精品解析:黑龙江龙东十校联盟2026-2027学年高三上学期10月学情检测物理试题
2026-10-15
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内容正文:
2026~2027学年度高三年级第一学期10月份月考
物理
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米,黑色,墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版必修第一册,必修第二册,必修第三册第九章,选择性必修第一册,选择性必修第三册。
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. 下列有关光现象的说法正确的是( )
A. 手机屏幕贴的防窥膜利用了光的衍射原理
B. 晴天雨后出现的彩虹是光的折射与反射现象
C. 肥皂膜上出现的彩色条纹是光的偏振现象
D. 光从空气射入水中后,频率减小,传播速度减小
2. 理论研究表明,(氡核)可以在一次衰变过程中放出两个粒子,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 的比结合能大于的比结合能
B. 的结合能大于的结合能
C. 该核反应前后质量守恒
D. 改变温度或压强,的半衰期改变
3. 某舰载机起飞时,在第内的图像如图所示,则第内舰载机的位移大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,把一个倾角为的光滑绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,有一质量为、带电荷量为的物体以初速度从底端滑上斜面后恰好沿斜面匀速运动,重力加速度为。则匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
5. 一定质量的理想气体经历了的循环,其图像如图所示,其中过程气体分子的平均动能不变,与纵轴平行,与横轴平行,下列说法正确的是( )
A. 过程,气体的内能增大
B. 过程,气体分子在单位时间对单位面积的碰撞次数减少
C. 过程,气体放出热量
D. 一个循环过程中,气体吸收的热量大于放出的热量
6. 外太空小行星若有撞击地球的风险,人类将主动干预,使得小行星偏离原有的轨道。如图所示,假设某颗小行星绕太阳做圆周运动,轨道是实线轨道1,轨道半径为,运动方向如箭头所示。探测器在处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道2,远日点为,近日点为,到太阳的距离为。下列说法正确的是( )
A. 撞击后小行星绕太阳运行的周期增大
B. 撞击后小行星经过点的加速度比撞击前的加速度大
C. 撞击后小行星最大速度与最小速度之比为
D. 探测器可能从正面与小行星迎面相撞
7. 如图所示,一物块放置在粗糙水平面上,对物块施加一斜向下的推力,发现当与水平方向的夹角达到某一临界值时,无论如何增大都不能将物块推动,已知物块与水平面间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。则该夹角的正切值为( )
A. 2 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,有多项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 气体、固体、液体是分子的三种不同聚集状态,物质的不同状态对应不同的物理性质。人类对物质属性的认识是宏观到微观不断深入的过程。下列说法正确的是( )
A. 封闭在注射器中的压缩气体难以再被压缩,是因为气体分子间存在斥力
B. 给庄稼松土目的是破坏土壤中的毛细管,从而减少土壤内部水分蒸发
C. 晶体熔化过程中,温度不变,内能不变
D. 注射器针尖处的水滴悬而不落是表面张力原理
9. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬射线。硬射线是波长很短的光子,设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到个该种光子。已知探测仪镜头面积为,卫星离太阳中心的距离为,普朗克常量为,光速为,下列说法正确的是( )
A. 该光子的动量为
B. 该光子的能量为
C. 太阳辐射硬射线的总功率为
D. 太阳辐射硬射线的总功率为
10. 如图所示,物块、的质量均为并用轻弹簧连接,静置在倾角的固定光滑斜面上,物块靠着挡板,轻绳绕过固定轻滑轮分别连接物块、。初始时托住使轻绳恰好伸直且无张力,静止释放,当速度减为0时,恰好脱离挡板。弹簧的劲度系数为,重力加速度为,不计空气阻力和滑轮摩擦,在下落的过程中(未触地),下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为
B. 弹簧处于原长时的加速度最大
C. 物块做简谐运动的振幅为
D. 轻绳上的拉力先增大后减小
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)实验时除用到秒表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的__________。
A. 长约的细绳
B. 长约的橡皮绳
C. 直径约的均匀铁球
D. 直径约的均匀木球
(2)用停表测量单摆的周期,当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0,单摆每经过最低点计一次数,当数到50时停表,秒表的示数为,则该单摆的周期是__________。
(3)某同学测量出多组周期、摆长的数值后,画出图线如图乙所示,此图线斜率为,则所测重力加速度为__________。
(4)若开始计时时,过早按下秒表,则用单摆周期公式测得的重力加速度数值__________(填“大于”或“小于”)当地重力加速度的实际值。
12. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图1装置进行实验,该实验需要满足的操作要求有__________。
A. 不挂槽码时,小车能在轨道上保持静止
B. 不挂槽码时,小车能拖动纸带沿轨道向下做匀速运动
C. 挂槽码时,小车能拖动纸带沿轨道向下做匀速运动
D. 小车质量要远大于槽码的质量
(2)某次实验得到一条纸带,部分计数点如图2所示,相邻两计数点间还有4个计时点未画出,测得,,,。已知打点计时器所接交流电源频率为,则打下点时小车的瞬时速度__________,小车的加速度__________(结果都保留两位有效数字)。
(3)实验小组改用图3装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度,并将数据实时传送到计算机。以为横轴、为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图4中的图线。若将物体质量增大为原来的2倍,重新进行实验,其图像为图4中的图线__________(填“”“”或“”)。
13. 轴上两波源的平衡位置坐标分别为和,时两波源同时开始沿轴方向振动,产生的两列简谐横波沿轴相向传播,时的波形如图所示,质点的平衡位置坐标为,质点的平衡位置坐标为。求:
(1)内质点通过的路程;
(2)间振动加强点有哪些。
14. 救援车营救被困在深坑中探险车的情景可简化为如图甲所示的模型。斜坡倾角为,探险车与斜坡间的动摩擦因数为。在救援车作用下,探险车从坑底点由静止匀加速至点时达到最大速度,接着匀速运动至点,最后从点匀减速运动到达最高点并恰好停下,选深坑底部为参考平面,救援过程中探险车的机械能随高度变化的图线如图乙所示,已知重力加速度,,,求:
(1)探险车质量;
(2)探险车在坡面上的最大速度;
(3)救援过程中救援车对探险车做的功。
15. 如图所示,一个半径为、质量为的的圆弧槽放在光滑水平面上,圆弧槽底端与水平面相切,圆弧槽的曲面和底面均光滑。在距离圆弧槽左端较远处放置一个足够长的水平传送带,传送带上表面与水平面相切,以恒定速度顺时针转动。将一个质量为的小物块(可看成质点)从圆弧槽顶端由静止释放,物块与传送带间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。求:
(1)物块滑到圆弧槽底端时,圆弧槽的位移大小;
(2)圆弧槽最终的速度大小;
(3)物块在传送带上运动过程中,与传送带摩擦产生的热量。
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2026~2027学年度高三年级第一学期10月份月考
物理
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米,黑色,墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版必修第一册,必修第二册,必修第三册第九章,选择性必修第一册,选择性必修第三册。
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. 下列有关光现象的说法正确的是( )
A. 手机屏幕贴的防窥膜利用了光的衍射原理
B. 晴天雨后出现的彩虹是光的折射与反射现象
C. 肥皂膜上出现的彩色条纹是光的偏振现象
D. 光从空气射入水中后,频率减小,传播速度减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.手机防窥膜采用微细百叶窗结构,利用光的直线传播原理限制可视角,和光的衍射无关,故A错误;
B.晴天雨后的彩虹是太阳光射入空气中的小水滴后,先后发生折射、水滴内部反射、再次折射,因不同色光折射率不同产生色散形成,属于光的折射与反射现象,故B正确;
C.肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜前后表面的反射光发生相干叠加产生的薄膜干涉现象,和光的偏振无关,故C错误;
D.光的频率由光源决定,传播过程中频率不变;光在介质中的传播速度满足,水的折射率,因此光从空气射入水中后传播速度减小、频率不变,故D错误。
故选B。
2. 理论研究表明,(氡核)可以在一次衰变过程中放出两个粒子,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 的比结合能大于的比结合能
B. 的结合能大于的结合能
C. 该核反应前后质量守恒
D. 改变温度或压强,的半衰期改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.比结合能越大原子核越稳定,该衰变是放能反应,生成物比反应物更稳定,故的比结合能小于的比结合能,故A错误;
B.结合能是将原子核拆为自由核子所需的总能量,总结合能整体随核子数增多而增大,的核子数(216)大于的核子数(208),故的结合能大于的结合能,故B正确;
C.该核反应释放能量,存在质量亏损,反应前后仅质量数守恒,质量不守恒,故C错误;
D.半衰期是原子核的固有属性,与外界温度、压强等环境条件无关,改变外界条件半衰期不变,故D错误。
故选B。
3. 某舰载机起飞时,在第内的图像如图所示,则第内舰载机的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】v-t图像与时间轴围成的面积等于位移,则第内舰载机的位移大小为
故选C。
4. 如图所示,把一个倾角为的光滑绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,有一质量为、带电荷量为的物体以初速度从底端滑上斜面后恰好沿斜面匀速运动,重力加速度为。则匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】物体受三个力:重力mg竖直向下、电场力水平向右、斜面支持力N垂直斜面向上。沿斜面方向合力为零
解得
故选A。
5. 一定质量的理想气体经历了的循环,其图像如图所示,其中过程气体分子的平均动能不变,与纵轴平行,与横轴平行,下列说法正确的是( )
A. 过程,气体的内能增大
B. 过程,气体分子在单位时间对单位面积的碰撞次数减少
C. 过程,气体放出热量
D. 一个循环过程中,气体吸收的热量大于放出的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.理想气体内能仅由温度决定,题干说明过程气体分子平均动能不变,即温度不变,因此气体内能不变,故A错误;
B.是等压压缩过程,压强不变、体积减小,由盖-吕萨克定律
可知气体温度降低,分子平均动能减小。压强由分子平均动能和单位时间单位面积的器壁碰撞次数共同决定,压强不变、分子平均动能减小时,单位时间对单位面积的碰撞次数一定增多,故B错误;
C.是等容过程,气体体积不变,因此外界对气体做功
该过程压强增大,由查理定律
可知温度升高,理想气体内能增量
根据热力学第一定律
可得
说明气体吸收热量,故C错误;
D.循环结束后气体回到初始状态,总内能变化
在图像中,循环包围的面积对应气体对外做的净功,等温膨胀过程气体对外做功,等压压缩过程外界对气体做功,由于等温线始终在等压线上方,气体对外做的功大于外界对气体做的功,因此整个循环过程外界对气体做功
根据热力学第一定律
可得
因此气体吸收的总热量大于放出的总热量,故D正确。
故选D。
6. 外太空小行星若有撞击地球的风险,人类将主动干预,使得小行星偏离原有的轨道。如图所示,假设某颗小行星绕太阳做圆周运动,轨道是实线轨道1,轨道半径为,运动方向如箭头所示。探测器在处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道2,远日点为,近日点为,到太阳的距离为。下列说法正确的是( )
A. 撞击后小行星绕太阳运行的周期增大
B. 撞击后小行星经过点的加速度比撞击前的加速度大
C. 撞击后小行星最大速度与最小速度之比为
D. 探测器可能从正面与小行星迎面相撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.圆轨道1半长轴,椭圆轨道2半长轴
半长轴减小,根据开普勒第三定律,可知周期减小。故A错误;
B.万有引力提供合力
解得
撞击前后在P点到太阳距离不变,中心天体质量不变,加速度相等。故B错误;
C.根据开普勒第二定律(面积定律)得
解得。故C错误;
D.小行星原来沿圆轨道逆时针转动;撞击后在P点减速,做近心运动进入椭圆轨道。可知探测器迎面撞击(正面相撞),使小行星速度减小,可以实现轨道变为椭圆。故D正确。
故选D。
7. 如图所示,一物块放置在粗糙水平面上,对物块施加一斜向下的推力,发现当与水平方向的夹角达到某一临界值时,无论如何增大都不能将物块推动,已知物块与水平面间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。则该夹角的正切值为( )
A. 2 B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】水平方向上,推力的水平分力
竖直方向上,支持力
最大静摩擦力
推不动的条件
整理得
无论F多大,不等式恒成立。若
F足够大时左边会大于右边,物块能推动;要让任意大的F都推不动,必须让F的系数
临界条件
解得
故选A。
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。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 气体、固体、液体是分子的三种不同聚集状态,物质的不同状态对应不同的物理性质。人类对物质属性的认识是宏观到微观不断深入的过程。下列说法正确的是( )
A. 封闭在注射器中的压缩气体难以再被压缩,是因为气体分子间存在斥力
B. 给庄稼松土目的是破坏土壤中的毛细管,从而减少土壤内部水分蒸发
C. 晶体熔化过程中,温度不变,内能不变
D. 注射器针尖处的水滴悬而不落是表面张力原理
【答案】BD
【解析】
【详解】A.压缩注射器内气体难以继续压缩,原因是气体压强变大,不是分子间斥力;气体分子间距很大,分子力几乎为零。故A错误;
B.土壤里存在毛细管,水分会沿毛细管上升到表层蒸发;松土可以破坏土壤毛细管,减少水分上升,从而减少蒸发。故B正确;
C.晶体熔化,温度不变,分子平均动能不变;持续吸热,分子势能增加,内能增大。故C错误;
D.注射器针尖水滴悬而不落,液体表面张力使液面收缩,拉住水滴,是表面张力现象。故D正确。
故选BD。
9. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬射线。硬射线是波长很短的光子,设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到个该种光子。已知探测仪镜头面积为,卫星离太阳中心的距离为,普朗克常量为,光速为,下列说法正确的是( )
A. 该光子的动量为
B. 该光子的能量为
C. 太阳辐射硬射线的总功率为
D. 太阳辐射硬射线的总功率为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.光子动量公式,故A正确;
B.光子能量,故B错误;
CD.探测器每秒接收N个光子,探测器接收功率
太阳向空间球面均匀辐射,球面面积。太阳辐射硬射线的总功率为。故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,物块、的质量均为并用轻弹簧连接,静置在倾角的固定光滑斜面上,物块靠着挡板,轻绳绕过固定轻滑轮分别连接物块、。初始时托住使轻绳恰好伸直且无张力,静止释放,当速度减为0时,恰好脱离挡板。弹簧的劲度系数为,重力加速度为,不计空气阻力和滑轮摩擦,在下落的过程中(未触地),下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为
B. 弹簧处于原长时的加速度最大
C. 物块做简谐运动的振幅为
D. 轻绳上的拉力先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.托住物块C使绳无张力,A、B静置在光滑斜面,弹簧处于压缩状态,对B受力分析,有平衡条件有
解得弹簧压缩量
物块A恰好脱离挡板时,弹簧对A的拉力等于A的重力沿斜面向下的分力,弹簧处于伸长状态,对A由平衡条件有
解得弹簧伸长量
因此从初始到末态,B沿斜面向上移动的总距离为
对应C下落的总距离也为
从释放物块C,到物块C速度为0的过程,初末动能均为0,弹簧初末形变量相同、弹性势能相等,对B、C和弹簧组成的系统,由机械能守恒定律可知,物块C下落过程重力势能的减少量,等于物块B沿斜面上升重力势能的增加量,即
解得,故A正确;
B.弹簧处于原长时,对物块B有
对物块C有
联立解得,故B错误;
C.物块、一起做简谐运动,平衡位置处合力为0,则
解得
即平衡位置对应弹簧原长位置。简谐运动振幅是从平衡位置到最大位移处的距离,初始位置C速度为0时,弹簧压缩量为
因此振幅为,故C正确;
D.运动过程中物块C先加速向下,后减速向下,最终速度减为0,因此加速度先向下减小为0,后向上增大,取向下为正,对物块C有
可得
可知拉力从0开始一直增大,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)实验时除用到秒表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的__________。
A. 长约的细绳
B. 长约的橡皮绳
C. 直径约的均匀铁球
D. 直径约的均匀木球
(2)用停表测量单摆的周期,当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0,单摆每经过最低点计一次数,当数到50时停表,秒表的示数为,则该单摆的周期是__________。
(3)某同学测量出多组周期、摆长的数值后,画出图线如图乙所示,此图线斜率为,则所测重力加速度为__________。
(4)若开始计时时,过早按下秒表,则用单摆周期公式测得的重力加速度数值__________(填“大于”或“小于”)当地重力加速度的实际值。
【答案】(1)AC (2)
(3)
(4)小于
【解析】
【小问1详解】
AB.实验中摆线的长度应保持不变,而橡皮绳的长度会发生变化,故A正确,B错误;CD.摆球应选质量大、体积小的物体,故C正确,D错误。
故选AC。
【小问2详解】
摆球全振动的次数
周期
【小问3详解】
根据,得
图线斜率为,则
解得
【小问4详解】
过早按秒表,记录总时间t偏大。由可知,测得周期偏大。根据可知,T偏大,则算出的g偏小。
12. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图1装置进行实验,该实验需要满足的操作要求有__________。
A. 不挂槽码时,小车能在轨道上保持静止
B. 不挂槽码时,小车能拖动纸带沿轨道向下做匀速运动
C. 挂槽码时,小车能拖动纸带沿轨道向下做匀速运动
D. 小车质量要远大于槽码的质量
(2)某次实验得到一条纸带,部分计数点如图2所示,相邻两计数点间还有4个计时点未画出,测得,,,。已知打点计时器所接交流电源频率为,则打下点时小车的瞬时速度__________,小车的加速度__________(结果都保留两位有效数字)。
(3)实验小组改用图3装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度,并将数据实时传送到计算机。以为横轴、为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图4中的图线。若将物体质量增大为原来的2倍,重新进行实验,其图像为图4中的图线__________(填“”“”或“”)。
【答案】(1)BD (2) ①. 0.54 ②. 0.50
(3)d
【解析】
【小问1详解】
ABC.不挂槽码时,本实验要求小车拖动纸带匀速向下运动,完成摩擦力(含纸带阻力)的平衡;挂槽码时,小车能拖动纸带沿轨道向下做匀加速运动。故AC错误,B正确;
D.本装置槽码重力当作小车拉力,要求小车质量远大于槽码质量,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
[1]电源频率,打点周期;相邻计数点间有4点未画出,计数点时间间隔
B点瞬时速度等于AC段平均速度:
[2]用逐差法求加速度:
【小问3详解】
对物体受力分析,取向上为正方向:
变形得:
纵截距为-g,与质量无关;斜率。物体质量增大为原来2倍,斜率变为原来,纵截距不变。对比图线:纵截距相同,斜率更小,对应图线d。
13. 轴上两波源的平衡位置坐标分别为和,时两波源同时开始沿轴方向振动,产生的两列简谐横波沿轴相向传播,时的波形如图所示,质点的平衡位置坐标为,质点的平衡位置坐标为。求:
(1)内质点通过的路程;
(2)间振动加强点有哪些。
【答案】(1)
(2)、、、、、、
【解析】
【小问1详解】
分析可知两列波波长均为,周期均为,波速均为
左侧波刚好传到点的时间
右侧波刚好传到点的时间
两列波到P点的波程差
又两列波起振方向均向下,故点为减弱点。内路程为0,内路程为
后不再振动,故内通过路程为。
【小问2详解】
振动加强条件是波程差为偶数个半个波长,
把代入,得
在范围内,时:
时:
时:
时:
时:(舍去)
则、、、、、、为加强点。
14. 救援车营救被困在深坑中探险车的情景可简化为如图甲所示的模型。斜坡倾角为,探险车与斜坡间的动摩擦因数为。在救援车作用下,探险车从坑底点由静止匀加速至点时达到最大速度,接着匀速运动至点,最后从点匀减速运动到达最高点并恰好停下,选深坑底部为参考平面,救援过程中探险车的机械能随高度变化的图线如图乙所示,已知重力加速度,,,求:
(1)探险车质量;
(2)探险车在坡面上的最大速度;
(3)救援过程中救援车对探险车做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
探险车到达最高点时速度恰好为0,增加的机械能等于增加的重力势能,则有
代入数据,解得
【小问2详解】
点的速度即为全过程的最大速度,由题意可知
代入数据,可得
【小问3详解】
整个过程由能量守恒得,救援车对探险车做的功等于探险车增加的机械能和摩擦产生的内能。故可知
把代入,解得
15. 如图所示,一个半径为、质量为的的圆弧槽放在光滑水平面上,圆弧槽底端与水平面相切,圆弧槽的曲面和底面均光滑。在距离圆弧槽左端较远处放置一个足够长的水平传送带,传送带上表面与水平面相切,以恒定速度顺时针转动。将一个质量为的小物块(可看成质点)从圆弧槽顶端由静止释放,物块与传送带间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。求:
(1)物块滑到圆弧槽底端时,圆弧槽的位移大小;
(2)圆弧槽最终的速度大小;
(3)物块在传送带上运动过程中,与传送带摩擦产生的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由人船模型有,
联立解得
【小问2详解】
小物块与圆弧槽水平方向动量守恒,机械能守恒,以向右为正方向,第一次分离时有,
联立解得,
由于传送带足够长,则小物块会回到传送带右端。向左减速有
解得
假设小物块先向右加速再匀速,加速过程有
解得
则假设成立,小物块以速度大小向左冲上传送带后,再以向右离开传送带,又追上圆弧槽,则有,
联立解得,
圆弧槽最终速度为
【小问3详解】
小物块在传送带上向左做匀减速运动有
解得
减速时间
该时间内传送带位移,向右
向右加速运动,加速时间
传送带位移,向右
综上得相对位移
与传送带摩擦产生的热量
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