精品解析:甘肃省天水市麦积区2025-2026学年高三上学期第一次检测物理试卷
2025-10-06
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内容正文:
麦积区2026届高三级第一次检测试卷
物理
一、选择题:本题共10小题,共43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,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 氢原子能级图如图所示。用大量处于能级的氢原子辐射出的光去照射金属钨(逸出功为4.54eV),则逸出的光电子的最大初动能为( )
A. 1.89eV B. 5.66eV C. 7.55eV D. 12.09eV
2. 关于图片中涉及到的实验和物理思想方法,说法错误的是( )
A. 图甲,作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同,体现了等效替代的思想方法
B. 图乙,伽利略利用图中的实验,结合逻辑推理,验证了力是维持物体运动的原因
C. 图丙,借助激光笔及平面镜观察桌面的形变,该实验运用了微小放大的思想方法
D. 图丁,通过把物体匀变速直线运动的v-t图像分成小段,来求一段时间内的位移,运用了微元求和的
3. 体育考试中有个项目是双手垫排球,双手以大小为的初速度竖直向上垫出一个质量为的排球,若排球运动过程中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,排球运动的速度随时间变化的规律如图所示,时刻排球到达最高点,再落回垫出点时的速度大小为,且落回垫出点前排球已经做匀速运动,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 排球上升过程中的加速度逐渐减小,下降过程中的加速度逐渐增大
B. 在时间内,排球上升的高度小于
C. 排球垫出瞬间的加速度大小为
D. 排球下降过程中的平均速率大于
4. 将一根绝缘细导线绕成如图所示的闭合线圈,其中大圆半径为R,小圆半径为,垂直线圈平面方向有一随时间均匀增加的磁场,且变化率为k,则线圈总的感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A. f1=5N,f2=0、f3=5N B. f1=5N,f2=5N、f3=0
C. f1=0,f2=5N、f3=5N D. f1=0,f2=10N、f3=5N
6. 棕熊乔伊因白化病被误认为是北极熊,曾两次被送到北极,还有一次被送到位于赤道的北极馆,差点被冻僵,被称为史上最惨棕熊。若乔伊质量始终为,它在北极和北极馆的重力差为。已知地球半径为,则地球自转周期为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,在电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场中,一根长为的轻质绝缘细线一端固定在点,另一端固定一个质量为、所带电荷量为的带电小球1。另一带电荷量为的小球2固定在点正下方的点且距离点为。开始时小球1位于点,细线伸直且与电场线垂直,由静止释放小球1,小球1运动到点时速度为零,OQ连线与OP连线之间的夹角为。不计小球所受重力和空气阻力,两小球均可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 小球1从点运动到点的过程中,小球2对小球1做的功为
B. P、Q两点的电势相等
C. 小球1运动至点时,其受力平衡
D. 小球1从点运动到点的过程中,小球1的电势能一直增大
8. 每逢端午节,江西各地常会举办热闹非凡的赛龙舟活动。利用与某龙舟同方向匀速直线飞行的无人机跟踪拍摄,发现在某段时间内该龙舟做匀加速和匀减速交替的周期性直线运动。若以无人机为参考系,该龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0(未划桨阶段),则关于这段时间内该龙舟的位置x、速度v、加速度a、动能与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
9. 小明和爸爸一起开车外出游玩,在公路上正常行驶时,看到车辆仪表盘上显示a轮胎的胎压为200kPa,b、c、d三只轮胎的胎压均为250kPa,四只轮胎的温度均为37。已知该型号轮胎的容积为30L,不考虑轮胎容积的变化,胎内气体可视为理想气体,该型号轮胎的胎压达到300kPa时,会出现爆胎危险。热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K,下列说法正确的是( )
A. 胎压指的是汽车轮胎对地面的压强
B. 汽车停放在温度为17的车库里时,b轮胎的胎压约为234kPa
C. b轮胎内气体的温度为60时,有爆胎危险
D. 为使四只轮胎的胎压相同,a轮胎中充入的气体与原来胎内气体的质量之比为1:4
10. 如图为托卡马克装置中磁场截面的示意图。环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,内圆半径为R0,外圆半径为2R0。在内圆边界上的A点有a、b、c三个粒子均在纸面内运动,并都恰好不从磁场外边界射出。已知三粒子带正电、比荷均为,粒子a的速度方向沿半径方向向外,粒子b和c速度方向相反且均与a的速度方向垂直。不计粒子重力及其相互作用,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6。则( )
A. 粒子a的速度大小为
B. 粒子b的速度大小为
C. 粒子b和c从A点开始到返回A点的最短时间相等
D. 粒子a从A点开始到第一次到达磁场外边界的时间为
二、非选择题:本题共5小题,共57分
11. 小李同学用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力之间关系”的实验,图中的拉力传感器随时可以将小车所受细绳的拉力显示在与之连接的平板电脑上并进行记录,其中小车的质量为,沙和沙桶的质量为,小车的运动情况通过打点计时器在纸带上打点记录。
(1)对于该实验应该注意的问题或者会出现的情况,以下说法中正确的是( )
A. 该实验需要补偿阻力
B. 实验过程中需要始终保持远大于
C. 实验得到的图线在比较大时会出现弯曲
(2)如图乙所示是实验过程中得到的一条纸带,、、、、、、是选取的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出,打点计时器使用的电源频率,则小车运动的加速度___________;(结果保留2位有效数字)
(3)若小李由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示,纵截距为,横轴截距为,则小车运动中所受阻力___________,小车的质量___________;(均选用、表示)
(4)若小车运动中阻力恒定,小李同学不断增加沙子质量重复实验,发现小车的加速度最后会趋近于某一数值,从理论上分析可知,该数值应为___________。(已知重力加速度为)
12. 一同学测定某特殊材料(形状为圆柱体,后面用x表示)的电阻率:
(1)首先用螺旋测微器测定了x的直径,如图______mm,再用多用电表的欧姆挡(倍率×1k)粗测其电阻,指针位置如图所示,如图______。
然后用以下器材测量x的电阻后求出它的电阻率;除了待测材料电阻、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~12V,内阻约)
B.电压表(量程0~3V,内阻约)
C.电流表(量程0~0.3A,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.电源(电动势15V,额定电流2A,内阻不计)
F.电源(电动势3V,额定电流0.5A,内阻不计)
G.滑动变阻器(阻值范围,额定电流2A)
(2)为使测量尽可能准确,实验中所选用器材(滑动变阻器G除外)有______。(用器材前的字母表示)
(3)实验时,应选用下图中的电路图______来完成实验。
A. B. C. D.
(4)实验中测量该材料的直径为d,长度为L,伏安法测得的电阻为R,利用以上字母,写出计算电阻率的表达式______。
13. 某同学课桌上摆放着一个质量分布均匀的透明“水晶球”,如图甲所示。该水晶球的半径,过球心的截面如图乙所示,PQ为直径,一单色细光束从P点射入球内,折射光线与PQ夹角为,出射光线与PQ平行。已知光在真空中的传播速度。求:
(1)“水晶球”的折射率;
(2)光在“水晶球”中的传播时间。
14. 某一跳台滑雪的赛道可简化成如下图所示,与滑雪板总质量为的运动员从助滑坡的点由静止出发,由于自身重力不断加速,经过助滑坡末端点进入一段长度可忽略的水平平台后运动员脱离滑道开始滑翔,最终落在倾斜滑道上。已知滑道、与水平方向的夹角都为,长,运动员在助滑坡运动时受到的阻力,其中,落地点距的竖直高度为,运动员落在上时运动员的速度与的夹角,落地时运动员与滑道的作用时间为,在作用时间内,运动员受到斜面对他垂直方向的力的平均大小为重力的倍,落地后,运动员沿滑道继续下滑。重力加速度,,,,,求:
(1)运动员离开助滑坡时的速度大小;
(2)运动员滑翔过程中克服阻力做的功。
15. 如图(a),线框位于倾斜角的斜面上,斜面上有一长度为的单匝矩形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向上,大小为,已知线框边长,,总电阻,现对线框施加一沿斜面向上的力使之运动。斜面上动摩擦因数,线框速度随时间变化如图(b)所示。(重力加速度取)
(1)求外力大小;
(2)求长度;
(3)求回路产生的焦耳热。
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麦积区2026届高三级第一次检测试卷
物理
一、选择题:本题共10小题,共43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,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 氢原子能级图如图所示。用大量处于能级的氢原子辐射出的光去照射金属钨(逸出功为4.54eV),则逸出的光电子的最大初动能为( )
A. 1.89eV B. 5.66eV C. 7.55eV D. 12.09eV
【答案】C
【解析】
【详解】大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出的光子的能量最大值为
根据
解得
故选C。
2. 关于图片中涉及到的实验和物理思想方法,说法错误的是( )
A. 图甲,作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同,体现了等效替代的思想方法
B. 图乙,伽利略利用图中的实验,结合逻辑推理,验证了力是维持物体运动的原因
C. 图丙,借助激光笔及平面镜观察桌面的形变,该实验运用了微小放大的思想方法
D. 图丁,通过把物体匀变速直线运动的v-t图像分成小段,来求一段时间内的位移,运用了微元求和的
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中用一个合力等效替代两个力,体现了“等效替代”的思想方法,故A正确,不符合题意;
B.伽利略的斜面实验及逻辑推理表明:没有外力时,物体将保持匀速直线运动,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故B错误,符合题意;
C.图丙中利用激光和平面镜观察桌面的微小形变,借助光路偏转得到较明显的变化,运用了“微小量放大”的思想,故C正确,不符合题意;
D.图丁通过把物体的v—t图像分段,求出各小段位移并相加,实质上是利用“微元求和”的思想方法来求总位移,故D正确,不符合题意。
本题选择错误选项,故选B。
3. 体育考试中有个项目是双手垫排球,双手以大小为的初速度竖直向上垫出一个质量为的排球,若排球运动过程中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,排球运动的速度随时间变化的规律如图所示,时刻排球到达最高点,再落回垫出点时的速度大小为,且落回垫出点前排球已经做匀速运动,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 排球上升过程中的加速度逐渐减小,下降过程中的加速度逐渐增大
B. 在时间内,排球上升的高度小于
C. 排球垫出瞬间的加速度大小为
D. 排球下降过程中的平均速率大于
【答案】B
【解析】
【详解】A.上升过程根据牛顿第二定律,有
解得,由于排球减速上升,阻力逐渐减小,故加速度不断减小;
下降过程根据牛顿第二定律,有
解得,由于速度增大,阻力增大,故加速度减小,最后匀速运动,加速度为零,故A错误;
B.
速度一时间图像与时间轴围成的面积表示位移,从图像可以看出,上升的位移小于阴影部分面积。
而阴影部分面积是匀减速直线运动的位移,故B正确;
C.排球受到的空气阻力与其速率成正比,最终以匀速下降,有
排球垫出瞬间,有
解得,故C错误;
D.从图像可以看出,上升的位移小于阴影部分面积,而阴影部分面积是匀减速直线运动的位移,匀减速直线运动的平均速度等于,故排球上升过程的平均速度小于,排球下降过程的平均速率更加小于,故D错误。
故选B。
4. 将一根绝缘细导线绕成如图所示的闭合线圈,其中大圆半径为R,小圆半径为,垂直线圈平面方向有一随时间均匀增加的磁场,且变化率为k,则线圈总的感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律可得
故选B。
5. 如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A. f1=5N,f2=0、f3=5N B. f1=5N,f2=5N、f3=0
C. f1=0,f2=5N、f3=5N D. f1=0,f2=10N、f3=5N
【答案】C
【解析】
【详解】为了研究a、b之间的摩擦力的情况,以物体a为研究对象,如图甲所示
通过受力分析得到a与b之间没有摩擦力的作用,所以f1=0;
为了研究b与c之间的摩擦力的情况,以物体a、b整体为研究对象,如图乙所示
在水平方向上,通过受力分析知b受c向右的静摩擦力与平衡,故
为了研究c与桌面之间的摩擦力的情况,以物体a、b、c整体为研究对象,如图丙所示
通过受力分析知c受向左的静摩擦力与平衡,故
故C正确。
故选C。
6. 棕熊乔伊因白化病被误认为是北极熊,曾两次被送到北极,还有一次被送到位于赤道的北极馆,差点被冻僵,被称为史上最惨棕熊。若乔伊质量始终为,它在北极和北极馆的重力差为。已知地球半径为,则地球自转周期为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在北极时,物体随地球自转所需向心力为零,重力等于万有引力,即
在赤道时,物体随地球自转,万有引力的一部分提供向心力,则重力
已知在北极和赤道的重力差为,所以
解得
故选A。
7. 如图所示,在电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场中,一根长为的轻质绝缘细线一端固定在点,另一端固定一个质量为、所带电荷量为的带电小球1。另一带电荷量为的小球2固定在点正下方的点且距离点为。开始时小球1位于点,细线伸直且与电场线垂直,由静止释放小球1,小球1运动到点时速度为零,OQ连线与OP连线之间的夹角为。不计小球所受重力和空气阻力,两小球均可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 小球1从点运动到点的过程中,小球2对小球1做的功为
B. P、Q两点的电势相等
C. 小球1运动至点时,其受力平衡
D. 小球1从点运动到点的过程中,小球1的电势能一直增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球1从点运动到点的过程中,根据动能定理可得
解得小球2对小球1做的功为,故A错误;
B.小球1从点运动到点,电场力做的功为零,所以P、Q两点的电势相等,故B正确;
C.小球1运动到点时,其受力不平衡,随后其会返回点,故C错误;
D.小球1从点运动到点的过程中,小球1受到的电场力对小球1先做正功后做负功,所以小球1的电势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
8. 每逢端午节,江西各地常会举办热闹非凡的赛龙舟活动。利用与某龙舟同方向匀速直线飞行的无人机跟踪拍摄,发现在某段时间内该龙舟做匀加速和匀减速交替的周期性直线运动。若以无人机为参考系,该龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0(未划桨阶段),则关于这段时间内该龙舟的位置x、速度v、加速度a、动能与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】A.位移时间图像斜率代表速度,所以斜率先增大后减小,再增大再减小,故A正确;
B.龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0,速度方向始终为正向,故B正确;
C.因为是匀加速和匀减速,所以加速度在时间内是不变的,后0.6s内也是不变的,故C错误;
D.根据可知,前开口向上,故D错误。
故选AB。
9. 小明和爸爸一起开车外出游玩,在公路上正常行驶时,看到车辆仪表盘上显示a轮胎的胎压为200kPa,b、c、d三只轮胎的胎压均为250kPa,四只轮胎的温度均为37。已知该型号轮胎的容积为30L,不考虑轮胎容积的变化,胎内气体可视为理想气体,该型号轮胎的胎压达到300kPa时,会出现爆胎危险。热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K,下列说法正确的是( )
A. 胎压指的是汽车轮胎对地面的压强
B. 汽车停放在温度为17的车库里时,b轮胎的胎压约为234kPa
C. b轮胎内气体的温度为60时,有爆胎危险
D. 为使四只轮胎的胎压相同,a轮胎中充入的气体与原来胎内气体的质量之比为1:4
【答案】BD
【解析】
【详解】A.胎压严格意义上指的是轮胎内部空气的压强,A错误;
B.汽车停放在温度为的车库里时,此过程为等容变化,变化前压强为,变化后压强为,b轮胎的压强约为
代入得
B正确;
C.b轮胎内气体的温度为时,设压强为,车胎内体积可视为不变,由查理定律知
代入得
故轮胎没有爆胎危险,C错误;
D.设轮胎体积为,设a轮胎压强为,质量为,充入气体压强为,体积为,质量为,充气后压强为,体积为,过程中温度不变。根据玻意耳定律知
代入得
则a中充入的气体与原来胎内气体的质量之比为
代入得
D正确。
故选BD。
10. 如图为托卡马克装置中磁场截面的示意图。环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,内圆半径为R0,外圆半径为2R0。在内圆边界上的A点有a、b、c三个粒子均在纸面内运动,并都恰好不从磁场外边界射出。已知三粒子带正电、比荷均为,粒子a的速度方向沿半径方向向外,粒子b和c速度方向相反且均与a的速度方向垂直。不计粒子重力及其相互作用,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6。则( )
A. 粒子a的速度大小为
B. 粒子b的速度大小为
C. 粒子b和c从A点开始到返回A点的最短时间相等
D. 粒子a从A点开始到第一次到达磁场外边界的时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题意,作出a粒子运动轨迹图,如图所示
设,a粒子做圆周运动的半径为,有几何关系可得
联立解得,
粒子运动时由洛伦兹力提供向心力
解得。故A错误;
B.由题意,作出b粒子运动轨迹图,如图所示
有几何关系可得
粒子运动时由洛伦兹力提供向心力
解得。故B正确;
C.由洛伦兹力提供向心力
可得粒子在磁场中完成一次完整的圆周运动周期为
对b粒子,由几何关系可得,粒子b从A点开始到返回A点的最短时间
由题意,作出c粒子运动轨迹图,如图所示
由几何关系可得,粒子c从A点开始到返回A点的最短时间
因此粒子b和c从A点开始到返回A点的最短时间相等。故C正确;
D.有几何关系可知粒子a从A点开始到第一次到达磁场外边界的角度,粒子a从A点开始到第一次到达磁场外边界的时间为。故D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共57分
11. 小李同学用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力之间关系”的实验,图中的拉力传感器随时可以将小车所受细绳的拉力显示在与之连接的平板电脑上并进行记录,其中小车的质量为,沙和沙桶的质量为,小车的运动情况通过打点计时器在纸带上打点记录。
(1)对于该实验应该注意的问题或者会出现的情况,以下说法中正确的是( )
A. 该实验需要补偿阻力
B. 实验过程中需要始终保持远大于
C. 实验得到的图线在比较大时会出现弯曲
(2)如图乙所示是实验过程中得到的一条纸带,、、、、、、是选取的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出,打点计时器使用的电源频率,则小车运动的加速度___________;(结果保留2位有效数字)
(3)若小李由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示,纵截距为,横轴截距为,则小车运动中所受阻力___________,小车的质量___________;(均选用、表示)
(4)若小车运动中阻力恒定,小李同学不断增加沙子质量重复实验,发现小车的加速度最后会趋近于某一数值,从理论上分析可知,该数值应为___________。(已知重力加速度为)
【答案】(1)A (2)0.50
(3) ①. c ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.该实验需要补偿阻力,使小车所受的合外力等于细绳的拉力,故A正确;
B.因为有拉力传感器可以直接测量拉力,所以不需要始终保持远大于,故B错误;
C.由于不需要远大于,所以实验得到的图线不会出现弯曲,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
由题意可知相邻计数点时间间隔
由逐差法可知小车运动的加速度大小
【小问3详解】
[1][2]对小车,根据牛顿第二定律有
整理得
可知图像斜率
纵截距
联立解得
【小问4详解】
对小车有
对重物有
联立解得
可知当趋近于无穷大时,趋近于。
12. 一同学测定某特殊材料(形状为圆柱体,后面用x表示)的电阻率:
(1)首先用螺旋测微器测定了x的直径,如图______mm,再用多用电表的欧姆挡(倍率×1k)粗测其电阻,指针位置如图所示,如图______。
然后用以下器材测量x的电阻后求出它的电阻率;除了待测材料电阻、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~12V,内阻约)
B.电压表(量程0~3V,内阻约)
C.电流表(量程0~0.3A,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.电源(电动势15V,额定电流2A,内阻不计)
F.电源(电动势3V,额定电流0.5A,内阻不计)
G.滑动变阻器(阻值范围,额定电流2A)
(2)为使测量尽可能准确,实验中所选用器材(滑动变阻器G除外)有______。(用器材前的字母表示)
(3)实验时,应选用下图中的电路图______来完成实验。
A. B. C. D.
(4)实验中测量该材料的直径为d,长度为L,伏安法测得的电阻为R,利用以上字母,写出计算电阻率的表达式______。
【答案】(1) ①. 0.653 ②. 22000
(2)ADE (3)A
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图可知直径为
d=0.5mm+15.3mm=0.653mm
[2]用多用电表的欧姆挡(倍率×1k)粗测其电阻,由图可知
【小问2详解】
当电动势为3V时通过待测电阻最大电流约为,当电动势为15V时通过待测电阻最大电流约为,要使电流表示数不能过小,达到满偏的左右,所以电流表选择量程,电源选择电动势为15V,故电压表选择量程0~12V,所以实验中所选用器材为ADE。
【小问3详解】
由于待测阻值较大,所以电流表应选择内接法;滑动变阻器阻值相对待测阻值较小,应选择分压接法,所以电路图选A来完成实验。
故选A。
【小问4详解】
根据电阻定律可得
又
联立可得电阻率为
13. 某同学课桌上摆放着一个质量分布均匀的透明“水晶球”,如图甲所示。该水晶球的半径,过球心的截面如图乙所示,PQ为直径,一单色细光束从P点射入球内,折射光线与PQ夹角为,出射光线与PQ平行。已知光在真空中的传播速度。求:
(1)“水晶球”的折射率;
(2)光在“水晶球”中的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光线射出时的折射角为
“水晶球”的折射率为
【小问2详解】
单色光在“水晶球”中的传播速度为
单色光在“水晶球”中的传播距离为
单色光在“水晶球”中的传播时间为
联立上述各式解得
14. 某一跳台滑雪的赛道可简化成如下图所示,与滑雪板总质量为的运动员从助滑坡的点由静止出发,由于自身重力不断加速,经过助滑坡末端点进入一段长度可忽略的水平平台后运动员脱离滑道开始滑翔,最终落在倾斜滑道上。已知滑道、与水平方向的夹角都为,长,运动员在助滑坡运动时受到的阻力,其中,落地点距的竖直高度为,运动员落在上时运动员的速度与的夹角,落地时运动员与滑道的作用时间为,在作用时间内,运动员受到斜面对他垂直方向的力的平均大小为重力的倍,落地后,运动员沿滑道继续下滑。重力加速度,,,,,求:
(1)运动员离开助滑坡时的速度大小;
(2)运动员滑翔过程中克服阻力做的功。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
运动员在A到B的过程中,由动能定理
代入数据解得
【小问2详解】
运动员落到CD斜面时,在垂直CD方向,由动量定理可得
根据几何关系
对滑翔的整个过程,由动能定理
联立可得
15. 如图(a),线框位于倾斜角的斜面上,斜面上有一长度为的单匝矩形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向上,大小为,已知线框边长,,总电阻,现对线框施加一沿斜面向上的力使之运动。斜面上动摩擦因数,线框速度随时间变化如图(b)所示。(重力加速度取)
(1)求外力大小;
(2)求长度;
(3)求回路产生的焦耳热。
【答案】(1)1.48N;(2)0.5m;(3)0.4J
【解析】
【详解】(1)由图(b)可知在0~0.4s内线框做匀加速运动,加速度为
根据牛顿第二定律有
代入数据可得
(2)由图(b)可知线框cf匀速进入磁场,则有
其中
联立可得
,
(3)线框穿过磁场过程中回路产生的焦耳热等于过程中安培力做的功,即
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