精品解析：2025届江苏省淮安市高三上学期一模物理试题

2024—2025学年度第一学期高三年级第一次调研测试 物理试题 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意． 1. 手握手机使其处于图示的倾斜静止状态。手握得越紧，手机受到手的（　　） A. 弹力越大 B. 弹力越小 C. 摩擦力越大 D. 摩擦力保持不变 2. 某质点在0~4s内运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示，下列说法正确的（　　） A. 第4s末质点回到出发点 B. 前4s内质点做单方向直线运动 C. 第1s内质点做匀加速直线运动 D. 第1s、第2s内质点速度相同 3. 如图所示为某时刻沿x轴正方向传播的简谐横波图像，该时刻波传到f点，则（　　） A. c点的起振方向沿y轴负方向 B. 此时质点a、d的加速度方向相反 C. 之后极短时间内质点c的速度变大 D. 经过半个周期，质点b传到质点e 4. 如图所示，竖直轻弹簧固定在地面上，小球放在弹簧上端可静止在A点（图中未画出）．若将该球放在弹簧上端并按压至B点松手，升至最高点O，途径C点时弹簧恰好处于原长，空气阻力不计，则（　　） A. A点位于BC连线中点 B. 小球在B点的加速度小于C点的 C. 小球从B运动到A的时间大于从A运动到C的时间 D. 上升过程中小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大 5. 如图所示，质量分布均匀、不可伸长的绳两端分别固定在竖直杆M、N的P、Q两等高点，两杆间距为d，则（　　） A. 绳中各点所受拉力大小相等 B. 绳中位置越低的点所受拉力越大 C. 若d减小，P点所受拉力减小 D. 若d减小，最低点所受拉力增大 6. 如图所示，为将沿椭圆轨道Ⅰ运动的飞行器变轨到圆轨道Ⅱ上做匀速圆周运动，可在P点沿图示箭头方向喷射气体实现。已知椭圆轨道的长轴是圆轨道半径的2倍。飞行器（　　） A. 在轨道Ⅰ上从A点到P点，机械能逐渐增大 B. 在轨道Ⅱ上运行速度小于在轨道Ⅰ上经过P点速度 C. 在轨道Ⅱ上运行周期大于在轨道Ⅰ上运行周期 D. 在轨道Ⅱ上运行加速度小于在轨道Ⅰ上经过P点加速度 7. 如图所示，半径为R的光滑球形石墩固定不动，质量为m的小物块从石墩的顶点A以初速度沿石墩表面下滑，则（　　） A. 越小，分离越早 B. 取适当值，可在球心等高处分离 C. 若，物块在石墩顶点处分离 D. 分离瞬间物块的向心加速度一定等于重力加速度 8. 如图所示，在同一竖直平面内，从A、B两点以相同速率同时抛出甲、乙两相同的小球，在上升过程中的C点相遇。该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 甲球的重力的冲量比乙球的小 B. 抛出时，甲球重力的功率比乙球大 C. 甲球的初速度与水平方向的夹角比乙球的大 D. 相遇时，甲球的动能比乙球的大 9. 如图所示，两个同种点电荷分别位于M、N两点，电荷量分别为q、2q，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是（　　） A. P点电场强度比Q点的大 B. P点电势与Q点相等 C. 若点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变 D. 若点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍 10. 如图所示，光滑轨道固定在水平地面上，质量均为m、相距很近的A、B两小球静置于轨道水平部分。将质量为M的小球C从轨道圆弧部分的某高度处由静止释放，设所有碰撞均为弹性碰撞，下列说法正确的是（　　） A. 若，C与A仅碰撞一次 B. 若，A与B仅碰撞一次 C. 若，C与A可碰撞两次 D. 若，A与B可碰撞两次 11. 如图所示，弹性绳原长为L0，一端固定于P点，另一端穿过光滑的小孔Q与小木块相连，带有孔Q的挡板光滑且与固定的粗糙斜面平行，P、Q间距等于L0，现将木块从斜面上A点由静止释放，在弹性绳拉动下向上运动到最高点过程中，木块的速度v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 12. 两学习小组A、B用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比。铁架台上安装带有刻度的半圆板，刻度以圆板最低点所在的水平线为“0”等高线，相邻等高线间距相等。轻绳一端在圆心O处与DIS传感器相连（图中未画出），另一端与小球相连，小球平衡时球心恰在等高线0处，用DIS传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力F大小。 （1）为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系，控制小球的质量m和做圆周运动的半径r不变。A组同学将绳拉直，球心与距“0”等高线高度为h的刻度线处重合，将小球由静止释放，运动至最低点的速度平方的表达式=______（用重力加速度g、h表示）； （2）DIS系统记录某次小球运动过程中绳中的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，则______（选填“a”“b”）点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力大小； （3）多次改变小球的释放点高度h，记录每次高度h及对应的运动至最低点时绳中的拉力F大小的数据，描绘出图像如图丙所示，图线I的纵轴截距表示______，试问：根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比？请简述理由______； （4）实验操作过程中，B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切，其余操作与A组的相同，B组也在丙图中描绘图线，标记为Ⅱ，图中哪个选项可能正确反映图线I、Ⅱ关系的（ ） A. B. C. D. 13. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线a是时的波形曲线，虚线b是时的波形曲线。已知该波的周期T大于0.3s，质点P的平衡位置处于处。求： （1）该波的波速v； （2）0~1.2s时间内质点P通过的路程s。 14. 质量为30kg的小明从离水平网面0.8m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到水平网面0.45m高处，已知小明与网接触的时间为0.35s，g取，求： （1）小明与网接触的这段时间内动量的变化量的大小； （2）网对小明的平均作用力大小。 15. 如图所示，倾角的光滑绝缘斜面AB与半径的圆弧光滑绝缘轨道BCD在竖直平面内相切于B点，圆弧轨道处于方向水平向右的有界匀强电场中，电场的电场强度大小。质量、电荷量的小滑块从斜面上P点由静止释放，沿斜面运动经B点进入圆弧轨道，已知P、B两点间距，，，g取。 （1）求滑块运动到B点时速度大小； （2）求滑块运动到与圆心O等高的Q点时对轨道的压力大小； （3）调整斜面上释放点位置，欲使滑块能从D点飞出，求该释放点与B点间距的最小值。 16. 如图甲所示，电动机驱动水平传送带以的速度匀速穿过固定竖直光滑挡板，挡板与传送带边缘间的夹角。质量的圆柱形物块从传送带左端由静止释放，经一段时间做匀速直线运动，接着撞击挡板，撞击挡板前后沿挡板的分速度不变、垂直挡板的分速度减为零，撞击后紧贴挡板运动滑离传送带，俯视图如图乙所示。已知物块与传送带间的动摩擦因数，g取。求： （1）物块由静止开始做加速运动的时间t； （2）物块紧贴挡板运动时所受摩擦力的大小和方向； （3）上述过程中，因传送该物块电动机多消耗的电能E。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第一学期高三年级第一次调研测试 物理试题 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意． 1. 手握手机使其处于图示的倾斜静止状态。手握得越紧，手机受到手的（　　） A. 弹力越大 B. 弹力越小 C. 摩擦力越大 D. 摩擦力保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】设手机与水平方向的夹角为θ，则 所以手握得越紧，手机受到手的弹力、摩擦力均不变。 故选D。 2. 某质点在0~4s内运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示，下列说法正确的（　　） A. 第4s末质点回到出发点 B. 前4s内质点做单方向直线运动 C. 第1s内质点做匀加速直线运动 D. 第1s、第2s内质点速度相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．第4s末质点与出发点的位置相同，所以回到出发点，故A正确； B．前4s内质点做往复运动，故B错误； C．图像的斜率表示速度，第1s内质点做匀速直线运动，故C错误； D．第1s、第2s内质点速度方向相反，故D错误。 故选A。 3. 如图所示为某时刻沿x轴正方向传播的简谐横波图像，该时刻波传到f点，则（　　） A. c点的起振方向沿y轴负方向 B. 此时质点a、d的加速度方向相反 C. 之后极短时间内质点c的速度变大 D. 经过半个周期，质点b传到质点e 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于波沿x轴正方向传播，根据同侧法，可知f点的起振方向沿y轴负方向，因为所有质点的起振方向均相同，所以c点的起振方向也沿y轴负方向，故A正确； B．质点a、d所受的回复力均指向平衡位置，所以质点a、d的加速度方向相同，故B错误； C．由于波沿x轴正方向传播，根据同侧法，可知质点c正在沿y轴正方向振动，速度越来越小，故C错误； D．质点不能传播，只能在平衡位置附近振动，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，竖直轻弹簧固定在地面上，小球放在弹簧上端可静止在A点（图中未画出）．若将该球放在弹簧上端并按压至B点松手，升至最高点O，途径C点时弹簧恰好处于原长，空气阻力不计，则（　　） A. A点位于BC连线中点 B. 小球在B点的加速度小于C点的 C. 小球从B运动到A的时间大于从A运动到C的时间 D. 上升过程中小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球放在弹簧上，可以静止于A点，知A点为平衡位置，若从C点由静止释放，平衡位置在C点和最低点的中点，当小球弹起到达最高点O后，再由O点下落（到达C点时有一定的初速度），则最低点必定下移到B点（根据能量守恒），但是平衡位置不变，可知A点位于BC连线中点的上方（并不在BC连线的中点），见下图 故A错误； B．若小球从C点静止释放，到达最低点时，加速度与C点对称，则小球在点的加速度大小为g，此时弹簧的弹力为则有 得 但是B点所处的位置在C点关于平衡位置对称点（点）的下方，其弹簧的弹力 小球在B点时，根据牛顿第二定律 ＞ 可知小球在B点得加速度a大于g，则小球在B点的加速度大于C点的，故B错误； C．小球放在弹簧上端可静止在A点，可知A点为简谐运动的平衡位置，设T为简谐运动的周期，小球从B运动到A的时间为,A运动到C的时间小于，故C正确； D．小球上升过程中，重力势能一直增大（因为高度增加）。而弹簧的弹性势能则先减小，直至恢复原长时弹性势能为0。根据能量守恒定律，小球的重力势能、弹簧的弹性势能和动能之和保持不变。在上升过程中，小球的动能先增大后减小（因为小球先做加速运动后做减速运动），所以小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和并不是一直增大的，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，质量分布均匀、不可伸长的绳两端分别固定在竖直杆M、N的P、Q两等高点，两杆间距为d，则（　　） A. 绳中各点所受拉力大小相等 B. 绳中位置越低的点所受拉力越大 C. 若d减小，P点所受拉力减小 D. 若d减小，最低点所受拉力增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．因为绳子的自重会导致绳子在不同位置的拉力不同。靠近固定点的绳子段需要支撑更多绳子的重力，因此拉力更大，反之拉力越小，故AB错误； C．根据平衡条件 可知P点拉力 当两杆间距d减小时，减小，增大，因此P 点处所受拉力减小，C正确； C．将绳子的一半作为研究对象，受力分析可知，最低点的拉力 当d减小时，由于减小，减小,因此最低点所受的拉力也会减小，D错误。 故选C。 6. 如图所示，为将沿椭圆轨道Ⅰ运动的飞行器变轨到圆轨道Ⅱ上做匀速圆周运动，可在P点沿图示箭头方向喷射气体实现。已知椭圆轨道的长轴是圆轨道半径的2倍。飞行器（　　） A. 在轨道Ⅰ上从A点到P点，机械能逐渐增大 B. 在轨道Ⅱ上运行速度小于在轨道Ⅰ上经过P点速度 C. 在轨道Ⅱ上运行周期大于在轨道Ⅰ上运行周期 D. 在轨道Ⅱ上运行加速度小于在轨道Ⅰ上经过P点加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．在轨道Ⅰ上运行时，只受万有引力作用，机械能守恒，即从A点到P点，机械能不变，故A错误； B．根据卫星的变轨原理可知，过P点时速度应沿斜线方向斜向右上，在P点沿箭头方向喷气实现变轨，飞行器减速变轨到圆轨道Ⅱ上，所以在轨道Ⅱ上运行速度小于在轨道Ⅰ上经过P点速度，故B正确； C．由于II轨道半径等于I轨道半长轴，根据开普勒第三定律可知，卫星在II轨道周期等于I轨道的周期，故C错误； D．根据牛顿第二定律 所以 则在轨道Ⅱ上运行加速度等于在轨道Ⅰ上经过P点加速度，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，半径为R的光滑球形石墩固定不动，质量为m的小物块从石墩的顶点A以初速度沿石墩表面下滑，则（　　） A. 越小，分离越早 B. 取适当值，可在球心等高处分离 C. 若，物块在石墩顶点处分离 D. 分离瞬间物块的向心加速度一定等于重力加速度 【答案】C 【解析】 【详解】C．若物块在石墩顶点位置恰好分离，则有 则有 可知，当物块从石墩的顶点A以初速度大于或等于时，物块在石墩顶点处分离，故C正确； A．结合上述可知，当速度小于时，物块在石墩顶点下侧某一位置分离，令该位置同圆心连线于竖直方向夹角为，则有 物块从顶点到分离位置，根据动能定理有 解得 可知，当速度小于时，越小，分离越迟，故A错误； B．结合上述有 若物块在球心等高处分离，则一定等于90° ，可知，上述表达式不可能成立，即物块不可能在球心等高处分离，故B错误； D．结合上述可知，分离瞬间由重力沿半径方向的分力提供向心力，此时物块的向心加速度一定小于重力加速度，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在同一竖直平面内，从A、B两点以相同速率同时抛出甲、乙两相同的小球，在上升过程中的C点相遇。该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 甲球的重力的冲量比乙球的小 B. 抛出时，甲球重力的功率比乙球大 C. 甲球的初速度与水平方向的夹角比乙球的大 D. 相遇时，甲球的动能比乙球的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．以相同速率同时抛出甲、乙两相同的小球，在C点相遇，两球在空中运动时间相同，重力相同，重力的冲量也相同，故A错误； B．甲、乙两球在抛出后竖直方向加速度相同，运动时间相同，但是甲球竖直位移小于乙球，说明甲球在竖直方向的初速度小于乙球，所以抛出时，甲球重力的功率比乙球小，故B错误； C．从B选项的分析可知，甲球在竖直方向的初速度小于乙球，甲乙初速度大小相等，所以甲球在水平方向的初速度大于乙球，甲球的初速度与水平方向的夹角比乙球的小，故C错误； D．全程甲球重力势能增加量小于乙球，根据机械能守恒，甲球动能减少量小于乙球，相遇时，甲球的动能比乙球的大，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，两个同种点电荷分别位于M、N两点，电荷量分别为q、2q，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是（　　） A. P点电场强度比Q点的大 B. P点电势与Q点相等 C. 若点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变 D. 若点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】AD．可将电荷量为2q的点电荷看成两个电荷量均为q的点电荷，根据等量同种点电荷电场分布特点可知，等量同种点电荷电场中P、Q两点电场强度大小相等，方向相反，设为E0，所以 则 若点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则E0、EP、EQ的大小也变为原来的2倍，故A错误，D正确； BC．在等量同种点电荷电场中，P点电势与Q点相等，由于N点电荷电荷量较大，所以Q点电势高于P点电势，若点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差也变为原来的2倍，故BC错误。 故选D。 10. 如图所示，光滑轨道固定在水平地面上，质量均为m、相距很近的A、B两小球静置于轨道水平部分。将质量为M的小球C从轨道圆弧部分的某高度处由静止释放，设所有碰撞均为弹性碰撞，下列说法正确的是（　　） A. 若，C与A仅碰撞一次 B. 若，A与B仅碰撞一次 C. 若，C与A可碰撞两次 D. 若，A与B可碰撞两次 【答案】B 【解析】 【详解】AB．质量为M的小球C从轨道圆弧部分由静止释放滑至底端的过程 取水平向右为正方向，C与A弹性碰撞,有 解得 ， A与B弹性碰撞，A与B质量相等，同理可得碰后A与B速度交换，即A停下，B以向右运动，若，则，C返回冲上曲面后再次与静止的A弹性碰撞，同理可解得 ， 易知，，A与B仅碰撞一次，C与A碰撞两次，故A错误，B正确； C．若，C与A弹性碰撞，碰后 ， 之后A与B弹性碰撞，碰后A与B速度交换，即A停下，B以向右运动，C与A仅碰撞一次，故C错误； D．若，C与A弹性碰撞，碰后 ， 易知，，之后A与B弹性碰撞，碰后A与B速度交换，即A停下，B以向右运动，接着C再次与A弹性碰撞，碰后 ， 易知，，A与B仅碰撞一次，C与A碰撞两次，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，弹性绳原长为L0，一端固定于P点，另一端穿过光滑的小孔Q与小木块相连，带有孔Q的挡板光滑且与固定的粗糙斜面平行，P、Q间距等于L0，现将木块从斜面上A点由静止释放，在弹性绳拉动下向上运动到最高点过程中，木块的速度v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．设斜面倾角为α，绳与斜面的夹角为θ，根据牛顿第二定律有 木块上滑的过程中，kxsinθ不变，则FN不变，f不变，kxcosθ减小，则a减小，方向沿斜面向上，同理，当绳与斜面的夹角大于90°时，a增大，方向沿斜面向下，所以木块的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故A正确； B．加速阶段，动能增大，减速阶段动能减小，但其斜率表示动能变化快慢，即速度变化快慢，由以上分析可知，速度先增加越来越慢，后减小越来越快，所以图线斜率不断变化，故B错误； C．木块向上运动过程中，重力势能一直增大，故C错误； D．加速阶段，弹簧弹力做功大于摩擦力做功，木块机械能增大，减速阶段，二者均做负功，机械能减小，故D错误。 故选A。 二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 12. 两学习小组A、B用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比。铁架台上安装带有刻度的半圆板，刻度以圆板最低点所在的水平线为“0”等高线，相邻等高线间距相等。轻绳一端在圆心O处与DIS传感器相连（图中未画出），另一端与小球相连，小球平衡时球心恰在等高线0处，用DIS传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力F大小。 （1）为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系，控制小球的质量m和做圆周运动的半径r不变。A组同学将绳拉直，球心与距“0”等高线高度为h的刻度线处重合，将小球由静止释放，运动至最低点的速度平方的表达式=______（用重力加速度g、h表示）； （2）DIS系统记录某次小球运动过程中绳中的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，则______（选填“a”“b”）点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力大小； （3）多次改变小球的释放点高度h，记录每次高度h及对应的运动至最低点时绳中的拉力F大小的数据，描绘出图像如图丙所示，图线I的纵轴截距表示______，试问：根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比？请简述理由______； （4）实验操作过程中，B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切，其余操作与A组的相同，B组也在丙图中描绘图线，标记为Ⅱ，图中哪个选项可能正确反映图线I、Ⅱ关系的（ ） A. B. C. D. 【答案】（1） （2）a （3） ①. 小球的重力 ②. 绳中的拉力 从这个公式可以看出，拉力F与h之间并不是简单的正比关系，而是线性关系加上一个常数（小球的重力）。因此，仅仅根据这个图线，不能直接得出小球的向心力与速度平方成正比的结论，因为绳中的拉力并不等于向心力，而是与向心力有线性关系加上一个常数。 （4）C 【解析】 【小问1详解】 小球从静止释放到运动至最低点的过程中，只有重力做功，因此小球的机械能守恒。根据机械能守恒定律，小球在最高点的重力势能等于在最低点的动能 得 【小问2详解】 设单摆的角度为时，对小球进行受力分析有 则 当时，小球位于最低点，最大，故a点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力。 【小问3详解】 [1]当h=0时，即小球释放的高度为零，此时小球并没有获得初速度，因此在最低点时，小球并不需要做圆周运动，也就不会产生向心力。但是，由于绳子的存在，小球在最低点时会受到绳子的拉力，这个拉力就等于小球的重力。所以，图线I的纵轴截距表示的就是小球的重力。 [2]根据向心力公式 可以得 然而，绳中的拉力F并不等于向心力，而是等于向心力加上小球的重力 从这个公式可以看出，拉力F与h之间并不是简单的正比关系，而是线性关系加上一个常数（小球的重力）。因此，仅仅根据这个图线，不能直接得出小球的向心力与速度平方成正比的结论，因为绳中的拉力并不等于向心力，而是与向心力有线性关系加上一个常数。 【小问4详解】 B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切，设小球半径为，根据能量守恒定则有 得 则绳中的拉力F为 故选C。 13. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线a是时的波形曲线，虚线b是时的波形曲线。已知该波的周期T大于0.3s，质点P的平衡位置处于处。求： （1）该波的波速v； （2）0~1.2s时间内质点P通过的路程s。 【答案】（1）10m/s （2）36cm 【解析】 【小问1详解】 波沿x轴正方向传播，则有 ，n = 0， 1，2，3…… 由于该波的周期T大于0.3s，则解得 由图可知 根据 解得 【小问2详解】 在0~1.2s时间内，则有 所以0~1.2s时间内质点P通过的路程 14. 质量为30kg的小明从离水平网面0.8m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到水平网面0.45m高处，已知小明与网接触的时间为0.35s，g取，求： （1）小明与网接触的这段时间内动量的变化量的大小； （2）网对小明的平均作用力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在小明下落没接触到网的过程中，根据运动学公式，则有 可解得 在小明离开网向上减速的过程中，根据运动学公式，则有 可解得 所以与网接触的过程中，动量变化量则有 【小问2详解】 对小明由动量定理，则有 可解得 15. 如图所示，倾角的光滑绝缘斜面AB与半径的圆弧光滑绝缘轨道BCD在竖直平面内相切于B点，圆弧轨道处于方向水平向右的有界匀强电场中，电场的电场强度大小。质量、电荷量的小滑块从斜面上P点由静止释放，沿斜面运动经B点进入圆弧轨道，已知P、B两点间距，，，g取。 （1）求滑块运动到B点时速度大小； （2）求滑块运动到与圆心O等高的Q点时对轨道的压力大小； （3）调整斜面上释放点位置，欲使滑块能从D点飞出，求该释放点与B点间距的最小值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块从P点到B点，由动能定理得 解得滑块运动到B点时速度大小 【小问2详解】 Q点与B点的高度 Q点与B点的水平距离为 滑块从B点到Q点，由动能定理得 解得 滑块在Q点由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可得滑块运动到与圆心O等高的Q点时对轨道的压力大小 【小问3详解】 滑块要到D点，则需过物理最高点，即与B关于O点对称的点 解得 滑块从B点到B的对称点动能定理得 滑块从点到B点由动能定理得 解得 该释放点与B点间距的最小值为。 16. 如图甲所示，电动机驱动水平传送带以的速度匀速穿过固定竖直光滑挡板，挡板与传送带边缘间的夹角。质量的圆柱形物块从传送带左端由静止释放，经一段时间做匀速直线运动，接着撞击挡板，撞击挡板前后沿挡板的分速度不变、垂直挡板的分速度减为零，撞击后紧贴挡板运动滑离传送带，俯视图如图乙所示。已知物块与传送带间的动摩擦因数，g取。求： （1）物块由静止开始做加速运动的时间t； （2）物块紧贴挡板运动时所受摩擦力的大小和方向； （3）上述过程中，因传送该物块电动机多消耗的电能E。 【答案】（1） （2）5N，方向垂直于挡板与方向相同 （3）18.5J 【解析】 【小问1详解】 物块做加速运动过程，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 则物块由静止开始做加速运动的时间为 【小问2详解】 物块紧贴挡板运动时，受到传送带的滑动摩擦力作用，则大小为 由于撞击挡板前后沿挡板的分速度不变、垂直挡板的分速度减为零，如图所示 则物块紧贴挡板运动时，物块相对传送带的运动方向垂直于挡板，与方向相反，故物块所受摩擦力的方向垂直于挡板与方向相同。 【小问3详解】 物块紧贴挡板运动时，对物块进行受力分析，水平面内受到垂直挡板方向的摩擦力和挡板支持力作用，竖直方向受到重力和传送带的支持力作用，可知物块沿挡板做匀速直线运动；物块由静止加速到与传送带共速过程，发生的相对位移为 根据能量守恒可知，物块由静止加速到与传送带共速过程，电动机多消耗的电能为 物块与挡板撞击后紧贴挡板运动滑离传送带，该过程所用时间为 该过程物块与传送带发生的相对位移为 该过程电动机多消耗的电能为 则整个过程因传送该物块电动机多消耗的电能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $