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文档简介
1、2020学年湖北省武汉六中高三(上)第7次月考物理试卷 二、选择题(本题共8小题,每小题6分在每小题给出的四个选项中,第14题只有一项符合题目要求,第58题有多项符合题目要求全部选对的得6分,选对但不全者得3分,有选错的得0分)1物理关系式既可以反映物理量之间的关系,也可以确定单位间的关系高中物理中常见的单位有:m(米)、s(秒)、N(牛顿)、C(库仑)、F(法拉)、Wb(韦伯)、(欧姆)、T(特斯拉)、V(伏特)等由它们组合成的单位与电流的单位A(安培)等效的是()ABCDFV2如图所示,质量为m的物体A静止在倾角为=30、质量为M的斜面体B上现用水平力F推物体A,在F由零增大至再逐渐减为零
2、的过程中,A和B始终保持静止对此过程下列说法正确的是()A地面对B的支持力大于(M+m)gBA对B的压力的最小值为,最大值为CA受到摩擦力的最小值为0,最大值为DA受到摩擦力的最小值为,最大值为3如图所示,具有圆锥形状的回转器(陀螺),半径为R,绕它的轴在光滑的桌面上以角速度快速旋转,同时以速度v向左运动,若回转器的轴一直保持竖直,为使回转器从左侧桌子边缘滑出时不会与桌子边缘发生碰撞,v至少应等于()ABCD4a、b是x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,P为电势最低点,从图中可看出以下说法中正确的是()Aa和b一定都是正电荷,且a的电量
3、小于b的电量B电势最低的P点的电场强度为零CA、B间各点的电场方向相同D把带负电的检验电荷沿x轴由A移到B的过程中,电场力对该电荷先做正功后做负功5如图所示的电路中,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器,电源的内阻不能忽略,电流表A和电压表V均为理想电表闭合开关S,当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程,下列说法中正确的是()A电压表V的示数增大B电流表A的示数减小C电容器C所带的电荷量减小D电阻R1的电功率增大6发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后在圆轨道1的Q点适当加速,使其沿椭圆轨道运行,最后再在椭圆轨道上的P点适当加速,将卫星送入同步圆轨道2轨道1、2分别与椭圆轨道
4、相切于Q、P两点,如图所示椭圆轨道的离心率为e=0.6(椭圆的半焦距与半长轴的比值叫做离心率,即e=),若卫星分别在轨道1、2上匀速圆周运动时,卫星的速率分别为v1、v2,下列结论正确的是()A卫星在轨道1上的运行周期为3小时B卫星在轨道1上的运行周期为6小时C =2D =47有一系列斜面,倾角各不相同,它们的底端相同,都是O点,如图所示有一系列完全相同的滑块(可视为质点)从这些斜面上的A、B、C、D各点同时由静止释放,下列判断正确的是()A若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的速率相同,则A、B、C、D各点处在同一水平线上B若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的速率相同,则A、B、C、D各点处在
5、同一竖直面内的圆周上C若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的时间相同,则A、B、C、D各点处在同同一直面内的圆周上D若各斜面与这些滑块间有相同的摩擦因数,滑到达O点的过程中,各滑块损失的机械能相同,则A、B、C、D各点处在同一竖直线上8如图所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为L的细绳将物块连接在转轴上,细线与竖直转轴的夹角为角,此时绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为(tan),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,则()A至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为2mgLsinB至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为mgLsinC至转台对物块支持力为零时,转台对物块做
6、的功为D设法使物体的角速度增大到时,物块机械能增量为三、非选择题(包括必考题和选考题两部分第9题第12题为必考题,每个试题考生都必须作答第13题第14题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题9用图示装置测量重锤的质量,在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片,重锤下端贴一遮光片,铁架台上安装有光电门调整重锤的高度,使其从适当的位置由静止开始下落,读出遮光片通过光电门的挡光时间t0;从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上,让重锤每次都从同一位置由静止开始下落,计时器记录的挡光时间分别为t1、t2,计算出t02、t12(1)挡光时间为t0时,重锤的加速度为a0从左侧取下i块铁片置于右
7、侧重锤上时,对应的挡光时间为ti,重锤的加速度为ai则=(结果用t0和ti表示)(2)作出i的图线是一条直线,直线的斜率为k,则重锤的质量M=(3)若重锤的质量约为300g,为使实验测量数据合理,铁片质量m0比较恰当的取值是A1g B5g C40g D100g10某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻A待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5V,内阻约几欧姆B直流电压表V1、V2,量程均为3V,内阻约为3kC定值电阻R0未知D滑动变阻器R,最大阻值RmE导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把
8、滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0=(用U10、U20、Rm表示)(3)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两节干电池的总电动势E=,总内阻r=(用k、a、R0表示)11如图所示,AB、CD为两个光滑的平台,一倾角为37,长为5m的传送带与两平台平滑连接现有一小物体以10m/s的速度沿AB平台向右运动,当传送带静止时,小物体恰好能滑到CD平台上,问:(1)小物体跟传送带间的动摩擦因数多大?(2)当小物体在AB平台上的运动速度低于某一数值时
9、,无论传送带顺时针运动的速度多大,小物体总不能到达高台CD,求这个临界速度(3)若小物体以8m/s的速度沿平台AB向右运动,欲使小物体到达高台CD,传送带至少以多大的速度顺时针运动?12如图,xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场一个质量为m,带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动当它经过图中虚线上的M(2a,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处y轴负方向运动并再次经过M点已知磁场方向垂直xOy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力试求:(1)电场强度的大小;(2)N点的坐标;(3)矩
10、形磁场的最小面积(二)选考题:【物理-选修3-5】(15分)13下列说法中正确的是()A卢瑟福提出原子的核式结构模型建立的基础是粒子的散射实验B发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构C比结合能越大,原子核中核子结合的越牢固,原子核越稳定D原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用E氢原子的核外电子,在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中,放出光子,电子动能增加,原子的电势能增加14如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为使木板与重物以共同的速度v0向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰
11、撞,碰撞时间极短求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间设木板足够长,重物始终在木板上重力加速度为g2020学年湖北省武汉六中高三(上)第7次月考物理试卷参考答案与试题解析二、选择题(本题共8小题,每小题6分在每小题给出的四个选项中,第14题只有一项符合题目要求,第58题有多项符合题目要求全部选对的得6分,选对但不全者得3分,有选错的得0分)1物理关系式既可以反映物理量之间的关系,也可以确定单位间的关系高中物理中常见的单位有:m(米)、s(秒)、N(牛顿)、C(库仑)、F(法拉)、Wb(韦伯)、(欧姆)、T(特斯拉)、V(伏特)等由它们组合成的单位与电流的单位A(安培)等效的是()ABCD
12、FV【考点】力学单位制【专题】常规题型【分析】根据物理学公式及各物理量的单位进行推导,即可得出结论【解答】解:A、电流I=,所以电流的单位为=,故A正确;B、根据F=BIL得:I=,所以电流的单位为,故B错误;C、根据=BS可知,是电场强度B的单位,故C错误;D、根据Q=CU可知,FV是电量的单位,故D错误故选:A【点评】本题考查了电流的单位与各物理量单位间的关系,熟悉各物理量的单位,熟练掌握各物理学公式是正确解题的关键2如图所示,质量为m的物体A静止在倾角为=30、质量为M的斜面体B上现用水平力F推物体A,在F由零增大至再逐渐减为零的过程中,A和B始终保持静止对此过程下列说法正确的是()A地
13、面对B的支持力大于(M+m)gBA对B的压力的最小值为,最大值为CA受到摩擦力的最小值为0,最大值为DA受到摩擦力的最小值为,最大值为【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力【专题】共点力作用下物体平衡专题【分析】对AB组成的整体受力分析,根据平衡条件判断地面对B的支持力,对A受力分析,根据垂直于斜面方向受力平衡结合牛顿第三定律,求出A对B压力的最小值和最大值,根据沿斜面方向受力平衡求出摩擦力的表达式,从而判断摩擦力的最大值和最小,注意摩擦力的方向可能向上,也可能向下【解答】解:A、对AB组成的整体受力分析,整体受力平衡,竖直方向受到重力和地面对B的支持力,所以地面对B的支持力等于(
14、M+m)g,故A错误;B、对A受力分析,受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,垂直于斜面方向有:N=mgcos30+Fsin30,当F=0时,N最小,最小为,当F=mg时,N最大,最大为,根据牛顿第三定律可知对B压力的最小值为mg,最大值为mg,故B正确;C、沿着斜面方向,当Fcos30=mgsin30即F=时,摩擦力为零,当F时,静摩擦力方向沿斜面向上,如图所示:摩擦力f=mgsin30Fcos30,当F=0时,f最大,f,当F,静摩擦力方向向下,则摩擦力f=Fcos30mgsin30,当F=mg时,f最大,综上可知,所受摩擦力的最小值为0,最大值为mg,故CD错误故选:B【点评】解决本题的关
15、键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解,注意整体法和隔离法的运用,特别注意此过程中,A受到的静摩擦力的方向可能向上,也可能向下,难度适中3如图所示,具有圆锥形状的回转器(陀螺),半径为R,绕它的轴在光滑的桌面上以角速度快速旋转,同时以速度v向左运动,若回转器的轴一直保持竖直,为使回转器从左侧桌子边缘滑出时不会与桌子边缘发生碰撞,v至少应等于()ABCD【考点】向心力;牛顿第二定律【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】回转器底部从左侧桌子边缘滑出后做平抛运动,要使其不与桌子边缘相碰,只需在回转器下落H高度时,水平位移为R即可【解答】解:回转器底部从左侧桌子边缘滑出后做平抛运动,则有
16、:H=gt2解得:t=当x=vtR时,回转器不与桌子边缘相碰,解得:v故选D【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式的直接应用,难度不大,属于基础题4a、b是x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,P为电势最低点,从图中可看出以下说法中正确的是()Aa和b一定都是正电荷,且a的电量小于b的电量B电势最低的P点的电场强度为零CA、B间各点的电场方向相同D把带负电的检验电荷沿x轴由A移到B的过程中,电场力对该电荷先做正功后做负功【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【专题】电场力与电势的性质专题【分析】x图线的切线斜率表示电场强度的大小,就知
17、道Xp处场强为零,根据点电荷场强公式,得到Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量,根据场强方向得出两电荷一定是正电【解答】解:A、P点切线斜率为零,而x图线的切线斜率表示电场强度的大小,则P点的电场强度为零两电荷在P点的合场强为零,P点距离Q1较远,根据点电荷的场强公式知,Q1的电量大于Q2的电量从坐标x1到x2电势先减小后增大,因为沿电场线方向电势逐渐降低,知Q1和Q2一定是同种电荷,且都为正电荷,故A错误,B正确;C、根据顺着电场线电势降低可知,P点的左侧电场方向向右,P点的右侧电场方向向左,则负电荷受到的电场力对该电荷先做负功后做正功故CD错误故选:B【点评】解决本题的关键找到该题的突破口,即
18、根据P点的切线斜率(即电场强度)为零入手分析,以及知道沿着电场线方向电势逐渐降低5如图所示的电路中,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器,电源的内阻不能忽略,电流表A和电压表V均为理想电表闭合开关S,当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程,下列说法中正确的是()A电压表V的示数增大B电流表A的示数减小C电容器C所带的电荷量减小D电阻R1的电功率增大【考点】闭合电路的欧姆定律【专题】压轴题;恒定电流专题【分析】由题:电流表A和电压表V均为理想电表,图中电压表测量路端电压,电流表测量流过变阻器R3的电流电容器的电压等于电阻R1的电压当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中,变阻器接入电路的电
19、阻减小,电阻R2与R3并联的电阻减小,外电路总电阻减小,路端电压减小,由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化,确定电容器的电压变化和R1功率变化根据并联部分电压的变化情况,来分析R2电流的变化,结合干路电流I的变化,分析电流表示数的变化【解答】解:A、当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,电阻R2与R3并联的电阻减小,外电路总减小,路端电压减小,则电压表V的示数减小故A错误B、外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大并联部分电压U并=EI(R1+r)减小,流过电阻R2的电流I2减小,电流表A的示数IA=II2增大故B错误C、电容器的电压UC=IR1,
20、I增大,UC增大,电容器C所带的电荷量增大故C错误D、电阻R1的电功率P1=I2R1,I增大,P1增大故D正确故选D【点评】本题是电路中动态变化分析问题,难点在于确定电流表读数的变化,采用总量法研究是常用的方法6发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后在圆轨道1的Q点适当加速,使其沿椭圆轨道运行,最后再在椭圆轨道上的P点适当加速,将卫星送入同步圆轨道2轨道1、2分别与椭圆轨道相切于Q、P两点,如图所示椭圆轨道的离心率为e=0.6(椭圆的半焦距与半长轴的比值叫做离心率,即e=),若卫星分别在轨道1、2上匀速圆周运动时,卫星的速率分别为v1、v2,下列结论正确的是()A卫星在轨道1上的
21、运行周期为3小时B卫星在轨道1上的运行周期为6小时C =2D =4【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【专题】人造卫星问题【分析】椭圆轨道的离心率为e=0.6,根据几何关系求出近地圆轨道1的半径与同步圆轨道2半径的关系已知同步卫星的正确是24h,根据万有引力提供向心力列式求解【解答】解:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后在圆轨道1的Q点适当加速,使其沿椭圆轨道运行,最后再在椭圆轨道上的P点适当加速,将卫星送入同步圆轨道2轨道1、2分别与椭圆轨道相切于Q、P两点,椭圆轨道的离心率为e=0.6,根据几何关系得出近地圆轨道1的半径与同步圆轨道2半径的关系之比是1:4,根据万有引力提供向心力得=m
22、=mT=2,v=,解得: =,已知同步卫星的正确是24h,所以卫星在轨道1上的运行周期为3小时,故A正确,B错误;=2,故C正确,D错误;故选:AC【点评】本题关键是根据几何关系找出近地圆轨道1的半径与同步圆轨道2半径的关系,然后根据向心力公式列式求解7有一系列斜面,倾角各不相同,它们的底端相同,都是O点,如图所示有一系列完全相同的滑块(可视为质点)从这些斜面上的A、B、C、D各点同时由静止释放,下列判断正确的是()A若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的速率相同,则A、B、C、D各点处在同一水平线上B若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的速率相同,则A、B、C、D各点处在同一竖直面内的圆周上C若
23、各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的时间相同,则A、B、C、D各点处在同同一直面内的圆周上D若各斜面与这些滑块间有相同的摩擦因数,滑到达O点的过程中,各滑块损失的机械能相同,则A、B、C、D各点处在同一竖直线上【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】(1)重力做功相同,小球的重力势能改变量就相同,动能增加量相同;(2)根据“等时圆”的适用条件构造出“等时圆”,作出图象,根据位移之间的关系即可判断运动时间;(3)滑块损失的机械能为克服摩擦力做功【解答】解:A根据mgh=,小球质量相同,达O点的速率相同,则h相同,即各释放点处在同一水平线上,故A正确
24、,B错误;C、以O点为最低点作等时圆,可知从ab点运动到O点时间相等,C正确;D、若各次滑到O点的过程中,滑块滑动的水平距离是x,滑块损失的机械能为克服摩擦力做功为:,即各释放点处在同一竖直线上,D正确;故选:ACD【点评】本题考查了功能关系,其中根据“等时圆”的适用条件构造出“等时圆”,作出图象,根据位移之间的关系即可判断运动时间是本题的难点8如图所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为L的细绳将物块连接在转轴上,细线与竖直转轴的夹角为角,此时绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为(tan),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,则()A至绳中出现拉力时,转台对物
25、块做的功为2mgLsinB至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为mgLsinC至转台对物块支持力为零时,转台对物块做的功为D设法使物体的角速度增大到时,物块机械能增量为【考点】动能定理;向心力【专题】动能定理的应用专题【分析】对物体受力分析知物块离开圆盘前合力F=f+Tsin=;N+Tcos=mg,根据动能定理知W=Ek=然后根据临界条件分析做功和势能变化【解答】解:对物体受力分析知物块离开圆盘前合力F=f+Tsin=N+Tcos=mg根据动能定理知W=Ek=AB、当弹力T=0,r=Lsin由解得W=fLsin至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为mgLsin,故A错误,B正确;C、当N=0,f=
26、0,由知W=mgLsintan=,故C正确;D、由知0=,设法使物体的角速度增大到=0=,故物体已脱离水平盘,此时夹角为则mgtan=m2rEp=mgh=mg(LcosLcos)由知Ep=mgL(coscos)=物块机械能增量为Ep+Ek=,故D正确;故选:BCD【点评】此题考查牛顿运动定律和功能关系在圆周运动中的应用,注意临界条件的分析,至绳中出现拉力时,摩擦力为最大静摩擦力;转台对物块支持力为零时,N=0,f=0题目较难,计算也比较麻烦三、非选择题(包括必考题和选考题两部分第9题第12题为必考题,每个试题考生都必须作答第13题第14题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题9用图示装置测量
27、重锤的质量,在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片,重锤下端贴一遮光片,铁架台上安装有光电门调整重锤的高度,使其从适当的位置由静止开始下落,读出遮光片通过光电门的挡光时间t0;从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上,让重锤每次都从同一位置由静止开始下落,计时器记录的挡光时间分别为t1、t2,计算出t02、t12(1)挡光时间为t0时,重锤的加速度为a0从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时,对应的挡光时间为ti,重锤的加速度为ai则=(结果用t0和ti表示)(2)作出i的图线是一条直线,直线的斜率为k,则重锤的质量M=(3)若重锤的质量约为300g,为使实验测量数据合理,铁片质量m0
28、比较恰当的取值是CA1g B5g C40g D100g【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系【专题】实验题【分析】(1)当时间较短时,可以用平均速度代替瞬时速度,求出重锤到达光电门的速度,再根据匀加速直线运动位移速度公式联立方程求解;(2)根据牛顿第二定律表示出i的函数关系,根据斜率为k求解;(3)为了使重锤的加速度不至于太大,或把铁片取下放到重锤上时,加速度产生明显的变化的原则选择铁片的质量;【解答】解:(1)设挡光条的宽度为d,则重锤到达光电门的速度v=,当挡光时间为t0时的速度,挡光时间为ti时的速度,重锤在竖直方向做匀加速直线运动,则有:2,2,由解得: =(2)根据牛顿第二定律
29、得:由解得:,作出i的图线的斜率为k,则=k解得:M=(3)重锤的质量约为300g,为了使重锤的加速度不至于太大,或把铁片取下放到重锤上时,加速度产生明显的变化,则铁片的质量不能太小,也不能太大,所以1g、5g和100g都不适合,故C正确故选:C故答案为:(1);(2);(3)C;【点评】本实验比较新颖,考查了运动学基本公式就牛顿第二定律的应用,要求同学们知道,当时间较短时,可以用平均速度代替瞬时速度,难度适中10某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻A待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5V,内阻约几欧姆B直流电压表V1、V2,量程均为3V,内阻约为3kC定值电阻R0未知D滑动变
30、阻器R,最大阻值RmE导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0=(用U10、U20、Rm表示)(3)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两节干电池的总电动势E=,总内阻r=(用k、a、R0表示)【考点】测定电源的电动势和内阻【专题】实验题【分析】(1)由实物图可知电路的连接方法得出对应的原理图;(2)根据实验原理结
31、合欧姆定律可求得定值电阻的阻值;(3)根据闭合电路欧姆定律及图象的性质可得出对应的电动势和内电阻【解答】解:(1)由实物图可知电路的连接方式,得出的实物图如图所示;(2)由图可知,V2测量R0与R两端的电压,V1测量R两端的电压,则R0两端的电压U20U10;由欧姆定律可知,R0=;(3)由闭合电路欧姆定律可知,E=U2+变形得:U1=则有:=a;=k解得:E=故答案为:(1)如图所示;(2);【点评】本题考查测量电动势和内电阻的实验方法,关键在明确根据闭合电路欧姆定律得出对应的表达式,再分析图象的意义,求得电动势和内电阻11如图所示,AB、CD为两个光滑的平台,一倾角为37,长为5m的传送带
32、与两平台平滑连接现有一小物体以10m/s的速度沿AB平台向右运动,当传送带静止时,小物体恰好能滑到CD平台上,问:(1)小物体跟传送带间的动摩擦因数多大?(2)当小物体在AB平台上的运动速度低于某一数值时,无论传送带顺时针运动的速度多大,小物体总不能到达高台CD,求这个临界速度(3)若小物体以8m/s的速度沿平台AB向右运动,欲使小物体到达高台CD,传送带至少以多大的速度顺时针运动?【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动规律的综合运用【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】1由速度位移公式可求解物体的加速度,根据牛顿第二定律可求得小物体跟传送带间的动摩擦因数;2当小物体受到的摩擦力始终向上时,最容易
33、到达传送带顶端,对小物体受力分析,据牛顿第二定律得加速度,由位移速度关系知临界速度;3物体在传送带上与传送带相对滑动过程中,分别由运动学公式求出物体和传送带发生的位移列式求解【解答】解:(1)传送带静止时,小物体受力如图甲所示,据牛顿第二定律得:mgcos+mgsin=ma1BC过程有:v20=2a1l 解得:a1=10 m/s2,=0.5(2)显然,当小物体受到的摩擦力始终向上时,最容易到达传送带顶端,此时,小物体受力如图乙所示,据牛顿第二定律得:mgsin37mgcos37=ma2 若恰好能到达高台时,有:v22=2a2l 解得:v=2 m/s即当小物体在AB平台上向右滑动速度小于2m/s
34、时,无论传带顺时针传动的速度多大,小物体总也不能到达高台CD(3)以v1表示小物体在平台AB上的滑速度,以v2表示传送带顺时针传动的速度大小对从小物体滑上传送带到小物体速度减小到传送带速度过程有:v21v22=2a1x1 对从小物体速度减小到带速v2开始,到运动到恰滑上CD高台过程,有:v22=2a2x2 x1+x1=L 解得:v2=3 m/s即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动,小物体才能到达高台CD答:(1)小物体跟传送带间的动摩擦因数为0.5;(2)当小物体在AB平台上的运动速度小于2m/s时,无论传送带顺时针运动的速度多大,小物体总不能到达高台CD(3)若小物体以8m/s的速度沿平
35、台AB向右运动,欲使小物体到达高台CD,传送带至少以3m/s的速度顺时针运动【点评】本题关键分析物体的运动状态,由牛顿第二定律和运动学公式联立列式求解,难度中档12如图,xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场一个质量为m,带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动当它经过图中虚线上的M(2a,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处y轴负方向运动并再次经过M点已知磁场方向垂直xOy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力试求:(1)电场强度的大小;(2)N点的坐标;(3)矩形磁场的最小面积【考点
36、】带电粒子在混合场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】压轴题;带电粒子在复合场中的运动专题【分析】带电粒子在电场中做类平抛运动,射出电场后做匀速直线运动,进入在磁场中做匀速圆周运动,利用类平抛运动的规从电场中射出速度方向的垂线一,垂足为P,则P点为粒子射入磁场的入射点,N为从磁场中射出的初射点以O为圆心,ON为半径做圆如下图;该圆即是粒子运动的轨迹;做NP 的平行线与圆相切,再做MO的两条平行线与圆相切,则这三条切线和MN围成的面积即是最小面积【解答】解:如图是粒子的运动过程示意图(1)粒子从O到M做类平抛运动,设时间为t,则有得电场强度大小为:(2)设粒子运动到M点时速度为v,与x方向的夹角为,则:=,由题意知,粒子从P点进入磁场,从N点离开磁场,粒子在磁场中以O点为圆心做匀速圆周运动,设半径为R,则:,代入数据得粒子做圆周运动的半径为:由几何关系知:所以N点的纵坐标为横坐标为故N点的坐标为(2a, +a)(3)当矩形磁场为图示虚线矩形时的面积最小则矩形的两个边长分别为L1=2R=所以矩形磁场的最小面积为:矩形磁场最小面积为【点评】有该题看出,分清物理过程,不同物理过程应用相应的物理知识;抓住关键字句,分析出关键条件如该题中粒子从N点沿MN的方向射出,即可分析出速度方向,再利用相关
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