黎川二中23-24上期中检测高三物理
一、选择题(共11题,1-7单选,8-11多选。)
1. 下面所列物理量及单位匹配,且单位属于国际基本单位的是()
A. 位移:m B. 电压:V C. 力:N D. 电流:C
2. 下列说法正确的是()
A. 电流方向就是正电荷定向移动的方向
B. 外电路短路时,电源的内电压等于零
C. 外电路断开时,电源的路端电压为零
D. 由公式可知,电阻R与电压U成正比,与电流I成反比
3. 电梯载着总重为的乘客,以3m/s速度匀速上升的过程中,电梯对乘客做功的功率为()
A. B. C. D.
4. 如图所示,两根细线AC、BC﹣端系在竖直杆上,另一端共同系着质量为m的小球,当系统绕竖直杆以角速度ω水平旋转时,两根细线均处于伸直状态,下列说法正确的是()
A. 小球一定受到三个力作用
B. 小球不可能受两个力作用
C. 无论角速度多大,BC绳始终有力
D. 增大角速度,细线AC的拉力增加,BC的拉力增大
5. 如图所示,把一带正电小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使小球a能静止在如图所示的位置上,需在MN间放一带电小球b,则球b可能()
A. 带负电,放在A点 B. 带正电,放在B点
C. 带负电,放在C点 D. 带正电,放在C点
6. 如图所示,含有、、的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1、P2两点.则
A. 粒子在偏转磁场中运动的时间都相等
B. 打在P1点的粒子是
C. 打在P2点的粒子是和
D. O2P2的长度是O2P1长度的4倍
7. 如图所示,质量为2kg的木板M放置在足够大光滑水平面上,其右端固定一轻质刚性竖直挡板,能承受的最大压力为4N,质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触,已知M、m间动摩擦因数μ=0.5,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始两物体均静止,某时刻开始M受水平向左的拉力F作用,F与M的位移x的关系式为F=3+0.5x(其中,F的单位为N,x的单位为m),重力加速度,下列表述正确的是()
A. 物块的最大加速度为5m/s2
B. 物块最大速度为20m/s
C. 当M运动位移为24m,物块的速度大小为16m/s
D. 竖直挡板对物块做的功最多为48J
8. 一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法中正确的是()
A. 时,质点的位移大小为
B. 在内,质点经过的路程为
C. 在末,质点的加速度为零,速度最大
D. 和这两时刻,质点的位移大小相等
9. 为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极,污水充满管口地从左向右流经该装置时,电压表显示两个电极间的电压U,若用Q表示污水流量单位时间内流出的污水体积,下列说法中正确的是( )
A. M板电势一定高于N板的电势
B. 污水中离子浓度越高,电压表示数越大
C. 污水流动的速度越大,电压表的示数越大
D. 电压表的示数U与污水流量Q成反比
10. 如图所示,在光滑水平地面上质量为2kg小球A以3m/s速度向右运动,与静止的质量为1kg的小球B发生正碰,碰后B的速度大小可能为()
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3.5m/s D. 4.5m/s
11. 如图甲所示为两块水平金属板,在两板间加上周期为T的交变电压U,电压U随时间t变化的图像如图乙所示。现有一群质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两金属板间,经时间T都能从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是()
A. 时入射的粒子,从进入电场到射出电场,电场力对粒子始终不做功
B. 时入射的粒子,离开电场时的速度方向沿水平方向
C. 时入射的粒子,离开电场时偏离中线的距离最大
D. 时入射的粒子,离开电场时的速度大小等于初速度
二、实验题
12. 某同学用图甲所示装置通过大小相同A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽末端,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.
(1)安装器材时要注意:固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_________方向.
(2)小球A的质量m1与小球B的质量m2应满足的关系是m1_________m2(填“>”“<”或“=”)
(3)某次实验中,得出小球的落点情况如图乙所示(单位:cm),P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心).若本次实验的数据很好地验证了动量守恒定律,则入射小球和被碰小球的质量之比m1:m2_________.
13. 小明想描绘一个“3.8V,0.3A”小灯泡的伏安特性曲线,他在实验室进行如下操作:
(1)小明先用多用电表的欧姆挡对小灯泡的电阻进行了粗测,其中正确的操作应为图甲中的______。
(2)小明已经完成了“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验电路图的部分设计,如图乙所示,为了测量电压,实验室可提供如下仪器:
A.电压表V1(量程0-3V,内阻等于3kΩ) B.电压表V2(量程0-15V,内阻等于15kΩ)
C.定值电阻R1(阻值等于100Ω) D.定值电阻R2(阻值等于1kΩ)
E.定值电阻R2(阻值等于10kΩ)
为了能测量小灯泡额定电压,且能尽量减小测量误差,请你帮助小明,选择合适的仪器,在虚框内完成测量电压的电路设计,作图时标清仪器及对应脚标_________。
(3)实验时使用的毫安表的量程为300mA,某一次测量中,毫安表的示数如图丙所示,读数为______mA。选择正确的电压测量电路,此时电压表对应的示数为1.50V,请你计算此时小灯泡的功率为______W(结果保留两位小数)。
(4)小强同学在实验室制作了多个相同水果电池,如图丁所示是这种水果电池的部分接线图,小强用多用电表的直流电压(0-2.5V)挡粗测水果电池的电动势,多用电表的红表笔应与水果电池的______(填“正极”或“负极”)相连,若多用电表的指针位置如图戊所示,水果电池的电动势约为______V。
(5)小明和小强将多个水果电池串联后给“3.8V,0.3A”的小灯泡供电,小灯泡始终未发光,电路连接良好,水果电池的总电动势已超过3.8V,你认为最有可能的原因是______。
三、计算题
14. 如图所示,电源电动势E=8V,内阻r=0.8Ω,闭合开关S后,标有“6V,3W”的灯泡恰能正常发光,电动机M的内阻R0=2Ω,求:
(1)流过电源的电流;
(2)电动机的发热功率。
15. 如图所示为皮带传输装置示意图的一部分,传送带与水平地面的倾角θ=37 ,A、B两端相距5.0m,质量为M =10kg的物体以v0=6.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数处处相同,均为0.5.传送带顺时针运转的速度为v ,(g=10N/kg,sin37 =0.6cos37 =0.8)求:
(1)若传送带速度v=6.0m/s,物体从A点到达B点所需的时间;
(2)若传送带速度v=4.0m/s,物体从A点到达B点所需的时间又是多少;
(3)若物体与传送带间的动摩擦因数处处为0.8,且传送带顺时针运转的速度v=6.0m/s,求物体从A点到达B点所需的时间;
16. 如图所示的电路中,直流电源的电动势E=9V,内电阻r=1.5Ω,R1=4.5Ω,R2为电阻箱。两带小孔的平行金属板 A、B 竖直放置;另两个平行金属板C 、D水平放置,板长L=30cm,板间的距离d=20cm; MN为荧光屏, C、D的右端到荧光屏的距离L'=10cm,O为C、D金属板的中轴线与荧光屏的交点,P为O点下方的一点,;当电阻箱的阻值调为R2=3Ω时,闭合开关K,待电路稳定后,将一带电量为质量为的粒子从 A 板小孔从静止释放进入极板间,不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。试求:
(1)带电粒子到达小孔B时的速度大小;
(2)带电粒子从极板C、D离开时速度大小;
(3)为使粒子恰好打到P点,R2的阻值应调到多大?
1黎川二中23-24上期中检测高三物理答案
一、选择题(共11题,1-7单选,8-11多选。)
1. 下面所列物理量及单位匹配,且单位属于国际基本单位的是()
A. 位移:m B. 电压:V C. 力:N D. 电流:C
【答案】A
【解析】
【详解】A.m是长度单位,是国际单位,是基本单位,故A正确;
B.V是电压单位,是国际单位,但不是基本单位,故B错误;
C.N是力的单位,是国际单位,但不是基本单位,故C错误;
D.C是电容单位,是国际单位,但不是基本单位,故D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是()
A. 电流方向就是正电荷定向移动的方向
B. 外电路短路时,电源的内电压等于零
C. 外电路断开时,电源的路端电压为零
D. 由公式可知,电阻R与电压U成正比,与电流I成反比
【答案】A
【解析】
【详解】A.电流方向是正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反,故A正确;
B.外电路短路时,,则电流为
内电压
故B错误;
C.外电路断开时,电路中电流为零,电源的内电压为零,根据闭合电路欧姆定律得知,电源的路端电压等于电动势,故C错误;
D.公式
是比值定义法,具有比值定义法的共性,R与U、I无关,反映导体本身的特性,不能说电阻R与电压U成正比,与电流I成反比,故D错误。
故选A。
3. 电梯载着总重为的乘客,以3m/s速度匀速上升的过程中,电梯对乘客做功的功率为()
A. B. C.
【答案】B
【解析】
【详解】电梯匀速上升,可知电梯对乘客的支持力F等于乘客的重力,所以电梯对乘客做功的功率为
故B正确。
故选B。
4. 如图所示,两根细线AC、BC﹣端系在竖直杆上,另一端共同系着质量为m的小球,当系统绕竖直杆以角速度ω水平旋转时,两根细线均处于伸直状态,下列说法正确的是()
A. 小球一定受到三个力作用
B. 小球不可能受两个力作用
C. 无论角速度多大,BC绳始终有力
D. 增大角速度,细线AC的拉力增加,BC的拉力增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.角速度较大时小球可能受重力和两绳子的拉力,角速度等于临界值时只受重力和上面绳子拉力,其合力提供向心力,下面绳子的拉力为零,故AB错误。
CD.当角速度是临界值时,下面绳子拉力为零,此时上面绳子拉力和重力的合力提供向心力;若角速度增大,下面绳子开始出现拉力,增大角速度,BC的拉力增加,细线AC的拉力在竖直方向的分量等于小球的重力与BC在竖直方向的分力之和,所以AC绳拉力增大,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,把一带正电小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使小球a能静止在如图所示的位置上,需在MN间放一带电小球b,则球b可能()
A. 带负电,放在A点 B. 带正电,放在B点
C. 带负电,放在C点 D. 带正电,放在C点
【答案】C
【解析】
【详解】A.若球b放在A点,根据受力分析可知,只有球b对球a是库仑斥力时,球a才能受力平衡,处于静止状态,则球b带正电,故A错误;
B.若球b放在B点,根据受力分析可知,球b对球a的库仑力一定垂直斜面方向,则小球一定不可能处于平衡状态,故B错误;
CD.若球b放在C点,根据受力分析可知,只有球b对球a是库仑引力时,球a才能受力平衡,处于静止状态,则球b带负电,故C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,含有、、的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1、P2两点.则
A. 粒子在偏转磁场中运动的时间都相等
B. 打在P1点的粒子是
C. 打在P2点的粒子是和
D. O2P2的长度是O2P1长度的4倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.带电粒子在沿直线通过速度选择器时,电场力与洛伦兹力大小相等方向相反,即
qvB=qE
所以
可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度;粒子运动的周期
三种粒子轨道半径不全相同,所以粒子在偏转磁场中运动的时间不全相等,故A错误;BC.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,所以
qvB=m
所以
可知粒子的比荷越大,则运动的半径越小,所以打在P1点的粒子是,打在P2点的粒子是和,故B错误,C正确;
D.由题中的数据可得,的比荷是和的比荷的2倍,所以的轨道的半径是和的半径的倍,即O2P2的长度是O2P1长度的2倍,故D错误;
故选C。
7. 如图所示,质量为2kg的木板M放置在足够大光滑水平面上,其右端固定一轻质刚性竖直挡板,能承受的最大压力为4N,质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触,已知M、m间动摩擦因数μ=0.5,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始两物体均静止,某时刻开始M受水平向左的拉力F作用,F与M的位移x的关系式为F=3+0.5x(其中,F的单位为N,x的单位为m),重力加速度,下列表述正确的是()
A. 物块最大加速度为5m/s2
B. 物块的最大速度为20m/s
C. 当M运动位移为24m,物块的速度大小为16m/s
D. 竖直挡板对物块做的功最多为48J
【答案】D
【解析】
【详解】A.木板与物块之间的最大静摩擦力为
物块的最大加速度为
故A错误;
B.M受水平向左的拉力F逐渐增大,整体的加速度逐渐增大,当挡板所受压力达到最大值时,物块的速度最大,根据牛顿第二定律
根据F与M的位移x的关系式
可得此时M的位移为
F与位移x为线性关系,根据动能定理可得
解得物块的最大速度为
故B错误;
C.当M运动位移为24m,M受水平向左的拉力大小为
当M运动位移为24m,根据动能定理可得
物块的速度大小为
故C错误;
D.挡板对物块刚有力时,有
解得挡板对物块刚有力时,M受水平向左的拉力大小为
故此时M运动位移为24m,根据动能定理有
竖直挡板对物块做的功最多为
故D正确。
故选D。
8. 一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法中正确的是()
A. 时,质点的位移大小为 B. 在内,质点经过的路程为
C. 在末,质点的加速度为零,速度最大 D. 和这两时刻,质点的位移大小相等
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.如图所示,质点的振动方程为
时,质点位移大小
A错误;
B.由题图简谐运动的图像可知,质点振动的周期内质点经过的路程
B错误;
C.在末,质点运动到平衡位置处,故加速度为零,速度最大,C正确;
D.如图所示,在和这两时刻,质点的位移大小相等、方向相同,D正确。
故选CD。
9. 为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极,污水充满管口地从左向右流经该装置时,电压表显示两个电极间的电压U,若用Q表示污水流量单位时间内流出的污水体积,下列说法中正确的是( )
A. M板电势一定高于N板的电势
B. 污水中离子浓度越高,电压表的示数越大
C. 污水流动的速度越大,电压表的示数越大
D. 电压表的示数U与污水流量Q成反比
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据左手定则,可知若载流子带正电,则受到向上的洛伦兹力,向M板偏转,若载流子带负电,则向N板偏转,故M板的电势始终高于N板,与载流子的电性无关。故A正确。
BC.最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有:,解得:,污水流动的速度越大,电压表的示数越大,与浓度无关。故B错误,C正确。
D.由,得:,则流量为:,则有:与污水流量成正比。故D错误。
故选AC.
10. 如图所示,在光滑水平地面上质量为2kg的小球A以3m/s速度向右运动,与静止的质量为1kg的小球B发生正碰,碰后B的速度大小可能为()
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3.5m/s D. 4.5m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】由题意知
如果两球发生完全非弹性碰撞,碰后两者速度相等,设为,碰撞过程中系统动量守恒,以A的初速度为正方向,由动量守恒定律得
代入数据解得
如果两球发生完全弹性碰撞,碰撞过程中系统动量守恒,机械能守恒,以A的初速度为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
代入数据解得
可知碰后B的速度范围是
故BC正确,AD错误。
故选BC。
11. 如图甲所示为两块水平金属板,在两板间加上周期为T的交变电压U,电压U随时间t变化的图像如图乙所示。现有一群质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两金属板间,经时间T都能从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是()
A. 时入射的粒子,从进入电场到射出电场,电场力对粒子始终不做功
B. 时入射的粒子,离开电场时的速度方向沿水平方向
C. 时入射的粒子,离开电场时偏离中线的距离最大
D. 时入射的粒子,离开电场时的速度大小等于初速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.因为在水平方向粒子的速度保持不变,当粒子在时入射时,在时粒子在竖直方向上的速度达到最大,当时粒子在竖直方向上的速度恰好减小为零,因此离开电场时偏离中线的距离最大,故时入射的粒子,从进入电场到射出电场,电场力对粒子做功,故A错误;
C.时入射的粒子,在竖直方向上,时间内进行加速,时间内进行反向减速,直到速度为零,此时距离中线距离最大,在时间内进行反向加速,时间内再次减速,直到速度为零,此时粒子回到中线,即粒子离开电场时不偏离中线,故C错误;
BD.无论哪个时刻入射的粒子,在一个周期T内,受到的正向电压和反向电压的时间是相同的,所以在竖直方向上电场力的冲量为零,所以离开电场时的速度方向都是水平的,且离开电场时的速度大小都相等,都等于初速度,故BD正确。
故选BD。
二、实验题
12. 某同学用图甲所示装置通过大小相同的A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽末端,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.
(1)安装器材时要注意:固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_________方向.
(2)小球A质量m1与小球B的质量m2应满足的关系是m1_________m2(填“>”“<”或“=”)
(3)某次实验中,得出小球的落点情况如图乙所示(单位:cm),P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心).若本次实验的数据很好地验证了动量守恒定律,则入射小球和被碰小球的质量之比m1:m2_________.
【答案】 ①. 水平 ②. > ③. 4:1
【解析】
【详解】[1]斜槽末端的切线要沿水平方向,才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动.
[2]为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即.
[3]根据实验原理可得:
由图乙可知:OM=15.5cm、OP′=25.5cm、ON=40.0cm,又因下落时间相同,即可求得:
代值可得:
13. 小明想描绘一个“3.8V,0.3A”小灯泡的伏安特性曲线,他在实验室进行如下操作:
(1)小明先用多用电表的欧姆挡对小灯泡的电阻进行了粗测,其中正确的操作应为图甲中的______。
(2)小明已经完成了“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验电路图的部分设计,如图乙所示,为了测量电压,实验室可提供如下仪器:
A.电压表V1(量程0-3V,内阻等于3kΩ) B.电压表V2(量程0-15V,内阻等于15kΩ)
C.定值电阻R1(阻值等于100Ω) D.定值电阻R2(阻值等于1kΩ)
E.定值电阻R2(阻值等于10kΩ)
为了能测量小灯泡额定电压,且能尽量减小测量误差,请你帮助小明,选择合适的仪器,在虚框内完成测量电压的电路设计,作图时标清仪器及对应脚标_________。
(3)实验时使用的毫安表的量程为300mA,某一次测量中,毫安表的示数如图丙所示,读数为______mA。选择正确的电压测量电路,此时电压表对应的示数为1.50V,请你计算此时小灯泡的功率为______W(结果保留两位小数)。
(4)小强同学在实验室制作了多个相同的水果电池,如图丁所示是这种水果电池的部分接线图,小强用多用电表的直流电压(0-2.5V)挡粗测水果电池的电动势,多用电表的红表笔应与水果电池的______(填“正极”或“负极”)相连,若多用电表的指针位置如图戊所示,水果电池的电动势约为______V。
(5)小明和小强将多个水果电池串联后给“3.8V,0.3A”的小灯泡供电,小灯泡始终未发光,电路连接良好,水果电池的总电动势已超过3.8V,你认为最有可能的原因是______。
【答案】 ①. C ②. ③. 180 ④. 0.36 ⑤. 正极 ⑥. 0.60 ⑦. 水果电池的内阻太大
【解析】
【详解】(1)[1]是螺口形灯泡,一极在端点,一极在侧面,应选C
(2)[2]灯泡的额定电压为,故电压表选择A,但电压表的量程为3V,应选用电表扩量程的方法,所以需要串联一定值电阻扩大量程,为了减小误差,电压表量程扩大到4V即可,所以串联的电阻
故选,由于电灯泡电阻较小,所以电流表采用外接法,描绘灯泡伏安特性曲线,电压需从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示
(3)[3][4]由图可知,电流表为十分度,精确到十,估读到一,其读数为180mA;实际灯泡两端的电压为2.00V,故功率为
(4)[5][6]因为是直流电压挡,所以红表笔接正极;应该以中间刻度均匀的区域,根据标度250V的,进行读数,为60V,再缩小100倍,为0.60V。
(5)[7]小明和小强将多个水果电池串联后给“3.8V,0.3A”的小灯泡供电,小灯泡始终未发光,电路连接良好,水果电池的总电动势已超过3.8V,你认为最有可能的原因是水果电池的内阻太大。
三、计算题
14. 如图所示,电源电动势E=8V,内阻r=0.8Ω,闭合开关S后,标有“6V,3W”的灯泡恰能正常发光,电动机M的内阻R0=2Ω,求:
(1)流过电源的电流;
(2)电动机的发热功率。
【答案】(1)2.5A;(2)8W
【解析】
【详解】(1)由于灯泡正常发光,可知路端电压为
U=6V
则电源的内电压为
Ur=E-U=8V-6V=2V
故流过电源的电流为
(2)流过灯泡的电流为
则流过电动机的电流为
IM=I﹣IL=2.5A-0.5A=2A
故电动机的发热功率为
P热=IM2R0=22×2W=8W
15. 如图所示为皮带传输装置示意图的一部分,传送带与水平地面的倾角θ=37 ,A、B两端相距5.0m,质量为M =10kg的物体以v0=6.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数处处相同,均为0.5.传送带顺时针运转的速度为v ,(g=10N/kg,sin37 =0.6cos37 =0.8)求:
(1)若传送带速度v=6.0m/s,物体从A点到达B点所需的时间;
(2)若传送带速度v=4.0m/s,物体从A点到达B点所需的时间又是多少;
(3)若物体与传送带间的动摩擦因数处处为0.8,且传送带顺时针运转的速度v=6.0m/s,求物体从A点到达B点所需的时间;
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
【分析】(1)开始时物体的初速度等于传送带的速度,根据受力及牛顿第二定律求出物体的加速度,结合位移公式求解;
(2)若传送带速度v=4.0m/s,开始物体相对传送带上滑,合力沿传送带向下,做减速运动,当物体达到与传送带速度相等后继续做减速运动,根据牛顿第二定律和运动学公式求解;
(3)当动摩擦因数时,物体随传送带一起匀速运动;
【详解】(1)若传送带速度,而且由于,即,所以物体相对斜面向下运动,物体的加速度沿斜面向下,即物体沿传送带减速运动,根据牛顿第二定律有:,解得:
位移:,解得:(舍去);
(2)若传送带速度,设物体速度大于传送带速度时加速度大小为,由牛顿第二定律得:
解得:,方向沿斜面向下
设经过时间物体的速度与传送带速度相同,
通过的位移:
设物体速度等于传送带速度以后物体继续减速运动,设此时物体的加速度为
则:,即
物体继续减速,设经速度到达传送带B点,
解得:,故:;
(3)若动摩擦因数,即,则物体随传送带一起向上匀速运动,则达到顶端的时间为:.
【点睛】传送带问题一直是学生中的难点问题,关键是明确物体所受传送带摩擦力方向的判断,摩擦力的方向与物体相对传送带运动方向相反,而牛顿第二定律和运动学公式的应用选取的参照物是地面,找出摩擦力方向之后根据牛顿第二定律求解出加速度,然后根据运动学公式进行求解即可.
16. 如图所示的电路中,直流电源的电动势E=9V,内电阻r=1.5Ω,R1=4.5Ω,R2为电阻箱。两带小孔的平行金属板 A、B 竖直放置;另两个平行金属板C 、D水平放置,板长L=30cm,板间的距离d=20cm; MN为荧光屏, C、D的右端到荧光屏的距离L'=10cm,O为C、D金属板的中轴线与荧光屏的交点,P为O点下方的一点,;当电阻箱的阻值调为R2=3Ω时,闭合开关K,待电路稳定后,将一带电量为质量为的粒子从 A 板小孔从静止释放进入极板间,不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。试求:
(1)带电粒子到达小孔B时的速度大小;
(2)带电粒子从极板C、D离开时速度大小;
(3)为使粒子恰好打到P点,R2的阻值应调到多大?
【答案】(1)v0=4×105m/s ;(2);(3)R2=2.4Ω
【解析】
【详解】(1)根据欧姆定律有:
U1= IR1
从A到B加速:
解得
v0=4×105m/s
(2)电容器电压为
U2=IR2
粒子做类平抛运动,竖直方向
qE2=ma
水平方向
L=v0t
解得
(3)设调整R2后,R1、R2上的电压分别为与,有:
速度偏转角
解得
由类平抛运动规律:速度反向延长线交于水平位移中点:
而
联立解得
R2=2.4Ω
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