浙江省金华十校2024-2025学年高一上学期期末调研考试物理试题 含解析

这是一份浙江省金华十校2024-2025学年高一上学期期末调研考试物理试题 含解析，共21页。试卷主要包含了可能用到的相关参数等内容，欢迎下载使用。
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 6 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。
考生注意：
1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和
答题纸规定的位置上。
2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试
题卷上的作答一律无效。
3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先
使用 2B 铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4．可能用到的相关参数：重力加速度 g 取 。
选择题部分
一、选择题（本题共 14 小题，每小题 4 分，共 56 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. 下列测量仪器不是用来测量国际单位制中基本物理量的是（ ）
A. 弹簧测力计 B. 电流表
C. 温度计 D. 刻度尺
【答案】A
【解析】
【详解】A．弹簧测力计用来测量力的大小，力不是国际单位制中基本物理量，故 A 正确；
B．电流表用来测量电流的大小，电流是国际单位制中基本物理量，故 B 错误；
C．温度计用来测量温度的大小，温度是国际单位制中基本物理量，故 C 错误；
D．刻度尺用来长度的大小，长度是国际单位制中基本物理量，故 D 错误。
故选 A。
2. 下列物理量中全部为矢量的是（ ）
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A. 力 时间 B. 周期 线速度 C. 路程 加速度 D. 速度 位移
【答案】D
【解析】
【详解】时间、周期和路程均只有大小、没有方向，均属于标量；力、线速度、加速度、速度和位移均既
有大小、又有方向，均属于矢量。
故选 D。
3. 2024 年 11 月 14 日，央视新闻联播关注了金义东市域轨道交通。该线路目前运营总里程达 99km，列车最
高运行速度 120km/h。下列说法正确的是（ ）
A. 题目中“99km”指的是位移 B. 计算列车经过站台的时间时可以将列车看成质点
C. “120km/h”指的是瞬时速率 D. 列车启动瞬间，速度为 0，加速度也为 0
【答案】C
【解析】
【详解】A．题目中“99km”指的是路程，故 A 错误；
B．计算列车经过站台的时间时，列车的大小不能忽略，不能将其看成质点，故 B 错误；
C．“120km/h”指的是瞬时速率，故 C 正确；
D．列车启动瞬间，速度为 0，加速度不为 0，故 D 错误。
故选 C。
4. 如图所示，当高铁匀速直线运动时，硬币能竖直立在高铁的水平窗台上。下列说法正确的是（ ）
A. 窗台对硬币的支持力是由硬币的形变产生的
B. 窗台对硬币的摩擦力指向高铁前进方向
C. 硬币的重力和窗台对硬币的支持力是一对相互作用力
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D. 硬币的重力和窗台对硬币的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A．窗台对硬币的支持力是由窗台的形变产生的，故 A 错误；
B．由于硬币随高铁做匀速直线运动，根据平衡条件可知，窗台对硬币的摩擦力为 0，故 B 错误；
CD．硬币的重力和窗台对硬币的支持力是一对平衡力，故 C 错误，D 正确。
故选 D。
5. 如图为金华金东乐园的摩天轮，游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 游客做匀变速曲线运动 B. 所有游客 角速度相同
C. 所有游客的线速度相同 D. 所有游客所受合力相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．摩天轮做匀速圆周运动，则游客的向心加速度大小不变、方向时刻改变，故游客不是做匀变速
曲线运动，故 A 错误；
B．摩天轮做匀速圆周运动，角速度恒定，则所有游客 角速度相同，故 B 正确；
C．摩天轮做匀速圆周运动，线速度是矢量，则所有游客的线速度大小相等，方向不同，故所有游客的线速
度不相同，故 C 错误；
D．摩天轮做匀速圆周运动，因所有游客的向心加速度大小不变、方向时刻改变，根据牛顿第二定律，可知
所有游客所受合力的大小相等，方向不相同，故所有游客所受合力不相同，故 D 错误。
故选 B。
6. 如图所示为一条由倾斜直轨道与水平直轨道顺滑连接组成的滑草轨道，一位游客坐上滑板从斜轨上端出
发，经 8s 到达斜轨底端，再经 5s 停在水平直轨末端。此倾斜直轨与水平直轨的长度之比是（ ）
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A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设游客到达斜轨底端的速度大小为 ，在倾斜直轨上运动过程有
在水平直轨上运动过程有
可得倾斜直轨与水平直轨的长度之比
故选 D。
7. 如图乙所示为足球发球机在球门正前方的 A、B 两个相同高度的位置发射同一足球，两次足球都水平击
中球门横梁上的同一点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 两次击中横梁的速度相同 B. 从 A 位置发射的足球在空中的运动时间长
C. 足球两次运动的速度变化量相同 D. 从 B 位置发射的足球初速度较大
【答案】C
【解析】
【详解】A．将足球发射到水平击中球门横梁，看成逆向的平抛运动，根据平抛运动规律有 ，
解得
由于两次的水平位移不相等，高度相等，所以两次的水平分速度不相等，即两次击中横梁的速度不相同，
故 A 错误；
第 4页/共 21页
B．根据 ，由于两次足球在空中的高度相等，所以两次足球在空中的运动时间相等，故 B 错误；
C．根据 ，由于两次足球在空中的运动时间相等，则足球两次运动的速度变化量相同，故 C 正确；
D．足球发射的初速度大小为
由于两次高度相等，所以两次足球发射的初速度竖直分量相等，由于从 B 位置发射的足球水平位移较小，
则从 B 位置发射的足球水平分速度较小，从 B 位置发射的足球初速度较小，故 D 错误。
故选 C。
8. 校园里的银杏树上有两颗银杏果先后落下，假设两颗银杏果均由静止从同一高度下落，忽略银杏果所受
阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 银杏果和银杏叶的下落均可近似为自由落体运动
B. 下落过程中两银杏果的间距越来越大
C. 先下落的银杏果相对后下落的银杏果做匀加速运动
D. 先下落的银杏果落地速度较大
【答案】B
【解析】
【详解】A．忽略银杏果所受阻力，银杏果 下落均为自由落体运动；银杏叶所受阻力较大，不能忽略不计，
银杏叶的下落不可近似为自由落体运动，故 A 错误；
BC．由于先后下落的银杏果的加速度均为重力加速度，所以先下落的银杏果相对后下落的银杏果做匀速运
动，则先后下落的银杏果的相对距离为
可知下落过程中两银杏果的间距越来越大，故 B 正确，故 C 错误；
D．根据
由于下落高度相同，所以先后下落的银杏果落地速度一样大，故 D 错误。
故选 B。
9. 如图甲是使用菜刀切肉的场景，图乙显示了菜刀刀刃的横截面，是一个顶角很小的等腰三角形。则下列
说法错误的是（ ）
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A. 刀把上刻有条纹，目的是增大粗糙程度
B. 用磨刀石来使刀刃锋利，是为了增大刀刃对物体的侧向压力
C. 若刀背受到向下的力 F，则刀刃两侧面的侧向压力大小为
D. 骨头卡在刀上，只要提刀（带骨头）用力往刀板上砍，骨头就断了，这里利用了惯性
【答案】C
【解析】
【详解】 A．刀把上刻条纹目的是增大粗糙程度，增大手与刀把间的摩擦，防止打滑。 故 A 正确；
BC．根据力的作用效果，可把 分解如图所示
两侧对被切物体的侧向压力为
显然，磨刀的主要目的是减小刀刃的厚度（或减小顶角 ），从而在相同压力下增大刀刃对物体的侧向压力
，故 B 正确，C 错误；
D．刀和骨头一起向下运动，当刀突然停止，骨头因惯性继续运动，导致断裂，故 D 正确。
由于本题选择错误的，故选 C。
10. 图甲中运动员在蹦极台上自由下落，得到 图像如图乙所示，忽略空气阻力的影响，下列说法正确
的是（ ）
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A. 运动员下落 15m 后开始受到弹力作用
B. 下落 26m 时，运动员到达最低点，处于超重状态
C. 整个下落过程加速度方向始终竖直向上
D. 整个下落过程加速度先减小再增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】运动员在蹦极台上跳下后，先做自由落体运动， ，加速度方向向下，保持不变，速度增大；
当开始受到弹力作用的一小段时间内， ，根据牛顿第二定律有 ，加速度方向下，且
随着弹力的增大，加速度减小，速度继续增大；直到 时，速度达到最大值，此时加速度等于零；随
着弹力继续增大，根据牛顿第二定律有 ，加速度方向向上，且随着弹力的增大，加速度增大，
但因为加速度此时与速度方向相反，故速度减小，直到为零，到达最低点。
A．运动员下落 15m 时，因速度达到最大，此时有 ，说明此时之前就已经受到弹力的作用，A 错误；
B．运动员到达最低点时，速度为零，从图中可以看出，此时的位移为 26m，此时加速度方向向上，处于超
重状态，B 正确；
C．整个下落过程中，加速度方向先是向下，后变为向上，C 错误；
D．整个下落过程中，加速度先是保持不变，后逐渐减小到零，再逐渐增大，D 错误。
故选 B。
【点睛】
11. 某同学用图甲所示装置研究球形物体匀速下落时所受空气阻力的大小与速率的关系。在气球下方分别挂
不同的重物，用频闪照相记录下气球从静止开始下落时的情况，如图乙所示，随着阻力的增大，气球最终
匀速下落。若发现阻力与速度成正比，则（ ）
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A. 应该选取加速阶段测量下落速率 B. 乙图中两气球的间距依次为
C. 气球下落时速度均匀增加 D. 重物质量越大，气球最终匀速下落的速度越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．加速阶段速度与阻力均发生变化，而匀速阶段速度与阻力均保持不变，所以应该选取匀速阶段
测量下落速率，故 A 错误；
B．用频闪照相记录下气球从静止开始下落时的情况，若气球做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动相同
时间内的位移比例关系可知，两气球的间距依次为 ，但实际上气球受到的阻力随速度增大而
增大，所以气球做的是加速度逐渐减小的加速运动，所以乙图中两气球的间距不满足 ，故 B
错误；
C．由于气球下落时做的是加速度逐渐减小的加速运动，所以速度不是均匀增加，故 C 错误；
D．设气球最终匀速下落的速度为 ，根据平衡条件可得
可得
可知重物质量越大，气球最终匀速下落的速度越大，故 D 正确。
故选 D。
12. 如图所示，半径为 R 的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心 O
的对称轴 重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为 m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物
块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时它和 O 点的连线与 之间的夹角 为 60°，重力加速度为 g。下
列说法正确的是（ ）
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A. 若此时摩擦力为 0，则物块对陶罐的作用力为
B. 若此时摩擦力为 0，则物块的线速度为
C. 若转速增加，物块与陶罐间的摩擦力增大
D. 若转速增加，物块将沿罐壁向上滑动
【答案】A
【解析】
【详解】AB．若此时摩擦力为 0，对物块受力情况如图所示
由上图可知，物块受到的支持力和重力的合力提供物块做圆周运动的向心力，则有
，
解得 ，
故 A 正确，B 错误；
CD．若物块所受摩擦力为 0 时，则有 ，
解得
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若刚开始的转速小于 ，则物块所受摩擦力方向沿切线方向向上，此时转速增加，则物块与陶罐间
的摩擦力减小，物块有向下运动趋势；若刚开始的转速大于 ，则物块所受摩擦力方向沿切线方向向
下，此时转速增加，则物块与陶罐间的摩擦力增大，若继续增大，物块将沿罐壁向上滑动。由题知，刚开
始的转速与 的大小关系不确定，故物块所受摩擦力的变化情况和物块的运动情况无法确定，故 CD
错误。
故选 A。
13. 如图所示，一箱苹果沿着倾角为 的粗糙斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为 m 的苹果，其周
围苹果对它的作用力可能为（ ）
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
【答案】B
【解析】
【详解】由于一箱苹果沿着倾角为 的粗糙斜面加速下滑，可知加速度沿斜面向下，且大小满足
对于箱子正中央的苹果，其周围苹果对它的作用力一定存在垂直斜面向上的分力和沿斜面向上的分力，故
不可能是图中的 和 ；将加速度分解为水平向右和竖直向下的分加速度，可知对于箱子正中央的苹果，
其周围苹果对它的作用力一定存在水平向右的分力，故不可能是图中的 ，所以其周围苹果对它的作用力
可能为 。
故选 B。
14. 如图，一质量 的小滑块以 4m/s 的初速度从 P 点进入一水平轨道。水平轨道由一长 的
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直轨道 AB 和两个半径为 R 的半圆轨道组成，半圆轨道的外侧均有光滑的圆弧挡板（图中未画出）。除轨道
CD 外，所有轨道均光滑且平滑连接。CD 之间的地面光滑，靠近 C 处放置一与水平轨道等高、长度为
、质量为 的长木板。现调节半圆轨道 R 的大小，使小滑块最终能停在长木板上。已知滑块
与长木板上表面的动摩擦因数为 ，长木板与 C 和 D 处碰撞后原速率反弹。则（ ）
A. 若 ，滑块在半圆轨道运动时对挡板的弹力大小为 2N
B. 滑块第一次运动到 D 点速度为
C. 滑块最终停止的位置与 D 点之间的距离为 0.5m
D. 半圆轨道半径 R 需要满足的条件
【答案】C
【解析】
【详解】A．若 ，滑块在半圆轨道运动时，以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得
则滑块在半圆轨道运动时对挡板的弹力大小为 4N，故 A 错误；
B．滑块第一次滑上长木板时，滑块与长木板的加速度大小分别为 ，
设经过 时间，滑块与长木板达到共速，则有
解得 ，
此过程滑块与长木板通过的位移大小分别为 ，
可知滑块与长木板共速时，滑块与长木板右端刚好都到达 D 点，则滑块第一次运动到 D 点速度为 ，
故 B 错误；
D．滑块第一次运动到 D 点后，长木板与 D 处碰撞后原速率反弹，滑块再次到达 C 处时，长木板的左端也
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应刚好到达 C 处，滑块从 D 点到 C 点所用时间为
此过程长木板可能与 C 和 D 处发生的多次碰撞，则有 （ ， ， ）
联立解得半圆轨道半径 R 需要满足的条件为 （ ， ， ）
故 D 错误；
C．当滑块再次到达 C 处时，刚好从长木板的左端再次滑上长木板，由于长木板与 C 处碰撞后原速率反弹，
则滑块与长木板以共同速度 向右做匀速运动，直到长木板与 D 处碰撞后原速率反弹，之后滑块
向右做减速运动，长木板向左做减速运动，且滑块与长木板做减速运动的加速度大小相等，均为
，设长木板与 C 处碰撞前，滑块与长木板同时停止运动，则有
此过程滑块与长木板通过的位移大小分别为 ，
滑块与长木板发生的相对位移大小为
可知滑块与长木板停止时，长木板刚好运动到 C 处，滑块刚好运动到长木板的右端，则滑块最终停止的位
置与 D 点之间的距离为 0.5m，故 C 正确。
故选 C。
非选择题部分
二、非选择题（本题共 6 小题，共 44 分）
15. 用如图甲所示的装置探究小车加速度与质量的关系。用打点计时器测量质量不同的小车在合外力相等时
的加速度，已知打点计时器所用交流电源频率为 50Hz。
（1）如图乙是学生即将释放小车之前的情景图，该学生使用的打点计时器是______（选填“电磁打点计时
器”或“电火花计时器”），指出两处明显错误______，______。
（2）下列有关本实验的要求和做法，正确的是______。
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A. 小车质量要远小于托盘及重物的质量
B. 测量前，需要平衡摩擦阻力
C. 每次改变小车质量后都要重新平衡摩擦力
（3）某次正确操作后选出 一条纸带，用刻度尺测量时如图丙所示，图中相邻计数点间还有 4 个点没有画
出，则小车运动的加速度大小 ______ （计算结果保留 2 位有效数字）。
【答案】（1） ①. 电磁打点计时器 ②. 使用了干电池做电源 ③. 释放时小车离打点计时器较远；
纸带放在复写纸之上 （2）B
（3）0.50
【解析】
【小问 1 详解】
[1]由图乙可知该学生使用的打点计时器是电磁打点计时器；
[2][3]情景图的明显错误是使用了干电池做电源；释放时小车离打点计时器较远；纸带放在复写纸之上。
【小问 2 详解】
A．为了使小车受到的细线拉力近似等于托盘及重物的总重力，小车质量要远大于托盘及重物的质量，故 A
错误；
B．为了使小车受到的合力等于细线拉力，测量前，需要平衡摩擦阻力，故 B 正确；
C．平衡摩擦阻力时，有
可得
可知每次改变小车质量后不需要重新平衡摩擦力，故 C 错误。
故选 B。
【小问 3 详解】
图中相邻计数点间还有 4 个点没有画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车运动的加速度大小
16. 小明做“验证两个互成角度的力的合成规律”的实验时，在方木板上固定一张白纸，纸上画好若干同心
圆环，标记序号为 1，2，3……，相邻圆环间距与 1 号圆环半径相同，将三根相同的橡皮筋一端系在一起形
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成结点 O，让 O 处于圆心位置，随后将三根橡皮筋分别挂在图钉 ABC 上，皮筋处于原长时，三枚图钉恰好
位于 5 号圆环。现将三根皮筋拉长，结点 O 仍处于圆心，三枚图钉的位置飞别在第 7、8、9 号圆环上，如
图所示。皮筋的弹力符合胡克定律，下列说法正确的是（ ）
A. 三根橡皮绳的弹力之比为
B. 实验时橡皮绳结点应保持在圆心
C. 本实验不需要测出弹力大小也可以验证平行四边形定则
D. 若某根皮筋承受拉力过大，可再并一根完全相同的皮筋进行测量
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据胡克定律可知，三根橡皮绳的弹力之比等于伸长量之比；皮筋处于原长时，三枚图钉恰好
位于 5 号圆环，将三根皮筋拉长，结点 O 仍处于圆心，三枚图钉的位置飞别在第 7、8、9 号圆环上，则三
根橡皮绳的弹力之比为 ，故 A 错误；
B．为了能确定橡皮绳的伸长量，实验时橡皮绳结点应保持在圆心，故 B 正确；
C．三根橡皮筋完全相同，根据胡克定律可知，可以用橡皮绳的伸长量等效代替弹力大小，则本实验不需要
测出弹力大小，只需要得到对应的伸长量，也可以验证平行四边形定则，故 C 正确；
D．若某根皮筋承受拉力过大，再并一根完全相同的皮筋进行测量，此时皮筋的劲度系数与另外两根不相同，
弹力大小不能用伸长量等效代替，故 D 错误。
故选 BC。
17. 小王同学利用如图所示的实验装置研究平抛运动，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。关于该实验，下
列说法正确的有（ ）
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A. 小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平
B. 每次小球可以从不同位置释放
C. 实验中最好选用密度大，体积小的小球
D. 为了得到小球的运动轨迹，需要用平滑的曲线把所有的点都连起来
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．为了保证小球抛出的速度处于水平方向，斜槽轨道末端必须保持水平；为了保证小球每次抛
出的初速度相同，每次小球必须从相同位置静止释放，但小球运动的轨道可以不光滑，故 A 正确，B 错误；
C．为了减小空气阻力的影响，实验中最好选用密度大，体积小的小球，故 C 正确；
D．为了得到小球的运动轨迹，需要先把误差较大的点去掉，然后用平滑的曲线把剩下的点连起来，故 D
错误。
故选 AC。
18. 小李用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素，实验时用手拨动旋臂产生匀速圆
周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力。
（1）下列实验与小李 实验中采用的实验方法一致的是______
A. 探究弹簧弹力与形变量的关系
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B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力、质量的关系
（2）电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间 ，并由挡光杆的宽度 d、挡光杆做圆周运动的半径 r，
自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则计算其角速度的表达式为______；
（3）图乙中①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知，曲线②对应的
砝码质量______（选填“大于”或“小于”）曲线①对应的砝码质量。
【答案】（1）C （2）
（3）大于
【解析】
【小问 1 详解】
本实验中探究向心力大小的影响因素，采用的实验方向是控制变量法。
A．探究弹簧弹力与形变量的关系，没有采用控制变量法，故 A 错误；
B．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故 B 错误；
C．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故 C 正确。
故选 C。
【小问 2 详解】
挡光杆通过光电门的线速度大小为
根据角速度与线速度关系
可得角速度的表达式为
【小问 3 详解】
由图乙中①②两条曲线中取相同角度比较，可知②曲线对应的向心力大于①曲线对应的向心力，根据
，由于半径相同，所以曲线②对应的砝码质量大于曲线①对应的砝码质量。
19. 在很多游乐场中，都有一种叫“跳楼机”的大型游戏机，如图所示。跳楼机把乘客带到 60m 高度后，
从静止开始下落做匀加速直线运动，经 3s 达到最大运行速度后匀速运动 0.5s，而后在减速装置作用下做匀
减速直线运动，到地面速度刚好减为零，已知减速时加速度大小为加速时加速度大小的 3 倍，求：
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（1）减速运动的时间；
（2）运动过程中的最大速度；
（3）加速过程的加速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
设加速阶段加速度大小为 a，则减速段加速度大小为 3a，加速阶段有
减速阶段有
可得减速运动的时间为
【小问 2 详解】
设运动过程中的最大速度为 ，加速阶段位移为
匀速阶段位移为
减速阶段位移为
又
联立解得
【小问 3 详解】
加速过程的加速度大小为
20. 如图所示，一轻质弹簧左端固定于竖直墙壁上，右端连接有竖直挡板，挡板与地面的摩擦不计。还有一
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木块紧靠着挡板（两者不粘连）置于水平地面上，木块与地面的摩擦因数 ，假设木块所受最大静摩
擦力等于滑动摩擦力。给木块施加一水平向左的推力 F，将木块缓慢推至某点静止，弹簧被压缩了 1.5cm。
已知弹簧劲度系数 ，求：
（1）若木块质量 ，不计挡板质量，突然撤去推力 F 的瞬间，木块的加速度有多大？
（2）若木块质量 ，挡板质量 ，
a．突然撤去推力 F 的瞬间，挡板对木块的支持力有多大？
b．撤去推力 F 后，木块向右运动直至与挡板分离，求此过程中木块向右运动的距离有多远？
【答案】（1）
（2）a． ；b．1.6cm
【解析】
【小问 1 详解】
撤去 F 之后弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律可得
其中 ，
解得木块的加速度大小为
【小问 2 详解】
a．撤去 F 之后，对挡板和木块的整体受力分析，由牛顿第二定律得
解得
对木块，牛顿第二定律得
解得
b．挡板和木块分离时，两者速度和加速度均相同，但接触面刚好不挤压。对木块受力分析，可知
方向向左；再对挡板受力分析，如图所示
第 18页/共 21页
由牛顿第二定律可得
解得
此时弹簧被拉伸了 0.1cm，所以木板在和挡板分离前向右运动的距离为
21. 某游戏装置的竖直截面如图所示，质量为 的滑块自 A 点以 的初速度从倾角为
的粗糙斜面滑下，冲入水平面上的半径为 的圆轨道 ，滑块经过轨道最高点 D 时的速度为
，圆轨道在最低点 稍微错开，滑块在圆弧轨道上滑行一周后冲出，而后冲上倾角为 的传
送带，传送带以 的速度匀速向上传送，从传送带上端 F 离开后恰好水平滑上距离 F 高为 h 的平台，
在平台上滑块被缓冲锁定视为成功。已知水平轨道和倾斜轨道与传送带分别在 B、E 点平滑连接，AB 长度
为 ，EF 长度为 ，滑块与斜面间动摩擦因数 ，与传送带的动摩擦因数 ，其余阻
力不计，滑块可视为质点，求：
（1）滑块经过 D 点时对轨道的压力；
（2）滑块冲上传送带时的速度 ；
（3）平台高度 h；
（4）若传送带的传送速度 v 和平台离 F 的高度 h 可调，仍要滑块水平滑上平台锁定，写出 h 随 v 变化的关
系。
【答案】（1）1N，方向竖直向上
（2）
（3）
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（4）见解析
【解析】
【小问 1 详解】
在 D 点，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为 1N，方向竖直向上。
【小问 2 详解】
BE 段光滑，滑块冲上传送带时的速度即为经过 B 点时的速度，滑块在 AB 段下滑，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式
解得滑块经过 B 点时的速度为
即滑块冲上传送带时的速度为
【小问 3 详解】
滑块冲上传送带时做减速运动，根据牛顿第二定律可得
解得
与传送带共速时，根据
可得
即恰好运动至 F 点共速；根据
可得平台高度为
【小问 4 详解】
若 ，物块在传送带上一直以 做减速运动，到 F 点时速度为 4m/s，则
若 ，滑块所受摩擦力斜向上，由于 ，滑块仍然减速运动，由
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可得
若一直减速，则
可得
则
可得
若 ，则滑块先以 做减速运动，再以 做减速运动，则
可得
则