重庆市梁平区2023-2024学年高三上学期第二次调研考试 物理

这是一份重庆市梁平区2023-2024学年高三上学期第二次调研考试 物理，共26页。试卷主要包含了选择题必须使用2B铅笔填涂等内容，欢迎下载使用。
（满分100分，考试用时75分钟）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，并认真核对条形码上的姓名、准考证号、座位号及科类名称。
2.请将准考证条形码粘贴在右侧的［考生条形码粘贴处］的方框内。
3.选择题必须使用2B铅笔填涂：非选择题必须用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写，字体工整、笔迹清楚。
4.请按题号顺序在各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试题卷上答题无效。
5.保持答题卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、刮纸刀。
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列仪器测得的物理量中，属于国际单位制中的基本量的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 梁平双桂湖直道上一游客手握一满瓶矿泉水在缓慢散步，手摆动的弧度很小，如图所示，若游客只施加垂直握瓶的力，大小为12牛顿，游客与瓶子的动摩擦因素为0.5，重力加速度为，不计瓶子的重力，则瓶子受到的摩擦力为（ ）

A. 12NB. 6NC. 5.5ND. 2.75N
3. 将一只矿泉水瓶子竖立在水平地面上，在瓶子的不同位置钻了两个等大的小孔甲、乙，逐渐往瓶子里加水，使水从两小孔中水平喷出形成两列水柱，如图所示，甲孔的离地高度是乙的2倍，当瓶中的水加到一定高度H时，喷出的水柱恰好落到地面上的同一点，忽略空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A. 甲孔喷出的水运动时间是乙孔的2倍
B. 乙孔喷出的水的初速度是甲孔的2倍
C. 两小孔喷出的水柱在空中的体积相等
D. 当瓶中的水加到一定高度H时，把瓶斜向上抛出，在空中运动过程中可以看到乙孔喷出的水比甲孔喷的远
4. 如图所示为静电植绒技术植绒流程示意图，需要植绒的布在滚轮的带动下匀速向右运动，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定的电压，绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布表面上，假设每根绒毛规格相同，下列判断正确的是（ ）

A. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电势能增大
B. 若只增大滚轮转速，植绒会越密
C. 若增大容器与带电极板之间的距离，植绒效果会更好
D. 绒毛带的带电量越多，到达布的表面时速率越大
5. 如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的小铁球视为质点在轨道外侧转动，A、B两点分别为轨道上的最高、最低点，铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 铁球可能做匀速圆周运动
B. 铁球绕轨道转动时机械能不守恒
C. 铁球在A点的速度一定大于或等于
D. 要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg
6. 已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（ ）
A. 3.5km/sB. 5.0km/sC. 17.7km/sD. 35.2km/s
7. AB物块沿光滑水平面在同一直线上运动并发生正碰，如图为两物块碰撞前后位移时间图像，其中a、b分别为A、B两物块碰前的位移时间图像，c为碰撞后两物块共同运动的位移-时间图像，若物块质量，则由图判断下列结论错误的是（ ）
A. 碰撞前后A的动量变化量的大小为
B. B物块的质量为
C. 碰撞过程A对B所施冲量大小
D. 碰撞过程A、B两物块组成的系统损失的动能为
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知电流表读数在以下时，电动机没有转动。不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（ ）
A. 图线①为V2示数随电流表的变化图线
B. 电路中电源电动势为
C. 此电路中，电动机的最大输入功率是
D. 变阻器最大阻值为
9. 如图所示，一足够长的斜面固定在水平地面上，斜面倾角，斜面底端固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧上端与小滑块接触但不栓接，滑块与斜面间的动摩擦因数。现将滑块压缩弹簧至A点保持静止，此时弹簧处于压缩状态，弹力为3mg，某一时刻释放小滑块，小滑块沿斜面向上运动。已知弹簧弹性势能的表达式，重力加速度为g，。下列说法正确的是（ ）

A. 小滑块上升最大高度
B. 小滑块上升的最大高度
C. 小滑块的最大动能
D. 小滑块的最大动能
10. 竖直平面内有一半径为R的圆，O为圆心，直径AB沿水平方向，将质量为m的小球从A点以相同的速率抛出，抛出的方向不定，小球进入圆内同时受到一个平行于圆面的恒力F作用，其大小等于mg，g为重力加速度，小球从A点抛出后会经过圆上的不同点，在这些所有的点中，小球到达C点的动能最大，已知，AC与AB夹角为，。下列说法正确的是（ ）

A. 恒力F的方向沿AC方向
B. 恒力F的方向沿OC方向
C. 小球到达C点的动能
D. 小球到达B点的动能
三、非选择题（本大题共5小题，共57分）
11. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，实验中，将一待测弹簧水平放置在一相对光滑的平台上，将一毫米刻度尺水平放置在桌面上，弹簧左端固定在竖直立柱上，弹簧右端固定有一能与毫米刻度尺的刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针，弹簧右端的挂钩与绕过滑轮的细线相连，细线下端可以悬挂钩码。
（1）实验时，先不挂钩码，此时刻度尺的读数为，然后将质量为的砝码时挂在绳子下端，此时刻度尺读数如图乙所示，其读数为________，当地的重力加速度大小为，此弹簧的劲度系数为__________（结果保留3位有效数字）。
（2）弹簧与平台及绳子与滑轮间存在的摩擦会导致弹簧劲度系数的测量值与真实值相比_____（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
12. “验证机械能守定律”的实验有许多实用方案，下面给出常见的种实验装置图。
（1）图甲中，释放纸带前，正确的操作方式是________。
A
（2）图乙中，将拉力传感器固定在天花板上，不可伸长细线一端连在拉力传感器上的O点，另一端系住可视为质点的钢球。开始钢球静止于最低位置，此时拉力传感器示数为，重力加速度为g，将钢球拉至细线与竖直方向成角处无初速释放，拉力传感器显示拉力的最大值为F，将钢球拉至细线与竖直方向不同角静止释放，记下拉力传感器最大示数F，并作出图像，如果钢球的机械能守恒，下列图像合理的是________。
（3）丙图中，气导轨上质量为M的滑块通过轻质滑轮与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，滑块上遮光条宽度为d、滑块静止时遮光条中心到光电门中心的距离为L，实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为，拉力传感器的读数为F，不计滑轮轴、滑轮与轻细绳之间的摩擦。则满足关系式________（用已知量符号表示）时，运动过程中系统机械能守恒。
13. 请阅读以下关材料：
（一）我国《高速公路交通管理办法》规定，驾驶员和前排就座乘客必须系安全带：高速公路上行驶的机动车，时速不能低于六十公里，不得高于一百二十公里。
（二）人在非酒驾时的反应时间一般介于0.3-0.6s之间：
（三）轮胎与路面间的动摩擦因数如表所示。
利用上述材料的有关信息，请通过计算说明高速公路上，为了安全起见，行驶车辆间距应保持二百米以上为宜？
14. 如图所示，现有一个小物体，质量为m=80g，带正电荷 ，与水平轨道之间的动摩擦因数 ，在水平轨道的末端 处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为 R=40cm。整个轨道处在一个方向水平向左、场强大小 的匀强电场中，取 。
（1）若小物块恰能运动到轨道的最高点L，那么小物块应从距N点多远处的A点释放。
（2） 如果小物块在（1）中的位置A释放，当它运动到P点（轨道中点）时轨道对它的支持力等于多少。
（3）如果小物块在（1）中的位置A释放，当它运动到NP间什么位置时动能最大。最大动能是多少。
15. 如图所示，质量为2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）木块对铁箱压力的大小：
（2）水平拉力F的大小；
（3）减小拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当箱的速度为6m/s时撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧立即与铁箱粘联在一起，在这1s时间内消耗多少机械能？
高2024届第二次调研考试
物理试题
（满分100分，考试用时75分钟）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，并认真核对条形码上的姓名、准考证号、座位号及科类名称。
2.请将准考证条形码粘贴在右侧的［考生条形码粘贴处］的方框内。
3.选择题必须使用2B铅笔填涂：非选择题必须用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写，字体工整、笔迹清楚。
4.请按题号顺序在各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试题卷上答题无效。
5.保持答题卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、刮纸刀。
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列仪器测得的物理量中，属于国际单位制中的基本量的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】选项A、B、C、D测得的物理量分别是力、长度、电压、压强，四者中只有长度是基本量。
故选B。
2. 梁平双桂湖直道上一游客手握一满瓶矿泉水在缓慢散步，手摆动的弧度很小，如图所示，若游客只施加垂直握瓶的力，大小为12牛顿，游客与瓶子的动摩擦因素为0.5，重力加速度为，不计瓶子的重力，则瓶子受到的摩擦力为（ ）

A. 12NB. 6NC. 5.5ND. 2.75N
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，整瓶矿泉水的质量为
依题意，矿泉水瓶处于平衡状态，有
故选C。
3. 将一只矿泉水瓶子竖立在水平地面上，在瓶子的不同位置钻了两个等大的小孔甲、乙，逐渐往瓶子里加水，使水从两小孔中水平喷出形成两列水柱，如图所示，甲孔的离地高度是乙的2倍，当瓶中的水加到一定高度H时，喷出的水柱恰好落到地面上的同一点，忽略空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A. 甲孔喷出的水运动时间是乙孔的2倍
B. 乙孔喷出的水的初速度是甲孔的2倍
C. 两小孔喷出的水柱在空中的体积相等
D. 当瓶中的水加到一定高度H时，把瓶斜向上抛出，在空中运动过程中可以看到乙孔喷出的水比甲孔喷的远
【答案】C
【解析】
【详解】A．水流在竖直方向自由落体运动，则
解得
甲孔的离地高度是乙的2倍，则有
故A错误；
B．由于水平位移相等，根据
可知初速度之比为
故B错误；
C．水柱在空中的体积为
可知两小孔喷出的水柱在空中的体积是相等的，故C正确；
D．当瓶中的水加到一定高度H时，把瓶斜向上抛出，水处于完全失重状态，两小孔水不会喷出，故D错误。
故选C。
4. 如图所示为静电植绒技术植绒流程示意图，需要植绒的布在滚轮的带动下匀速向右运动，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定的电压，绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布表面上，假设每根绒毛规格相同，下列判断正确的是（ ）

A. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电势能增大
B. 若只增大滚轮的转速，植绒会越密
C. 若增大容器与带电极板之间的距离，植绒效果会更好
D. 绒毛带的带电量越多，到达布的表面时速率越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电极板吸引带负电的绒毛，则其带正电，绒毛在飞往需要植绒的布的过程中，绒毛在加速运动，电场力做正功，电势能不断减小，故A错误；
B．若只增大滚轮转速，布运动的速度越大，植上相邻两个绒毛的距离越大，植绒越疏，故B错误；
C．若增大容器与带电极板之间的距离，而电势差不变而电场强度变小，绒毛受力变小，植绒效果变差，故C错误；
D．由动能定理
质量相同的绒毛，带电荷量越多，到达需要植绒的物体表面时速率越大，故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的小铁球视为质点在轨道外侧转动，A、B两点分别为轨道上的最高、最低点，铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 铁球可能做匀速圆周运动
B 铁球绕轨道转动时机械能不守恒
C. 铁球在A点的速度一定大于或等于
D. 要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg
【答案】D
【解析】
【详解】A．铁球在竖直轨道上做圆周运动，受到重力、轨道的支持力和磁性引力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与铁球的运动方向垂直，所以磁力和支持力对铁球都不做功，只有重力对铁球做功，所以铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大，所以铁球不可能做匀速圆周运动，故A错误；
B．铁球绕轨道转动时，只有重力做功，其机械能守恒，故B错误；
C．在A点，轨道可以支撑铁球，所以要使铁球不脱轨做完整圆周运动，铁球在A点时的速度大于等于零即可，故C错误；
D．铁球在最低点时，若恰不脱轨，则满足
从铁球恰在最高点到最低点时，由机械能守恒定律得
解得
F=5mg
即要使铁球不脱轨做完整圆周运动，轨道对铁球的磁性引力大小至少为5mg，故D正确。
故选D。
6. 已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（ ）
A. 3.5km/sB. 5.0km/sC. 17.7km/sD. 35.2km/s
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析：设航天器的质量为m，地球的质量为M1，半径为R1，火星的质量为M2，半径为R2，航天器在它们表面附近绕它们运动的速率分别为v1、v′1，其向心力由它们对航天器的万有引力提供，根据牛顿第二定律和万有引力定律有：，＝，解得：＝＝，在地球表面附近做圆周运动的速度为第一宇宙速度，即：v1＝7.9km/s，解得航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为：v′1＝v1＝3.5km/s，故选项A正确．
考点：本题主要考查了牛顿第二定律、万有引力定律的应用和第一宇宙速度的识记问题，属于中档题．
7. AB物块沿光滑水平面在同一直线上运动并发生正碰，如图为两物块碰撞前后的位移时间图像，其中a、b分别为A、B两物块碰前的位移时间图像，c为碰撞后两物块共同运动的位移-时间图像，若物块质量，则由图判断下列结论错误的是（ ）
A. 碰撞前后A的动量变化量的大小为
B. B物块的质量为
C. 碰撞过程A对B所施冲量大小为
D. 碰撞过程A、B两物块组成的系统损失的动能为
【答案】B
【解析】
【详解】A．以A的初速度方向为正方向，由图像可知碰撞前A的速度为
碰撞后AB的共同速度为
则碰撞前A的动量为
碰撞后A的动量为
碰撞前后A动量变化量的大小为，A正确，不符合题意；
B．碰撞前B的速度为
由动量守恒定律得
解得
B错误，符合题意；
C．由动量定理得
即碰撞过程A对B所施冲量大小，C正确，不符合题意；
D．碰撞过程A、B两物块组成的系统损失的动能为
D正确，不符合题意；
故选B
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知电流表读数在以下时，电动机没有转动。不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（ ）
A. 图线①为V2示数随电流表的变化图线
B. 电路中电源电动势为
C. 此电路中，电动机的最大输入功率是
D. 变阻器的最大阻值为
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①表示V2的电压与电流的关系，故A正确；
B．此图线的斜率大小等于电源的内阻，为
当电流时，，则电源的电动势
故B错误；
C．当时，，电动机输入功率最大
故C正确；
D．若电流表示数小于，由图知，电动机不转动，电动机的电阻
根据闭合电路欧姆定律得
得
当时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以与并联电阻的最大值
则变阻器的最大阻值大于，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，一足够长的斜面固定在水平地面上，斜面倾角，斜面底端固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧上端与小滑块接触但不栓接，滑块与斜面间的动摩擦因数。现将滑块压缩弹簧至A点保持静止，此时弹簧处于压缩状态，弹力为3mg，某一时刻释放小滑块，小滑块沿斜面向上运动。已知弹簧弹性势能的表达式，重力加速度为g，。下列说法正确的是（ ）

A. 小滑块上升的最大高度
B. 小滑块上升的最大高度
C. 小滑块的最大动能
D. 小滑块的最大动能
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．初始时
上升到最大高度时
由能量守恒定律得
得
A错误，B正确；
CD．当
时动能最大
由能量守恒定律得
解得
C正确，D错误。
故选BC。
10. 竖直平面内有一半径为R的圆，O为圆心，直径AB沿水平方向，将质量为m的小球从A点以相同的速率抛出，抛出的方向不定，小球进入圆内同时受到一个平行于圆面的恒力F作用，其大小等于mg，g为重力加速度，小球从A点抛出后会经过圆上的不同点，在这些所有的点中，小球到达C点的动能最大，已知，AC与AB夹角为，。下列说法正确的是（ ）

A. 恒力F的方向沿AC方向
B. 恒力F的方向沿OC方向
C. 小球到达C点的动能
D. 小球到达B点的动能
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．小球到达C点的动能最大，可知小球从A到C，外力做功最大，则恒力F的方向沿AC方向，故A正确，B错误；
CD．对A到C，根据动能定理有
解得
对A到B，根据动能定理有
解得
故CD正确；
故选ACD。
三、非选择题（本大题共5小题，共57分）
11. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，实验中，将一待测弹簧水平放置在一相对光滑的平台上，将一毫米刻度尺水平放置在桌面上，弹簧左端固定在竖直立柱上，弹簧右端固定有一能与毫米刻度尺的刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针，弹簧右端的挂钩与绕过滑轮的细线相连，细线下端可以悬挂钩码。
（1）实验时，先不挂钩码，此时刻度尺的读数为，然后将质量为的砝码时挂在绳子下端，此时刻度尺读数如图乙所示，其读数为________，当地的重力加速度大小为，此弹簧的劲度系数为__________（结果保留3位有效数字）。
（2）弹簧与平台及绳子与滑轮间存在的摩擦会导致弹簧劲度系数的测量值与真实值相比_____（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
【答案】 ①. 5.75 ②. 65.3 ③. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]刻度尺的最小刻度是1mm读数时，需要估读到下一位，则其读数为5.75cm。
[2]弹簧的劲度系数为
（2）[3]弹簧与平台及绳子与滑轮间存在的摩擦，则弹簧的拉力比砝码的重力小，当计算时用砝码的重力表示弹簧的拉力，所以会导致弹簧劲度系数的测量值与真实值相比偏大。
12. “验证机械能守定律”的实验有许多实用方案，下面给出常见的种实验装置图。
（1）图甲中，释放纸带前，正确的操作方式是________。
A
（2）图乙中，将拉力传感器固定在天花板上，不可伸长细线一端连在拉力传感器上的O点，另一端系住可视为质点的钢球。开始钢球静止于最低位置，此时拉力传感器示数为，重力加速度为g，将钢球拉至细线与竖直方向成角处无初速释放，拉力传感器显示拉力的最大值为F，将钢球拉至细线与竖直方向不同角静止释放，记下拉力传感器最大示数F，并作出图像，如果钢球的机械能守恒，下列图像合理的是________。
（3）丙图中，气导轨上质量为M的滑块通过轻质滑轮与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，滑块上遮光条宽度为d、滑块静止时遮光条中心到光电门中心的距离为L，实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为，拉力传感器的读数为F，不计滑轮轴、滑轮与轻细绳之间的摩擦。则满足关系式________（用已知量符号表示）时，运动过程中系统机械能守恒。
【答案】 ①. C ②. C ③.
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小阻力，两限位孔与纸带要在同一竖线上，用手提重物时，为充分利用纸带，重物应尽量靠近打点计时器。
故选C。
（2）[2]根据机械能守恒则有
在最低点拉力与重力的合力提供向心力，有
又
联立解得
可知图线为斜率为负的一次函数
故选C。
（3）[3]滑块通过光电门的速度为
根据动滑轮的特点可知钩码的速度为滑块速度的一半，再依据机械能守恒，可得
即
13. 请阅读以下关材料：
（一）我国《高速公路交通管理办法》规定，驾驶员和前排就座乘客必须系安全带：高速公路上行驶的机动车，时速不能低于六十公里，不得高于一百二十公里。
（二）人在非酒驾时的反应时间一般介于0.3-0.6s之间：
（三）轮胎与路面间的动摩擦因数如表所示。
利用上述材料的有关信息，请通过计算说明高速公路上，为了安全起见，行驶车辆间距应保持二百米以上为宜？
【答案】见解析
【解析】
【详解】人在非酒驾反应时间内行驶的最大距离为
代入数据，解得
在高速公路上刹车过程所行驶的最大距离为
又
，，
代入数据，解得
公路上的安全距离为
代入数据，解得
因此《高速公路交通管理办法》规定，为了安全起见，高速公路上行驶车辆间距保持200m以上为宜。
14. 如图所示，现有一个小物体，质量为m=80g，带正电荷 ，与水平轨道之间的动摩擦因数 ，在水平轨道的末端 处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为 R=40cm。整个轨道处在一个方向水平向左、场强大小 的匀强电场中，取 。
（1）若小物块恰能运动到轨道的最高点L，那么小物块应从距N点多远处的A点释放。
（2） 如果小物块在（1）中的位置A释放，当它运动到P点（轨道中点）时轨道对它的支持力等于多少。
（3）如果小物块在（1）中的位置A释放，当它运动到NP间什么位置时动能最大。最大动能是多少。
【答案】（1）1.25 m ；（2）4.8 N；（3）当运动至与圆心的连线与竖直方向夹角为45°的位置时动能最大，0.93J
【解析】
【详解】（1） 物块能通过轨道最高点L的条件是
代入数据解得
设A到N的距离为s，A到L过程中根据动能定理得
代入数据解得
（2） 物块由P到L过程根据动能定理得
在P点根据牛顿第二定律得
代入数据解得
（3）如图所示，当合力的反方向延长线过圆心时动能最大，设该点为B，过B的半径与竖直方向间的夹角为θ
从A到B，由动能定理得
解得
15. 如图所示，质量为2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）木块对铁箱压力的大小：
（2）水平拉力F的大小；
（3）减小拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当箱的速度为6m/s时撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧立即与铁箱粘联在一起，在这1s时间内消耗多少机械能？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）木块恰好静止在铁箱的后壁上时，木块在竖直方向受力平衡有
解得铁箱对木块的支持力的大小为
根据牛顿第三定律，木块对铁箱压力的大小为
（2）木块在水平方向的加速度设为a，根据牛顿第二定律有
以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）木块落到铁箱底部，撤去拉力后，铁箱和木块均以v＝6m/s的初速度做匀减速直线运动，铁箱受到地面的摩擦力
方向水平向左
铁箱受到木块的摩擦力
方向水平向右
设铁箱加速度大小为，根据牛顿第二定律有
方向水平向左
设木块加速度大小为，根据牛顿第二定律有
方向水平向左
设经过1s，木块从铁箱左侧到达右侧碰前的速度木块为，铁箱为，根据运动学有
设碰后的速度为，规定向右为正，根据动量守恒定律有
代入数据解得
从撤去拉力到粘联到一起的过程中，根据能量守恒定律有
代入数据，解得路面
动摩擦因数
干沥青与干混凝土路面
0.7-0.8
干碎石路面
0.6-0.7
湿沥青与混凝土路面
0.32-0.4
路面
动摩擦因数
干沥青与干混凝土路面
0.7-0.8
干碎石路面
0.6-0.7
湿沥青与混凝土路面
0.32-0.4