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【高三物理】易错题解析
2022-09-23 | 阅:  转:  |  分享 
  
【高三物理】易错题解析一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每个题目只有一个选项符合要求,选对得4分,选错得0分。1.如图所示
,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K
上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是()A.光电子的最大初动能为6eV,金属的逸出功6.75eVB.
氢原子跃迁时共发出4种频率的光C.光电子最大初动能与入射光的频率成正比D.氢原子跃迁放出的光子中有2种频率的光子可以使阴极K发生光
电效应现象【答案】A【解析】大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率最高的光子是对应着从n=4到n=1的跃迁,频率最高光子的能
量为。由图可知辐射光电子的最大初动能为6eV,根据可知,金属的逸出功,选项A正确;从n=4到低能级的跃迁中能辐射出6种不同频率的光
子,其中光子能量大于6.75eV的跃迁有,n=2到n=1的跃迁,辐射光子的能量为。n=3到n=1的跃迁,辐射光子的能量为,n=4到
n=1的跃迁,辐射光子的能量为其余跃迁光子能量小于6.75eV,所以各种频率的光分别照射到电路阴极K上,共有3种频率的光能产生光电
流,选项BD错误;根据爱因斯坦光电效应方程可知,光电子最大初动能随入射光的频率的增大而增大,但不成正比,故C错误。故选A。2.一
定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环,该过程每个状态可视为平衡态,各状态参数如图所示。对此气体,下列说法正确的是
VTOABCD2V11V11T12T1T1T13T1T14T1A.A→B的过程中,气体对外界放热,内能不变T1B.B→C的过程
中,气体的压强增大,单位体积内的分子数增多C.C→D的过程中,气体的压强不变,气体从外界吸热D.D→A的过程中,气体的压强减小,分
子的平均动能减小,单位体积内的分子数不变【答案】D【解析】A→B的过程中温度不变,内能不变,体积膨胀对外界做功,由热力学第一定
律得气体从外界吸热才可能保持内能不变,A错误。B→C的过程中体积不变,单位体积内的分子不变,温度升高,压强增大,B错误。C→D过程
的直线过原点,压强不变,温度降低,内能减小,体积减小,外界对气体做功,气体放热才可能内能减小,C错误。D→A的过程中气体的体积不变
,单位体积内的分子数不变,温度减小,压强也减小,温度是分子平均动能的标志,故分子的平均动能减小,D正确。3.抗击新冠肺炎疫情的战斗
中,中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播,通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况,全方位展现镜
头之下的武汉风光,共期武汉“复苏”.5G是“第五代移动通信技术”的简称,其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率.5G信号一般
采用3.3×109~6×109Hz频段的无线电波,而第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109Hz,
则()A.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播的更快B.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建
更密集的基站C.空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象D.5G信号是横波,4G信号是纵波【答案】B【解析】任何电磁波在真空中
的传播速度均为光速,故传播速度相同,无线电波属于电磁波,故A错误;5G信号的频率更高,波长更短,故相比4G信号更不易发生衍射现象,
则5G通信需要搭建更密集的基站,故B正确;5G信号和4G信号的频率不同,则它们相遇不会产生干涉现象,故C错误;电磁波均为横波,故5
G信号和4G信号都是横波,故D错误.4.港珠澳大桥总长约55公里,是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥
,也是世界公路建设史上技术最复杂、施工难度最高、工程规模最庞大的桥梁.如图所示的路段是一段半径约为的圆弧形弯道,路面水平,路面对轮
胎的径向最大静摩擦力为正压力的0.8倍,下雨时路面被雨水淋湿,路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的0.4倍,若汽车通过圆弧形弯
道时做匀速圆周运动,汽车可视为质点,取重力加速度,下列说法正确的是()A.汽车以的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度为B.汽车
以的速率通过此圆弧形弯道时的角速度为C.晴天时,汽车以的速率可以安全通过此圆弧形弯道D.下雨时,汽车以的速率通过此圆弧形弯道时将做
离心运动【答案】C【解析】汽车通过此圆弧形弯道时做匀速圆周运动,轨道半径,运动速率,向心加速度为,角速度,故AB错误;以汽车为研究
对象,当路面对轮胎的径向摩擦力指向内侧且达到径向最大静摩擦力时,此时汽车的速率为安全通过圆弧形弯道的最大速率,设汽车的质量为,在水
平方向上根据牛顿第二定律得,在竖直方向上有,径向最大静摩擦力为正压力的0.8倍,即,以上三式联立解得,所以晴天时汽车以的速率可以安
全通过此圆弧形弯道,故C正确;下雨时,路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的0.4倍,有,,所以汽车可以安全通过此圆弧形弯道,且
不做离心运动,故D错误。故选C。5.真空中有两个固定的等量异种点电荷A、B,过直线延长线上的O点作的垂线,以O点为圆心的圆与的延长
线和垂线分别交于a、c和b、d四点,如图所示。下列说法正确的是()A.a点的电势高于b点的电势B.a点的电场强度大于b点的电场
强度C.带负电的试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能D.带正电的试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能【答案】B【解析】电场
线的分布如图所示由于沿电场线方向电势逐渐降低,a点的电势低于b点的电势,选项A错误;由于等势线与电场线垂直,画出过b点的等势线,可
知b、d两点与b点的电势相等,而电场线的疏密表示电场强度的大小,可得a点的电场强度大于b点的电场强度,选项B正确;带负电的试探电荷
从a点移到点的过程中电场力做正功,电势能减小,即带负电的试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,选项C错误;带正电的试探电荷从c
点移到点的过程中电玚力做正功。电势能减小,即带正电的试探电荷在c点的电势能大于在d点的电势能,选项D错误;故选B。6.电磁感应是目
前实现无线充电的重要途径,如图甲所示为该装置简化工作原理图,充电基座接上如图乙的家庭用交流电,受电线圈接上一个理想二极管(正向电阻
可看作零,反向电阻可看作无穷大)给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为(有效值),假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈
而无能量的损失,下列说法正确的是()A.无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象B.家庭用交流电电流方向每秒变化50次C.受
电线圈两端的输出电压的电压峰值为D.基座线圈和受电线圈的匝数比为44:1【答案】C【解析】充电基座接上如图乙的家庭用交流电,基座线
圈可产生交变磁场,根据电磁感应原理,手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电;而自感现象是一种特殊的
电磁感应现象,是由于导体本身电流发生变化引起自身产生的磁场变化而导致其自身产生的电磁感应现象,故A错误;家庭用交流电的频率为50H
Z,交流电电流方向每秒变化100次,故B错误;受电线圈接上一个理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大)给手机电池充电,
手机电池的充电电压为(有效值),则,可知受电线圈两端的输出电压的电压峰值为,故C正确;基座线圈和受电线圈的匝数比为,故D错误。故选
C。7.2019年10月1日,在国庆70周年盛大阅兵式上,大国重器东风-17高超音速战略导弹震撼曝光!有限的资料显示,东风17高超
音速导弹最大速度在6~25马赫之间,射程约为2000公里左右,其战斗部为十分前沿的带翼面承波体结构,通过弹体助推至大气层边缘,并以
"打水漂"一样的方式进行滑跃飞行,突防能力极强。值得一提的是,这种"助推—滑翔"弹道由我国著名科学家钱学森在上个世纪末40年代首次
推出,因此该弹道亦称"钱学森弹道"。已知东风-17质量为m,在一次试射机动变轨过程中,东风-17正在大气层边缘向东水平高速飞行,速
度大小为12马赫(1马赫就是一倍音速,设为v),突然蛇形机动变轨,转成水平向东偏下37°角飞行,速度大小为15马赫。此次机动变轨过
程中()A.合力对东风-17做功为81mv2B.合力对东风-17做功为4.5mv2C.合力对东风-17的冲量大小为9mv,方向
竖直向下D.合力对东风-17的冲量大小为3mv,方向向东偏下37°【答案】C【解析】根据动能定理得,故AB错误。根据动量定理得,方
向竖直向下,故C正确,D错误。故选C。8.在一块固定的倾角为的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上
,图乙中汉语词典在上,已知图甲中两本书一起匀速下滑,图乙中两本书一起加速下滑,已知两本书的封面材料不同,但每本书的上、下两面材料都
相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。设英语词典和木板之间的动摩擦因数为,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为,英语词典和汉语词
典之间的动摩擦因数为,则下列说法正确的是()A.动摩擦因数>B.动摩擦因数<C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小是D.图甲中英语词
典受到的摩擦力大小是【答案】D【提示】对图甲,对整体分析,根据共点力平衡有,对乙图,整体分析根据牛顿第二定律得,由两式可知<,选项
A错误;对图乙由整体法可知,解得,对汉语词典分析,根据牛顿第二定律得,解得,选项C错误;图甲中根据整体法由平衡状态可知,由隔离法可
知英语词典有,解得,选项D正确;对甲图由平衡分析可知≤,得≤,选项B错误。二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小
题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。9.某种质谱仪的原理如图所示.高速原子核从A点沿AC
方向进入平行正对的金属平板之间,板间有方向如图,大小为E的匀强电场,还有垂直于纸面,磁感应强度为B1的匀强磁场(图中未画出).符合
条件的原子核能从C点沿半径方向射入半径为R的圆形磁场区,磁感应强度大小为B2,方向垂直于纸面向外.接收器安放在与圆形磁场共圆心的弧
形轨道上,其位置由OP与OD的夹角θ描述.不考虑原子核所受重力对运动的影响,下列说法正确的是()A.B1方向垂直于纸面向外B.能
从C点进入圆形磁场的原子核的速度为C.若某原子核的原子序数为Z,实验中接收器在θ所对应位置能接收原子核,则该原子核的质量m为D.现
用此仪器分析氢的同位素,若在θ=120°的位置能接收到氕核,那么应该将接收器放于θ=60°的位置能接收到氚核【答案】BCD【解析】
粒子做匀速直线运进入磁场,根据电场力与洛伦兹力大小相等,方向相反,由于原子核带正电,所以磁场B1的方向垂直于纸面向里,由,解得,故
A错误,B正确;若某原子核的原子序数为Z,实验中接收器在θ所对应位置能接收原子核,则粒子的轨迹刚好与OP相切即粒子的偏转角为,由几
何知识可得:粒子做圆周运动的半径为:,根据,联立解得:,故C正确;由C分析可知:,由于氕核的比荷为1,氚核的比荷为,所以氕核偏转角
一半的正切为氚核偏转角一半的正切的3倍,由数学知识可知,若在θ=120°的位置能接收到氕核,那么应该将接收器放于θ=60°的位置能
接收到氚核,故D正确.10.2020年6月23日,我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星,至此北斗全球卫星导航系统
星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道卫星构成,其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星,它的轨道半径约为4.2×10
7m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星,运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面
与地球赤道平面成一定夹角,如图所示。已知引力常量。下列说法中错误的是()A.两种同步卫星都可能经过北京上空B.倾斜地球同步轨道
卫星一天2次经过赤道正上方同一位置C.根据题目数据可估算出第44颗卫星的质量D.任意12小时内,万有引力对第41颗卫星冲量的大小和
对第44颗卫星冲量的大小相等【答案】ACD【解析】倾斜地球同步轨道卫星可能经过北京上空,而地球同步轨道卫星不能经过北京上空,故A错
误;倾斜地球同步轨道卫星周期为24h,如果开始时位于南半球上方,则一天之内倾斜地球同步轨道卫星会跨过赤道某点上方到达北半球上方,然
后再次跨过赤道上同一点上方回到南半球上方,故2次经过赤道正上方同一位置,故B正确;由于两种卫星的周期相等,都是24h,故根据,可得
质量,代入数据即只可求出地球质量,故C错误;两卫星的线速度大小相等,设为,相等任意12小时内,万有引力使两颗卫星的速度改变180°
,速度变化量大小为,根据动量定理可知,虽然速度变化量大小相等,但两星质量不一定相等,故地球对第41颗卫星冲量的大小和对第44颗卫星
冲量的大小不一定相等,故D错误。11.某均匀介质中有一振动波源,从某时刻起作为计时零时刻,波源的振动图像如图甲所示,波源振动产生沿
x轴正方向传播的横波,在x轴上0到5m之间第一次形成的波形如图乙所示,下列说法正确的是y/cmt/(×10-1)sO5-5123
45甲y/cmx/mO5-512345乙6abcA.介质中的质点沿波传播方向运动的速度为10m/sB.从图乙时刻起要经过0.4s质
点c第一次到达波谷C.从图乙时刻起,介质中的质点a比b先到达平衡位置D.当波源的振动形式传到质点c时,质点a运动的总路程为10c
m【答案】BC【解析】周期T=0.4s,波长λ=4m,解得波速=10m/s,但介质中的质点并没有沿波传播方向运动,故A选项错。质点
c第一次到达波谷,即质点a的运动形式传到c点,质点a、c间相距一个波长λ=4m,需要一个周期T=0.4s传到,B选项正确。图乙时刻
质点b正在沿y轴负方向运动,它到达平衡位置的时间大于,而质点a到达平衡位置的时间等于,故C选项正确。需要1.5T的时间波源的振动形
式传到质点c,此过程中质点a运动的时间为T,质点a运动的路程为s=4A=20cm,故D选项错。12.如图所示,MN和PQ是电阻不计
的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度
为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。已知
金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中()流过定值电阻的电流方向是N→Q
B.通过金属棒的电荷量为C.金属棒滑过时的速度小于D.金属棒产生的焦耳热为(mgh﹣μmgd)【答案】BD【解析】金属棒下滑到低端
时速度向右,而且磁场竖直向上,根据右手定则可以知道流过定值电阻的电流方向是Q→N,故选A错误;根据法拉第电磁感应定律,通过金属棒的
电荷量为,故选项B正确;金属棒滑过整个磁场区域时由动量定理,金属棒滑过时由动量定理,其中,,联立解得,选项C错误;根据动能定理则,
则克服安培力所做的功为,电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功,所以金属棒产生的焦耳热为,故选项D正确。故选BD。第Ⅱ卷三、非选择题
:本题共6小题,共60分。13.(6分)质量均为m的物块、用跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接,在物块B的正下方地面上固定有与计算机相
连的位移传感器D,如图(a)所示;在物块B上加一个质量为的槽码C后由静止释放物块,结果在计算机上得到如图(b)所示的图像,x表示B
到传感器的距离,t表示运动时间,是图线上一点,c是图线的纵截距,过P点图线的切线与纵轴交点的纵坐标为d(图中未画出)。当地重力加速
度为g。(1)物块B经时间a时的速度大小为_________;(2)根据题给条件和计算机显示的数据,若________≈_____
___,则可认为在误差允许的范围内组成的系统机械能守恒。【答案】(1)(2分)(2)(2分)(2分)【解析】(1)分析
可知,图像中某时刻质点的速度在数值上等于对应时刻图线切线的斜率,即;(2)经时间a,系统重力势能减小量为,动能的增加,当时,可认为
在误差允许的范围内组成的系统机械能守恒。14.(9分)某实验小组用如图(a)所示的电路测量一个电动势E约为9V、内阻r在0~15Ω
范围内、允许通过的最大电流为0.6A的电池的电动势和内阻,虚线框内表示的是由量程只有6V、内阻为3000Ω的电压表和一只电阻箱R1
共同改装成的新电压表。R2是保护电阻,R3也是电阻箱。(1)若改装成的新电压表的量程为9V,则电阻箱R1的阻值应该调节为_____
______Ω;(2)可备选用的定值电阻有以下几种规格,则R2宜选用___________;A.5Ω,2.5WB
.15Ω,1.0WC.15Ω,10WD.150Ω,5.0W(3)接好电路,闭合开关S,调节电阻箱
R3,记录R3的阻值和改装成的电压表的示数U。测量多组数据,通过描点的方法在图(b)的坐标系中得到了一条在纵坐标上有一定截距的直线
。若该小组选定纵轴表示电压的倒数,则横轴应为___________;(4)该小组利用图(a)测量另一电源的电动势和内阻时,选取R2
为10Ω的定值电阻,将改装好的新电压表正确地接在A、C之间。调节电阻箱R3,测出若干R3的阻值和R2上相应的电压U1.用描点的方法
绘出图(c)所示的图像。依据图像,可以测出电源的电动势___________V,内阻___________Ω(结果均保留两位有效数
字)。【答案】(1)1500(2分)(2)C(1分)(3)(2分)(4)7.5V(2分)5.0Ω(2分)【解析
】(1)由题意可知,改装前的电压表参数为,,则其满偏电流为,将其改装成新电压表,则改装后的电压表的内阻为,则可得。(2)由题意可知
,该电路的最大电流为0.6A,则电路中最小总电阻约为,其功率为,故选C。(3)由闭合电路欧姆定律可得,化简可得,因此,若该小组选定
纵轴表示电压的倒数,则横轴应为。(4)由闭合电路欧姆定律可得,其中,化简可得,结合图(c)可得,。15.(8分)如图所示,两汽缸A
、B粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两汽缸除A顶部导热外
,其余部分均绝热,两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气
体温度均为7℃且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞b在汽缸正中间.(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶
部时,求氮气的温度;(2)继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是汽缸高度的时,求氧气的压强.【答案】(1)320K(
2)p0【解析】(1)活塞b升至顶部的过程中,活塞a不动,活塞a、b下方的氮气经历等压变化,设汽缸A的容积为V0,氮气初态的体积为
V1,温度为T1,末态体积为V2,温度为T2,按题意,汽缸B的容积为,由题给数据及盖吕萨克定律有:V1=V0+×=V0①(2分)V
2=V0+=V0②=③(2分)由①②③式及所给的数据可得:T2=320K④(1分)(2)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞
a开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的时,活塞a上方的氧气经历等温变化,设氧气初态的体积为V1′,压强为p1′,末态体积为
V2′,压强为p2′,由所给数据可得V1′=V0,p1′=p0,V2′=V0⑤由玻意耳定律定律p1′V1′=p2′V2′⑥(2分)
由⑤⑥式可得:p2′=p0(1分)16.(9分)一半径为的半圆柱玻璃体,上方有平行截面直径AB的固定直轨道,轨道上有一小车,车上固
定一与轨道成450的激光笔,发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上。打开激光笔,并使小车从左侧足够远的地方以某一恒定速度v0
匀速向右运动,结果从圆柱的曲侧面有激光射出的时间持续了1s。不考虑光在AB面上的反射,已知该激光在该玻璃中的折射率为,光在空气中的
传播速度大小为c。求:ABv0小车激光笔O(1)该激光在玻璃中传播的速度大小;(2)恒定速度v0大小。【答案】(1)c/2(2
)4m/s【解析】(1)由得激光在玻璃中的传播速度为。(2分)(2)从玻璃射向空气,发生全反射的临界角为(1分)ABv0小车激光笔
OMN,(2分)设激光射到M、N点正好处于临界情况,从M到N点的过程侧面有激光射出。由正弦定理得,得(1分)同理可得(1分)又(1
分)可得(1分)17.(12分)如图甲所示,有一半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。磁场区域左侧有一
长为2R的竖直放置的线状发射器,发射器各处均匀持续地水平向右发射相同速度的同种粒子,粒子质量m,带电量为+q,发射速度为,已知发射
器每秒钟发射n个粒子。磁场区下方水平正对放置两平行收集板M和N,磁场下边缘与M板中点相切,切点处开有一小孔C,两板长均为πR,板间
距离为πR。到达收集板的粒子被悉数收集并立即移走。(1)若两收集板不加电压,求到达收集板N粒子数;(2)若在M、N两板间加一电压U
MN,请通过分析计算,画出到达N板的粒子数和UMN的关系图;(3)若在M板下方加入垂直纸面向外的匀强磁场磁感应强度为B,把软性N板
卷成一单层圆筒,如图乙,圆心O2在C的正下方,且O2C=,求此圆筒的收集率。【答案】(1);(2)见解析;(3)【解析】(1)不加
电压时,粒子做匀速直线运动,对N板左侧边缘的粒子,=60°(1分)由几何关系可得:该粒子来自于发射器中点P点上方(1分)同理:打在
N板右侧边缘的粒子来自于发射器中点P点下方处。故收集率(1分)则每秒钟到达收集板粒子数为,则(1分)(2)若UMN<0,粒子在垂直
板方向做减速运动,电压越大到达N板的粒子越少,对垂直射向N板的粒子分析,临界:到N板时速度为零,此时收集率为0,(1分)可得(1分
)若UMN>0,粒子在垂直板方向做加速运动,电压越大到达N板的粒子越多,对水平方向飞行的粒子分析,临界:恰能打到N板边缘(1分)(
1分)联立可得(1分)(3)粒子在下方磁场中轨迹半径为R,圆筒半径为0.5R。对于和圆筒左侧相切的粒子,如图设∠O3CO2=,co
s=,圆心O3和M板的距离为Rcos=R,(1分)即M板上方h=R处发射的粒子刚好和圆筒相切。对于在C处水平向右射入的粒子,恰好和
圆筒底部顶点相切,此粒子来自于发射板最底点,故此圆收集的粒子区域来源于发射器下方R区域,故收集率为。(2分)18.(16分)如图所
示,一光滑倾斜轨道的水平末端与一长度为的水平传送带平滑连接,传送带固定在桌面上,传送带上表面距地面高度为,传送带以恒定速率顺时针转
动,质量为的滑块A(可视为质点)由倾斜轨道某处静止释放并滑上传送带,滑上传送带后经时间与传送带达到共同速度,又经时间到达传送带右端,最后水平抛出落在地面上的点,点距传送带右端距离为,已知,,,重力加速度大小为,不计滑块在轨道拐角处的能量损失。(1)求滑块A与传送带之间的动摩擦因数;(2)求滑块A在传送带上因摩擦产生的热量;(3)若在倾斜轨道水平末端放置质量为的滑块B(可视为质点),滑块B与传送带间的动摩擦因数与滑块A的相同,滑块A从倾斜轨道上不同的位置由静止释放后与滑块B发生弹性碰撞,要使滑块B滑上传送带后总能落到点,求滑块A释放点高度的取值范围。【答案】(1);(2);(3)【解析】(1)设传送带速度为,滑块到达倾斜轨道底端时的速度为,若,滑块滑上传送带后做匀加速运动至与传送带共速,(1分)(1分),(1分)联立解得(1分)若,滑块滑上传送带后做匀减速运动至与传送带共速,同理可知,不合题意,因此滑块与传送带间的动摩擦因数。(1分)(2)由(1)可知滑块在传送带上匀加速至与传送带共速,做匀加速运动的位移(1分)传送带的位移(1分)因摩擦产生的热量(1分)解得(1分)(3)若使B始终落到地面上的点,其必须以与传送带相同的速度离开传送带右端,设碰前的速度为,碰后A、B的速度分别为、,则(1分)A、B碰撞过程,A、B组成的系统动量守恒,则有(1分)A、B组成的系统机械能守恒,则有(1分)解得(1分)①若,B滑上传送带后开始做匀减速运动,设B减速到对地位移为有且,解得(1分)②若,B在传送带上匀加速至,设此过程B对地位移为,有(1分)且恒成立。综上所述,若B总能落在地面上的点,滑块释放点高度的取值范围为(1分)11
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(本文系三月阳春原创)