江苏2026-2027学年高二上学期物理期中复习九( 必修三和选必一前两章)
|
2份
|
23页
|
132人阅读
|
3人下载
内容正文:
2026-2027年江苏高二物理期中复习九
第I卷(选择题)
一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分;每小题只有一个正确答案,多选、错选均不得分)
1.下列关于磁场的说法,正确的是( )
A. 磁感线是客观存在的,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向
B. 磁场中某点的磁感应强度大小,与放在该点的试探电流元的情况无关
C. 垂直放置在匀强磁场中的线圈面积减小时,穿过该线圈的磁通量增大
D. 两条距离较近的平行同向通电直导线相互排斥
2.如图甲所示,单摆固定悬点为,将摆球拉至点摆球可看成质点,然后由静止释放,摆球在竖直平面内的、之间来回摆动,摆角,点为运动中的最低位置。从点刚释放开始计时,摆球相对平衡位置的位移随时间变化的图像如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度,。下列说法正确的是( )
A. 单摆的合力提供回复力
B. 摆球受到重力、拉力、向心力三个力的作用
C. 摆球在点处,向心加速度最大,回复力也最大
D. 在 的时间内,摆球从点向点运动
3.如图所示,上海中心大厦内部的“上海慧眼”阻尼器重达一千吨,它像一个巨大的钟摆,有效抵御了大风对建筑的影响。下列说法正确的是
A. 没有阻尼器时,风越大,高楼的振幅越大
B. 阻尼器的振动频率与大楼的振动频率相同
C. 阻尼器的振动方向与大楼的振动方向相同
D. 阻尼器的固有频率与上海常见台风频率一致
4.如图所示,实线为某静电场的电场线,虚线为一带电粒子仅在电场力作用下在电场中的运动轨迹,、、为轨迹上三个点。下列说法正确的是
A. 粒子一定带正电
B. 粒子的加速度先增大后减小
C. 、、三点的场强大小关系为
D. 、、三点的电势关系为
5.如图所示,平行板电容器与电源连接,下极板接地,开关闭合,电容器两极板间点处有一带电油滴处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,板竖直上移一小段距离,电容器的电容变大
B. 保持开关闭合,板竖直上移一小段距离过程中,电流表中有从向的电流通过
C. 断开开关,板竖直上移一小段距离,带电油滴向下运动
D. 断开开关,板竖直下移一小段距离,带电油滴的电势能将减小
6.下图所示为多用电表的原理图,表头内阻为,调零电阻范围为,电池的电动势为,内阻为,则下列说法正确的是( )
A. 接表内电池正极的是红表笔
B. 用多用电表的欧姆挡测量某电阻时,若指针指面板中央,则待测电阻阻值
C. 测量电阻时,应该先进行欧姆调零,再选倍率挡,最后接入电阻进行测量
D. 用多用电表的欧姆挡测量某电阻时,发现指针偏转太小,应改选较大的倍率挡
7.某实验小组通过如图所示的实验电路测量干电池的电动势和内阻,并根据测得的数据作出了图像,下列正确的是( )
A. 横轴截距表示短路电流,即短
B. 根据,计算出待测电池内电阻为
C. 电池电动势测量值小于真实值
D. 本实验的系统误差来源于电流表的分压作用
8.如图所示电路中,,,电流表、电压表均视为理想电表。开关断开与闭合时,外电路的总电阻分别为( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
9.如图所示,质量均为的木块和,并排放在光滑水平面上,上固定一竖直轻杆,轻杆上端的点系一长为的细线,细线另一端系一质量为的球现将球拉起使细线水平伸直,并由静止释放球,重力加速度为从开始释放到、两木块恰好分离的过程,下列说法正确的是( )
A. 两木块和分离时,、的速度大小均为
B. 两木块和分离时,的速度大小为
C. 球由静止释放到最低点的过程中,木块移动的距离为
D. 球由静止释放到最低点,对的弹力的冲量大小为
10.如图,在光滑水平面上静置一质量为、长为的木块,质量为的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力恒定,大小为,改变子弹的初速度大小,则( )
A. 越大,木块的末速度就越大
B. 越大,子弹与木块损失的总动能就越多
C. 越大,子弹与木块相对运动的时间就越短
D. 无论取何值,木块的末速度都不可能大于
11.某工厂的静电除尘装置结构如图甲所示,两板状收集器接高压电源正极,位于两板正中央的线状电离器接高压电源负极。该装置的俯视图如图乙,以上某一点为坐标原点,建立与垂直的轴,板内沿轴的电势随位置的变化规律如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 板间为匀强电场
B. 从到电场强度逐渐增大
C. 带负电的尘埃在处所受电场力沿轴正方向
D. 带负电的尘埃从点附近向运动的过程中,电势能逐渐增大
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共1小题,共15分。
12.用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示,回答下列小题。
组装单摆时,应在下列器材中选用
A.长度为左右的细线
B.长度为左右的细线
C.直径为的塑料球
D.直径为的铁球
测出悬点到小球球心的距离摆长及单摆完成次全振动所用的时间,则重力加速度 用、、表示。
下表是某同学记录的组实验数据,并做了部分计算处理。
组次
摆长
次全振动时间
振动周期
重力加速度
请计算出第组实验中的 , 。
用多组实验数据作出图象,也可以求出重力加速度。已知三位同学作出的图线的示意图如图中的、、所示,其中和平行,和都过原点,图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线,下列分析正确的是
A.出现图线的原因可能是测量相同的周期时,误将悬点到小球下端的距离记为摆长
B.出现图线的原因可能是测量相同的周期时,测量摆长偏小
C.出现图线的原因可能是误将次全振动记为次
D.图线对应的值小于图线对应的值
三、计算题:本大题共4小题,共41分。
13.夏季到来常有闪电天气,闪电产生的原因是两团乌云放电现象,已知两团乌云之间的电势差,放电持续时间,闪电时的平均电流。放电后电势差变为。已知两团乌云放电前可看作平行板电容器。求:
乌云所带的电荷量
两团乌云构成的电容器的电容
14.在如图所示的电路中,电池的电动势,内电阻,固定电阻,是可变电阻,在由零增加到的过程中,求:
可变电阻上消耗热功率最大的条件和最大热功率电池的内电阻和固定电阻上消耗的最小热功率之和
15.如图所示,一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径,下端恰好与平台平滑对接,在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板,木板的右端紧靠侧壁竖直的平台,平台的上表面光滑并与木板上表面等高,小滑块、可视为质点。已知两个小滑块与木板的质量均为,小滑块、与木板间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。小滑块由圆弧轨道顶端无初速度释放,、碰撞时间极短。
求小滑块滑到圆弧轨道底端对圆弧轨道的压力大小;
若初始小滑块静止在木板右端,、碰后粘连在一起运动,求系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量;
若初始小滑块静止在木板上距离木板右端处,、间发生弹性碰撞,求碰撞后小滑块、之间的最大距离。
16.如图所示,竖直平面内有一固定绝缘轨道,由半径的圆弧轨道和与之相切于点的水平轨道组成,圆弧轨道的直径与竖直半径间的夹角,、两点间的距离。质量的不带电绝缘滑块静止在点,质量、电荷量的带正电小球静止在点,小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。现用大小、方向水平向右的恒力推滑块,滑块到达点前瞬间撤去该恒力,滑块与小球发生弹性正碰,碰后小球沿轨道运动,到达点时恰好和轨道间无挤压且所受合力方向指向圆心。小球和滑块均视为质点,碰撞过程中小球的电荷量不变,不计一切摩擦。取,,
求撤去该恒力瞬间滑块的速度大小以及碰后瞬间小球的速度大小;
求匀强电场的电场强度大小及小球到达点时的速度大小;
求、两点间的距离。
第1页,共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
2026-2027年江苏高二物理期中复习九
第I卷(选择题)
一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分;每小题只有一个正确答案,多选、错选均不得分)
1.下列关于磁场的说法,正确的是( )
A. 磁感线是客观存在的,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向
B. 磁场中某点的磁感应强度大小,与放在该点的试探电流元的情况无关
C. 垂直放置在匀强磁场中的线圈面积减小时,穿过该线圈的磁通量增大
D. 两条距离较近的平行同向通电直导线相互排斥
【答案】B
【解析】A.磁场是客观存在的,磁感线是假想的,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,选项A错误
B.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,由磁场本身的性质决定,与放在该点的试探电流元的情况无关,选项B正确
C.垂直放置在匀强磁场中的线圈面积减小时,根据,穿过该线圈的磁通量减小,选项C错误
D.两条距离较近的平行同向通电直导线相互吸引,选项D错误。
故选B。
2.如图甲所示,单摆固定悬点为,将摆球拉至点摆球可看成质点,然后由静止释放,摆球在竖直平面内的、之间来回摆动,摆角,点为运动中的最低位置。从点刚释放开始计时,摆球相对平衡位置的位移随时间变化的图像如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度,。下列说法正确的是( )
A. 单摆的合力提供回复力
B. 摆球受到重力、拉力、向心力三个力的作用
C. 摆球在点处,向心加速度最大,回复力也最大
D. 在 的时间内,摆球从点向点运动
【答案】D
【解析】解:、摆球所受重力沿切线方向的分力提供单摆的回复力,故A错误;
B、摆球受到重力、拉力两个力的作用,向心力和回复力是效果力,在实际受力分析中不存在,故B错误;
C、最低位置是单摆做简谐运动的平衡位置,摆球在点处,速度最大,向心加速度最大,但回复力最小,故C错误;
D、从点刚释放开始计时,根据图乙可知,在的时间内,摆球从点向点运动,故D正确。
故选:。
重力沿切线方向的分力提供单摆的回复力;摆球受重力和拉力,回复力为效果力,不能出现在受力分析中;根据图像分析单摆的运动。
本题主要考查了单摆的受力和运动情况,解题关键是分析其受力确定其运动过程中速度和加速度等物理量的变化情况。
3.如图所示,上海中心大厦内部的“上海慧眼”阻尼器重达一千吨,它像一个巨大的钟摆,有效抵御了大风对建筑的影响。下列说法正确的是
A. 没有阻尼器时,风越大,高楼的振幅越大
B. 阻尼器的振动频率与大楼的振动频率相同
C. 阻尼器的振动方向与大楼的振动方向相同
D. 阻尼器的固有频率与上海常见台风频率一致
【答案】B
【解析】A、当没有阻尼器时,高楼做受迫振动,驱动力风的作用越大,高楼振动的频率就越大,但振幅不一定大,所以 A错误;
B、阻尼器是为了减弱大楼的振动,它的振动是受迫振动,其振动频率由驱动力大楼的振动的频率决定,所以阻尼器的振动频率与大楼的振动频率相同, B正确;
C、阻尼器的作用是阻碍大楼的振动,从而减小大楼的振幅,所以阻尼器的振动方向与大楼的振动方向相反,并非相同, C错误;
D、如果阻尼器的固有频率与上海常见台风频率一致,就会发生共振,这样不仅不能抵御大风对建筑的影响,反而会使振动更剧烈,所以阻尼器的固有频率不与上海常见台风频率一致, D错误。
4.如图所示,实线为某静电场的电场线,虚线为一带电粒子仅在电场力作用下在电场中的运动轨迹,、、为轨迹上三个点。下列说法正确的是
A. 粒子一定带正电
B. 粒子的加速度先增大后减小
C. 、、三点的场强大小关系为
D. 、、三点的电势关系为
【答案】B
【解析】A、带电粒子在静电场中做曲线运动,其合力指向轨迹的内侧,粒子仅受电场力作用,则知带电粒子在点所受电场力方向竖直向下,与电场场强方向相反,所以该粒子带负电,故A错误;
、电场线的疏密程度反映电场的强弱,点附近电场线比点点的更密集,则点的场强大于点点的场强,所以粒子在点所受到的电场力大于点点所受到的电场力,根据可知,粒子在点的加速度大于它在点点的加速度,故粒子的加速度先增大后减小,故B正确,C错误;
D、电场线的分布具有对称性,沿电场线电势降低,且等势线与电场线垂直,故而可知,即,项错误。
故选:。
5.如图所示,平行板电容器与电源连接,下极板接地,开关闭合,电容器两极板间点处有一带电油滴处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,板竖直上移一小段距离,电容器的电容变大
B. 保持开关闭合,板竖直上移一小段距离过程中,电流表中有从向的电流通过
C. 断开开关,板竖直上移一小段距离,带电油滴向下运动
D. 断开开关,板竖直下移一小段距离,带电油滴的电势能将减小
【答案】D
【解析】A、保持开关闭合,板竖直上移一小段距离,根据电容的决定式 ,可知电容减小,故A错误。
B、保持开关闭合,板竖直上移一小段距离过程中,电压保持不变,电容减小,电容器放电,电流由向流过,故B错误;
C、断开开关,,则电荷量不变,板竖直上移一小段距离,电场强度 ,恒定不变,故带电油滴静止不动,故C错误;
D、根据以上分析可得,点与下极板的距离变大,但不变,故点与下极板的电势差变大,下极板带正电,,故点的电势降低,而油滴原来静止在点,应该带正电,故带电油滴的电势能将减小,D正确。
6.下图所示为多用电表的原理图,表头内阻为,调零电阻范围为,电池的电动势为,内阻为,则下列说法正确的是( )
A. 接表内电池正极的是红表笔
B. 用多用电表的欧姆挡测量某电阻时,若指针指面板中央,则待测电阻阻值
C. 测量电阻时,应该先进行欧姆调零,再选倍率挡,最后接入电阻进行测量
D. 用多用电表的欧姆挡测量某电阻时,发现指针偏转太小,应改选较大的倍率挡
【答案】D
【解析】A.根据“红进黑出”,电流由红表笔流入电表由黑表笔流出电表可知,接表内电池正极的是黑表笔,接表内负极的是红表笔,故A错误;
B.用多用电表的欧姆档测量某电阻时,若指针指面板中央,则此时根据闭合电路欧姆定律有,又因为,所以,可得,显然调零电阻不一定等于,故B错误。
C.测量电阻时,应先选倍率挡,再进行欧姆调零,最后接入电阻进行测量,故C错误。
D.用多用电表的欧姆挡测量某电阻时,发现指针偏转太小,说明待测电阻较大,因为指针指向中间位置附近相对较为准确,所以应改选较大的倍率挡,故D正确。
故选D。
7.某实验小组通过如图所示的实验电路测量干电池的电动势和内阻,并根据测得的数据作出了图像,下列正确的是( )
A. 横轴截距表示短路电流,即短
B. 根据,计算出待测电池内电阻为
C. 电池电动势测量值小于真实值
D. 本实验的系统误差来源于电流表的分压作用
【答案】C
【解析】A.因纵轴起点坐标不是从零开始的,则横轴截距不表示短路电流,即不等于,故A错误;
B、根据,计算出待测电池内电阻为,故B错误;
、由于电压表的分流,导致电池电动势测量值小于真实值,故C正确,D错误。
8.如图所示电路中,,,电流表、电压表均视为理想电表。开关断开与闭合时,外电路的总电阻分别为( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
【答案】B
【解析】开关断开时,电路如图所示
电路的总电阻为
开关闭合,电路如图所示
可知与并联,之后再与串联,电路的总电阻为
故选B。
9.如图所示,质量均为的木块和,并排放在光滑水平面上,上固定一竖直轻杆,轻杆上端的点系一长为的细线,细线另一端系一质量为的球现将球拉起使细线水平伸直,并由静止释放球,重力加速度为从开始释放到、两木块恰好分离的过程,下列说法正确的是( )
A. 两木块和分离时,、的速度大小均为
B. 两木块和分离时,的速度大小为
C. 球由静止释放到最低点的过程中,木块移动的距离为
D. 球由静止释放到最低点,对的弹力的冲量大小为
【答案】C
【解析】球下落到最低点时,、将要分离,根据机械能守恒定律有,系统水平方向动量守恒,根据动量守恒定律有,联立解得,,故A、B错误球由静止释放到最低点的过程中,设相对水平面的水平位移大小为,、相对水平面的水平位移大小为,则有,,解得,故C正确球由静止释放到最低点的过程中,选B为研究对象,由动量定理有,故D错误.
10.如图,在光滑水平面上静置一质量为、长为的木块,质量为的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力恒定,大小为,改变子弹的初速度大小,则( )
A. 越大,木块的末速度就越大
B. 越大,子弹与木块损失的总动能就越多
C. 越大,子弹与木块相对运动的时间就越短
D. 无论取何值,木块的末速度都不可能大于
【答案】D
【解析】A.若子弹能穿过木块,子弹的初速度越大,子弹穿过木块的时间越短,规定向右为正方向,对木块,由动量定理得可知越大,木块的末速度就越小,故A错误;
B.若子弹能穿过木块,根据功能关系,可知子弹与木块损失的总动能为系统产生的热量,故子弹与木块损失的总动能,故越大,子弹与木块损失的总动能不变,故B错误;
C.若子弹不能穿过木块,由动量守恒定律有,解得,对木块,由动量定理得,
解得,可知越大,子弹与木块相对运动的时间就越长,故C错误;
D.由动量定理可知,要使木块获得的速度最大,子弹与木块相对运动的时间要最长,此时子弹刚好要击穿木板,设二者共同速度为,由动量守恒有,能量守恒定律得,联立解得,故D正确。
11.某工厂的静电除尘装置结构如图甲所示,两板状收集器接高压电源正极,位于两板正中央的线状电离器接高压电源负极。该装置的俯视图如图乙,以上某一点为坐标原点,建立与垂直的轴,板内沿轴的电势随位置的变化规律如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 板间为匀强电场
B. 从到电场强度逐渐增大
C. 带负电的尘埃在处所受电场力沿轴正方向
D. 带负电的尘埃从点附近向运动的过程中,电势能逐渐增大
【答案】C
【解析】根据 ,可得 图像的切线斜率表示电场强度,由图丙可知,从到 电场强度逐渐减小,板间不是匀强电场,故AB错误;
C.根据沿电场方向电势逐渐降低可知, 处的场强方向沿轴负方向,则带负电的尘埃在 处所受电场力沿轴正方向,故C正确;
D.带负电的尘埃从点附近向运动的过程中,由于场强方向沿轴负方向,则电场力沿轴正方向,电场力做正功,电势能逐渐减小,故D错误。
故选C。
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共1小题,共15分。
12.用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示,回答下列小题。
组装单摆时,应在下列器材中选用
A.长度为左右的细线
B.长度为左右的细线
C.直径为的塑料球
D.直径为的铁球
测出悬点到小球球心的距离摆长及单摆完成次全振动所用的时间,则重力加速度 用、、表示。
下表是某同学记录的组实验数据,并做了部分计算处理。
组次
摆长
次全振动时间
振动周期
重力加速度
请计算出第组实验中的 , 。
用多组实验数据作出图象,也可以求出重力加速度。已知三位同学作出的图线的示意图如图中的、、所示,其中和平行,和都过原点,图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线,下列分析正确的是
A.出现图线的原因可能是测量相同的周期时,误将悬点到小球下端的距离记为摆长
B.出现图线的原因可能是测量相同的周期时,测量摆长偏小
C.出现图线的原因可能是误将次全振动记为次
D.图线对应的值小于图线对应的值
【答案】
【解析】【分析】
该题全面考查重力加速度的测量、数据的处理以及误差的分析,要掌握单摆的周期公式,从而求解重力加速度,摆长、周期等物理量之间的关系。
单摆测定重力加速度的原理选择实验器材,根据单摆的周期公式求出重力加速度的表达式和数值;
写出单摆周期,根据单摆的周期公式变形得出与的关系式,再分析图象中与斜率的关系,得到的表达式。根据重力加速度的表达式,分析各图线与之间的关系。【解答】
解:组装单摆时,应选用 左右的细线,摆球应选择体积小、密度大的球,故AD正确,BC错误;
单摆的振动周期根据单摆的周期公式,
解得:;
,
根据单摆的周期公式,
解得:;
、根据,得,即当时,,出现图线的原因是计算摆长时过短,误将悬点到小球上端的距离记为摆长,导致摆长偏小,故A错误,B正确;
C、实验中误将次全振动记为次,则周期的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏大,图线的斜率偏小,故C正确;
D、由得:,则变小,重力加速度变大,故D错误。
故答案为:;
;
;;
。
三、计算题:本大题共4小题,共41分。
13.夏季到来常有闪电天气,闪电产生的原因是两团乌云放电现象,已知两团乌云之间的电势差,放电持续时间,闪电时的平均电流。放电后电势差变为。已知两团乌云放电前可看作平行板电容器。求:
乌云所带的电荷量
两团乌云构成的电容器的电容
【答案】解:由电流的定义式
解得:
由电容的定义式
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.在如图所示的电路中,电池的电动势,内电阻,固定电阻,是可变电阻,在由零增加到的过程中,求:
可变电阻上消耗热功率最大的条件和最大热功率电池的内电阻和固定电阻上消耗的最小热功率之和
【答案】解:根据电源的内电阻和外电阻相等的时候,电源的输出功率最大可知,当把和电源看做一个整体时,即把电源的内阻看做,
当时,即时,电源的输出功率最大,即上获得最大功率,
此时电路中电流为:
上消耗的最大热功率为:
当的时候,电路中电流最小,则电池的内电阻和电阻上消耗的热功率之和最小,
此时电路中电流为:
则内电阻和电阻上消耗的热功率之和最小值为:
答:可变电阻上消耗热功率最大的条件是为,最大热功率是;
电池的内电阻和电阻上消耗的热功率之和的最小值是.
【解析】当电源的内电阻和外电阻相等的时候,电源的输出功率最大.可将是看成电源的内阻,当等效电源的内阻等于时,的功率最大,再由功率公式求解最大功率.
和为定值电阻,为可变电阻,根据可以分析电阻和的功率之和,当最大时,电路中电流最小,所求功率最小.
对于的功率的分析是本题的难点,通常的分析方法都是把和电源看做一个整体来分析电源的输出功率的变化情况,即为的功率的情况.
15.如图所示,一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径,下端恰好与平台平滑对接,在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板,木板的右端紧靠侧壁竖直的平台,平台的上表面光滑并与木板上表面等高,小滑块、可视为质点。已知两个小滑块与木板的质量均为,小滑块、与木板间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。小滑块由圆弧轨道顶端无初速度释放,、碰撞时间极短。
求小滑块滑到圆弧轨道底端对圆弧轨道的压力大小;
若初始小滑块静止在木板右端,、碰后粘连在一起运动,求系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量;
若初始小滑块静止在木板上距离木板右端处,、间发生弹性碰撞,求碰撞后小滑块、之间的最大距离。
【答案】解:小滑块释放到达圆弧轨道底端的过程,根据动能定理得
可得
根据牛顿第二定律可得
可得
根据牛顿第三定律可知轨道受到的压力大小为。
相碰过程由动量守恒定律可得
与相互作用过程由动量守恒定律可得
系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量
滑上后做匀减速直线运动,加速度大小为
假设一起匀加速运动的加速度为,假设成立
因此滑上后,先做减速运动,与发生弹性碰撞后,由动量守恒定律和能量守恒定律可知,,速度互换,相对向前运动,由于摩擦力作用,三者最后共速,则由功能关系可得
可得。
答:小滑块滑到圆弧轨道底端对圆弧轨道的压力大小为;
系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为;
碰撞后小滑块、之间的最大距离为。
【解析】滑块在圆弧轨道上下滑过程机械能守恒,应用机械能守恒定律求出滑块到达圆弧轨道底端时的速度,应用牛顿第二定律求出轨道对滑块的支持力,然后应用牛顿第三定律求出滑块对轨道的压力。
组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律求出碰撞后共同的速度,然后用能量守恒定律求出碰撞过程损失的机械能。
利用牛顿第二定律,对受力分析,根据临界加速度情况,确定它们之间有无相对滑动,再利用功能关系求解。
本题是一道力学综合题,物体运动过程复杂,难道较大,根据题意分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键,应用动量守恒定律、能量守恒定律与牛顿第二定律、运动学公式可以解题。
16.如图所示,竖直平面内有一固定绝缘轨道,由半径的圆弧轨道和与之相切于点的水平轨道组成,圆弧轨道的直径与竖直半径间的夹角,、两点间的距离。质量的不带电绝缘滑块静止在点,质量、电荷量的带正电小球静止在点,小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。现用大小、方向水平向右的恒力推滑块,滑块到达点前瞬间撤去该恒力,滑块与小球发生弹性正碰,碰后小球沿轨道运动,到达点时恰好和轨道间无挤压且所受合力方向指向圆心。小球和滑块均视为质点,碰撞过程中小球的电荷量不变,不计一切摩擦。取,,
求撤去该恒力瞬间滑块的速度大小以及碰后瞬间小球的速度大小;
求匀强电场的电场强度大小及小球到达点时的速度大小;
求、两点间的距离。
【答案】解:对滑块从点运动到点的过程,根据动能定理有:
代入数据解得:
滑块与小球发生弹性正碰,根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得
解得:,
小球到达点时,受力如图所示,
由平衡条件得:,
解得:。
小球所受重力与电场力的合力大小为:
小球到达点时,由牛顿第二定律有:
联立,代入数据得:
小球碰后运动到点的过程,由动能定理有:
代入数据得:。
【解析】滑块从点运动到点的过程,根据动能定理可求得撤去该恒力瞬间滑块的速度大小,滑块与小球发生弹性正碰,由动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解碰后小球的速度;
小球到达点时,由合力指向圆心可求得电场强度,根据合力提供向心力求解小球在点速度;
小球碰后运动到点的过程,由动能定理可求得、两点间的距离。
本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒、等效重力场的综合应用,关键是理清运动过程,根据各个过程的运动特点灵活选择规律列式求解。
第1页,共1页
学科网(北京)股份有限公司
$