五川省宜宾市达标名校2018年高考五月适应性考试物理试题含解析.doc
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五川省宜宾市达标名校2018年高考五月适应性考试物理试题
一、单项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.已知天然材料的折射率都为正值(10n >)。
近年来,人们针对电磁波某些频段设计的人工材料,可以使折射率为负值(20n <),称为负折射率介质。
电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时,符合折射定律,但折射角为负,即折射线与入射线位于界面法线同侧,如图所示。
点波源S 发出的电磁波经一负折射率平板介质后,在另一侧成实像。
如图2所示,其中直线SO 垂直于介质平板,则图中画出的4条折射线(标号为1、2、3、4)之中,正确的是( )
A .1
B .2
C .3
D .4
2.如图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 上的顶端O 处,细线另一端拴一质量为m=0.2kg 的小球静止在A 上.若滑块从静止向左匀加速运动时加速度为a .(取210m/s g =)则( )
A .当a=5m/s 2时,线中拉力为32N 2
B .当a=10m/s 2时, 小球受的支持力为2N
C .当a=12m/s 2时, 经过1秒钟小球运动的水平位移是6m
D .在稳定后,地面对A 的支持力一定小于两个物体的重力之和
3.如图所示,左侧是半径为R 的四分之一圆弧,右侧是半径为2R 的一段圆弧.二者圆心在一条竖直线上,小球a 、b 通过一轻绳相连,二者恰好等于等高处平衡.已知37θ=︒,不计所有摩擦,则小球a 、b 的质量之比为
A .3:4
B .3:5
C .4:5
D .1:2
4.下列说法正确的是( )
A .金属发生光电效应时,逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B .重核裂变(
235113995192054380U+n Xe+Sr+2n )释放出能量,13954Xe 的结合能比23592U 的大 C .8 g 222
86Rn 经22.8天后有7.875 g 衰变成218
84Po ,则22286Rn 的半衰期为3.8天
D .氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长 5.A B 两物体同时同地从静止开始运动,其运动的速度随时间的v —t 图如图所示,关于它们运动的描述正确的是( )
A .物体
B 在直线上做往返运动
B .物体A 做加速度增大的曲线运动
C .AB 两物体在0-1s 运动过程中距离越来越近
D .B 物体在第1s 内、第2s 内、第3s 内的平均速度大小为1:3:2
6.人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的,下列说法正确的是( )
A .晶体的物理性质都是各向异性的
B .露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用
C .布朗运动是固体分子的运动,它说明分子永不停歇地做无规则运动
D .当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
二、多项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
7.如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4m ,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计.导轨x >0一侧存在沿x 方向均匀增大的恒定磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B 随位置x 变化如图(乙)所示.一根质量m=0.2kg 、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F 作用下从x=0处以初速度v 0=2m/s 沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变.下列说法中正确的是( )
A .金属棒向右做匀减速直线运动
B .金属棒在x=1m 处的速度大小为0.5m/s
C .金属棒从x=0运动到x=1m 过程中,外力F 所做的功为-0.175J
D .金属棒从x=0运动到x=2m 过程中,流过金属棒的电量为2C
8.关于电磁波和机械波,下列说法正确的是
A .电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
B .电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
C .电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
D .在真空中波长越短的电磁波周期越大
E.声波从空气传入水中时频率不变,波长改变
9.水面下深h 处有一点光源,发出两种不同颜色的光a 和b ,光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域,该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光圆形区域,周围为a 光构成的圆环。
若b 光的折射率为n ,下列说法正确的是 (选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得 5 分;每选错1个扣3分,最低得分为 0分)。
A .在水中,a 光的波长比 b 光小
B .水对a 光的折射率比 b 光小
C .在水中,a 光的传播速度比b 光大
D .复色光圆形区域的面积为
E. 用同一装置做双缝干涉实验, a 光的干涉条纹比 b 光窄
10.如图所示,真空中xOy 平面内有一束宽度为d 的带正电粒子束沿x 轴正方向运动,所有粒子为同种粒子,速度大小相等, 在第一象限内有一方向垂直x Oy 平面的有界匀强磁场区(图中未画出),磁感应强度为B 。
所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x 轴上的a 点。
下列说法中正确的是( )
A .磁场方向一定是垂直xOy 平面向外
B .所有粒子通过磁场区的时间相同
C .如果粒子速率v 0=2qBd m ,能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域面积为2
4
d π D .如果粒子速率v 0=qBd m ,能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域面积为2
22
d d π-
11.下列说法正确的是()
A.一定质量的理想气体,当温度升高时,内能增加,压强增大
B.饱和蒸汽在等温变化的过程中,当其体积减小时压强不变
C.液体表面层分子间距离较其内部分子间距离小,表面层分子间表现为斥力
D.一定质量的理想气体放出热量,分子平均动能可能减少
E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
12.对于分子动理论的理解,下列说法正确的是_________。
A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,就可以算出气体分子的体积
B.温度越高,扩散现象越明显
C.两个分子间的距离变大的过程中,分子间引力变化总是比斥力变化慢
D.当分子间作用力表现为引力时,分子间的距离越大,分子势能越大
E.只要两物体的质量、温度、体积相等,两物体的内能一定相等
三、实验题:共2小题,每题8分,共16分
13.实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ,提供的器材有:带定滑轮的长木板,有凹槽的木块,质量为m0的钩码若干,打点计时器,电源,纸带,细线等.实验中将部分钩码悬挂在细线下,剩余的钩码放在木块的凹槽中,保持长木板水平,利用打出的纸带测量木块的加速度.
(1) 正确进行实验操作,得到一条纸带。
纸带的一部分如左图所示,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s。
该同学将纸带从每个计数点处截断,得到6条短纸带,再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上,以纸带下端为横轴建立直角坐标系,并将刻度尺边缘紧靠纵轴,其示数如右图所示。
则打下计数点“2”时小车的速度大小为____________m/s;小车的加速度大小为___________ m/s2(结果均保留两位有效数字)
(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端,改变悬挂钩码的总质量m,测得相应的加速度a,作出a -m图象如图所示.已知当地重力加速度g=9.8 m/s2,则木块与木板间动摩擦因数μ=________(保留两位有效数字);μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(3) 实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量.
14.1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地"的实验,开始了自由落体的研究。
某同学用如图I 所示的实验装置研究自由落体,装置中电火花式打点计时器应该接在电压为______V 、频率为f=50 Hz 的交流电源上。
实验中先闭合开关,再释放纸带。
打出多条纸带。
选择一条点迹清晰完整的纸带进行研究,那么选择的纸带打下前两个点之间的距离略小于__________mm (结果保留1位有效数字)。
选择的纸带如图2所示,图中给出了连续三点间的距离,由此可算出打下C 点时的速度为______m/s 2,当地的重力加速度为____m/s 2.(最后两空结果均保留3位有效数字)
四、解答题:本题共3题,每题8分,共24分
15.如图所示,倾角θ的足够长的斜面上,放着两个相距L 0、质量均为m 的滑块A 和B ,滑块A 的下表面光滑,滑块B 与斜面间的动摩擦因数tan μθ=.由静止同时释放A 和B ,此后若A 、B 发生碰撞,碰撞时间极短且为弹性碰撞.已知重力加速度为g ,求:
(1)A 与B 开始释放时,A 、B 的加速度A a 和B a ;
(2)A 与B 第一次相碰后,B 的速率B v ;
(3)从A 开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间t .
16.一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg 的小球A ,另一端挂在光滑水平轴O 上,O 到小球的距离为L=0.1m ,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平距离s=2m ,动摩擦因数为μ=0.1.现有一滑块B ,质量也为m ,从斜面上滑下,与小球发
生弹性正碰,与挡板碰撞时不损失机械能.若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g 取10m/s 2,试问:
(1)若滑块B 从斜面某一高度h 处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平
面内做圆周运动,求此高度h .
(2)若滑块B 从h=5m 处滑下,求滑块B 与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力.
(3)若滑块B 从h=5m 处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小
球做完整圆周运动的次数.
17.如图所示,半径0.2m R =的光滑四分之一圆轨道MN 竖直固定放置,末端N 与一长0.8m L =的水平传送带相切,水平衔接部分摩擦不计,传动轮(轮半径很小)做顺时针转动,带动传送带以恒定的速度v 0运动。
传送带离地面的高度 1.25m h =,其右侧地面上有一直径0.5m D =的圆形洞,洞口最左端的A 点离传送带右端的水平距离1m s =,B 点在洞口的最右端。
现使质量为0.5kg m =的小物块从M 点由静止开始释放,经过传送带后做平抛运动,最终落入洞中,传送带与小物块之间的动摩擦因数0.5μ=,g 取10m/s 2,求:
(1)小物块到达圆轨道末端N 时对轨道的压力;
(2)若03m/s v =,求小物块在传送带上运动的时间;
(3)若要使小物块能落入洞中,求v 0应满足的条件。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
ABCD .由题,点波源S 发出的电磁波经一负折射率平板介质后,折射光线与入射光线在法线的同一侧,所以不可能是光学1或2;根据光线穿过两侧平行的介质后的特点:方向与开始时的方向相同,所以光线3出介质右侧后,根据折射光线与入射光线在法线同侧这一条件,光线将无法汇聚形成实像;光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件,所以折射光线4可能是正确的,光线3是错误的,由以上的分析可知,ABC 错误D 正确。
故选D 。
2.A
【解析】
【详解】
当小球对滑块的压力恰好等于零时,小球所受重力mg 和拉力T 使小球随滑块一起沿水平方向向左加速运动,由牛顿运动定律得小球和滑块共同的加速度为:20tan 4510/mg a m s m
︒==. A .当2205/10/a m s a m s =<=时,斜面对小球有支持力,将小球所受的力沿加速度方向和垂直于加速
度方向分解,有:4545Tcos Nsin ma ︒-︒=,4545Tsin Ncos mg ︒+︒=,联立解得:2T N =
,故A 正确;
B .当22010/10/a m s a m s ===时,斜面对小球恰好没有支持力,故N=0,故B 错误;
C .当22012/10/a m s a m s =>=时,滑块的位移为2162
x at m ==,而小球要先脱离斜面,然后保持与滑块相同的运动状态,故在这1s 内小球运动的水平位移小于6m ,故C 错误;
D .在稳定后,对小球和滑块A 整体受力分析可知,在竖直方向没有加速度,故地面对A 的支持力等于两个物体重力之和,故D 错误.
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
对a 和b 两个物体受力分析,受力分析图如下,因一根绳上的拉力相等,故拉力都为T ;
由力的平衡可知a 物体的拉力
cos37a T m g =︒,
b 物体的拉力
1sin b T m g OO C =∠,
1sin 37cos 0.82R R OO C R
+︒∠==, 则137OO C ∠=︒ 联立可解得3=4
a b m m ,A 正确. 4.C
【解析】
【分析】
【详解】
A .根据爱因斯坦光电效应方程可知,逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故A 项错误;
B .重核裂变过程释放出能量,组成原子核的核子越多,它的结合能越大,故B 项错误;
C .根据衰变规律得
01=()2
t m m τ剩 由题意知
87.875g 0.125g m =-=剩()
t=22.8天
解得 3.8τ=天,故C 项正确;
D .根据hc
E λ∆=可知,入射光的能量与波长成反比,氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子小于从
能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量,则氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能
级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长,故D 项错误。
故选C 。
5.D
【解析】v -t 图,其数值代表速度大小和方向,斜率表示加速度,面积表示位移;由图可知,B 先匀加速直线,再做匀减速直线,速度为正值,为单向直线运动。
物体A 做加速度增大的直线运动;在0-1s 内,B 物体在前,A 物体在后,距离越来越远;由于面积表示位移,可求1s 内、第2s 内、第3s 内的位移比为1:3:2,由
,可知平均速度大小为1:3:2。
综上分析,D 正确。
6.B
【解析】
【详解】
A .晶体分为单晶体和多晶体,单晶体的物理性质各向异性,多晶体的物理性质各向同性,故A 错误;
B .液体表面张力的产生原因是:液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力;合力现为引力,露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用,故B 正确;
C .布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则的运动,它间接反映了液体分子的无规则运动,故C 错误;
D .当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大,故D 错误。
故选B 。
二、多项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
7.BCD
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:根据图象得B x -函数关系式0.50.5B x =+,金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势E BLv =,感应电流E BLv I R r R r
==++,安培力22BLv B L v F BIL B L R r R r ===++安,解得()
222220.410(0.50.5)04(1)F R r F F v B L x x +===+⨯+安安安.,根据匀变速直线运动的速度位移公式2202v v ax -=,如果是匀变速直线运动,2v 与x 成线性关系,而由上式知,金属棒不可能做匀减速直线运动,故A 错误;
根据题意金属棒所受的安培力大小不变,0x =处与1x =处安培力大小相等,有22220011B L v B L v R r R r
=++,即220012210.520.5/1
B v v m s B ⨯===,故B 正确;金属棒在0x =处的安培力大小为
222200050420.2N 0.4B L v F R r ⨯⨯===+安..,对金属棒金属棒从0x =运动到1x =m 过程中,根据动能定理有221011 22F W F x mv mv -⋅=
-安,代入数据22110.210.2050.2222
F W -⨯=⨯⨯-⨯⨯.,解得 0.175J F W =-,故C 正确;根据感应电量公式Bx q L R r R r
∆Φ∆==++,0x =到2x m =过程中,B-x 图象包围的面积0.5 1.5222B x +∆⋅=⨯=,20.4 2C 0.4q R r ∆Φ⨯===+,,故D 正确 考点:考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】
考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解,运动过程中金属棒所受的安培力不变,是本题解题的突破口,注意B-x 图象的面积和L 的乘积表示磁通量的变化量.
8.ACE
【解析】
【详解】
A .电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直,故A 正确;
B .电磁波在真空中传播速度不变,与频率无关,故B 错误;
C .衍射是一切波都具有的现象,电磁波是横波,只要是横波就能发生偏振现象,故C 正确;
D .1T f c
λ==,周期与波长成正比,故D 错误; E .声波从空气传入水中时频率不变,因为波速变大,由v f λ=
,可知波长边长,故E 正确。
故选:ACE 。
9.BCD
【解析】
【详解】
ABC 项:a 光在水面上形成的圆形亮斑面积较大,知a 光的临界角较大,根据,知a 光的折射率较小,再由,可知,在水中,a 光的波长比b 光大,故A 错误BC 正确;
D 项:依据
,结合几何关系,可知,,而复色光圆形区域的面积为,
故D 正确; E 项:a 光的折射率小,波长长,根据双缝干涉条纹与波长成正比,可知相同条件下,a 光干涉条纹比b
光宽,故E 错误。
10.ACD
【解析】
【详解】
A .由题意可知,正粒子经磁场偏转,都集中于一点a ,根据左手定则可有,磁场的方向垂直xOy 平面向外,故A 正确;
B .由洛伦兹力提供向心力,可得 2m T Bq π= 运动的时间 2m t T Bq
θθπ== 运动的时间还与圆心角有关,粒子做圆周运动的圆心角不同,因此粒子的运动时间不等,故B 错误; C .当粒子速率02qBd v m
=时,粒子做圆周运动的半径为 012
mv d r qB == 能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
2
2()24
d d s ππ== 故C 正确;
D .当粒子速率0qBd v m
=时,粒子做圆周运动的半径为 02mv r d qB
== 能保证所有粒子都打在a 点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
2
222112()422
d s d d d ππ'=⨯-=- 故D 正确;
故选ACD 。
11.BDE
【解析】
【详解】
A .由理想气体状态方程
pV C T
=可知,当温度升高时,内能增加,pV 乘积增大,但压强不一定大,故A 错误;
B .饱和蒸汽压仅仅与温度有关,饱和蒸汽在等温变化的过程中,体积减小时压强不变,故B 正确;
C .液体表面层分子间距离较其内部分子间距离大,表面层分子间表现为引力,故C 错误;
D .一定质量的理想气体放出热量,根据热力学第一定律知分子内能可能减小,分子平均动能可能减少,故D 正确;
E .根据熵增原理可知,一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行,故E 正确; 故选BDE 。
12.BCD
【解析】
【详解】
A .由于气体分子间距很大,知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,不能算出气体分子的体积,故A 错误;
B .温度越高,分子热运动越明显,扩散现象越明显,故B 正确;
C .两个分子间的距离变大的过程中,分子间引力和斥力均减小,引力变化总是比斥力变化慢,故C 正确;
D .当分子间作用力表现为引力时,分子间的距离越大,分子力做负功,分子势能越大,故D 正确;
E .物体内能与物质的量、温度、体积和物态有关,故E 错误。
故选BCD 。
三、实验题:共2小题,每题8分,共16分
13.0.47; 0.70; 0.33; 大于; 不需要;
【解析】
【详解】
(1)依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,那么计数点“2”时小车的速度大小为:2132 4.30 5.0010/0.47/220.1
x v m s m s T -+==⨯=⨯ ;根据∆x=aT 2结合逐差法可得:2
22(7.727.10 6.45 5.70 5.00 4.30)100.70/90.1
a m s -++---⨯==⨯。
(2)根据牛顿第二定律可知mg-μ(M-m )g=Ma ,解得()1mg a g M μμ+-=
,由图可知,-μg=-3.3,解得
μ=0.33;
μ的测量值大于真实值,原因是滑轮与轴承、细线间有摩擦,纸带与打点计时器间有摩擦等;
(3)在此实验中,由于把小车和砝码的质量作为了整体,结合第二问可知,不需要满足悬挂钩码质量远小于木块和槽中的钩码总质量;
【点睛】
此题在求解加速度时还可这样做:纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比,还等于各段纸带中间时刻的速度之比,即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比,这种等效替代的方法减小了解题难度,要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
14.220 2 3.91 9.75
【解析】
【详解】
[1].电火花式打点计时器直接接在220V 的交流电源上即可。
[2].根据纸带可知打下连续两点时间间隔 10.02s t f
== 根据自由落体运动位移公式可知,开始时相邻两点间距离
22119.80.02m 1.96mm 2mm 22
h gt ==⨯⨯=≈。
[3].根据中点时刻的瞬间速度
3.91m/s 2BD C x v T
== [4].根据2x gt ∆=可知
2
222(8.027.63)10m/s =9.75m/s 0.02
g --⨯=。
四、解答题:本题共3题,每题8分,共24分
15.(1)sin A a g θ=;0B a =(23)【解析】
【详解】
解:(1)对B 分析:sin cos B mg mg ma θμθ-= 0B a =,B 仍处于静止状态
对A 分析,底面光滑,则有:mg sin A ma θ=
解得:sin A a g θ=
(2) 与B 第一次碰撞前的速度,则有:202A A v a L =
解得:A v =
所用时间由:1v A at =,解得:1t =
对AB ,由动量守恒定律得:1A B mv mv mv =+ 由机械能守恒得:
2221111222A B mv mv mv =+
解得:10,B v v ==(3)碰后,A 做初速度为0的匀加速运动,B 做速度为2v 的匀速直线运动,设再经时间2t 发生第二次碰撞,则有:2212
A A x a t = 22
B x v t =
第二次相碰:A B x x =
解得:2t =从A 开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的的时间:12t t t =+
解得:t =16.(1)0.5m (2)48N (3)10次。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)小球刚能完成一次完整的圆周运动,它到最高点的速度为v 0,在最高点,仅有重力充当向心力,则
有
20v mg m L
=① 在小球从最低点运动到最高点的过程中,机械能守恒,并设小球在最低点速度为v ,则又有
221011222
mv mg L mv =⋅+② 解①②有
1=v
滑块从h 高处运动到将与小球碰撞时速度为v 2,对滑块由能的转化及守恒定律有
22122
s mgh mg mv μ=⋅+ 因弹性碰撞后速度交换
2v =解上式有
h=0.5m
(2)若滑块从h=5m 处下滑到将要与小球碰撞时速度为u ,同理有
/2122
s mgh mu mg μ=
+⋅③ 解得
u =
滑块与小球碰后的瞬间,同理滑块静止,小球以u =
的速度开始作圆周运动,绳的拉力T 和重力
的合力充当向心力,则有 2
u T mg m L
-=④ 解④式得
T=48N
(3)滑块和小球最后一次碰撞时速度为
v =
滑块最后停在水平面上,它通过的路程为s′,
同理有
/212
mgh mv mgs μ=+'⑤ 小球做完整圆周运动的次数为
21s s n s '-
=+⑥
解⑤、⑥得
19s m '=
n=10次
17. (1)大小为15N ,方向竖直向下;(2)0.3s ;(3)02m/s 3m/s v <<
【解析】
【详解】
(1)设物块滑到圆轨道末端速度1v ,根据机械能守恒定律得
2112
mgR mv = 12m/s v =
设物块在轨道末端所受支持力的大小为F ,根据牛顿第二定律得
21v F mg m R
-= 联立以上两式代入数据得
15N F =
根据牛顿第三定律,对轨道压力大小为15N ,方向竖直向下。
(2)若
03m/s v =
则
10v v <
物块在传送带上加速运动时,由
mg ma μ=
得
25m/s a g μ==
加速到与传送带达到共速所需要的时间
0110.2s v v t a
-== 位移 10110.5m 2v v s t =+=
匀速时间
120
0.1s L s t v -=
= 故 120.3s T t t +==
(3)物块由传送带右端平抛
212
h gt = 恰好落到A 点
2s v t =
得
22m/s v =
恰好落到B 点
3D s v t +=
得
33m/s v =
当物块在传送带上一直加速运动时,做平抛运动的速度最大,假设物块在传送带上达到的最大速度为v ,由动能定理
2211122
mgL mv mv μ-=
得 2222212m /s 9m /s v >=
所以物块在传送带上达到的最大速度大于能进入洞口的最大速度,所以0v 应满足的条件是
02m/s 3m/s v <<。