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    【题目】如图所示，一根U型细管ABCD被固定在水平桌面上，其中，AB部分为水平光滑直管道，BC部分为半径为R=0.8m的水平光滑半圆管道，CD部分为长L=1.6m、动摩擦因数μ=0.5的水平直管道，管内一个直径略小于细管内径的小球被固定在A端的击发装置击出后以水平初速度v0沿AB做直线运动，接着进入BC做圆周运动，然后进入CD做直线运动，最后从紧靠桌子边缘的D端飞出落在水平地面的E点，已知，小球质量m=0.5kg，D点与水平地面间的距离为h=0.8m，D点与E点间的水平距离为x=3.2m，小球视为质点，不计空气阻力和直管与弯管衔接处的速度损失，π取3，g取10m/s2。求：

    (1)小球从D点飞出时的速度vD的大小；

    (2)小球在半圆形管道中运动时细管对小球的作用力F的大小；

    (3)小球从B点运动到E点的时间t。（计算结果可保留根号）

    【答案】(1)；(2)；(3)。

    【解析】

    本题考察多段运动分析，主要运用牛顿第二定律，平抛运动和圆周运动的基本性质。小球沿AB做匀速直线运动，接着进入BC做圆周运动，接着进入CD做匀减速直线运动，最后从D端飞出做平抛运动落在水平地面的E点。

    (1)分析平抛运动

    ，

    解得

    ，

    (2)分析CD段，根据牛顿第二定律

    解得

    BC段做匀速圆周运动，细管对小球的作用力F充当向心力

    (3)分析BC，CD，DE三段运动

    故总时间

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，底板长度L＝1 m、总质量M＝10 kg的小车放在光滑水平面上，原长为的水平轻弹簧左端固定在小车上．现将一质量m＝1 kg的钢块C(可视为质点)放在小车底板上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，弹簧弹性势能Ep0＝8.14 J．开始时小车和钢块均静止，现突然烧断细绳，钢块被释放，使钢块离开弹簧水平向右运动，与B端碰后水平向左反弹，碰撞时均不考虑系统机械能的损失．若小车底板上左侧一半是光滑的，右侧一半是粗糙的，且与钢块间的动摩擦因数μ＝0.1，取重力加速度g＝10 m/s2.

    ①求钢块第1次离开弹簧后的运动过程中弹簧的最大弹性势能Epmax.

    ②钢块最终停在何处？

    【答案】①7.14 J　②0.36 m

    【解析】试题分析：钢块和小车大作用的过程中，动量守恒，由能量守恒可求弹簧的最大弹性势能Epmax，和钢块最终位置。

    ①烧断细绳后，当钢块第1次从B端返回后压缩弹簧且与小车速度相等时，弹簧的弹性势能最大，设此时速度为v1，则根据动量守恒定律有

    得

    根据能量守恒定律有

    得Epmax=7.14 J

    ②钢块最终停在粗糙的底板上，此时小车与钢块的共同速度设为v2，则根据动量守恒定律有，得

    根据能量守恒定律有

    得xmax=8.14 m

    又

    钢块最终停止时与B端相距为

    【题型】解答题
    【结束】
    127

    【题目】（18 分）如图所示，在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满＋y 方向的匀强电场， 在第Ⅰ象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场（电场、磁场均未画出）；一个比荷为的带电粒子以大小为 v 0的初速度自点沿＋x 方向运动，恰经原点O进入第Ⅰ象限，粒子穿过匀强磁场后，最终从 x轴上的点 Q（9 d,0 ）沿－y 方向进入第Ⅳ象限；已知该匀强磁场的磁感应强度为 ，不计粒子重力。

    （1）求第Ⅲ象限内匀强电场的场强E的大小；

    （2） 求粒子在匀强磁场中运动的半径R及时间t B；

    （3） 求圆形磁场区的最小半径rm。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】荡秋千最初是中国古代北方少数民族创造的一种运动。春秋时期传入中原，汉代以后，秋千逐渐成为清明、端午等节日进行的民间习俗活动并流传至今。如图所示，小华在妈妈推结束后自由摆动到达右侧最高点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

    A.小华在图示位置所受的合外力为零

    B.小华在自由摆动的过程中做匀速圆周运动

    C.小华摆动到最低点时由重力和绳子拉力的合力提供做圆周运动的向心力

    D.小华摆动到最低点时处于失重状态

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】LED灯的核心部件是发光二极管，某同学欲测量一只工作电压为2.9V的发光极管的正向伏安特性曲线，所用器材有：电压表（量程3V，内阻约3k），电流表（用多用电表的直流25mA挡替代，内阻约为5），滑动变阻器（0-20），电池组（内阻不计），电键和导线若干，他设计的电路如图（a）所示，回答下列问题：

    (1)根据图（a），在实物图（b）上完成连线________；

    (2)调节变阻器的滑片至最________端（填“左”或“右”），将多用电表选择开关拔至直流25mA挡，闭合电键；

    (3)某次测量中，多用电表示数如图（c），则通过二极管的电流为________mA；

    (4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图（d）所示，由曲线可知，随着两端电压增加，二极管的正向电阻________（填“增大、“减小”或“不变”）；当电流为15.0mA时，正向电阻为________（结果取三位有数字）。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，横截面积为s=10cm2的上端开口气缸固定在水平面上，质量不计的轻活塞a下面封闭长度为l=30cm的理想气体，上面通过轻绳与质量为m=4kg重物b相连，重物b放在一劲度系数为k=200N/m的轻弹簧上，弹簧下端固定在地面上，上端与重物b接触，但不拴接，气缸和光滑活塞a导热性能良好。开始时，外界温度为T0=300K，弹簧弹力大小为F=20N，现缓慢降低温度，已知外界大气压强始终为P0=1×105Pa，重力加速度大小g=10m/s2，求：

    ①弹簧与b物体刚分离时，气缸中气体的温度；

    ②从开始状态到b物体离开弹簧时，气体内能减少了40J，则气体与外界交换了多少热量。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，小船以大小为 v1、方向与上游河岸成 θ 的速度(在静水中的速度)从 A 处过河，经过 t 时间正好到达正对岸的 B 处。现要使小船在更长的时间内过河并且也正好到达正对岸 B 处，在水流速度不变的情况下，可采取下列方法中的哪一种( )

    A. 只要增大 v1 大小，不必改变 θ 角

    B. 只要增大 θ 角，不必改变 v1 大小

    C. 在增大 v1 的同时，也必须适当增大 θ 角

    D. 在减小 v1 的同时，也必须适当减小 θ 角

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】羽毛球运动员林丹曾在某综艺节目中表演羽毛球定点击鼓,如图是他表演时的羽毛球场地意图.图中甲、乙两鼓等高,丙、丁两鼓较低但也等高,若林丹各次发球时羽毛球飞出位置不变且均做平抛运动,则

    A. 击中甲、乙的两球初速度

    B. 击中甲、乙的两球运动时间可能不同

    C. 假设某次发球能够击中甲鼓,用相同大小的速度发球可能击中丁鼓

    D. 击中四鼓的羽毛球中,击中丙鼓的初速度最大

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，直线y=x与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场区域Ⅱ，直线x=d与y=x间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度E=3×105V/m，另有一半径R=m的圆形匀强磁场区域I，磁感应强度B1=0.9T，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x=d和x轴均相切，且与x轴相切于S点。一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域I，经过一段时间进入匀强磁场区域Ⅱ，且第一次进入匀强磁场区域Ⅱ时的速度方向与直线y=x垂直。粒子速度大小，粒子的比荷为，粒子重力不计。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

    (1)粒子在圆形匀强磁场区域工中做圆周运动的半径大小；

    (2)坐标d的值；

    (3)要使粒子能运动到x轴的负半轴，则匀强磁场区域Ⅱ的磁感应强度B2应满足的条件。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】2019年12月17日，中国第一艘国产航母“山东舰”在海南三亚交付使用。“山东舰”的甲板由水平甲板和上翘甲板两部分组成，利于舰载机滑跃式起飞，如图所示。为方便研究舰载机的起飞过程，将甲板近似为如图所示的轨道：水平轨道AB长L1=157.5m，倾斜轨道高h=6m，水平投影长L2=42.5m。总质量为3.0×104kg的某舰载机，从A点以36km/h的初速度出发，到达B点时的速度为288km/h，进入上翘甲板后，经0.5s从C点起飞。该舰载机在起飞过程中，发动机的推力恒为8.0×105N，在水平轨道上的运动视为匀变速直线运动，舰载机视为质点，航母静止不动。求舰载机：

    (1)在水平轨道上运动的加速度大小；

    (2)在水平轨道上运动时受到的平均阻力大小；

    (3)整个起飞阶段平均速度的大小（结果保留整数）。

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