精品解析:云南保山市腾冲市第一中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷
2026-07-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 云南省 |
| 地区(市) | 保山市 |
| 地区(区县) | 腾冲市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.37 MB |
| 发布时间 | 2026-07-07 |
| 更新时间 | 2026-07-07 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58702126.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年高二年级下学期期中考试
物理 试卷
满分100分,考试时间75分钟
第I卷(选择题,共46分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,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;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. 船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A. 波速和波长均不同 B. 频率和波速均不同
C. 波长和周期均不同 D. 周期和频率均不同
2. 某弹簧振子沿轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是( )
A. 时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
B. 时,振子的速度为负,加速度为正的最大值
C. 时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
D. 时,振子的速度为正,加速度为正的最大值
3. 晓强在研究通电自感和断电自感时,设计了如图所示的电路,其中、为两个完全相同的灯泡,L为电感线圈且直流电阻不能忽略,R为定值电阻,两灯泡的电阻不受温度影响。下列说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间,两灯泡均立即变亮
B. 开关闭合后,灯泡逐渐变亮,灯泡立即变亮
C. 开关断开后,灯泡逐渐变暗,灯泡闪亮一下再逐渐熄灭
D. 开关闭合与断开瞬间,流过灯泡的电流均向右
4. 如图为某小型发电厂向用户供电的线路示意图,已知发电厂的输出功率为,输出电压为250V,用户端电压为220V,输电线总电阻为,升压变压器原、副线圈匝数比,变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器原线圈的电流为20A B. 用户实际用电功率为96.8kW
C. 用户端的电流为455A D. 降压变压器的匝数比
5. 关于电磁场和电磁波的观点,下列说法正确的是( )
A. 光是一种电磁波,电磁波的传播不需要介质
B. 可见光中蓝色光比红色光的波长更长
C. 变化的电场一定会产生变化的磁场
D. LC振荡电路中,在电感线圈中放入铁芯可以增加振荡频率
6. 关于固体和液体材料的特点,下列说法正确的是( )
A. 没有确定几何形状的固体一定是非晶体
B. 显示各向同性的固体一定是非晶体
C. 试管中的液体不浸润试管壁,就不能产生毛细现象
D. 玻璃碎片尖端在火上烧熔会变钝,是由于表面张力作用
7. 对于一定质量的理想气体,下列过程不可能发生的是( )
A. 气体膨胀对外做功,温度升高,内能增加 B. 气体吸热,温度降低,内能不变
C. 气体放热,压强增大,内能增大 D. 气体放热,温度不变,内能不变
8. 一定质量的理想气体,状态变化依次经历从Ⅰ→Ⅱ,再从Ⅱ→Ⅲ的过程,其压强p和温度T的关系如图所示,根据图像,下列说法正确的是( )
A. 状态Ⅰ的体积小于状态Ⅲ的体积 B. 状态Ⅰ的内能大于状态Ⅲ的内能
C. 从Ⅰ→Ⅱ过程,气体从外界吸热 D. 从Ⅱ→Ⅲ过程,气体的分子数密度增大
9. 如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动,线圈的电阻为R、线圈共N匝,理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4,定值电阻R1=R ,当线圈转动的转速为n时,电压表的示数为U,图示位置线圈平面与磁场方向平行,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 线圈在转动过程中通过每匝线圈磁通量的最大值为
C. 从图示位置开始计时,线圈中产生的电动势的瞬时表达式
D. 当线圈转动的转速为2n时,电压表的示数为4U
10. 如图所示为固定放置的、边长为l的正三角形线圈,与垂直,线圈的一半区域处在方向垂直纸面向外、大小随时间均匀变化的磁场中,磁感应强度大小。线圈匝数为N,总电阻为R,则下列说法正确的是( )
A. 感应电流的方向为逆时针
B. 感应电流的大小一直为
C. 线圈所受安培力方向由c指向b
D. 时刻线圈受到的安培力大小为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、非选择题:本题共5个小题,共54分
11. 某实验小组在“验证动量守恒定律”时,先后设计了以下两种实验方案。
方案一(竖直落地法)
实验装置如图甲所示,在斜槽右侧竖直固定一木板,选用两个大小相同的小球,实验开始时,先让入射小球A多次从斜槽上某位置由静止释放,找到其打在竖直木板上的平均位置P,然后把被碰小球B静置于斜槽水平部分的末端,再将入射小球从斜槽上释放,与小球B相碰,找到A、B两小球打在竖直木板上的平均位置分别为M、N。木板上的点与小球B放在斜槽末端时等高,用刻度尺测出到M、P、N三点的距离分别为、、。
方案二(水平落地法)
某实验装置如图乙图中O是斜槽末端在记录纸上的垂直投影点,为未放球2时球1的平均落点水平距离,为与球2碰后球1的平均落点水平距离,ON为碰后球2的平均落点水平距离。
(1)关于两次实验,下列说法正确的是__________。
A. 两球半径可以不相同
B. 小球A的质量大于小球B的质量
C. 为了验证动量守恒,方案一还需要测量抛出点与竖直木板间的水平距离
D. 为了验证动量守恒,方案二还需要分别测出两小球抛出后下落的时间
(2)方案1中测得小球A的质量和小球B的质量,为验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式分别为:__________(用、、、、表示)。
12. 某同学要测量一段金属丝的电阻率,可供选择的实验器材有:
A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻r1约为2Ω)
B.电流表A2(量程为0~3mA,内阻r2=100Ω)
C.定值电阻R1=900Ω
D.定值电阻R2=9900Ω
E.滑动变阻器R3(0~20Ω,允许通过的最大电流为3A);
F.滑动变阻器R4(0~100Ω,允许通过的最大电流为3A);
G.电池E(电动势为3V,内阻很小);
H.开关S及若干导线。
(1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径,某次测量时如图甲所示,读出该金属丝的直径d=______mm。
(2)该同学设计了如图乙所示的测量电路,滑动变阻器应选择______(填“R3”或“R4”);定值电阻R应选择______(填“R1”或“R2”);A处电流表应选择______(填“A1”或“A2”)。
(3)调节滑动变阻器,测得多组电流表A的示数IA和电流表B的示数IB,并作出IB—IA图像如图丙所示,图像的斜率为k。测得金属丝的长度为L,定值电阻R和电流表A的总阻值用R0表示,可知该金属丝的电阻率______(用R0、d、k、L的字母表示)
13. 如图所示,一细光束照射到圆形玻璃砖上A点,经折射后折射光线刚好照到玻璃砖底边的右端C点,入射光线与BC平行,入射角为60°,圆的半径为R,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)光从A传播到C所用时间。
14. 如图所示,在直角三角形abc(含边界)区域内,存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一束质量为m,电荷量为q的带正电粒子从ab边中点O以不同初速度沿平行于ac方向射入该磁场区域。已知ac边长为L,,不计粒子间的相互作用力及粒子所受的重力。求:
(1)粒子想从ab边射出的最大速度;
(2)粒子想从bc边射出的最小速度。
15. 某兴趣小组设计了一传送装置,其竖直截面如图所示。半径为R、质量为m的四分之一圆弧轨道放置在光滑水平面上,通过水平短轨道AB与倾角为的传送带平滑连接。传送带以恒定速率顺时针转动。物块与传送带间的动摩擦因数为,其余轨道均光滑。现有一质量也为m的物块,在圆弧轨道最高P静止下滑,到达水平轨道,再经B点滑上传送带。,,,。不计空气阻力,物块可视为质点,传送带足够长,求物块:
(1)运动到水平轨道时的速度;
(2)运动到传送带最高点过程中所受摩擦力的冲量;
(3)若在AB轨道左侧加一弹性挡板,物块与挡板相碰后能原速率返回,则经过足够长时间,摩擦力对其做的总功。
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2025-2026学年高二年级下学期期中考试
物理 试卷
满分100分,考试时间75分钟
第I卷(选择题,共46分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,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;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. 船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A. 波速和波长均不同 B. 频率和波速均不同
C. 波长和周期均不同 D. 周期和频率均不同
【答案】A
【解析】
【详解】声波的周期和频率由振源决定,故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同,但声波在空气和水中传播的波速不同,根据波速与波长关系可知,波长也不同。故A正确,BCD错误。
故选A。
2. 某弹簧振子沿轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是( )
A. 时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
B. 时,振子的速度为负,加速度为正的最大值
C. 时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
D. 时,振子的速度为正,加速度为正的最大值
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,时,振子处于负向最大位移处,此时振子的速度为零,加速度为正的最大值,故A错误;
B.时,振子处于平衡位置向上振动,此时振子的速度为正,加速度为零,故B错误;
C.时,振子处于正向最大位移处,此时振子的速度为零,加速度为负的最大值,故C正确;
D.时,振子处于平衡位置向下振动,振子的速度为负,加速度为零,故D错误。
故选C。
3. 晓强在研究通电自感和断电自感时,设计了如图所示的电路,其中、为两个完全相同的灯泡,L为电感线圈且直流电阻不能忽略,R为定值电阻,两灯泡的电阻不受温度影响。下列说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间,两灯泡均立即变亮
B. 开关闭合后,灯泡逐渐变亮,灯泡立即变亮
C. 开关断开后,灯泡逐渐变暗,灯泡闪亮一下再逐渐熄灭
D. 开关闭合与断开瞬间,流过灯泡的电流均向右
【答案】B
【解析】
【详解】AB.开关闭合瞬间,由于自感线圈L的存在,灯泡L1逐渐变亮,灯泡L2立刻变亮,A错误,B正确;
C.开关断开的瞬间,自感线圈L、L1、L2组成闭合回路,由于自感线圈阻碍原电流的变化,所以灯泡L1和L2都逐渐熄灭,故C错误;
D.开关闭合瞬间,通过灯泡L2的电流向右,开关断开瞬间,由于自感线圈产生感应电流,通过灯泡L2的电流向左,故D错误。
故选B。
4. 如图为某小型发电厂向用户供电的线路示意图,已知发电厂的输出功率为,输出电压为250V,用户端电压为220V,输电线总电阻为,升压变压器原、副线圈匝数比,变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器原线圈的电流为20A B. 用户实际用电功率为96.8kW
C. 用户端的电流为455A D. 降压变压器的匝数比
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据发电厂的输出功率可知,升压变压器原线圈的电流为,故A错误;
B.根据,
解得,
输电线电阻损失的功率为
用户用电功率为,故B正确;
C.用户端电流为,故C错误;
D.输电线电阻损失的电压为
降压变压器输入电压
所以,故D错误。
故选B。
5. 关于电磁场和电磁波的观点,下列说法正确的是( )
A. 光是一种电磁波,电磁波的传播不需要介质
B. 可见光中蓝色光比红色光的波长更长
C. 变化的电场一定会产生变化的磁场
D. LC振荡电路中,在电感线圈中放入铁芯可以增加振荡频率
【答案】A
【解析】
【详解】A.光属于电磁波谱的组成部分,电磁波传播不需要介质,真空中也可传播,故A正确;
B.可见光的波长从红到紫依次减小,红色光波长比蓝色光更长,故B错误;
C.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场会产生磁场,但只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场,均匀变化的电场产生的是恒定磁场,故C错误;
D.LC振荡电路的频率公式为,电感线圈中放入铁芯会使电感增大,振荡频率减小,故D错误。
故选A。
6. 关于固体和液体材料的特点,下列说法正确的是( )
A. 没有确定几何形状的固体一定是非晶体
B. 显示各向同性的固体一定是非晶体
C. 试管中的液体不浸润试管壁,就不能产生毛细现象
D. 玻璃碎片尖端在火上烧熔会变钝,是由于表面张力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.多晶体(如金属)没有确定的几何形状但属于晶体,故A错误;
B.多晶体显示各向同性但属于晶体,故B错误;
C.不浸润时液体在毛细管中液面下降,仍属毛细现象,故C错误;
D.熔化的玻璃在表面张力作用下趋于球形,尖端变钝,故D正确。
故选D。
7. 对于一定质量的理想气体,下列过程不可能发生的是( )
A. 气体膨胀对外做功,温度升高,内能增加 B. 气体吸热,温度降低,内能不变
C. 气体放热,压强增大,内能增大 D. 气体放热,温度不变,内能不变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.理想气体的内能只与温度有关,气体膨胀对外做功,若吸收热量,其温度可能升高,内能增加,可能发生,故A正确;
B.气体吸热,若同时气体可以膨胀对外做功,温度可以降低,但是内能一定减小,不可能发生,故B错误;
C.气体放热,若同时外界可以对气体做功,体积减小,其温度可能升高,内能增大,根据可知,温度升高,体积减小,则压强增大,可能发生,故C正确;
D.气体放热,若同时外界可以对气体外做功,温度可能不变,则内能也不变,可以发生,故D正确。
选择不可能发生,故选B。
8. 一定质量的理想气体,状态变化依次经历从Ⅰ→Ⅱ,再从Ⅱ→Ⅲ的过程,其压强p和温度T的关系如图所示,根据图像,下列说法正确的是( )
A. 状态Ⅰ的体积小于状态Ⅲ的体积 B. 状态Ⅰ的内能大于状态Ⅲ的内能
C. 从Ⅰ→Ⅱ过程,气体从外界吸热 D. 从Ⅱ→Ⅲ过程,气体的分子数密度增大
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.由理想气体的状态方程,可得,即图线上的点与坐标原点连线的斜率与体积成反比,由题图可知,气体从状态Ⅰ到状态Ⅱ体积不变,做等容变化,Ⅰ到Ⅱ图线的斜率大于OⅢ连线的斜率,则有
可知状态Ⅰ的体积小于状态Ⅲ的体积;可知从Ⅱ→Ⅲ过程,气体的分子数密度减小,A正确,D错误;
B.由题图可知,可知状态Ⅰ的内能小于状态Ⅲ的内能,B错误;
C.理想气体从Ⅰ→Ⅱ过程,温度升高,内能增大,即,从状态Ⅰ到状态Ⅱ气体做等容变化,则,由热力学第一定律,可知,气体从外界吸热,C正确。
故选AC。
9. 如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动,线圈的电阻为R、线圈共N匝,理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4,定值电阻R1=R ,当线圈转动的转速为n时,电压表的示数为U,图示位置线圈平面与磁场方向平行,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 线圈在转动过程中通过每匝线圈磁通量的最大值为
C. 从图示位置开始计时,线圈中产生的电动势的瞬时表达式
D. 当线圈转动的转速为2n时,电压表的示数为4U
【答案】AC
【解析】
【详解】A.依题意有,原副线圈电流关系,则有,故A正确;
BC.发电机产生的感应电动势的最大值为Em,有,电压之比为
角速度和转速关系为,从线圈转动到题中图示位置开始计时,线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e=,线圈在转动过程中通过每匝线圈磁通量的最大值为,则有 ,解得,故B错误,C正确;
D.当线圈转动的转速为时,线圈中产生的电动势的最大值,所以,其有效值为,假定电压表的示数为U2′,则有,解得,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示为固定放置的、边长为l的正三角形线圈,与垂直,线圈的一半区域处在方向垂直纸面向外、大小随时间均匀变化的磁场中,磁感应强度大小。线圈匝数为N,总电阻为R,则下列说法正确的是( )
A. 感应电流的方向为逆时针
B. 感应电流的大小一直为
C. 线圈所受安培力方向由c指向b
D. 时刻线圈受到的安培力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.穿过线圈的磁通量向外增加,根据楞次定律,线圈内感应电流的方向为顺时针,选项A错误;
B.根据法拉第电磁感应定律有
在磁场中的有效面积,
解得
选项B正确;
C.有效长度为aO的长度,根据左手定则,线圈所受安培力方向由b指向c,选项C错误;
D.时刻线圈受到的安培力为
计算可得
选项D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、非选择题:本题共5个小题,共54分
11. 某实验小组在“验证动量守恒定律”时,先后设计了以下两种实验方案。
方案一(竖直落地法)
实验装置如图甲所示,在斜槽右侧竖直固定一木板,选用两个大小相同的小球,实验开始时,先让入射小球A多次从斜槽上某位置由静止释放,找到其打在竖直木板上的平均位置P,然后把被碰小球B静置于斜槽水平部分的末端,再将入射小球从斜槽上释放,与小球B相碰,找到A、B两小球打在竖直木板上的平均位置分别为M、N。木板上的点与小球B放在斜槽末端时等高,用刻度尺测出到M、P、N三点的距离分别为、、。
方案二(水平落地法)
某实验装置如图乙图中O是斜槽末端在记录纸上的垂直投影点,为未放球2时球1的平均落点水平距离,为与球2碰后球1的平均落点水平距离,ON为碰后球2的平均落点水平距离。
(1)关于两次实验,下列说法正确的是__________。
A. 两球半径可以不相同
B. 小球A的质量大于小球B的质量
C. 为了验证动量守恒,方案一还需要测量抛出点与竖直木板间的水平距离
D. 为了验证动量守恒,方案二还需要分别测出两小球抛出后下落的时间
(2)方案1中测得小球A的质量和小球B的质量,为验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式分别为:__________(用、、、、表示)。
【答案】(1)B (2)
【解析】
【小问1详解】
A.为了发生对心碰撞,两球球心在碰撞瞬间必须在同一高度,两球半径需相同,故A错误;
B.为了保证碰撞时入射球不反弹,小球A的质量应大于小球B的质量,故B正确;
C.由于两小球做平抛运动的水平位移相等,在验证动量守恒时可约去水平位移,所以方案一不需要测量抛出点与竖直木板之间的水平距离,故C错误;
D.由于高度相同,抛出后下落的时间都相同,因此不需要分别测出两小球抛出后下落的时间,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
由动量守恒
由平抛运动规律,
则有,,
联立可得
12. 某同学要测量一段金属丝的电阻率,可供选择的实验器材有:
A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻r1约为2Ω)
B.电流表A2(量程为0~3mA,内阻r2=100Ω)
C.定值电阻R1=900Ω
D.定值电阻R2=9900Ω
E.滑动变阻器R3(0~20Ω,允许通过的最大电流为3A);
F.滑动变阻器R4(0~100Ω,允许通过的最大电流为3A);
G.电池E(电动势为3V,内阻很小);
H.开关S及若干导线。
(1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径,某次测量时如图甲所示,读出该金属丝的直径d=______mm。
(2)该同学设计了如图乙所示的测量电路,滑动变阻器应选择______(填“R3”或“R4”);定值电阻R应选择______(填“R1”或“R2”);A处电流表应选择______(填“A1”或“A2”)。
(3)调节滑动变阻器,测得多组电流表A的示数IA和电流表B的示数IB,并作出IB—IA图像如图丙所示,图像的斜率为k。测得金属丝的长度为L,定值电阻R和电流表A的总阻值用R0表示,可知该金属丝的电阻率______(用R0、d、k、L的字母表示)
【答案】(1)0.150
(2) ①. R3 ②. R1 ③. A2
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
【小问2详解】
[1]图乙控制电路中滑动变阻器采用分压式接法,为了确保处理数据的连续性强一些,滑动变阻器选择总阻值小一些,即滑动变阻器选择R3;
[2]电源电动势为3V,为了测量电压,需要将已知内阻的电流表A2改装成量程为3V的电压表,则定值电阻
即定值电阻R应选择R1;
[3]为了将电流表改装成电压表,电流表的内阻应为已知值,可知,A处电流表应选择A2,B处电流表应选择A1。
【小问3详解】
根据欧姆定律有
变形得
则有
根据电阻定律有
其中
解得
13. 如图所示,一细光束照射到圆形玻璃砖上A点,经折射后折射光线刚好照到玻璃砖底边的右端C点,入射光线与BC平行,入射角为60°,圆的半径为R,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)光从A传播到C所用时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题知
入射角为i=60°,由几何关系可知,折射角r=30°,由折射定律知
(2)由几何关系可知,AC的长度L=2Rcos30°,光在玻璃中的传播速度
则光从A到C传播时间
14. 如图所示,在直角三角形abc(含边界)区域内,存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一束质量为m,电荷量为q的带正电粒子从ab边中点O以不同初速度沿平行于ac方向射入该磁场区域。已知ac边长为L,,不计粒子间的相互作用力及粒子所受的重力。求:
(1)粒子想从ab边射出的最大速度;
(2)粒子想从bc边射出的最小速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,当粒子的轨迹与边相切时,有
此时对应的为最大速度,由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
【小问2详解】
由图可知,当粒子的轨迹与边相切时,有
此时对应的为最小速度,由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
15. 某兴趣小组设计了一传送装置,其竖直截面如图所示。半径为R、质量为m的四分之一圆弧轨道放置在光滑水平面上,通过水平短轨道AB与倾角为的传送带平滑连接。传送带以恒定速率顺时针转动。物块与传送带间的动摩擦因数为,其余轨道均光滑。现有一质量也为m的物块,在圆弧轨道最高P静止下滑,到达水平轨道,再经B点滑上传送带。,,,。不计空气阻力,物块可视为质点,传送带足够长,求物块:
(1)运动到水平轨道时的速度;
(2)运动到传送带最高点过程中所受摩擦力的冲量;
(3)若在AB轨道左侧加一弹性挡板,物块与挡板相碰后能原速率返回,则经过足够长时间,摩擦力对其做的总功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块与圆弧轨道水平动量守恒
根据机械能守恒定律,有
解得物块在轨道最低点时的速度
【小问2详解】
由于物块沿传送带运动过程中摩擦力方向会发生改变,需要分段考虑当物块滑上传送带后,在与传送带达到共速前,受到沿传送带向下的滑动摩擦力,则此过程中物块的加速度为
设物块与传送带达到共速所需时间为,减速运动公式
物块与传送带达到共速后,摩擦力方向变为沿传送带向上,此过程加速度为
设物块从共速到速度减为零所需时间为,减速运动公式
注意到共速前后摩擦力方向会改变,在传送带上滑动过程中,摩擦力的冲量为
计算可得,其方向沿传送带向上。
【小问3详解】
经足够长时间,物块最终在圆弧轨道与传送带间往复运动,且最大速度为。
根据动能定理,摩擦力做的功为
计算得
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