江苏省扬州市2021年高一下期末物理试卷（含答案解析）

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1、江苏省扬州市江苏省扬州市 2020-2021 学年高一下期末物理试题学年高一下期末物理试题 一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 12 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 36 分，每小题只有一个选项符合题意。分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 如图所示为探究向心力大小表达式的实验装置图。在探究时主要采用的科学方法是（ ） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 D. 演绎法 2. 静电给人们带来很多方便， 但有时也会带来麻烦， 甚至造成危害。 下列选项中属于防止静电危害是 （ ） A. 静电喷漆 B. 静电复印 C. 静电除尘 D. 导电轮胎 3. 如图所示

2、，某同学在荡秋千，当摆到最低点时，对秋千的压力大小 N 与其重力大小 G 的关系是（ ） A N=G B. NG C. NT2 C. v1= v2 D. v1v2 9. 某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 汽车的重力做正功 B. 汽车的重力做负功 C. 汽车的重力势能减小 D. 汽车的重力势能不变 10. 在下面列举的各个实例中，机械能守恒的是（ ） A. 跳伞运动员跳伞时在空气中匀速下降 B. 拉着金属块沿光滑斜面匀速上滑 C. 用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运动 D. 在空中由静止释

3、放的金属小球的运动 11. 一个孤立的正点电荷的电场线和等势面分布如图所示。实线表示电场线，虚线表示等势面，a、b是其中的两个点，则（ ） A. 正电荷在 a 点的电势能大于在 b点的电势能 B. b点电势高于 a 点电势 C. a、b两点电场强度的方向相同 D. 将一正电荷从 b点移到 a点电场力做负功 12. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端与质量为 m的小球相连。开始时用手托住小球使弹簧恰好为原长，此时小球处于 A位置。释放小球使其由静止开始竖直下落，小球经过 B点时速度达到最大值，小球能够到达的最低点为 C点，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。已知 AB间距离为 h1，BC间距离为 h2

4、，重力加速度为 g（不计空气阻力） ，则下列说法正确的是（ ） A. 从 A到 B 过程中小球的机械能一直增大 B. 从 B到 C 过程中小球的机械能一直减小 C. 小球在位置 B时的动能等于 mgh1 D. 弹性势能的最大值为 mgh2 二、简答题：本题共二、简答题：本题共 2 小题，共小题，共 18 分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。13. 电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中 R是高阻值电阻，先使开关 S与 1 端相连，然后把开关 S 掷向 2 端。与电流传感器相连

5、接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的 I-t曲线如图乙所示。 （1）要研究电容器放电过程的规律，开关 S应接在_端（选填“1”或“2”） ； （2）根据计算机所记录的 I-t 曲线 在形成电流曲线 1 的过程中，电容器两极板间电压逐渐_（选填“变大”、“变小”或“不变”） ； 在形成电流曲线 2过程中，电容器的电容_（选填“变大”、“ 变小”或“不变”） 。 14. 在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：甲、乙两实验小组同学分别采用了如图（1）和（2）所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。 （1）比较两种实验方案，你认为_组（选填“甲”或“乙”）同学采用的实验方案误差更小； （2

6、） 甲组同学采用了图 （1） 所示的方案， 释放纸带前的瞬间， 重锤和手的位置合理的是_ （填“甲”、“ 乙”、“ 丙”或“丁”） ； （3）甲组同学采用合理的方式完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中 O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以 50Hz 交流电，在计数点 A和 B 之间、B 和 C之间还各有四个点未画出，重物的质量为 1.0kg，g取 9.8m/s2。根据以上数据，打 B点时重物的重力势能比开始下落时减少了_J，这时它的动能是_J。 （计算结果保留三位有效数字） （4）乙组同学采用图（2）所示的方案完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中 O 点为起始点，A、B、C

7、三个计数点到 O点的距离分别为 h1、h2、h3，打点计时器打点周期为 T，重物质量如图所示，m1大于 m2，重力加速度为 g。若通过纸带验证 OB 过程系统机械能守恒，其表达式为_。 三、计算论述题：本题共三、计算论述题：本题共 4 小题，共小题，共 46分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的分。解答时请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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 粒子物理中标准模型理论认为：中子由三个夸克组成，一个上夸克（u） 、两个下夸

8、克（d）如图中等边三角形所示。已知：下夸克带负电，电荷量为3e，e 为元电荷 1.6 10-19C，夸克间距离为 L=0.8 10-15m，静电力常量 k=9.0 109N m2/C2，夸克可视为点电荷。求： （1）上夸克所带电荷性质以及电荷量； （2）两个下夸克间的库仑力大小； （3）两个下夸克在上夸克处形成的场强大小。 16. 2021年 4 月 29日上午，天和核心舱的成功发射标志着中国空间站建设拉开了帷幕，预计 2022年底之前正式建成。 若地球质量为 M， 空间站质量为 m， 空间站距地面高度为 h， 地球半径为 R， 万有引力常量为 G。求： （1）空间站受地球引力大小； （2）空

9、间站环绕地球运行的周期； （3）空间站环绕地球运行的向心加速度大小。 17. 串列加速器能将粒子加速两次，其结构如图所示，A、B、C极板竖直等距，A、C极板接地，B 极板接高压正极。负一价离子流在 A 极板中央处由静止开始水平向右加速运动，经过 B 极板中心处的剥离膜被剥除两个电子转为正一价离子，正离子流再次沿中央线加速向 C极板运动，沿着束流管的中心进入束流管。已知：一价离子电荷量为 q，质量为 m，B 极板与 A、C 极板的电势差为 U、间距为 d，不计离子经过剥离膜的能量损失。求： （1）离子到达 C极板速度大小； （2）实际离子流经过剥离膜时存在角散和能散，即偏离了原来的方向和动能有了

10、损失。若极少数角散为 90的离子能散为 99.99%， 即速率变为原来的百分之一， 则束流管的直径至少多大才能收集到该类型的离子流？ 18. “鲁布 戈德堡”游戏通过连锁机械反应， 以迂回曲折的方式完成一些简单的动作。 如图所示为某兴趣小组设计的该类游戏装置：AB 为光滑圆弧轨道，“”形轻质纸盒 C 与物块 D用轻绳相连，轻薄板 E被 D压在光滑桌面上并与物块 F用轻绳相连，地面上一轻质塑料尺搁在固定的小垫木上，尺的右端静置一羽毛球。游戏从 AB 轨道上某点无初速释放小车开始，到羽毛球发射后竖直上升至最高点结束。已知：小车质量为 m，物块 D质量为 3m，物块 F质量为2m，羽毛球质量为12m

11、，纸盒 C 到上方定滑轮的距离为 4h，物块 F下落 2h落到轻质塑料尺左端，轻薄板与物块 D间的动摩擦因数为 0.5，不计绳与滑轮的摩擦及滑轮大小，小车可视为质点。求： （1）小车从轨道 h高度处由静止释放，到达最低点 B 的速度大小； （2） （1）问中小车刚进入纸盒时绳子的拉力大小； （3）小车从轨道至少多高处释放，才能使物块 F 落下； （4） （3）问中若物块 F落到塑料尺左端，尺左端恰好未触地，忽略尺左端距地面距离，羽毛球弹起最大高度为 6h，求羽毛球上升过程中受到的平均阻力大小。 江苏省扬州市江苏省扬州市 2020-2021 学年高一下期末物理试题学年高一下期末物理试题 一、单项

12、选择题：本题共一、单项选择题：本题共 12 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 36 分，每小题只有一个选项符合题意。分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 如图所示为探究向心力大小表达式的实验装置图。在探究时主要采用的科学方法是（ ） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 D. 演绎法 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】使用向心力演示器研究向心力大小与质量的关系时半径和角速度都不变，研究向心力大小与半径的关系时质量和角速度都不变，研究向心力大小与角速度的关系时半径和质量都不变，所以采用的科学方法是控制变量法。 故选 A。 2. 静电给人们带来很多方便， 但有时也

13、会带来麻烦， 甚至造成危害。 下列选项中属于防止静电危害的是 （ ） A. 静电喷漆 B. 静电复印 C. 静电除尘 D. 导电轮胎 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，故 A不符合题意； B静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，故 B 不符合题意； C 静电除尘时除尘器中的空气被电离， 烟雾颗粒吸附电子而带负电， 颗粒向电源正极运动， 属于静电应用，故 C 不符合题意； D导电轮胎是将轮胎上的电荷导入大地，是防止静电危害，故 D符合题意。

14、 故选 D。 3. 如图所示，某同学在荡秋千，当摆到最低点时，对秋千的压力大小 N 与其重力大小 G 的关系是（ ） A. N=G B. NG C. NG，ACD 错误，B正确。 故选 B。 4. 如图所示是起吊重物的吊车，当液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的 M、N两点绕O 点做圆周运动，M为 ON的中点，则下列说法正确的是（ ） A. M和 N 两点的周期之比为 1：2 B. M和 N 两点的角速度之比为 1：2 C. M和 N 两点线速度之比为 1：2 D. M和 N 两点的向心加速度之比为 1：4 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A因为吊臂上的 M、N 两点绕

15、O 点做圆周运动，可知 M 和 N 两点的周期之比为 1：1，A 错误； B因为吊臂上的 M、N 两点绕 O点做圆周运动，可知 M和 N 两点的角速度之比为 1：1，B 错误； C因为吊臂上的 M、N两点绕 O点做圆周运动，M为 ON的中点，由vr可知 M和 N 两点的线速度之比为 1：2，C 正确； D因为吊臂上的 M、N两点绕 O点做圆周运动，M为 ON的中点，由2ar可知 M和 N 两点的加速度之比为 1：2，D错误。 故选 C。 5. 如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运行，图中 S1、S2两部分阴影面积大小相等。则下列关于卫星运动的说法正确的是（ ） A. 卫星在 b点的速率等于在 d

16、的速率 B. 卫星在 b点的速率小于在 d的速率 C. 卫星从 a到 b的运行时间大于从 c 到 d 的运行时间 D. 卫星从 a到 b的运行时间等于从 c 到 d 的运行时间 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB卫星绕行星沿椭圆轨道运行，根据开普勒第二定律，在 b点时离行星近，在 d点时离行星远，则卫星在 b 点的速率大于在 d的速率，AB错误； CD根据开普勒第二定律知，S1、S2两部分阴影面积大小相等，则卫星从 a到 b的运行时间等于从 c到 d的时间， C 错误 D正确。 故选 D。 6. “人工智能”已进入千家万户，用无人机运送货物成为现实。如图所示是无人机送货时的情景，下列

17、情况中无人机对货物不做功的是（ ） A. 无人机吊着货物悬停在空中 B 无人机吊着货物竖直加速上升 C. 无人机吊着货物竖直匀速上升 D. 无人机吊着货物竖直匀速下降 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A无人机吊着货物悬停在空中，货物没有位移，无人机对货物不做功，A正确； BCD无人机吊着货物竖直加速上升、匀速上升、匀速下降，货物均有位移，在位移方向上也有力作用，无人机对货物做功，BCD错误。 故选 A。 7. 如图所示为我国自行研制的新一代大型客机 C919。已知其质量为 m，起飞前在水平跑道上以加速度 a 做匀加速直线运动，受到的阻力大小为 f，则运动 t时刻发动机的输出功率为（ ）

18、 A. fat B. ma2t C. （f+ma）at D. 212fat 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】根据功率的公式可得，运动 t时刻发动机的输出功率为 ()PFvfma at 故选 C。 8. 火星的两颗卫星分别为“火卫一”和“火卫二”，它们的轨道近似为圆，已知“火卫一”的轨道半径小于“火卫二”，它们的周期分别为 T1和 T2，线速度大小分别为 v1和 v2，则下列关系正确的是（ ） A. T1= T2 B. T1T2 C. v1= v2 D. v1v2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB根据 2224MmGmrrT 解得 234rTGM “火卫一”的轨道半径小于“火

19、卫二”，则有 12TT AB 错误； CD根据 22MmvGmrr 解得 GMvr “火卫一”的轨道半径小于“火卫二”，则有 12vv C错误 D正确。 故选 D。 9. 某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 汽车的重力做正功 B. 汽车的重力做负功 C. 汽车的重力势能减小 D. 汽车的重力势能不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB汽车的重力做负功，所以 A错误；B正确； CD汽车的重力势能增加，所以 CD错误； 故选 B。 10. 在下面列举的各个实例中，机械能守恒的是（ ）

20、A. 跳伞运动员跳伞时在空气中匀速下降 B. 拉着金属块沿光滑斜面匀速上滑 C. 用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运动 D. 在空中由静止释放的金属小球的运动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A因为跳伞运动员跳伞时在空气中匀速下降，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，A错误； B因为拉着金属块沿光滑斜面匀速上滑，动能不变，势能增加，故机械能不守恒，B错误； C因为用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，势能变化，故机械能不守恒，C错误； D在空中由静止释放的金属小球的运动，动能增加，势能减少，增加量和减少量相等，故机械能守恒，D正确。 故选 D。 11. 一个孤立的正点

21、电荷的电场线和等势面分布如图所示。实线表示电场线，虚线表示等势面，a、b是其中的两个点，则（ ） A. 正电荷在 a 点的电势能大于在 b点的电势能 B. b点电势高于 a 点电势 C. a、b两点电场强度的方向相同 D. 将一正电荷从 b点移到 a点电场力做负功 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A因 a 点电势低于 b点，则正电荷在 a 点的电势能小于在 b点的电势能，A 错误； B沿电场线电势逐渐降低，可知 b点电势高于 a 点电势， B正确； C场强方向沿电场线的切线方向，可知 a、b两点电场强度的方向不相同，C错误； D将一正电荷从 b点移到 a点电场力做正功，D错误。 故选

22、B。 12. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端与质量为 m的小球相连。开始时用手托住小球使弹簧恰好为原长，此时小球处于 A位置。释放小球使其由静止开始竖直下落，小球经过 B点时速度达到最大值，小球能够到达的最低点为 C点，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。已知 AB间距离为 h1，BC间距离为 h2，重力加速度为 g（不计空气阻力） ，则下列说法正确的是（ ） A. 从 A到 B 过程中小球的机械能一直增大 B. 从 B到 C 过程中小球的机械能一直减小 C. 小球在位置 B时的动能等于 mgh1 D. 弹性势能的最大值为 mgh2 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】ABA处弹簧处于原长，

23、从 A到 B 再到 C的过程中弹簧的弹性势能一直增大，故小球的机械能一直减小，A错误，B 正确； C 从 A到 B 小球减小的重力势能等于小球增加的动能与弹簧的弹性势能之和， 故小球在位置 B 时的动能小于 mgh1，C错误； DA、C位置小球动能均为零，从 A到 C 由能量守恒可知，增大弹性势能等于减小的重力势能，故弹性势能的最大值为 mg(h1+h2)，D 错误。 故选 B。 第第卷（非选择题共卷（非选择题共 64 分）分） 二、简答题：本题共二、简答题：本题共 2 小题，共小题，共 18 分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。

24、 13. 电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中 R是高阻值电阻，先使开关 S与 1 端相连，然后把开关 S 掷向 2 端。与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的 I-t曲线如图乙所示。 （1）要研究电容器放电过程的规律，开关 S应接在_端（选填“1”或“2”） ； （2）根据计算机所记录的 I-t 曲线 在形成电流曲线 1 的过程中，电容器两极板间电压逐渐_（选填“变大”、“变小”或“不变”） ； 在形成电流曲线 2 的过程中，电容器的电容_（选填“变大”、“ 变小”或“不变”） 。 【答案】 . 2 . 变大 .

25、 不变 【解析】 【分析】 【详解】(1)1 研究电容器放电过程的规律，应断开电源，开关 S 应接在 2 端。 (2) 2 在形成电流曲线 1 的过程中，电容器电量逐渐增大，根据QUC可得，电容器两极板间电压逐渐增大。 3 在形成电流曲线 2 的过程中，根据4SCkd可知，电容器电容不变。 14. 在进行“验证机械能守恒定律”实验中：甲、乙两实验小组同学分别采用了如图（1）和（2）所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。 （1）比较两种实验方案，你认为_组（选填“甲”或“乙”）同学采用的实验方案误差更小； （2） 甲组同学采用了图 （1） 所示的方案， 释放纸带前的瞬间， 重锤和手的位置合

26、理的是_ （填“甲”、“ 乙”、“ 丙”或“丁”） ； （3）甲组同学采用合理的方式完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中 O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以 50Hz 交流电，在计数点 A和 B 之间、B 和 C之间还各有四个点未画出，重物的质量为 1.0kg，g取 9.8m/s2。根据以上数据，打 B点时重物的重力势能比开始下落时减少了_J，这时它的动能是_J。 （计算结果保留三位有效数字） （4）乙组同学采用图（2）所示的方案完成实验，选出一条纸带如下图所示，其中 O 点为起始点，A、B、C三个计数点到 O点的距离分别为 h1、h2、h3，打点计时器打点周期为 T，重物

27、质量如图所示，m1大于 m2，重力加速度为 g。若通过纸带验证 OB 过程系统机械能守恒，其表达式为_。 【答案】 . 甲 . 丙 . 6.91 . 6.88 . 221311222()8)(mmhhmm ghT 【解析】 【分析】 【详解】 （1）1 甲方案更合理，因为在乙图中还受到细线与滑轮之间的阻力影响。 （2）2 为了减小实验误差，释放前必须保持提起纸带处于竖直位置，手提纸带的一端，并且使重物靠近打点计时器，故合理的位置因为丙图。 （3）3 B点时重物的重力势能比开始下落时减少了 p1 9.8 0.7056J6.91JOBEmgx 4 相邻两个计数点时间间隔 5 0.02s0.1sT

28、B 点的速度 3.71m/s2ACBxTv 则 B 点的动能 216.88J2kBBEmv （4）5 从 O 点到 B点的过程中，重锤重力势能的减少量 p122()Emm gh 到达 B点时的速度 312BhhvT 重物动能的增加量 2221311k22()(28)1)BmmhhEmm vT 当 pkEE 机械能守恒，即 221311222()8)(mmhhmm ghT 三、计算论述题：本题共三、计算论述题：本题共 4 小题，共小题，共 46分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的分。解答时请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，有数值计算的题，答案中必须

29、明确写出数值和单位。演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 粒子物理中标准模型理论认为：中子由三个夸克组成，一个上夸克（u） 、两个下夸克（d）如图中等边三角形所示。已知：下夸克带负电，电荷量为3e，e 为元电荷 1.6 10-19C，夸克间距离为 L=0.8 10-15m，静电力常量 k=9.0 109N m2/C2，夸克可视为点电荷。求： （1）上夸克所带电荷性质以及电荷量； （2）两个下夸克间的库仑力大小； （3）两个下夸克在上夸克处形成的场强大小。 【答案】 （1）正电，23e； （2）40N； （3）207.5 10 N/C 【解析

30、】 【分析】 【详解】（1） 因为中子不带电， 且两个下夸克带负电， 电荷量为3e， 可得， 上夸克应该带正电， 电荷量为23e； （2）根据电荷间库仑力的公式，可得两个下夸克间的库仑力大小为 222()1339eeeFkkLL 库 代入数据可得 40NF 库 （3）根据场强公式可得，一个下夸克在上夸克处形成的场强大小为 123eEkL 又场强是矢量，故可得两个下夸克在上夸克处形成的场强大小为 13EE 代入数据，可得场强大小为 207.5 10 N/CE 16. 2021年 4 月 29日上午，天和核心舱的成功发射标志着中国空间站建设拉开了帷幕，预计 2022年底之前正式建成。 若地球质量为

31、 M， 空间站质量为 m， 空间站距地面高度为 h， 地球半径为 R， 万有引力常量为 G。求： （1）空间站受地球引力大小； （2）空间站环绕地球运行的周期； （3）空间站环绕地球运行的向心加速度大小。 【答案】(1)2()GMmRh；(2)3()2RhGM；(3)2()GMRh 【解析】 【分析】 【详解】(1)空间站受地球引力大小为 2()GMmFRh (2)由万有引力提供向心力得 2224()()GMmmhRRhT 解得 3()2RhTGM (3)由万有引力提供向心力得 2()GMmmaRh 解得 2()GMaRh 17. 串列加速器能将粒子加速两次，其结构如图所示，A、B、C极板竖直

32、等距，A、C极板接地，B 极板接高压正极。负一价离子流在 A 极板中央处由静止开始水平向右加速运动，经过 B 极板中心处的剥离膜被剥除两个电子转为正一价离子，正离子流再次沿中央线加速向 C极板运动，沿着束流管的中心进入束流管。已知：一价离子电荷量为 q，质量为 m，B 极板与 A、C 极板的电势差为 U、间距为 d，不计离子经过剥离膜的能量损失。求： （1）离子到达 C极板的速度大小； （2）实际离子流经过剥离膜时存在角散和能散，即偏离了原来的方向和动能有了损失。若极少数角散为 90的离子能散为 99.99%， 即速率变为原来的百分之一， 则束流管的直径至少多大才能收集到该类型的离子流？ 【答

33、案】(1)qU2m；(2)225d 【解析】 【分析】 【详解】(1)从 A 加速至 C过程，由动能定理可得 2122qUmv 解得 2qUvm (2)角散为 90的离子相当于在 BC 间做类平抛运动，水平方向做匀加速直线运动 212qUdtmd 竖直方向做匀速直线运动 1100rv t 联立解得 250rd 则束流管的直径至少为 2r，即225d，才能收集到该类型的离子流。 18. “鲁布 戈德堡”游戏通过连锁机械反应， 以迂回曲折的方式完成一些简单的动作。 如图所示为某兴趣小组设计的该类游戏装置：AB 为光滑圆弧轨道，“”形轻质纸盒 C 与物块 D用轻绳相连，轻薄板 E被 D压在光滑桌面上

34、并与物块 F用轻绳相连，地面上一轻质塑料尺搁在固定的小垫木上，尺的右端静置一羽毛球。游戏从 AB 轨道上某点无初速释放小车开始，到羽毛球发射后竖直上升至最高点结束。已知：小车质量为 m，物块 D质量为 3m，物块 F质量为2m，羽毛球质量为12m，纸盒 C 到上方定滑轮的距离为 4h，物块 F下落 2h落到轻质塑料尺左端，轻薄板与物块 D间的动摩擦因数为 0.5，不计绳与滑轮的摩擦及滑轮大小，小车可视为质点。求： （1）小车从轨道 h高度处由静止释放，到达最低点 B 的速度大小； （2） （1）问中小车刚进入纸盒时绳子的拉力大小； （3）小车从轨道至少多高处释放，才能使物块 F 落下； （4）

35、 （3）问中若物块 F落到塑料尺左端，尺左端恰好未触地，忽略尺左端距地面距离，羽毛球弹起最大高度为 6h，求羽毛球上升过程中受到的平均阻力大小。 【答案】(1)2gh；(2)32mg；(3)2h；(4)3mg 【解析】 【分析】 【详解】(1)由动能定理得 212mghmv 解得 2vgh (2)由合力提供向心力得 24vTmgmh 解得 32mgT (3)要使物块 F落下，则物块 F的重力至少要等于轻薄板受到的摩擦力。即 2mgN 对 D 受力分析，由平衡条件得 30TNmg 对 C 受力分析得 24vTmgmh 小车下滑过程中，由动能定理得 212mghmv 联立解得 2hh (4)物块 F与塑料尺左端碰前的速度为 2012222mmghv 物块 F落到塑料尺左端，尺左端恰好未触地，说明物块 F碰后速度刚好为 0，由动量守恒定律得 0112mmvv 羽毛球上升过程中，由动能定理得 211() 60212mmgfhv 联立解得 3fmg