2017-2018海淀高三第一學(xué)期期中物理試題及答案
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1CtxO TBtxO TAtxO TDtxO T海淀區(qū)高三年級第一學(xué)期期中練習(xí)物理 2017.11一、本題共 10 小題,每小題 3 分,共 30 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對的得 3 分,選不全的得 2 分,有選錯(cuò)或不答的得 0 分。把你認(rèn)為正確的答案填涂在答題紙上。1.一位同學(xué)從操場 A 點(diǎn)出發(fā),向西走了 30m,到達(dá) B 點(diǎn),然后又向北走了 40m,達(dá)到 C 點(diǎn)。在從 A 點(diǎn)到C 點(diǎn)的過程中,該同學(xué)的位移大小是A.70m B.50m C.40m D.30m2.圖 1 所示,在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在 A 點(diǎn),足球與墻壁的接觸點(diǎn)為 B。足球的質(zhì)量為 m,懸繩與墻壁的夾角為 α,網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì)。則懸繩對球的拉力 F 的大小為 A.F = mgtan α B.F = mgsinαC.F=mg/cosα D.F=mg/ tanα3.圖 2 所示,某同學(xué)站在體重計(jì)上觀察超重與失重現(xiàn)象。由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲” 過程;由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程。她穩(wěn)定站立時(shí),體重計(jì)的示數(shù)為 A0,關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列說法正確的是A. “起立”過程,體重計(jì)的示數(shù)一直大于 A0B. “下蹲 ”過程,體重計(jì)的示數(shù)一直小于 A0C. “起立 ”、 “下蹲” 過程,都能出現(xiàn)體重計(jì)的示數(shù)大于 A0 的現(xiàn)象D. “起立”的過程,先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象4.用圖 3 所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律,把木塊放在水平長木板上, 在彈簧測力計(jì)的指針下輕放一個(gè)小紙團(tuán),它只能被指針向左推動(dòng)。用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉木塊,使拉力由零緩慢增大。下列說法正確的是A.木塊開始運(yùn)動(dòng)前,摩擦力逐漸增大B.當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)木塊開始移動(dòng),此時(shí)拉力會(huì)突然變小C.該實(shí)驗(yàn)裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小D.木塊開始運(yùn)動(dòng)前,拉力小于摩擦力5.一個(gè)彈簧振子沿 x 軸做簡諧運(yùn)動(dòng),取平衡位置 O 為 x 軸坐標(biāo)原點(diǎn)。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí),經(jīng)過二分之一的周期,振子具有沿x 軸正方向的最大加速度。圖 4 中能正確反映該彈簧振子的位移 x 與時(shí)間 t 關(guān)系的圖像是6.物體 A 做平拋運(yùn)動(dòng),以物體被拋出的位置為原點(diǎn) O,以初速度 v0 的方向?yàn)?x 軸的方向、豎直向下的方向?yàn)?y 軸的方向,建立平面直角坐標(biāo)系。如圖 5 所示,沿兩坐標(biāo)軸分別放置兩個(gè)光屏。兩束平行光分別沿著與坐標(biāo)軸平行的方向照射,物體 A 在兩個(gè)光屏上分別留下物體的兩個(gè)“影子”的坐標(biāo)分別為 x、y ,則圖 6 中兩個(gè)影子的坐標(biāo)隨時(shí)間變化關(guān)系正確的是 圖 4圖 2圖 3右左Oy影子圖 5x影子平行光平行光Ax0 tx0 t2y0 ty0 t2A B C D圖 6圖 1ABmg27.圖 7 是某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn) 1 在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2、3、4,… 各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)從繩的左端傳到右端。t=T/ 4 時(shí),質(zhì)點(diǎn) 5 剛要開始運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是A.t=T/4 時(shí),質(zhì)點(diǎn) 5 開始向下運(yùn)動(dòng)B. t=T/4 時(shí),質(zhì)點(diǎn) 3 的加速度方向向下C.從 t=T/2 開始的一小段時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn) 8 的速度正在減小D.從 t=T/2 開始的一小段時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn) 8 的加速度正在減小8.與嫦娥 1 號、2 號月球探測器不同,嫦娥 3 號是一次性進(jìn)入距月球表面100km 高的圓軌道Ⅰ(不計(jì)地球?qū)μ綔y器的影響) ,運(yùn)行一段時(shí)間后再次變軌,從 100km 的環(huán)月圓軌道Ⅰ,降低到距月球 15km 的近月點(diǎn) B、距月球 100km的遠(yuǎn)月點(diǎn) A 的橢圓軌道Ⅱ,如圖 8 所示,為下一步月面軟著陸做準(zhǔn)備。關(guān)于嫦娥 3 號探測器下列說法正確的是A.探測器在軌道Ⅱ經(jīng)過 A 點(diǎn)的速度小于經(jīng)過 B 點(diǎn)的速度B.探測器沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)過程中,探測器中的科考儀器對其支持面沒有壓力C.探測器從軌道Ⅰ變軌到軌道 Ⅱ,在 A 點(diǎn)應(yīng)加速D.探測器在軌道Ⅱ經(jīng)過 A 點(diǎn) 時(shí)的加速度小于在軌道Ⅰ經(jīng)過 A 點(diǎn)時(shí)的加速度9.用豆粒模擬氣體分子,可以模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理。如圖 9 所示,從距秤盤 80 cm 高度把 1000 粒的豆粒連續(xù)均勻地倒在秤盤上,持續(xù)作用時(shí)間為1s,豆粒彈起時(shí)豎直方向的速度變?yōu)榕銮暗囊话?。若每個(gè)豆粒只與秤盤碰撞一次,且碰撞時(shí)間極短(在豆粒與秤盤碰撞極短時(shí)間內(nèi),碰撞力遠(yuǎn)大于豆粒受到的重力) ,已知 1000 粒的豆粒的總質(zhì)量為 100g。則在碰撞過程中秤盤受到的壓力大小約為A.0.2N B.0.6N C.1.0N D.1.6N 10.如圖 10 甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為 m 的小球,從離彈簧上端高 h 處由靜止釋放。某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程,他以小球開始下落的位置為原點(diǎn),沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸 Ox,做出小球所受彈力 F 大小隨小球下落的位置坐標(biāo) x 的變化關(guān)系如圖 10 乙所示,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為 g。以下判斷正確的是A.當(dāng) x=h+x0, 重力勢能與彈性勢能之和最小B.最低點(diǎn)的坐標(biāo)為 x=h+2x0C.小球受到的彈力最大值大于 2mgD.小球動(dòng)能的最大值為 ????h+??????02二、本題共 2 小題,共 15 分。11.如圖 11 所示,某同學(xué)借用“探究加速度與力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作,進(jìn)行“研究合外力做功和物體動(dòng)能變化關(guān)系 ”的實(shí)驗(yàn)。(1)為達(dá)到平衡阻力的目的,取下細(xì)繩及托盤,通過調(diào)整墊塊的位置,改變長木板傾斜程度,根據(jù)紙帶打出點(diǎn)的間隔判斷小車是否做________運(yùn)動(dòng)。(2)按圖 11 所示裝置,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,由靜止釋放小車,打出若干條紙帶,從中挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖 12 所示。紙帶上打出相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為 T,O 點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn),從 O 點(diǎn)到 A、B 、 C、 D、 E、 F 點(diǎn)的距離依次為 s1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6。已知小車的質(zhì)量為 M,盤和砝碼的總質(zhì)量為 m。由此可求得紙帶上由 O 點(diǎn)到 E 點(diǎn)所對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過程中,盤和砝碼受到的重力所做功的表達(dá)式B圖 8AIII月球1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11112 13 14 15 17 18 16 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11112 13 14 15 17 18 16 19 t=0 t=T/4 圖 720乙甲OxhxFh h+x0mgO h+2x0圖 10圖 11墊塊圖 93W= ,該小車動(dòng)能改變量的表達(dá)式 ΔEk= 。由于實(shí)驗(yàn)中存在誤差,所以,W ΔEk。 (選填“小于” 、 “等于”或“大于” ) 。圖圖 12A B C D E Fs1s2 s3 s4 s5s6O12.在用圖 13 所示單擺“測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的操作步驟如下:a.取一根細(xì)線,下端系住直徑為 d 的金屬小球,上端固定在鐵架臺(tái)上;b.用米尺測量細(xì)線長度為 l, l 與小球半徑之和記為擺長;c.緩慢拉動(dòng)小球,使細(xì)線偏離豎直方向約為 5?位置由靜止釋放小球;d.用秒表記錄小球完成 n 次全振動(dòng)所用的總時(shí)間 t,計(jì)算單擺周期 T=t /n;e.用公式 計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?/4Tlg??f. 改變細(xì)線長度,重復(fù) b、c 、 d、 e 步驟,進(jìn)行多次測量。(1)在上述步驟中,錯(cuò)誤的是_________(寫出該步驟的字母) ;改正后正確的應(yīng)該是:__________________________________。(2)該同學(xué)為了減少誤差,利用上述未改正錯(cuò)誤測量中的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了 圖像,2Tl?該圖像對應(yīng)圖 14 中的________圖。(3)在“用單擺測定重力加速度”的正確實(shí)驗(yàn)中,下列做法有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是_________。A.適當(dāng)加長擺線B.質(zhì)量相同,體積不同的擺球,應(yīng)選用體積較大的C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大D.當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí),用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期(4)北京時(shí)間 2005 年 5 月 22 日上午 10 點(diǎn) 05 分,中國女子登山隊(duì)首次登上珠穆朗瑪峰頂峰,五星紅旗再一次在珠峰峰頂飄揚(yáng)。若登山隊(duì)員利用單擺來確定珠峰的高度,測得該單擺在海平面處的周期是T 0,在峰頂?shù)闹芷谑?T,則珠峰頂峰的海拔高度h=_______。(地球可看作質(zhì)量均勻分布的半徑為 R 的球體)三、本題包括 6 小題,共 55 分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13.(8 分)商場工作人員推著質(zhì)量 m=20kg 的貨箱沿水平地面滑行。若用力 F1=100N 沿水平方向推貨箱,貨箱恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng);現(xiàn)改用 F2=120N 水平推力把貨箱從靜止開始推動(dòng)。 (g 取 10m/s2) 。(1)求貨箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)F 2 作用在貨箱上時(shí),求貨箱運(yùn)動(dòng)的加速度大?。唬?)在 F2 作用下,貨箱運(yùn)動(dòng) 4.0s 時(shí)撤掉推力,求貨箱從靜止開始運(yùn)動(dòng)的總位移大小。圖 13圖 14T2lO T2lO T2lO T2lOA B C D圖 13414. (8 分)如圖 15 所示為一滑梯的實(shí)物圖,滑梯的斜面段長度L=5.0m,傾角 θ=37o,水平段與斜面段平滑連接。某小朋友從滑梯頂端由靜止開始滑下,經(jīng)斜面底端后水平滑行一段距離,停在滑道上。已知小朋友質(zhì)量為 20kg,小朋友與滑梯軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.3,不計(jì)空氣阻力。已知sin37o=0.60,cos37o=0.80 。 ( g 取 10m/s2) 。求小朋友:(1)沿滑梯下滑時(shí)所受摩擦力的大??;(2)滑到斜面底端時(shí)的速度大??;(3)在水平段滑行至停止過程中摩擦力做的功。15. (8 分)2017 年 9 月 12 日 晚 上 11 時(shí) 58 分 , 中 國 “天 舟 一 號 ”貨 運(yùn) 飛 船 順 利 完 成 與 “天 宮 二 號 ”太空 實(shí) 驗(yàn) 室 的 自 主 快 速 交 會(huì) 對 接 試 驗(yàn) , 此 次 試 驗(yàn) 將 中 國 太 空 交 會(huì) 對 接 的 兩 天 的 準(zhǔn) 備 時(shí) 間 縮 短 至 6.5小 時(shí) , 為 中 國 太 空 站 工 程 后 續(xù) 研 制 建 設(shè) 奠 定 更 加 堅(jiān) 實(shí) 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 。 圖 16 是 “天 舟 ”與 “天 宮 ”對接 過 程 示 意 圖 ,已知“ 天舟 1 號” 與“天宮 2 號”成功對接后,組合體沿圓形軌道運(yùn)行。經(jīng)過時(shí)間 t,組合體繞地球轉(zhuǎn)過的角度為 θ,地球半徑為R,地球表面重力加速度為 g,引力常量為 G,不考慮地球自轉(zhuǎn)。求:(1)地球質(zhì)量 M;(2)組合體運(yùn)動(dòng)的周期 T;(3)組合體所在圓軌道離地面高度 H。v圖 16圖 15516. (9 分)暑假里,小明去游樂場游玩,坐了一次名叫“搖頭飛椅”的游藝機(jī),如圖 17 所示,該游藝機(jī)頂上有一個(gè)半徑為 4.5m 的“傘蓋” , “傘蓋”在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中帶動(dòng)下面的懸繩轉(zhuǎn)動(dòng),其示意圖如圖 18 所示。 “搖頭飛椅”高O1O2=5.8m,繩長 5m。小明挑選了一個(gè)懸掛在“傘蓋”邊緣的最外側(cè)的椅子坐下,他與座椅的總質(zhì)量為 40kg。小明和椅子的轉(zhuǎn)動(dòng)可簡化為如圖 18 所示的圓周運(yùn)動(dòng)。在某段時(shí)間內(nèi), “傘蓋” 保持在水平面內(nèi)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),繩與豎直方向夾角為 37o。g 取 10m/s2, sin37o=0.6, cos37o=0.8,在此過程中,求:(1)座椅受到繩子的拉力大小;(2)小明運(yùn)動(dòng)的線速度大小;(3)小明隨身帶的玻璃球從座椅上不慎滑落,求落地點(diǎn)與游藝機(jī)轉(zhuǎn)軸(即圖 18 中 O1 點(diǎn))的距離(保留兩位有效數(shù)字) 。17.(10 分)我國高速鐵路使用的和諧號動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成,提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車,不提供動(dòng)力的車廂叫拖車。某列動(dòng)車組由 8 節(jié)車廂組成,其中車頭第 1 節(jié)、車中第 5 節(jié)為動(dòng)車,其余為拖車,假設(shè)每節(jié)動(dòng)車和拖車的質(zhì)量均為 m=2×104kg,每節(jié)動(dòng)車提供的最大功率 P=600kW。(1)假設(shè)行駛過程中每節(jié)車廂所受阻力 f 大小均為車廂重力的 0.01 倍,若該動(dòng)車組從靜止以加速度 a=0.5m/s2 加速行駛。a.求此過程中,第 5 節(jié)和第 6 節(jié)車廂間作用力大?。籦.以此加速度行駛時(shí)所能持續(xù)的時(shí)間。(2)若行駛過程中動(dòng)車組所受阻力與速度成正比,兩節(jié)動(dòng)車帶 6 節(jié)拖車的動(dòng)車組所能達(dá)到的最大速度為 v1。為提高動(dòng)車組速度,現(xiàn)將動(dòng)車組改為4 節(jié)動(dòng)車帶 4 節(jié)拖車,則動(dòng)車組所能達(dá)到的最大速度為 v2,求 v1 與 v2 的比值。O1O2圖 18圖 19圖 17618.(12 分)如圖 20 所示為某種彈射裝置的示意圖,該裝置由三部分組成,傳送帶左邊是足夠長的光滑水平面,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接著質(zhì)量 M=6.0kg 的物塊 A。裝置的中間是水平傳送帶,它與左右兩邊的臺(tái)面等高,并能平滑對接。傳送帶的皮帶輪逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),使傳送帶上表面以 u=2.0m/s 勻速運(yùn)動(dòng)。傳送帶的右邊是一半徑 R=1.25m 位于豎直平面內(nèi)的光滑 1/4 圓弧軌道。質(zhì)量 m=2.0kg 的物塊 B 從1/4 圓弧的最高處由靜止釋放。已知物塊 B 與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.1,傳送帶兩軸之間的距離l=4.5m。設(shè)物塊 A、B 之間發(fā)生的是正對彈性碰撞,第一次碰撞前,物塊 A 靜止。取 g=10m/s2。求:(1)物塊 B 滑到 1/4 圓弧的最低點(diǎn) C 時(shí)對軌道的壓力;(2)物塊 B 與物塊 A 第一次碰撞后彈簧的最大彈性勢能;(3)如果物塊 A、B 每次碰撞后,物塊 A 再回到平衡位置時(shí)彈簧都會(huì)被立即鎖定,而當(dāng)它們再次碰撞前鎖定被解除,求物塊 B 經(jīng)第一次與物塊 A 碰撞后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。A RBlu C圖 207海淀區(qū)高三年級第一學(xué)期期中練習(xí)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)物理 2017. 11一、本題共 10 小題,每小題 3 分,共 30 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。全部選對的得 3 分,選不全的得 2 分,有選錯(cuò)或不答的得 0 分。題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 B C CD ABC D AD BC AB B ACD二、本題共 2 小題,共 15 分。11. (共 6 分)(1 )勻速直線……1 分(2 ) ……1 分, ……2 分,大于…… 2 分5mgs??6428MsT?12. (共 9 分)(1 ) e……1 分, ……2 分2/)(dl???(2 )C……2 分(3 )AC……2 分(4 ) ……2 分?=[????0?1]??三、本題包括 6 小題,共 55 分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。說明:計(jì)算題提供的參考解答,不一定都是唯一正確的。對于那些與此解答不同的正確解答,同樣得分。13. ( 8 分)(1 )木箱在水平拉力下勻速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律F1-μmg=0 ……………………………………1 分μ= =0.5……………………………1 分Fm??(2 )由牛頓第二定律F2-μmg=ma,……………………………………1 分a= =1.0m/s2……………………………1 分??2?????????(3 )設(shè)在 F2 作用下木箱的位移為 x1,撤掉推力時(shí)木箱速度大小為 v,撤掉推力后木箱加速度大小為 a1,移動(dòng)的位移為 x2,總位移為 x,則x1= at2=8.0m…………………………1 分12v=at=4.0m/sμmg=ma1,a 1= 5.0m/s2………………1 分0-v2=2a1x2x2=1.6m…………………………1 分x=x1+x2=9.6m…………………………1 分14. ( 8 分)(1 )小孩在斜面上滑行時(shí)所受的摩擦力大小為Ff=μmgcosθ=48N …………………………2 分8(2 )小孩在斜面上滑行時(shí),由牛頓第二定律得mgsinθ-μ mgcosθ=ma1…………………………2 分解得 a1=gsinθ-μgcosθ=3.6m/s2…………………1 分由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 v2=2aL 解得小孩滑至 B 點(diǎn)時(shí)的速度大小為v= =6m/s…………………………1 分2aL(3 )小孩在水平段滑行時(shí),由動(dòng)能定理得Wf=0 mv2= -360J ……………2 分(說明,沒有負(fù)號減 1 分)1-其他方法正確,均給分。15. ( 8 分)(1 )地球表面的萬有引力等于重力,……………………………………1 分mgRMG?2所以 …………………………………1 分2(2 ) 設(shè)組合體角速度為 ω,依題意 ……………………………1 分t???故周期 ……………………………2 分???tT2?(3 ) 根據(jù)牛頓第二定律: ……………1 分)()(2HRmRMG??……………………………2 分tgRH??32?其他方法正確,均給分16. ( 9 分)(1 )向心力沿水平方向,由平行四邊形定則,得拉力 T=mg/cos370=500N…………………………2 分(2 )由牛頓第二定律,得:mgtan370= …………………………1 分????2??0其中 R0=7.5m…………………………1 分解得,v=7.5 …………………………1 分??/??(3 )由幾何關(guān)系,座椅離地高度 h=2m由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,得:x=vt…………………………1 分h= …………………………1 分12????2解得,x=4.5m………………………1 分由勾股定理,落地點(diǎn)與游藝機(jī)中心距離r'= m=8.9m…………………………1 分??02+??2=1.534917. ( 10 分)(1 )a.以第 6、7、 8 三節(jié)車廂為整體分析,總質(zhì)量為 3m,所受拉力為 F,據(jù)牛頓第二定律有…………………………2 分???3??=3????f=0.01mg代入數(shù)據(jù)解得 F=3.6×104N …………………………1 分b. 設(shè)每個(gè)動(dòng)車提供最大功率為 p,提供的牽引力為 F,動(dòng)車勻加速行駛能達(dá)到的最大速度為 vm,對整個(gè)動(dòng)車組進(jìn)行分析,據(jù)牛頓第二定律,有2F-8f=8ma…………………………1 分2P=2Fvm …………………………1 分代入數(shù)據(jù)解得 vm=12.5m/s …………………………1 分持續(xù)時(shí)間 …………………………1 分??=??????=25??(2 )動(dòng)車組以最大速度行駛時(shí)有 F 牽 =f 阻 =kv,依據(jù)公式 ………………1 分??=??牽 ×?? 2??=????1×??1…………………………1 分4??=????2×??2兩式相比得 …………………………1 分??1??2=1218. ( 12 分)(1 )設(shè)物塊 B 沿光滑曲面下滑到水平位置時(shí)的速度大小為 v0.由機(jī)械能守恒知mgR= mv02 得 =5m/s……………………1 分12 ??0=2????設(shè)物塊 B 滑到 1/4 圓弧的最低點(diǎn) C 時(shí)受到的支持力大小為 F,由牛頓第二定律得: ???????=??20??解得:F=60N………………1 分由牛頓第三定律得:物塊 B 滑到 1/4 圓弧的最低點(diǎn) C 時(shí)受到的支持力大小為 F1=60N,方向豎直向下?!? 分(2 )設(shè)物塊 B 在傳送帶上滑動(dòng)過程中因受摩擦力所產(chǎn)生的加速度大小為 a,則μmg=ma設(shè)物塊 B 通過傳送帶后運(yùn)動(dòng)速度大小為 v,有 v2-v02=-2al聯(lián)立解得 v=4 m/s………………1 分由于 v>u=2 m/s,所以 v=4m/s 即為物塊 B 與物塊 A 第一次碰撞前的速度大小。設(shè)物塊 A、B 第一次碰撞后的速度分別為 v2、v 1,取向左為正方向,由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得mv=mv 1+Mv 2 mv2= mv12+ Mv22((動(dòng)量守恒、能量守恒)………………1 分12 12 12解得 v1= =-2m/s,v 2=2m/s………………1 分-12??彈簧具有的最大彈性勢能等于物塊 M 的初動(dòng)能10EP= Mv22=12J………………1 分12(3 )碰撞后物塊 B 沿水平臺(tái)面向右勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊 B 在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為 l′,由動(dòng)能定理得:-μmg l′=0- mv1212得 l′=2m<4.5m……………… 1 分所以物塊 B 不能通過傳送帶運(yùn)動(dòng)到右邊的曲面上.當(dāng)物塊 B 在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的速度為零后,將會(huì)沿傳送帶向左加速運(yùn)動(dòng).可以判斷,物塊 B 運(yùn)動(dòng)到左邊臺(tái)面時(shí)的速度大小為v1′=2m/s ,繼而與物塊 A 發(fā)生第二次碰撞.設(shè)第 1 次碰撞到第 2 次碰撞之間,物塊 B 在傳送帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t1。由動(dòng)量定理得:μmgt 1=2mv 1′解得………………1 分??1=2??'1????=2????×12??=2×12×4=4??設(shè)物塊 A、B 第一次碰撞后的速度分別為 v4、 v3,取向左為正方向,由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得mv1′=mv 3+Mv 4mv1′ 2= mv32+ Mv4212 12 12解得 v3= =-1m/s………………1 分?122當(dāng)物塊 B 在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的速度為零后,將會(huì)沿傳送帶向左加速運(yùn)動(dòng).可以判斷,物塊 B 運(yùn)動(dòng)到左邊臺(tái)面時(shí)的速度大小為 v3′=1m/s,繼而與物塊 A 發(fā)生第 2 次碰撞.則第 2 次碰撞到第 3 次碰撞之間,物塊 B 在傳送帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t2。由動(dòng)量定理得:μmgt 2=2mv 3解得………………1 分??2=2??'3????=2????×12??1=2????×12×12??=2×122×4=2??同上計(jì)算可知物塊 B 與物塊 A 第三次碰撞、第四次碰撞 ……第 n 次碰撞后物塊 B 在傳送帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 tn= s,421??構(gòu)成無窮等比數(shù)列,公比 q= 21由無窮等比數(shù)列求和公式 可知,當(dāng) n→∞時(shí),有??總 =??11?????1???物塊 B 經(jīng)第一次與物塊 A 碰撞后在傳送帶運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t 總 = =8s………………1 分421-?11- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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