平面，則運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能為，由于機(jī)械能守恒，所以運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的機(jī)械能為，故C錯(cuò)誤；
D．以跳臺(tái)所在水平面為重力勢(shì)能的參考平面，運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的重力勢(shì)能為-mgh，故D錯(cuò)誤；
故選B。
3. 質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動(dòng)，x方向的速度—時(shí)間圖像和y方向的位移—時(shí)間圖像分別如圖甲、乙所示，下列說法正確的是（）
A. 質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為4m/sB. 質(zhì)點(diǎn)所受的合力為2N
C. 質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)D. 2s末質(zhì)點(diǎn)的速度大小為8m/s
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由甲圖可知，x方向的初速度為
加速度為
y方向的速度為
故質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為
A．錯(cuò)誤；
B．由牛頓第二定律質(zhì)點(diǎn)所受的合力為
B正確；
C．因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的加速度與初速度方向不共線，所以質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；
D．由甲圖可知2s末質(zhì)點(diǎn)x軸方向的速度為，故質(zhì)點(diǎn)速度為
D錯(cuò)誤。
故選B。
4. 2024年4月中下旬，太陽系中被稱為“惡魔彗星”的龐士-布魯克斯彗星到達(dá)了近日點(diǎn)，在視野良好的情況下通過肉眼觀測(cè)到該彗星，如圖所示。已知地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑為1AU（AU為天文單位），該彗星的運(yùn)行軌道近似為橢圓，其近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)之間的距離約為34AU，則這顆彗星繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，從遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)的最短時(shí)間（）
A. 年B. 年C. 年D. 17年
【答案】B
【解析】
【詳解】彗星的運(yùn)行軌道的半軸長為
根據(jù)開普勒第三定律
解得彗星的周期為
這顆彗星繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，從遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)的最短時(shí)間
故選B。
5. “世界航天第一人”是明朝的萬戶，如圖所示，他把47個(gè)自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，雙手舉著大風(fēng)箏，設(shè)想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸。假設(shè)萬戶及其所攜設(shè)備（火箭、椅子、風(fēng)箏等）的總質(zhì)量為M，點(diǎn)燃火箭后在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為m的燃?xì)庀鄬?duì)地面以的速度豎直向下噴出，忽略空氣阻力的影響，重力加速度為g，下列說法正確的是（）
A. 火箭的推力來源于地面對(duì)它的作用力
B. 在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的速度大小為
C. 噴出燃?xì)夂?，萬戶及其所攜設(shè)備能上升的最大高度為
D. 在火箭噴氣過程中，萬戶及其所攜設(shè)備的機(jī)械能守恒
【答案】B
【解析】
【詳解】A．火箭的推力來源于燃?xì)鈱?duì)它的反作用力，故A錯(cuò)誤；
B．在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，系統(tǒng)動(dòng)量守恒
火箭的速度大小為
故B正確；
C．噴出燃?xì)夂?，萬戶及其所攜設(shè)備，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，萬戶及其所攜設(shè)備能上升的最大高度為
故C錯(cuò)誤；
D．在火箭噴氣過程中，燃料燃燒，一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為萬戶及其所攜設(shè)備機(jī)械能，故萬戶及其所攜設(shè)備的機(jī)械能增大，故D錯(cuò)誤。
故選B。
6. 如圖所示為工廠中用來運(yùn)輸貨物的傳送帶，工人將一質(zhì)量為的貨物（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放到傳送帶A點(diǎn)，經(jīng)時(shí)間，貨物運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，且恰好與傳送帶相對(duì)靜止。已知傳送帶以的恒定速率運(yùn)行，與水平面間的夾角為37°，重力加速度，，，則貨物從A到B的過程中，下列說法正確的是（）
A. 貨物增加的機(jī)械能大小為400J
B. 摩擦力對(duì)貨物做的功為
C. 傳送帶因?yàn)閭魉拓浳锒嘞牡碾娔転?800J
D. 傳送帶因?yàn)閭魉拓浳镌黾拥钠骄β蕿?400W
【答案】D
【解析】
【詳解】A．貨物增加的機(jī)械能為增加的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和，則有
故A錯(cuò)誤；
B．由功能關(guān)系可知，摩擦力對(duì)貨物做的功等于貨物機(jī)械能變化量，故摩擦力對(duì)貨物做的功為2800J，故 B錯(cuò)誤；
C．傳送帶與貨物發(fā)生的相對(duì)位移為

根據(jù)牛頓第二定律得

根據(jù)速度公式得

解得

音摩擦產(chǎn)生的熱量為

傳送帶因?yàn)閭魉拓浳锒嘞牡碾娔転?br>故C錯(cuò)誤；
D．傳送帶因?yàn)閭魉拓浳镌黾拥钠骄β蕿?br>故D正確。
故選D。
7. 通過質(zhì)量為m的電動(dòng)玩具小車在水平面上的運(yùn)動(dòng)來研究“機(jī)車啟動(dòng)”問題。小車剛達(dá)到額定功率開始計(jì)時(shí)，且此后小車功率不變，小車的v-t圖像如圖甲所示，t0時(shí)刻小車的速度達(dá)到最大速度的三分之二，小車速度由v0增加到最大值的過程中，小車受到的牽引力F與速度v的關(guān)系圖像如圖乙所示，且F-v圖像是雙曲線的一部分（即反比例圖像），運(yùn)動(dòng)過程中小車所受阻力恒定，下列說法正確的是（）
A. 小車的額定功率為F0v
B. t=0時(shí)刻，小車的加速度大小為
C. t0時(shí)刻，小車的加速度大小為
D. 時(shí)間內(nèi)，小車運(yùn)動(dòng)的位移大小為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．根據(jù)題意小車剛達(dá)到額定功率開始計(jì)時(shí)，且此后小車功率不變，如圖乙可知當(dāng)汽車的速度為時(shí)，牽引力為，根據(jù)題意，小車的額定功率為
故A錯(cuò)誤；
BC．根據(jù)題意可知，汽車速度最大時(shí)，汽車的牽引力等于阻力，由圖乙可知汽車受的阻力大小為
由t=0時(shí)刻，牽引力為，根據(jù)牛頓第二定律
解得小車的加速度大小為
在t0時(shí)刻，汽車的速度為
由A選項(xiàng)中分析得
則此時(shí)的牽引力為
根據(jù)牛頓第二定律有
解得
故BC錯(cuò)誤；
D．時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理
解得
故D正確。
故選D。
8. 如圖所示，在某雜技場(chǎng)上，質(zhì)量為m的表演者在水上進(jìn)行雜技表演，其拉著一條長為L的繩子以O(shè)點(diǎn)為圓心，從最低點(diǎn)A蕩到繩子與豎直方向夾角為θ的B點(diǎn)時(shí)松手。若在空中經(jīng)過最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小為v，表演者可視為質(zhì)點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力和繩的質(zhì)量，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）
A. 從B點(diǎn)到C點(diǎn)過程中表演者的水平速度不變
B. 松手時(shí)表演者的速度大小為
C. 從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，表演者先失重后超重
D. 在A點(diǎn)，表演者所受合力大小為
【答案】AD
【解析】
【詳解】AB．從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中表演者做斜拋運(yùn)動(dòng)，則表演者的水平速度不變，在B點(diǎn)有
即松手時(shí)表演者的速度大小為
故A正確，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)題意可知，從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，豎直方向上，加速度先有向上分量，后具有向下的加速度，則表演者先超重后失重，故C錯(cuò)誤；
D．從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理有
在A點(diǎn)，由牛頓第二定律可得，表演者所受合力大小為
聯(lián)立解得
故D正確。
故選AD。
9. 如圖所示，半徑均為R、質(zhì)量均為M、內(nèi)表面光滑的兩個(gè)完全相同的圓槽A和B并排放在光滑的水平面上，圖中a、c分別為A、B槽的最高點(diǎn)，b、b'分別為A、B槽的最低點(diǎn)，A槽的左端緊靠著豎直墻壁，一個(gè)質(zhì)量為m的小球C從圓槽A頂端的a點(diǎn)無初速度釋放。重力加速度為g，下列說法正確的是（）
A. 小球C從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，小球和圓槽A組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B. 小球C從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)A槽對(duì)地面的壓力大小為
C. 小球C在B槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大高度為
D. B槽的最大速度的大小
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．小球C從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，小球和圓槽A組成的系統(tǒng)合外力不為零，所以動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；
B．小球C從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理有
解得
在b點(diǎn)時(shí)，對(duì)小球有
解得
根據(jù)牛頓第三定律可知球?qū)的壓力大小也等于，對(duì)A槽有
由牛頓第三定律可得，小球C從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)A槽對(duì)地面的壓力大小為，故B正確；
C．小球C和B槽組成的系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒有
解得
根據(jù)能量守恒有
解得
故C錯(cuò)誤；
D．小球C和B槽組成的系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒，當(dāng)兩者分離時(shí)槽有最大速度，則
由機(jī)械能守恒有
解得
故D正確。
故選BD。
10. 如圖所示，傾角為α的光滑固定斜面底端有一固定擋板P，兩個(gè)用輕彈簧連接在一起的滑塊M、N置于斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給滑塊M一個(gè)沿斜面向上的瞬時(shí)沖量使之沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊N剛要離開擋板時(shí)滑塊M的速度為v。已知M、N的質(zhì)量均為m彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。則關(guān)于從物塊M開始運(yùn)動(dòng)到物塊N剛要離開擋板的過程，下列說法中正確的是（）
A. 滑塊M位移為
B. 滑塊N剛要離開擋板的瞬間，滑塊M的加速度大小為
C. 滑塊M獲得瞬時(shí)沖量的大小為
D. 重力對(duì)滑塊M做的功為
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．滑塊M、N置于斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，根據(jù)胡克定律有
物塊N剛要離開擋板時(shí)，彈簧處于拉伸狀態(tài)，根據(jù)胡克定律有
滑塊M的位移為
解得
故A錯(cuò)誤；
B．滑塊N剛要離開擋板的瞬間，對(duì)滑塊M進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
故B正確；
D．重力對(duì)滑塊M做的功為
解得
故D錯(cuò)誤；
C．結(jié)合上述可知，滑塊M向上運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧初始位置的壓縮量等于末位置的伸長量，即彈簧初末狀態(tài)的彈性勢(shì)能相等，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得
滑塊M獲得瞬時(shí)沖量的大小
聯(lián)立解得
故C正確。
故選BC。
二、實(shí)驗(yàn)題（16分）
11. 某物理興趣小組用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。擋光片及物體A的總質(zhì)量為，物體B的質(zhì)量為，初始時(shí)使物體A和物體B靜止，細(xì)繩拉緊。（已知，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椋?br>（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量出擋光片的寬度。將A由靜止釋放，記錄擋光片的擋光時(shí)間，則擋光片通過光電門中心時(shí)的速度為__________。（結(jié)果用題中所給的字母表示）
（2）測(cè)量擋光片到光電門中心的豎直距離（），若物體A和物體B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則需要驗(yàn)證的表達(dá)式為__________。（結(jié)果用題中所給的字母表示）。
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量總是小于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，寫出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：__________。
【答案】（1）
（2）
（3）物體下落過程受到一定的空氣阻力，細(xì)繩與滑輪之間存在一定的摩擦力
【解析】
【小問1詳解】
記錄擋光片的擋光時(shí)間，則擋光片通過光電門中心時(shí)的速度為
【小問2詳解】
系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為
系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為
若物體A和物體B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則需要驗(yàn)證的表達(dá)式為
【小問3詳解】
實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量總是小于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是：物體下落過程受到一定的空氣阻力，細(xì)繩與滑輪之間存在一定的摩擦力。
12. 某同學(xué)利用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個(gè)光電門，滑塊B上固定一豎直遮光條，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d，接通氣源后，將滑塊B輕放在導(dǎo)軌上，給其一初速度，若通過光電門1的時(shí)間大于通過光電門2的時(shí)間，則調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕P使導(dǎo)軌左端的高度______（“升高”或“降低”），直到使輕推后的滑塊B通過光電門1的時(shí)間______（填“大于”“小于”或“等于”）通過光電門2的時(shí)間，即說明滑塊B在氣墊導(dǎo)軌上近似做______運(yùn)動(dòng)。
（2）滑塊A的右端、滑塊B的左端裝有粘扣（如圖乙所示），用天平測(cè)出滑塊A（含粘扣）的總質(zhì)量m1和滑塊B（含粘扣和遮光條）的總質(zhì)量m2，將滑塊A靜置于兩光電門之間，滑塊B靜置于光電門2右側(cè)，推一下滑塊B，使其獲得水平向左的速度，測(cè)得滑塊B經(jīng)過光電門2的擋光時(shí)間為，滑塊B和滑塊A碰后粘在一起向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過光電門1記錄的擋光時(shí)間為。驗(yàn)證該碰撞過程動(dòng)量守恒，則他要驗(yàn)證的關(guān)系式是______（用題給字母表示）。
【答案】（1） ①. 降低 ②. 等于 ③. 勻速直線
（2）
【解析】
【小問1詳解】
[1][2][3]若通過光電門1的時(shí)間大于通過光電門2的時(shí)間，即經(jīng)過光電門1的速度較小，導(dǎo)軌左端過高，則可通過調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕P使導(dǎo)軌左端的高度降低，直到使輕推后的滑塊B通過光電門1的時(shí)間等于通過光電門2的時(shí)間，即說明滑塊B在氣墊導(dǎo)軌上近似做勻速運(yùn)動(dòng)。
【小問2詳解】
滑塊B經(jīng)過光電門2的速度為
滑塊A、B一起經(jīng)過光電門1的速度為
則要驗(yàn)證的關(guān)系式為
解得
三、計(jì)算題：本題共3小題，第13題10分，第14題13分，第15題18分，共41分。
13. 如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑，離水平地面的高度，物塊平拋落地過程水平位移的大小。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度求：
（1）物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大??；
（2）物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度；
（3）物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有
在水平方向上有
聯(lián)立解得
【小問2詳解】
根據(jù)
可得物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度
【小問3詳解】
物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，則有
解得物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
14. 滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動(dòng)，研究表明，在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)時(shí)，水對(duì)滑板的作用力垂直于板面，大小為，其中v為滑板速率（水可視為靜止）。某次運(yùn)動(dòng)中，在水平牽引力作用下，當(dāng)滑板和水面的夾角時(shí)，滑板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的，人和滑板的總質(zhì)量為100kg，試求（重力加速度g取，sin37°取，忽略空氣阻力）：
（1）水平牽引力的大??；
（2）滑板的速率；
（3）水平牽引力的功率。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
小問1詳解】
以滑板和運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，其受力如圖所示
由共點(diǎn)力平衡條件可得
，
聯(lián)立解得水平牽引力的大小
【小問2詳解】
由
，
代入數(shù)據(jù)解得滑板的速率為
【小問3詳解】
水平牽引力的功率為
15. 如圖所示，一實(shí)驗(yàn)小車靜止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平軌道與光滑四分之一圓弧軌道。圓弧軌道與水平軌道相切于圓弧軌道最低點(diǎn)，一物塊靜止于小車最左端，一小球用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線懸掛于O點(diǎn)正下方，并輕靠在物塊右側(cè)?，F(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置時(shí)，靜止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生彈性碰撞。碰撞后，物塊沿著小車上的軌道運(yùn)動(dòng)，已知細(xì)線長。小球質(zhì)量。物塊、小車質(zhì)量均為。小車上的水平軌道長。圓弧軌道半徑。小球、物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取。
（1）求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前所受拉力的大??；
（2）求小球與物塊碰撞后的瞬間，物塊速度的大??；
（3）為使物塊能進(jìn)入圓弧軌道，且在上升階段不脫離小車，求物塊與水平軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)的取值范圍。
【答案】（1）6N；（2）4m/s；（3）
【解析】
【詳解】（1）對(duì)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理
解得
在最低點(diǎn)，對(duì)小球由牛頓第二定律
解得，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前所受拉力的大小為
（2）小球與物塊碰撞過程中，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律
解得小球與物塊碰撞后的瞬間，物塊速度的大小為
（3）若物塊恰好運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)兩者共速，則對(duì)物塊與小車整體由水平方向動(dòng)量守恒
由能量守恒定律
解得
若物塊恰好運(yùn)動(dòng)到與圓弧圓心等高的位置，此時(shí)兩者共速，則對(duì)物塊與小車整體由水平方向動(dòng)量守恒
由能量守恒定律
解得
綜上所述物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)的取值范圍為
【點(diǎn)睛】

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