江苏省南通市海安市2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题含答案.pdf

第 1 页/共 6 页2024 届高三期初学业质量监测试卷物理届高三期初学业质量监测试卷物理注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1.本试卷共本试卷共 6 页，满分页，满分 100 分，考试时间为分，考试时间为 75 分钟。考试结束后，请将答题卷交回。分钟。考试结束后，请将答题卷交回。2.答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用 0.5 毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。4.作答选择题必须用作答选择题必须用 2B 铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的 0.5 毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。一、单项选择题：共毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。一、单项选择题：共 10 题，每题题，每题 4 分，共分，共 40 分分.每题只有一个选项最符合题意每题只有一个选项最符合题意.1.“投壶”是古代六艺之一，如图所示，投者在一定距离外，将箭水平投向壶中，不计空气阻力，则箭头（）A.在空中的轨迹是直线B.在空中的位移一直增大C.速度的大小可以保持不变D.入壶时速度方向竖直向下2.日本将福岛核电站核污水排向大海，引起许多国家的强烈抗议。核污水中含有放射性物质，其中氚31H的衰变反应为330121HHee，下列说法正确的是（）A.该核反应为衰变B.若海水升温，会加快氚核的衰变C.31H的比结合能大于32He的比结合能D.31H的质量大于32He与01e质量之和3.如图所示，A、B、C 三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心O在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，2BOCOAOrrr。忽略其他星体对它们的作用，则下列关系正确的是（）的江苏省南通市海安市2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题第 2 页/共 6 页A.星体的线速度AB2vvB.星体的加速度AB2aaC.星体所受合力ABFFD.星体的质量ABmm4.用两根相同的细绳和弹簧分别将小球 1、2 和小球 3、4 悬挂起来，静止时 2、4 两球等高，如图所示。则关于小球的质量关系一定正确的是（）A.31mmB.23mmC.14mmD.24mm5.随着现代工艺提升，最薄的金箔比人的指甲还薄一百万倍，仅两个原子厚度。黄金的密度约为432.0 10 kg/m，质量为0.1kg的黄金可以打造金箔的最大面积约为（）A.2210 mB.4210 mC.6210 mD.8210 m6.如图，“双人花样滑冰”训练时男运动员以自己为转动轴拉着女运动员沿冰面做圆周运动，两人手臂伸直，女运动员始终未离开地面。男运动员缓慢下蹲，手中拉力大小恒定，则女运动员（）A.线速度大小恒定不变B.转动的角速度恒定不变C.受到的合外力大小不变D.加速度方向始终沿着伸直的手臂方向7.质量分别为2m和mA、B 两物块，在恒力F作用下沿光滑的水平面一起向前匀加速。下列情形中A对B的作用力最大的是（）A.B.C.D.8.1824 年，法国工程师卡诺提出了具有重要理论意义的循环过程卡诺循环。如图所示为一定质量的理想气体卡诺循环的pV图像，该循环由两个绝热和两个等温过程组成，则下列说法正确的是（）的第 3 页/共 6 页A.ABTTB BCTTC.整个循环过程中系统吸收的热量大于放出的热量D.AB气体对外界做的功等于CD外界对气体做的功9.实验室用位移传感器测速度，如图所示。不动小盒C在t时间内向被测物体D发出两束超声波脉冲，被 D 反射后又被 C 接收，两次发射与接收超声波脉冲的时间差为1t、2t，空气中的声速为v。则物体D的速度为（）A 21212v tttttB.21212v tttttC.212vtttD.212vttt10.如图所示，水平面上汽车 A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体 B，汽车 A 的带动下使物体B以速度v向右匀速运动，物体B与地面的动摩擦因数为 0.75，图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为30、60则（）A.当由30增大到45过程中，A的平均速度小于vB.当由45增大到60过程中，A的平均速度大于vC.当由30增大到45过程中，绳中拉力先减小后增大D.当由45增大到60过程中，绳中拉力先减小后增大二、非选择题：共二、非选择题：共 5 题，共题，共 60 分分.其中第其中第 12 题题第第 15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数.的.第 4 页/共 6 页值和单位值和单位.11.利用如图甲所示的实验装置来探究平抛体运动的特点.（取210m/sg）（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平B.每次小球释放的初始位置可以任意选择C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（2）该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并建立直角坐标系，下列关于图像坐标原点和坐标系的选择正确的是_A.B.C.（3）如图乙是根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取三个水平距离相等的点 A、B 和 C，两点间的水平间距均为20.0cmx.以 A 点为坐标系的原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，测得B、C两点竖直坐标115.0cmy，240.0cmy，则小球平抛的起点O的坐标为_（4）以平抛起点O为坐标原点，在轨迹上取一些点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，作出如图丙所示的2yx图像，图像的斜率为k，则平抛小球的初速度为_（5）如图丁所示，在斜槽的末端放置一倾斜的长板，某小组测得小球在O处的水平速度0v及O至落点的水平射程x，记录的数据如下表，则斜面的倾角为_第 5 页/共 6 页序号12340m/sv0.5123mx0.050.20.81.812.真空中一对平行金属板A和B正对放置，紫外线持续照射A板，有光电子从A板逸出，电子的电量为e，质量为m，普朗克常量为h.（1）在 A、B 板间接一灵敏电流计（如图甲），电流计示数为I，求每秒钟到达B板的电子数N；（2）在 A、B 板间接如图电压U（如图乙）时灵敏电流计示数为零，求光电子离开A板时，光电子的物质波波长的最小值.13.设想从地球赤道平面内架设一垂直于地面延伸到太空的电梯，电梯的箱体可以将人从地面运送到地球同步轨道的空间站。已知地球表面两极处的重力加速度为g，地球自转周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G。求（1）同步轨道空间站距地面的高度h；（2）太空电梯的箱体停在距地面R高处时，箱体对质量为m的乘客的作用力F。14.如图所示，一物流传送装置，电机带动水平传送带顺时针转动的最大速度06m/sv，货物从 A 点静止放上传送带。货物与传送带之间的动摩擦因数为0.1，传送带 AB 的长度14mL，重力加速度210m/sg。第 6 页/共 6 页（1）若传送带以0v匀速转动，求货物由 A 运动到 B 的时间t；（2）若货物刚放上 A 点时，传送带从0v开始以202m/sa 的加速度做匀减速运动直至静止，求货物静止时离 A 的距离d；（3）若货物刚放上 A 点时，传送带从静止开始做202m/sa 的匀加速运动，速度达到0v后立即做202m/sa 的匀减速运动直至静止，求货物运动到传送带 B 点时的速度Bv。15.如图，半径为 5r 的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有质量均为 m 的小物体 A、B。A、B 到转盘中心O的距离分别为3r、5r，A、B 间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力。已知A与圆盘间的动摩擦因数为，B与圆盘间的动摩擦因数为2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，A、B 均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速：（1）求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度1；（2）圆盘角速度2gr时，求A与水平圆盘之间的摩擦力大小f；（3）圆盘角速度2gr时，剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，若圆盘距离水平地面高为2rh，求 A、B 落地时两者间的距离 d。第 1 页/共 19 页2024 届高三期初学业质量监测试卷物理届高三期初学业质量监测试卷物理注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1.本试卷共本试卷共 6 页，满分页，满分 100 分，考试时间为分，考试时间为 75 分钟。考试结束后，请将答题卷交回。分钟。考试结束后，请将答题卷交回。2.答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用 0.5 毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。4.作答选择题必须用作答选择题必须用 2B 铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的 0.5 毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。一、单项选择题：共毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。一、单项选择题：共 10 题，每题题，每题 4 分，共分，共 40 分分.每题只有一个选项最符合题意每题只有一个选项最符合题意.1.“投壶”是古代六艺之一，如图所示，投者在一定距离外，将箭水平投向壶中，不计空气阻力，则箭头（）A.在空中的轨迹是直线B.在空中的位移一直增大C.速度的大小可以保持不变D.入壶时速度方向竖直向下【答案】B【解析】【详解】A箭在空中的轨迹是曲线，选项 A 错误；B在空中的水平位移和竖直位移均增大，则合位移一直增大，选项 B 正确；C箭运动中水平速度不变，竖直速度增加，则箭速度的大小不断增加，选项 C 错误；D入壶时箭有水平速度，则速度方向不可能竖直向下，选项 D 错误。故选 B。2.日本将福岛核电站的核污水排向大海，引起许多国家的强烈抗议。核污水中含有放射性物质，其中氚31H的衰变反应为330121HHee，下列说法正确的是（）A.该核反应为衰变B.若海水升温，会加快氚核的衰变C.31H的比结合能大于32He的比结合能D.31H的质量大于32He与01e质量之和第 2 页/共 19 页【答案】D【解析】【详解】A根据核反应方程可知，该核反应为衰变，A 错误；B氚核的半衰期由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以海水升温，不会加快氚核的衰变，B 错误；C衰变时放出核能，产生的新核的比结合能变大，所以31H的比结合能小于32H的比结合能，C 错误；D衰变时放出核能，质量亏损，所以31H的质量大于32He与01e质量之和，D 正确。故选 D。3.如图所示，A、B、C 三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心O在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，2BOCOAOrrr。忽略其他星体对它们的作用，则下列关系正确的是（）A.星体的线速度AB2vvB.星体的加速度AB2aaC.星体所受合力ABFFD.星体的质量ABmm【答案】B【解析】【详解】A三星系统是三颗星都绕同一圆心O做匀速圆周运动，由此它们转动的角速度相同，由线速度与角速度的关系公式vr，可知星体的线速度AB12vvA 错误；B由向心加速度公式2ar，可得星体的加速度AAOarB2BOAOarr则有第 3 页/共 19 页AB2aaB 正确；C三颗星都绕同一圆心O做匀速圆周运动，因此可得星体 A、B 受力如图所示，由解析题图可知，A、B间的万有引力大小等于 A、C 间的万有引力大小，B、C 间的万有引力大小小于 A、C 间的万有引力大小，分力的夹角相等，因此ABFFC 错误D由解析题图可知，A、B 间的万有引力大小等于 A、C 间的万有引力大小，可知BCmmB、C 间的万有引力大小小于 A、C 间的万有引力大小，可知ACmm则有ABmmD 错误。故选 B。4.用两根相同的细绳和弹簧分别将小球 1、2 和小球 3、4 悬挂起来，静止时 2、4 两球等高，如图所示。则关于小球的质量关系一定正确的是（）A.31mmB.23mmC.14mmD.24mm【答案】C第 4 页/共 19 页【解析】【详解】悬挂小球 1、2 的弹簧弹力等于小球 1、2 的总重力，悬挂小球 3、4 的弹簧弹力等于小球 4 的重力。两弹簧伸长量相同，弹力相等，说明小球 1、2 的总质量等于小球 4 的质量。而小球 3 的质量无法判断。故选 C。5.随着现代工艺提升，最薄的金箔比人的指甲还薄一百万倍，仅两个原子厚度。黄金的密度约为432.0 10 kg/m，质量为0.1kg的黄金可以打造金箔的最大面积约为（）A.2210 mB.4210 mC.6210 mD.8210 m【答案】B【解析】【详解】由物质质量与密度及体积的关系式mV，可得36340.1m5.0 10 m2.0 10mV两个金原子厚度为104.7 10md质量为0.1kg的黄金可以打造金箔的最大面积约为642105.0 101.1 10 m4.7 10VSdACD 错误，B 正确。故选 B。6.如图，“双人花样滑冰”训练时男运动员以自己为转动轴拉着女运动员沿冰面做圆周运动，两人手臂伸直，女运动员始终未离开地面。男运动员缓慢下蹲，手中拉力大小恒定，则女运动员（）A.线速度大小恒定不变B.转动的角速度恒定不变C.受到的合外力大小不变D.加速度方向始终沿着伸直的手臂方向【答案】B的第 5 页/共 19 页【解析】【详解】A男运动员拉力的水平分力提供女运动员的向心力，设拉力与水平方向夹角为，女运动员重心到转动轴沿手臂的距离为 l 不变，则22cosvFmmrr，cosrl得2cosFlvm，Fml男运动员缓慢下蹲，减小，则女运动员线速度增大，加速度不变，A 错误，B 正确；C合力等于拉力的水平分力，故增大，C 错误；D加速度方向始终沿水平方向指向圆心，D 错误。故选 B。7.质量分别为2m和m的 A、B 两物块，在恒力F作用下沿光滑的水平面一起向前匀加速。下列情形中A对B的作用力最大的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】对选项 A 整体分析，根据牛顿第二定律2Fmm a对 B1Nma得13FN 同理，B 选项中 A、B 间作用力为223FN 同理于 AB 选项，在选项 C 中，A、B 间静摩擦力为第 6 页/共 19 页13Ff A、B 间作用力为2213FFmg选项 D 中，A、B 间静摩擦力为223Ff A、B 间作用力为222223FFmg故选 D。8.1824 年，法国工程师卡诺提出了具有重要理论意义的循环过程卡诺循环。如图所示为一定质量的理想气体卡诺循环的pV图像，该循环由两个绝热和两个等温过程组成，则下列说法正确的是（）A.ABTTB.BCTTC.整个循环过程中系统吸收的热量大于放出的热量D.AB气体对外界做的功等于CD外界对气体做的功【答案】D【解析】【详解】A根据pV图像可知，从AB气体体积增大，外界对气体做负功，而该过程为绝热过程，根据热力学第一定律可知，气体内能减少，温度降低，则有ABTTB气体从BC为等温变化，则有BCTT故 B 错误；第 7 页/共 19 页C根据pV图像与横轴围成的面积表示功的大小，可知整个循环过程，外界对气体做正功，而气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，整个循环过程，气体向外界放热，则整个循环过程中系统吸收的热量小于放出的热量，故 C 错误；D由于DA和BC为等温变化，设1DATTT，2BCTTT由于AB和CD两个过程是绝热过程；AB过程气体对外做功，气体温度由1T减小到2T，由热力学第一定律可知，减少内能等于AB过程气体对外做的功；CD过程外界对气体做功，气体温度由2T增加到1T，由热力学第一定律可知，增加的内能等于CD过程外界对气体做功，则AB气体对外界做的功等于CD外界对气体做的功，故 D 正确。故选 D。9.实验室用位移传感器测速度，如图所示。不动的小盒C在t时间内向被测物体D发出两束超声波脉冲，被 D 反射后又被 C 接收，两次发射与接收超声波脉冲的时间差为1t、2t，空气中的声速为v。则物体D的速度为（）A.21212v tttttB.21212v tttttC.212vtttD.212vttt【答案】A【解析】【详解】第一次超声波发射后走过 x1的距离后反射回来，有112vtx 第二次超声波发射后走过 x2的距离后反射回来，有222vtx 所以物体 D 的速度为212121212122222vtvtv ttxxvttttttt 故选 A。的第 8 页/共 19 页10.如图所示，水平面上汽车 A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体 B，汽车 A 的带动下使物体B以速度v向右匀速运动，物体B与地面的动摩擦因数为 0.75，图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为30、60则（）A.当由30增大到45过程中，A的平均速度小于vB.当由45增大到60过程中，A的平均速度大于vC.当由30增大到45过程中，绳中拉力先减小后增大D.当由45增大到60过程中，绳中拉力先减小后增大【答案】C【解析】【详解】A设滑轮顶端到汽车 A、B 的高度为h，汽车 B 的位移为130.73tan30tan45hhxhhh绳长为2 32sin30sin603hhLhh汽车 A 的位移为2221()0.84sin45tan60hhxLhhx汽车 A、B 运动时间相同，汽车 A 的位移大，故A的平均速度大于v，故 A 错误；BA、B 两物体沿绳方向的速度为AAcosvv绳BBcosvv绳A、B 两物体沿绳方向的速度相等，有ABcoscosvv可得第 9 页/共 19 页BAcoscosvv当由45增大到60过程中，有故ABvvv当由30增大到45过程中，A的瞬时速度都小于 B，故A的平均速度小于v，故 B 错误；CD物体B以速度v向右匀速运动，根据平衡条件与TTcos(sin)FmgF可得T3cossin5sin(53)mgmgF当37时，绳中拉力最小，根据数学关系可知当由30增大到45过程中，绳中拉力先减小后增大，当由45增大到60过程中，绳中拉力一直增大，故 C 正确，D 错误。故选 C。二、非选择题：共二、非选择题：共 5 题，共题，共 60 分分.其中第其中第 12 题题第第 15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.11.利用如图甲所示的实验装置来探究平抛体运动的特点.（取210m/sg）（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平第 10 页/共 19 页B.每次小球释放的初始位置可以任意选择C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（2）该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并建立直角坐标系，下列关于图像坐标原点和坐标系的选择正确的是_AB.C.（3）如图乙是根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取三个水平距离相等的点 A、B 和 C，两点间的水平间距均为20.0cmx.以 A 点为坐标系的原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，测得B、C两点竖直坐标115.0cmy，240.0cmy，则小球平抛的起点O的坐标为_（4）以平抛起点O为坐标原点，在轨迹上取一些点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，作出如图丙所示的2yx图像，图像的斜率为k，则平抛小球的初速度为_（5）如图丁所示，在斜槽的末端放置一倾斜的长板，某小组测得小球在O处的水平速度0v及O至落点的水平射程x，记录的数据如下表，则斜面的倾角为_序号12340m/sv0.5123mx0.050.20.81.8.第 11 页/共 19 页【答案】.AC#CA.C.（-20cm，-5cm）.2gk.45【解析】【详解】（1）1A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平，这样才能保证小球做平抛运动，选项 A 正确；BC.为了保证小球到达底端时速度相同，则每次必须要使小球从同一高度由静止释放，选项 B 错误，C 正确；D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点必须用平滑曲线连接，选项 D 错误。故选 AC。（2）2建立坐标系时，y 轴应该由铅垂线的方向决定；坐标原点应该是小球球心的投影点，故选 C。（3）3因三点的水平距离相等，可知时间间隔相等；平抛运动在竖直方向的位移之比应该是 1:3:5，因为:3:5BCabyy可知抛出点的纵坐标为 y=-5cm，横坐标为 x=-20cm，即小球平抛的起点O的坐标为（-20cm，-5cm）（4）4根据0 x vt212ygt可得2202gyxv由题意可知202gkv解得02gvk（5）5由平抛运动的规律可知2012tangtv tx=v0t第 12 页/共 19 页解得202tanvxg由表中数据可知205vx可得2tan15g即=4512.真空中一对平行金属板A和B正对放置，紫外线持续照射A板，有光电子从A板逸出，电子的电量为e，质量为m，普朗克常量为h.（1）在 A、B 板间接一灵敏电流计（如图甲），电流计示数为I，求每秒钟到达B板的电子数N；（2）在 A、B 板间接如图电压U（如图乙）时灵敏电流计示数为零，求光电子离开A板时，光电子的物质波波长的最小值.【答案】（1）INe；（2）2hmeU【解析】【详解】（1）设每秒钟到达 B 板的电子个数为 N，电荷量为QNe根据电流的定义式得QIt其中 t=1s，可得第 13 页/共 19 页INe（2）以具有最大动能的电子为研究对象，当其速度减小到 0 时，电子恰好运动到接近 B 板，设其最大动能为 Ekm；根据动能定理得0kmeUE光电子的物质波波长为hp其中22kmpmE联立解得2hmeU13.设想从地球赤道平面内架设一垂直于地面延伸到太空的电梯，电梯的箱体可以将人从地面运送到地球同步轨道的空间站。已知地球表面两极处的重力加速度为g，地球自转周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G。求（1）同步轨道空间站距地面的高度h；（2）太空电梯的箱体停在距地面R高处时，箱体对质量为m的乘客的作用力F。【答案】（1）22324gR TR；（2）222324mgTmRT，方向为背离地心【解析】【详解】（1）由万有引力提供向心力2224()()MmGm RhRhT在地球表面两极处有2MmGmgR联立可得，同步轨道空间站距地面的高度为22324gR ThR（2）太空电梯的箱体停在距地面R高处时，乘客受到的万有引力为第 14 页/共 19 页244GMmmgFR万太空电梯的箱体停在距地面R高处时，乘客所需要的向心力为22n22482mRFmRTT所以，箱体对质量为m的乘客的作用力为222n2283244mgmRmgTmRFFFTT万方向为背离地心。14.如图所示，一物流传送装置，电机带动水平传送带顺时针转动的最大速度06m/sv，货物从 A 点静止放上传送带。货物与传送带之间的动摩擦因数为0.1，传送带 AB 的长度14mL，重力加速度210m/sg。（1）若传送带以0v匀速转动，求货物由 A 运动到 B 的时间t；（2）若货物刚放上 A 点时，传送带从0v开始以202m/sa 的加速度做匀减速运动直至静止，求货物静止时离 A 的距离d；（3）若货物刚放上 A 点时，传送带从静止开始做202m/sa 的匀加速运动，速度达到0v后立即做202m/sa 的匀减速运动直至静止，求货物运动到传送带 B 点时的速度Bv。【答案】（1）2 7s；（2）4m；（3）2m/s【解析】【详解】（1）若传送带以0v匀速转动，货物刚放上传送带时的加速度大小为21m/smgagm设货物到达 B 点时，仍未与传送带共速，则有220aLv解得货物到达 B 点时的速度为02 7m/s6m/svv假设成立，则货物由 A 运动到 B 的时间为第 15 页/共 19 页2 7svta（2）若货物刚放上 A 点时，传送带从0v开始以202m/sa 加速度做匀减速运动，设经过1t时间，货物与传送带共速，则有00 11vva tat共又21m/smgagm解得12st，2m/sv共此过程货物通过的位移为112m2vxt共货物与传送带共速后，由于22021m/sm/saag可知货物接着以21m/sa 做匀减速到停下，则有222m2vxa共则货物静止时离 A 的距离为124mdxx（3）若货物刚放上 A 点时，传送带从静止开始做202m/sa 的匀加速运动，速度达到0v后立即做202m/sa 的匀减速运动直至静止，传送带速度达到0v时所用时间为0103svta 此时货物的速度为113m/svat货物通过的位移为1114.5m2vxt的第 16 页/共 19 页接着传送带开始做减速运动，物块继续做加速运动，设经过2t时间，货物与传送带共速，则有00 212vva tvat共解得21st，4m/sv 共此过程货物通过的位移为1223.5m2vvxt共之后由于22021m/sm/saag可知货物接着以21m/sa 做匀减速到 B 点，根据运动学公式可得2232Baxvv共又31214m4.5m3.5m6mxLxx联立解得货物运动到传送带 B 点时的速度为2m/sBv 15.如图，半径为 5r 的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有质量均为 m 的小物体 A、B。A、B 到转盘中心O的距离分别为3r、5r，A、B 间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力。已知A与圆盘间的动摩擦因数为，B与圆盘间的动摩擦因数为2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，A、B 均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速：（1）求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度1；（2）圆盘角速度2gr时，求A与水平圆盘之间的摩擦力大小f；（3）圆盘角速度2gr时，剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，若圆盘距离水平地面高为2rh，求 A、B 落地时两者间的距离 d。第 17 页/共 19 页【答案】（1）13gr；（2）0f；（3）8 5dr【解析】【详解】（1）当 A 刚要产生滑动时，则2A13mrmg解得A13gr同理，当 B 刚要产生滑动时，则2B152mrmg解得B1A125gr由于 A、B 角速度相等，故求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度为1A13gr（2）圆盘角速度2gr时，A 所需的向心力为2A2233FmrmgmgB 所需的向心力为2B22552Fmrmgmg由于 B 所需向心力更大，因此 B 受到的摩擦力方向沿 B 指向圆心，故绳子的拉力为B2mB523TFfmgmgmg对 A第 18 页/共 19 页A23TmgF故A与水平圆盘之间的摩擦力大小0f（3）剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，B 沿转盘边缘飞出，A 在盘上减速运动到盘边缘后飞出，如下图根据平抛运动规律可得 A、B 下落的时间都为24hrtgg对 B，飞出时速度为B255vrgr故 B 沿速度方向运动的水平距离为BB10 xv tr转盘停止时 A 的速度为A1233vrgr根据几何知识可得转盘停止后 A 在转盘上匀减速运动的距离为22(5)(3)4lrrrA 做匀减速运动的加速度大小为Aag设 A 飞出时的速度为A2v，则22A2A1A2vva l 解得A2vgr故 A 沿速度方向运动的水平距离为的第 19 页/共 19 页AA22xv tr故 A 落地点距转盘停止时 A 所在位置的水平距离为AA6xlxr 以飞出方向为纵轴，垂直速度方向过圆心为横轴，转盘圆心在地面投影点为原点在地面建立坐标系，可得B 落地点的坐标为（5r，10r），A 落地点的坐标为（-3r，-6r），根据数学知识可得求 A、B 落地时两者间的距离为225(3)10(6)8 5drrrrr