北京市首都师范大学附属密云中学2022-2023学年高三上学期阶段性练习物理试题含解析

第9页/共34页首师附密云中学2022-2023第一学期阶段练习高三物理2020.10一、单项选择题（共13小题，每小题3分，共计39分）1.如图为某质点运动的速度时间图像，由图像可知（）A.0~1s内的平均速度是2m/sB.0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相同C.0~1s内的加速度大小与2~4s内的加速度大小相等D.0~2s内的位移大小是2m2.如图所示，轻弹簧上端与一质量为m木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木坂上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2，重力加速度大小为g。则有（）A.a1=0，a2=g B.a1=g，a2=gC.a1=0， D.a1=g，3.如图所示，质量为m物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（）A.斜面对物块的支持力大小为 B.斜面对物块的摩擦力大小为C.斜面对物块作用力的合力大小为 D.物块所受的合力大小为4.火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，外轨对轮缘（如图a所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图b所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图c所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，以下说法中正确的是（）A.该弯道的半径B.当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变C.当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压5.如图是某同学站在压力传感器上做下蹲～起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（）A.1s时人处在下蹲的最低点 B.下蹲过程中人始终处于失重状态C.2s时人处于下蹲静止状态 D.该同学做了2次下蹲～起立的动作6.2020年11月28日，“嫦娥五号”携带月球车运动到地月转移轨道的P点时做近月制动后被月球俘获，成功进入环月圆形轨道Ⅰ上运行，如图所示。在“嫦娥五号”沿轨道Ⅰ经过P点时，通过调整速度使其进入椭圆轨道Ⅱ，在沿轨道Ⅱ经过Q点时，再次调整速度后又经过一系列辅助动作，成功实现了其在月球上的“软着陆”。对于“嫦娥五号”沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运动的过程，若以月球为参考系，且只考虑月球对它的引力作用，下列说法中正确的是（）A.沿轨道Ⅱ经过P点时的速度大于经过Q点时的速度B.沿轨道Ⅱ经过P点时的机械能小于经过Q点时的机械能C.沿轨道Ⅰ经过P点时的速度大于沿轨道Ⅱ经过P点时的速度D.沿轨道Ⅰ经过P点时的加速度大于沿轨道Ⅱ经过P点时的加速度7.有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（）A.a的向心加速度等于重力加速度g B.b在相同时间内转过的弧长最长C.c在4h内转过的圆心角是 D.d的运动周期有可能是20h8.物体A、B均静止在同一水平面上，其质量分别为mA和mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA和μB．现用水平力F分别拉物体A、B，它们的加速度a与拉力F的关系图像如图所示，由图像可知（）A. B.C. D.9.将一质量为m的排球竖直向上抛出，它上升了H高度后落回到抛出点。设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为f的空气阻力作用，已知重力加速度大小为g，且f<mg。不考虑排球的转动，则下列说法中正确的是（）A.排球运动过程中加速度始终小于gB.排球整个上升过程克服重力做功的平均功率等于整个下降过程重力做功的平均功率C.排球整个上升过程克服重力做的功大于整个下降过程重力做的功D.排球从抛出至上升到最高点的过程中，机械能减少了fH10.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示．设物块与地面间的最大静摩擦力fm的大小与滑动摩擦力大小相等．则()A.0～t1时间内F的冲量为零B.t2时刻物块A的速度最大C.t3时刻物块A的动能最大D.0～t3时间内F对物块A先做正功后做负功11.如图所示，半径为R，表面光滑半圆柱体固定于水平地面，其圆心在O点。位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点B。质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为，方向水平向右，滑块在水平地面上的落点为C（图中未画出），不计空气阻力，则（）A.滑块将从B点开始作平抛运动到达C点B.滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点C.滑块从B点开始到地面C点的运动过程机械能和动量都守恒D.OC之间的距离为2R12.把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球从A运动到B的过程中，弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能B.小球从A运动到C的过程中，弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能C.小球从A运动到B的过程中，动能一直增大D.小球从A运动到B的过程中，动能最大的位置为AB的中点13.如图1所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，重复实验，经多次测量，得到了多组h和F，把这些数据标在F-h图中，并用一条直线拟合，结果如图2所示。为了方便研究，研学小组把小球简化为质点，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2。结合图2，下列说法正确的是（）A.小球的释放高度h始终影响小球对轨道的压力B.小球的质量为0.01kgC.圆轨道半径为0.25mD.当小球从0.25m的高度被释放，在A点速度为0二、计算题（共6小题，共计61分）14.体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求：

（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向；（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。15.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高，C是半径圆弧的最低点，质量的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度，到达B点时速度。取重力加速度。(1)求长直助滑道AB长度L；(2)若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小。16.在月球上的宇航员，如果他已知引力常量和月球半径，且手头有一把刻度尺和一块秒表，能否估测月球的质量？如果能，请设计实验，并说出需要测量的数据和测量步骤，并写出月球质量的计算式。17.如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。（1）请画出弹力的大小F随x变化的示意图；并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。（2）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，a.求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b.求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。18.如图所示，“嫦娥一号”卫星在飞向月球的过程中，经“地月转移轨道”到达近月点，为了被月球捕获成为月球的卫星，需要在点进行制动（减速）。制动之后进入轨道Ⅲ，随后在点再经过两次制动，最终进入环绕月球的圆形轨道Ⅰ。已知“嫦娥一号卫星”在轨道Ⅰ上运动时，卫星距离月球的高度为，月球的质量，月球的半径，万有引力恒量为。忽略月球自转，求：（）“嫦娥一号”在点的加速度。（）“嫦娥一号”在轨道Ⅰ上绕月球做圆周运动的线速度。（）若规定两质点相距无际远时引力势能为零，则质量分别为、的两个质点相距为时的引力势能，式中为引力常量．为使“嫦娥一号”卫星在点进行第一次制动后能成为月球的卫星，同时在随后的运动过程其高度都不小于轨道Ⅰ的高度，试计算卫星第一次制动后的速度大小应满足什么条件。19.在研究物体的运动时，复杂的运动可以通过运动的合成与分解将问题“化繁为简”。比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。如图所示，在圆柱体内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0（俯视如右图所示），小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为g。（1）设圆柱体内表面光滑，求：a．小滑块滑落到圆柱体底面的时间t；b．小滑块滑落到圆柱体底面时速度v的大小；（2）真实情境中，圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力N。则对于小滑块在水平方向的速率v随时间的变化关系图像描述正确的为。（选填“甲”、“乙”、“丙”）请给出详细的论证过程。第34页/共34页首师附密云中学2022-2023第一学期阶段练习高三物理2020.10一、单项选择题（共13小题，每小题3分，共计39分）1.如图为某质点运动的速度时间图像，由图像可知（）A.0~1s内的平均速度是2m/sB.0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相同C.0~1s内的加速度大小与2~4s内的加速度大小相等D.0~2s内的位移大小是2m【答案】B【解析】【详解】A．0～1s内的平均速度故A错误；B．0～1s内与2～4s内图线均在v正半轴，即速度都为正方向，运动方向相同，故B正确；C．0～1s内的加速度2～4s内加速度所以0～1s内的加速度大，故C错误；D．0～2s内的位移大小等于梯形面积大小故D错误。故选B。2.如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木坂上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2，重力加速度大小为g。则有（）A.a1=0，a2=g B.a1=g，a2=gC.a1=0， D.a1=g，【答案】C【解析】【详解】对木块1分析，根据平衡条件可得，弹簧的弹力大小为抽出木板瞬间，弹簧的型变量不变，弹力F不变，所以木块1的合力仍然为零，则根据牛顿第二定律可得对木块2分析，根据平衡条件可知，木块2原来受到重力Mg，弹簧向下的弹力F，木板向上的支持力为抽出木板后，向上的支持力立即消失，其它受力不变，故此时的合力为根据牛顿第二定律有解得故选C。3.如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（）A.斜面对物块的支持力大小为 B.斜面对物块的摩擦力大小为C.斜面对物块作用力的合力大小为 D.物块所受的合力大小为【答案】B【解析】【详解】A．对物块受力分析可知，沿垂直斜面方向根据平衡条件，可得支持力为故A错误；B．斜面对物块的摩擦力大小为故B正确；CD．因物块沿斜面加速下滑，根据牛顿第二定律得可知则斜面对物块的作用力为故CD错误。故选B。4.火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，外轨对轮缘（如图a所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图b所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图c所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，以下说法中正确的是（）A.该弯道的半径B.当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变C.当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压【答案】C【解析】【详解】A．火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得解得故A错误；B．根据牛顿第二定律得解得速度与质量无关，故B错误；C．若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故C正确；D．若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨，故D错误。故选C5.如图是某同学站在压力传感器上做下蹲～起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（）A.1s时人处在下蹲的最低点 B.下蹲过程中人始终处于失重状态C.2s时人处于下蹲静止状态 D.该同学做了2次下蹲～起立动作【答案】C【解析】【详解】A．根据图像，1s时压力最小，人处在加速下蹲的过程中，然后再减速下蹲才能到最低点，A错误；B．下蹲过程分两个阶段，第一阶段：加速下蹲，加速度向下，人处于失重状态，第二阶段：减速下蹲，加速度向上，人处于超重状态，B错误；CD．0～2s人处于下蹲过程，2s时人处于下蹲静止状态，2～4s人处于起立过程，4s时人处于站立静止状态，0～4s该同学做了1次下蹲～起立动作，C正确，D错误。故选C。6.2020年11月28日，“嫦娥五号”携带月球车运动到地月转移轨道的P点时做近月制动后被月球俘获，成功进入环月圆形轨道Ⅰ上运行，如图所示。在“嫦娥五号”沿轨道Ⅰ经过P点时，通过调整速度使其进入椭圆轨道Ⅱ，在沿轨道Ⅱ经过Q点时，再次调整速度后又经过一系列辅助动作，成功实现了其在月球上的“软着陆”。对于“嫦娥五号”沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运动的过程，若以月球为参考系，且只考虑月球对它的引力作用，下列说法中正确的是（）A.沿轨道Ⅱ经过P点时的速度大于经过Q点时的速度B.沿轨道Ⅱ经过P点时的机械能小于经过Q点时的机械能C.沿轨道Ⅰ经过P点时的速度大于沿轨道Ⅱ经过P点时的速度D.沿轨道Ⅰ经过P点时的加速度大于沿轨道Ⅱ经过P点时的加速度【答案】C【解析】【详解】A．根据可知，P点时运的行半径大于经过Q点，故P点时的速度小于经过Q点时速度，故A错误；B．沿轨道Ⅱ运动时，只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误；C．沿轨道Ⅰ经过P点时，需要减速，使其进入轨道Ⅱ，故C正确；D．根据由于距离不变，所以加速度相等，故D错误。故选C。【点睛】注意卫星在轨道交接点物理量的关系。选择恰当的公式进行分析即可。7.有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（）A.a的向心加速度等于重力加速度g B.b在相同时间内转过的弧长最长C.c在4h内转过的圆心角是 D.d的运动周期有可能是20h【答案】B【解析】【分析】【详解】A．同步卫星的周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大于a的向心加速度。由G=ma解得a=卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，则a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；B．由牛顿第二定律可得解得v=卫星的半径r越大，速度v越小，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确；C．c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是故C错误；D．由开普勒第三定律可知，卫星的半径r越大，周期T越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，即不可能是20h，故D错误。8.物体A、B均静止在同一水平面上，其质量分别为mA和mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA和μB．现用水平力F分别拉物体A、B，它们的加速度a与拉力F的关系图像如图所示，由图像可知（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】对物块受力分析得即故斜率表示，故纵截距表示，故故选C。9.将一质量为m的排球竖直向上抛出，它上升了H高度后落回到抛出点。设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为f的空气阻力作用，已知重力加速度大小为g，且f<mg。不考虑排球的转动，则下列说法中正确的是（）A.排球运动过程中的加速度始终小于gB.排球整个上升过程克服重力做功的平均功率等于整个下降过程重力做功的平均功率C.排球整个上升过程克服重力做的功大于整个下降过程重力做的功D.排球从抛出至上升到最高点的过程中，机械能减少了fH【答案】D【解析】【详解】A．排球在上升过程中，根据牛顿第二定律得可知上升过程中加速度大于重力加速度g，故A错误；B．排球整个上升过程的加速度大小大于下降过程中加速度的大小，根据，所以上升过程中的运动时间小于下降过程中的运动时间，根据可知，上升过程中克服重力做功的平均功率大于整个下降过程重力做功的平均功率，故B错误；C．排球在上升过程中克服重力做功为mgH，下降过程中重力做功为mgH，大小相等，故C错误；D．排球从抛出至上升到最高点的过程中，阻力做功fH，所以机械能减少了fH，故D正确。故选D。10.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示．设物块与地面间的最大静摩擦力fm的大小与滑动摩擦力大小相等．则()A.0～t1时间内F的冲量为零B.t2时刻物块A的速度最大C.t3时刻物块A的动能最大D.0～t3时间内F对物块A先做正功后做负功【答案】C【解析】【详解】A．0～t1时间内F不为零，时间不为零，所以F的冲量不为零，F的冲量大小可以由F-t图像与坐标轴围成的面积求出，故A错误；BC．t1时刻物块刚要运动，t1～t3时间内，拉力大于摩擦力，合外力一直做正功，物块的动能一直在增大，而t3时刻以后，F小于摩擦力，物块做减速运动，所以t3时刻物块的动能最大，速度最大；故B错误，C正确；D．0～t1时间内物块静止，F不做功，t1～t3时间内F一直做正功，故D错误。故选C。11.如图所示，半径为R，表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在O点。位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点B。质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为，方向水平向右，滑块在水平地面上的落点为C（图中未画出），不计空气阻力，则（）A.滑块将从B点开始作平抛运动到达C点B.滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点C.滑块从B点开始到地面C点的运动过程机械能和动量都守恒D.OC之间的距离为2R【答案】A【解析】【详解】AB．小球运动到C点，根据合力提供向心力，得解得N=0小球与圆柱体间无压力，则小球仅受重力，有水平初速度，将做平抛运动。故A正确，B错误；C．滑块从B点开始到地面C点的运动过程中，只受重力，则机械能守恒，动量不守恒。故C错误；D．由竖直方向有由水平方向有联立解得故D错误。故选A。12.把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球从A运动到B的过程中，弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能B.小球从A运动到C的过程中，弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能C.小球从A运动到B的过程中，动能一直增大D.小球从A运动到B的过程中，动能最大的位置为AB的中点【答案】B【解析】【详解】A．小球从A运动到B的过程中，因小球在B点具有速度，所以弹簧的弹性势能一部分转化为小球的重力势能，还有一部分转化为小球的动能，故A错误；B．小球从A运动到C过程中，由于小球在C点的速度为零，则弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能，故B正确；C．小球从A运动到B的过程中，先向上作加速运动，后作减速运动，所以其动能不是一直增大，而是先增大后减小，故C错误；D．小球从A运动到B的过程中，动能最大的位置为小球的重力等于弹簧的弹力时的位置，而不一定是AB的中点位置，故D错误。故选B。13.如图1所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，重复实验，经多次测量，得到了多组h和F，把这些数据标在F-h图中，并用一条直线拟合，结果如图2所示。为了方便研究，研学小组把小球简化为质点，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2。结合图2，下列说法正确的是（）A.小球的释放高度h始终影响小球对轨道的压力B.小球的质量为0.01kgC.圆轨道半径为0.25mD.当小球从0.25m的高度被释放，在A点速度为0【答案】B【解析】【详解】A．由图2可知当时小球对轨道都没有压力，故A错误；BC．设小球到达A点速度为vA，根据动能定理在A点，设轨道对小球的压力为N，根据牛顿第二定律根据牛顿第三定律解得由图2可知解得小球的质量为由图2可知解得圆轨道半径为故B正确，C错误；D．由图2可知，当时，小球对轨道的压力恰好为零，则解得故D错误。故选B。二、计算题（共6小题，共计61分）14.体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求：

（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向；（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。【答案】（1）；（2），方向与水平方向夹角；（3）【解析】【详解】（1）设排球在空中飞行的时间为t，则解得；则排球在空中飞行的水平距离（2）乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小得；根据得；设速度方向与水平方向夹角为（如答图所示）则有（3）根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小15.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高，C是半径圆弧的最低点，质量的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度，到达B点时速度。取重力加速度。(1)求长直助滑道AB的长度L；(2)若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小。【答案】（1）100m；（2）受力图见解析，3900N。【解析】【详解】(1)运动员从A到B做匀加速直线运动，由运动学方程代入数据解得；(2)运动员经过C点时的受力图如图所示对运动员从B到C的过程根据动能定理有对运动员在C点根据合力提供向心力有联立两式代入数据解得。16.在月球上的宇航员，如果他已知引力常量和月球半径，且手头有一把刻度尺和一块秒表，能否估测月球的质量？如果能，请设计实验，并说出需要测量的数据和测量步骤，并写出月球质量的计算式。【答案】见解析【解析】【详解】能估测出月球的质量。在月球表面用让一重物做自由落体运动，用刻度尺测出下落的高度h，用秒表测量出下落的时间t，根据，求得月球表面的重力加速度，即设月球的半径为R，根据万有引力等于重力得则月球的质量17.如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。（1）请画出弹力的大小F随x变化的示意图；并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。（2）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，a.求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b.求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。【答案】（1）；（2）a.；b.见解析【解析】【详解】（1）根据F=kx，做出图象，图像面积为外力拉弹簧时外力所做的功弹簧的弹力对其做负功（2）a.分段研究：从到过程中，弹簧的弹力做负功，为从到过程中，弹簧的弹力做正功，为则全过程弹簧的弹力作功为由功能关系得b.物体向右由运动到的过程摩擦力作功物体由由返回到的过程摩擦力做功全程摩擦力做功若物体直接由位置运动到位置，摩擦力做功为可知，两次沿不同路径从相同出发点运动到同一位置，摩擦力做功不同，说明摩擦力做功与路径有关而弹簧弹力做功与路径无关，只与初末位置有关，因此存在弹性势能的概念，根据势能的定义可知，不存在摩擦力势能的概念。18.如图所示，“嫦娥一号”卫星在飞向月球的过程中，经“地月转移轨道