【文档说明】【精准解析】【新高考】2021高考物理人教版:仿真模拟冲刺标准练(四).docx,共(16)页,386.152 KB,由小赞的店铺上传
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仿真模拟冲刺标准练(四)选择题部分一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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的.1.如图所示为氢原子能级图,氢原子中的电子从n=4能级跃迁到n=1能级可产生a光;从n=3能级跃迁到n=1能级可产生b光,a光和b
光的波长分别为λa和λb,a、b两光照射逸出功为4.5eV的金属钨表面均可产生光电效应,遏止电压分别为Ua和Ub,则()A.λa>λbB.Ua<UbC.a光的光子能量为12.55eVD.b光照射金属钨产生的光电子的最大
初动能Ekb=7.59eV2.如图所示,某空间存在正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面水平向里.一带电微粒由a点以一定的初速度进入电磁场,刚好能沿直线ab斜向上运动,则下列说法正确的是()A.微粒可能带正电,也可能带负
电B.微粒的动能可能变大C.微粒的电势能一定减少D.微粒的机械能一定不变3.如图所示,长度为L的水平传送带以恒定的速度向右匀速运动,在左端轻轻放上一个工件,当工件运动到距离传送带右端L3处时,传送带出现故障突然卡住不动,此后工件恰好滑到传送带右端.已知工件可视为质点,工件与传送带间
的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则()A.工件先加速后减速B.工件在整个过程中的平均速度为μgL6C.传送带的速度大小为2μgL3D.工件从传送带左端运动到右端的时间为436Lμg4.如图所示,宽度为d且平行的两直导轨固定在光滑绝缘水平面上,导轨右端通过开
关K连接一直流电源.质量为m,电阻不能忽略的金属棒MN与导轨接触良好并通过长为L的绝缘细线悬挂起来,此时细线竖直且处于张紧状态,空间有竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场(图中没画出).现闭合开关K,金属棒MN向左摆起到最高点时细线与竖直方
向的夹角为θ.已知重力加速度为g,则下列说法错误的是()A.匀强磁场方向竖直向上B.金属棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgL(1-cosθ)C.金属棒离开导轨前通过的电荷量等于m2gL(1-cosθ)BdD.金属棒离开导轨前电源提供的
电能等于mgL(1-cosθ)5.某实验小组打算制作一个火箭.甲同学设计了一个火箭,其质量为m,可提供恒定的推动力,大小为F=2mg(g为重力加速度),持续时间为t.乙同学对甲同学的设计方案进行了改进,采用二级推进的方式,即当质量为m的火箭飞行经过t2时,火箭丢掉m2的质量,剩余t2时间,
火箭推动剩余部分继续飞行.若采用甲同学的方案火箭最高可上升的高度为h,则采用乙同学的方案火箭最高可上升的高度为(不考虑燃料消耗引起的质量变化及空气阻力的影响)()A.1.5hB.2hC.2.75hD.3.25h6.如图所示,质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步
枪和子弹的射手.首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d1,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d2.设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同.当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是()A.木块静止,d1=d2B.木块向右运动,d1<d2C.木块静止
,d1<d2D.木块向左运动,d1=d27.两列简谐横波a、b在同一场的介质中沿x轴同一方向传播,t=0时刻各自的波形如图甲所示,横波b上x=0处质点的振动图象如图乙所示,下列说法正确的是()A.横波b沿x轴正方向
传播B.t=0时刻横波b上x=0处的质点的位移为-5cmC.横波a在介质中传播的速度为2m/sD.t=13.5s时x=1.0m处的质点的位移为20cm8.如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为L,导轨电阻均可忽略不计.在M和P之间接有一阻值为R的定值
电阻,质量为m、电阻为2R的导体杆ab与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.现给ab杆一初速度v0,使杆向右运动,最终ab杆停在导轨上.下列说法正确的是()A.ab杆将做匀减速运动直到静止B.a
b杆速度减为0时,通过电阻的电量为mv02BLC.ab杆速度减为0时,ab杆走过的位移为3mv0RB2L2D.ab杆速度减为v02时,ab杆加速度大小B2L2v02mR二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.9.如图所示,xOy平面位于光滑水平桌面上,在0≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向下.由同种材料制成的粗细均匀的正六边形导线框,放在该水平桌面上
,ab边与de边的距离恰为2L,现施加一个水平向右的拉力F使线框水平向右做匀速运动,de边与y轴始终平行,从线框de边刚进入磁场开始计时,则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图象和
拉力F随时间t的变化图象可能正确的是()10.科学家研究发现,磁敏电阻的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而减小.如图所示电路中R′为一个磁敏电阻,置于真空中的平行板电容器水平放置,滑动变阻器R0的滑片位于中点位置,
此时处在电容器中的油滴P恰好静止不动.现在要使油滴P向上加速运动,下列操作正确的是()A.仅将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻B.仅将滑动变阻器的滑片向上移动C.仅增大平行板电容器两个极板的距离D.仅减小平行板电容器两个极板的正对面积11.在竖直平面内建
立直角坐标系,曲线y=x220位于第一象限的部分如图所示,在曲线上不同点以一定的初速度v0向x轴负方向水平抛出质量为m、带电荷量为+q的小球,小球下落过程中都会通过坐标原点O,之后进入第三象限的匀强电场和匀强磁场区域(图
中未画出),结果小球恰好在竖直面内做匀速圆周运动,并且都能打到y轴负半轴上.已知匀强磁场的磁感应强度大小为B(g取10m/s2),则下列说法正确的是()A.第三象限的电场强度大小为mgq,方向竖直向下B.小球
的初速度为10m/sC.第三象限的磁场方向一定是垂直纸面向外D.要使所有的小球都能打到y轴的负半轴,所加磁场区域的最小面积是12π(mv0qB)212.在如图所示的电路中接有两个灯泡L1、L2,已知理想变压器原、副线圈匝数比为1:2,原线圈
接电压有效值为12V的正弦交流电,已知灯泡L1的电阻为1Ω,灯泡L2的电阻为2Ω,R为一光敏电阻(电阻随光照强度的增加而减小),在某光照条件下阻值为10Ω,若灯泡电阻不变,则()A.L1消耗的电功率与L2消耗的功率之比为2:1B.此时通过L1的电流为3AC.若增加光照,电压表读数将变大D.若增
加光照,L2功率将减小非选择题部分三、非选择题:本题共6小题,共60分.13.(6分)某小组用如图(a)所示的装置做“探究力一定时加速度与质量的关系”实验.将两个相同的小车放在带有刻度尺的平板上,左端各系一根细绳,绳的另一端跨过定
滑轮各挂一个相同的小盘;右端各系一条细绳,细绳的右端用固定的夹子夹住.完成下列填空:(1)实验要求小盘的质量远小于小车的质量,主要目的是__________;去掉小盘,将平板右端稍微抬高一些,松开夹子、轻推小车,小车匀速运动,主要目的是________.(填正确选项
前字母)A.使实验现象方便观察,减小实验误差B.使小车运动得更快一些,放大实验现象,减小误差C.让细绳对小车的拉力等于小车所受的合力D.让细绳对小车的拉力近似等于小盘的重力(2)挂上小盘,让两小车的前端与刻度尺上的0刻度对
齐,夹住细绳.在甲车上放一定质量的砝码,松开夹子,同时用手机连拍功能垂直刻度尺对整个装置是行拍照.图(b)是拍摄的其中一张照片,可知甲、乙两小车的加速度之比最接近________.A.1:4B.1:2C.2:1
D.4:114.(8分)图甲为某多用电表的电路图,E为电源,R1、R2、R3、R4、R5为定值电阻,R6为滑动变阻器.虚线方框内为换挡开关,A端和B端与两表笔相连.该多用电表有两个直流电流挡2mA和5mA,两个直流电压挡5V和
10V,一个欧姆挡.(1)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示.若此时B端与“4”相连,则读数为________;若此时B端与“1”相连,则多用电表读数为________.(2)B端与“3”相连时,红黑表笔短接,调节R6使表头G指针满偏,再将电阻箱作为待测电阻接在A、B间,电路中干路
电流I,与电阻箱的阻值Rx的关系如图丙所示,则此时多用电表的内阻为________kΩ,该电源的电动势E=______V.(3)若G表的满偏电流Ig=0.01mA,内阻rg=100Ω,则可求得R1=________Ω,R4=________Ω.15.(8分)一简谐横波以4m/s的波速沿水
平绳向x轴正方向传播.已知t=0时的波形如图所示,绳上两质点M、N的平衡位置相距34波长.设向上为正,经时间t1(小于一个周期),质点M向下运动,其位移仍为0.02m.求:(1)该横波的周期;(2)t1时刻质点N的位移大小.16.(8分)根据量子理论,光子不但有能量,还有动量,光子的动量p=hλ
,其中h是普朗克常量,λ是光子的波长.光子有动量,光照到物体表面,对物体表面产生压力.某同学设计了一种以光压为动力的宇宙飞船,给飞船装上面积为S=4×104m2反射率极高的帆板,并让它正对太阳,在轨道位置每秒钟每平方米面积上得到的
太阳光的能量为E0=1.35kJ,飞船质量为M=50kg,忽略除光压力以外其他力的作用,不考虑因为位置变化导致的单位面积功率变化,真空中光速c=3.0×108m/s.求:(1)1s内照射到帆板上光子的总动量;(2)飞船的加速度大小;1小时内飞船的速度变化大小(结果
保留2位有效数字).17.(14分)倾角为θ的斜面放置在水平面上,一个可视为质点的、质量为m的滑块从斜面底端以某一初速度v0沿斜面向上滑动,返回斜面底端时的速度大小为v02,重力加速度为g,沿斜面向上滑行的时间为t,上滑及下滑过程中,斜面均静止不动,斜面
的质量为M.求:(1)滑块沿斜面上滑与下滑过程中加速度大小之比;(2)滑块与斜面间的动摩擦因数;(3)滑块下滑过程中,斜面对地面的压力及地面对斜面的摩擦力.18.(16分)质量为m=1.0×10-3kg的物块b静止放置在绝缘水平桌面上,桌面距地面的高度h=3m,在b的左侧桌
面光滑,右侧桌面长L=8m,与物块间动摩擦因数为μ=0.1.桌子右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=20N/C,方向竖直向上,磁感应强度B=3.0T,方向垂直纸面向外,与b相同的不带电物块a以一定速度从远处
滑来与b发生正碰,碰撞时间极短,碰后粘在一起,离开桌面后一起飞入复合场中,最后以与水平面成60°角落在地面上的P点(如图所示),已知物块b带电荷量q=1.0×10-3C,取g=10m/s2,a、b均可看作质点.求:(1)物块
a、b进入复合场时的速度;(2)物块a出发时的速度;(3)从物块a、b碰撞后到落地前瞬间的过程中所经历的时间.仿真模拟冲刺标准练(四)1.D本题考查光电效应方程和玻尔原子理论,意在考查考生的理解能力.氢原子中的电子从n=4能级跃迁到n=1能级产生
a光,a光的光子能量hνa=Ea=E4-E1=12.75eV,氢原子中的电子从n=3能级跃迁到n=1能级产生b光,b光的光子能量hνb=Eb=E3-E1=12.09eV,a光的光子能量高,则a光的频率大,波长小,即λa<λb,A、C项错误
;由光电效应方程Ek=hν-W0和Ek=eUc可知,频率越大,对应遏止电压Uc越大,即Ua>Ub,B项错误;Ekb=hνb-W0=7.59eV,D项正确.2.C本题考查了带电微粒在复合场中的运动,意在考查考生综合能量的相关规律处理问题的能力.微粒
受到重力、电场力和洛伦兹力作用,在复合场中做直线运动,其合力为零,根据做直线运动的条件可知微粒的受力情况如图所示,所以微粒一定带负电,A错误;微粒一定做匀速直线运动,否则速度变化,洛伦兹力大小变化,微粒将做曲线运动,因此微粒的动能保持不变.B错误;微粒由a沿直
线ab运动的过程中,电场力做正功,电势能一定减小,C正确;在微粒的运动过程中,洛伦兹力不做功,电场力做正功,则微粒的机械能一定增加,D错误.3.C本题考查传送带模型、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关知识.工件从传送带左端运动到右端的过程中,先在滑动摩擦力作用下加速运动,根据
题意,可知在传送带卡住之前,工件就已经加速到与传送带速度相等.传送带卡住后,工件在滑动摩擦力作用下做减速运动,即工件先加速后匀速再减速,选项A错误;传送带卡住后,工件在滑动摩擦力作用下做减速运动,其加速度大小a=μg,由v2=
2aL3,解得v=2μgL3,选项C正确;工件做加速运动的时间t1=va=2L3μg,加速运动的位移大小x1=L3,做减速运动的时间t3=t1=2L3μg,匀速运动的位移大小x2=L-x1-L3=L3,做匀速运动的时间t2=x2v=L6μg,工件从传送
带左端运动到右端的时间为t=t1+t2+t3=2L3μg+L6μg+2L3μg=5L6μg,选项D错误;根据上述分析可知,工件在整个过程中的平均速度v=Lt=6μgL5,选项B错误.4.D本题考查左手定则、能量的转化与守恒、机械能守恒定律等知识.
当开关K闭合时,金属棒向左摆起,说明其所受安培力方向水平向左,根据左手定则可知匀强磁场方向竖直向上,故A正确;金属棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgL(1-cosθ),故B正确;设金属棒向左摆动的初动能为EK,摆动过程中机械能守恒,有EK=mgL(1-cosθ
),对金属棒由动量定理可知:BI-d·Δt=mv,通过金属棒的电荷量为:q=I·Δt=m2gL(1-cosθ)Bd,故C正确;金属棒离开导轨前电源提供的电能除了转化为金属棒的动能,还要产生焦耳热,故电源提供的电能大于mgL(1-cosθ),故D错误.5.C本题以火箭
发射为情境,考查牛顿第二定律和匀变速直线运动规律及其相关知识点.甲同学的设计方案中,对火箭加速过程由牛顿第二定律有F-mg=ma,解得加速度a=g,加速过程中火箭上升的高度x=12gt2,持续时间t火箭得到的速度v=gt,失去推力后火箭做竖直上抛运动,又上升高度x′=v22g=12
gt2,上升的总高度h=x+x′=gt2.乙同学改进后的方案,前t2时间的加速过程中,由牛顿第二定律有F-mg=ma1,解得加速度a1=g,则前t2时间上升的高度x1=12gt22=18gt2,持续时间t2得到的速度v1=gt2,后t2时间的加速过程中,
由牛顿第二定律有F-12mg=12ma2,解得加速度a2=3g,则后t2时间上升的高度x2=v1t2+12×3gt22=58gt2,再经t2时间后火箭的速度v2=v1+a2·t2=2gt,失去推力后火箭做竖直上抛运动,又上升高度x3
=v222g=2gt2,上升的总高度h′=x1+x2+x3=18gt2+58gt2+2gt2=2.75gt2=2.75h,C正确.6.C本题考查动量守恒定律及其相关知识点.把两颗子弹和木块看成一个系统,由动量守恒定律,可知最终木块静止.左侧射
手开枪,把子弹和木块看成一个系统,由动量守恒定律可知,木块向右运动.右侧射手开枪,子弹相对于木块的速度大于木块静止时子弹相对于木块的速度,所以子弹进入木块的相对速度较大,分析可知d1<d2,选项C正确,ABD错误.7.D本题考查了机械振动和机械波,意
在考查考生对振动图象和波动图象的掌握情况.根据图乙振动图象可知,t=0时刻横波b上x=0处的质点振动方向沿y轴负方向,所以横波b沿x轴负方向传播,选项A错误;同一介质中简谐波的传播速度相同,则波速va=vb=0.5m0.5s=1
m/s,选项C错误;由Tb=λbvb=4s,t=0.5s时,yb=-10cm可知,横波b上x=0处质点的振动方程为y=-10sinπ2t+π4cm,则t=0时刻横波b上x=0处的质点的位移为-52cm,选项B错误;根据图甲可知横波a的波长λa=2.0m,横波b的波长
λb=4m,要使x=1.0m处的质点的位移为20cm,设所需时间为t,则t时刻两列波波峰叠加,t=1.5m+mλav=1.5m+nλbv(m,n均为自然数),得m=2n(m,n均为自然数),当m=6,n=3时,代入可得t=13.5s,符合题意,选
项D正确.8.Cab棒水平方向上受与运动方向相反的安培力,安培力大小FA=B2L2v3R,加速度大小a=FAm=B2L2v3mR,由于速度减小,所以ab棒做加速度减小的变减速运动直到静止,选项A错误;ab
杆速度减为0时,对ab棒应用动量定理得-BIL·Δt=0-mv0,即BLq=mv0,解得q=mv0BL,选项B错误;ab杆速度减为0时,由法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可知,通过ab杆的电量为q=I
·Δt=ER总·Δt=ΔΦΔt·ΔtR总=ΔΦR总=ΔΦ3R=B·Lx3R,联立解得x=3mv0RB2L2,选项C正确;ab杆速度减为v02时,安培力F′A=B2L2v023R,加速度大小a′=F′Am=B2L2v06mR,选项D错误.9.AC
本题结合法拉第电磁感应定律考查考生对物理过程的分析能力.在线框匀速进、出磁场的过程中,产生的感应电动势与线框切割磁感线的有效长度成正比,由楞次定律和安培定则可判断电流方向,又t=0时,有效长度不为零,故A正确,B错误;在线框匀速运
动过程中,拉力F与线框所受安培力平衡,由安培力FA=B2L2有vR可知,拉力F与线框切割磁感线有效长度的二次方成正比,由数学知识可知C正确,D错误.10.BD本题考查了电路动态分析和含容电路的分析,意在考查考生的理解能力和推理能力.处在电容器中的油滴P恰好静止不动时
,有mg=qE,要使油滴P向上加速运动,只有增大电场强度E.将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻时,磁敏电阻的阻值增大,滑动变阻器R0上分得的电压减小,但由于二极管的单向导电性,电容器不能放电,电容器两端的电压不变,所以电场强度不变,油滴P不动,A错误;当滑动变阻器的滑片向上移动时
,电容器两端的电压增大,由E=Ud知电场强度增大,油滴P向上加速运动,B正确;当增大平行板电容器两个极板的距离时,电容器不能放电,电容器所带电荷量不变,由Q=εS4πkd·Ed可知电场强度不变,油滴P不动,C错误;当减小平行板电容器两个极板的正对面积时,电容器不能放电,电容器所带电荷量不变
,由C=QU可知U增大,所以电场强度增大,油滴P向上加速运动,D正确.11.BD本题考查考生的分析综合能力,需要考生熟知带电粒子在复合场中的运动规律及处理方法.设小球释放点的坐标为(x,y),初速度为v0,由平抛规律可知x=v0t,y=12gt2,由以
上两式可得y=g2v20x2,又由题意可知y=x220,联立可得v0=10m/s,B正确;小球在第三象限做匀速圆周运动,则mg=qE,即E=mgq,方向竖直向上,A错误;根据题意结合左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里,C错误;设小球最初进入
第三象限时合速度为v,与y轴负半轴夹角为α,则有v0=vsinα,洛伦兹力提供向心力qvB=mv2r,r=mvqB=mv0qBsinα,小球在磁场中的偏转角恒为2α且运动轨迹的弦长不变,恒为2mv0qB,要使小球都能打到y轴负半轴上,所加磁场区域的最小面积
为Smin=12πR2=12π(mv0qB)2,D正确.12.AB本题考查理想变压器,理想变压器原副线圈匝数之比为1:2,则原副线圈的电流之比为2:1,根据P=I2R可知L1与L2消耗的电功率之比为2:1,A正确;设通过L1的电流为I,则副线圈电流为0.5
I,原线圈两端电压为U-IR1,副线圈两端电压为2(U-IR1),有2(U-IR1)0.5I=R2+R=12Ω,解得I=3A,B正确;若增加光照强度,则R电阻减小,由2(U-IR1)0.5I=R2+R,得I(3+0.5R)=24,
所以R电阻减小时,原副线圈电流变大,L2功率变大,电阻L1两端的电压变大,原线圈和副线圈两端电压均变小,电压表读数将变小,CD错误.13.答案:(1)DC(2)B解析:(1)实验中要求小盘的质量远小于小车的质量,主要目的是让细绳对小车的拉力近似等于小盘的重力,选项D正
确;去掉小盘,将平板右端稍微抬高一些,松开夹子,轻推小车,小车匀速运动,主要目的是平衡摩擦力,让细绳对小车的拉力等于小车所受的合力,选项C正确.(2)在相等的时间内甲、乙两车位移分别为x甲=4.00cm,x乙=
8.00cm.由x=12at2可知a甲a乙=x甲x乙=12,B正确.14.答案:(1)2.92V(2.91~2.94V)2.92mA(2.91~2.94mA)(2)1530(3)0.2012499.5解析
:(1)B端接“4”时为电压表小量程即5V,读中间一排数字,因为最小分度值为0.1V,估读到下一位,指针指在2.0~3.0V之间约9.2格处,所以读数为2.92V;B端接“1”时为电流表的大量程即5mA,则此时的读数为2.92mA.(2)由题图丙可知中值电阻和短路电流分别为15kΩ和
2.0mA,所以此时多用电表的内阻为15kΩ,电源电动势E=15kΩ×2.0mA=30V.(3)由题可知I大=5mA,I小=2mA,由电流表改装知识可知,rgR1+R2=I小-IgIg,rg+R2R1=I大-IgIg,解得R1=0.201Ω,由I小×
(R1+R2)×rgR1+R2+rg+R4=5V,解得R4=2499.5Ω.15.解析:(1)由波形图知,波长λ=4m波长、波速和周期的关系为v=λT联立并代入数据得该波的周期为T=1s(2)结合题给条件知从t=0时刻起,质点M做简谐振动的位移表达式为yM=0.04sin
2πt+π6m经时间t1(小于一个周期),M点的位移仍为0.02m,运动方向向下.可解得t1=13s由于N点在M点右侧34波长处,所以N点的振动滞后34个周期,其振动方程为yN=0.04sin2πTt-34T+π6m=0.0
4sin2πt-4π3m当t1=13s时,质点N的位移大小为350m16.答案:(1)0.18N·s(2)7.2×10-3m/s226m/s解析:(1)光子能量E=hν光子动量p=hλ=hνc所以E=pc单位时间接收到的能量与光子数n的关系为E0S=nEp总=np所以p
总=E0Sc=0.18N·s(2)对撞上帆板的光子进行分析,由动量定理得2p总=F压t,其中t=1s由牛顿第二定律得a=F压M=7.2×10-3m/s2Δv=at=26m/s17.答案:(1)4:1(2)35tanθ(3)(M+m)g-25mgsin2θ25mgsi
n2θ,方向向左解析:(1)滑块上滑与下滑过程中位移大小相等,上滑初速度为v0,返回斜面底端时的速度大小为v02,且均做匀变速直线运动,则上滑阶段的平均速度是下滑阶段的2倍上滑时间为下滑时间的12,设上滑过程中加速度大小为a1,下
滑过程中加速度大小为a2,则有a1t=v0,a22t=v02解得a1=4a2,即上滑与下滑过程中加速度大小之比为4:1(2)根据牛顿第二定律,上滑过程mgsinθ+μmgcosθ=ma1下滑过程mgsinθ-μmgcosθ=ma2解得μ=35t
anθ(3)将μ=35tanθ代入mgsinθ-μmgcosθ=ma2,得a2=25gsinθ下滑过程滑块处于失重状态,滑块所受竖直方向的合外力F1=ma2sinθ=25mgsin2θ所以斜面对地面的压力为FN=(M+m)g-25mgs
in2θ滑块所受水平方向的合外力F2=ma2cosθ=15mgsin2θ,方向水平向左滑块对斜面水平向右的分力大小等于F′2=15mgsin2θ斜面静止,可知地面对斜面的摩擦力大小为f=F′2=25mg
sin2θ,方向向左18.答案:(1)3m/s(2)10m/s(3)4π9+2s解析:(1)物块a、b进入复合场后所受电场力F=qE=2×10-2N=2mg,所以组合体在复合场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力Bqv=2mv2r可得r=2mvqB由几何知
识有h=r+r2=3m解得r=2m,v=3m/s(2)设物块A出发时的速度为v0,物块a、b碰撞瞬间,由动量守恒定律有mv0=2mv′物块a、b碰撞后到进入复合场前由动能定理有-μ2mgL=12·2mv2-12·2mv′
2联立解得v0=10m/s,v′=5m/s(3)物块a、b碰撞后到进入复合场前有v=v′-at1,a=μg得t1=2s物块a、b进入复合场后T=2π2mqB,t2=T3=4π9s所以从物块发生碰撞到落地前瞬间经历的总时间t=t1
+t2=4π9+2s