2026年甘肃省陇南市康县三校高考物理一模试卷(含解析)

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2026年甘肃省陇南市康县三校高考物理一模试卷(含解析)

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2026年甘肃省陇南市康县三校高考物理一模试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 诗句“卧看满天云不动,不知云与我俱东”中的“云不动”选择的参考系是“我”
B. 重庆北站开往成都东站的次列车于:出发指的是时间间隔
C. 重庆市出租汽车起步价元公里,其中“公里”指的是位移
D. 篮球比赛中,裁判判断运动员是否犯规时,是将运动员看作质点
2.蹦极是很多年轻人喜欢的一项运动,蹦极运动过程可简化如下:如图所示,将游客视为质点,原长为的弹性绳一端固定在点,另一端和游客相连。游客从点自由下落,至点时弹性绳自然伸直,经过点时合力为零,到达最低点,然后弹起,整个过程沿竖直方向,弹性绳始终在弹性限度内,重力加速度,不计游客受到的空气阻力。关于游客从的过程中,下列说法正确的是( )
A. 游客从过程做自由落体运动,速度越来越大,其惯性也逐渐增大
B. 游客此次体验完全失重的时间为
C. 游客经过点时速度最大
D. 游客从过程做减速运动,该过程中游客对弹性绳的拉力小于弹性绳对游客的拉力
3.某人造月球卫星近月点高度为为月球半径,远月点高度为,已知在月球表面附近的重力加速度为,忽略月球的自转,则( )
A. 卫星远月点速度大于近月点速度 B. 从近月点运动到远月点,卫星机械能增加
C. 该卫星的最小加速度为 D. 该卫星的运动周期为
4.艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。如图为某运动员进行的带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波时的波形图如图甲所示,质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 简谐波沿轴负方向传播 B. 该时刻点的位移为
C. 再经过,点到达波谷位置 D. 质点的振动方程为
5.某国产直升机在我国某地上空悬停,长度为的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动俯视,转动角速度为。该处地磁场的水平分量为,竖直分量为。叶片的近轴端为,远轴端为。忽略转轴的尺寸,则叶片中感应电动势为( )
A. ,端电势高于端电势 B. ,端电势低于端电势
C. ,端电势高于端电势 D. ,端电势低于端电势
6.现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向某地万个额定电压为、额定功率为的灯供电。当发电机输出如图乙所示的电压时,该地的灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的,输电导线的等效电阻为。则下列说法正确的是( )
A. 风力发电机的转速为
B. 风力发电机内输出的电能为
C. 降压变压器原、副线圈匝数比为:
D. 升压变压器副线圈输出的电压的最大值为
7.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象.所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用.下列关于能量耗散的说法中正确的是( )
A. 能量耗散说明能量不守恒
B. 能量耗散不符合热力学第二定律
C. 能量耗散过程中能量不守恒
D. 能量耗散是从能量转化的角度,反映出自然界中的宏观过程具有方向性
二、多选题:本大题共3小题,共15分。
8.某同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象。他在地面上用台秤称得自己的体重为,再将台秤移至电梯内称其体重,电梯从时由静止开始运动到时停止,得到台秤的示数随时间变化的图像如图所示,取。下列说法正确的是( )
A. 在内,该同学处于失重状态
B. 在内,该同学的重力减小了
C. 在内,电梯向下运动的距离为
D. 在内,该同学处于超重状态,台秤示数为
9.如图所示,在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道,其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为,长度为。一位于管道一端中心的粒子源向管道内各方向均匀发射出大量速度为的相同带电粒子,粒子在磁场力作用下打到管壁上,与管壁发生弹性碰撞,多次碰撞后从另一端射出,且沿轴线进入管道的粒子恰好垂直打在管壁上,单位时间进入管道的粒子数为,粒子电荷量为,不计粒子的重力、粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的圆弧半径为
B. 粒子质量为
C. 管道内的等效电流为
D. 粒子束对管道的平均作用力大小为
10.如图是常用的学生饭卡内部实物图,其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时,刷卡机会激发变化的磁场,从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作,已知线圈面积为,共匝,某次刷卡时,线圈平面与磁场垂直,且全部处于磁场区域内,在感应时间内,磁感应强度方向向外且由均匀增大到,此过程中( )
A. 线圈中产生的感应电流方向为顺时针 B. 线圈中磁通量变化量为
C. 线圈中感应电动势大小为 D. 边所受安培力变大
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11.如图所示,实验小组利用打点计时器、铁架台、重锤、纸带、刻度尺等器材,通过研究自由落体运动测量重力加速度,已知交流电源频率为。
下列实验步骤正确的操作顺序为 填步骤前的字母。
A.先接通电源,待打点计时器稳定打点后,再释放纸带
B.将纸带穿过打点计时器的限位孔,下端固定在重锤上,用手捏住纸带上端保持静止
C.在纸带上选取合适的一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录并分析数据
D.关闭电源,取下纸带
图所示是纸带上连续打出的五个点、、、、到起点的距离,利用逐差法计算重力加速度 结果保留位有效数字。
若绘制关系图像为某点速度,为对应下落高度,理论上该图像的斜率为 用表示。
12.某同学想通过测绘小灯泡的图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下:
待测小灯泡一只,额定电压为,电阻约为几欧;
电压表一个,量程,内阻约为;
电流表一个,量程,内阻约为;
滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导线若干。
请在图甲中补全实验电路图以完成电压、电流测量 。
图甲中开关闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于 填“端”,“端”或“中间位置”。
该同学通过实验作出小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡在额定工作状态时的电阻为 。保留两位有效数字
实验中该同学发现仪器柜中没有电压表,但有满偏电流为,内阻为的电流计,该同学想把它改装成电压表使用,则应 联一个 的电阻即可。
若把此小灯泡与电动势、内阻的电源直接连接,灯泡实际功率约为 。保留两位有效数字
四、计算题:本大题共3小题,共43分。
13.某介质均匀的玻璃砖截面如图所示。下边界是半径为的半圆弧,以其圆心为坐标原点建立坐标系,上边界是半径为的优弧,圆心坐标为。为测定该玻璃砖的折射率,在处放置一单色光源,发现上边界有光线射出的区域恰好覆盖了半圆,不考虑光在玻璃砖内反射后再射出。空气中的光速为,求:
该玻璃砖的折射率;
能从上边界射出的光线在玻璃砖中传播的最长时间。
14.如图所示,在平面内,第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为;第二象限内有沿轴负方向的匀强电场,电场强度为。质量为、带负电的粒子从轴上的点以速率为、与轴成角射入第一象限。在磁场中偏转后,恰好垂直于轴射出第一象限。已知,不计粒子的重力。求:
粒子的电荷量的大小;
粒子从点到第次到达轴所用的时间;
若处有一粒子源,向第一象限各个方向发射速率为的同种粒子,则粒子第一次到达轴正半轴时,与轴交点的纵坐标的范围。
15.如图所示,为竖直平面内光滑四分之一圆弧轨道,半径,长度的水平传送带,左端与圆弧轨道最低点连接,右端上表面与固定平台等高并紧靠。平台上固定有一底端处开口且略微错开的竖直圆轨道。一质量的滑块视为质点,从圆弧轨道最高点处静止释放,经过传送带,从处进入圆轨道后,在始终沿轨迹切线方向的外力作用下做匀速圆周运动,外力施加前后速率不变。运动一周后撤去外力,滑块再次通过点之后向右滑动,与位于平台处的轻质挡板相撞并粘连。已知滑块与传送带表面的动摩擦因数,与圆轨道间的动摩擦因数,与右侧平台间的动摩擦因数,左侧平台光滑,。轻弹簧初始为原长,左端与轻质挡板铰接,右端固定,其劲度系数。弹簧弹性势能的表达式为弹簧形变量,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计经过各连接处的能量损失,重力加速度。
求滑块下滑至圆弧轨道最低点时,轨道对滑块的支持力大小;
若传送带不转,求滑块滑到圆轨道处的速度大小;
若传送带以顺时针转动,求滑块经过传送带因摩擦而产生的热量;
若传送带以逆时针转动,求滑块从冲上传送带到弹簧第一次被压缩到最短的过程中因摩擦而产生的热量。
答案解析
1.【答案】
【解析】解:、诗句“卧看满天云不动”中,“云不动”是描述云相对于观察者静止的状态,参考系为观察者自身,故A正确;
B、“:”表示列车出发的具体时间点,是时刻而非时间间隔,故B错误;
C、出租车起步价中的“公里”指车辆行驶的实际路径长度,是路程,位移为起点到终点的直线距离,二者不同,故C错误;
D、判断犯规需分析运动员的动作细节如接触位置、肢体动作,不能忽略其大小和形状,不能视为质点,故D错误。
故选:。
结合参考系、时刻与时间间隔、位移与路程、质点的定义,结合生活情境逐一判断各选项概念描述正误。
本题依托生活诗词与日常场景考查运动学基础概念,题目简单基础,侧重易混概念的辨析区分。
2.【答案】
【解析】解:惯性只与物体质量有关,不管游客速度如何变化,游客的质量不变,故全过程游客的惯性不变,故A错误;
B.游客在做自由落体运动时,是出于完全失重状态,由自由落体运动公式
解得,故B正确。
C.游客从点自由下落,至点时弹性绳自然伸直,游客在点时,弹性绳刚有弹力,合力向下,游客依旧处于加速向下运动,游客经过点时合力为零,此时速度最大,故C错误;
D.游客对弹性绳的拉力和弹性绳对游客的拉力互为相互作用力,两个力不管游客超重还是失重,游客加速还是减速,大小均相等,故D错误。
故选:。
惯性只与物体质量有关。压力大于重力,物体处于超重状态;压力小于重力,物体处于失重状态。自由落体运动的时间公式。
考查影响惯性的因素,超重和失重的特点,自由落体运动的下落时间。
3.【答案】
【解析】解:月球半径为,卫星的近月点高度为,则其近月点轨道半径;远月点高度为,则其远月点轨道半径。根据黄金代换公式可知。
A、根据开普勒第二定律面积定律可知,卫星在近月点的轨道半径小,速度大;在远月点的轨道半径大,速度小,故A错误;
B、卫星在绕月球运动的过程中,只有月球的万有引力做功,其机械能守恒,故B错误;
C、根据万有引力提供向心力可知,加速度,当卫星位于远月点时半径最大,加速度最小,代入数据解得,故C正确;
D、该椭圆轨道的半长轴,根据开普勒第三定律,代入数据解得周期,故D错误。
故选:。
题目描述人造卫星绕月球运行的椭圆轨道运动,近月点和远月点高度已知。分析过程需关注卫星在椭圆轨道上遵循的开普勒定律及万有引力规律。已知条件为近月点与远月点的高度关系及月球表面重力加速度,待判断四个选项的正确性。核心逻辑是依据开普勒第二定律分析速度大小关系,根据机械能守恒条件判断机械能变化,通过万有引力提供向心力及月球表面重力与万有引力的关系推导最小加速度,并利用开普勒第三定律比较椭圆轨道与圆轨道的周期关系。
本题综合考查天体运动中椭圆轨道的基本规律与万有引力定律的应用。题目以近月点和远月点高度为具体数据,要求学生分析卫星在椭圆轨道上的速度大小关系、机械能守恒性、加速度极值以及运动周期的计算。本题计算量适中,但需要学生清晰掌握开普勒定律的内涵,并能够将椭圆轨道与圆周运动的相关公式进行灵活转换与联系。难点在于判断最小加速度的位置并进行定量计算,以及运用开普勒第三定律比较椭圆轨道与贴近表面圆轨道的周期关系,有效考查了学生对天体运动模型的综合分析与推理能力。
4.【答案】
【解析】解:由乙图可知,时,质点向上运动,根据同侧法,波沿轴正方向传播,故A错误;
B.由图甲可知,波长,由点和点平衡位置相距可知,时点的位移为:,故B错误;
C.波沿轴正方向传播,根据同侧法可知时刻向下振动,时点的位移为,再经过,点到达波谷位置,故C正确;
D.时点向下振动,故质点的振动方程为,故D错误。
故选:。
根据同侧法判断传播方向;点和点平衡位置相距,根据振动情况求解点的位移;时点向下振动,根据振动时间结合振动情况确定的位置;根据振动方程的一般表达式求解质点的振动方程。
本题主要是考查了波的图像;解答本题关键是要掌握振动的一般方程,知道方程中各字母表示的物理意义,能够根据图像直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向,知道波长与波速、周期之间的关系。
5.【答案】
【解析】解:螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动,叶片切割磁感线产生的感应电动势为
我国地磁场竖直分量方向向下,根据右手定则可知,端电势低于端电势,故ABC错误,D正确。
故选:。
螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动,切割磁感线产生感应电动势。端转动的线速度大小为,根据求叶片中感应电动势。根据右手定则判断电势高低。
解决本题的关键要会推导转动切割产生感应电动势的表达式,要掌握应用右手定则判断感应电动势方向的方法。
6.【答案】
【解析】解:由图乙可知,交流电的频率为
因此风力发电机的转速,故A错误;
B.万个额定功率为的灯正常工作时,赛区灯消耗的功率
输电线上损失的功率
风力发电机的输出功率为
因此风力发电机输出的电能,故B错误;
C.输电线路损失的功率
又根据功率公式,输电线上的瞬时功率
代入数据解得输电线上的电流
通过降压变压器副线圈的电流
根据理想变压器电流与匝数比的关系,降压变压器原、副线圈匝数比,故C正确;
D.输电线路损失的电压
根据理想变压器电压与匝数比的关系,降压变压器原线圈两端电压
升压变压器副线圈输出的电压有效值为
因此升压变压器副线圈输出的电压的最大值,故D错误。
故选:。
A.根据图乙得到交流电的周期,根据求风力发电机的转速;
B.求区灯消耗的功率,再根据题意求输电线上的损失功率,根据能量关系求发电机输出功率,最后根据做功公式求发电机输出的电能;
C.根据功率公式,求输电线上的电流,根据功率公式求降压变压器副线圈中的电流,再根据理想变压器电流与匝数比的关系求降压变压器的匝数比;
D.根据公式求输电线上的电压损失,根据理想变压器电压与匝数比的关系求降压变压器原线圈两端电压,根据电压关系求升压变压器副线圈两端电压,最后根据交流电有效值与最大值的关系求升压变压器副线圈电压的最大值。
本题主要考查了理想变压器的电压与匝数比、电流与匝数比的关系,由于输电线电阻的存在,输电线上电压和功率都要发生损失,弄清输电过程中的功率关系、电压关系和电流关系是解题的关键。
7.【答案】
【解析】解:、能量耗散的过程中是能量向品质低的大气内能转变的过程,但是总的能量是守恒的,能量不能凭空产生,也不能凭空消失,故AC错误;
B、能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性,符合热力学第二定律,故B错误。
D、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性,故D正确
故选:。
解答本题的关键是充分理解热力学第二定律,正确理解能量耗散和能量的转化与守恒.
本题考查了热力学第二定律的应用,要从多个角度来了理解该定律,可以通过加强练习来加深理解.
8.【答案】
【解析】解:、在内其视重比重力小,即在内,该同学处于失重状态,故A正确;
B、由选项分析可知,在内,该同学处于失重状态,但其重力不变,故B错误;
、由,内,根据牛顿第二定律
可得
电梯最后静止,设内加速度为,则有
可得
内,该同学处于超重状态,根据牛顿第二定律
解得
在内,电梯向下运动的距离为
故C正确,D错误。
故选:。
根据台秤示数与重力的关系,结合牛顿第二定律判断加速度方向,确定超重失重状态;
利用匀变速直线运动公式计算各阶段位移,求和得总位移;
本题的关键是:超重失重的本质是加速度方向加速度向上超重,向下失重,与速度方向无关;重力由质量和重力加速度决定,与运动状态无关;匀变速直线运动的位移可通过“平均速度时间”或“”计算,匀速运动位移为“速度时间”。
9.【答案】
【解析】解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,由于沿轴线进入管道的粒子恰好垂直打在管壁上,根据几何关系可知,粒子在磁场中运动的圆弧半径为,故A正确;
B.粒子在磁场中运动的圆弧半径为,则有
代入数据得,故B正确;
C.单位时间进入管道的粒子数为,根据电流的定义式,故C错误;
D.由于,则粒子束对管道的平均作用力大小在宏观上等于磁场对电流的安培力,则有
结合上述解得,故D正确。
故选:。
先由沿轴线进入的粒子垂直打管壁的几何关系确定圆周运动半径,再通过洛伦兹力提供向心力求出粒子质量,接着根据等效电流的定义分析其表达式,最后利用动量定理计算粒子束对管道的平均作用力。
本题以圆柱形管道内带电粒子在磁场中的弹性碰撞运动为载体,融合了圆周运动、洛伦兹力、等效电流与动量定理,情境清晰且考查全面,能有效检验学生几何分析与物理模型构建的能力,难度偏易。
10.【答案】
【解析】解:磁感应强度向外均匀增大,由楞次定律可得感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根据安培定则可知感应电流为顺时针方向,故A正确;
B.线框中磁通量最大为,磁通量的大小与线圈匝数无关,故B错误;
磁感应强度方向向外且由均匀增大到电动势大小为,电动势大小不变,线框中产生的感应电流一直不变,磁感应强度变大,安培力逐渐变大,故C错误,D正确。
故选:。
11.【答案】

【解析】解:实验操作需遵循“先固定器材通电后释放关电源取纸带分析数据”的顺序,故正确的操作顺序为。
由逐差法可知,
由自由落体规律得
故图像斜率为。
故答案为:;;。
实验操作需先将纸带穿过打点计时器并固定重锤,再接通电源待稳定后释放纸带,实验结束关闭电源取下纸带,最后选取合适段测量分析,故顺序为;
根据匀变速直线运动的逐差法原理,相邻两点时间间隔由电源频率确定,通过纸带上点间距离的差值,代入的变形公式即可求解重力加速度;
自由落体运动中,由速度与位移的关系可知,与成线性关系,因此图像的斜率理论上等于。
本题围绕自由落体测重力加速度的实验,考查操作顺序、逐差法数据处理及图像分析,需熟练掌握实验步骤与匀变速直线运动规律。
12.【答案】



【解析】解:电压表内阻远大于待测小灯泡的电阻,故应采用电流表外接法,电路图如图所示
图甲中开关闭合之前,应使测量电路处于短路状态,故把滑动变阻器的滑片置于端。
由图乙知,则小灯泡在额定电压工作状态时电流为,则电阻为。
电流表改装成电压表需要串联一个电阻分压,根据欧姆定律知。
若把此小灯泡与电动势、内阻的电源直接连接,灯泡实际电压为、电流为,
代入数据整理得,当,,当,,在图乙画出上式的图像如图所示
两图线的交点表示灯泡与该电源连成闭合回路,灯泡的实际电压约为,实际电流约为,
则灯泡实际功率约为。
故答案为:;
端;;串;;。
根据题意确定电流表的接法,然后完成实验电路图。
滑动变阻器采用分压接法,闭合开关前滑片要置于分压电路分压为零的位置。
根据图示图像应用欧姆定律求出灯泡电阻。
根据串联电路特点与欧姆定律求解。
作出电源的图像,然后根据图示图像应用电功率公式分析答题。
知道实验注意事项,理解实验原理,分析清楚图示电路结构,应用串联电路特点与欧姆定律、电功率公式即可解题;要掌握应用图像法处理实验数据的方法。
13.【答案】该玻璃砖的折射率是 能从上边界射出的光线在玻璃砖中传播的最长时间是
【解析】解:由题意可知光线恰好在点发生全反射,如图所示
根据全反射临界角公式可得
由几何关系可得
解得该玻璃砖的折射率为
光线在玻璃砖中的传播速度为
光线沿轴方向从上边界射出时,在玻璃砖中的传播距离最大,如图所示
则有
从上边界射出的光线在玻璃砖中传播的最长时间为
联立解得
答:该玻璃砖的折射率是;
能从上边界射出的光线在玻璃砖中传播的最长时间是。
找到刚好能从玻璃砖上边界射出的临界光线,通过几何关系确定该光线在上边界的入射角等于全反射临界角,再结合临界角与折射率的关系计算出玻璃砖的折射率;
光在玻璃砖中的传播速度由折射率决定,最长传播时间对应从光源到上边界的最长路径,用最长路径除以光在介质中的速度即可得到最长传播时间。
本题以特殊形状玻璃砖为载体,融合了光的折射、全反射与几何分析,考查临界条件判断与路径计算,侧重几何光学的综合应用,能有效检验空间想象与物理规律结合的能力。
14.【答案】粒子的电荷量的大小为 粒子从点到第次到达轴所用的时间为 若处有一粒子源,向第一象限各个方向发射速率为的同种粒子,则粒子第一次到达轴正半轴时,与轴交点的纵坐标的范围为
【解析】解:如图所示,
由几何关系:
洛伦兹力提供向心力:
解得
粒子第一次在磁场中做圆周运动的时间:
其中为带电粒子做圆周运动的周期,即:
粒子在电场中往返运动,根据动量定理:
粒子第二次在磁场中运动的时间正好是半个周期,即
粒子运动的总时间:
如图,当粒子在磁场中恰好转过半圆时,其第一次到达轴的纵坐标最大
由几何关系可知
当粒子沿轴负方向发射时,其第一次到达轴的纵坐标最小,
故粒子第一次到达轴时的纵坐标的范围为:
答:粒子的电荷量的大小为;
粒子从点到第次到达轴所用的时间为;
若处有一粒子源,向第一象限各个方向发射速率为的同种粒子,则粒子第一次到达轴正半轴时,与轴交点的纵坐标的范围为。
利用带电粒子在磁场中做圆周运动的几何关系确定轨道半径,结合洛伦兹力公式求电荷量;
分析粒子在磁场、电场中的多次运动过程,分段计算时间;
考虑不同发射方向时粒子轨迹的最大和最小坐标,利用几何方法找范围。
本题考查带电粒子在复合场中的多过程运动,核心是画准轨迹图,利用几何关系确定圆心、半径、圆心角,结合周期、动量定理等知识分段求解时间和位移范围。
15.【答案】滑块下滑至圆弧轨道最低点时,轨道对滑块的支持力大小为;
若传送带不转,滑块滑到圆轨道处的速度大小为;
若传送带以顺时针转动,滑块经过传送带因摩擦而产生的热量为;
若传送带以逆时针转动,滑块从冲上传送带到弹簧第一次被压缩到最短的过程中因摩擦而产生的热量为
【解析】从到:
解得
在点:
解得
根据牛顿第三定律,压力大小
到点的速度为,有:
解得
滑块以速度冲上传送带后,先做匀减速再匀速运动匀减速时间;
滑块与传送带相对位移:
产生的摩擦热:
解得
滑块的整个运动过程有三段产生摩擦热,具体分析如下:第一段过程为滑块以速度冲上传送带过程通过传送带时间:
滑块与传送带相对位移:
此过程产生的摩擦热:
解得
第二段过程为滑块以速度冲上右侧的固定平台后,在竖直圆轨道匀速运动一周的过程,如图所示
选取竖直圆轨道上下对称的、两点,根据牛顿第二定律则有
在、两点附近选取微元,则滑块在这两段微元克服摩擦力做的功之和
求和可得
代入数据解得
第三段过程为滑块滑上右侧平台并与弹簧接,由功能关系可知,弹簧第一次被压缩到最短此时滑块运动到点则有
代入数据解得
第三个阶段产生的热量
解得
故整个过程产生的热量为
解得
答:滑块下滑至圆弧轨道最低点时,轨道对滑块的支持力大小为;
若传送带不转,滑块滑到圆轨道处的速度大小为;
若传送带以顺时针转动,滑块经过传送带因摩擦而产生的热量为;
若传送带以逆时针转动,滑块从冲上传送带到弹簧第一次被压缩到最短的过程中因摩擦而产生的热量为。
利用机械能守恒分析点的速度,再分析竖直面圆周运动向心力,结合牛顿第三定律求滑块下滑至圆弧轨道最低点时,轨道对滑块的支持力大小;
利用匀变速直线运动规律分析;
先分析到哪共速,求解相对位移,再计算热量;
滑块的整个运动过程有三段产生摩擦热,第一段过程为滑块以速度冲上传送带过程,求解相对位移,再计算热量;第二段过程为滑块以速度冲上右侧的固定平台后,在竖直圆轨道匀速运动一周的过程,利用微元法分析;第三段过程为滑块滑上右侧平台并与挡板粘连,由功能关系求解。
第一二问较为基础,利用对应知识点可直接求解;第三问需要注意相对位移的计算;第四问匀速率竖直面圆周运动的摩擦生热较难,需要根据对称性分析,结合微元法求解。
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