山东省济宁市第一名校2023-2024学年高一(下)物理6月考试卷

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名称 山东省济宁市第一名校2023-2024学年高一(下)物理6月考试卷
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文件大小 1.6MB
资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2024-07-05 11:08:37

文档简介

山东省济宁市第一名校2023-2024学年高一(下)物理6月考试卷
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1.(2020高二上·广州月考)如图,有一带电荷量为+q的点电荷与表面均匀带电圆形绝缘介质薄板相距为2d,此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中a点处的电场强度为零,则图中b点处的电场强度大小是(  )
A.0 B. C. D.
【答案】D
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】+q在a处产生的场强大小为E=k ,方向水平向左.据题,a点处的电场强度为零,+q与带电薄板在a点产生的场强大小相等,方向相反,则带电薄板在a点产生的场强大小为E=k ,方向水平向右.根据对称性可知,带电薄板在b点产生的场强大小为E=k ,方向水平向左.+q在b处产生的场强大小为E=k ,方向水平向左,则b点处的电场强度大小是:Eb= .
故答案为:D.
【分析】本题考查电场的叠加,除了掌握点电荷场强公式E=k 之外,关键要抓住带电薄板产生的电场两边的对称性.
2.(2024高一下·济宁月考)如图所示是羽毛球被击出后在空中飞行的频闪照片,、、三点分别是羽毛球在上升、到达最高点和下落阶段的位置。羽毛球在飞行过程中会受到重力、与运动方向相反的空气阻力的作用,则关于羽毛球在点所受合外力方向和速度方向的示意图,下列选项中正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】羽毛球在飞行过程中会受到重力、空气阻力作用,重力方向竖直向下,空气阻力方向与运动方向相反,根据平行四边形定则,羽毛球在O点所受合外力方向如图A所示。
故答案为:A。
【分析】阻力总是阻碍物体的相对运动,根据羽毛球的运动方向确定其所受空气阻力的方向,再根据重力的方向结合平行四边形定则确定羽毛球所受合外力的方向。
3.(2024高一下·济宁月考)静电喷涂技术在现代工业部件的制造中被广泛应用。如图是对某一工件的静电喷漆过程示意图,喷枪连接涂料管道与高压直流电源的负极连接,图中虚线表示电场线。下列说法正确的是(  )
A.涂料颗粒带正电
B.工件附近的电场强度比喷枪嘴附近的电场强度大
C.涂料颗粒被吸附的过程中,加速度保持不变
D.涂料颗粒被吸附的过程中,电势能减小
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律;电场强度;电场线;电势能与电场力做功的关系
【解析】【解答】A、被喷涂的工件带正电,喷枪与高压直流电源的负极连接,从枪口喷出的涂料微粒带负电,被工件所吸引从而快速附着在工件表面。故A错误;
B、由图中电场线的疏密程度可知,工件附近的电场强度比喷枪嘴附近的电场强度小。故B错误;
C、由于工件与枪口间的电场是非匀强电场,所以涂料微粒运动过程中受到的电场力并非恒力,则根据牛顿第二定律可知,涂料微粒运动过程中的加速度不恒定。故C错误;
D、涂料微粒向工件运动过程中,电场力做正功,微粒的电势能逐渐减小。故D正确。
故答案为:D。
【分析】根据电源的正负极确定喷枪与工件电势的高低,继而确定电场线的方向,再根据涂料的运动方向确定涂料颗粒的电性。电场线越密集,电场强度越大,颗粒所受电场力越大,加速度越大。电场力做正功,电势能减小。
4.(2022高三上·浙江月考)地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的,它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的.已知木星的公转轨道半径约是地球公转轨道半径的5倍,木星半径约为地球半径的11倍,木星质量大于地球质量.某同学根据地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T,作出如图所示图象(已知万有引力常量为G,地球的半径为R).下列说法正确的是(  )
A.地球密度为
B.木星密度为
C.木星与地球的密度之比为
D.木星与地球的密度之比为
【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】由万有引力提供向心力有: ,解得 ,由图可以知道: ,所以天体的质量为: ;木星质量大于地球质量,地球质量为 ,木星质量为 ,地球密度为 ,木星密度为 ,木星与地球的密度之比为 。
故答案为:A.
【分析】太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力。数学运算得到图像中斜率的物理意义。利用球体体积公式求密度。
5.(2024高一下·济宁月考)在公路的拐弯处对汽车都有限速要求。某弯道处的设计限速是,汽车轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的倍。重力加速度取,若此处的路面是水平的,为保证汽车行驶安全,其弯道半径的最小值约为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】由题可知,静摩擦力为其圆周运动提供向心力,则有
解得
故答案为:B。
【分析】确定汽车转弯时做圆周运动向心力的来源,当向心力达到最大值时,速度达到设计速度时,弯道半径最小,再结合题意及牛顿第二定律进行分析解答。
6.(2024高一下·济宁月考)平行板电容器中存在如图所示的匀强电场,氕核和氘核从电容器左侧同一位置均以垂直于电场的方向进入极板,均能从极板右侧飞出。氕核入射的初速度为,沿电场方向的偏移距离为,氘核入射的初速度为,沿电场方向的偏移距离为,且,则二者进入电场时的初速度与之比为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】粒子在板间做类平抛运动,则
联立可得

故答案为:B。
【分析】粒子在两极板间做类平抛运动,根据题意确定粒子从极板右侧飞出时,粒子在水平方向运动的位移,再根据类平抛运动规律确定粒子的初速度与偏移量的关系,再结合题意确定初速度的大小关系。
7.(2024高一下·济宁月考)如图所示,在匀强电场中,有边长为的正六边形,其六个顶点均位于同一个圆上,正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行,点为该正六边形的中心,、、三点电势分别为、、,下列说法正确的是(  )
A.将电子由点移到点,电子的电势能增加了
B.电子在、两点电势能比较,在点电势能小于在点电势能
C.匀强电场的电场强度大小为,方向由指向
D.在正六边形外接圆的圆周上,电势最低点出现在点
【答案】A
【知识点】电势能与电场力做功的关系;电势;电势差;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A、根据电场力做功可知
说明将电子由B点移到A点电势能增加了3eV,故A正确;
B、由题可知,四边形ABOF为菱形,根据匀强电场电势特点可知
解得
同理
解得
而电子在A点的电势能
而电子在C点的电势能
A点电势能大于在C点电势能,故B错误;
C、由电场强度与电势差间的关系得
场强方向垂直于AO从B到F,如图所示
故C错误;
D、由上图可知,在正六边形ABCDEF外接圆周上,由电势沿电场线方向降低可知,电势最低点是N点,故D错误。
故答案为:A。
【分析】根据两点的电势确定两点之间的电势差,再根据电场力做功与电势能的关系确定粒子移动过程粒子电势能的变化情况。根据匀强电场电势与电势差的关系的确定各点的电势,再根据电势与电势能的关系确定粒子在各位置电势能的大小关系。根据电势差与场强的关系确定匀强电场场强的大小,沿电场线方向电势逐渐降低。
8.(2024高一下·济宁月考)某款电子秤的工作原理是靠改变内部电容器极板间距离来实现称重的,其原理图如图所示。其内部有平行板电容器,两极板之间用劲度系数为的绝缘轻弹簧相连,下极板固定在绝缘水平台面上,上极板接地,且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。已知上极板质量为,电容器充完电后与电源断开,极板间距为。不放重物时,两极板间电压为,轻轻放置重物并保持平衡时,电容器的电压为,不计极板间的相互作用力,重力加速度为,则所放重物的重力大小为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】设电容器带电量为Q,弹簧原长d0,则不放重物时
根据平衡条件有
放上重物m'后两极板距离为d',则
此时电容器有
解得

故答案为:A。
【分析】根据题意结合电容器的决定时确定施加重物前后两极板间的间距。施加重物前后上极板与重物构成整体均处于平衡状态,再根据平衡条件及胡克定律进行联立解答。
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9.(2024高一下·济宁月考)如图所示,长为的轻杆一端连着质量为的小球,另一端固定在水平转轴上,小球能在竖直面内做圆周运动,重力加速度为,不计一切摩擦,下列说法正确的是(  )
A.小球通过最高点时,轻杆中弹力最小可以为零
B.小球通过最高点时,轻杆中弹力最小不可以为零
C.小球恰好通过最高点的情况下,轻杆在最低点对小球的弹力为
D.小球恰好通过最高点的情况下,轻杆在最低点对小球的弹力为
【答案】A,C
【知识点】竖直平面的圆周运动;机械能守恒定律
【解析】【解答】AB、若小球通过最高点时,轻杆中弹力为零,则有
解得
可知,当小球最高点速度为上述值时,小球通过最高点时,轻杆中弹力最小为零,故A正确,B错误;
CD、由于是轻杆连接小球,当小球恰好通过最高点的情况下,小球在最高点的速度为零,在小球由最高点运动到最低点过程,根据动能定理有
在最低点对小球进行分析有
解得
故C正确,D错误。
故答案为:AC。
【分析】熟练掌握竖直平面内圆周运动“杆模型”和“绳模型”恰好能通过最高点的临界情况。杆连接模型,小球恰好通过最高点的临界情况为在最高点的速度为零,根据动能定理确定小球到达最低点的速度,再结合牛顿第二定律进行解答。
10.(2024高一下·济宁月考)年月日发生“木星冲日”现象,天文现象中的“木星冲日”是指木星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与木星之间,此时木星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。地球和木星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,地球一年绕太阳一周,木星年绕太阳一周。则(  )
A.木星的运行速度比地球的运行速度小
B.木星绕太阳的向心加速度比地球绕太阳的向心加速度大
C.木星冲日现象时间间隔约为年
D.下一次出现木星冲日现象是在年
【答案】A,D
【知识点】万有引力定律的应用;卫星问题
【解析】【解答】AB、根据
解得
,,
可知木星的轨道半径比地球的大,运行速度比地球的运行速度小,向心加速度比地球绕太阳的向心加速度小。故A正确,B错误;
CD、下一次木星冲日时有
其中

联立,解得
(年)
则下一次出现木星冲日现象是在2024年。故C错误,D正确。
故答案为:AD。
【分析】地球和木星绕太阳做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,根据万有引力定律结合牛顿第二定律确定地球和木星做匀速圆周运动各参数之间的关系。熟练掌握天体追及及相遇问题的分析与应用。
11.(2024高一下·济宁月考)在杭州亚运会蹦床比赛中,中国蹦床名将宋雪莹夺得女子个人冠军,实现奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会“大满贯”。比赛中该运动员由最高点自由下落,从开始下落到最低点的过程中,位移时间图像如图所示,其中为运动员触网的时刻,为运动员运动到最低点的时刻。蹦床弹簧形变在弹性限度内,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.时间内运动员的动能一直在减小
B.时间内运动员的机械能一直在减小
C.时间内,运动员做加速度先减小后增大的减速运动
D.图中段曲线为抛物线的一部分
【答案】B,D
【知识点】功能关系;运动学 S-t 图象;自由落体运动;牛顿运动定律的综合应用
【解析】 【解答】AC、运动员接触蹦床后最初一段时间,重力大于弹力,且弹力随位移增加而增大,由
可知运动员做加速度减小的加速运动,二力平衡时,速度达到最大,之后重力将小于弹力,有
可知运动员做加速度增大的减速运动。由此可知,t1~t2时间内运动员的动能先增大再减小。故AC错误;
B、运动员与蹦床组成的系统机械能守恒,t1~t2时间内蹦床对运动员做负功,运动员的机械能减小。故B正确;
D、OA段物体做自由落体运动,曲线为抛物线的一部分。故D正确。
故答案为:BD。
【分析】触网前运动员在空中做自由落体运,触网后运动员受到重力及蹦床的弹力,蹦床形变量越大,蹦床的弹力越大,当弹力与重力相等时,运动员的速度达到最大,到达最低点时,运动员的速度为零。根据弹力对运动员做功的情况判断触网后运动员机械能的变化情况。自由落体运动物体的位移-时间关系图是抛物线。
12.(2024高一下·济宁月考)如图所示,竖直平面内有一半径为的圆形光滑绝缘轨道,轨道的最高点为,最低点为,轨道所在空间存在匀强电场,电场强度大小为,电场强度的方向与水平面夹角为度,轨道内有一质量为、电荷量为的带正电小球,给小球一个沿轨道切线的初速度,使小球恰能沿轨道做完整的圆周运动,重力加速度为,忽略一切阻力,则小球在运动过程中
A.在点的速率最小 B.最大速率为
C.对轨道的压力最大为 D.电势能最小时,动能最大
【答案】B,C
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A、小球在运动过程中受到的重力和电场力恒定不变,由平行四边形定则可知它们的合力方向指向右下方,大小为
如图所示
根据“等效场”的原理,小球通过P点的速率最小,故A 错误;
B、通过“等效最高点”P点时,有
解得
从P点到Q点,由动能定理得
解得
故B正确;
C、在Q点时,有
解得
由牛顿第三定律可知对轨道的压力最大为
故C正确;
D、速度最大时,动能最大,对应“等效最低点”Q点,此时小球具有的电势能并不是最小,故D错误。
故答案为:BC。
【分析】小球在电场及重力场构成的组合场中运动,即为“等效重力场”模型。根据重力与电场力合力的方向确定“等效重力场”的等效最高点和等效最低点,小球恰好能做完整的圆周运动,则小球在“等效最高点”恰好由重力和电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律确定小球在等效最高点的速度,再根据动能定理确定小球在等效最低点的速度,此时小球的速度最大,对轨道的压力最大。根据电场力做功与电势能的关系确定电势能最小的位置。
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
13.(2024高一下·济宁月考)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计。轮与轴之间的摩擦忽略不计。
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
用天平分别测出物块、的质量和的质量含遮光片;
将重物、用轻绳按图甲示连接,跨放在轻质定滑轮上,一个同学用手托住重物,另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离,之后释放重物使其由静止开始下落。已知遮光片的宽度,测得遮光片经过光电门的时间为,则重物速度的大小为   ,重物速度的大小为   。
(2)要验证系统重物、的机械能守恒,应满足的关系式为   用质量、,重力加速度为,遮光片经过光电门的时间为,遮光片的宽度和距离表示。
【答案】(1);
(2)
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)由光电门测速原理,A通过光电门的速率为
则B的速率为
(2)如果系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为
整理得
【分析】根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度确定A经过光电门的速度,再根据动滑轮的特点确定B的速度及A、B运动的位移关系,再根据机械能守恒的条件确定需满足的关系式。
14.(2024高一下·济宁月考)某实验小组利用如图甲所示的电路来探究某电容器的充、放电规律。
(1)开关接,电源给电容器充电,观察到电流表指针偏转情况为(  )
A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变
B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到
C.迅速偏转到某一刻度后保持不变
D.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到
(2)将开关接,电容器放电,在放电过程中电流大小为,电容器所带电荷量为,电容器两极板电势差为,电容器的电容为。下面关于、、、随时间的变化的图像,正确的是(  )
A. B.
C. D.
(3)图丙为电容器放电时的图像。已知电容器放电之前的电压为,图线与坐标轴围成的面积可以用所围小方格的总面积近似代替。数出小方格数为,据此则可求得电容器电荷量值为   ,该电容器的实测电容值为   。结果均保留位有效数字
【答案】(1)D
(2)B
(3);
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】(1)开关S接1,电源给电容器充电,电路瞬间有了充电电流,随着电容器所带电荷量逐渐增大,电容器两极板间的电压逐渐增大,充电电流逐渐减小,所以此过程中观察到的电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0。
故答案为:D。
(2)ABC、放电过程中,电容器所带电荷量逐渐减小,根据电容的定义式
可知电容器极板间电压逐渐减小,则放电电流逐渐减小,根据电流的定义式
可知Q-t图像的斜率绝对值逐渐减小。故AC错误,B正确;
D、电容器的电容在充放电过程中是不变的,电容只跟电容器的构造有关。故D错误。
故答案为:B。
(3)由
可知,电荷量为曲线与坐标轴所围成的面积

解得
【分析】给电容器充电时,闭合开关瞬间回路中的电流最大,随后电容器两极板的电荷量逐渐增大,回路中的电路逐渐减小直至为零。放电过程中,电容器所带电荷量逐渐减小,极板间电压逐渐减小,放电电流逐渐减小。Q-t图像的斜率表示电流。电容只跟电容器的构造有关。I-t图像与坐标轴围成的面积表示电荷量,再结合电容的定义式进行数据处理。
四、计算题:本大题共4小题,共46分。
15.(2024高一下·济宁月考)如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为的某块尘土无初速下落,经过时间落在地面上。已知引力常量为,火星可视为半径为、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
【答案】(1)尘土做自由落体运动有
在火星表面
联立解得
(2)解:在火星表面有 或
解得火星的第一宇宙速度大小
【知识点】自由落体运动;万有引力定律的应用;第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【分析】(1)尘土在火星时做自由落体运动,根据自由落体运动规律确定火星表面的重力加速度,星球表面的物体所受重力等于其所受万有引力,再结合万有引力定律及牛顿第二定律进行解答;
(2)根据第一宇宙速度的的定义结合万有引力定律及牛顿第二定律进行解答。
16.(2024高一下·济宁月考)图甲所示,一质量为的物块放在水平地面上,在外力的作用下从静止开始运动,地面对物块的摩擦力恒定,外力的功率与运动时间的关系图像如图乙所示。已知从时刻以后物块以恒定的速度做匀速运动,重力加速度取,求:
(1)地面对物块的摩擦力大小;
(2)到时间内物块的平均速度大小保留一位有效数字。
【答案】(1)从 时刻以后物块做匀速运动
解得
(2)解:到 时间内,设物块的位移为 ,由动能定理
解得
【知识点】功率及其计算;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)1.6s后物体以最大速度做匀速运动,此时物体所受外力与摩擦力大相等,根据图乙确定此时外力的功率,再结合功率公式进行解答;
(2)确定0-1.6s内物体的受力情况及各力做功情况,再根据功与功率的关系结合动能定理确定0-1.6s内物体运动的位移,再结合平均速度的定义进行解答。
17.(2024高一下·济宁月考)如图所示,在坐标平面的第一象限内分布着沿轴负向的匀强电场,轴上点的坐标为,轴上点的坐标为。质量为、电荷量为的带正电粒子以沿轴正向的速度从点射入电场,恰好能从点射出。求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)粒子到达点时的速度;
(3)若该粒子在轴上的不同位置,沿轴正向以不同大小的初速度射入电场,且均能从点射出,求满足条件的初速度的大小与入射位置的关系。
【答案】(1)粒子在电场中做类平抛运动,则
解得
(2)到达点的竖直速度
到达点的速度
(3)解:水平方向
竖直方向
整理可得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,根据题意确定粒子在x轴方向和y轴方向运动的位移,再结合牛顿第二定律及类平抛运动规律进行解答;
(2)根据类平抛运动规律确定粒子到达Q点时沿y轴方向的速度,再根据运动的合成确定粒子到达Q点的速度大小和方向;
(3)不同位置进入的粒子仍在电场中做类平抛运动,粒子均能从Q点射出,则沿x轴方向的位移仍等于L,竖直方向的位移则等于粒子射入点的纵坐标值,再结合牛顿第二定律及类平抛运动规律进行解答。
18.(2024高一下·济宁月考)如图所示,在竖直面内,从距水平地面的高度处的点以水平速度未知抛出质量的小物块可视为质点,当物块运动至点时,恰好沿切线方向进入半径、圆心角的固定光滑圆弧轨道,轨道最低点与水平传送带最左端紧接,传送带右端与一平台紧接,圆弧轨道底端、传送带上表面及平台位于同一水平面,传送带长为,以的恒定速度沿顺时针匀速转动,物块与传送带间的动摩擦因数为。一轻弹簧放在平台上,弹簧右端固定在竖直墙上,弹簧处于原长,左端与平台上点对齐,长为,且物块与平台间的动摩擦因数为未知,平台点右侧光滑,重力加速度为。求:
(1)水平速度的大小;
(2)求小物块运动到圆弧轨道最底端时对轨道的压力大小;
(3)若小物块第一次压缩弹簧,弹簧获得的最大弹性势能是,求;
(4)在第问的条件下,从小物块第一次向右滑上传送带到恰好第二次开始向右运动这一过程,小物块与传送带及平台间因摩擦而产生的热量是多少?
【答案】(1)设 点与 点的竖直高度差为 ,有
解得
点的竖直速度为 ,由
解得
物块经过 点时有
代入解得
(2)物块运动到点时速度为
从点运动到圆弧轨道最底点的过程中,根据机械能守恒有
解得
在圆弧轨道最底端时
求得
根据牛顿第三定律可知,在圆弧轨道最底端时物块对轨道的压力大小为 。
(3)设物块从 点离开圆弧在传送带上减速到共速 ,位移为 ,有
得到
故先减速到共速,再匀速到 点, 点的速度为
从 到弹性势能最大,由能量守恒定律得
解得
(4)解:设小物块从 点向右运动到压缩弹簧最短再次回到 点速度为 ,由动能定理有
解得
此过程摩擦生热为
在传送带上由 到 过程中至共速 ,时间为 ,有
解得
皮带位移为
此过程摩擦生热为
返回到传送带上由 向 运动过程中速度减速到零时间为 ,有
小物块位移为 ,皮带位移为 ,有
所以小物块 与传送带及平台间因摩擦而产生的热量 为
【知识点】能量守恒定律;牛顿第二定律;牛顿运动定律的应用—传送带模型;平抛运动;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)物体在AB之间做平抛运动,且物体在B点的速度恰好沿B点切线方向,根据几何关系确定AB的高度差,再结合平抛运动规律及运动的合成与分解确定物块做平抛运动的初速度;
(2)根据运动的合成确定物块到达B点的速度,明确物块从B运动到B点的过程,物块的受力情况及各力的做功情况,再结合动能定理确定物块在C点的速度,明确物块在C点做曲线运动向心力的来源,再结合牛顿定律进行解答;
(3)由于不确定物体离开传送带前是否已于传送带共速,故需根据假设法,利用动能定理判断物体与传送带共速时,物体是否已离开传送带,继而确定物体离开传送带的速度。物体离开传送带至压缩弹簧至最短的过程中,明确物体所受各力的做功情况,再结合能量守恒定律进行解答;
(4)结合(3)中结论,根据动能定理确定物块从C点再回到D点的速度大小。物块再次滑上传送带后,在传送带上做减速运动,减速到零后,再向右做加速运动。根据运动学规律确定物体在传送带上向左减速至零的过程,物体及传送带运动的位移及两者之间的相对位移,明确物体从第一次向右滑上传送带到恰好第二次开始向右运动这一过程,因摩擦力产生热量的阶段,再对各阶段运用功能关系进行解答。
1 / 1山东省济宁市第一名校2023-2024学年高一(下)物理6月考试卷
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1.(2020高二上·广州月考)如图,有一带电荷量为+q的点电荷与表面均匀带电圆形绝缘介质薄板相距为2d,此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中a点处的电场强度为零,则图中b点处的电场强度大小是(  )
A.0 B. C. D.
2.(2024高一下·济宁月考)如图所示是羽毛球被击出后在空中飞行的频闪照片,、、三点分别是羽毛球在上升、到达最高点和下落阶段的位置。羽毛球在飞行过程中会受到重力、与运动方向相反的空气阻力的作用,则关于羽毛球在点所受合外力方向和速度方向的示意图,下列选项中正确的是(  )
A. B.
C. D.
3.(2024高一下·济宁月考)静电喷涂技术在现代工业部件的制造中被广泛应用。如图是对某一工件的静电喷漆过程示意图,喷枪连接涂料管道与高压直流电源的负极连接,图中虚线表示电场线。下列说法正确的是(  )
A.涂料颗粒带正电
B.工件附近的电场强度比喷枪嘴附近的电场强度大
C.涂料颗粒被吸附的过程中,加速度保持不变
D.涂料颗粒被吸附的过程中,电势能减小
4.(2022高三上·浙江月考)地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的,它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的.已知木星的公转轨道半径约是地球公转轨道半径的5倍,木星半径约为地球半径的11倍,木星质量大于地球质量.某同学根据地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T,作出如图所示图象(已知万有引力常量为G,地球的半径为R).下列说法正确的是(  )
A.地球密度为
B.木星密度为
C.木星与地球的密度之比为
D.木星与地球的密度之比为
5.(2024高一下·济宁月考)在公路的拐弯处对汽车都有限速要求。某弯道处的设计限速是,汽车轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的倍。重力加速度取,若此处的路面是水平的,为保证汽车行驶安全,其弯道半径的最小值约为(  )
A. B. C. D.
6.(2024高一下·济宁月考)平行板电容器中存在如图所示的匀强电场,氕核和氘核从电容器左侧同一位置均以垂直于电场的方向进入极板,均能从极板右侧飞出。氕核入射的初速度为,沿电场方向的偏移距离为,氘核入射的初速度为,沿电场方向的偏移距离为,且,则二者进入电场时的初速度与之比为(  )
A. B. C. D.
7.(2024高一下·济宁月考)如图所示,在匀强电场中,有边长为的正六边形,其六个顶点均位于同一个圆上,正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行,点为该正六边形的中心,、、三点电势分别为、、,下列说法正确的是(  )
A.将电子由点移到点,电子的电势能增加了
B.电子在、两点电势能比较,在点电势能小于在点电势能
C.匀强电场的电场强度大小为,方向由指向
D.在正六边形外接圆的圆周上,电势最低点出现在点
8.(2024高一下·济宁月考)某款电子秤的工作原理是靠改变内部电容器极板间距离来实现称重的,其原理图如图所示。其内部有平行板电容器,两极板之间用劲度系数为的绝缘轻弹簧相连,下极板固定在绝缘水平台面上,上极板接地,且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。已知上极板质量为,电容器充完电后与电源断开,极板间距为。不放重物时,两极板间电压为,轻轻放置重物并保持平衡时,电容器的电压为,不计极板间的相互作用力,重力加速度为,则所放重物的重力大小为(  )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9.(2024高一下·济宁月考)如图所示,长为的轻杆一端连着质量为的小球,另一端固定在水平转轴上,小球能在竖直面内做圆周运动,重力加速度为,不计一切摩擦,下列说法正确的是(  )
A.小球通过最高点时,轻杆中弹力最小可以为零
B.小球通过最高点时,轻杆中弹力最小不可以为零
C.小球恰好通过最高点的情况下,轻杆在最低点对小球的弹力为
D.小球恰好通过最高点的情况下,轻杆在最低点对小球的弹力为
10.(2024高一下·济宁月考)年月日发生“木星冲日”现象,天文现象中的“木星冲日”是指木星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与木星之间,此时木星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。地球和木星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,地球一年绕太阳一周,木星年绕太阳一周。则(  )
A.木星的运行速度比地球的运行速度小
B.木星绕太阳的向心加速度比地球绕太阳的向心加速度大
C.木星冲日现象时间间隔约为年
D.下一次出现木星冲日现象是在年
11.(2024高一下·济宁月考)在杭州亚运会蹦床比赛中,中国蹦床名将宋雪莹夺得女子个人冠军,实现奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会“大满贯”。比赛中该运动员由最高点自由下落,从开始下落到最低点的过程中,位移时间图像如图所示,其中为运动员触网的时刻,为运动员运动到最低点的时刻。蹦床弹簧形变在弹性限度内,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.时间内运动员的动能一直在减小
B.时间内运动员的机械能一直在减小
C.时间内,运动员做加速度先减小后增大的减速运动
D.图中段曲线为抛物线的一部分
12.(2024高一下·济宁月考)如图所示,竖直平面内有一半径为的圆形光滑绝缘轨道,轨道的最高点为,最低点为,轨道所在空间存在匀强电场,电场强度大小为,电场强度的方向与水平面夹角为度,轨道内有一质量为、电荷量为的带正电小球,给小球一个沿轨道切线的初速度,使小球恰能沿轨道做完整的圆周运动,重力加速度为,忽略一切阻力,则小球在运动过程中
A.在点的速率最小 B.最大速率为
C.对轨道的压力最大为 D.电势能最小时,动能最大
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
13.(2024高一下·济宁月考)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计。轮与轴之间的摩擦忽略不计。
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
用天平分别测出物块、的质量和的质量含遮光片;
将重物、用轻绳按图甲示连接,跨放在轻质定滑轮上,一个同学用手托住重物,另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离,之后释放重物使其由静止开始下落。已知遮光片的宽度,测得遮光片经过光电门的时间为,则重物速度的大小为   ,重物速度的大小为   。
(2)要验证系统重物、的机械能守恒,应满足的关系式为   用质量、,重力加速度为,遮光片经过光电门的时间为,遮光片的宽度和距离表示。
14.(2024高一下·济宁月考)某实验小组利用如图甲所示的电路来探究某电容器的充、放电规律。
(1)开关接,电源给电容器充电,观察到电流表指针偏转情况为(  )
A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变
B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到
C.迅速偏转到某一刻度后保持不变
D.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到
(2)将开关接,电容器放电,在放电过程中电流大小为,电容器所带电荷量为,电容器两极板电势差为,电容器的电容为。下面关于、、、随时间的变化的图像,正确的是(  )
A. B.
C. D.
(3)图丙为电容器放电时的图像。已知电容器放电之前的电压为,图线与坐标轴围成的面积可以用所围小方格的总面积近似代替。数出小方格数为,据此则可求得电容器电荷量值为   ,该电容器的实测电容值为   。结果均保留位有效数字
四、计算题:本大题共4小题,共46分。
15.(2024高一下·济宁月考)如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为的某块尘土无初速下落,经过时间落在地面上。已知引力常量为,火星可视为半径为、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
16.(2024高一下·济宁月考)图甲所示,一质量为的物块放在水平地面上,在外力的作用下从静止开始运动,地面对物块的摩擦力恒定,外力的功率与运动时间的关系图像如图乙所示。已知从时刻以后物块以恒定的速度做匀速运动,重力加速度取,求:
(1)地面对物块的摩擦力大小;
(2)到时间内物块的平均速度大小保留一位有效数字。
17.(2024高一下·济宁月考)如图所示,在坐标平面的第一象限内分布着沿轴负向的匀强电场,轴上点的坐标为,轴上点的坐标为。质量为、电荷量为的带正电粒子以沿轴正向的速度从点射入电场,恰好能从点射出。求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)粒子到达点时的速度;
(3)若该粒子在轴上的不同位置,沿轴正向以不同大小的初速度射入电场,且均能从点射出,求满足条件的初速度的大小与入射位置的关系。
18.(2024高一下·济宁月考)如图所示,在竖直面内,从距水平地面的高度处的点以水平速度未知抛出质量的小物块可视为质点,当物块运动至点时,恰好沿切线方向进入半径、圆心角的固定光滑圆弧轨道,轨道最低点与水平传送带最左端紧接,传送带右端与一平台紧接,圆弧轨道底端、传送带上表面及平台位于同一水平面,传送带长为,以的恒定速度沿顺时针匀速转动,物块与传送带间的动摩擦因数为。一轻弹簧放在平台上,弹簧右端固定在竖直墙上,弹簧处于原长,左端与平台上点对齐,长为,且物块与平台间的动摩擦因数为未知,平台点右侧光滑,重力加速度为。求:
(1)水平速度的大小;
(2)求小物块运动到圆弧轨道最底端时对轨道的压力大小;
(3)若小物块第一次压缩弹簧,弹簧获得的最大弹性势能是,求;
(4)在第问的条件下,从小物块第一次向右滑上传送带到恰好第二次开始向右运动这一过程,小物块与传送带及平台间因摩擦而产生的热量是多少?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】+q在a处产生的场强大小为E=k ,方向水平向左.据题,a点处的电场强度为零,+q与带电薄板在a点产生的场强大小相等,方向相反,则带电薄板在a点产生的场强大小为E=k ,方向水平向右.根据对称性可知,带电薄板在b点产生的场强大小为E=k ,方向水平向左.+q在b处产生的场强大小为E=k ,方向水平向左,则b点处的电场强度大小是:Eb= .
故答案为:D.
【分析】本题考查电场的叠加,除了掌握点电荷场强公式E=k 之外,关键要抓住带电薄板产生的电场两边的对称性.
2.【答案】A
【知识点】力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】羽毛球在飞行过程中会受到重力、空气阻力作用,重力方向竖直向下,空气阻力方向与运动方向相反,根据平行四边形定则,羽毛球在O点所受合外力方向如图A所示。
故答案为:A。
【分析】阻力总是阻碍物体的相对运动,根据羽毛球的运动方向确定其所受空气阻力的方向,再根据重力的方向结合平行四边形定则确定羽毛球所受合外力的方向。
3.【答案】D
【知识点】牛顿第二定律;电场强度;电场线;电势能与电场力做功的关系
【解析】【解答】A、被喷涂的工件带正电,喷枪与高压直流电源的负极连接,从枪口喷出的涂料微粒带负电,被工件所吸引从而快速附着在工件表面。故A错误;
B、由图中电场线的疏密程度可知,工件附近的电场强度比喷枪嘴附近的电场强度小。故B错误;
C、由于工件与枪口间的电场是非匀强电场,所以涂料微粒运动过程中受到的电场力并非恒力,则根据牛顿第二定律可知,涂料微粒运动过程中的加速度不恒定。故C错误;
D、涂料微粒向工件运动过程中,电场力做正功,微粒的电势能逐渐减小。故D正确。
故答案为:D。
【分析】根据电源的正负极确定喷枪与工件电势的高低,继而确定电场线的方向,再根据涂料的运动方向确定涂料颗粒的电性。电场线越密集,电场强度越大,颗粒所受电场力越大,加速度越大。电场力做正功,电势能减小。
4.【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】由万有引力提供向心力有: ,解得 ,由图可以知道: ,所以天体的质量为: ;木星质量大于地球质量,地球质量为 ,木星质量为 ,地球密度为 ,木星密度为 ,木星与地球的密度之比为 。
故答案为:A.
【分析】太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力。数学运算得到图像中斜率的物理意义。利用球体体积公式求密度。
5.【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】由题可知,静摩擦力为其圆周运动提供向心力,则有
解得
故答案为:B。
【分析】确定汽车转弯时做圆周运动向心力的来源,当向心力达到最大值时,速度达到设计速度时,弯道半径最小,再结合题意及牛顿第二定律进行分析解答。
6.【答案】B
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】粒子在板间做类平抛运动,则
联立可得

故答案为:B。
【分析】粒子在两极板间做类平抛运动,根据题意确定粒子从极板右侧飞出时,粒子在水平方向运动的位移,再根据类平抛运动规律确定粒子的初速度与偏移量的关系,再结合题意确定初速度的大小关系。
7.【答案】A
【知识点】电势能与电场力做功的关系;电势;电势差;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A、根据电场力做功可知
说明将电子由B点移到A点电势能增加了3eV,故A正确;
B、由题可知,四边形ABOF为菱形,根据匀强电场电势特点可知
解得
同理
解得
而电子在A点的电势能
而电子在C点的电势能
A点电势能大于在C点电势能,故B错误;
C、由电场强度与电势差间的关系得
场强方向垂直于AO从B到F,如图所示
故C错误;
D、由上图可知,在正六边形ABCDEF外接圆周上,由电势沿电场线方向降低可知,电势最低点是N点,故D错误。
故答案为:A。
【分析】根据两点的电势确定两点之间的电势差,再根据电场力做功与电势能的关系确定粒子移动过程粒子电势能的变化情况。根据匀强电场电势与电势差的关系的确定各点的电势,再根据电势与电势能的关系确定粒子在各位置电势能的大小关系。根据电势差与场强的关系确定匀强电场场强的大小,沿电场线方向电势逐渐降低。
8.【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】设电容器带电量为Q,弹簧原长d0,则不放重物时
根据平衡条件有
放上重物m'后两极板距离为d',则
此时电容器有
解得

故答案为:A。
【分析】根据题意结合电容器的决定时确定施加重物前后两极板间的间距。施加重物前后上极板与重物构成整体均处于平衡状态,再根据平衡条件及胡克定律进行联立解答。
9.【答案】A,C
【知识点】竖直平面的圆周运动;机械能守恒定律
【解析】【解答】AB、若小球通过最高点时,轻杆中弹力为零,则有
解得
可知,当小球最高点速度为上述值时,小球通过最高点时,轻杆中弹力最小为零,故A正确,B错误;
CD、由于是轻杆连接小球,当小球恰好通过最高点的情况下,小球在最高点的速度为零,在小球由最高点运动到最低点过程,根据动能定理有
在最低点对小球进行分析有
解得
故C正确,D错误。
故答案为:AC。
【分析】熟练掌握竖直平面内圆周运动“杆模型”和“绳模型”恰好能通过最高点的临界情况。杆连接模型,小球恰好通过最高点的临界情况为在最高点的速度为零,根据动能定理确定小球到达最低点的速度,再结合牛顿第二定律进行解答。
10.【答案】A,D
【知识点】万有引力定律的应用;卫星问题
【解析】【解答】AB、根据
解得
,,
可知木星的轨道半径比地球的大,运行速度比地球的运行速度小,向心加速度比地球绕太阳的向心加速度小。故A正确,B错误;
CD、下一次木星冲日时有
其中

联立,解得
(年)
则下一次出现木星冲日现象是在2024年。故C错误,D正确。
故答案为:AD。
【分析】地球和木星绕太阳做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,根据万有引力定律结合牛顿第二定律确定地球和木星做匀速圆周运动各参数之间的关系。熟练掌握天体追及及相遇问题的分析与应用。
11.【答案】B,D
【知识点】功能关系;运动学 S-t 图象;自由落体运动;牛顿运动定律的综合应用
【解析】 【解答】AC、运动员接触蹦床后最初一段时间,重力大于弹力,且弹力随位移增加而增大,由
可知运动员做加速度减小的加速运动,二力平衡时,速度达到最大,之后重力将小于弹力,有
可知运动员做加速度增大的减速运动。由此可知,t1~t2时间内运动员的动能先增大再减小。故AC错误;
B、运动员与蹦床组成的系统机械能守恒,t1~t2时间内蹦床对运动员做负功,运动员的机械能减小。故B正确;
D、OA段物体做自由落体运动,曲线为抛物线的一部分。故D正确。
故答案为:BD。
【分析】触网前运动员在空中做自由落体运,触网后运动员受到重力及蹦床的弹力,蹦床形变量越大,蹦床的弹力越大,当弹力与重力相等时,运动员的速度达到最大,到达最低点时,运动员的速度为零。根据弹力对运动员做功的情况判断触网后运动员机械能的变化情况。自由落体运动物体的位移-时间关系图是抛物线。
12.【答案】B,C
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A、小球在运动过程中受到的重力和电场力恒定不变,由平行四边形定则可知它们的合力方向指向右下方,大小为
如图所示
根据“等效场”的原理,小球通过P点的速率最小,故A 错误;
B、通过“等效最高点”P点时,有
解得
从P点到Q点,由动能定理得
解得
故B正确;
C、在Q点时,有
解得
由牛顿第三定律可知对轨道的压力最大为
故C正确;
D、速度最大时,动能最大,对应“等效最低点”Q点,此时小球具有的电势能并不是最小,故D错误。
故答案为:BC。
【分析】小球在电场及重力场构成的组合场中运动,即为“等效重力场”模型。根据重力与电场力合力的方向确定“等效重力场”的等效最高点和等效最低点,小球恰好能做完整的圆周运动,则小球在“等效最高点”恰好由重力和电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律确定小球在等效最高点的速度,再根据动能定理确定小球在等效最低点的速度,此时小球的速度最大,对轨道的压力最大。根据电场力做功与电势能的关系确定电势能最小的位置。
13.【答案】(1);
(2)
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)由光电门测速原理,A通过光电门的速率为
则B的速率为
(2)如果系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为
整理得
【分析】根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度确定A经过光电门的速度,再根据动滑轮的特点确定B的速度及A、B运动的位移关系,再根据机械能守恒的条件确定需满足的关系式。
14.【答案】(1)D
(2)B
(3);
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】(1)开关S接1,电源给电容器充电,电路瞬间有了充电电流,随着电容器所带电荷量逐渐增大,电容器两极板间的电压逐渐增大,充电电流逐渐减小,所以此过程中观察到的电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0。
故答案为:D。
(2)ABC、放电过程中,电容器所带电荷量逐渐减小,根据电容的定义式
可知电容器极板间电压逐渐减小,则放电电流逐渐减小,根据电流的定义式
可知Q-t图像的斜率绝对值逐渐减小。故AC错误,B正确;
D、电容器的电容在充放电过程中是不变的,电容只跟电容器的构造有关。故D错误。
故答案为:B。
(3)由
可知,电荷量为曲线与坐标轴所围成的面积

解得
【分析】给电容器充电时,闭合开关瞬间回路中的电流最大,随后电容器两极板的电荷量逐渐增大,回路中的电路逐渐减小直至为零。放电过程中,电容器所带电荷量逐渐减小,极板间电压逐渐减小,放电电流逐渐减小。Q-t图像的斜率表示电流。电容只跟电容器的构造有关。I-t图像与坐标轴围成的面积表示电荷量,再结合电容的定义式进行数据处理。
15.【答案】(1)尘土做自由落体运动有
在火星表面
联立解得
(2)解:在火星表面有 或
解得火星的第一宇宙速度大小
【知识点】自由落体运动;万有引力定律的应用;第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【分析】(1)尘土在火星时做自由落体运动,根据自由落体运动规律确定火星表面的重力加速度,星球表面的物体所受重力等于其所受万有引力,再结合万有引力定律及牛顿第二定律进行解答;
(2)根据第一宇宙速度的的定义结合万有引力定律及牛顿第二定律进行解答。
16.【答案】(1)从 时刻以后物块做匀速运动
解得
(2)解:到 时间内,设物块的位移为 ,由动能定理
解得
【知识点】功率及其计算;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)1.6s后物体以最大速度做匀速运动,此时物体所受外力与摩擦力大相等,根据图乙确定此时外力的功率,再结合功率公式进行解答;
(2)确定0-1.6s内物体的受力情况及各力做功情况,再根据功与功率的关系结合动能定理确定0-1.6s内物体运动的位移,再结合平均速度的定义进行解答。
17.【答案】(1)粒子在电场中做类平抛运动,则
解得
(2)到达点的竖直速度
到达点的速度
(3)解:水平方向
竖直方向
整理可得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,根据题意确定粒子在x轴方向和y轴方向运动的位移,再结合牛顿第二定律及类平抛运动规律进行解答;
(2)根据类平抛运动规律确定粒子到达Q点时沿y轴方向的速度,再根据运动的合成确定粒子到达Q点的速度大小和方向;
(3)不同位置进入的粒子仍在电场中做类平抛运动,粒子均能从Q点射出,则沿x轴方向的位移仍等于L,竖直方向的位移则等于粒子射入点的纵坐标值,再结合牛顿第二定律及类平抛运动规律进行解答。
18.【答案】(1)设 点与 点的竖直高度差为 ,有
解得
点的竖直速度为 ,由
解得
物块经过 点时有
代入解得
(2)物块运动到点时速度为
从点运动到圆弧轨道最底点的过程中,根据机械能守恒有
解得
在圆弧轨道最底端时
求得
根据牛顿第三定律可知,在圆弧轨道最底端时物块对轨道的压力大小为 。
(3)设物块从 点离开圆弧在传送带上减速到共速 ,位移为 ,有
得到
故先减速到共速,再匀速到 点, 点的速度为
从 到弹性势能最大,由能量守恒定律得
解得
(4)解:设小物块从 点向右运动到压缩弹簧最短再次回到 点速度为 ,由动能定理有
解得
此过程摩擦生热为
在传送带上由 到 过程中至共速 ,时间为 ,有
解得
皮带位移为
此过程摩擦生热为
返回到传送带上由 向 运动过程中速度减速到零时间为 ,有
小物块位移为 ,皮带位移为 ,有
所以小物块 与传送带及平台间因摩擦而产生的热量 为
【知识点】能量守恒定律;牛顿第二定律;牛顿运动定律的应用—传送带模型;平抛运动;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)物体在AB之间做平抛运动,且物体在B点的速度恰好沿B点切线方向,根据几何关系确定AB的高度差,再结合平抛运动规律及运动的合成与分解确定物块做平抛运动的初速度;
(2)根据运动的合成确定物块到达B点的速度,明确物块从B运动到B点的过程,物块的受力情况及各力的做功情况,再结合动能定理确定物块在C点的速度,明确物块在C点做曲线运动向心力的来源,再结合牛顿定律进行解答;
(3)由于不确定物体离开传送带前是否已于传送带共速,故需根据假设法,利用动能定理判断物体与传送带共速时,物体是否已离开传送带,继而确定物体离开传送带的速度。物体离开传送带至压缩弹簧至最短的过程中,明确物体所受各力的做功情况,再结合能量守恒定律进行解答;
(4)结合(3)中结论,根据动能定理确定物块从C点再回到D点的速度大小。物块再次滑上传送带后,在传送带上做减速运动,减速到零后,再向右做加速运动。根据运动学规律确定物体在传送带上向左减速至零的过程,物体及传送带运动的位移及两者之间的相对位移,明确物体从第一次向右滑上传送带到恰好第二次开始向右运动这一过程,因摩擦力产生热量的阶段,再对各阶段运用功能关系进行解答。
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