内容正文:
2026届普通高等学校招生全国统一考试
青桐鸣大联考(高三)
物理(B卷)
注意事项:
1。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2。回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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。
1. 如图所示为现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片:让小球沿左侧斜面从静止开始向下运动,小球将冲上右侧斜面;减小右侧斜面的倾角,重复实验,直至斜面最终变为水平。几次实验中小球都从同一位置由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 右侧斜面的倾角越小,小球冲上右侧斜面过程中的平均速度越大
B. 右侧斜面的倾角越大,小球冲上右侧斜面过程中的平均速度越大
C. 由于小球与斜面之间存在摩擦,右侧斜面的倾角越小,小球冲上右侧斜面高度越低
D. 由于小球与斜面之间存在摩擦,右侧斜面的倾角越大,小球冲上右侧斜面高度越低
2. 学校的水火箭实验小组制作的水火箭两次从A点斜抛的运动轨迹如图所示,两次运动的轨迹分别为1和2,落点分别是B点和C点,忽略空气阻力,则( )
A. 轨迹2对应的水火箭的运动时间更长
B. 轨迹1对应的水火箭的运动时间更长
C. 轨迹2对应的水火箭的初速度更大
D. 轨迹1对应的水火箭的初速度更大
3. 心脏除颤器的原理是首先向除颤器的储能电容器充电,使电容器获得一定的能量,再对患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图甲是一次心脏除颤器的模拟治疗,图乙是其等效电路图。人体模型可导电,已知该心脏除颤器的电源电动势为5kV,电容器电容为,放电结束时电容器两极板间的电势差减为零,电容器能量公式为,下列说法正确的是( )
A. 这次放电有0.5C的电荷量通过人体组织
B. 电容器放电过程中,人体模型两端的电压不断减小
C. 若电源电动势提高为10kV,则电容增大为20μF
D. 放电过程中放出的电能为250J
4. 一辆质量为m的汽车,在斜坡上以速度v匀速下坡。现发现前方有障碍物,司机立即刹车,假设刹车过程中汽车所受摩擦力在刚开始最大,随着刹车片温度越来越高,其所受摩擦力逐渐减小,最后汽车在障碍物前刚好停止,整个刹车过程用时为t。重力加速度为g,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 司机开始刹车时到障碍物的距离为
B. 从刹车到停止,汽车克服摩擦力做功为
C. 从刹车到停止,汽车所受重力对汽车做功为
D. 从刹车到停止,合外力对汽车做功为
5. 将一个小球以某一初速度水平抛出,不计空气阻力,小球在空中运动的过程中,其动能随水平位移的平方变化的图像如图所示,已知图线与纵轴交点的纵坐标为b、斜率为k,则可以求出下列哪个物理量( )
A. 当地的重力加速度 B. 小球的初速度
C. 小球下落h时的动能 D. 小球的重力
6. 如图所示,一根与水平方向夹角为的杆固定放置,用三根轻细绳OM、ON、OP悬挂一个小球,绳端M、N固定在杆上,小球处于静止状态,轻绳OM、ON与杆的夹角分别为和。OM、ON上的拉力大小分别为和。则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 中国的载人登月计划旨在2030年前实现人类首次登陆月球,为体验在月球上行走的感觉,可采用悬在空中的氦气球拉着人在地面上前行。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,月球质量为地球质量的p倍,月球半径为地球半径的q倍,不考虑星球自转,为使质量为m的人在地球表面前行感觉到和月球表面相同的“重力”,则氦气球对该人的拉力大小为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 在A、B处分别放置电荷量为的点电荷,其中的一条电场线如图中实线所示。α和β分别是该电场线在A、B处的切线与A、B连线的夹角,且α<β。下列说法正确的是( )
A. A、B处点电荷均带正电
B. A、B连线上从A到B电场强度先减小后增大
C. 在图示电场线上由静止释放一个正试探电荷,试探电荷将沿电场线运动至B
D. A、B处点电荷电荷量大小关系为
9. 如图甲所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,电压表和电流表均为理想电表,移动滑动变阻器的滑片,电源的输出功率P与电压表读数U的关系图像为如图乙所示的抛物线,则电源电动势和内阻为( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,在第二、三象限内存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在第一、四象限(含y轴)存在辐射状电场,任意一点的电场方向由原点指向该点、大小为 (r为该点到原点的距离)。在第二象限中坐标为的M点处由静止释放出质量为m、电荷量为e的电子,不计电子的重力,下列说法正确的是( )
A. 电子第一次通过y轴时的速度大小为
B. 电子第二次通过y轴时速度大小为2
C. 电子从开始到再次回到M点所用的时间为4
D. 电子从开始到再次回到M点所用时间为2
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用数字化信息系统测量一节旧电池的电动势和内阻,实验装置如图甲所示,多次改变电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值为R时电压传感器的示数U,并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线。
(1)某次调节中,电阻箱各旋钮位置如图丙所示,则电阻箱的阻值为___________Ω;
(2)定值电阻阻值为,则___________(用R表示);
(3)根据图乙可得E=___________V,r=___________Ω(结果均保留两位有效数字)。
12. 某实验小组同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。他们将一不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮,轻绳两端分别与滑块和钩码相连接,滑块上固定有遮光条,滑块和滑轮间的轻绳与导轨平行。将滑块在气垫导轨上由静止释放,测得滑块上的遮光条通过光电门1、2的挡光时间分别为,若遮光条的宽度为d,光电门1、2之间的距离为L,滑块和遮光条的总质量为M,钩码的质量为m,当地的重力加速度为g,气垫导轨已调节至水平。
(1)该实验小组实验时,___________(填“需要”或“不需要”)将左侧垫高以平衡摩擦力;
(2)滑块通过光电门2瞬时速度为___________(用题中字母表示);
(3)滑块在两光电门之间运动的过程中,滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量为___________,动能的增加量为___________,若两者在误差允许范围内近似相等,则说明___________。
13. 如图所示,两个带电荷量均为Q(Q>0)的点电荷分别固定于M、N两点,M、N位于同一水平线上,O为M、N连线的中点,一绝缘轻绳的一端系在O点,另一端系一个电荷量为-Q、质量为m的小球A,小球恰能在M、N连线的中垂面内绕O点做圆周运动。已知OA=OM=ON=l,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)小球的最小动能;
(2)小球的最大动能。
14. 如图所示,质量为m=2.0kg的物块P放置于水平面上,P和墙面间水平拴接着劲度系数为k=50N/m的轻弹簧,且弹簧处于原长状态。现用水平力F向左缓慢压P,使P向左移动到某一位置,撤去水平力F后,物块P能先向右再向左运动,之后恰好不能再向右运动。已知P与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5,弹簧弹性势能可表示为,其中x为弹簧形变量,弹簧始终处于弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,求:
(1)P停止运动时弹簧的形变量大小;
(2)在向左缓慢压P的过程中,力F的最大值和全过程中P与水平面摩擦产生的热量。
15. 如图所示,竖直平面内固定着半径为R=0.5m的光滑圆弧形轨道,最高点A与圆心O的连线竖直。质量M=2kg、长为d=8.5m的长薄板Q锁定于倾角θ=37的固定斜面上,其最下端到斜面底端距离为l=12.5m,,其最上端与圆弧形轨道相切。一质量为m=3kg的滑块P(可看作质点)从A点以初速度沿切线进入轨道,经过B点时对圆弧轨道的压力大小为N,之后滑上长薄板Q,同时解除对Q的锁定,Q滑到斜面最底端时与固定在斜面底端的挡板碰撞后被锁定,P与挡板碰撞后以相同大小的速度返回。已知P与Q之间的动摩擦因数与斜面之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,重力加速度g=10,sin0.8。求:
(1)P的初速度v0的大小;
(2)Q与挡板相碰前瞬间的速度大小;
(3)P滑上Q之后相对Q运动的总路程。
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2026届普通高等学校招生全国统一考试
青桐鸣大联考(高三)
物理(B卷)
注意事项:
1。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2。回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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。
1. 如图所示为现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片:让小球沿左侧斜面从静止开始向下运动,小球将冲上右侧斜面;减小右侧斜面的倾角,重复实验,直至斜面最终变为水平。几次实验中小球都从同一位置由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 右侧斜面的倾角越小,小球冲上右侧斜面过程中的平均速度越大
B. 右侧斜面的倾角越大,小球冲上右侧斜面过程中的平均速度越大
C. 由于小球与斜面之间存在摩擦,右侧斜面的倾角越小,小球冲上右侧斜面高度越低
D. 由于小球与斜面之间存在摩擦,右侧斜面的倾角越大,小球冲上右侧斜面高度越低
【答案】C
【解析】
【详解】AB.几次实验中小球都从同一位置释放,则冲上斜面前速度大小相同,最终都减小为零,由此可得平均速度大小相同,A错误,B错误;
CD.由于小球与斜面之间存在摩擦,右侧斜面的倾角越小,运动相同距离小球克服摩擦力做功越多,机械能损失越多,小球冲上右侧斜面高度越低,C正确,D错误。
故选C。
2. 学校的水火箭实验小组制作的水火箭两次从A点斜抛的运动轨迹如图所示,两次运动的轨迹分别为1和2,落点分别是B点和C点,忽略空气阻力,则( )
A. 轨迹2对应的水火箭的运动时间更长
B. 轨迹1对应的水火箭的运动时间更长
C. 轨迹2对应的水火箭的初速度更大
D. 轨迹1对应的水火箭的初速度更大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.水火箭在空中做斜抛运动,到达最高点过程有,则水火箭运动的总时间。由于,所以,A项错误,B项正确;
CD.轨迹1对应的水火箭水平射程较小,可知水平初速度较小,但是竖直初速度更大,合速度大小无法判断,CD项错误。
故选B。
3. 心脏除颤器的原理是首先向除颤器的储能电容器充电,使电容器获得一定的能量,再对患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图甲是一次心脏除颤器的模拟治疗,图乙是其等效电路图。人体模型可导电,已知该心脏除颤器的电源电动势为5kV,电容器电容为,放电结束时电容器两极板间的电势差减为零,电容器能量公式为,下列说法正确的是( )
A. 这次放电有0.5C的电荷量通过人体组织
B. 电容器放电过程中,人体模型两端的电压不断减小
C. 若电源电动势提高为10kV,则电容增大为20μF
D. 放电过程中放出的电能为250J
【答案】B
【解析】
【详解】A.电容器储存的电荷量为
放电结束时电容器两极板间的电势差减为零,所以通过人体组织的电荷量为0.05C,故A错误;
BC.电容器的放电过程中,电容器的电荷量减少,且电容器电容只和电容器本身有关,跟外界电压无关,根据可知人体模型两端的电压不断减小,故B正确,C错误;
D.放电过程中电容器放出的电能为,故D错误。
故选B。
4. 一辆质量为m的汽车,在斜坡上以速度v匀速下坡。现发现前方有障碍物,司机立即刹车,假设刹车过程中汽车所受摩擦力在刚开始最大,随着刹车片温度越来越高,其所受摩擦力逐渐减小,最后汽车在障碍物前刚好停止,整个刹车过程用时为t。重力加速度为g,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 司机开始刹车时到障碍物的距离为
B. 从刹车到停止,汽车克服摩擦力做功为
C. 从刹车到停止,汽车所受重力对汽车做功
D. 从刹车到停止,合外力对汽车做功为
【答案】D
【解析】
【详解】A.刹车过程中,摩擦力逐渐减小,导致减速运动过程中加速度大小逐渐变小,图线向上弯曲,图线与坐标轴围成的面积小于,故A错误;
BD.由动能定理,合外力做功等于动能变化量,即
由于整个过程中,除了摩擦力做功,还有重力做功,故B错误,D正确;
C.重力做功
其中为斜坡倾角,为沿斜坡位移,由于汽车的运动为非匀变速运动,
,故C错误
故选D。
5. 将一个小球以某一初速度水平抛出,不计空气阻力,小球在空中运动的过程中,其动能随水平位移的平方变化的图像如图所示,已知图线与纵轴交点的纵坐标为b、斜率为k,则可以求出下列哪个物理量( )
A. 当地的重力加速度 B. 小球的初速度
C. 小球下落h时的动能 D. 小球的重力
【答案】D
【解析】
【详解】设小球的质量为,初速度为,小球做平抛运动,不计空气阻力。在任意时刻,小球做平抛运动,水平方向做匀速运动
竖直方向做自由落体运动
此时小球的动能为
联立化简得
所以,图形和纵轴的交点,图形的斜率为
A.图形和纵轴的交点,图形的斜率为
联立得
由于质量未知,无法求出,故A错误;
B.图形和纵轴的交点
化简得
由于质量未知,无法求出,故B错误;
C.小球下落时根据动能定理,球下落高度时,重力做功为,动能增加量也为此时的动能
由于高度是变量且未知,无法求出其动能的具体值,故C错误;
D.由
得
由于和均为已知量,所以可以求出小球的重力
故选D。
6. 如图所示,一根与水平方向夹角为的杆固定放置,用三根轻细绳OM、ON、OP悬挂一个小球,绳端M、N固定在杆上,小球处于静止状态,轻绳OM、ON与杆的夹角分别为和。OM、ON上的拉力大小分别为和。则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】结点O受力平衡,水平方向有
可得
即
故选C。
7. 中国的载人登月计划旨在2030年前实现人类首次登陆月球,为体验在月球上行走的感觉,可采用悬在空中的氦气球拉着人在地面上前行。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,月球质量为地球质量的p倍,月球半径为地球半径的q倍,不考虑星球自转,为使质量为m的人在地球表面前行感觉到和月球表面相同的“重力”,则氦气球对该人的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,由万有引力等于重力有
可得,
可得
为使质量为m的人在地面上前行感觉到和月球表面相同的重力,氦气球对该人的拉力大小
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 在A、B处分别放置电荷量为的点电荷,其中的一条电场线如图中实线所示。α和β分别是该电场线在A、B处的切线与A、B连线的夹角,且α<β。下列说法正确的是( )
A. A、B处点电荷均带正电
B. A、B连线上从A到B电场强度先减小后增大
C. 在图示电场线上由静止释放一个正试探电荷,试探电荷将沿电场线运动至B
D. A、B处点电荷电荷量大小关系为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据电场线的方向,可知A带正电,B带负电,故A错误;
B.电场在靠近电荷的地方场强比较大,所以A、B连线上从A到B电场强度先减小后增大,故B正确;
C.只有电场线方向是一条直线,且电荷初速度为0或初速度的方向与电场平行,运动轨迹才与电场线重合,该电场线是一条曲线,所以运动轨迹与电场线不重合,故C错误;
D.顶点的场强可看成A、B两电荷在该点产生场强的合场强,电荷A在顶点电场方向沿切线方向上,电荷B在顶点产生的场强沿切线方向向下,合场强水平向右,可知A电荷在顶点产生的场强大于B电荷在顶点产生的场强,所以,故D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,电压表和电流表均为理想电表,移动滑动变阻器的滑片,电源的输出功率P与电压表读数U的关系图像为如图乙所示的抛物线,则电源电动势和内阻为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据电源的输出功率
P有最大值时有
解得电源电动势为,故A错误,B正确;
CD.P最大值
解得电源的内阻为,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,在第二、三象限内存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在第一、四象限(含y轴)存在辐射状电场,任意一点的电场方向由原点指向该点、大小为 (r为该点到原点的距离)。在第二象限中坐标为的M点处由静止释放出质量为m、电荷量为e的电子,不计电子的重力,下列说法正确的是( )
A. 电子第一次通过y轴时的速度大小为
B. 电子第二次通过y轴时的速度大小为2
C. 电子从开始到再次回到M点所用的时间为4
D. 电子从开始到再次回到M点所用的时间为2
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据动能定理可得,电子第一次经过y轴时有
解得,故A正确;
B.电子到达y轴时,有
电子在第一、四象限运动时,恰以O点为圆心、为半径做匀速圆周运动,电子第二次通过y轴时的速度大小仍为,故B错误;
CD.电子单程在第二象限做一段加速运动,在第三象限做一段减速运动,每段的时间
在第一象限和第四象限各做一段四分之一圆周运动,每段的运动时间
电子在第三象限速度减为0后,沿原路线返回M点,则电子从开始到再次回到M点所用的时间为,C正确,D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用数字化信息系统测量一节旧电池的电动势和内阻,实验装置如图甲所示,多次改变电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值为R时电压传感器的示数U,并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线。
(1)某次调节中,电阻箱各旋钮位置如图丙所示,则电阻箱的阻值为___________Ω;
(2)定值电阻的阻值为,则___________(用R表示);
(3)根据图乙可得E=___________V,r=___________Ω(结果均保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由电阻箱的读数规则可知,电阻箱的读数为
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律有
整理得
【小问3详解】
[1][2]根据题中乙图可得,其中截距,斜率
又知道
联立解得,电动势,内电阻
12. 某实验小组同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。他们将一不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮,轻绳两端分别与滑块和钩码相连接,滑块上固定有遮光条,滑块和滑轮间的轻绳与导轨平行。将滑块在气垫导轨上由静止释放,测得滑块上的遮光条通过光电门1、2的挡光时间分别为,若遮光条的宽度为d,光电门1、2之间的距离为L,滑块和遮光条的总质量为M,钩码的质量为m,当地的重力加速度为g,气垫导轨已调节至水平。
(1)该实验小组在实验时,___________(填“需要”或“不需要”)将左侧垫高以平衡摩擦力;
(2)滑块通过光电门2的瞬时速度为___________(用题中字母表示);
(3)滑块在两光电门之间运动的过程中,滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量为___________,动能的增加量为___________,若两者在误差允许范围内近似相等,则说明___________。
【答案】(1)不需要 (2)
(3) ①. ②. ③. 误差允许范围内滑块和钩码组成的系统机械能守恒
【解析】
小问1详解】
滑块与气垫导轨不接触,故不需要将左侧垫高以平衡摩擦力;
【小问2详解】
滑块通过光电门2的瞬时速度为;
【小问3详解】
[1][2][3]该运动过程中系统重力势能的减少量为
动能的增加量
即
若二者在误差允许范围内近似相等,则说明该过程中滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
13. 如图所示,两个带电荷量均为Q(Q>0)的点电荷分别固定于M、N两点,M、N位于同一水平线上,O为M、N连线的中点,一绝缘轻绳的一端系在O点,另一端系一个电荷量为-Q、质量为m的小球A,小球恰能在M、N连线的中垂面内绕O点做圆周运动。已知OA=OM=ON=l,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)小球最小动能;
(2)小球的最大动能。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球在竖直面内做圆周运动,在最高点时速度最小,库仑力与重力的合力提供其做圆周运动的向心力,由几何关系得小球A与M、N之间的距离均为,每个点电荷对小球A的库仑力大小为
根据平行四边形定则和牛顿第二定律有,
联立解得
【小问2详解】
小球在最低点的速度最大,小球由最高点运动到最低点的过程中,库仑力不做功,只有重力做功,由动能定理得
解得
14. 如图所示,质量为m=2.0kg的物块P放置于水平面上,P和墙面间水平拴接着劲度系数为k=50N/m的轻弹簧,且弹簧处于原长状态。现用水平力F向左缓慢压P,使P向左移动到某一位置,撤去水平力F后,物块P能先向右再向左运动,之后恰好不能再向右运动。已知P与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5,弹簧弹性势能可表示为,其中x为弹簧形变量,弹簧始终处于弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,求:
(1)P停止运动时弹簧形变量大小;
(2)在向左缓慢压P的过程中,力F的最大值和全过程中P与水平面摩擦产生的热量。
【答案】(1)0.2m
(2)60N,34J
【解析】
【小问1详解】
因最终P恰好不能再向右运动,可知此时弹簧处于压缩状态,根据
解得x3=0.2m
【小问2详解】
设P在最右端时弹簧伸长量为x2,则P从最右端运动到最左端由能量关系
解得x2=0.6m
设开始释放P时弹簧压缩量为x1,则从P开始释放到最右端,由能量关系
解得x1=1m
可知力F的最大值
全过程中P与水平面摩擦产生的热量
15. 如图所示,竖直平面内固定着半径为R=0.5m的光滑圆弧形轨道,最高点A与圆心O的连线竖直。质量M=2kg、长为d=8.5m的长薄板Q锁定于倾角θ=37的固定斜面上,其最下端到斜面底端距离为l=12.5m,,其最上端与圆弧形轨道相切。一质量为m=3kg的滑块P(可看作质点)从A点以初速度沿切线进入轨道,经过B点时对圆弧轨道的压力大小为N,之后滑上长薄板Q,同时解除对Q的锁定,Q滑到斜面最底端时与固定在斜面底端的挡板碰撞后被锁定,P与挡板碰撞后以相同大小的速度返回。已知P与Q之间的动摩擦因数与斜面之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,重力加速度g=10,sin0.8。求:
(1)P的初速度v0的大小;
(2)Q与挡板相碰前瞬间的速度大小;
(3)P滑上Q之后相对Q运动的总路程。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第三定律,P受到圆弧轨道的支持力
在B点处由轨道的支持力和重力分力的合力提供向心力
从A点到B点,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
P滑上Q后,P的加速度大小
Q的加速度大小
假设Q与挡板相碰前P、Q能共速,则
Q运动位移为
即假设成立,共速后P、Q共同向下加速,加速度大小为
末速度满足
解得
【小问3详解】
Q与挡板碰后停止运动,P向下加速,与挡板发生碰撞后上滑,Q与挡板相碰前的过程,P相对Q下滑的距离为
设P与挡板碰撞前的速度为,对于Q静止后,P的加速下滑过程有
碰撞后,设P的加速度为,由牛顿第二定律有
假设P未脱离Q,由运动学公式有
解得
假设成立,即Q被锁定后,P在Q上做往返运动,最终静止在挡板处,根据能量守恒定律有
解得
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