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上海市徐汇区达标名校2019年高考四月仿真备考物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图，两束单色光A 、B 分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射时合成一束复色光P ，下列说法正确的是
A ．A 光的频率小于
B 光的频率
B ．在玻璃砖中A 光的传播速度小于B 光的传播速度
C ．玻璃砖对A 光的折射率大于对B 光的折射率
D ．两种单色光由玻璃射向空气时，A 光的临界角较小
2．一充电后的平行板电容器与外电路断开保持两极板的正对面积不变，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是（ ）
A ．仅在两极板间插入一电介质，C 减小，U 不变
B ．仅在两极板间插入一电介质，
C 增大，U 减小 C ．仅增大两极板间距离，C 减小，U 不变
D ．仅增大两极板间距离，C 增大，U 减小
3．近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。

假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为T ，则可以算得火星的平均密度2k
T
ρ=，式中k 是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为G ） A ．3k π=
B ．3k G π=
C ．3k G π=
D ．2
4k G
π=
4．如图所示，橡皮筋的一端固定在O 点，另一端拴一个可以看做质点的物体，O 点的正下方A 处有一垂直于纸面的光滑细杆。

已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F 使物体在粗糙的水平面上从B 点沿水平方向匀速向右运动至C 点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是（ ）
A ．如果橡皮筋的自然长度等于OA ，物体所受地面的摩擦力变大
B ．如果橡皮筋的自然长度等于OA ，物体所受地面的支持力变小
C ．如果橡皮筋的自然长度小于OA ，物体所受地面的摩擦力变大
D ．如果橡皮筋的自然长度小于OA ，物体所受地面的支持力变小
5．如图所示，两质量分别为m 1和m 2的弹性小球又叠放在一起，从高度为h 处自由落下，且远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向．已知m 2=3m 1，则小球m 1反弹后能达到的高度为（ ）
A ．h
B ．2h
C ．3h
D ．4h
6．如图，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块(A A 、B 接触面竖直)，此时A 恰好不滑动，B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为1μ，A 与地面间的动摩擦因数为2μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )
A ．
12
1
μμ
B ．
12
12
1μμμμ-
C ．
12
12
1μμμμ+
D ．
12
12
2μμμμ+
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为2.50Hz ，图示时刻平衡位置x ＝3m 处的质点正在向上振动。

则下列说法正确的是（ ）
A．实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播
B．两列波在相遇区域发生干涉现象
C．两列波的波速均为25m/s
D．从图示时刻起再过0.025s，平衡位置x＝1.875m处的质点将位于y＝30cm处
8．如图所示，金属圆环放置在水平桌面上，一个质量为m的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合，永磁体下端为N极，将永磁体由静止释放永磁体下落h高度到达P点时速度大小为v，向下的加速度大小为a，圆环的质量为M，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）
A．俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向
B．永磁体下落的整个过程先加速后减速，下降到某一高度时速度可能为零
C．永磁体运动到P点时，圆环对桌面的压力大小为Mg+mg－ma
D．永磁体运动到P点时，圆环中产生的焦耳热为mgh+1
2
mv2
9．已知基态He+的电离能力是54.4 eV，几种金属的逸出功如下表所示，He+的能级E n与n的关系与氢原子的能级公式类似，下列说法不正确的是
金属钨钙钠钾铷
W0（×10–19 J）7.26 5.12 3.66 3.60 3.41
A．为使处于静止的基态He+跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为54.4 eV
B．为使处于静止的基态He+跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为40.8 eV
C．处于n=2激发态的He+向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象
D．发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷
10．如图，水平面内固定有两根平行的粗糙长直金属导轨，两根相同的导体棒AB、CD置于导轨上并与导轨垂直，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。

从t=0时开始，对AB棒施加一与导轨平行的水平外力F，使AB棒从静止开始向右做加速度大小为a0的匀加速直线运动。

导轨电阻不计，两棒均与导轨接触良好，
最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。

下列关于CD 棒的速度v 、加速度a 、安培力F 安和外力F 随时间t 变化的关系图线可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
11．如图甲所示，a 、b 两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上。

t ＝0时刻a 、b 两环处于静止状态，a 环中的电流i 随时间t 的变化规律如图乙所示。

下列说法中正确的是（ ）
A ．t 2时刻两环相互吸引
B ．t 3时刻两环相互排斥
C ．t 1时刻a 环的加速度为零
D ．t 4时刻b 环中感应电流最大
12．如左图所示,假设某星球表面上有一倾角为θ的固定斜面,一质量为m 的小物块从斜面底端沿斜面向上运动,其速度–时间图象如右图所示.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为μ＝3
9
该星球半径为R=6×104km.引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2,则下列正确的是:( )
A ．该星球的第一宇宙速度4
1 3.010?
m/s v =⨯ B ．该星球的质量268.110kg M =⨯
C ．该星球的自转周期41.310?s T =⨯
D ．该星球的密度3895?kg/m ρ=
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学在《探究弹力和弹簧伸长关系》的实验中，用完全相同的弹簧A 和B 并联后上端固定，下端与长木板相连，长木板带挂钩和指针总重2N ，右边有一米尺，零刻度与弹簧上端对齐，现在在挂钩上挂不同个数的够吗，测得数据如下表： 钩码重力 0N 1N 2N 3N 指针对齐刻度
11cm
12cm
13cm
14cm
（1）每根弹簧的原长为_________cm ，每根弹簧的劲度系数为______N/m ； （2）若将A 、B 弹簧串联起来使用，它们整体的劲度系数为______。

A ．25N/m
B ．100N/m
C ．50N/m
D ．200N/m
14．某同学猜想：弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比、与其形变量x ∆的二次方成正比，即()2
p E b x =∆；其中b 为与弹簧劲度系数成正比例的常数。

该同学设计以下实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。

如图所示，在水平桌面上放置一个气垫导轨，将弹簧一端固定于气垫导轨左侧。

调整导轨使滑块能在导轨上自由匀速滑动。

将光电门固定在离弹簧右侧原长点稍远的位置。

推动滑块压缩弹簧一段合适的距离后，由静止释放滑块。

滑块离开弹簧后运动通过光电门。

通过测量和计算研究上述猜想。

实验中进行以下测量： A ．测得滑块的质量m ； B ．测得滑块上遮光片的宽度d ； C ．测得弹簧的原长0L ；
D ．推动滑块压缩弹簧后，测得弹簧长度L ；
E.释放滑块后，读出滑块遮光片通过光电门的时间t ；
F.重复上述操作，得到若干组实验数据，分析数据并得出结论。

回答下列问题。

（前三个问题用实验测得的物理量字母及比例常数b 表示） （1）滑块离开弹簧后的动能为k E =________。

（2）由能量守恒定律知弹簧被压缩后的最大弹性势能p E 与滑块弹出时的动能k E 相等。

若关于弹簧弹性势能的猜想正确，则()2
0L L -=________。

（3）用图像处理实验数据并分析结论，得出的图像如图所示。

该图像不过坐标原点的原因是________________。

（只填写一条）
（4）若换用劲度系数更大的弹簧做实验，图像斜率将________。

（选填“不变”“变大”或“变小”） （5）若实验中测得的一组数据：0.05kg m =，0.02m d =，00.1m L =，0.08m L =，0.04s t =。

由此计算比例常数b =________N/m 。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，竖直平面内的光滑形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。

质量M=3.0kg 的小物块B 静止在水平面上。

质量m=1.0kg 的小物块A 从距离水平面高h=0.80m 的P 点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q 滑上水平面与B 相碰，碰后两个物体以共同速度运动。

取重力加速度g=10m/s²。

求： (1)A 经过Q 点时速度的大小0v ； (2)A 与B 碰后共同速度的大小v ；
(3)碰撞过程中，A 与B 组成的系统所损失的机械能ΔE 。

16．如图所示，两列简谐横波a 、b 在同一介质中分别沿x 轴正、负方向传播，波速均为v=2.5m/s 。

已知在t=0时刻两列波的波峰正好在x=2.5m 处重合。

①求t=0时，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的x 坐标；
②从t=0时刻开始，至少要经过多长时间才会使x=1.0m 处的质点到达波峰且为振动加强点？
17．如图所示，弯成四分之三圆弧的细杆竖直固定在天花板上的N 点，细杆上的PQ 两点与圆心O 在同一水平线上，圆弧半径为0.8m 。

质量为0.1kg 的有孔小球A （可视为质点）穿在圆弧细杆上，小球A 通过轻质细绳与质量也为0.1kg 小球B 相连，细绳绕过固定在Q 处的轻质小定滑轮。

将小球A 由圆弧细杆上某处由静止释放，则小球A 沿圆弧杆下滑，同时带动小球B 运动，当小球A 下滑到D 点时其速度为4m/s ，此时细绳与水平方向的夹角为37°，已知重力加速度g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，cos16°=0.1．问：
(1)小球A 下滑到D 点时，若细绳的张力(N)T x =，则圆弧杆对小球A 的弹力是多大？ (2)小球A 下滑到D 点时，小球B 的速度是多大？方向向哪？
(3)如果最初释放小球A 的某处恰好是P 点，请通过计算判断圆弧杆PD 段是否光滑。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．A 【解析】 【详解】
由题图可知，玻璃砖对B 光的折射程度大，则n B ＞n A ，故B 光的频率较大，故A 正确、C 错误；由v=c/n 知，在玻璃砖中，v B ＜v A ，故B 错误；两种单色光由玻璃射向空气时，由于sinC=1/n ，所以，C B ＜C A ，故D 错误；故选A 。

2．B 【解析】 【详解】 AB ．根据4S
C kd επ=
可知，仅在两极板间插入一电介质，C 变大，根据Q C U
=可知，Q 一定，则U 减小，选项A 错误，B 正确；
CD ．仅增大两极板间距离，根据4S
C kd επ=可知C 减小，根据Q C U
=可知，Q 一定，U 变大，选项CD 错误； 故选B 。

3．C 【解析】 【详解】
由万有引力定律，知
2224Mm G m r r T
π= 得
23
2
4r M GT π=
又
34
3
M R ρ=⋅π
而火星探测器绕火星做“近地”圆周运动，有r R =，解得
2
3GT
π
ρ=
故题中的常量
3k G
π=
故选C 。

4．C 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．设开始时A 离地面的高度为L ，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为
cos kL
T θ
=
其向上分力
cos y F T kL θ==
物体对地面的压力为
N mg kL =-
保持不变，因f=μN ，故摩擦力也保持不变，故AB 错误；
CD ．设开始时A 离地面的高度为L ，橡皮筋的自然长度比OA 小x ，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为
'()cos L T k x θ
=+
其向上分力
''cos cos y F T kx kL θθ==+
物体对地面的压力为
'cos N mg kL kx θ=--
由于θ变大，则物体对地面的压力变大，因f=μN ，故摩擦力变大，故C 正确，D 错误。

故选C 。

5．D 【解析】
试题分析：下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，v=，m 2碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选m 1与m 2碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后m 1、m 2速度大小分别为v 1、v 2，选向上方向为正方向，则： m 2v ﹣m 1v=m 1v 1+m 2v 2 由能量守恒定律得： （m 1+m 2）v 2=+m 2
且，m 2=3m 1 联立解得：
反弹后高度为：H= 故选D 6．B 【解析】 【分析】 【详解】
试题分析：对A 、B 整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有： F=μ2（m 1+m 2）g ①
再对物体B 分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有： 水平方向：F=N 竖直方向：m 2g=f 其中：f=μ1N 联立有：m 2g=μ1F ②
联立①②解得：112
212
1m m μμμμ-= 故选B ． 【考点定位】 物体的平衡 【点睛】
本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力．
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 7．AD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．图示时刻平衡位置x=3m 处的质点正在向上振动，根据波动规律可知，实线波沿x 轴正方向传播，则虚线波沿x 轴负方向传播，故A 正确；
B ．介质决定波速，两列波传播速度大小相同，由图可知，实线波的波长λ1=6m ，虚线波的波长λ2=9m ，由v=λf 可知，实线波和虚线波的频率之比为 f 1：f 2=λ2：λ1=3：2
由于f 1不等于f 2，故两列波在相遇区域不会发生稳定的干涉现象，故B 错误； C ．实线波的频率为2.50Hz ，波长λ1=6m ，则波速
115m/s v f λ==
故C 错误；
D ．实线波波峰传到平衡位置x ＝1.875m 处的质点所用时间为
1 1.875 1.5
s 0.025s 15t -=
=
虚线波波峰传到平衡位置x ＝1.875m 处的质点所用时间为
2 2.25 1.875
s 0.025s 15
t -=
=
说明从图示时刻起再过0.025s ，平衡位置x ＝1.875m 处的质点处于波峰位置，由波的叠加可知，平衡位置x ＝1.875m 处的质点将位于y ＝30cm ，故D 正确。

故选AD 。

8．AC 【解析】 【分析】
根据楞次定律判断感应电流的方向；可根据假设法判断磁铁下落到某高度时速度不可能为零；根据牛顿第二定律分别为磁铁和圆环列方程求解圆环对地面的压力；根据能量关系求解焦耳热。

【详解】
磁铁下落时，根据楞次定律可得，俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向，选项A 正确；永磁体下落的整个过程，开始时速度增加，产生感应电流增加，磁铁受到向上的安培力变大，磁铁的加速度减小，根据楞次定律可知“阻碍”不是“阻止”，即磁铁的速度不可能减到零，否则安培力就是零，物体还会向下运动，选项B 错误；永磁体运动到P 点时，根据牛顿第二定律：mg-F 安=ma ；对圆环：Mg+F 安=N ，则N=Mg+mg －ma ，由牛顿第三定律可知圆环对桌面的压力大小为Mg+mg －ma ，选项C 正确；由能量守恒定律可得，永
磁体运动到P 点时，圆环中产生的焦耳热为mgh-
12
mv 2，选项D 错误；故选AC. 【点睛】 此题关键是理解楞次定律，掌握其核心“阻碍”不是“阻止”；并能用牛顿第二定律以及能量守恒关系进行判断.
9．AD
【解析】 根据玻尔理论12n E E n =-，从基态跃迁到n=2所需光子能量最小，211340.8eV 4
E E E E ∆=-==，A 错误B 正确．从n=2激发态的He +向基态跃迁辐射的光子能量为40.8 eV ，金属钨的逸出功为
197.2610J 4.54eV -⨯=，故能使所列金属发生光电效应，由表中的数据可知金属铷的逸出功最小，C 正确；根据爱因斯坦的光电效应方程可知道从铷打出的光电子的最大初动能最大，D 正确．
10．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．因金属棒与导轨之间有摩擦力，可知开始时导体棒CD 的速度为零，当所受的安培力等于最大静摩擦力时才开始运动，故A 错误；
B ．开始时，CD 棒的速度为零，加速度为零；当CD 开始运动后加速度从0开始逐渐变大，与AB 的速度差逐渐变大，则回路中感应电流逐渐变大，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，加速度逐渐变大，当CD 的加速度与AB 加速度相等时，两棒的速度差保持不变，安培力保持不变，加速度保持不变，故B 正确；
C ．在开始C
D 棒不动时，安培力
2222BLat B L a F BL t R R
==安 即安培力随时间成正比关系增加；当CD 开始运动后，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故C 错误；
D ．对AB 外力
2200=2B L a F ma f F ma f t R
=++++安 开始时CD 加速度为零，AB 加速度为a=a 0，则此时外力F 随时间t 线性增加；当CD 开始运动后加速度从0开始逐渐变大，导体棒AB 所受的向左的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故D 正确。

故选BD 。

【详解】
AB ．相互吸引还是相互排斥，就要看电流是增大还是减小，t 2时刻与t 3时刻，均处于电流减小阶段，根据楞次定律，可知两环的电流方向相同，则两环相互吸引，A 正确，B 错误；
C ．t 1时刻，a 中电流产生磁场，磁场的变化使b 中产生电流，才使两线圈相互作用，根据法拉第电磁感应定律
E n t
∆Φ=∆ 可知磁场变化越快，电动势越大，根据闭合电路欧姆定律可知电流也越大，所以，作用力最大的时刻，也就是a 中电流变化最快的时刻；在乙图中，“变化最快”也就是曲线的斜率最大。

t 1时刻斜率为0，因此两线圈没有作用力，则加速度为零，C 正确；
D ．虽然t 4时刻的电流为零，但是根据该点的斜率，电流是变化的，也就是磁通量变化率最大，那么b 环中感应电动势最大，则感应电流最大，D 正确。

故选ACD 。

12．ABD
【解析】
上滑过程中，根据牛顿第二定律，在沿斜面方向上有1cos sin mg mg ma μθθ+=，下滑过程中，在沿斜面方向上有2sin cos mg mg ma θμθ-=，又知v-t 图像的斜率表示加速度，则上滑和下滑过程中的加速度大小分别为：216010/0.6a m s -=
=，2125/0.4a m s ==，联立解得215/g m s =，故该星球的第一宇宙速度
为43.010/v m s ===⨯，A 正确；根据黄金替代公式2GM gR =可得该星球的质量为()243
2261115610108.1106.6710gR M kg kg G -⨯⨯⨯===⨯⨯，B 正确；根据所给条件无法计算自转周期，C 错误；该星球的密度263
3
8.110895/43
M kg kg m V R ρπ⨯===⨯⨯，D 正确． 三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．9cm 50 N/m A
【解析】
【详解】
(1)[1][2]根据力的平衡，有
02()G k L L =-
把G=2N 时，L=11cm 与G=3N 时，L=12cm 代入解得
(2)[3]将A 、B 弹簧串联起来使用，当拉力为F 时，每个弹簧的形变量为x ，整体形变量为2x ，由F=kx,可得整体的劲度系数
'25N/m 22
F k k x === 故填A 。

14．2
22md t
222md bt 滑块运动过程中受阻力 变小 15.625 【解析】
【详解】
（1）[1]．滑块匀速通过光电门有
d vt =
滑块动能
212
k E mv =
解得 2
22k md E t
=① （2）[2]．弹簧被最大压缩后的最大弹性势能
()2
0p E b L L =-②
最大弹性势能与滑块的动能k E 相等，解①②式得 ()2
2022md L L bt
-=③ （3）[3]．该图像在纵轴上有正截距。

则③式为
()2
2022md L L c bt
-=+（c 为截距） 则滑块的动能小于弹簧的最大弹性势能，主要原因是滑块运动过程中受阻力，或导轨右侧高于左侧。

（4）[4]．由③式知，图像的斜率为2
2md b。

换用劲度系数更大的弹簧做实验，则b 更大，则图像斜率变小。

（5）[5]．由③式得
()()()2
222220.05kg (0.02m)15.625N/m 220.1m 0.08m 0.04md b L L t s ⨯===-⨯-⨯
的系统损失的机械能△E 是6J 。

【解析】
【分析】
【详解】
(1)A 从P 到Q 过程中,由动能定理得:
20102
mgh mv =
- 解得 v 0=4m/s
(2)A 、B 碰撞,AB 系统动量守恒,设向右为正方向,则由动量守恒定律得:
0()mv m M v =+
解得
v=1m/s
(3)碰撞过程中A.B 组成的系统损失的机械能为:
22011()22
E mv m M v ∆=-+=6J 16．①(2.520)m(012)x k k =+=±±L ，
，，② 5.4s a t = 【解析】
【详解】
①两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm 。

从题图中可以看出，a 波波长 2.5m a λ=；b 波波长4m b λ=
a 波波峰的x 坐标为
()()1112.5 2.5m 0,1,2,k k x =+=±±L ；
b 波波峰的x 坐标为
()()2222.54m 0,1,2,x k k =+=±±L ；
由以上各式可得，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的x 坐标为
(2.520)m (0,1,2,)x k k =+=±±L 。

②a 波波峰传播到 1.0m x =处的时间为
1(0,1,2,)a a a x x m t m v v
λ∆∆+===L 。

b 波波峰传播到 1.0x m =处的时间为
x x n λ∆∆+
当 1.0m x =处的质点处于波峰时，有a b t t =
以上各式联立可解得
581m n -=。

由分析可知，当53m n ==、时， 1.0m x =处的质点经历最短的时间到达波峰，将5m =代入 1a a a x x m t v v
λ∆∆+== 解得
5.4s a t =。

17． (1)F N =(2.1-0.8x ）N ；(2)2.4m/s ，竖直向下；(3) 光滑
【解析】
【分析】
【详解】
(1)当球A 运动到D 点时，设圆弧杆对小球A 的弹力为F N ，由牛顿第二定律有
2cos37cos16A N mv F T mg R
+︒-︒= 解得
F N =(2.1-0.8x ）N
(2)小球A 在D 点时，小球B 的速度
sin 37 2.4m/s B A v v =︒=
方向竖直向下。

(3)由几何关系有
2cos3716sin 37096QD R R
h QD R =︒==︒=．．
若圆弧杆不光滑，则在小球A 从P 点滑到D 点的过程中，必有摩擦力对小球A 做功。

设摩擦力对小球A 做功为W f ，对A 、B 两小球由功能关系得
()2211222
f A B mgh m
g R QD W mv mv +-+=
+ 代入数据解得
W f =0
所以圆弧杆PD 段是光滑的。