精品解析：辽宁省凤城市第二中学2023-2024学年高三上学期第二次月考物理试卷

2024届高三第二次考试物理试卷 时 间：75分钟 满 分：100分 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 角动量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律是物理学的三大守恒定律。角动量定义为质点相对原点的位置矢量和动量的向量积，通常写作，表达式为。在国际单位制中，角动量的单位可以表示为（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示，轻质弹簧一端与静止在倾斜木板上的物体A相连，另一端与细线相连，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。已知木板与水平面间的夹角为30°，轻质弹簧与倾斜木板保持平行。若，弹簧的劲度系数为k，不计滑轮摩擦，物体始终保持静止。那么（　　） A. 轻质弹簧的伸长量为 B. 轻质弹簧的伸长量为 C. 若木板与水平面的夹角减小，物体A受到的静摩擦力不变 D. 若木板与水平面的夹角减小，物体A受到的静摩擦力减小 3. 双人花样滑冰是冬奥会的比赛项目，颇具艺术性与观赏性。训练赛中两运动员以大小相等的速度在水平冰面上沿同一直线相向滑行，相遇后两人的速度相同。已知男运动员的质量大于女运动员的质量，运动员受到冰面的摩擦力可以忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 相遇后男运动员的速度方向不变 B. 两运动员相遇前动量大小相等 C. 两运动员相遇前的动能相等 D. 女运动员在相遇过程中受到的冲量较大 4. 某平直公路上甲、乙两汽车同向行驶，某时刻开始计时，乙车在前，甲车在后，t=2s时，甲车还在乙车后方5米。根据图像提供信息可知（　　） A. 在t=0时刻，甲车距离乙车2.5米 B. 在t=3s时刻，甲车已经追上乙车 C. 在4～6s内，甲车和乙车相遇 D. 在0～8s内，甲车和乙车平均速度相同 5. 如图所示，质量为m的物体A和质量为2m的物体B叠放在一起静止不动，A、B之间动摩擦因数为，B与地面之间动摩擦因数是，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给A加一水平拉力F，使得两物体一起向右加速运动，下列关于、的关系可能是（ ） A. B. C. D. 6. 我国探月工程计划2030年前后实现载人登陆月球。假设未来某天宇航员完成探月任务后返回地球。返回舱在控制系统的指令下，从月球表面的 A 点出发竖直向上做匀加速直线运动，经时间t到达B点。（），已知返回舱的总质量为m，返回舱获得的动力大小为 F，月球半径为 R， 忽略月球的自转，则返回舱围绕月球表面运行时的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 水平光滑地面上静置一个物体，若同时受到两个水平方向的外力、的作用，、与时间的关系如图所示，则下列说法错误的是（　　） A. 全程物体所受合力冲量的最大值是 B. 物体末速度为0 C. 10s时物体回到原出发点 D. 5s时该物体具有最大速度 8. 如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自由状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B位置）。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 运动员先处于失重状态，后处于超重状态 B. 运动员对踏板的作用力大于踏板对运动员的作用力 C. 运动员的机械能守恒 D. 运动员所受重力对其做的功在数值上小于跳板弹性势能的增加量 9. 如图所示为某型号新能源汽车在某次测试行驶时的加速度a和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，由静止开始沿平直公路行驶，假设汽车行驶过程中阻力恒定，最终汽车以最大速度匀速运行，由图像可知（　　） A. 汽车匀加速所需时间7.5s B. 汽车所受阻力为 C. 汽车的额定功率为 D. 汽车的加速度为时，速度为24m/s 10. 如图甲所示，一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为的小物体栓接，紧靠着的右端放置质量为的小物体均静止，弹簧处于原长状态。现对施加水平向左的恒力，使和一起向左运动，当两者速度为零时撤去最终均停止运动。以初始时静止的位置为坐标原点，向左为正方向，从开始向左运动到撤去前瞬间，的加速度随位移变化的图像如图乙所示。已知两物体与地面间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度大小取。下列说法正确的是（　　） A. 做的功为 B. 弹簧的劲度系数为 C. 的最大速度为 D. 最终停在处 二、实验题（本题共2小题，共14分，每空2分） 11. 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳。 （1）如图（a），用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，描下O点位置和_____________，并记下两个弹簧测力计的大小分别为F1=_____________N和F2=2.00N。 （2）如图（b），撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，并再次将B端拉至O点。记下细绳的方向，并读出拉力的大小为F=2.20N。 （3）如图（c），某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出它们的合力F合_____________。 （4）比较F合与F的关系，即可验证。 12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，小华同学利用力传感器设计实验：如图甲所示，不可伸长的轻绳一端系住一小球，球心到悬挂点的距离为L，另一端连接力传感器。小华先将小球竖直悬挂，测得静止时，传感器示数为。接着将小球从右侧静止释放，实验记录小球运动过程中受轻绳的拉力大小，改变小球释放位置，重复进行多次实验。 （1）如图乙所示在实验中测得小球第一次通过最低点时传感器示数，则小球通过最低点时动能为________。 （2）当小球第一次运动到左侧最高点时传感器示数为，则从最低点到最高点重力势能的增加量为________。 （3）若在实验误差允许的范围内，满足________，即可验证机械能守恒定律（用题中字母来表示）。 （4）观察图乙中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因：________________。 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. “旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，游客坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将“旋转秋千”简化为如图乙所示的模型，人和座椅看作质点，总质量约为m=80kg，圆盘的半径为R=2.5m，绳长，圆盘以恒定的角速度转动时，绳子与竖直方向的夹角为θ=45°，若圆盘到达最高位置时离地面的高度为h=22.5m，重力加速度g取10m/s2.在游玩过程中，游客的手机不慎从手中自由滑落。忽略空气阻力的影响，求： （1）手机滑落瞬间的速度大小； （2）手机落地点距离中心转轴的距离。 14. 如图甲所示，将一圆环套在固定的足够长的水平杆上，环的内径略大于杆的截面直径，对环施加一斜向上与杆的夹角为θ的拉力F，当拉力逐渐变大时环的加速度随拉力F的变化规律如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2，求∶ （1）圆环的质量、圆环与杆之间的动摩擦因数； （2）当圆环受到的摩擦力大小为1N时，圆环的加速度大小。 15. 如图所示，光滑水平轨道的左端固定有一个竖直挡板，右端与足够长的水平传送带平滑连接，传送带以的速率沿逆时针方向速传动。质量为2kg的小滑块和质量为6kg小球放在水平轨道上，为的不可的轻质细线一端系在小球上方的点，另一端与小球相连，初始时细刚好直伸直，、刚好接触无弹力。现拉直细线将小球从与点等高处由静止释放，小球与滑块发生弹性正碰，碰后立即撤去小球。已知滑块与传送带之间的动摩因数为，滑块与挡板每次碰撞后的速度大小变为该次碰前速度大小的，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球和滑块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）小球与滑块碰前瞬间细线的拉力大小； （2）滑块在传送带上第一次减速到零的位置距传送带左端的距离； （3）滑块从开始运动到最终静止的过程中，滑块与传送带间因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届高三第二次考试物理试卷 时 间：75分钟 满 分：100分 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 角动量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律是物理学的三大守恒定律。角动量定义为质点相对原点的位置矢量和动量的向量积，通常写作，表达式为。在国际单位制中，角动量的单位可以表示为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据角动量的表达式 位置矢量单位为m，动量单位为，可知角动量单位为 故选D。 2. 如图所示，轻质弹簧一端与静止在倾斜木板上的物体A相连，另一端与细线相连，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。已知木板与水平面间的夹角为30°，轻质弹簧与倾斜木板保持平行。若，弹簧的劲度系数为k，不计滑轮摩擦，物体始终保持静止。那么（　　） A. 轻质弹簧的伸长量为 B. 轻质弹簧的伸长量为 C. 若木板与水平面的夹角减小，物体A受到的静摩擦力不变 D. 若木板与水平面的夹角减小，物体A受到的静摩擦力减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对B物体，根据平衡条件和胡克定律得 弹簧的伸长量 = 故A错误，B正确； CD．此时A受到重力的分力与弹簧的弹力为 则摩擦力为零，当木板与斜面的夹角减小时，重力的分力减小，则物体A受到的静摩擦力增大，故CD错误； 故选B。 3. 双人花样滑冰是冬奥会的比赛项目，颇具艺术性与观赏性。训练赛中两运动员以大小相等的速度在水平冰面上沿同一直线相向滑行，相遇后两人的速度相同。已知男运动员的质量大于女运动员的质量，运动员受到冰面的摩擦力可以忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 相遇后男运动员的速度方向不变 B. 两运动员相遇前的动量大小相等 C. 两运动员相遇前的动能相等 D. 女运动员在相遇过程中受到的冲量较大 【答案】A 【解析】 【详解】A．设男运动员的质量为，女运动员的质量为，相向滑行时的速度大小均为，取男运动员运动的方向为正方向，根据题意，两者在运动过程中动量守恒，由动量守恒定律有 由于 显然，两运动员相遇后速度方向与男运动员运动的方向相同，即男运动员速度方向不变，女运动员速度方向发生改变，故A正确； B．两运动员相遇前的动量大小分别为 ， 由已知 则可知两运动员相遇前，男运动员的动量大于女运动员的动量，故B错误； C．两运动员相遇前的动能分别为 ， 由已知 则可知两运动员相遇前，男运动员的动能大于女运动员的动能，故C错误； D．根据冲量 男女运动员相互作用过程中力的大小相等，方向相反，作用时间相等，则可知两运动员在相遇过程中受到的冲量大小相等，故D错误。 故选A。 4. 某平直公路上甲、乙两汽车同向行驶，某时刻开始计时，乙车在前，甲车在后，t=2s时，甲车还在乙车后方5米。根据图像提供的信息可知（　　） A. 在t=0时刻，甲车距离乙车2.5米 B. 在t=3s时刻，甲车已经追上乙车 C. 在4～6s内，甲车和乙车相遇 D. 在0～8s内，甲车和乙车平均速度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知甲车的初速度 甲车的位移大小为 乙车的位移大小为 在t=0时刻，甲车距离乙车的距离为 故A错误； B．在内甲车的位移大小为 在内乙车的位移大小为 在t=3s时刻，两车间的距离 所以在t=3s时刻，甲车在乙车后面1.875m处，故B错误； C．在图像与坐标轴围成的面积表示位移，内甲车的位移比乙车大 说明在4s时甲车超过乙车；在内甲车的位移大小为 在内乙车的位移大小为 则 说明甲车在4s后尽管做减速运动但到6s时依然在乙车的前面，故在4～6s内，甲车和乙车没有相遇，故C错误； D．在0～8s内，甲车的平均速度大小 在0～8s内，乙车做匀速直线运动，平均速度大小 在0～8s内，甲、乙两汽车同向行驶，平均速度大小相等、方向相同，所以甲车和乙车平均速度相同，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，质量为m的物体A和质量为2m的物体B叠放在一起静止不动，A、B之间动摩擦因数为，B与地面之间动摩擦因数是，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给A加一水平拉力F，使得两物体一起向右加速运动，下列关于、的关系可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意只有当A、B之间的摩擦力大于B与地面之间的摩擦力才能实现两物体一起向右运动，即 即 故选D 6. 我国探月工程计划2030年前后实现载人登陆月球。假设未来某天宇航员完成探月任务后返回地球。返回舱在控制系统的指令下，从月球表面的 A 点出发竖直向上做匀加速直线运动，经时间t到达B点。（），已知返回舱的总质量为m，返回舱获得的动力大小为 F，月球半径为 R， 忽略月球的自转，则返回舱围绕月球表面运行时的线速度大小为（　　） A B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设火星表面的重力加速度为g，探测器围绕火星表面运行时的线速度大小为 v，根据牛顿第二定律得 根据运动学公式可得 返回舱围绕月球表面运行时，有 联立解得 故选A。 7. 水平光滑地面上静置一个物体，若同时受到两个水平方向的外力、的作用，、与时间的关系如图所示，则下列说法错误的是（　　） A. 全程物体所受合力冲量的最大值是 B. 物体的末速度为0 C. 10s时物体回到原出发点 D. 5s时该物体具有最大速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像的面积表示物体受到的冲量，从图中可知当t=5s时，合力的冲量最大为 故A正确； BCD．从图像中可以看出，两个力的方向相反，正向均匀减小，反向均匀增大，刚开始，物体正向做加速运动，当t=5s时，合力为零，速度达到最大，5s之后，合力沿负方向，速度沿正方向，所以做减速运动，仍朝着正方向运动，当t=10s时速度为零，故10s时离出发点最远，BD正确，C错误。 本题选错误选项，故选C。 8. 如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自由状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B位置）。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 运动员先处于失重状态，后处于超重状态 B. 运动员对踏板的作用力大于踏板对运动员的作用力 C. 运动员的机械能守恒 D. 运动员所受重力对其做的功在数值上小于跳板弹性势能的增加量 【答案】AD 【解析】 【详解】A.运动员在此过程中受到重力与跳板弹力的作用，弹力从零开始增大，故运动员先加速运动后减速运动，即先失重后超重，故A正确； B.由牛顿第三定律知运动员对踏板的作用力与踏板对运动员的作用力是相互作用力，等大反向，故B错误； C.因有弹力对运动员做负功，故其机械能减少，故C错误； D.由能量守恒可知运动员所受重力对其做的功与运动员在刚接触跳板的动能之和在数值上等于跳板弹性势能的增加量，即运动员所受重力对其做的功在数值上小于跳板弹性势能的增加量，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示为某型号新能源汽车在某次测试行驶时的加速度a和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，由静止开始沿平直公路行驶，假设汽车行驶过程中阻力恒定，最终汽车以最大速度匀速运行，由图像可知（　　） A. 汽车匀加速所需时间为7.5s B. 汽车所受阻力为 C. 汽车的额定功率为 D. 汽车的加速度为时，速度为24m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图像可知，汽车以4m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动结束时的速度为20m/s，最终以30m/s做匀速运动；汽车匀加速所需时间为 故A错误； BC．匀加速运动时，根据牛顿第二定律可得 匀加速运动结束时，有 汽车做匀速运动时，有 联立解得 故B错误，C正确； D．当汽车加速度为时，根据牛顿第二定律可得 解得此时牵引力 则此时速度为 故D正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为的小物体栓接，紧靠着的右端放置质量为的小物体均静止，弹簧处于原长状态。现对施加水平向左的恒力，使和一起向左运动，当两者速度为零时撤去最终均停止运动。以初始时静止的位置为坐标原点，向左为正方向，从开始向左运动到撤去前瞬间，的加速度随位移变化的图像如图乙所示。已知两物体与地面间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度大小取。下列说法正确的是（　　） A. 做的功为 B. 弹簧的劲度系数为 C. 最大速度为 D. 最终停在处 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．开始时对AB整体，由牛顿第二定律 由图像可知 解得 k=2.25N/cm=225N/m 力F做功 选项A错误，B正确； C．PQ一起向左运动时两者的最大速度 向右运动时，当 时速度最大，此时 x1=1cm 由能量关系 解得 则的最大速度为，选项C错误； D．两滑块回到原来位置时由能量关系 此后Q与P分离，则由 解得 s=0.04m 即最终停在处，选项D正确。 故选BD。 二、实验题（本题共2小题，共14分，每空2分） 11. 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳。 （1）如图（a），用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，描下O点位置和_____________，并记下两个弹簧测力计的大小分别为F1=_____________N和F2=2.00N。 （2）如图（b），撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，并再次将B端拉至O点。记下细绳的方向，并读出拉力的大小为F=2.20N。 （3）如图（c），某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出它们的合力F合_____________。 （4）比较F合与F的关系，即可验证。 【答案】 ①. 两细绳的方向 ②. 1.80 ③. 【解析】 【详解】（1）[1][2]因为要做力的图示，所以用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，描下O点位置和两细绳的方向，并记下两个弹簧测力计的大小。根据图像可知，弹簧测力计最小分度为0.1N，则弹簧测力计的示数为F1=1.80N。 （3）[3]根据平行四边形定则，作图如下 12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，小华同学利用力传感器设计实验：如图甲所示，不可伸长的轻绳一端系住一小球，球心到悬挂点的距离为L，另一端连接力传感器。小华先将小球竖直悬挂，测得静止时，传感器示数为。接着将小球从右侧静止释放，实验记录小球运动过程中受轻绳的拉力大小，改变小球释放位置，重复进行多次实验。 （1）如图乙所示在实验中测得小球第一次通过最低点时传感器示数为，则小球通过最低点时动能为________。 （2）当小球第一次运动到左侧最高点时传感器示数为，则从最低点到最高点重力势能的增加量为________。 （3）若在实验误差允许的范围内，满足________，即可验证机械能守恒定律（用题中字母来表示）。 （4）观察图乙中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因：________________。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 空气阻力对小球的影响 【解析】 【详解】（1）[1]小球在最低点时，根据牛顿第二定律可得 则小球的动能 联立解得 （2）[2]当小球运动到最高点时速度为零，设此时轻绳与竖直方向夹角为θ，由力的平衡条件有 从最低点到最高点增加的重力势能为 且由题意得 联立解得增加的重力势能为 （3）[3]若小球运动过程中机械能守恒，则从最低点到最高点，减少的动能等于增加的重力势能，整理可得 （4）[4]受空气阻力影响，小球经过最低点的速度会逐渐减小，则需要的向心力也减小，最低点所受的拉力逐渐减小，从而形成了图乙这一结果。 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. “旋转秋千”是游乐园里常见游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，游客坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将“旋转秋千”简化为如图乙所示的模型，人和座椅看作质点，总质量约为m=80kg，圆盘的半径为R=2.5m，绳长，圆盘以恒定的角速度转动时，绳子与竖直方向的夹角为θ=45°，若圆盘到达最高位置时离地面的高度为h=22.5m，重力加速度g取10m/s2.在游玩过程中，游客的手机不慎从手中自由滑落。忽略空气阻力的影响，求： （1）手机滑落瞬间的速度大小； （2）手机落地点距离中心转轴的距离。 【答案】（1）；（2）15m 【解析】 【详解】（1）设乘客和座椅的总质量为m，绳子拉力为FT，对乘客和座椅整体进行分析，有 ， 联立，解得 手机滑落瞬间的速度 解得 （2）手机滑落后做平抛运动，竖直方向有 解得 则平抛运动的水平位移为 手机落地点距离中心转轴的距离 解得 14. 如图甲所示，将一圆环套在固定的足够长的水平杆上，环的内径略大于杆的截面直径，对环施加一斜向上与杆的夹角为θ的拉力F，当拉力逐渐变大时环的加速度随拉力F的变化规律如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2，求∶ （1）圆环的质量、圆环与杆之间的动摩擦因数； （2）当圆环受到的摩擦力大小为1N时，圆环的加速度大小。 【答案】（1）；（2）0，， 【解析】 【详解】（1）F在2~5N内时，对圆环受力分析可得 当拉力超过5N时，支持力方向相反，所以当拉力为5N时 代入图中数据，联立求解可得 （2）当圆环受到的摩擦力大小为1N，且拉力小于2N时，对圆环受力分析可知F合=0即 Fcosθ＝f＝1N 解得圆环的加速度为0； 当圆环受到的摩擦力大小为1N，且2N＜F＜5N时，可知 μ（mgFsinθ）＝1N 解得 F＝2.5N 由 Fcosθμ(mgFsinθ)＝ma 解得 当圆环受到的摩擦力大小为1N，且拉力5N＜F时，可知 μ(Fsinθmg)＝1N 解得 F＝7.5N 由 Fcosθμ(Fsinθmg)＝ma 得 15. 如图所示，光滑水平轨道的左端固定有一个竖直挡板，右端与足够长的水平传送带平滑连接，传送带以的速率沿逆时针方向速传动。质量为2kg的小滑块和质量为6kg小球放在水平轨道上，为的不可的轻质细线一端系在小球上方的点，另一端与小球相连，初始时细刚好直伸直，、刚好接触无弹力。现拉直细线将小球从与点等高处由静止释放，小球与滑块发生弹性正碰，碰后立即撤去小球。已知滑块与传送带之间的动摩因数为，滑块与挡板每次碰撞后的速度大小变为该次碰前速度大小的，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球和滑块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）小球与滑块碰前瞬间细线的拉力大小； （2）滑块在传送带上第一次减速到零的位置距传送带左端的距离； （3）滑块从开始运动到最终静止的过程中，滑块与传送带间因摩擦产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对小球由释放至碰前的运动过程，由动能定理可得 解得 小球在碰前瞬间，由向心力公式有 解得 （2）小球和滑块发生弹性正撞，由动量守恒定律和能量守恒定律分别有 联立解得 滑块在传送带上第一次减速到零，由动能定理可得 解得 （3）设滑块在传送带上运动的加速度大小为，滑块在传送带上第一次减速到零过程的位移大小为，时间为，在传送带上第一次加速过程的位移大小为，时间为；在传送带上第二次减速过程的位移、时间分别为、，第二次加速过程的位移、时间分别为、，后面依次类推…… 滑块在传送带上，由牛顿第二定律有 第一次减速过程时间 第一次减速过程位移 第一次加速过程时间 第一次加速过程位移 第一次减速和加速过程，传送带的位移分别为 ， 则摩擦产生热量为 第一次返回轨道后，滑块与挡板相碰，速度变为原来的一半，滑块每次在传送带上的运动过程都是先做匀减速运动至速度为零再做匀加速运动返回传送带左端，则滑块每次在传送带上往返过程的位移为零，传送带的位移即为二者的相对位移。滑块第二次在传送带上往返的过程 ， 此后时间和位移均变为上一次的，则滑块从第二次滑上传送带至最终静止，滑块与传送带间因摩擦产生的热量为 从滑块开始运动到最终静止的过程，滑块与传送带因摩擦产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $