广东省广州市广雅中学2024届高考物理模拟试卷(三)

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2024年广东省广州市广雅中学高考物理模拟试卷(三)
一、单项选择题:(每题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分.)
1.(4分)(2024•姜堰市学业考试)下列单位不属于国际单位制中基本单位的是()
A.牛B.秒C.米D.千克
2.(4分)(2024•广州校级模拟)甲乙两物体从同一地方同时动身,速度﹣时间图象如图所示,下列说法正确的是()
A.甲物体的加速度小于乙物体的加速度
B.4秒末甲物体追上乙物体
C.8秒末乙物体追上甲物体
D.斜率表示物体的速度
3.(4分)(2024•广州校级模拟)如图是右端开口的圆筒形容器封闭肯定质量的志向气体,容器绝热,灰色活塞可以自由滑动,当活塞在外力作用下由M位置移动的M′位置的过程中,下列说法正确的是()
A.气体温度不变B.气体内能不变
C.气体压强减小D.气体平均动能增大
4.(4分)(2024•广州校级模拟)如图所示,带电的平行金属板电容器水平放置,质量相同、重力不计的带电微粒A、B,平行于极板以相同的初速度射入电场,结果打在极板上的同一点P.不计两微粒之间的相互作用,下列说法正确的是()
A.在电场中微粒A运动的时间比B长
B.微粒A所带的电荷量比B多
C.电场力对微粒A做的功比B少
D.到达P点时微粒A的速率比B小
二、双项选择题本题共5个小题,每小题6分,共30分.每小题给出的四个选项中,有二个选项符合题意.全选对得6分,只选一项且正确得3分,错选或不选均得0分.)
5.(6分)(2024•广州校级模拟)如图,A、B两物体叠放在水平地面上,处于静止状态,现给B物体施加一个斜向上方的力F后,下列说法正确的是()
A.物体B受到地面的支持力减小
B.物体A受到物体B的支持力减小物体
C.物体B受到地面的摩擦力增大
D.物体A受到物体B的摩擦力增大
6.(6分)(2024•广州校级模拟)如图为氢原子的能级示意图,下列说法正确的是()
A.处于n=2能级的氢原子汲取一个能量为10.2ev的光子能量跃迁到n=1能级
B.处于n=1能级的氢原子汲取一个能量为12.0ev的粒子的能量跃迁到n=2能级
C.一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出3种不同频率的光子
D.一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁时能发出6种不同频率的光子
7.(6分)(2024•广州校级模拟)如图,三卫星分别处在轨道1、轨道2、轨道3,其中轨道2为同步卫星轨道,下列说法正确的是()
A.轨道3的线速度最大,轨道1的线速度最小
B.轨道3的向心力最小,轨道1的向心力最大
C.轨道2的周期为24小时
D.轨道3的周期最大,轨道1的周期最小
8.(6分)(2024•广州校级模拟)如图,变压器输入端U1接左图的交变电流,n1=200,n2=50,电阻R=10Ω,下列说法正确的是()
A.电压表示数为55V
B.电流表示数为22A
C.输入电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt
D.输入功率肯定等于输出功率
9.(6分)(2024•广东模拟)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是()
A.a粒子动能最大
B.c粒子速率最大
C.a粒子在磁场中运动时间最长
D.它们做圆周运动的周期关系有T a<T b<T c
三、非选择题:
10.(10分)(2024•龙海市校级模拟)某同学为了验证机械能守恒定律设置了如下试验,试验装置如图1所示,在铁架台上端铁架悬挂一个摆球,为了测定摆球在最低点的速度,在该位置安装了一个光电门连接数字计时器,通过数字计时器可知道摆球通过光电门的时间,试验时把摆球摆线拉至水平,由静止起先释放摆球.
(1)用螺旋测微计测量摆球的直径,螺旋测微计显示摆球直径D=mm
(2)数字计时器得到摆球通过最低点的时间为t,则摆球在最低的速度V=(用字母表示).
(3)已知摆线长度L=50cm,摆球质量m=1kg,t=3.3ms(1000ms=1s)则摆球的重力势能削减量为E P=J,动能的增加量为E K=J(小数点后面保留两位有效数字).
(4)依据数据,得出试验结论:.
11.(8分)(2024•龙海市校级模拟)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材如图1,有电池、开关、电流表、滑动变阻器,以及一个多用电表(图中未给出):
①在未接入电路之前,让滑动触片移到某位置,用多用电表欧姆档接左上右下两端,当多用电表选择开关是×10档时发觉指针偏转过大,这时应将选择开关换成“”(选填“×100”或“×1”),然后进行.重新测量发觉读数如图3,则此时电阻R=Ω.
②依据试验要求连接实物电路图1;
③重复试验得到多组R,I值得到的﹣R图象如图4所示,有图可得E=V,r=Ω.
12.(18分)(2024•广州校级模拟)如图所示,有一个可视为质点的P质量为m1=1kg的小物块,从光滑平台上的质量为m2=0.5kg的Q物块以V=3m/s的初速度水平向左撞击P物块后,P物块到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,已知AB 高度差为h=0.6m最终小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g取10m/s2.求:
(1)Q物块碰撞后的速度大小
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?
13.(18分)(2024•广州校级模拟)足够长的光滑平行金属导轨如图所示,倾斜导轨与水平面成θ=37°,导轨相距均为L=1m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆ab,cd,金属杆与导轨接触良好.金属杆ab、cd质量均为m=0.1kg,电阻R1=2Ω、R2=3Ω,其余电阻不计.在水平导轨和斜面导轨区域有竖直向下的匀强磁场B,且B=0.5T.已知t=0时起,杆ab在外力F1作用下由静止起先水平向左运动,杆cd在水平向右的F2作用下始终保持静止状态,且F2=0.75+0.2t(N).(g取10m/s2)
(1)通过计算推断杆ab的运动状况;
(2)从t=0时刻起,求1s内通过杆cd的电量;
(3)若t=0时刻起,2s内作用在ab棒上外力做功为13.2J,则这段时间内cd棒上产生的热量为多少?
2024年广东省广州市广雅中学高考物理模拟试卷(三)
参考答案与试题解析
一、单项选择题:(每题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分.)
1.(4分)(2024•姜堰市学业考试)下列单位不属于国际单位制中基本单位的是()
A.牛B.秒C.米D.千克
考点:力学单位制.
分析:国际单位制中基本单位秒、米、千克,牛顿不是基本单位.
解答:解:
A、牛顿不是国际单位制中基本单位,是依据牛顿其次定律得到的导出单位.符合题意,
故A正确.
B、C、D秒、米、千克,是国际单位制中力学的基本单位.不符合题意.故BCD错误.
故选A
点评:学习物理量时,物理量的单位要一并学习,国际单位制中基本单位只有七个基本单位,牛顿、焦耳等不是基本单位.
2.(4分)(2024•广州校级模拟)甲乙两物体从同一地方同时动身,速度﹣时间图象如图所示,下列说法正确的是()
A.甲物体的加速度小于乙物体的加速度
B.4秒末甲物体追上乙物体
C.8秒末乙物体追上甲物体
D.斜率表示物体的速度
考点:匀变速直线运动的图像.
专题:运动学中的图像专题.
分析:v﹣t图象描述物体速度随时间的改变关系,由图象的点可知随意时刻的速度;由图象的斜率可得出物体的加速度;由面积可得出位移.据此分析.
解答:解:A、v﹣t图象的斜率表示物体的加速度,由图可知,甲的斜率大小大于乙的斜率大小,故甲的加速度大于乙的加速度,故A错误;
B、图象的面积表示物体通过的位移,由图象可知,4秒末甲的位移比乙的位移大,而
两物体是从同一地点动身的,所以4秒末甲物体没有追上乙物体,故B错误.
C、8s末两物体的面积相等,故末乙物体追上甲物体,故C正确;
D、斜率表示物体的加速度,故D错误.
故选:C.
点评:v﹣t图象可以精确的描述物体的运动性质,关键明确图象的斜率等于物体的加速度,面积表示位移.
3.(4分)(2024•广州校级模拟)如图是右端开口的圆筒形容器封闭肯定质量的志向气体,容器绝热,灰色活塞可以自由滑动,当活塞在外力作用下由M位置移动的M′位置的过程中,下列说法正确的是()
A.气体温度不变B.气体内能不变
C.气体压强减小D.气体平均动能增大
考点:热力学第肯定律.
专题:热力学定理专题.
分析:当活塞在外力作用下由位置M移动到位置M′的过程中,气体对内做功,依据热力学第肯定律分析内能的改变,即可推断出温度的改变,依据气态方程分析压强的改变
解答:解:A、外界对气体做功,绝热压缩,故内能增大,温度上升,故分子热运动的平均动能增大,故AB错误D正确;
C、气体绝热压缩,温度上升,分子热运动的平均动能增大,分子数密度也增大,故气
体压强肯定增大,故C错误;
故选:D
点评:分析气体状态参量如何改变,往往是气态方程和热力学第肯定律的综合应用,同时要抓住温度是分子平均动能的标记进行分析
4.(4分)(2024•广州校级模拟)如图所示,带电的平行金属板电容器水平放置,质量相同、重力不计的带电微粒A、B,平行于极板以相同的初速度射入电场,结果打在极板上的同一点P.不计两微粒之间的相互作用,下列说法正确的是()
A.在电场中微粒A运动的时间比B长
B.微粒A所带的电荷量比B多
C.电场力对微粒A做的功比B少
D.到达P点时微粒A的速率比B小
考点:带电粒子在匀强电场中的运动.
专题:电场力与电势的性质专题.
分析:两个带电粒子进入电场后都做类平抛运动,平行于极板方向做匀速直线运动,垂直于极
板方向做匀加速直线运动,依据水平位移相等,由比较时间;依据竖直方向位移关系,由牛顿其次定律和位移时间公式列式,可推断电荷量的大小.由W=qEd分析电场力做
功的关系.由速度偏转角正切公式tanθ=和v=推断末速度大小.
解答:解:A、水平方向两个粒子做匀速直线运动,运动时间为t=,因为x、v
0相等,则t 相等,故A错误;
B、在竖直方向上两个粒子做初速度为零的匀加速直线运动,由y=at2=t2,解得电
荷量为:q=,可知,q∝y,所以微粒A所带的电荷量多,故B正确;
C、电场力做功为:W=qEy=•Ey=,则有:W∝y2,可知,电场力对微粒A
做的功多,故C错误;
D、在P点,速度偏转角正切值为:tanθ=;由于初速度v0相同,A的速度偏角大,
故A的末速度的竖直重量大,故末速度也大,故D错误;
故选:B.
点评:本题要娴熟运用运动的分解法探讨类平抛运动,对于两个粒子的比较问题,经常用相同的量或可干脆比较的量表示要探讨的量.
二、双项选择题本题共5个小题,每小题6分,共30分.每小题给出的四个选项中,有二个选项符合题意.全选对得6分,只选一项且正确得3分,错选或不选均得0分.)
5.(6分)(2024•广州校级模拟)如图,A、B两物体叠放在水平地面上,处于静止状态,现给B物体施加一个斜向上方的力F后,下列说法正确的是()
A.物体B受到地面的支持力减小
B.物体A受到物体B的支持力减小物体
C.物体B受到地面的摩擦力增大
D.物体A受到物体B的摩擦力增大
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:对物体A分析,依据平衡条件推断支持力和摩擦力状况;对物体A、B整体分析,依据平衡条件分析整体受到的支持力和摩擦力状况.
解答:解:BD、对物体A分析,受重力和支持力,不管物体B是否受拉力,均是受重力和支持力,不受静摩擦力,故物体A受到物体B的支持力不变,不受静摩擦力;故B错误,
D错误;
AC、再对物体AB整体分析,不受拉力时受重力和支持力;受拉力后多受一个向左的静摩擦力;
故支持力减小,静摩擦力增加;
即物体B受到地面的支持力减小,受到地面的摩擦力增大;
故A正确,C正确;
故选:AC.
点评:本题关键是敏捷选择探讨对象进行受力分析,依据平衡条件分析静摩擦力和弹力的改变状况,基础题目.
6.(6分)(2024•广州校级模拟)如图为氢原子的能级示意图,下列说法正确的是()
A.处于n=2能级的氢原子汲取一个能量为10.2ev的光子能量跃迁到n=1能级
B.处于n=1能级的氢原子汲取一个能量为12.0ev的粒子的能量跃迁到n=2能级
C.一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出3种不同频率的光子
D.一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁时能发出6种不同频率的光子
考点:氢原子的能级公式和跃迁.
专题:原子的能级结构专题.
分析:本题考查了玻尔原子理论:从高轨道向低轨道跃迁时削减的能量以光子的形式辐射出去;全部的激发态都是不稳定的,都会接着向基态跃迁,故辐射光子的种类为.
能级间跃迁辐射或汲取光子的能量等于两能级间的能级差,能级差越大,辐射的光子频率越大,则波长越小.
解答:解:A、处于n=2能级的氢原子释放一个能量为10.2ev的光子能量跃迁到n=1能级,不是汲取一个光子.故A错误;
B、处于n=1能级的氢原子汲取一个能量为12.0ev的粒子的能量跃迁到n=2能级,故B
正确;
C、大量处于n=3能级的氢原子跃迁时最多能辐射种频率的光,故C正确;
D、一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁时能发出的光子的频率可能是1种频率的光子
(n=4→n=1)、也可能是2种频率的光子(n=4→n=3,n=3→n=1)或(n=4→n=2,n=2→n=1),最多是3种频率的光子(n=4→n=3,n=3→n=2,n=2→n=1),不行能是6种不同频率的光子.故D错误.
故选:BC.
点评:解决本题的关键知道能级间跃迁时,辐射或汲取的光子能量等于两能级间的能级差,E m ﹣E n=hv.
7.(6分)(2024•广州校级模拟)如图,三卫星分别处在轨道1、轨道2、轨道3,其中轨道2为同步卫星轨道,下列说法正确的是()
A.轨道3的线速度最大,轨道1的线速度最小
B.轨道3的向心力最小,轨道1的向心力最大
C.轨道2的周期为24小时
D.轨道3的周期最大,轨道1的周期最小
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:3颗卫星绕地球做圆周运动,靠万有引力供应向心力,结合万有引力定律和牛顿其次定律比较它们的线速度和周期.
解答:解:A、依据万有引力供应向心力得
=m
得v=,所以轨道3的线速度最小,轨道1的线速度最大,故A错误;
B、由于3颗卫星的质量关系不清晰,所以无法比较向心力大小,故B错误;
C、其中轨道2为同步卫星轨道,同步卫星的周期必需与地球自转周期相同,所以轨道
2的周期为24小时,故C正确;
D、依据万有引力供应向心力得
=m r
T=2π,
轨道3的周期最大,轨道1的周期最小,故D正确;
故选:CD.
点评:同步卫星要与地球的自转实现同步,就必需要角速度与地球自转角速度相等,驾驭万有引力供应向心力,并能敏捷运用.
8.(6分)(2024•广州校级模拟)如图,变压器输入端U1接左图的交变电流,n1=200,n2=50,电阻R=10Ω,下列说法正确的是()
A.电压表示数为55V
B.电流表示数为22A
C.输入电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt
D.输入功率肯定等于输出功率
考点:变压器的构造和原理;电功、电功率;正弦式电流的图象和三角函数表达式.
专题:沟通电专题.
分析:由图乙可知沟通电压最大值,周期T=0.2秒;依据变压器的变压比公式得到输出电压,输入功率肯定等于输出功率
解答:解:A、,由图乙可知沟通电压最大值U m=311V,故变压器的输入电压为:U1==220VV;依据变压比公式得:U2==55V,电流I==5.5A,依据电
流与匝数成反比,=1.375A,故A正确,B错误;
C、角速度=10π,所以表达式为:u=311sin10πt,故C错误;
D、输入功率肯定等于输出功率;故D正确;
故选:AD
点评:依据u﹣t图象精确找出电压的最大值和周期,驾驭志向变压器的变压比公式是解决本题的关键,基础问题
9.(6分)(2024•广东模拟)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是()
A.a粒子动能最大
B.c粒子速率最大
C.a粒子在磁场中运动时间最长
D.它们做圆周运动的周期关系有T a<T b<T c
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿其次定律;向心力.
专题:带电粒子在磁场中的运动专题.
分析:质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率垂直进入匀强磁场中做圆周运动半径的不同,导致运动轨迹也不同,运动轨迹对应的半径越大,则粒子的速率也越大,动能越大.它们的运动周期均相同,运动时间可由轨迹对应的圆心角来确定.
解答:
解:AB、粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力供应向心力,依据qvB=m,可得:r=.可知三个带电粒子的质量、电荷量相同,在同一个磁场中,当速度越大时、轨道半径越大,则由图知,a粒子的轨迹半径最小,则其速率最小,动能最小.c
粒子的轨迹半径最大,速率最大,则c粒子动能最大.故A错误,B正确.
C、粒子圆周运动的周期为T=,m、q相同,则T相同.粒子在磁场中运动的时间
t=T,θ是轨迹所对应的圆心角,而轨迹对应的圆心角等于粒子速度的偏向角,由图
知a在磁场中运动的偏转角最大,轨迹对应的圆心角最大,运动的时间最长,故C正确,D错误.
故选:BC.
点评:带电粒子在磁场、质量及电量相同状况下,运动的半径与速率成正比,从而依据运动半径来确定速率的大小;运动的周期均相同的状况下,可依据圆弧的对应圆心角来确定运动时间的长短.
三、非选择题:
10.(10分)(2024•龙海市校级模拟)某同学为了验证机械能守恒定律设置了如下试验,试验装置如图1所示,在铁架台上端铁架悬挂一个摆球,为了测定摆球在最低点的速度,在该位置安装了一个光电门连接数字计时器,通过数字计时器可知道摆球通过光电门的时间,试验时把摆球摆线拉至水平,由静止起先释放摆球.
(1)用螺旋测微计测量摆球的直径,螺旋测微计显示摆球直径D=10.294mm
(2)数字计时器得到摆球通过最低点的时间为t,则摆球在最低的速度V=(用字母表示).
(3)已知摆线长度L=50cm,摆球质量m=1kg,t=3.3ms(1000ms=1s)则摆球的重力势能削减量为E P=4.90J,动能的增加量为E K=4.87J(小数点后面保留两位有效数字).
(4)依据数据,得出试验结论:在误差允许范围内,摆球的机械能守恒.
考点:验证机械能守恒定律.
专题:试验题.
分析:螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.
利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度,
依据最低点的瞬时速度求出动能的增加量,依据下落的高度求出重力势能的减小量.
解答:解:(1)螺旋测微器的固定刻度为10mm,可动刻度为29.4×0.01mm=0.294mm,所以最终读数为10mm+0.294mm=10.294mm,
(2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故:
v=
(3)已知摆线长度L=50cm,摆球质量m=1kg,t=3.3ms(1000ms=1s)
则摆球的重力势能削减量为E P=mgL=4.90 J
动能的增加量为E K=mv2=4.87J
(4)依据数据,得出试验结论:在误差允许范围内,摆球的机械能守恒.
故答案为:(1)10.294;(2);(3)4.90; 4.87
(4)在误差允许范围内,摆球的机械能守恒
点评:对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,要能正确运用这些基本仪器进行有关测量.
11.(8分)(2024•龙海市校级模拟)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材如图1,有电池、开关、电流表、滑动变阻器,以及一个多用电表(图中未给出):
①在未接入电路之前,让滑动触片移到某位置,用多用电表欧姆档接左上右下两端,当多用电表选择开关是×10档时发觉指针偏转过大,这时应将选择开关换成“×1”(选填“×100”或“×1”),然后进行重新欧姆调零.重新测量发觉读数如图3,则此时电阻R=12Ω.
②依据试验要求连接实物电路图1;
③重复试验得到多组R,I值得到的﹣R图象如图4所示,有图可得E=4V,r=4Ω.
考点:测定电源的电动势和内阻.
专题:试验题.
分析:本题①的关键是明确当欧姆表的指针偏角过大时说明待测电阻的阻值较小,所选的倍率过大,应选择较小的倍率,留意每次选档后都应重新调零;题②依据电路图连线即
可;题③依据闭合电路欧姆定律求出有关与R的函数表达式,再依据斜率和截距的
概念求解即可.
解答:解:①欧姆表的指针偏角过大,说明待测电阻的阻值过小,应选择较小的倍率,所以应将开关换成×1,留意每次换挡后都应重新调零;欧姆表的读数为:R=12×1Ω=12Ω;
②实物连线图如图所示:
③依据闭合电路欧姆定律应有:E=IR+Ir,变形为=
再依据函数斜率和截距的概念应有,
解得:E=4V
由,得:r=4Ω;
故答案为:(1)×1,重新欧姆调零,12;(2)如图;(3)4,4
点评:应明确:①当欧姆表的指针偏角过大时,说明待测电阻的阻值过小,所选的倍率过大,应选择小一档的倍率,反之亦然;②遇到依据图象求解的问题,首先依据相应的物理规律写出公式,然后再整理出有关纵轴与横轴物理量的函数表达式,再依据斜率和截距的概念即可求解.
12.(18分)(2024•广州校级模拟)如图所示,有一个可视为质点的P质量为m1=1kg的小物块,从光滑平台上的质量为m2=0.5kg的Q物块以V=3m/s的初速度水平向左撞击P物块后,P物块到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,已知AB 高度差为h=0.6m最终小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g取10m/s2.求:
(1)Q物块碰撞后的速度大小
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?
考点:动量守恒定律;平抛运动.
专题:动量定理应用专题.
分析:(1)依据平抛运动的规律求出小物块P平抛运动的初速度,结合动量守恒定律求出Q 物块碰撞后的速度大小.
(2)依据平行四边形定则求出C点的速度,结合动能定理求出D点的速度,依据牛顿
其次定律求出在D点支持力的大小,从而得出小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力.
(3)结合动量守恒定律和能量守恒定律求出木板的至少长度.
解答:
解:(1)由平抛运动规律有

联立方程解得:V0=2m/s
PQ碰撞过程动量守恒,规定向左为正方向,则m2V=m1V0+m2v′
代入数据解得:v′=﹣1m/s
(2)小物块在C点时的速度大小为v C=,
小物块由C到D的过程中,由动能定理得:m1gR(1﹣cos 60°)=m1﹣m1
代入数据解得v D=2m/s,小球在D点时由牛顿其次定律得:
F N﹣m1g=m1,代入数据解得F N=60 N
由牛顿第三定律得F N′=F N=6 0 N,方向竖直向下.
(3)设小物块刚滑到木板左端到达到共同速度,大小为v,
规定向左为正方向,依据动量守恒有:m1v D=(M+m1)v
对物块和木板系统,由能量守恒定律得:
μm1gL=m1﹣(m1+M)v2
代入数据解得L=2.5 m,即木板的长度至少是2.5 m
答:(1)Q物块碰撞后的速度大小为1m/s;
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力为60N;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少为2.5m.
点评:本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿其次定律的综合运用,涉及到平抛运动和圆周运动,综合性较强,对学生的实力要求较高,需加强这方面的训练.
13.(18分)(2024•广州校级模拟)足够长的光滑平行金属导轨如图所示,倾斜导轨与水平面成θ=37°,导轨相距均为L=1m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆ab,cd,金属杆与导轨接触良好.金属杆ab、cd质量均为m=0.1kg,电阻R1=2Ω、R2=3Ω,其余电阻不计.在水平导轨和斜面导轨区域有竖直向下的匀强磁场B,且B=0.5T.已知t=0时起,杆ab在外力F1作用下由静止起先水平向左运动,杆cd在水平向右的F2作用下始终保持静止状态,且F2=0.75+0.2t(N).(g取10m/s2)
(1)通过计算推断杆ab的运动状况;
(2)从t=0时刻起,求1s内通过杆cd的电量;
(3)若t=0时刻起,2s内作用在ab棒上外力做功为13.2J,则这段时间内cd棒上产生的热量为多少?。

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