精品解析:天津市实验中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题
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内容正文:
2027届高三(上)第9周套练——物理学科
一、单选题(每题5分,共25分)
1. 如图所示,在杂技表演中一只猴子沿竖直杆从杆底部向上匀速爬至杆顶,然后匀速下滑。关于猴子的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 猴子匀速上爬时,猴子对杆的摩擦力做负功
B. 猴子匀速上爬时,猴子对杆的摩擦力做正功
C. 猴子匀速下滑时,杆对猴子的摩擦力做负功
D. 猴子匀速下滑时,猴子对杆和杆对猴子的摩擦力是一对作用力和反作用力,做功之和为零
【答案】C
【解析】
【详解】AB.猴子匀速上爬时,杆的位移为0,猴子对杆的摩擦力不做功,故AB错误;
CD.猴子匀速下滑时,根据平衡条件可知杆对猴子的摩擦力向上,则杆对猴子的摩擦力做负功,杆的位移为零,则猴子对杆的摩擦力做功为零,猴子对杆和杆对猴子的摩擦力是一对作用力和反作用力,根据功的叠加可知做功之和不为零,故C正确,D错误。
故选C。
2. 一质点沿轴运动,其位置坐标与时间的关系为x = 1+2t+3t2(的单位是,的单位是)。关于速度及该质点在第内的位移,下列说法正确的是( )
A. 速度是对物体位置变化快慢的描述;6m
B. 速度是对物体位移变化快慢的描述;6m
C. 速度是对物体位置变化快慢的描述;5m
D. 速度是对物体位移变化快慢的描述;5m
【答案】C
【解析】
【详解】BD.速度是描述物体运动快慢的物理量,即物体的空间位置随时间变化的快慢,故BD错误;
AC.根据速度的定义式,由物体位置随时间的关系x = 1+2t+3t2,可知开始时物体的位置x0 = 1m,1s时物体的位置x1 = 6m,则1s内物体的位移为Δx = x1-x0 = 5m,故A错误,C正确。
故选C。
3. 攀登珠峰是登山界的终极挑战之一,涉及高昂的费用、严格的身体条件以及复杂的后勤保障。某团队携带一定数量的氧气瓶攀登珠峰,若登山过程中某氧气瓶内氧气(视为理想气体)的体积、质量均不变,温度降低,则登山过程中该氧气瓶内的氧气( )
A. 内能增大 B. 对外做功 C. 压强减小 D. 吸收热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.理想气体的内能仅由温度决定,瓶内氧气温度降低,内能减小,故A错误;
B.气体体积不变,做功为0,既不对外做功,外界也不对气体做功,故B错误;
C.瓶内氧气体积不变为等容变化,由查理定律可得压强与热力学温度成正比,温度降低则压强减小,故C正确;
D.由热力学第一定律,已知、内能变化,可得,即气体放出热量,故D错误。
故选C。
4. 如图所示为彩虹的成因简化图,设水滴是球形的,一束由a、b两种单色光组成的复合光从P点射入水滴中,经球面一次反射后,分别从A、B两点射出的光路如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 彩虹是由于a、b两种光干涉形成的
B. 水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
C. 改变光在P点的入射角,光在水滴内表面可能会发生全反射
D. a光在水滴中传播速度比b光快
【答案】B
【解析】
【详解】A.彩虹是由于a、b两种光的折射率不一样,射入水滴之后发生色散而形成的。故A错误;
B.根据光路图可知,两束光的入射角相等,a光的折射角小,b光的折射角大。
根据折射定律可得,水滴对a光的折射率大于对b光的折射率,故B正确;
C.由几何关系可知,因为光线从A、B点射出时的入射角总等于从P点射入时的折射角,此角总是小于临界角,则即使改变复色光从P点的入射角,也不可能发生全反射现象,故C错误;
D.因为水滴对a光的折射率大于对b光的折射率,由知,a光在水滴中传播速度比b光慢。故D错误。
故选B。
5. 一列简谐横波向x轴正向传播,某时刻该波刚好传到处,波形图如图所示,a和b是波上的两个质点,已知该波周期为2s,则下列判断正确的是( )
A. 该波的波速
B. 再经半个周期,a点的振动方向沿y轴负方向
C. 再经半个周期,b点的加速度方向沿y轴正方向
D. 该波的波源起振方向沿y轴正方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题图可知该波的波长
则波速
故A错误;
B.根据同侧法可知该时刻a点的振动方向沿y轴正方向,根据平移法可知再经半个周期,a点的振动方向沿y轴负方向,故B正确;
C.根据平移法可知再经半个周期,b点的位移为正,根据可知b点的加速度方向沿y轴负方向,故C错误;
D.根据同侧法可知该时刻处质点沿y轴负方向振动,则该波的波源起振方向沿y轴负方向,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题5分,共15分)
6. 广西民族特色抛绣球,如图所示,斜向上抛出绣球,不计空气阻力,将绣球视为质点,下列说法正确的是( )
A. 绣球在最高点速度为零
B. 绣球上升过程与下落过程经过同一高度处时,速度相同
C. 绣球从抛出到落地的过程中,相等时间内速度变化量一定相等
D. 若增大抛出初速度,保持抛射角不变,则绣球运动总时间、水平射程均增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.绣球做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动。在最高点,竖直分速度为零,但水平分速度不为零,所以合速度不为零,故A错误;
B.绣球上升过程与下落过程经过同一高度处时,根据机械能守恒定律或运动的对称性可知,速度的大小(速率)相等,但速度方向不同(一个斜向上,一个斜向下),所以速度不同,故B错误;
C.绣球只受重力作用,加速度恒为重力加速度 g,方向竖直向下。根据公式 可知,在相等时间内,速度变化量的大小和方向(竖直向下)均相同,故C正确;
D.设抛出初速度为,抛射角为。若绣球落回同一水平面,运动总时间
水平射程
当 增大、不变时, 和 均增大,故D正确。
故选CD。
7. 如图所示,某火星探测器先被火星捕获进入椭圆停泊轨道Ⅰ,运行一段时间后,在轨道Ⅰ的近火点P变轨进入半径较小的圆形工作轨道Ⅱ。下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期
B. 探测器在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度
C. 探测器由轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅱ时需在P点减速
D. 探测器在轨道Ⅰ上经过远火点时的速度大于在轨道Ⅱ上的速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律可知,半长轴越大,周期越长,轨道I是椭圆,半长轴大于轨道Ⅱ的圆半径,则探测器在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期,故A正确;
B.根据牛顿第二定律可得
所以
由于探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上P点到火星球心距离相同,加速度相等,故B错误;
C.探测器由轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅱ时,做近心运动,则需在P点减速,故C正确;
D.根据变轨的原理可知,探测器在经过轨道I上的远火点绕火星做匀速圆周运动的速度大于探测器在轨道Ⅰ上经过远火点时的速度,根据万有引力提供向心力可得
所以
由此可知,探测器在经过轨道I上的远火点绕火星做匀速圆周运动的速度小于在轨道Ⅱ上的速度,所以探测器在轨道Ⅰ上经过远火点时的速度小于在轨道Ⅱ上的速度,故D错误。
故选AC。
8. 如图所示,a为地球赤道上的物体,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球同步卫星。已知地球的半径R与重力加速度g。关于a、b、c三个物体或卫星做匀速圆周运动的说法中一定正确的是( )
A. a、b、c三者速度关系是
B. a、b、c三者周期关系是
C. a、b、c三者所受到向心力的关系是
D. a、b、c三者加速度的关系是
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于a与c的角速度相同,根据可知
由万有引力提供向心力
可得
则
即
故A错误;
B.卫星c为同步卫星,所以
根据万有引力提供向心力得
解得周期为
又因为
所以
则
故B正确:
C.由于不知它们的质量关系,所以不能判断它们的向心力大小之间的关系,故C错误;
D.向心加速度为
由于
所以
根据万有引力提供向心力得
向心加速度
所以
则
故D正确。
故选BD。
三、实验题(12分)
9. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n
1
2
3
4
5
6
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
(1)利用计算弹簧的压缩量:,,______cm,压缩量的平均值______cm;
(2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取,该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字)
【答案】 ①. 6.04 ②. 6.05 ③. 3 ④. 48.6
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据压缩量的变化量为
[2]压缩量的平均值为
(2)[3]因三个是相差3个钢球的压缩量之差,则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)[4]根据钢球的平衡条件有
解得
10. 如图所示为某研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验装置。将一轻绳上端固定,下端悬挂一个质量为的小球,将画有几个同心圆的白纸置于悬点下方的水平平台上,使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动,使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度,使纸面贴近小球但不接触。小球在运动过程中受到的阻力可忽略不计,已知重力加速度为。
(1)若小球的半径相对轻绳长度可忽略不计:
①小球做圆周运动所需的向心力是由____________提供的。
②在某次实验中,小球沿半径为的圆做匀速圆周运动,用秒表记录了小球运动圈的总时间,则小球做此圆周运动所需的向心力大小____________(用、、、及相关的常量表示)。用刻度尺测得轻绳上端悬挂点到画有圆周的纸面的竖直高度为,那么对小球进行受力分析可知,小球做此圆周运动所受的合力大小____________(用、、及相关的常量表示)。
③保持的取值不变,改变和进行多次实验,可获取对应的时间。研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据,进而验证小球在做匀速圆周运动的过程中,所受的合力与向心力大小相等。为了直观,应合理选择坐标轴的相关变量,使得待验证关系是线性关系。为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了下列四种图像,若小球所受的合力与向心力大小相等,则下列图像中合理的是____________(填字母)。
A. B.
C. D.
(2)考虑到实验的环境、测量条件等实际因素,对于该验证性实验的操作,下列说法中正确的是( )。
A. 小球质量的测量误差不影响本实验验证
B. 小球匀速圆周运动半径的测量会影响本实验验证
C. 在其他因素不变的情况下,实验中轻绳与竖直方向的夹角越大,小球做圆周运动的线速度越大
D. 在轻绳与竖直方向的夹角保持不变的情况下,实验中轻绳越长,小球做圆周运动的线速度越小
【答案】(1) ①. 重力和轻绳的拉力的合力(“轻绳拉力的水平分力”也可) ②. ③. ④. B (2)AC
【解析】
【小问1详解】
①[1]小球在运动过程中受到重力和轻绳的拉力,重力和轻绳的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力,或者是轻绳拉力的水平分力提供向心力;
②[2][3]小球运动一周的路程为,运动圈的时间为,故线速度大小
由向心力公式得
设轻绳与竖直方向的夹角为,轻绳的拉力大小为,竖直方向小球受力平衡,由平衡条件得,小球所受合力沿水平方向指向圆心,其大小为;
③[4]由实验验证条件
得
整理得
故选B。
【小问2详解】
AB.由(1)中的结论有
该关系中不含小球质量和圆周半径,因此质量与半径的测量误差均不影响本实验验证,故A正确,B错误;
CD.由(1)中结论,在相同实验条件下有
设上端悬挂点到小球球心的距离为,轻绳与竖直方向的夹角为,由几何关系得,
代入上式得
当不变时,越大,越大且越小,越大;当不变时,越大,越大,故C正确,D错误。
故选AC。
四、解答题
11. 如图所示,在竖直平面内将质量M=3 kg的木块套在水平固定杆上,用轻绳与质量m=1 kg的小球相连。现用与水平方向成53°角的力F=25 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,运动过程中M、m相对静止,重力加速度g取10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)轻绳对小球m的拉力大小FT;
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ;(信息筛选题)
【答案】(1)
(2)0.75
【解析】
【小问1详解】
对小球分析,水平方向合力为0
竖直方向合力为0
解得
【小问2详解】
对木块和小球组成的整体受力分析,竖直方向上
解得
水平方向上
解得
12. 某款游戏装置可简化为如图所示模型。水平传送带A、B两端间距离为3.6m,传送带沿顺时针方向匀速运行,速度大小可调,传送带上表面与光滑水平面BC在同一水平面内。半径为0.5m的光滑半圆弧轨道CD固定在竖直面内,圆弧面的最低点C与水平面相切,物块与传送带上表面间动摩擦因数为0.5,游戏时先调节传送带速度,然后只需将质量为0.5kg的物块轻放在传送带上表面的左端,已知重力加速度大小为。
(1)若传送带的速度调为2m/s,求物块运动到圆弧面C点时对圆弧面的压力大小;
(2)要使物块恰好通过圆弧面D点,则传送带的速度应调节为多少;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
将物块轻放在传送带上表面,物块相对于传送带向左运动,滑动摩擦力向右,根据牛顿第二定律可得
物块做加速运动,可得加速运动的时间
加速运动的位移
由于,所以物块在到达B点前已经跟传送带共速,水平面BC光滑,所以物块到达C点时的速度大小
物块在光滑半圆弧轨道CD上做圆周运动,在C点时,支持力和重力的合力充当向心力得
解得物块在C点时受到的支持力
根据牛顿第三定律得,物块运动到圆弧面C点时对圆弧面的压力大小为
【小问2详解】
物块恰好通过圆弧面D点,物块对圆弧面的压力为0,重力充当向心力得
解得
从C点到D点,由机械能守恒定律得
解得
所以应该将传送带的速度调节为
物块加速运动的时间
加速运动的位移
可得物块在到达B点前能够跟传送带共速,满足物块到达C点时速度
13. 如图1所示,在光滑绝缘的水平面内建立坐标系,空间中的范围内存在竖直向下的磁场,任一时刻磁感应强度分布与y无关,随x按的规律变化,k随时间的变化如图2所示,其中T/m,s。水平面上有一边长m、质量kg、总电阻Ω的匀质正方形刚性导线框abcd,内锁定在图1所示的位置,时刻解除锁定,同时对线框施加向右的水平恒力N,使之开始沿x轴正方向运动,已知当ab边到达时,线框开始做匀速运动。在线框ab边越过磁场右边界后瞬间,改施加变力,使之后线框在离开磁场的过程中其电流保持不变。线框在全过程中始终处于平面内,其ab边与y轴始终保持平行,空气阻力不计。求:
(1)内线框中电流I的大小及方向;
(2)线框在磁场中匀速运动的速度大小v;
(3)线框在匀速运动过程中,ab两端的电势差随ab边的x坐标变化的关系式;
(4)线框在穿出磁场的过程中产生的焦耳热Q。
【答案】(1)4A,顺时针
(2)m/s
(3)(V)()
(4)J
【解析】
【小问1详解】
内感应电动势
磁通变化量大小
根据
解得A
电流方向为顺时针
【小问2详解】
匀速运动时,
根据平衡
解得m/s
【小问3详解】
根据(2)解得A
线框ab边
根据
得(V)()
【小问4详解】
线框ab边越过磁场右边界后瞬间,电流发生突变A
穿出过程(cd边的x坐标):安培力随位置均匀变化的特点通过安培力做功的能量关系间接求解,有 ,
根据
解得J
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2027届高三(上)第9周套练——物理学科
一、单选题(每题5分,共25分)
1. 如图所示,在杂技表演中一只猴子沿竖直杆从杆底部向上匀速爬至杆顶,然后匀速下滑。关于猴子的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 猴子匀速上爬时,猴子对杆的摩擦力做负功
B. 猴子匀速上爬时,猴子对杆的摩擦力做正功
C. 猴子匀速下滑时,杆对猴子的摩擦力做负功
D. 猴子匀速下滑时,猴子对杆和杆对猴子的摩擦力是一对作用力和反作用力,做功之和为零
2. 一质点沿轴运动,其位置坐标与时间的关系为x = 1+2t+3t2(的单位是,的单位是)。关于速度及该质点在第内的位移,下列说法正确的是( )
A. 速度是对物体位置变化快慢的描述;6m
B. 速度是对物体位移变化快慢的描述;6m
C. 速度是对物体位置变化快慢的描述;5m
D. 速度是对物体位移变化快慢的描述;5m
3. 攀登珠峰是登山界的终极挑战之一,涉及高昂的费用、严格的身体条件以及复杂的后勤保障。某团队携带一定数量的氧气瓶攀登珠峰,若登山过程中某氧气瓶内氧气(视为理想气体)的体积、质量均不变,温度降低,则登山过程中该氧气瓶内的氧气( )
A. 内能增大 B. 对外做功 C. 压强减小 D. 吸收热量
4. 如图所示为彩虹的成因简化图,设水滴是球形的,一束由a、b两种单色光组成的复合光从P点射入水滴中,经球面一次反射后,分别从A、B两点射出的光路如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 彩虹是由于a、b两种光干涉形成的
B. 水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
C. 改变光在P点的入射角,光在水滴内表面可能会发生全反射
D. a光在水滴中传播速度比b光快
5. 一列简谐横波向x轴正向传播,某时刻该波刚好传到处,波形图如图所示,a和b是波上的两个质点,已知该波周期为2s,则下列判断正确的是( )
A. 该波的波速
B. 再经半个周期,a点的振动方向沿y轴负方向
C. 再经半个周期,b点的加速度方向沿y轴正方向
D. 该波的波源起振方向沿y轴正方向
二、多选题(每题5分,共15分)
6. 广西民族特色抛绣球,如图所示,斜向上抛出绣球,不计空气阻力,将绣球视为质点,下列说法正确的是( )
A. 绣球在最高点速度为零
B. 绣球上升过程与下落过程经过同一高度处时,速度相同
C. 绣球从抛出到落地的过程中,相等时间内速度变化量一定相等
D. 若增大抛出初速度,保持抛射角不变,则绣球运动总时间、水平射程均增大
7. 如图所示,某火星探测器先被火星捕获进入椭圆停泊轨道Ⅰ,运行一段时间后,在轨道Ⅰ的近火点P变轨进入半径较小的圆形工作轨道Ⅱ。下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期
B. 探测器在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度
C. 探测器由轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅱ时需在P点减速
D. 探测器在轨道Ⅰ上经过远火点时的速度大于在轨道Ⅱ上的速度
8. 如图所示,a为地球赤道上的物体,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球同步卫星。已知地球的半径R与重力加速度g。关于a、b、c三个物体或卫星做匀速圆周运动的说法中一定正确的是( )
A. a、b、c三者速度关系是
B. a、b、c三者周期关系是
C. a、b、c三者所受到向心力的关系是
D. a、b、c三者加速度的关系是
三、实验题(12分)
9. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n
1
2
3
4
5
6
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
(1)利用计算弹簧的压缩量:,,______cm,压缩量的平均值______cm;
(2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取,该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字)
10. 如图所示为某研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验装置。将一轻绳上端固定,下端悬挂一个质量为的小球,将画有几个同心圆的白纸置于悬点下方的水平平台上,使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动,使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度,使纸面贴近小球但不接触。小球在运动过程中受到的阻力可忽略不计,已知重力加速度为。
(1)若小球的半径相对轻绳长度可忽略不计:
①小球做圆周运动所需的向心力是由____________提供的。
②在某次实验中,小球沿半径为的圆做匀速圆周运动,用秒表记录了小球运动圈的总时间,则小球做此圆周运动所需的向心力大小____________(用、、、及相关的常量表示)。用刻度尺测得轻绳上端悬挂点到画有圆周的纸面的竖直高度为,那么对小球进行受力分析可知,小球做此圆周运动所受的合力大小____________(用、、及相关的常量表示)。
③保持的取值不变,改变和进行多次实验,可获取对应的时间。研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据,进而验证小球在做匀速圆周运动的过程中,所受的合力与向心力大小相等。为了直观,应合理选择坐标轴的相关变量,使得待验证关系是线性关系。为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了下列四种图像,若小球所受的合力与向心力大小相等,则下列图像中合理的是____________(填字母)。
A. B.
C. D.
(2)考虑到实验的环境、测量条件等实际因素,对于该验证性实验的操作,下列说法中正确的是( )。
A. 小球质量的测量误差不影响本实验验证
B. 小球匀速圆周运动半径的测量会影响本实验验证
C. 在其他因素不变的情况下,实验中轻绳与竖直方向的夹角越大,小球做圆周运动的线速度越大
D. 在轻绳与竖直方向的夹角保持不变的情况下,实验中轻绳越长,小球做圆周运动的线速度越小
四、解答题
11. 如图所示,在竖直平面内将质量M=3 kg的木块套在水平固定杆上,用轻绳与质量m=1 kg的小球相连。现用与水平方向成53°角的力F=25 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,运动过程中M、m相对静止,重力加速度g取10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)轻绳对小球m的拉力大小FT;
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ;(信息筛选题)
12. 某款游戏装置可简化为如图所示模型。水平传送带A、B两端间距离为3.6m,传送带沿顺时针方向匀速运行,速度大小可调,传送带上表面与光滑水平面BC在同一水平面内。半径为0.5m的光滑半圆弧轨道CD固定在竖直面内,圆弧面的最低点C与水平面相切,物块与传送带上表面间动摩擦因数为0.5,游戏时先调节传送带速度,然后只需将质量为0.5kg的物块轻放在传送带上表面的左端,已知重力加速度大小为。
(1)若传送带的速度调为2m/s,求物块运动到圆弧面C点时对圆弧面的压力大小;
(2)要使物块恰好通过圆弧面D点,则传送带的速度应调节为多少;
13. 如图1所示,在光滑绝缘的水平面内建立坐标系,空间中的范围内存在竖直向下的磁场,任一时刻磁感应强度分布与y无关,随x按的规律变化,k随时间的变化如图2所示,其中T/m,s。水平面上有一边长m、质量kg、总电阻Ω的匀质正方形刚性导线框abcd,内锁定在图1所示的位置,时刻解除锁定,同时对线框施加向右的水平恒力N,使之开始沿x轴正方向运动,已知当ab边到达时,线框开始做匀速运动。在线框ab边越过磁场右边界后瞬间,改施加变力,使之后线框在离开磁场的过程中其电流保持不变。线框在全过程中始终处于平面内,其ab边与y轴始终保持平行,空气阻力不计。求:
(1)内线框中电流I的大小及方向;
(2)线框在磁场中匀速运动的速度大小v;
(3)线框在匀速运动过程中,ab两端的电势差随ab边的x坐标变化的关系式;
(4)线框在穿出磁场的过程中产生的焦耳热Q。
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