精品解析:辽宁清原满族自治县高级中学2025-2026学年高三下学期模拟调研卷物理试题(二)
2026-05-16
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 抚顺市 |
| 地区(区县) | 清原满族自治县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 20.63 MB |
| 发布时间 | 2026-05-16 |
| 更新时间 | 2026-05-16 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57895304.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2026年普通高中学业水平选择性考试模拟调研卷
物理(二)
本试卷总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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、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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 如图所示,某无人机空中表演时,无人机仅在重力mg和动力F作用下,沿虚线斜向上做匀加速直线运动,不计空气阻力,下列选项中动力F的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 实验小组用光子能量分别为1.85eV、2.10eV、2.60eV的红、黄、蓝三种光分别照射同一金属材料表面,仅有两种颜色的光可以使该金属材料逸出光电子,则该金属材料的逸出功可能为( )
A. 2.85eV B. 2.45eV C. 2.05eV D. 1.65eV
3. 如图为双缝干涉实验的示意图,实验使用的激光波长为,屏上O处为中心亮纹,P处为某条暗纹的中心,且P到O之间(不包含O、P)还有两条亮纹,则P点到双缝和的距离差为( )
A. B. C. D.
4. 某含有理想变压器的电路如图所示,变压器原、副线圈的匝数之比为,原线圈串联定值电阻R后接在正弦交流电源上,电源输出电压 ,小灯泡L规格为“3V 1.5W”。若小灯泡能正常发光,则定值电阻R的阻值大小为( )
A. B. C. D.
5. 2025年7月15日5时34分,天舟九号货运飞船在文昌航天发射场发射升空,并于当日8时52分成功与空间站天和核心舱完成对接。其发射过程简化模型如图所示,天舟九号货运飞船先发射到预定轨道Ⅰ绕地球做圆周运动,在合适时机变轨与在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动的空间站天和核心舱完成对接,此后天和核心舱依然在轨道Ⅱ上运行。下列说法正确的是( )
A. 天舟九号在轨道Ⅰ的运行周期小于核心舱在轨道Ⅱ的运行周期
B. 天舟九号在轨道Ⅰ受到的地球引力大于核心舱在轨道Ⅱ受到的地球引力
C. 天舟九号与核心舱对接后,核心舱在轨道Ⅱ的运行速率变小
D. 天舟九号从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要点火减速
6. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b的过程中,压强p随体积V变化关系如图所示,气体在状态a时的热力学温度为200K。已知该气体的内能U与热力学温度T满足关系(系数),则该气体从状态a到状态b的整个过程,与外界热量交换情况为( )
A. 向外界放出热量320J B. 向外界放出热量680J
C. 从外界吸收热量320J D. 从外界吸收热量680J
7. 如图所示,用拇指和食指捏住54张扑克牌使其在竖直面内保持静止状态,只有第1张和第54张扑克牌与手接触。已知每张扑克牌的质量均为m,重力加速度为g,任意两张扑克牌之间的动摩擦因数均为。则第25张牌与第26张牌之间的摩擦力大小为( )
A. 26mg B. 25mg C. 2mg D. mg
8. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,传播速度大小为。在时刻的波形如图所示,该时刻质点P的位移为。下列说法正确的是( )
A. 该波的周期为0.6s
B. 该波的波长为6m
C. 质点P的平衡位置在处
D. 在0~0.25s内,质点P运动的路程为6cm
9. 如图所示,边长为0.1m的正六边形ABCDEF所在空间存在匀强电场,电场方向与六边形所在平面平行。已知A、C、E三点的电势分别为6V、4V、2V,下列说法正确的是( )
A. B点的电势为6V B. F点的电势为5V
C. 电场的方向由B指向D D. 电场的电场强度大小为
10. 如图甲所示,光滑平行金属导轨ac和bd被固定在绝缘水平桌面上,导轨间距为0.5m,轨道左端用导线连通。ef和gh为水平面内垂直于导轨的两条虚线,矩形区域abef内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小随时间t变化的关系如图乙所示,gh右侧空间存在方向竖直向上,磁感应强度大小 的匀强磁场,ef和gh之间无磁场。质量为0.1kg,长度为0.5m,阻值为的金属棒垂直于导轨放置在矩形区域efgh内,到gh的初始距离为1.6m,在时刻,对金属棒施加一沿导轨水平向右、大小为0.5N的拉力F使金属棒从静止开始运动,金属棒经过gh进入右侧匀强磁场区域后,刚好做匀速运动,导轨和导线电阻不计,金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,下列说法正确的是( )
A. 金属棒经过gh后,速度大小为
B. 金属棒经过gh后,其上电流为2A
C. 矩形区域abef区域的面积为
D. 金属棒在efgh区域内运动的过程中,其上产生的焦耳热为3.6J
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用图甲所示的实验器材探究加速度a与合力F的关系。
(1)某次实验打出纸带如图乙所示,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,纸带上相邻两个计数点之间还有4个点未画出,则小车的加速度大小为________(结果保留两位有效数字)。
(2)保持小车质量不变,多次改变钩码的质量m并测算出小车相应的加速度a,记录实验数据如表所示。请根据实验数据在图丙所示的坐标系中描绘出小车的加速度a与钩码的质量m的图线。
组次
1
2
3
4
5
钩码质量/g
10
20
30
40
50
小车加速度
0.19
0.38
0.57
0.85
0.95
(3)根据在图丙中描绘的图线可知,在(2)中第________组的数据误差较大;由图丙可得出结论________。
12. 某实验小组想测量铅笔芯的电阻率,实验器材如下:
A.待测铅笔芯;
B.两节干电池(电动势均为1.5V,内阻忽略不计);
C.电压表(量程-3~3V,0刻度线在中间);
D.定值电阻;
E.电阻箱(最大阻值为);
F.开关和导线若干;
G.刻度尺和螺旋测微器。
回答下列问题:
(1)用刻度尺量出铅笔芯的长度为,用螺旋测微器测量铅笔芯的直径D,其示数如图甲所示,则铅笔芯的直径为________mm。
(2)该组同学设计了如图乙所示的电路测量铅笔芯的电阻。已知电压表的正极接高电势时,电压表的示数为正。闭合开关和,发现电压表的示数为正,想要调节电压表的示数到零,应适当________(填“增大”或“减小”)电阻箱接入电路的阻值。当电压表示数为零时,电阻箱接入电路的阻值为,可知铅笔芯的电阻为________,从而可以算得铅笔芯的电阻率________(结果保留两位有效数字)。
(3)若实验使用的两电池内阻大小不能忽略,但两电池内阻相等,不考虑偶然误差,则(2)中算得的铅笔芯的电阻率________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
13. 如图所示,室内有一竖直放置、导热良好的汽缸,其内密封了一定质量的理想气体,该气体被活塞分成A、B两部分。初始时,活塞到汽缸底部的距离为,到汽缸顶部的距离为,B部分气体的压强为。已知活塞的质量为,横截面积为,取,不计活塞与汽缸之间的摩擦,忽略活塞的厚度,活塞密封性良好,室温保持不变。
(1)求初始时,A部分气体的压强。
(2)若向B部分再缓慢充入一定质量的同种理想气体,使活塞上升到汽缸的中间位置,求充入的气体在压强为、室温状态下的体积。
14. 如图所示,在平面直角坐标系xOy内,的空间存在沿y轴正方向的匀强电场,在的空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带负电粒子,从y轴上的点以大小为的初速度,在纸面内沿着与x轴正方向成角的方向射入电场区域。已知匀强电场的电场强度大小为,粒子运动过程中恰好未能从磁场区域下边界()离开磁场,不计粒子重力,,。求:
(1)粒子经过x轴时的速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子返回电场上边界时到A点的距离。
15. 如图所示,足够长的水平传送带以恒定的速率顺时针转动,传送带右端与光滑平台无缝对接,平台上静止放置一质量的光滑四分之一圆弧槽,圆弧槽圆心为O,半径为,圆弧槽最低点与光滑平台相切。现将质量的滑块从圆弧最高点由静止释放,已知滑块与传送带之间的动摩擦因数,取,滑块可视为质点,求:
(1)滑块第一次离开圆弧槽时的速度大小;
(2)滑块返回圆弧槽时,上升的最大高度;
(3)整个过程,滑块与传送带之间因摩擦产生的热量。
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2026年普通高中学业水平选择性考试模拟调研卷
物理(二)
本试卷总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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、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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 如图所示,某无人机空中表演时,无人机仅在重力mg和动力F作用下,沿虚线斜向上做匀加速直线运动,不计空气阻力,下列选项中动力F的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】无人机仅在重力mg和动力F作用下,沿虚线斜向上做匀加速直线运动,合力沿虚线向上,根据平行四边形定则可知,动力F的方向指向右上方。
故选A。
2. 实验小组用光子能量分别为1.85eV、2.10eV、2.60eV的红、黄、蓝三种光分别照射同一金属材料表面,仅有两种颜色的光可以使该金属材料逸出光电子,则该金属材料的逸出功可能为( )
A. 2.85eV B. 2.45eV C. 2.05eV D. 1.65eV
【答案】C
【解析】
【详解】光电效应的产生条件为:入射光子的能量 金属逸出功W时,才能逸出光电子。仅有2种光能产生光电效应,即最大的两个光子能量满足 ,最小的光子能量满足 ,因此逸出功的取值范围为
故选C。
3. 如图为双缝干涉实验的示意图,实验使用的激光波长为,屏上O处为中心亮纹,P处为某条暗纹的中心,且P到O之间(不包含O、P)还有两条亮纹,则P点到双缝和的距离差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】P处为暗纹,且到中心亮纹之间还有两条亮纹,可知P处的暗纹为第三级暗纹,所以P点到双缝和的距离差为。
故选B。
4. 某含有理想变压器的电路如图所示,变压器原、副线圈的匝数之比为,原线圈串联定值电阻R后接在正弦交流电源上,电源输出电压,小灯泡L规格为“3V 1.5W”。若小灯泡能正常发光,则定值电阻R的阻值大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小灯泡正常发光,可知副线圈两端的电压为
根据理想变压器的规律可知
解得
交流电源输出电压的有效值为15V,故定值电阻R两端的电压为
灯泡正常工作时的电流为
根据理想变压器的规律可知
解得
所以定值电阻R的阻值为。
故选D。
5. 2025年7月15日5时34分,天舟九号货运飞船在文昌航天发射场发射升空,并于当日8时52分成功与空间站天和核心舱完成对接。其发射过程简化模型如图所示,天舟九号货运飞船先发射到预定轨道Ⅰ绕地球做圆周运动,在合适时机变轨与在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动的空间站天和核心舱完成对接,此后天和核心舱依然在轨道Ⅱ上运行。下列说法正确的是( )
A. 天舟九号在轨道Ⅰ的运行周期小于核心舱在轨道Ⅱ的运行周期
B. 天舟九号在轨道Ⅰ受到的地球引力大于核心舱在轨道Ⅱ受到的地球引力
C. 天舟九号与核心舱对接后,核心舱在轨道Ⅱ的运行速率变小
D. 天舟九号从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要点火减速
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,圆周轨道的半长轴,越小周期越小,因此天舟九号在轨道Ⅰ的运行周期小于核心舱在轨道Ⅱ的运行周期,故A正确;
B.地球引力,引力大小和天体质量、轨道半径都有关,题目未给出天舟九号和核心舱的质量,无法比较引力大小,故B错误;
C.核心舱对接后仍在轨道Ⅱ运行,万有引力提供向心力
得,运行速率只和轨道半径有关,和总质量无关,因此速率不变,故C错误;
D.从低轨道Ⅰ变轨到高轨道Ⅱ需要做离心运动,必须点火加速,使万有引力不足以提供向心力,从而抬升轨道,故D错误。
故选A。
6. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b的过程中,压强p随体积V变化关系如图所示,气体在状态a时的热力学温度为200K。已知该气体的内能U与热力学温度T满足关系(系数),则该气体从状态a到状态b的整个过程,与外界热量交换情况为( )
A. 向外界放出热量320J B. 向外界放出热量680J
C. 从外界吸收热量320J D. 从外界吸收热量680J
【答案】D
【解析】
【详解】根据理想气体状态方程可知
解得
气体温度升高,内能变大,则
气体从状态a到状态b,体积变大,外界对气体做功
根据热力学第一定律可知,气体从状态a到状态b,气体从外界吸收的热量为
故选D。
7. 如图所示,用拇指和食指捏住54张扑克牌使其在竖直面内保持静止状态,只有第1张和第54张扑克牌与手接触。已知每张扑克牌的质量均为m,重力加速度为g,任意两张扑克牌之间的动摩擦因数均为。则第25张牌与第26张牌之间的摩擦力大小为( )
A. 26mg B. 25mg C. 2mg D. mg
【答案】C
【解析】
【详解】对第26到第29四张牌整体受力分析,根据对称性可知,第25张牌和第30张牌对这四张牌的摩擦力大小相同,有
解得。
故选C。
8. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,传播速度大小为。在时刻的波形如图所示,该时刻质点P的位移为。下列说法正确的是( )
A. 该波的周期为0.6s
B. 该波的波长为6m
C. 质点P的平衡位置在处
D. 在0~0.25s内,质点P运动的路程为6cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图像可知
所以该波的波长为12m,B错误。
B.该波的周期,A正确。
C.由波形图可知P的位移为2cm,根据正弦函数的规律可知
其平衡位置在处,C错误。
D.根据振动的规律可知,在0~0.25s内,波传播距离
原点的波动传到P点,则质点P先运动到波峰,再回到平衡位置,故质点P运动的路程为2cm+4cm=6cm,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,边长为0.1m的正六边形ABCDEF所在空间存在匀强电场,电场方向与六边形所在平面平行。已知A、C、E三点的电势分别为6V、4V、2V,下列说法正确的是( )
A. B点的电势为6V B. F点的电势为5V
C. 电场的方向由B指向D D. 电场的电场强度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC.连接AE,线段AE的中点电势为4V
所以过COF的直线为电势为4V的等势线,F点的电势为4V,AB与OC连线平行,故AB也为等势线,则B点的电势为6V,电场方向与等势线垂直,由高电势指向低电势,故电场方向沿BD方向,AC正确,B错误。
D.电场强度的大小,D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,光滑平行金属导轨ac和bd被固定在绝缘水平桌面上,导轨间距为0.5m,轨道左端用导线连通。ef和gh为水平面内垂直于导轨的两条虚线,矩形区域abef内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小随时间t变化的关系如图乙所示,gh右侧空间存在方向竖直向上,磁感应强度大小的匀强磁场,ef和gh之间无磁场。质量为0.1kg,长度为0.5m,阻值为的金属棒垂直于导轨放置在矩形区域efgh内,到gh的初始距离为1.6m,在时刻,对金属棒施加一沿导轨水平向右、大小为0.5N的拉力F使金属棒从静止开始运动,金属棒经过gh进入右侧匀强磁场区域后,刚好做匀速运动,导轨和导线电阻不计,金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,下列说法正确的是( )
A. 金属棒经过gh后,速度大小为
B. 金属棒经过gh后,其上电流为2A
C. 矩形区域abef区域的面积为
D. 金属棒在efgh区域内运动的过程中,其上产生的焦耳热为3.6J
【答案】BD
【解析】
【详解】A.金属棒从开始运动到经过gh过程中,由动能定理可知
解得,故A错误;
B.金属棒经过gh后匀速运动,受力平衡有
解得I=2A,故B正确;
C.金属棒经过gh后,矩形区域abef内磁感应强度变化产生的感生电动势为
金属棒切割磁感线产生的动生电动势为
则回路中的感应电动势为
解得,故C错误;
D.金属棒在efgh区域内,根据动量定理可得运动的时间为
故导体棒产生的焦耳热为,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用图甲所示的实验器材探究加速度a与合力F的关系。
(1)某次实验打出纸带如图乙所示,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,纸带上相邻两个计数点之间还有4个点未画出,则小车的加速度大小为________(结果保留两位有效数字)。
(2)保持小车质量不变,多次改变钩码的质量m并测算出小车相应的加速度a,记录实验数据如表所示。请根据实验数据在图丙所示的坐标系中描绘出小车的加速度a与钩码的质量m的图线。
组次
1
2
3
4
5
钩码质量/g
10
20
30
40
50
小车加速度
0.19
0.38
0.57
0.85
0.95
(3)根据在图丙中描绘的图线可知,在(2)中第________组的数据误差较大;由图丙可得出结论________。
【答案】(1)0.80
(2) (3) ①. 4 ②. 小车质量一定时,在误差允许范围内其加速度与所受合力成正比
【解析】
【小问1详解】
相邻两个计数点之间还有4个点未画出,则
根据逐差法可知,小车的加速度大小为
【小问2详解】
舍弃明显偏离的点后,绘图如下
【小问3详解】
[1][2]根据图像可知第4组数据误差较大,舍去;图线为过原点的倾斜直线,可知小车质量一定时,在误差允许范围内其加速度与所受合力成正比。
12. 某实验小组想测量铅笔芯的电阻率,实验器材如下:
A.待测铅笔芯;
B.两节干电池(电动势均为1.5V,内阻忽略不计);
C.电压表(量程-3~3V,0刻度线在中间);
D.定值电阻;
E.电阻箱(最大阻值为);
F.开关和导线若干;
G.刻度尺和螺旋测微器。
回答下列问题:
(1)用刻度尺量出铅笔芯的长度为,用螺旋测微器测量铅笔芯的直径D,其示数如图甲所示,则铅笔芯的直径为________mm。
(2)该组同学设计了如图乙所示的电路测量铅笔芯的电阻。已知电压表的正极接高电势时,电压表的示数为正。闭合开关和,发现电压表的示数为正,想要调节电压表的示数到零,应适当________(填“增大”或“减小”)电阻箱接入电路的阻值。当电压表示数为零时,电阻箱接入电路的阻值为,可知铅笔芯的电阻为________,从而可以算得铅笔芯的电阻率________(结果保留两位有效数字)。
(3)若实验使用的两电池内阻大小不能忽略,但两电池内阻相等,不考虑偶然误差,则(2)中算得的铅笔芯的电阻率________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
【答案】(1)2.600
(2) ①. 减小 ②. 15.0 ③.
(3)等于
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的读数为。
【小问2详解】
[1]分析电路可知,当时,电压表的示数为零,当时,电压表的示数为正,当时,电压表的示数为负,所以当电压表示数为正时,要想把电压表的示数调节成零,应当适当减小电阻箱接入电路的阻值。
[2][3]当电阻箱接入电路的阻值为时,电压表示数为零,所以铅笔芯的阻值为
铅笔芯的电阻率
代入数据解得。
【小问3详解】
若电池的电阻不能忽略,则当时,电压表的示数为零,由于电池内阻相等,所以(2)中算得的铅笔芯电阻率等于其真实值。
13. 如图所示,室内有一竖直放置、导热良好的汽缸,其内密封了一定质量的理想气体,该气体被活塞分成A、B两部分。初始时,活塞到汽缸底部的距离为,到汽缸顶部的距离为,B部分气体的压强为。已知活塞的质量为,横截面积为,取,不计活塞与汽缸之间的摩擦,忽略活塞的厚度,活塞密封性良好,室温保持不变。
(1)求初始时,A部分气体的压强。
(2)若向B部分再缓慢充入一定质量的同种理想气体,使活塞上升到汽缸的中间位置,求充入的气体在压强为、室温状态下的体积。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
初始时,活塞受力平衡,有
解得
【小问2详解】
活塞上升到汽缸的中间位置,活塞到汽缸底部的距离变为,到汽缸顶部的距离为
A部分气体做等温变化,由玻意耳定律有
解得
根据活塞受力平衡有
解得
设充入的气体在压强为室温状态下的体积为V,则根据理想气体状态方程可知
解得
14. 如图所示,在平面直角坐标系xOy内,的空间存在沿y轴正方向的匀强电场,在的空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带负电粒子,从y轴上的点以大小为的初速度,在纸面内沿着与x轴正方向成角的方向射入电场区域。已知匀强电场的电场强度大小为,粒子运动过程中恰好未能从磁场区域下边界()离开磁场,不计粒子重力,,。求:
(1)粒子经过x轴时的速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子返回电场上边界时到A点的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子经过x轴时的速度大小为v,粒子从A点到x轴由动能定理可知
解得。
【小问2详解】
粒子在电场区域内运动时,沿x轴方向做匀速运动,有
设粒子第一次经过x轴时与x轴的夹角为,由几何关系可知
粒子在磁场区域内运动恰好未从离开,由几何关系可知
解得
粒子在磁场区域做圆周运动,有
解得。
【小问3详解】
设粒子在电场区域运动时间为,沿y轴方向做匀加速直线运动有
该过程中粒子沿x轴方向运动的距离为
粒子在两次经过x轴的位置之间的距离为
故粒子从离开电场区域时的横坐标为
即粒子返回时到A点的距离为。
15. 如图所示,足够长的水平传送带以恒定的速率顺时针转动,传送带右端与光滑平台无缝对接,平台上静止放置一质量的光滑四分之一圆弧槽,圆弧槽圆心为O,半径为,圆弧槽最低点与光滑平台相切。现将质量的滑块从圆弧最高点由静止释放,已知滑块与传送带之间的动摩擦因数,取,滑块可视为质点,求:
(1)滑块第一次离开圆弧槽时的速度大小;
(2)滑块返回圆弧槽时,上升的最大高度;
(3)整个过程,滑块与传送带之间因摩擦产生的热量。
【答案】(1)
(2)0.16m (3)5.14J
【解析】
【详解】(1)滑块从圆弧槽顶端滑到底端的过程中系统机械能守恒,有
水平方向动量守恒,有
联立解得,
故滑块第一次离开圆弧槽时的速度大小为
(2)滑块滑上传送带时速度大于传送带的速度,分析可知,滑块第一次返回右端离开传送带的速度大小为
从滑块再次滑上圆弧槽至其到达最高点的过程中,水平方向动量守恒,有
机械能守恒,有
联立解得
(3)滑块在传送带上运动时的加速度大小为
滑块第一次滑上传送带到与传送带共速的过程中,滑块的位移大小为
方向向左用时
该过程中传送带运动的位移为,方向向右
该过程中滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为
从滑块滑上圆弧槽至其再次离开的过程中,水平方向动量守恒,有
机械能守恒,有
解得,
分析可知,滑块第二次离开传送带时的速度大小为,无法再次追上圆弧槽。
第二次在传送带上运动的时间为
传送带的位移为
该过程中滑块与传送带相对滑动的位移
二者之间因摩擦产生的热量为
所以最终滑块与传送带之间因摩擦产生的热量
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