精品解析:广东深圳市人大附中深圳学校2025-2026学年高一上学期期末考试物理试卷
2026-09-11
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内容正文:
人大附中深圳学校2025-2026学年第一学期期末考试
高一年级物理试卷
说明:本试卷有四道大题15道小题,共8页,考试用时75分钟,满分100分,请在答题卡上作答,选择题用2B铅笔填涂,要求把选项填黑填满,主观题用0.5黑色签字笔答题,主观题要答写在对应题框内,不在框内答题无效。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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. 下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是( )
A. 甲和乙 B. 乙和丙 C. 乙和丁 D. 丙和丁
2. 小球在液体中运动时会受到液体的摩擦阻力,这种阻力称为粘滞力.如果液体的粘滞性较大,小球的半径较小,则小球受到的粘滞力,式中称为液体的粘滞系数,r为小球半径,v为小球运动的速度。若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位,则其单位为( )
A. B.
C. D. 为常数,没有物理单位
3. 中国象棋是起源于中国的一种棋,属于二人对抗性游戏的一种,在中国有着悠久的历史。由于用具简单,趣味性强,成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示,3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上,第3颗棋子最左端与水平面上的O点重合,所有接触面间的动摩擦因数均相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右将中间棋子击出,稳定后,1和3棋子的位置情况可能是( )
A. B.
C. D.
4. 在图中,A,B两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面上没有滑动。当大轮以角速度ω顺时针转动时( )
A. A点与B点的线速度大小相等,加速度大小也相等
B. A点与C点的角速度大小相等,加速度大小也相等
C. C点比B点的角速度小但加速度大
D. B点比C点的角速度大加速度也大
5. 在太空,物体完全失重,无法用天平测量质量,航天员用动力学的方法测质量。如图为我国航天员在“天宫一号”空间实验室测量自己的质量:航天员可以把自己固定在支架的一端,另一位航天员把支架拉开到与初始位置(舱壁)相距s的位置;松手后,支架能够产生一个恒定拉力F,拉着航天员从静止返回到初始位置(舱壁),不计其它外力,仪器记录下这段时间为t。由此可测出航天员的质量为( )
A. B. C. D.
6. 一小球用细线悬挂于天花板上的O点,初始时静止在A处。现对小球施加水平向右的拉力,使小球缓慢移动至处。下列选项正确的是( )
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. 细线对小球的拉力逐渐减小
C. 若保持小球在位置不动,逐渐减小角直至力竖直向上的过程中,力先减小后增大
D. 若保持小球在位置不动,逐渐减小角直至力竖直向上的过程中,力先增大后减小
7. 一质点在直角坐标系所在平面内由点开始运动,其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化如图所示。则( )
A. 末质点速度的大小为
B. 前质点做匀变速直线运动,加速度大小为
C. 内质点做匀变速曲线运动,加速度大小为
D. 内质点的位移大小为
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。
8. 如图所示,质量分别为和的物体A、B,通过轻绳跨过轻质定滑轮相连接,在水平力的作用下,B沿水平地面向右运动,A恰以速度匀速上升。已知B与水平面间的动摩擦因数为0.2,不计滑轮摩擦,重力加速度取。当B运动到使轻绳与水平方向成时(已知)。下列选项中正确的是( )
A. B所受摩擦力为 B. B所受摩擦力为
C. B的速度大小为 D. 小于
9. 同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同,且乘客相对电梯均静止,如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中,下列说法正确的是( )
A. 三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用 B. 只有在甲种方式中,乘客才受到了摩擦力作用
C. 在丙种方式中,乘客受到电梯地板的支持力最大 D. 三种方式中的乘客均处于超重状态
10. 我国“蛟龙号”深潜器曾创造了载人潜水器新的世界纪录,这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界。假设在某次试验时,深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 min内全过程的深度曲线(如图甲)和速度图象(如图乙),则关于此次下潜全过程,下列说法正确的是( )
A. 此次下潜在最深处停留了2 min
B. 此次下潜深度为6m
C. 全过程中最大加速度的大小是0.025 m/s2
D. 潜水器在3 min~4 min和6 min~8 min的时间内加速度方向相同
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 从牛顿运动定律出发结合对平面曲线运动的正交分解方法可以从理论上得到平抛运动的规律:
①平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动;
②平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动。
(1)小亮小组的同学用如图甲所示的装置进行实验,小锤打击弹性金属片,球水平抛出,同时球被松开,自由下落,多次实验,发现几乎总是能听到a、b同时落地的声音。关于该实验,下列说法中正确的是( )
A. 实验能同时说明球满足规律①②
B. 实验仅能说明球满足规律①
C. a、b两球的质量可以不相等
D. 实验中应考虑改变的因素包括装置的高度和小锤的打击力度等
(2)在确认了小球A在竖直方向做自由落体运动之后,小组同学们又用如图乙所示的装置(根据实验室操作回忆,细节不再介绍)继续研究小球平抛运动的规律。为了描绘小球平抛运动的轨迹,下列操作正确的是:( )
A. 要用重锤线确定竖直方向,还要调节背板既不前倾也不后仰
B. 斜槽末端必须保持水平
C. 小球每次应该从同一高度由静止释放
D. 挡板N必须保持水平
E. 挡板N每次必须降低同样高度
(3)小辉小组同学用频闪照相记录的实验结果如图丙,图中为实验记录的小球经过的点,但图中的点(坐标原点O)可能并不是平抛运动的起始点。该组同学实验的水平轴、竖直轴方向正确,g表示当地的重力加速度,L表示坐标纸上小方格的边长,则小球平抛运动的初速度大小为______,小球平抛运动出发点的坐标为(______,______)。结果只能用L、g或者它们的某种组合表示。
(4)在上述计算的基础上,在图丙中描绘小球做平抛运动的轨迹。
12. 某班同学利用如图所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用频率为50Hz的交流电源。
(1)电火花计时器的工作电压为________(选填“约8V”或“220V”)。
(2)第1个实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点未画出),,,,,。则小车的加速度________,电火花计时器在打B点时小车的速度________m/s。(结果均保留两位有效数字)
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图,一质量m=20kg的箱子先从倾角的斜面上匀速滑下来,到达水平地面后即由一旅客用与水平方向成斜向上的力F拉着继续沿地面做匀速直线运动,已知箱子与斜面及地面间的动摩擦因数相同,重力加速度,,,求:
(1)箱子与斜面间的动摩擦因数;
(2)旅客拉箱子的力F的大小以及地面对箱子的摩擦力的大小。
14. 如图甲所示,粗糙水平面上有一个长、质量的长木板,木板上表面左半部分粗糙,右半部分光滑,木板与地面间的动摩擦因数。质量的小物块放置在木板的右端,小物块与木板左半部分的动摩擦因数。在木板右端施加如图乙所示的水平拉力,g取。求:
(1)木板刚开始运动时的加速度大小;
(2)小物块运动多长时间后与木板速度相同;
15. 如图所示,某工厂中产品被无初速度地放在水平传送带左端,经传送带传输至右端后,平抛落入地面上的收集装置中。传送带上表面距地面高度为,收集装置入口宽度为,高度为,传送带右端到收集装置左端的水平距离为,产品与传送带之间的动摩擦因数为,传送带长度为L,传送带运转速度可调,已知重力加速度g取。
(1)若传送带的长度,,计算产品到达传送带右端的时间,并判断产品是否能够落入收集装置;
(2)若传送带的长度,调节传送带速度,为保证产品总能落入收集装置,请计算传送带速度范围。
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人大附中深圳学校2025-2026学年第一学期期末考试
高一年级物理试卷
说明:本试卷有四道大题15道小题,共8页,考试用时75分钟,满分100分,请在答题卡上作答,选择题用2B铅笔填涂,要求把选项填黑填满,主观题用0.5黑色签字笔答题,主观题要答写在对应题框内,不在框内答题无效。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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. 下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是( )
A. 甲和乙 B. 乙和丙 C. 乙和丁 D. 丙和丁
【答案】D
【解析】
【详解】甲图是微元法;乙图是放大法;丙图是等效法;丁图中物体的重心也是等效法。
故选D。
2. 小球在液体中运动时会受到液体的摩擦阻力,这种阻力称为粘滞力.如果液体的粘滞性较大,小球的半径较小,则小球受到的粘滞力,式中称为液体的粘滞系数,r为小球半径,v为小球运动的速度。若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位,则其单位为( )
A. B.
C. D. 为常数,没有物理单位
【答案】B
【解析】
【详解】力的单位是牛顿,用力学基本单位表示为:kgm/s2,由可得
其中r的单位是m,v的单位是m/s,所以的单位为
ACD错误,B正确。
故选B。
3. 中国象棋是起源于中国的一种棋,属于二人对抗性游戏的一种,在中国有着悠久的历史。由于用具简单,趣味性强,成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示,3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上,第3颗棋子最左端与水平面上的O点重合,所有接触面间的动摩擦因数均相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右将中间棋子击出,稳定后,1和3棋子的位置情况可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设每颗棋子质量为m,根据题意三颗相同象棋子竖直叠放,所有接触面间的动摩擦因数均相同,设1、2两个棋子间最大静摩擦力为f,则2、3棋子间最大静摩擦力为2f,第三颗棋子与水平面间最大静摩擦力为3f,中间棋子被击出,中间棋子对第1颗棋子有向右滑动摩擦力,则第1颗棋子有向右的加速度,即向右有位移,后落在第3颗棋子上,在摩擦力作用下静止在第3颗棋子上,第3颗棋子仍受力平衡,第3颗棋子位移是零,可知稳定后,棋子的位置情况可能是A。
故选A。
4. 在图中,A,B两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面上没有滑动。当大轮以角速度ω顺时针转动时( )
A. A点与B点的线速度大小相等,加速度大小也相等
B. A点与C点的角速度大小相等,加速度大小也相等
C. C点比B点的角速度小但加速度大
D. B点比C点的角速度大加速度也大
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,A、B、C三点的转动半径之比为rA∶rB∶rC=2∶1∶1
根据题意可知,A、B两点的线速度大小相等,A、C两点的角速度大小相等,根据公式v=rω
可知A的线速度是C的2倍,故A、B、C三点的线速度之比为
即
根据公式v=rω,可知A、B两点转动的角速度之比为1∶2,故A、B、C三点的角速度之比为
即
根据公式a=ωv,可知A、B、C三点的向心加速度之比为
即A、B、C三点的向心加速度大小关系为
故选D。
5. 在太空,物体完全失重,无法用天平测量质量,航天员用动力学的方法测质量。如图为我国航天员在“天宫一号”空间实验室测量自己的质量:航天员可以把自己固定在支架的一端,另一位航天员把支架拉开到与初始位置(舱壁)相距s的位置;松手后,支架能够产生一个恒定拉力F,拉着航天员从静止返回到初始位置(舱壁),不计其它外力,仪器记录下这段时间为t。由此可测出航天员的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设航天员的质量为,运动过程中的加速度为,根据牛顿第二定律有
由位移与时间的关系可得
联立解得
故选C。
6. 一小球用细线悬挂于天花板上的O点,初始时静止在A处。现对小球施加水平向右的拉力,使小球缓慢移动至处。下列选项正确的是( )
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. 细线对小球的拉力逐渐减小
C. 若保持小球在位置不动,逐渐减小角直至力竖直向上的过程中,力先减小后增大
D. 若保持小球在位置不动,逐渐减小角直至力竖直向上的过程中,力先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设轻绳与竖直方向的夹角为,保持F水平,根据正交分解和平衡条件有
,
逐渐缓慢增大,可知逐渐增大,逐渐增大,故AB错误;
CD.对小球受力分析,小球受重力mg、拉力F和细线的拉力作用,如图所示
保持小球在位置不动,即角不变,逐渐减小角直至力竖直向上的过程中,力先减小后增大,故C正确,D错误。
故选C。
7. 一质点在直角坐标系所在平面内由点开始运动,其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化如图所示。则( )
A. 末质点速度的大小为
B. 前质点做匀变速直线运动,加速度大小为
C. 内质点做匀变速曲线运动,加速度大小为
D. 内质点的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.末质点x轴方向和y轴方向的速度分别为3m/s、4m/s,根据矢量的合成可知
故A错误;
B.初始质点y轴方向有速度,x轴方向有加速度,二者不共线,则质点做曲线运动,加速度为
故B错误;
C.内质点x轴和y轴方向的加速度分别为
合加速度为
与x轴方向的夹角为
3s末,速度与x轴方向夹角为
可知内质点做匀变速直线运动,加速度大小为,故C错误;
D.末质点的速度为5m/s,加速度为,做匀变速直线运动,则3s~4s的位移为
m
故D正确;
故选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。
8. 如图所示,质量分别为和的物体A、B,通过轻绳跨过轻质定滑轮相连接,在水平力的作用下,B沿水平地面向右运动,A恰以速度匀速上升。已知B与水平面间的动摩擦因数为0.2,不计滑轮摩擦,重力加速度取。当B运动到使轻绳与水平方向成时(已知)。下列选项中正确的是( )
A. B所受摩擦力为 B. B所受摩擦力为
C. B的速度大小为 D. 小于
【答案】ACD
【解析】
【详解】C.设B的速度大小为,根据速度的合成与分解,可得
解得
B向右运动的过程中,减小,故减小,所以B向右做减速运动,当时B的速度为
故C正确;
AB.由题知,A向上做匀速运动,对A受力分析,根据平衡条件可得轻绳的拉力为
因B向右做减速运动,水平方向合外力不为零,故不能用平衡条件求B所受的滑动摩擦力大小,则当时,对B受力分析,根据正交分解,在竖直方向受力平衡,则有
解得
则B所受滑动摩擦力为
故A正确,B错误;
D.设B向右做减速运动的加速度为a,在水平方向,根据牛顿第二定律有
解得
即
代入数据解得
故D正确。
故选ACD。
9. 同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同,且乘客相对电梯均静止,如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中,下列说法正确的是( )
A. 三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用 B. 只有在甲种方式中,乘客才受到了摩擦力作用
C. 在丙种方式中,乘客受到电梯地板的支持力最大 D. 三种方式中的乘客均处于超重状态
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.电梯加速上升阶段,在甲种方式中,乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用;在乙种方式中,乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用;在丙种方式中,乘客受到支持力、重力,故在甲、乙两种方式中,乘客受到了摩擦力作用,故AB错误;
C.在甲种方式中,乘客受到电梯地板的支持力为
在乙种方式中,根据牛顿第二定律有
乘客受到电梯地板的支持力为
在丙种方式中,根据牛顿第二定律有
乘客受到电梯地板的支持力为
可得
故在丙种方式中,乘客受到电梯地板的支持力最大,故C正确;
D.三种方式中的乘客均有向上的加速度,处于超重状态,故D正确。
故选CD。
10. 我国“蛟龙号”深潜器曾创造了载人潜水器新的世界纪录,这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界。假设在某次试验时,深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 min内全过程的深度曲线(如图甲)和速度图象(如图乙),则关于此次下潜全过程,下列说法正确的是( )
A. 此次下潜在最深处停留了2 min
B. 此次下潜深度为6m
C. 全过程中最大加速度的大小是0.025 m/s2
D. 潜水器在3 min~4 min和6 min~8 min的时间内加速度方向相同
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,此次下潜在最深处停留了2min(即4min-6min),故A正确;
B.图是深度曲线,图中h3代表本次最大深度,根据速度时间图线知
故B错误;
C.由图b的斜率表示加速度,则在0-1min和3-4min时间内的加速度最大,最大加速度大小是
故C错误;
D.v-t图象中的斜率表示加速度,由图可知潜水器在3 min~4 min和6 min~8 min的时间内图线的斜率相同,则加速度方向相同,故D正确。
故选AD。
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 从牛顿运动定律出发结合对平面曲线运动的正交分解方法可以从理论上得到平抛运动的规律:
①平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动;
②平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动。
(1)小亮小组的同学用如图甲所示的装置进行实验,小锤打击弹性金属片,球水平抛出,同时球被松开,自由下落,多次实验,发现几乎总是能听到a、b同时落地的声音。关于该实验,下列说法中正确的是( )
A. 实验能同时说明球满足规律①②
B. 实验仅能说明球满足规律①
C. a、b两球的质量可以不相等
D. 实验中应考虑改变的因素包括装置的高度和小锤的打击力度等
(2)在确认了小球A在竖直方向做自由落体运动之后,小组同学们又用如图乙所示的装置(根据实验室操作回忆,细节不再介绍)继续研究小球平抛运动的规律。为了描绘小球平抛运动的轨迹,下列操作正确的是:( )
A. 要用重锤线确定竖直方向,还要调节背板既不前倾也不后仰
B. 斜槽末端必须保持水平
C. 小球每次应该从同一高度由静止释放
D. 挡板N必须保持水平
E. 挡板N每次必须降低同样高度
(3)小辉小组同学用频闪照相记录的实验结果如图丙,图中为实验记录的小球经过的点,但图中的点(坐标原点O)可能并不是平抛运动的起始点。该组同学实验的水平轴、竖直轴方向正确,g表示当地的重力加速度,L表示坐标纸上小方格的边长,则小球平抛运动的初速度大小为______,小球平抛运动出发点的坐标为(______,______)。结果只能用L、g或者它们的某种组合表示。
(4)在上述计算的基础上,在图丙中描绘小球做平抛运动的轨迹。
【答案】(1)CD (2)ABC
(3) ①. ②. ③.
(4)
【解析】
【小问1详解】
AB.两球落地时间相同,只能说明a球与b球在竖直方向上的运动规律相同,都是自由落体,AB错误;
C.自由落体的运动规律与物体的质量无关,故C正确;
D.为了寻找规律的普遍性,应该多次改变质量、高度、打击的力度等条件,故D正确。
故选CD。
【小问2详解】
A.实验中要保证重锤线与轨道都是竖直方向的,背板也要在竖直方向上,防止小球运动过程中与背板发生接触,故A正确;
B.斜槽的末端必须保持水平,保证小球飞出轨道时初速度是水平的,做平抛运动,故B正确;
C.小球每一次都从轨道的同一位置释放,可以保证平抛的初速度相同,故C正确;
D.挡板N应略向背板倾斜(外高内低),保证小球打在挡板上能够反弹在背板上,才能描绘出落点,故D错误;
E.挡板N不需要每次降低相同高度,只要能画出在背板上的落点,就可以进行轨迹的研究,故E错误;
故选ABC。
【小问3详解】
[1]小球在经过a、b、c三点时,水平方向间隔相同,说明时间间隔相同,设为T
在竖直方向上做匀加速直线运动,加速度为g,由运动学推论
求得
水平方向初速度
[2][3]经过b点时的竖直方向速度
设从抛出开始到b点所用的时间为t,
从抛出开始到b点的竖直方向下降高度为
水平方向位移为
所以出发点的坐标应为
【小问4详解】
轨迹应该把落点用平滑的曲线连在一起,尽可能让数据点平均分布在曲线的两侧,所以画出如下的图像
12. 某班同学利用如图所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用频率为50Hz的交流电源。
(1)电火花计时器的工作电压为________(选填“约8V”或“220V”)。
(2)第1个实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点未画出),,,,,。则小车的加速度________,电火花计时器在打B点时小车的速度________m/s。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电火花计时器的工作电压为;
【小问2详解】
[1]根据逐差法可得小车的加速度为
[2]打B点时小车的速度等于打A、C两点间小车的平均速度,即
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图,一质量m=20kg的箱子先从倾角的斜面上匀速滑下来,到达水平地面后即由一旅客用与水平方向成斜向上的力F拉着继续沿地面做匀速直线运动,已知箱子与斜面及地面间的动摩擦因数相同,重力加速度,,,求:
(1)箱子与斜面间的动摩擦因数;
(2)旅客拉箱子的力F的大小以及地面对箱子的摩擦力的大小。
【答案】(1)0.75
(2)125N,75N
【解析】
【小问1详解】
箱子在斜面上匀速运动时,根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
旅客拉着箱子做匀速运动时,根据平衡条件有
,
解得
F=125N
地面对箱子的摩擦力大小为
14. 如图甲所示,粗糙水平面上有一个长、质量的长木板,木板上表面左半部分粗糙,右半部分光滑,木板与地面间的动摩擦因数。质量的小物块放置在木板的右端,小物块与木板左半部分的动摩擦因数。在木板右端施加如图乙所示的水平拉力,g取。求:
(1)木板刚开始运动时的加速度大小;
(2)小物块运动多长时间后与木板速度相同;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对木板受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
在作用下,木板经历时间前进的位移为
速度为
则经过1s物块将与有摩擦力的左侧接触,即物块将受到向右的滑动摩擦力作用,对物块,由牛顿第二定律可得
解得物块加速度
对木板,由牛顿第二定律可得
解得木板的加速度为
设经历时间两者速度相同,则有
解得
15. 如图所示,某工厂中产品被无初速度地放在水平传送带左端,经传送带传输至右端后,平抛落入地面上的收集装置中。传送带上表面距地面高度为,收集装置入口宽度为,高度为,传送带右端到收集装置左端的水平距离为,产品与传送带之间的动摩擦因数为,传送带长度为L,传送带运转速度可调,已知重力加速度g取。
(1)若传送带的长度,,计算产品到达传送带右端的时间,并判断产品是否能够落入收集装置;
(2)若传送带的长度,调节传送带速度,为保证产品总能落入收集装置,请计算传送带速度范围。
【答案】(1),能够落入收集装置;(2)
【解析】
【详解】(1)依题意,根据牛顿第二定律可得产品在传送带上加速时的加速度为
产品加速达到传送带速度时,所需时间为
运动的位移为
故产品在传送带上先加速后匀速,匀速阶段所用时间为
则产品到达传送带右端的时间为
产品离开传送带后,做平抛运动,当产品下落高度为
解得
平抛运动的水平位移为
由于
显然产品能够落入收集装置。
(2)当传送带速度最小时,若产品恰好能落入收集装置中,则有
求得
且产品与传送带共速时发生的位移为
即当传送带速度为时,产品在传送带上先加速后匀速,最后恰好落入收集装置中。
若产品一直在传送带上加速达到最右端时水平抛出,则有
解得
产品平抛运动的最大水平位移为
综上分析可知,要保证产品能够落入收集装置中,传送带的速度需满足
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