2026年广东省广州市高考物理二模试卷(含解析)

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2026年广东省广州市高考物理二模试卷(含解析)

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2026年广东省广州市高考物理二模试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1.实验小组探究某金属的光电效应规律,测得遏止电压与入射光频率的关系如图所示。已知普朗克常量为,下列说法正确的是( )
A. 该金属的逸出功为
B. 增大入射光强度,也随之增大
C. 光电子最大初动能与入射光频率成正比
D. 只要照射时间足够长,任意频率的入射光均能使电子逸出
2.水中小气泡内气体可视为质量不变的理想气体,气体从状态等温膨胀至状态,再绝热收缩至状态,其图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 过程中,气体内能减小
B. 过程中,气体对外做功
C. 过程中,气体内能不变
D. 过程中,气体温度降低
3.如图是一款手机支架,其支撑面采用的特殊材料可与手机表面相互吸引。如图,若手机倾斜静置在支架上,则( )
A. 手机受到三个力作用
B. 支撑面对手机的支持力竖直向上
C. 支撑面对手机的摩擦力与支持力的合力竖直向上
D. 支撑面对手机的作用力大小等于手机的重力大小
4.如图为两个相干波源、在某一时刻形成的干涉图样,实线表示波峰,虚线表示波谷,、点在连线中垂线上,则下列选项中均为振动加强点的是( )
A. 、点 B. 、点 C. 、点 D. 、点
5.如图,两等量异种电荷分别固定在正方体的两条棱的中点,下列说法正确的是( )
A. 点与点的场强不同
B. 点与点的电势不同
C. 点与点的场强不同
D. 点与点的电势不同
6.如图,一投球机将小球从点以速度水平抛出,同时,位于点正前方地面点的机器人伸直手臂,以速度竖直起跳用手接球,忽略空气阻力和机器人在空中的姿态变化。已知点距地面高度为,、两点间水平距离为,起跳时手到地面的高度为。若机器人刚好在空中接球成功,则与的比值为( )
A. : B. : C. : D. :
7.我国计划在年前实现中国人首次登陆月球。已知近地卫星周期是近月卫星周期的倍,地球半径是月球半径的倍,则地球与月球的( )
A. 平均密度之比为: B. 平均密度之比为:
C. 第一宇宙速度之比为: D. 第一宇宙速度之比为:
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8.如图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电转换为图所示的正弦交流电,并加在一台理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为和,电压表为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时,就会在钢针和金属板间产生电火花进而点燃气体。开关闭合后,下列说法正确的有( )
A. 原线圈交流电压频率为 B. 原线圈交流电压有效值为
C. 时电压表示数为零 D. 实现点火需满足关系
9.如图为质谱仪的原理示意图,现有氕、氘两种粒子从容器下方的小孔无初速度纵入电势差为的加速电场。加速后垂直进入匀强磁场中,最后打在照相底片上,形成两条质谱线、。关于粒子在磁场中的运动,下列说法正确的有( )
A. 氕和氘的动能相等 B. 氕和氘的动量大小相等
C. 氕的运动时间比氘的短 D. 质谱线是由氕形成的
10.如图为某技术小组设计的电梯轿厢保护装置。某次测试中模拟轿厢坠落,当轿厢速度为时,触发其底部两个安全钳工作,轿厢开始减速,每个安全钳受到轨道的滑动摩擦力大小恒为一段时间后,轿厢接触缓冲弹簧,到达最低点时缓冲弹簧的压缩量为,轿厢停止运动。已知轿厢含安全钳的质量为,重力加速度大小为,缓冲弹簧始终在弹性限度以内且重力不计,空气阻力可忽略,从触发安全钳工作开始( )
A. 轿厢接触弹簧后,速度先增大后减小
B. 到最低点过程轿厢的平均速度大于
C. 轿厢接触弹簧前,加速度大小为
D. 轿厢到达最低点时,弹簧弹性势能为
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.下列是普通高中物理课程标准中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和分析。
如图,闭合开关后,小灯泡不亮,某同学用多用电表的直流电压挡查找电路故障。将两表笔分别接至、两处,红表笔应与 填“”或“”相连,此时电表示数接近电源电动势,若电路中只有一处故障,则该故障可能是小灯泡发生 填“短路”或“断路”。
在“观察电容器的充、放电现象”实验中,某同学根据图连接电路。将开关接,电容器充电,此过程电流随时间的变化可能为图中 填“甲”或“乙”图线;再将开关接,电容器放电,此过程电容器两端的电压随时间的变化可能为图中 填“丙”或“丁”图线。
如图是“用单摆测量重力加速度的大小”实验装置示意图。摆球静止时,用刻度尺测量悬线的长度,用游标卡尺测量摆球的直径,则摆长为 。将摆球从平衡位置拉开一个 填“大于”或“小于”的角度,静止释放。在摆球某次通过最低点时,按下秒表开始计时,同时将本次通过最低点计为第次;当摆球第次通过最低点时停止计时,测出这段时间,则此单摆的振动周期为 。
12.“筋膜枪”是利用内部电机带动“冲击头”高频冲击肌肉,缓解肌肉酸痛的装备。某同学测量一款筋膜枪的冲击频率,实验过程如下。
实验操作
如图,将打点计时器与铺有复写纸的垫板并排放置;
一条纸带穿过打点计时器限位孔,筋膜枪冲击头置于纸带上方固定位置并靠近纸带中线;
先开启打点计时器和筋膜枪,再用手拉动纸带,打点计时器放电针在纸带正面打出点迹的同时,筋膜枪冲击头击打纸带,通过复写纸在纸带背面印出点迹;
关闭打点计时器和筋膜枪,取走纸带;
重复上述操作,打出多条纸带,选取两面点迹清晰的一条纸带。
纸带处理
如图,用同一刻度尺比对纸带正面、背面点迹,正面的起始点标为,背面的起始点标为。在纸带正面取一个计时点标为,背面取一个计时点标为,使得,在纸带正面取另一个计时点标为,背面取另一个计时点标为,使得。
数据分析
图中纸带的运动方向是______填“向左”或“向右”,从纸带上的点迹可知打点计时器的“放电针”和筋膜枪的“冲击头”之间的水平距离为______;
数得间共个间隔,间共个间隔。已知打点计时器的打点频率为,由此可知该筋膜枪的冲击频率为______保留两位有效数字;
该实验中,纸带与限位孔之间的摩擦______填“会”或“不会”造成实验系统误差。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13.如图为透明材料制成的圆管横截面,用一束红光照射管外壁点,光线折射后射到管内壁点。已知该光线在点的入射角为,折射角为;管内壁半径为,管外壁半径为,求:
该材料对红光的折射率;
通过计算判断该光线射到管内壁点是否发生全反射。
14.如图,质量为的“”形金属导轨放在光滑的绝缘水平面上,其单位长度的电阻为,段长为,、段长均为。电阻不计、质量为的导体棒平行于放置在导轨上,且与导轨间的动摩擦因数为,紧靠左侧有两个固定于水平面的光滑绝缘立柱。空间中存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。在时,与间距为,对边施加水平向左的力使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为。已知重力加速度为,始终与导轨接触良好,求:
时回路中感应电流大小;
随时间变化的表达式。
15.图是用于工件加工的送料冲压机工作区示意图,矩形区域为可调速的传送带、矩形区域为固定冲压台,传送带和冲压台在同一平面内,且与水平面夹角。固定挡板与面垂直交于,在水平面内,且长,长。为的中点,每次工件停在点时被瞬间冲压。
图是工件运动的侧视图。调节传送带速度为,工件甲从点滑上传送带,恰好停在点。调节传送带速度为,工件乙从点滑上传送带,在点与甲碰撞,碰后乙停止,甲滑出冲压台,后续工件重复乙的运动和冲压过程。已知工件质量均为,滑入传送带和滑出冲压台的速度均为;工件与传送带、冲压台间动摩擦因数均为,与挡板间动摩擦因数,工件尺寸忽略不计且运动过程中与挡板间弹力视为不变;重力加速度取,,。
求工件在冲压台上滑行时,冲压台和挡板对工件弹力、的大小;
求工件在冲压台上滑行的加速度大小,及传送带速度、的大小;
现有个工件,要全部完成送料冲压,求发动机对传送带多做的功。
答案解析
1.【答案】
【解析】解:、根据光电效应方程,光电子的最大初动能,其中为金属的逸出功
遏止电压与最大初动能的关系为
联立可得
整理得
由图像可知,当时,对应的入射光频率为即截止频率,代入上式得
解得,故A正确;
B、遏止电压的大小由入射光频率和金属逸出功决定,与入射光强度无关,增大入射光强度仅会增加单位时间内逸出的光电子数,不会改变光电子的最大初动能,故不变,故B错误;
C、由光电效应方程,
可知,与是线性关系一次函数,但并非正比关系,故C错误;
D、只有当入射光频率截止频率时,才能发生光电效应,与照射时间无关,故D错误。
故选:。
根据光电效应方程与遏止电压公式,结合图像里的截止频率,辨析逸出功、光强、频率对光电效应各物理量的影响规律。
本题聚焦光电效应基础概念与图像分析,考点常规,易混淆光强和频率的作用,牢记方程结论就能快速判断选项。
2.【答案】
【解析】解:该过程为等温变化,理想气体内能仅由温度决定,温度不变则内能保持不变,故A错误;
B.该过程气体体积增大,气体向外界膨胀,因此气体对外界做功,故B正确;
C.该过程为绝热压缩,无热量交换,外界对气体做功,由热力学第一定律可得气体内能增大,故C错误;
D.理想气体内能与温度正相关,此过程内能增大,对应气体温度升高,故D错误。
故选:。
结合理想气体内能特点与热力学第一定律,分别分析等温、绝热过程的做功、内能、温度变化,逐一判断各选项。
本题依托图像综合考查气体状态变化规律,考点基础,侧重等温、绝热过程核心概念辨析,整体难度偏低。
3.【答案】
【解析】解:、对手机受力分析,受到竖直向下的重力,垂直斜面的支持力,斜面的吸引力,沿斜面向上的摩擦力,所以手机受到四个力,故A错误;
B、斜面对手机的弹力是垂直斜面的支持力,故B错误;
、由平衡条件可知,支架对手机的作用力与重力等大反向,支撑面对手机的摩擦力与支持力的合力跟重力与支架对手机的吸引力的合力等大反向,方向不是竖直向上,故C错误,D正确。
故选:。
对手机受力分析;根据弹力的方向分析;根据平衡条件分析。
考查了弹力的性质,受力分析的方法以及共点力平衡的特点与条件,熟练掌握受力分析等常用方法。
4.【答案】
【解析】解:、点处是两列波波峰与波谷叠加的地方,振动始终是最弱的,而、点处是两列波波峰与波峰或波谷与波谷叠加的地方,振动始终是加强的,点位于加强区,振动加强,、连线上的点均为振动加强点,故ABD错误,C正确。
故选:。
依据波的干涉叠加规律解题:先明确波峰遇波峰、波谷遇波谷为振动加强点,波峰遇波谷为振动减弱点;结合题图实线波峰、虚线波谷的交汇情况,判断各点叠加类型,同时利用中垂线波程差为零的特点,确定中垂线上所有点均为振动加强点,最终选出全部为加强点的选项。
本题围绕相干波干涉叠加原理,考查振动加强与减弱的判定规律、波程差与干涉结果的对应关系核心知识点,解题要点为依据峰峰相遇、谷谷相遇为加强点,峰谷相遇为减弱点,结合中垂线波程差为零的特点分析各点,考点基础直观,能扎实检验波的干涉图样读图与概念辨析能力。
5.【答案】
【解析】解:、两等量异种电荷形成的电场和过两点电荷连线中点的等势面如图所示
点与点位于两点电荷连线中点的中垂面上,切到面两点电荷的距离相等,故电场线的疏密程度相等,场强大小相等,分析均为指向,故场强相同;
点与点关于点对称,故场强相同,故AC错误;
、点与点位于两点电荷连线中点的等势面上,故电势相同;
点与点相比,点更靠近正点电荷,电势更高,点更靠近负点电荷,电势更低,故两点的电势不同,故B错误,D正确。
故选:。
围绕正方体上的等量异种电荷,分析各点的场强与电势。解题时,可利用对称性,先判断场强是否因点的位置对称而大小和方向均相同,再根据等量异种电荷的电势分布特点,分析各点到正负电荷的距离关系,判断电势是否相等。
本题考查等量异种电荷的电场对称性与电势、场强的叠加分析,解题要点是利用空间几何对称性,通过分析点到两电荷的距离关系,判断场强的矢量叠加结果是否相同、电势的标量叠加结果是否相等,能有效检验学生对电场叠加原理、电势标量性和场强矢量性的理解与空间几何分析能力。
6.【答案】
【解析】解:小球从点水平抛出后做平抛运动,机器人从点竖直起跳后做竖直上抛运动,两者同时开始运动并在空中相遇接球,设运动时间为。
水平方向小球做匀速直线运动,水平位移为,有。
竖直方向小球做自由落体运动,下落位移为;机器人做竖直上抛运动,上升位移为。两者初始高度差为,相遇时两者竖直位移之和等于高度差,即
可得,故ACD错误,B正确。
故选:。
以两者运动时间相同为核心条件,根据水平位移关系建立小球初速度与时间的方程,根据竖直位移之和等于初始高度差建立机器人初速度与时间的方程,通过两式相比求出两者初速度的比值。
本题考查抛体运动的相遇问题,通过将平抛运动与竖直上抛运动分解到水平、竖直方向,利用两者运动时间相同的条件,结合水平位移和竖直位移的关系求解初速度比值。
7.【答案】
【解析】解:近星卫星围绕中心天体做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力有,解得,则,由,得,可得,故AB错误;
设星球的第一宇宙速度为,由万有引力提供向心力可得,解得星球第一宇宙速度为,则,联立解得,故C正确,D错误。
故选:。
根据万有引力提供向心力结合密度公式列式求解;根据万有引力提供向心力导出第一宇宙速度表达式列式解答。
考查万有引力与圆周运动的相关知识,重点在于理解万有引力定律和宇宙速度的概念,属于中等难度考题。
8.【答案】
【解析】解:、由图可知交流电的周期为:,解得原线圈交流电压频率为:,故A正确;
B、由图可知交流电的最大值为:,则原线圈交流电压有效值为:,故B错误;
C、电压表的示数是交流电的有效值,则时电压表示数始终为,故C错误;
D、由题意可知,瞬时电压大于即火花放电,即副线圈输出电压最大值为,根据变压比可知,所以实现燃气灶点火的条件是,故D正确。
故选:。
根据图得到原线圈电压的最大值及周期,由周期与频率关系即可求出交流电的频率,根据有效值与最大值的关系求出电压表的示数;当变压器副线圈电压的瞬时值大于时,就会点火,根据电压与线圈匝数比的关系即可求解。
本题考查了变压器的构造和原理,掌握理想变压器的电压、电流和匝数之间的关系,知道电压表的示数为有效值。
9.【答案】
【解析】解:、离子通过加速电场的过程,有
因为氕、氘离子的电荷量相同,质量依次增大,故进入磁场时动能相同,速度依次减小,故A正确;
B、结合,
结合,故氘的动量大于氕,故B错误;
C、由
氕、氘离子在磁场中运动的周期依次增大,离子在磁场中运动的时间均为半个周期,故在磁场中运动时间由大到小依次为氘、氕,故C正确;
D、由及
可得,故氕、氘离子在磁场中的轨迹半径依次增大,所以、三条“质谱线”依次对应氘、氕,故D错误。
故选:。
依据动能定理分析加速后动能,结合洛伦兹力圆周运动规律,对比动量、运动时间及轨道半径,判断粒子对应谱线。
本题以质谱仪为背景,综合带电粒子加速与偏转的电磁学核心考点,侧重比质量相关物理量的规律推导与对比分析。
10.【答案】
【解析】解:轿厢接触弹簧前,受俩个安全钳的滑动摩擦力为,此时轿厢减速,可知,所受合力为,方向向上,接触弹簧后,弹力方向向上,故合力方向向上,所以可知轿厢仍在减速,故A错误;
B.轿厢初速度为,末速度为,其中接触弹簧过程做加速度增大的减速运动,所以可知平均速度大于,故B正确;
C.轿厢接触弹簧前所受合力为,加速度大小为,故C正确;
D.轿厢在整个过程中受摩擦力作用,根据能量守恒定律,设轿厢下落到达弹簧,到达最低点弹性势能为故可得:,故可得,其中未消去,故D错误。
故选:。
多过程运动,轿厢与弹簧接触前为受恒力影响的匀变速直线运动,由此进行分析;
与弹簧接触后因压缩弹簧,此时弹力因压缩量的变化而变化,但此时又受到摩擦力,摩擦大小恒定,故用能量守恒定律进行分析。
解决本题要熟练掌握牛顿第二定律和弹簧类问题中的能量守恒定律。
11.【答案】
断路


小于

【解析】解:多用电表直流电压挡测量需遵循“红正黑负”规则,红表笔接高电势端。由电路图可知,端靠近电源正极,电势高于端,因此红表笔应与相连;
若小灯泡断路,、两点分别通过导线与电源正、负极相连,多用电表测量的是电源路端电压,示数接近电源电动势;
若小灯泡短路,、两点等势,电压表示数为,因此故障为小灯泡断路。
电容器充电时,初始时刻电容器两端电压为,回路充电电流最大;随着电容器电荷量增加,两端电压升高,充电电流逐渐减小,最终充满电时电流降为,电流随时间从最大值衰减至,对应图的甲图线;
电容器放电时,初始时刻电容器充满电,两端电压为最大值;放电过程中,电容器电荷量、两端电压均按指数规律衰减至,电压下降速率逐渐变慢,对应图的丙图线。
单摆摆长定义为悬点到摆球球心的距离,已知悬线长度为,摆球直径为,因此摆长为
单摆周期公式成立的前提是摆球做简谐运动,要求摆角小于
单摆一个完整周期内会次经过最低点。从第次通过最低点计时,到第次通过最低点,共有个时间间隔,每个间隔对应半个周期
因此总时间,
整理得周期。
故答案为:,断路;甲,丙;,小于,。
依据多用电表红正黑负接线规则,结合电压表示数特征判断故障类型;
结合电容器充放电时电流、电压的动态变化规律,匹配对应图像;
依据单摆摆长定义、简谐运动摆角条件,结合最低点经过次数推导周期表达式。
本题综合三大高中物理必考基础实验,全面考查实验原理、操作细节与公式推导,考点基础全面,侧重实验细节理解。
12.【答案】向左; 向左不会
【解析】解:打点计时器与筋膜枪冲击头为固定位置,二者打点的水平间距恒定。纸带向左运动时,先经过冲击头位置背面打点,再经过打点计时器位置正面打点,结合纸带刻度与点迹的对应关系,可判断纸带向左运动;
水平距离:,打点计时器的放电针与筋膜枪冲击头的水平距离,等于二者起始打点位置的刻度差,即正面起点刻度与背面起点的刻度差值,为;
打点计时器的打点频率,因此打点周期
代入数据可得
相同的纸带位移内,纸带的运动时间唯一,的个打点间隔对应的总时间,与的个冲击间隔对应的总时间完全相等,总运动时间
筋膜枪冲击频率
实验的核心是同一段纸带的同一位移,运动时间唯一,纸带与限位孔的摩擦仅会改变纸带的运动速度,但不会改变位移与时间的对应关系,也不影响点迹间隔数的统计,因此不会造成实验系统误差。
故答案为:向左;;;不会。
依据纸带点迹的位置分布判断运动方向,结合正反面等距点迹的刻度尺读数差值,求解两装置水平距离;
先由打点计时器频率得到基础时间间隔,再结合两组点迹间隔数的比例关系,计算筋膜枪冲击频率;
本实验仅统计点迹间隔个数,纸带摩擦不会改变间隔数量,因此不会造成系统误差。
本题结合生活创新实验考查打点计时器原理应用,侧重比例计算与误差辨析,情境新颖且考点基础。
13.【答案】该材料对红光的折射率为 通过计算判断该光线射到管内壁点能发生全反射
【解析】解:由折射定律可得
解得
设发生全反射临界角为,由,代入得
如图
设从点入射的入射角为,由正弦定理可得
解得
故在点发生全反射
答:该材料对红光的折射率为;
通过计算判断该光线射到管内壁点能发生全反射。
根据折射定律求该材料对红光的折射率;
根据全反射的临界角公式和正弦定理判断该光线射到管内壁点是否发生全反射。
本题考查光的折射与全反射的综合问题,解题时需注意,光投射到两种介质的界面上会发生反射和折射,入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律,当光从光密介质射向光疏介质中时,若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。
14.【答案】时回路中感应电流大小为 随时间变化的表达式为
【解析】解:在时刻,导轨的速度,位移,此时回路中的感应电动势,总电阻。
根据闭合电路欧姆定律可知,感应电流大小,联立以上各式并代入数据,解得。
在任意时刻,导轨的速度,位移,回路中的感应电动势,总电阻。
此时回路中的感应电流,导轨边受到的向右安培力,受到的向右摩擦力。
对导轨应用牛顿第二定律有,联立上述各式,解得外力随时间变化的表达式为,其中。
答:时回路中感应电流大小为;
随时间变化的表达式为。
导轨由静止开始匀加速直线运动,通过匀加速直线运动规律确定时刻导轨的速度和位移。回路中切割磁感线的有效长度为段长,感应电动势由导体棒切割磁感线产生。回路总电阻需考虑导轨单位长度电阻,并计算时刻导轨、段与段的总长度。利用闭合电路欧姆定律即可求得感应电流大小。
在任意时刻,导轨的速度和位移同样由匀加速直线运动规律确定。回路感应电动势和总电阻随导轨位移变化,由此得到回路感应电流。导轨边所受安培力方向与运动方向相反,同时导轨还受到导体棒施加的向右的滑动摩擦力。对导轨整体应用牛顿第二定律,合外力需克服安培力、摩擦力并提供加速度,从而建立与时间的关系式。
本题综合考查电磁感应与动力学、电路的综合应用,涉及匀变速直线运动规律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力计算及牛顿第二定律。题目计算量中等,难度中等偏上,重点在于分析动态变化过程中感应电动势、回路电阻、安培力及外力之间的相互制约关系。学生需准确构建导轨运动与电路参数的函数联系,并细致处理回路有效切割长度与总电阻随位移变化的几何关系,对逻辑推理和建模分析能力有较高要求。第二问中安培力表达式的推导以及最终外力表达式的得出,体现了对物理过程综合分析能力的考查。
15.【答案】冲压台对工件的弹力大小为,挡板对工件的弹力大小为 工件在冲压台上滑行的加速度大小为,传送带速度为,为 发动机对传送带做的功为
【解析】解:工件在冲压台面上滑动时,沿垂直于平面的方向受力平衡,故冲压台对工件的支持力为:
,解得:;
由于挡板垂直于平面且位于水平面内,工件沿方向运动时,其重力沿斜面向下的分力与挡板提供的弹力相平衡,则有:
,解得:。
工件在冲压台上运动时,受到来自台面和挡板的摩擦力,总摩擦力大小为:
,解得:
根据牛顿第二定律得工件滑行的加速度大小为:
,解得:
工件甲恰好停在点,从到的过程应用运动学公式得:
,其中:,解得:
工件在传送带上先加速至后匀速,因此。
工件乙在点与甲发生碰撞后停止,甲由此获得速度。甲从点运动至点,并恰好以的速度滑出,满足,
其中:,解得:
工件乙从到的过程满足:,解得:
故传送带速度:。
每个工件在传送带上从初速加速至传送带速度的过程中,发动机对传送带额外所做的功,等于传送带克服滑动摩擦力所做的功。
工件在传送带上匀加速过程的加速度均为
工件在传送带上匀加速过程的时间为:
此过程传送带克服滑动摩擦力所做的功为:
代入已知数据可得:
对于工件甲有:
可得:
对于后续的个工件乙有:
可得每个工件额外做功:
发动机对传送带多做的功为:
解得:。
答:冲压台对工件的弹力大小为,挡板对工件的弹力大小为。
工件在冲压台上滑行的加速度大小为,传送带速度为,为。
发动机对传送带做的功为。
工件在斜面上的冲压台滑行时,冲压台对工件的弹力需平衡重力垂直于斜面方向的分量;同时工件沿斜面运动,其重力沿斜面向下的分力由挡板提供的水平弹力来平衡,据此可分别求出和。
工件在冲压台上运动时,受到来自台面和挡板的滑动摩擦力,其合力与质量之比即为加速度。工件甲从点恰好停在点,利用匀变速直线运动规律可求出其到达点的速度,该速度等于传送带速度。工件乙需在点与甲碰撞后使甲获得一个初速度,使得甲能从点滑至点并以滑出,通过逆向分析甲从到的运动求出碰撞后甲在点的速度,再结合乙从到的匀减速过程,即可求出乙到达点的速度,即传送带速度。
发动机多做的功等于每个工件在传送带上加速过程中动能增量与摩擦生热之和,其表达式可化简为与传送带速度和工件初速度相关的形式。第一个工件对应传送带速度为,后续个工件对应速度为,分别计算后再求和即可得到总功关于的表达式。
本题是一道综合性较强的力学应用题,涉及斜面传送带、碰撞、能量转化等多个核心物理模型。题目巧妙地将运动学、动力学与功能关系相结合,考查学生对复杂过程的分析与建模能力。计算量适中但思维链条较长,需要清晰梳理工件在传送带加速、冲压台减速以及碰撞前后的能量与动量变化。亮点在于通过设置两种传送带速度和,将单个工件的运动与多个工件连续加工的功的计算联系起来,既考查匀变速直线运动规律的应用,也深入考查摩擦力做功与能量转化的理解。
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