安徽芜湖一中高三理科实验班物理第二轮专题复习精品讲义(二)
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2024年芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理核心考点卷一、单选题 (共7题)第(1)题一正弦式交变电流i随时间t变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )A.时电流改变方向B.该交变电流的频率为25HzC.该交变电流的有效值为D.该交变电流的瞬时值表达式为第(2)题1947年,中国科学家钱三强、何泽慧夫妇在实验中发现铀核也可能分裂为三部分或四部分。
如图是铀核俘获中子后,裂变成三个质量较大的核和一个质量较小的核时产生的径迹。
下列说法不正确的是()A.铀核裂变过程质量数守恒B.铀核裂变过程电荷数守恒C.铀核裂变过程如果生成物不同,释放的能量会有差异D.铀核中使核子紧密结合在一起的作用是弱相互作用第(3)题以下四幅图片是来自课本的插图,结合图片分析下列说法中正确的是()A.图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角逐渐增大到某一值后会在a界面发生全反射B.图乙是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小C.图丙是针尖在灯光下发生的现象,这种现象反映了光的干涉现象D.图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果,右边是光屏。
当P固定不动缓慢转动Q时,光屏上的光亮度将一明一暗交替变化,此现象表明光波是纵波第(4)题下列有关近代物理的描述,其中说法正确的是( )A.结合能越大的原子核越稳定B.爱因斯坦最早发现光电效应C.入射光的强度越大,从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大D.衰变的实质是:第(5)题如题图所示,在相距较远的两平行金属板中央有一个静止的带电粒子(不计重力),当两板间的电压分别如图中甲、乙、丙、丁所示时,在时刻静止释放该粒子,下列说法正确的是( )A.电压如甲图所示时,在时间内,粒子的电势能先增加后减少B.电压如乙图所示时,在时间内,粒子先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动C.电压如丙图所示时,在时间内,粒子动量变化量为0D.电压如丁图所示时,若粒子在之前不能到达极板,则一直不能到达极板第(6)题变压器是输配电的基础设备,广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点试卷一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的答案中,只有一个符合题目要求。
(共8题)第(1)题钍是一种放射性元素,广泛分布在地壳中。
钍经中子轰击可得到核燃料铀(U),其反应方程为,此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料,是一种前景十分可观的能源材料。
以Z、N、A分别表示铀的电荷数、中子数、质量数,下列判断正确的是( )A.,,B.,,C.,,D.,,第(2)题如图所示是单反相机的重要部件——屋脊棱镜,它可以改变影像的方向。
一束红光垂直平面α射入,分别在平面β和γ上发生全反射,且两次全反射的入射角相等,最后光束垂直于平面δ射出( )A.屋脊棱镜的最小折射率为2B.红光从空气进入棱镜后传播速度变大C.若将红光改为绿光,仍能在平面β和γ上发生全反射D.若将红光改为白光,则在平面δ射出时色散成彩色光束第(3)题艺术体操中的彩带舞逐渐成为全民健身的项目,使用的体操彩带是由短杆和一定长度的彩带组成。
如图所示,某同学抖动短杆,使彩带的运动近似为简谐横波,彩带重力不计,下列说法正确的是( )A.为形成简谐横波,该同学必须保证短杆的顶端上下匀速摆动B.a点的振动方向向上C.再经过半个周期,b点将移动到c点D.该同学为了将波长变小,必须提高短杆的振动频率第(4)题老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆克绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动第(5)题下列式子属于比值定义物理量的是A.B.C.D.第(6)题在如图所示的电路中,闭合开关,把滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中,若电源内阻不能忽略,则下列说法正确的是( )A.没有电流通过B.中有由到的电流C.电压表的示数变小,电流表示数变大D.电压表的示数变大,电流表示数变小第(7)题“天问一号”从地球发射后,在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点,再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号( )A.从P点转移到Q点的时间小于6个月B.发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上大D.在地火转移轨道运动的速度大于地球绕太阳的速度第(8)题如图所示,均匀带负电圆环半径为R,带电量为q,O点为环的圆心,a、b分别位于圆环轴线上O点的两侧,a、b到O点的距离分别为,。
2024年芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点卷一、单选题 (共6题)第(1)题硼中子俘获疗法(BNCT)是将与癌细胞有很强亲和力的含同位素硼的化合物引入体内,迅速聚集于癌细胞内,然后用被正常组织慢化的热中子与硼-10发生核反应,生成粒子和锂核,释放光子,杀死肿瘤细胞的治疗方法。
已知核反应过程中质量亏损为,一个光子的能量为,普朗克常量为,真空中光速为。
若核反应产生的能量全部以光子的形式释放,则( )A.光子有很强电离能力B.硼中子俘获疗法的核反应方程为C.射线的波长为D.一次核反应释放光子的个数为第(2)题下列有关现象说法错误的是( )A.跳水运动员从水下露出水面时头发全部贴在头皮上,是水的表面张力作用的结果B.地球大气的各种气体分子中氢分子质量小,其平均速率较大,更容易挣脱地球引力而逃逸,因此大气中氢含量相对较少C.液晶电视的工作原理中利用了液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性D.一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它可能向外界放热第(3)题2022年2月12日,在速度滑冰男子500米决赛上,高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。
国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置,如图甲所示,在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员,使运动员做匀加速直线运动,到达设定速度时,运动员松开绳子,进行高速入弯训练,已知弯道半径为25m,人体弹射装置可以使运动员在4.5s内由静止达到入弯速度18m/s,入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示,运动员质量为50kg,重力加速度,忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦,下列说法正确的是( )A.运动员匀加速运动的距离为81mB.匀加速过程中,绳子的平均弹力为100NC.运动员入弯时的向心力为648ND.入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°第(4)题某兴趣小组在校园内进行科学小实验,实验场地所处的磁场可视为方向竖直向下,大小的匀强磁场,兴趣小组使长为3m、宽为1m、匝数为100的金属线框以角速度匀速转动,再利用原、副线圈匝数比为1∶100的理想变压器使“12V,9W”电风扇正常工作,线框及电线电阻不计,如图所示。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点试卷一、单选题 (共7题)第(1)题本地时间2023年8月24日下午1点,日本政府正式开始向太平洋排放处理过的福岛第一核电站“核污水”。
“核污水”中含有大量的氚以及钡141、氪92、锶90等几十种放射性元素,其中的半衰期为28年,衰变方程为。
下列说法正确的是()A.衰变方程中释放出电子说明原子核中存在电子B.100个原子核经过56年,还将剩余25个原子核未衰变C.随着海水温度的变化原子核的半衰期并不会发生变化D.的比结合能比的比结合能大第(2)题已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍,若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为( )A.6小时B.12小时C.24小时D.36小时第(3)题如图,质量为m的光滑球体夹在竖直墙壁和斜面体之间,斜面体质量为2m,倾角,设斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若斜面体恰好不滑动,则斜面体与水平地面间的动摩擦因数μ为(,)( )A.B.C.D.第(4)题在一次讨论中,老师问道:“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源,有人在水面上方同等条件下观测发现,b在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大,关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”有同学回答如下:①c光的频率最大②a光的传播速度最小③b光的折射率最大④a光的波长比b光的短,根据老师的假定,以上回答正确的是( )A.①②B.①③C.②④D.③④第(5)题如图所示,固定光滑斜面顶端有一轻质光滑定滑轮,质量为的物块P和质量为的物块Q用轻质细绳相连,外力作用于P,使P、Q均静止,某时刻撤去外力,当Q下降的高度为时,细绳断裂,重力加速度为g,,P、Q均可视为质点,斜面足够长,则( )A.物块沿斜面上升的最大高度为B.当细绳断裂的瞬间,物块的重力的功率为C.在细绳断裂后,物块沿斜面向上运动的时间为D.当物块运动至最高点时,物块的机械能相对时刻减少了第(6)题遥控小车在水平轨道上运动的速度-时间图象如图所示,时刻小车位于坐标原点,下列说法正确的是()A.在0~4s内,小车的加速度不变B.在0~6s内,小车的速度方向改变了1次C.在0~6s内,小车的平均速度的大小为3m/sD.在s时刻,小车距离坐标原点最远第(7)题正方体密闭容器中有一定质量的某种气体,单位体积内气体分子数为n。
2024年芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点卷(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题氢、氘、氚是同位素,它们具有相同的( )A.质子数B.中子数C.核子数D.质量数第(2)题无线通信早已进入大众的日常生活,可是海上或深山中由于无法建立基站而通信困难,利用三颗对称分布的地球同步卫星,基本上可使地球上除两极附近外的任意两点之间实现实时通信。
正常情况下地球同步卫星的轨道距地球表面的高度为地球半径的5.6倍,若降低通信卫星的高度,只要任意两颗卫星之间的连线不通过地球而直接连接就能实现实时通信,即通信卫星距地面的高度等于地球半径时,通信卫星的周期最小,取,则通信卫星的最小周期约为( )A.1h B.4h C.8h D.16h第(3)题正方体的上表面水平,沿中心线放置一根通有恒定电流I的长直导线,现使一闭合金属小圆环沿不同方向以相同速率做匀速直线运动,运动过程中圆环平面始终水平。
下列说法正确的是( )A.点与c点的磁感应强度相等B.小圆环的圆心从边的中点竖直向上运动时,小圆环中无感应电流C.小圆环的圆心从移到过程中,穿过小圆环的磁通量先增加后减少D.小圆环的圆心从a移到d与从a移到c,小圆环的平均感应电动势相等第(4)题2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲顺利送入太空,3名航天员进入空间站天和核心舱(与地球表面不同步),正式开启6个月的太空之旅。
据以上信息推断,下列说法正确的是( )A.“6个月”指的是时刻B.航天员在核心舱休息时,相对于地面是静止的C.以地心为参考系,天和核心舱绕地球飞行一圈,位移为零D.研究天和核心舱绕地球飞行时的速度,应选择核心舱作为参考系第(5)题关于双缝干涉实验,下列说法正确的是()A.用复色光投射就看不到条纹B.明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果C.把光屏前移或后移,不能看到明暗相间条纹D.蓝光干涉条纹的间距比红光的大第(6)题如图所示,A、B两个小物块用足够长的细线相连,细线绕过固定在水平面与斜面交界处的光滑轻小定滑轮,将两物块分别置于水平面与斜面上,滑轮两边细线分别与水平面和斜面平行。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点试卷一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的答案中,只有一个符合题目要求。
(共8题)第(1)题给如图所示直导线ab通电后,发现正下方小磁针的N极向纸内转动。
下列说法正确的是( )A.导线下方产生了水平向右的磁场B.导线下方产生了垂直纸面向外的磁场C.导线中的电流方向从a到b D.导线中的电流方向从b到a第(2)题2022年11月30日7时33分,神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。
神舟十五卫星绕地球做匀速圆周运动。
已知地球质量为M、引力常最为G,卫星与地心的连线在时间t(小于其运动周期)内扫过的面积为S,则卫星绕地球运动的轨道半径为( )A.B.C.D.第(3)题如图所示,倾角为α=37°的光滑斜面固定在水平地面上,物块A和长木板B叠放在斜面上,不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮连接B与物块C。
物块A、长木板B的质量均为m,物块C的质量为2m,A、B间的滑动摩擦因数μ=0.8,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
将A、B、C由静止释放,下列说法正确的是( )A.轻绳拉力为2mg B.物块A的加速度为0.2gC.物块C的加速度为0.76g D.物块A与木板B间的摩擦力为0.64mg第(4)题如图所示,电路中所有元件完好,光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过,某同学分析可能的原因有①入射光太弱;②入射光波长太长;③光照时间太短;④电源正负极接反。
下列选项中,均有可能的是( )A.①③B.②④C.①②D.③④第(5)题木星的卫星大约有80颗,木卫一、木卫二、木卫三是根据它们距离木星的远近而命名的,三卫星在转动时有个有趣的现象,木卫三每转一圈,木卫二转两圈,木卫一转四圈,这样的转动形成“共振”,如图所示,当木卫一和木卫二最远时,木卫二与木卫三最近,则从图示位置开始,下列说法正确的是( )A.三卫星的加速度之比为B.三卫星的半径之比为16:4:1C.三卫星的动能之比为D.当下一次木卫一与木卫三最远时,木卫二与木卫三最近第(6)题2023年4月12日,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造新的世界纪录,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理核心考点试卷一、单选题 (共7题)第(1)题空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。
一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。
下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )A.B.C.D.第(2)题下列说法正确的是( )A.物体的内能只与它的温度有关B.在完全失重环境下,液滴的形状为球形是由于表面张力作用C.当两分子间引力与斥力大小相等时,分子势能最大D.根据能量守恒定律,摩擦产生的热能可以完全自发地转化为机械能第(3)题下列说法正确的是( )A.温度相同的物体内能一定相同B.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动C.一定质量的理想气体,当温度不变、压强增大时,其体积可能增大D.在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强第(4)题2024年1月18日1时46分,天舟七号货运飞船成功对接于空间站(离地面高度约为400km)天和核心舱后向端口。
天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资,并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。
下列说法正确的是( )A.为实现成功对接,天舟七号在与空间站同一轨道上需要加速靠近天和核心舱B.天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度大于7.9km/sC.天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行周期比同步卫星的周期大D.天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时,“年货”处于完全失重第(5)题近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为和,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为、,则( )A.B.C.D.第(6)题一列简谐波在两时刻的波形如图中实践和虚线所示,由图可确定这列波的A.周期B.波速C.波长D.频率第(7)题一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光、,已知光的折射率小于光的折射率,下列光路图正确的是( )A.B.C.D.二、多选题 (共3题)第(1)题某汽车进行性能测试,在平直的路面上由静止开始运动,0~5s内的位移—时间图像如图所示,该图线在0~t1时间内是抛物线的一部分,t1~5s时间内是直线,两部分平滑相连。
2024年芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点卷一、单选题 (共7题)第(1)题图为丁俊晖正在准备击球,设丁俊晖在某一杆击球过程中,白色球(主球)和花色球碰撞前后都在同一直线上运动,碰前白色球A的动量,花色球B静止,碰后花色球B的动量变为,则两球质量与间的关系可能是()A.B.C.D.第(2)题检验物体平面平整度的一种方法的原理图如图所示,该方法利用了光的( )A.衍射现象B.折射现象C.干涉现象D.偏振现象第(3)题消防员日常技能训练中,消防员从四楼窗户沿绳竖直下降到地面过程的图像如图所示。
消防员在与时段内的( )A.位移大小之比为B.平均速度大小之比为C.速度变化量大小之比为D.加速度大小之比为第(4)题如图所示,玻璃圆管内壁光滑、竖直放置在方向竖直向上、磁感应强度B随时间均匀减小的磁场中。
有一带正电的小球(可视为质点),以速率v0沿逆时针方向从管口上端贴着管壁水平射入管内,经过一段时间后从底部离开圆管,小球从下端离开玻璃管时磁场还没减小到0,若再次重复该过程,小球以相同速率v0进入管内,同时撤去磁场,设运动过程中小球所带电量不变,空气阻力不计。
下列说法正确的是( )A.撤去磁场后小球离开管口的速率小于有磁场时的速率B.撤去磁场后小球离开管口的时间大于有磁场时的时间C.有磁场时小球对玻璃管的压力一定不断增大D.小球两次在玻璃管中运动时,都只有重力做功,故小球与地球组成的系统机械能守恒第(5)题据报道,我国人造太阳高11米、直径8米、重达400吨,成功实现500万摄氏度持续放电101.2秒的成果,打破了世界纪录。
在这则新闻中涉及了长度、质量、温度和时间及其单位,在国际单位制中,下列说法正确的是( )A.力学基本物理量是长度、质量、力B.kg、N、m/s都是导出单位C.根据牛顿第二定律表达式可知:D.新闻中涉及的“11米、400吨和101.2秒”中,米和秒是国际单位制中的基本单位第(6)题如图所示为太阳系主要天体的分布示意图,下列关于太阳系行星运动规律的描述正确的是()A.所有行星均以太阳为中心做匀速圆周运动B.地球与太阳的连线、火星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等C.所有行星运行轨道半长轴的二次方与其公转周期的三次方之比都相等D.地球和火星围绕太阳运行的轨道都是椭圆,且这两个椭圆必定有公共的焦点第(7)题如图所示,竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面.某一竖井的深度约为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过,假定升降机到井口的速度为零,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是A.13s B.16s C.21s D.26s二、多选题 (共3题)第(1)题如图,固定在竖直面内的光滑绝缘轨道由水平段和半径为的半圆环段平滑相切而成,过圆环直径的虚线左侧存在方向水平向右的匀强电场。
专题五 《带电粒子在电、磁场中的运动 》训练题精编1、如图所示,在xOy 坐标系的第Ⅱ象限内,x 轴和平行x 轴的虚线之间(包括x 轴和虚线)有磁感应强度大小为B 1=2×10—2T 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,虚线过y 轴上的P 点,OP =1.0m ,在x ≥O 的区域内有磁感应强度大小为B 2、方向垂直纸面向外的匀强磁场。
许多质量m =1.6×10—25kg 、电荷量q =+1.6×10—18C 的粒子,以相同的速率v =2×105m/s 从C 点沿纸面内的各个方向射人磁感应强度为B 1的区域,OC =0.5 m .有一部分粒子只在磁感应强度为B 1的区域运动,有一部分粒子在磁感应强度为B 1的区域运动之后将进入磁感应强度为B 2的区域。
设粒子在B 1区域运动的最短时间为t 1,这部分粒子进入磁感应强度为B 2的区域后在B 2区域的运动时间为t 2,已知t 2=4t 1。
不计粒子重力.求:(1)粒子在磁感应强度为B 1的区域运动的最长时问t 0=?(2)磁感应强度B 2的大小?分析与解:(1)设粒子在磁感应强度为B 1的区域做匀速圆周运动的半径为r ,周期为T 1,则 r =r=mv/qB 1 ……(1分), r = 1.0 m ……(1分); T 1 ==2 π m /qB 1…… (1分)由题意可知,OP = r ,所以粒子沿垂直x 轴的方向进入时,在B 1区域运动的时间最长为半个周期,即 t 0 =T 1/ 2 ……(2分), 解得t 0 = 1.57×10–5 s ……(2分)(2)粒子沿+x 轴的方向进入时,在磁感应强度为B 1的区域运动的时间最短,这些粒子在B 1和B 2中运动的轨迹如图所示,在B 1中做圆周运动的圆心是O 1,O 1点在虚线上,与y 轴的交点是A ,在B 2中做圆周运动的圆心是O 2,与y 轴的交点是D ,O 1、A 、O 2在一条直线上。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试全真演练物理试卷(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题关于物理学史以下说法正确的是( )A.伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动状态的原因B.爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学理论,成功解决了宏观物体的高速运动问题C.牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了引力常量D.麦克斯韦认为磁场变化会在空间激发一种电场,这种电场不是由电荷产生的第(2)题甲、乙两车由同一地点沿同一方向做直线运动,下图为两车的位移-时间图像(图像),甲车在0时刻的速度与乙车在时间内的速度相等,甲车在时刻的速度与乙车在时间内的速度相等,则下列说法正确的是()A.时刻,甲车在乙车的前面B.时间内,时刻两车相距最远C.时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度D.时间内,甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度第(3)题下列说法正确的是( )A.单摆做简谐运动的周期与摆长的二次方成正比B.驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最小C.声波是纵波D.只要两列波的频率相同就可以发生干涉第(4)题如图所示,三根长为L的通电导线A、B、C在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里,电流大小均为I,其中通电导线A在C处产生的磁感应强度的大小均为,通电导线C位于水平面处于静止状态,则导线C受到的摩擦力等于( )A.,水平向左B.,水平向右C.,水平向左D.,水平向右第(5)题如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,振幅为10cm。
实线为时刻的波形图,此时处的质点P运动方向沿y轴负方向,虚线为的波形图。
已知周期T大于0.1s,则该波的传播速度和周期分别为( )A.0.2m/s,0.4sB.0.4m/s,0.2sC .,0.6sD.0.6m/s,第(6)题如图,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,初始时两管水银面等高,B管上方与大气相通。
专题一:弹簧类问题一、弹簧弹力大小问题弹簧弹力的大小可根据胡克定律计算(在弹性限度内),即F=kx,其中x是弹簧的形变量(与原长相比的伸长量或缩短量,不是弹簧的实际长度)。
高中研究的弹簧都是轻弹簧(不计弹簧自身的质量,也不会有动能的)。
不论弹簧处于何种运动状态(静止、匀速或变速),轻弹簧两端所受的弹力一定等大反向。
证明如下:以轻弹簧为对象,设两端受到的弹力分别为F1、F2,根据牛顿第二定律,F1+F2=ma,由于m=0,因此F1+F2=0,即F1.F2一定等大反向。
弹簧的弹力属于接触力,弹簧两端必须都与其它物体接触才可能有弹力。
如果弹簧的一端和其它物体脱离接触,或处于拉伸状态的弹簧突然被剪断,那么弹簧两端的弹力都将立即变为零。
在弹簧两端都保持与其它物体接触的条件下,弹簧弹力的大小F=kx与形变量x成正比。
由于形变量的改变需要一定时间,因此这种情况下,弹力的大小不会突然改变,即弹簧弹力大小的改变需要一定的时间。
(这一点与绳不同,高中物理研究中,是不考虑绳的形变的,因此绳两端所受弹力的改变可以是瞬时的。
)例1.质量分别为m和2m的小球P、Q用细线相连,P用轻弹簧悬挂在天花板下,开始系统处于静止。
下列说法中正确的是:A.若突然剪断细线,则剪断瞬间P、Q的加速度大小均为gB.若突然剪断细线,则剪断瞬间P、Q的加速度大小分别为0和gC.若突然剪断弹簧,则剪断瞬间P、Q的加速度大小均为gD.若突然剪断弹簧,则剪断瞬间P、Q的加速度大小分别为3g和0分析与解:剪断细线瞬间,细线拉力突然变为零,弹簧对P的拉力仍为3mg竖直向上,因此剪断瞬间P的加速度为向上2g,而Q的加速度为向下g;剪断弹簧瞬间,弹簧弹力突然变为零,细线对P、Q的拉力也立即变为零,因此P、Q的加速度均为竖直向下,大小均为g。
选C。
例2.如图所示,小球P、Q质量均为m,分别用轻弹簧b和细线c悬挂在天花板下,再用另一细线d、e与左边的固定墙相连,静止时细线d、e水平,b、c与竖直方向夹角均为θ=37?。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理核心考点试卷(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示,边长为l的正三角形线圈,线圈匝数为n,以角速度绕匀速转动,的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
M为导电环,负载电阻为R,其他电阻不计,在线圈转动一周过程中()A.图示时刻(线圈平面与磁场方向垂直),线圈的磁通量最大,产生的感应电动势也最大B.感应电动势的最大值是C.R上产生的热量为D.通过R的电荷量为第(2)题下列物理量的值均为“”,其负号表示大小的是( )A.“”的功B.“”的重力势能C.“”的摩擦力D.“”的电荷量第(3)题2022年12月9日,我国具有自主知识产权的第四代核电项目华能石岛湾高温气冷堆示范工程1、2号反应堆达到初始满功率,实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行。
这为该堆型今后商业化运行打下了坚实的基础。
已知该反应堆的工作原理是利用中子轰击核燃料释放核能来发电的,其中的一个反应过程生成和,并放出粒子X;具有放射性,衰变后会变成,并放出粒子Y。
下列说法正确的是( )A.X为氚核B.发生的是α衰变C.通过增大压强,可以使的半衰期增大D.的比结合能大于的比结合能第(4)题若做匀速直线运动的列车受到的阻力与其速率成正比,则当列车的速率提升为原来的2倍时,其发动机的输出功率变为原来的( )A.B.C.2倍D.4倍第(5)题如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。
若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )A.B.kL C.kL D.2kL第(6)题管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理核心考点试卷(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示为进入火车站候车室用于安全检查的装置,主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成。
假设乘客把物品轻放在传送带上之后,物品在传送带上都会经历前、后两个阶段的运动,传送过程传送带速度v不变,表示物品与传送带间的动摩擦因数。
下列说法正确的是( )A.前阶段,传送带受到物品的摩擦力方向与物品运动方向相同B.后阶段,物品受到与传送带运动方向相同的摩擦力C.相同时,v增加为原来的2倍,则前阶段物品的位移增加为原来的2倍D.v相同时,不同、质量相等的物品与传送带摩擦产生的热量相同第(2)题如图所示,边长为L、阻值为R的正方形单匝金属线圈abcd从图示位置(线圈平面与纸面相平行)开始绕通过b、d两点的轴EF以角速度ω匀速转动,EF的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,右侧没有磁场,下列说法正确的是( )A.在图示位置线圈的磁通量最大,磁通量的变化率也最大B.从图示位置转出磁场的过程中,线圈中产生a→d→c→b→a方向的感应电流C.线圈中产生的感应电动势的最大值为D.线圈中产生的感应电动势的最大值为第(3)题如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为,电流表、电压表均为理想电表,R是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)。
原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法不正确的是()A.电压u的频率为50Hz B.电压表的示数为22VC.照射R的光变强时,灯泡变暗D.照射R的光变强时,电流表的示数变大第(4)题图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。
现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A。
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在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示是由电源E、灵敏电流计G、滑动变阻器R和平行板电容器C组成的电路,开关S闭合。
在下列四个过程中,灵敏电流计中有方向由a到b电流的是( )A.在平行板电容器中插入电介质B.减小平行板电容器两极板间的距离C.减小平行板电容器两极板的正对面积D.增大平行板电容器两极板的正对面积第(2)题如图所示,光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接。
质量为1kg的滑块从O点由静止滑下,在N点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的P点停下。
已知O点比M点高1.25m,滑道MN长4m,滑块与滑道MN的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取,不计空气阻力。
下列说法正确的是( )A.滑块运动到M点的速度大小为6m/s B.滑块运动到N点的速度大小为4m/sC.缓冲墙对滑块的冲量大小为10N·s D.缓冲墙对滑块做的功为-2.5J第(3)题云豹是国家一级保护动物,善攀爬,能从树上跃下捕食。
某次捕食时,云豹从高为的树枝上以大小为的速度水平跃下,正好捕到站在水平地面上的小动物。
已知云豹和小动物均可视为质点,,不计空气阻力。
则云豹在树上的位置和小动物间的水平距离为( )A.5m B.10m C.11.25m D.20m第(4)题两架无人机a、b同时从同一地点竖直向上直线飞行,速度v随时间t变化的关系如图所示,则( )A.15s时,b在a的上方B.0~10s,a的加速度小于b加速度C.0~20s,b处于失重状态D.0~30s,a、b的平均速度相等第(5)题弹力绳可以帮助健身运动员进行肌肉锻炼,图甲是健身运动员把弹力绳的一端固定在墙面上,用拉弹力绳的另一端使其伸长;图乙是健身运动员双手握住弹力绳两端,用拉弹力绳使其伸长。
已知两种锻炼方式所用的弹力绳为同一根,且其弹力大小与形变量成正比,则关于拉力和的大小关系正确的是( )A.B.C.D.不能确定第(6)题如图(a)所示,用手拿着绳子的一端上下摆动,保持摆动幅度相等,就会看到一列凹凸相间的波向绳子的另一端传去,设在t时刻波传到P点,则下列判断正确的是()A.在此时刻质点B速度向上B.在此时刻质点A(在波谷处)加速度向上C.再过时间,绳上波形如图(b)所示D.再过时间,质点A向右移过的距离第(7)题2019年国际电磁场研究中心会场在哥伦比亚大学举行,如图所示,电荷均匀分布在半球面上,它在这半球的中心O处电场强度大小等于E0,两个平面通过同一条直径,夹角为α,从半球中分出一部分球面,则所分出的这部分球面上(在“小瓣”上)的电荷在O处的电场强度大小为( )A.E=E0sinαB.E=E0cosαC.D.第(8)题“叠罗汉”是一种高难度的杂技,由10人叠成的四层静态造型如图所示,假设每个人的质量均为m,下面九个人弯腰后背部呈水平状态,则最底层左侧第2个人的每一只脚对水平地面的压力为(设重力加速度为g)( )A.mg B.C.D.二、多项选择题(本题包含4小题,每小题4分,共16分。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点试卷一、单选题 (共6题)第(1)题图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则()A.波的周期为2.4 sB.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 mD.在t=0.5s时,Q点到达波峰位置第(2)题一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间的关系的图像是A.B.C.D.第(3)题如图所示,间距为的平行导轨固定在水平绝缘桌面上,导轨右端接有定值电阻,阻值为,垂直导轨的虚线和之间存在磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场,其中导轨的和段光滑。
在虚线左侧、到的距离为的位置垂直导轨放置质量为的导体棒,现给处于静止状态的导体棒一个水平向右的恒力作用,经过时撤去恒力,此时导体棒的速度大小,经过时导体棒的速度大小。
已知恒力大小为,导体棒始终与导轨垂直且接触良好,导体棒接入电路的电阻为,重力加速度为,导轨电阻不计,下列说法正确的是( )A.导体棒与左侧导轨之间的动摩擦因数为0.66B.导体棒经过磁场的过程中,通过导体棒的电荷量为C.导体棒经过磁场的过程中,导体棒上产生的热量为D.虚线和之间的距离为第(4)题如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与直面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同第(5)题如图为某品牌手机无线充电的原理示意图。
2024届安徽省芜湖一中高三上学期第二次模拟考试物理高频考点试卷一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示,一长为L的绝缘轻绳一端系着质量为m、带电荷量为+q的小球(可视为质点)、另一端固定在O点,整个空间存在与竖直方向夹角为的匀强电场。
小球绕O点在竖直面ACBD内做圆周运动,其中AB水平,CD竖直,E、F连线与电场平行且经过O点,小球运动到A点时速度最小,为,g为重力加速度,则下列说法正确的是( )A.匀强电场的电场强度大小为B.小球从A点运动到B点,合力做功为4mgLC.小球在B点时轻绳的拉力大小为6mg D.小球运动到E点时机械能最小第(2)题某地震局记录了一列沿x轴正方向传播的地震横波,在时刻的波形如图中实线所示,时刻第一次出现图中虚线所示的波形。
下列说法正确的是( )A.该地震波的周期为0.5sB.该地震波的波速为4km/sC.时刻,处质点的振动方向沿y轴正方向D.内处的质点沿x轴正方向前进2km的距离第(3)题下列物理量属于标量的是()A.速度B.加速度C.电流D.电场强度第(4)题现代社会人们享受到健身的乐趣,逐渐重视健身运动。
在运动的过程中,智能手环的心率监测能够提供很多帮助,而那个闪烁的“绿光”就是实现心率监测的“工具”。
某智能手环发射出的绿光在真空中的波长为λ,绿光在真空中的光速为c,普朗克常量为h,ν、E、p分别表示绿光光子的频率、能量和动量。
则下列选项正确的是( )A.B.C.D.第(5)题下列说法正确的是( )A.雨后出现的彩虹属于光的反射现象B.光的干涉和衍射现象说明光是一种横波C.用光导纤维传输信息利用了光的全反射现象D.测体温的额温枪是通过测量人体辐射的紫外线进行测温第(6)题如图所示,两足够长的光滑平行金属导轨放置在水平面内,匀强磁场与导轨平面垂直,左端连接一个带有一定电荷量的电容器,导轨上有一金属棒垂直导轨放置。
时刻,金属棒获得水平向右初速度的同时闭合开关,金属棒的速度v和加速度a随时间t变化的关系图像可能正确的是( )A.B.C.D.第(7)题如图所示,质量分别为、的小球,通过完全相同的甲、乙两弹簧竖直悬挂在天花板上。
专题二:传送带问题传送带问题能编织起几乎涵盖力学全部知识的大网,贯穿了牛顿运动定律、能量转化与守恒定律、动量守恒定律等三大解题法宝,集运动学、动力学、能量、动量、图象、开放等问题于一身,突现了与匀变速直线运动、匀变速曲线运动、简谐运动、碰撞等模型的巧妙结合,并将力学中的重点、难点融为一体,它又与生产、生活实际紧密相连,是培养提升学生综合能力素养不可多得的好题材,往往是高考的热点。
一、传送带中的运动学问题例1.如图1所示是生产流水线上的皮带传输装置,传输带上等间距地放着很多半成品产品。
A 轮处装有光电计数器,它可以记录通过A 处的产品数目。
已知测得轮A 、B 的半径分别为r A =20cm ,r B =l0cm ,相邻两产品距离为30cm ,lmin 内有41个产品通过A 处,求: (1)产品随传输带移动的速度大小;(2)A 、B 轮轮缘上的两点P 、Q 及A 轮半径中点M 的线速度和角速度大小,并在图中画出线速度方向;(3)如果A 轮是通过摩擦带动C 轮转动,且r C =5cm ,在图中描出C 轮的转动方向,求出C 轮的角速度(假设轮不打滑)。
解析 : 首先明确产品与传送带保持相对静止的条件下,产品速度的大小就等于传送带上每一点速度的大小,在传送带不打滑的条件下,传送带上各点运动速度的大小都等于A 、B 轮缘上点的线速度的大小.由传送带相邻产品的间距及单位时间内通过A 处的产品的个数可以确定出皮带上点的速度,进而知道A 、B 轮缘上的两点P 、Q 线速度的大小,然后由线速度与角速度的关系,求出A 、B 两轮的角速度及A 轮半径中点M 的线速度及C 轮的角速度.由题意知,1分钟内有41个产品通过A 处,说明1分钟内传输带上的每点运动的路程为两产品间距的40倍.设传输带运动速度大小为v ,则(1)2.06030.040=⨯==t s v m/s (2)v P =v Q =0.2m/s ,A 轮半径上的M 点与P 点的角速度相等,故:v M =21v P =21×0.2m/s=0.1m/s , ωP =ωM =2.02.0=A P r v rad/s =lrad/s ,ωQ =2ωP =2rad/s . (3)C 轮的转动方向如图2所示,如果两轮间不打滑,则它们的接触处是相对静止的,即它们轮缘的线速度大小是相等的,所以ωC r C =ωA r A .C 轮的角速度:ωC =105.02.0⋅=A C A r r ωrad /s=4rad /s . 点评: 在分析皮带传送装置上的各个物理量时,可应用圆周运动的运动学关系,抓住等量和不等量的关系,同轴各点角速度相等,而线速度由v =ωr 决定,在不考虑皮带打滑情况下,传动皮带与皮带连接的两轮边缘的各点线速度大小相等.P P二、传送带中的动力学问题1.涉及“划痕”问题例2.如图3所示,皮带传动装置与水平面夹角为30°,轮半径R = 12πm ,两轮轴心相距L =3.75m ,A 、B 分别使传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑,一个质量为0.1kg 的小物块与传送带间的动摩擦因数为μ= 36。
小物块相对于传送带运动时,会在传送带上留下痕迹。
当传送带沿逆时针方向匀速运动时,小物块无初速地放在A 点,运动至B 点飞出。
要想使小物块在传送带上留下的痕迹最长,传送带匀速运动的速度v 至少多大?g 取10m/s 2。
解析:由于小物块可能一直做匀加速运动,也可能先做匀加速运动后做匀速运动,作v —t 图分析可知:传送带匀速运动的速度越大,小物块从A 点到B 点用时越短,当传送带速度等于某一值v′ 时,小物块将从A 点一直以加速度a 1做匀加速直线运动到B 点,所用时间最短.对小物块受力分析,根据牛顿第二定律,有mg sin30° + μmg cos30°=ma 1 ,解得 a 1 = 7.5m/s 2又L = 12a 1t min 2 ,解得t min = 1s ,v′ =a 1t min =7.5m/s 此时小物块和传送带之间的相对路程为 △S = v′ t -L = 3.75m传送带的速度继续增大,小物块从A 到B 的时间保持不变,而小物块和传送带之间的相对路程继续增大,小物块在传送带上留下的痕迹也继续增大;当痕迹长度等于传送带周长时,痕迹为最长S max ,设此时传送带速度为v ,则S max = 2L + 2πRS max = v 2t min -L联立以上各式解得 v 2= 12.25m/s例3.将一个粉笔头轻放在以2m/s 的恒定速度运动在足够长的水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m 的划线。
若使该传送带仍以2m/s 的初速改做匀减速运动,加速度大小恒为1.5m/s 2,且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头(与传送带的动摩擦因数和第一个相同)轻放在传送带上,该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线?解析: 第一次划线,传送带匀速,粉笔头由静止开始做匀加速运动,两者发生相对滑动,设粉笔头的加速度大小为a 1,在v —t 坐标系中同时作出粉笔头和传送带的速度图象,如图4所示。
AB 和OBAOB 的面积代表5.01=a m/s 2. 第二次划线,传送带一直做匀减速运动,粉笔头先做匀加速运动后做匀减速运动,同样做出传送带和粉笔头的v —t 图象,如图5所示,AE 代表传送带的速度图线,它的加速度为a =1.5m/s 2,由速度公式可得t 2=4/3s ,即E 点坐标为(4/3,0).OC 代表第一阶段粉笔头的速度图线,C 点表示二者速度相同,1011at v t a -=,得t 1=1s ,5.0111==t a v m/s ,即C 点坐标为(1,0.5),该阶图5图3段粉笔头相对传送带向后划线,划线长度(图中左侧阴影面积)112211=⨯⨯==∆AOC s s m ,等速后,粉笔头超前,所受滑动摩擦力反向,开始减速运动,由于传送带先减速到0,所以后来粉笔头一直匀减速至静止.CF 代表它在第二阶段的速度图线,由速度公式可求出t 3=1s ,即F 点坐标为(2,0),此阶段粉笔头相对传送带向前划线,长度(图中右侧阴影面积)61)342(5.0212=-⨯==∆CEF s s m<1m ,可见粉笔头相对传送带先向后划线1m ,又折回向前划线1/6m ,所以粉笔头在传送带动能留下1m 长的划线.点评: “划痕”问题的解题核心强调的是运动过程的全程分析,其中建立正确的几何关系是解题成败的关键所在。
例2选用的是常规的解题方法,而例3则选用的是图像法,相比之下,图像法更显得直观、简捷,当然该类问题还可以选用相对运动法,读者不妨一试。
2.涉及摩擦力突变问题例4.如图6所示,一水平传送带以2m/s 的速度传送物块,水平部分长为2m ,其右端与一倾角为θ=370的光滑斜面相连,斜面长为0.4 m ,一物块无初速度地放在传送带最左端,已知物块传送带间动摩擦因数µ=0.2,试问,物块能否达斜面顶端,若能则说明理由,若不能则求出从出发后9.5s 内物块运动的路程。
解析:物块在匀加速运动过程中,滑动摩擦力的大小、方向不变,当物块与带共速时,摩擦力大小、方向均发生突变(滑动摩擦力突变为零),此后物块匀速运动.由物体无初速度释放可知物体相对传送带滑动,滑动摩擦力方向向右,设物块一直加速,由牛顿第二定律得加速度21==g a μm/s 2,则121201==a v s m<2m ,加速时间1101==a v t s ,说明物块先加速后匀速,匀速时间5.0012=-=v s L t s ,即物块以2m/s 的速度滑上斜面,其加速度a 2=gsinθ=6m/s 2,当速度减为零时,在斜面上的位移为3122202==a v s m<0.4m ,运动时间31203==a v t s ,故不能到达顶端.从开始加速1s 后匀速0.5s 到达斜面底端,然后上升31s 达最高点,再经31s 回到斜面底端,再经1s 速度减为零,然后再经1s 又达斜面底端,以后重复运动.由第一次达斜面底端算起,还剩8s ,刚好完成3个来回运动,故s =L +6(s 1+s 2)=10m .例5.如图7所示,传送带与地面的倾角θ=370,从A 端到B 端的长度为16m ,传送带以10=v m/s 的速度沿逆时针方向转动.在传送带上端A 处无初速度地放置一个质量为0.5kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,求物体从A 端运动到B 端所需的时间是多少?(sin370=0.6,cos370=0.8)解析: 当物体放在A 端时,相对传送带沿斜面向上运动,所以受到沿斜面向下的摩擦力和重力沿斜面向下的分力θsin mg 的合力作图6用而使物体做加速运动,直到两者速度相同.此时物体由于仍然受到重力沿斜面向下的分力θsin mg 的作用,故物体相对皮带将继续向下做加速运动,而物体受到的摩擦力方向在此瞬间发生突变,由沿斜面向下变为沿斜面向上.但由于θsin mg >θμcos mg ,因而物体不是匀速运动而是继续做加速运动.设上述两个过程的加速度分别分1a 、2a ,则由牛顿第二定律得:1cos sin ma mg mg =+θμθ,解得 101=a m/s 2.物体速度从零增大到与传送带相同时所用时间为:111==a v t s . 此时物体下滑的位移为:5212111==t a s m .接着物体下滑的速度大于传送带的速度,则物体该过程的加速度:2)cos (sin 2=-=θμθg a m/s 2,其运动的位移为:22221221t a vt s L s +=-=. 解得:12=t s ,故物体下滑的总时间为221=+=t t t s 。
点评: 本题的情景与一般的传送带运送物体有所不同,在一般情况下物体随传送带一起做匀速或加速运动,而此类题中由于摩擦力的突变使得物体随传送带的运动是“一波未平,一波又起”.因此,准确判断物体所受摩擦力的大小、方向及其导致的物体运动状态的变化是解决该类问题的关键,其中“速度相等”是这类题解答过程中的转折点,否则极易因运动性质的误判而导致错解.3.与抛体相联系的问题例6.如图8所示,AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h ,末端B 处的切线方向水平.一个质量为m 的小物体P 从轨道顶端A 处由静止释放,滑到B 端后飞出,落到地面上的C 点,轨迹如图中虚线BC 所示.已知它落地时相对于B 点的水平位移OC =l .现在轨道下方紧贴B 点安装一水平传送带,传送带的右端与B距离为l /2.当传送带静止时,让P 再次从A 点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C 点.当驱动轮转动带动传送带以速度v 匀速向右运动时(其它条件不变),P 的落点为D ,不计空气阻力.求:(1)P 与传送带之间的动摩擦因数μ. (2)O 、D 间距离s 随速度v 的变化函数关系式.解析:(1)没有传送带时,物体离开B 点作平抛运动,则:2021mv mgh =,t v l 0=,221gt h =,解得:gh v 20=,gh lt 2=.当B 点下方的传送带静止时,物体离开传送带右端做平抛运动,图8时间仍为t ,有t v l 12=,由以上各式得P 飞离传送带时的速度22201gh v v ==, 由动能定理,物体在传送带动滑动时,有:212021212mv mv l mg -=μ,解得lh 23=μ. (2)当传送带的速度v >221gh v =时,物体将会在传送带上作一段匀变速运动.若尚未到达传送带右端,速度即与传送带速度相同,此后物体将做匀速运动,而后以速度v 离开传送带.v 的最大值为物体在传送带动一直加速而达到的速度,设为v 2.则202221212mv mv l mg -=μ,把μ代入得gh v 272=,若2v v >,物体将以gh v 272=离开传送带,得O 、D 距离)71(2272+=+=l gh t l s ;当21v v v <<,即22gh <v <gh 27时,物体从传送带飞出的速度为v ,则)221(22ghv l vt l s +=+=. 故综上述分析s 随v 变化的函数关系式为: 当22gh v ≤时,l s =;当22gh <v <gh 27时,)221(2gh v l s +=;当gh v 27≥时,)71(2+=l s . 点评: 这是一道滑块平抛与传送带结合起来的综合题.求解本题的关键是分析清楚物体离开传送带的两个极值速度:在传送带上一直匀减速至右端的最小速度v 1及在传送带上一直匀加速至右端的最大速度v 2,以此把传送带速度v 划分为三段,才能正确得出s 随v 的函数关系式.二、传送带中的能量问题例7.如图10所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=300,皮带在电动机的带动下,始终保持v 0=2m/s 的速率运行,现把一质量为m =10kg 的工件(可看作质点)轻轻放在皮带的底端,经过时间1.9s ,工件被传送到h =1.5m 的高处,取g =10m/s 2,求:(1)工件与传送带间的动摩擦因数;(2)电动机由于传送工件多消耗的电能.解析:(1)由图可知,皮带长3sin ==θh s m .工件速度达v 0前,做匀加速运动的位移10112t v t v s ==,达v 0后做匀速运动的位移为图10)(101t t v s s -=-,解得加速运动的时间t 1=0.8s ,加速运动的位移s 1=0.8m .所以加速度5.210==t v a m/s 2,工件受支持力θcos mg N =,由牛顿第二定律有:ma mg N =-θμsin ,解得23=μ. (2)从能量守恒的观点,显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功发出的热量.在时间t 1内,皮带运动的位移6.110==t v s 皮m ,在时间t 1内,工件相对皮带的位移1s s s -=皮相=0.8m ,在时间t 1内,摩擦发热Q=相Ns μ=60J ;工件获得的动能202120==mv E k J ,工件增加的势能150==mgh E p J ,所以电动机多消耗的电能230=++=p k E E Q W J .点评:本题综合考查了动力学及能的转化和守恒定律的应用.第一问重点在对运动过程分析的基础上的公式应用,即工件先做匀加速运动然后做匀速运动.通过联立方程求出工件和传送带间的动摩擦因数.第二问是本题的闪光点.何谓多消耗的电能?本来皮带正常运输需要消耗电能,经过分析应明确现在由于工件的加入需要多消耗的电能体现在三个方面:工件动能的增加;工件势能的增加;工件和皮带间摩擦而产生的内能的增加;尤其是内能增加量应注意是用滑动摩擦力乘相对位移.例8.一传送带装置示意如图11所示,其中传送带经过AB 区域时是水平的,经过BC 区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD 区域时是倾斜的,AB 和CD 都与BC 相切.现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个在A 处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D 处,D 和A 的高度差为h .稳定工作时传送带速度不变,CD 段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L .每个箱子在A 处投放后,在到达B 之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC 段时的微小滑动).已知在一段相当长的时间T 内,共运送小货箱的数目为N .这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦.求电动机的平均输出功率P .解析: 从能量守恒的观点,显然电动机输出的功用于增加小货箱的动能、势能以及克服传送带与箱之间发生相对位移时摩擦力做功发出的热量.抓住了这一主体思路,可得:s f N mgh N mv N T P ∆⋅+⋅+⋅=221,式中T 为传送带运送N 个货箱的时间,v 为传送带的速度,f 为箱与传送带之间的摩擦力,s ∆为箱相对传送带的位移.从上式可以看出,只要求出v 及s f ∆,即可求出P .由题意易知,NL vT =,货箱先在摩擦力作用下做匀加速运动,经过一段时间后达图11到与传送带共同的速度.因货箱加速过程中的平均速度2/v v =,为传送带速度的一半,故其加速过程中的位移也为传送带位移的一半,所以货箱与传送带之间的相对位移等于货箱的位移,克服箱与带间相对位移摩擦力的功与摩擦力对货箱做的功相等,即221mv s f =∆,由上述三式可得 )(222gh TL N T Nm P +=. 点评: 能量的转化与守恒定律贯穿于中学物理的始末,是高考命题的“多发地”,倍受命题专家青睐,已成为高考的热点,更是学生学习的薄弱环节,正确的理解与灵活应用这一定律在解题中会起到“奇兵”的效果.三、传送带中的动量问题例9.如图12所示,水平传送带AB 长l =8.3m ,质量为M =1kg 的木块随传送带一起以v 1=2m/s ,的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.当木块运动到最左端A 点时,一颗质量为m =20g 的子弹以v 0=300m/s 水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u =50m/s ,以后每隔1s 就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g 取10m/s 2.求(1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A 点的最大距离?(2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中? 解析: (1)第一颗子弹射入木块过程中动量守恒:/110Mv mu Mv mv +=-,解得:3/1=v m/s ,木块向右做减速运动的加速度5/==m mg a μm/s 2,木块速度减小为零所用的时间为6.0/11='=a v t s <1s ,所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A 点最远时,速度为零,移动的距离为9.02/2/11==a v s m . (2)在第二颗子弹射中木块前,木块再向左做加速运动,时间为t 2=1s -0.6s=0.4s ,速度增大为222==at v m/s (恰与传送带同速),则向左移动的位移为4.021222==at s m .所以两颗子弹射中木块的时间间隔内,木块总位移为5.0210=-=s s s ,方向向右;第16颗子弹击中前,木块向右移动的位移为5.7150==s s m ,第16颗子弹击中后,木块将会再向右先移动0.9m ,总位移为0.9m+7.5m =8.4m >8.3m ,木块将从B 端落下,故木块在传送带上最多能被16颗子弹击中.例10.如图13所示,足够长的水平传送带始终以v =3 m/s 的速度沿逆时针方向运动,传送带上有一质量M =2 kg 的小木盒A ,A 与传送带之问的动摩擦因数3.0=μ,开始时,A 与传送带保持相对静止,3=∆t s 时,有两个光滑的、质量m =l kg 的小球B 自传送带的左端出发,以v 2=15 m/s图12的速度在传送带上向右运动.第1个球与木盒相遇后立即进入盒中并与盒保持相对静止,第2个球出发后历时311=∆t s 与木盒相遇,取g =10 m/s 2.求: (1)第1个球与木盒相遇后瞬问,两者共同运动的速度v t .(2)第1个球自出发到与木盒相遇所需的时间t 2.(3)在木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中木盒与传送带间因摩擦而产生的热量Q .解析:(1)第1个球与木盒碰撞饿过程中,由动量守恒定律有:10)(v M m Mv mv +=-,代入数据可解得:v 1=3m/s .(2)设第1个球进入木盒后两者与皮带有相对运动时的加速度大小为a ,由牛顿第二定律有: a M m g M m )()(+=+μ,代入数据可解得:a =3m/s 2.设第1个球进入木盒后与木盒一起向右减速运动的时间为t 1、位移为s 1,之后向左加速到与传送带速度相同所需的时间为t 2、位移为s 2,则有:111==a v t s ,5.12211==a v s m ,12==av t s ,5.1222==av s m .由s 1=s 2可知,木盒在t 1+t 2=2s 时间内的位移为零.设第1个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为s ,则有:00v s t =,在第2个球与木盒相遇的过程中有:)(021110t t t t t v t v s ---∆+∆+∆=,代入数据可解得:t 0=0.5s .(3)在木盒从与第1个球相遇至与第2个球相遇的这一过程中,设传送带的位移为s 3,木盒的位移为s 4,则:5.8)(013=-∆+∆=t t t v s m ,5.2)(02114=---∆+∆=t t t t t v s m ,此过程中木盒相对于传送带的位移643=-=∆s s s m ,故 54)(=∆⋅+=s g M m Q μJ .点评:碰撞、打击类问题是较为常见的物理模型,但把该类模型巧妙整合搬到皮带上进行,增加了趣味性,同时也增加了题目的难度.展示了较为复杂的多过程运动情景,涉及到了动量守恒定律、牛顿运动定律和运动学的基本规律的应用情况,解答此类问题的关键是要求学生分析物理过程,建立清晰的物理情景,并注意到过程之间的内在联系,弄清过程之间的重复性以及周期性.四、传送带中的图象问题例11.如图14所示,水平传送带的长度L =6m ,传送皮带轮的半径都为R =0.25m ,现有一小物体(可图14图13视为质点)以恒定的水平速度0v 滑上传送带,设皮带轮顺时针匀速转动,当转动角速度为ω时,物体离开B 端后在空中运动的水平距离为S ,若皮带轮以不同的角速度重复上述动作(保持滑上传送带的初速度0v 不变),可得到一些对应的ω和S 值,将这些对应值画在坐标上并连接起来,得到如图15中实线所示的S —ω图象.根据图中标出的数据(g 取10m/s 2).求:(1)滑上传送带时的初速度0v 以及物体和皮带间的动摩擦因数μ;(2)B 端距地面的高度h ;(3)若在B 端加一竖直挡板P ,皮带轮以角速度16='ωrad/s 顺时针匀速转动,物体与挡板连续两次碰撞的时间间隔t '为多少?(物体滑上A 端时速度仍为0v ,在和挡板碰撞中无机械能损失)解析:(1)由图象看出当41=≤ωωrad/s 时,物体在传送带上一直做加速度为g a μ=的减速运动,经过B 端时速度大小为111==R v ωm/s ,gL v v μ22120=-;当282=≥ωωrad/s 时,物体在传送带上一直做加速度也为g a μ=匀加速运动,经过B 端时速度大小为722==R v ωrad/s ,gL v v μ22022=-.由以上各式可解得 50=v m/s ,2.0=μ.(2)由图象看出水平速度为1m/s 时,水平距离为0.5m ,则下落时间5.0/==v s t s ,由221gt h =,解得 25.1=h m . (3)物体第一次和第二次与挡板P 碰撞前后的速度大小都等于4='R ωm/s ,碰后物体以加速度g a μ=向左匀减速至零再以同样的加速度加速返回,如此往复,故碰撞时间间隔4/2='='a R t ωs .点评 物理图象以其形象简洁的手法再现物体运动过程的全貌,倍受师生喜爱,成为解题过程中的一道亮丽的风景线,本题将匀变速运动模型和抛体模型通过图象语言展现出来,别开生面,其应用价值在于识图、用图能力的考查,将蕴含在图象中影响滑块运动性质的两个拐点速度v 1、v 2挖掘出来是解题的核心.五、传送带中的开放问题例12.如图16所示,长为L 的传送带AB 始终保持速度为v 0的水平向右的速度运动.今将一与皮带间动摩擦因数为μ的滑块轻放到A 端,求滑块由A 运动到B的时间 .解析:“轻放”的含意指初速为零,滑块所受滑动摩擦力方向向1/-⋅s rad ω S/m O 0.5 3.5 图15 A B 图16右,在此力作用下向右做匀加速运动,如果传送带够长,当滑块与传送带速度相等时,它们之间的滑动摩擦力消失,之后一起匀速运动,如果传送带较短,滑块可能由A 一直加速到B .滑块的加速度为g a μ=,设它能加速到为v 0时向前运动的距离为s 1,由1202as v =解得:gv s μ2201=. 若1s L ≤,即g v L μ220≤,滑块由A 一直加速到B ,由221AB at L =解得:gL t AB μ2=; 若1s L >,即g v L μ220>,滑块由A 加速到v 0用时gv a v t μ001==,前进的距离g v s μ2201=之后,在1s L -距离内以v 0速度匀速运动,所用时间为gv v L v s L t μ200012-=-=,故滑块由A 运动到B 的时间为:gv v L t AB μ200+=. 点评:本题属于典型的答案开放性试题,由于传送带的长短制约着滑块的运动性质而导致答案的不唯一.因此周密的运动过程分析和受力分析是物理解题永恒的主题,否则极易造成漏解或错解.。