黄金卷04-赢在高考·黄金8卷备战2024年高考物理模拟卷（湖南专用）（解析版）_2024高考押题卷_92024赢在高考全系列_（通用版）2024《赢在高考·黄金预测卷》（九科全）各八套

【赢在高考·黄金 8 卷】备战 2024 年高考物理模拟卷（湖南卷专用） 黄金卷 04 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本 试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 一、选择题：本题共 6小题，每小题 4分，共 24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项 符合题目要求． 1．地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化， 工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的 光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I 与光电管两端电压U的关系图线。测得飞出阴极的光电子最大初动能为9.54eV，下列说法正确的是（ ） A．光线发射器中发出的光有1种为可见光 B．光电管阴极材料的逸出功为0.66eV C．题述a光为氢原子从n3能级跃迁到n2能级时发出的光 D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小 【答案】 A 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002【解析】A．n3激发态的氢原子向低能级跃迁时释放的能量为 E 1.51(3.40)1.89eV 1 E 3.4(13.6)10.20eV 2 E 1.51(13.6)12.09eV 3 可见光能量的范围为1.64eV3.19eV，所以只有E 在可见光光子能量范围内，故A正确； 1 B．根据爱因斯坦光电效应方程 E hW km 0 得 W hE 2.55eV 0 km 故B错误； C．根据图丙可知a光的遏止电压小于b光的遏止电压，根据 hE W km 0 eU E c km 可知a光子的能量小于b光子的能量，所以a光为氢原子从n2能级跃迁到n1能级时发出的光，故C错 误； D．部分光线被遮挡，不改变光子的能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，故D错误。 故选A。 2．在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流（不计内阻）。电阻R的阻值为10Ω，电表均为理想 电表。下列判断正确的是（ ） A．电压表的示数为10V 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002B．电流表的示数为2A C．若将电阻R替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为10V D．电阻R在任意三分之一个周期内产生的热量一定等于0.1J 【答案】 A 【解析】A．根据题意可知，电压表的示数为有效值为U ，则有 2 10 2   U2  2  T 102 2T T     R R R R 3 解得 U 10V 故A正确； B．由欧姆定律可知，电流表的示数为 U 10 I   A1A R 10 故B错误； C．由于交流电的峰值为 U  2U 10 2V10V m 因此，若将电阻R换成一个耐压值为10V的电容，会被击穿，故C错误； D．根据题意可知，电阻R在任意三分之一个周期内的电流有效值不一定是1A，所以电阻R在任意三分之 一个周期内产生的热量不能用 QI2RT 1210102J0.1J 计算，故D错误。 故选A。 3．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t0时 刻两列波的波形图如图所示。已知波速v8m/s，下列说法正确的是（ ） 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002f 0.5Hz A．波的频率 B．t0时刻，x4m与x12m处的两质点振动方向相同 C．在t 0.5s时刻，x5m处的质点第一次到达y7cm处 D．两列波叠加后，x4m处为振动加强点 【答案】 C 【解析】A．由图可知波长 4m 则频率 v f  2Hz  故A错误； B．t0时刻，x4m处质点振动方向向上，x12m处质点振动方向向下，故B错误； C．波的周期 1 T  0.5s f 在t 0.5s时刻，则好经历了T，甲传播到x5m处为波谷，位移为-4m，乙传播到x5m处为波谷，位移为 -3m，质点第一次到达波谷，即y7cm处，故C正确； D．两列波叠加后，两列波到x4m处的波程差是x4m，甲波向x正方向传播，可知x4m处的质点正 在向上振动，乙波向x负方向传播，x8m处的质点在向下振动，即甲波的波源起振方向向上，乙波的起 振方向向下，所以x4m处为振动减弱点，故D错误。 故选C。 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0021 4．如图a，一个正点电荷固定在绝缘水平面上x轴的原点O处，轴上各点电势与x的关系如图b。可视 为质点的滑块质量为0.05kg、电荷量为8.0109C，从x=0.2m处由静止释放。已知滑块与水平面间的动摩 0.01 g 10m/s2 擦因数 ， 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在x=0.4m处滑块速度大小为（ ） A．0 B．0.2m/s C．0.3m/s D．0.6m/s 【答案】 B 【解析】在x=0.4m处即 1 2.5m1 x 由图可知此处电势为 φ1=2.5×105V 滑块电势能为 E q2103J p 1 在x=0.2m处即 1 5m1 x 由图可知此处电势为 φ2=5×105V 设滑块在x=0.4m处的速度大小为v，根据动能定理有 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0021 mv2 q mgx 2 2 1 解得 v0.2m/s 故选B。 5．“抖空竹”是中国传统的体育活动之一，在我国有悠久的历史，为国家级非物质文化遗产之一。现将抖空 竹中的一个变化过程简化成以下模型：轻绳系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一 端，一定质量的空竹架在弹性绳上。接下来做出如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点匀 速移动，其轨迹为竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上下底水平），如图所示。则两端点分别自A、C两 点，沿AB、CD以同一速度匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则运动过程中（ ） A．左右两边绳的弹力均不变 B．左右两边绳的弹力不相等 C．左边绳的弹力变大 D．右边绳的弹力变小 【答案】 A 【解析】B．以空竹为研究对象进行受力分析，同一根绳子拉力处处相等，所以 F F 1 2 故B错误； ACD．在水平方向空竹处于共点力平衡，设 F 1与水平方向的夹角为， F 2与水平方向的夹角为  F cosαF cosβ 1 2 所以 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002 所以两根绳与竖直方向的夹角相等，为，则 2F cosmg 1 mg F  1 2cos 两端点移动的过程，两端点在水平方向上的距离不变，所以弹力大小不变，故A正确，CD错误。 故选A。 6．如图甲所示，质量为2kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，另有一 小球A以6m/s的初速度向右运动，t=2s时球A与球B碰撞并瞬间粘在一起，碰后球B的ν-t图像如图乙所 1 E  kx2 示。已知弹簧的弹性系数k=240N/m，弹簧的弹性势能 P 2 （x为弹簧的形变量），整个运动过程中弹簧 始终在弹性限度内。下列判断正确的是（ ） A．碰后球B的速度为零时弹簧长度最短 B．碰后球B的速度为零时球C的加速度为零 C．碰后运动过程中，小球B加速度的最大值为20m/s2 D．碰后运动过程中，小球B加速度的最大值为30m/s2 【答案】 C 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002【解析】A．当三球共速时，弹簧弹性势能最大，压缩量最大，弹簧长度最短，故A错误； B．由图可知，B的速度为零后继续反向加速，说明弹簧弹力不为0，故C球受到弹簧弹力，加速度不为0， 故B错误； CD．AB发生完全非弹性碰撞，则 m v m m v A A A B 解得 m 4kg A ABC整体动量守恒 m m vm m vm v A B A B C C 当弹簧恢复原长时，此时v1m/s，满足 1 1 1 m m v2  m m v2 m v 2 2 A B 2 A B 2 C C 即 m m m v A B C v m m m A B C 解得 m 10kg C 当ABC共速时 m m vm m m v A B A B C 共 1 1 m m v2  m m m v 2E 2 A B 2 A B C 共 p 联立解得 1 E  kx2 30J p 2 解得 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0021 x m 2 此时小球B加速度最大 kx a 20m/s2 m m A B 故C正确，D错误。 故选C。 二、选择题：本题共 4小题，每小题 5分，共 20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 5分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分． 7．空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平入射，如图所示， n 甲、n 乙和 n 丙分别表示水对甲光、乙光 和丙光的折射率。判断以下表述正确的是（ ） n n n A． 甲 乙 丙    B．波长的关系 甲 乙 丙 f  f  f C．频率f的关系 甲 乙 丙    D．光由水珠出射到空气的折射角关系 甲 乙 丙 【答案】 CD 【解析】D．球形小水珠，折射的法线沿半径方向，根据图像可知光从空气进入水珠中时，入射角均相等， 令为，此时的折射角大小关系为    甲 乙 丙 根据折射率定义有 sin n sin 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002可知 n n n 甲 乙 丙 故A错误； B．根据光谱的规律可知，折射率越大，波长越短，结合上述可知    甲 乙 丙 故B错误； C．根据光谱的规律可知，折射率越大，频率越大，结合上述可知 f  f  f 甲 乙 丙 故C正确； D．球形小水珠，折射的法线沿半径方向，根据图像可知光从空气进入水珠中时，入射角相等，根据几何 关系可知，光从空气进入水珠中时的折射角等于光由水珠出射到空气的入射角，光路可逆可知，光由水珠 出射到空气的折射角相等，均为，既有     甲 乙 丙 故D正确。 故选CD。 8．如图，中国空间站在距地球表面高度为h的圆形轨道I上做匀速圆周运动。梦天实验舱搭载长征五号运 载火箭在地表从静止出发沿轨道II（实线所示）加速运动，与火箭脱离后，仅在万有引力作用下沿轨道Ⅲ（虚 线所示）运动，此后与空间站完成对接。已知地球半径为R，万有引力常量为G，地表重力加速度为g，梦 天实验舱与空间站在同一平面内运动，忽略地球自转，则梦天实验舱（ ） 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002gR2 A．沿轨道I运行的速率为 h B．沿轨道II运动过程中机械能保持不变 C．沿轨道Ⅲ运动至末端时的速率小于其沿轨道I运行的速率 D．沿轨道Ⅲ运动过程，其与地心的连线在相等的时间内扫过的面积相等 【答案】 CD 【解析】A．根据万有引力提供向心力，可得 GMm v2 m Rh2 Rh 又 GMm mg R2 联立，解得 gR2 v Rh 故A错误； B．依题意，沿轨道II做加速运动则该过程中机械能一直增加。故B错误； C．由图可知，梦天实验舱从轨道Ⅲ运动到轨道I属于从低轨变到高轨，需要加速才能完成对接，所以沿轨 道Ⅲ运动至末端时的速率小于其沿轨道I运行的速率。故C正确； D．沿轨道Ⅲ运动过程，其轨迹为椭圆，由开普勒第二定律可知，梦天实验舱与地心的连线在相等的时间内 扫过的面积相等。故D正确。 故选CD。 9．如图甲所示，在水平面 xoy 内放置有一个超导平板，在zh处有一质量为m、半径为r、环心在z轴上 的水平匀质金属圆环，且r  h。在圆环内通入电流，在圆环磁场的作用下超导平板内形成感应电流，产生 附加磁场。可以证明，超导平板内感应电流在z  0区域产生的附加磁场，相当于在zh处对称地放置一 个半径也为r的镜像圆环电流所产生的磁场，镜像圆环内的电流与原圆环电流大小相等方向相反。已知长直 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002kI B 通电导线在空间中某点激发的磁场的磁感应强度满足下列关系式： x ，k为常数，I为通过直导线的电 流，x为此点与直导线的垂直距离。设重力加速度为g。当环内电流达到恒定值 I 0时，圆环刚好能悬浮在zh 处，此时（ ） F mg A．圆环对超导平板的作用力大小为 kI B 0 B．超导平板在圆环处产生的附加磁场的磁感应强度 h mgh I  C．圆环内的电流 0 kr mgh I  D．圆环内的电流 0 2kr 【答案】 AC 【解析】A．根据圆环的平衡和牛顿第三定律可判断，圆环对超导平板的作用力大小等于圆环重力，A正确； B．由于r  h，因此两圆环近似看作两根平行长直导线，圆环所在处的磁感应强度B由镜像圆环产生，则 由题目条件可知 kI B 2h B错误； CD．由于两导线间的电流反向，因此上面圆环所受的安培力方向竖直向上，大小为 F BIL 故 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002kI F  I2r 2h 又由于圆环恰好悬浮，故 F mg 计算可得 mgh I  kr C正确，D错误。 故选AC。 10．小兰和小亮周末去爬山，在一个倾角为37的山坡上玩抛石块。如图所示，小兰爬上紧挨山坡底端 Q 的一棵树，从树上 点朝着山坡水平抛出一个石块甲，石块甲正好垂直打在山坡中点P；小亮在山坡顶端 的A点水平抛出一个石块乙，石块乙也落在P点。已知山坡长度AC L，重力加速度为 g ，sin370.6， 不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） 3gL A．石块甲的抛出点Q一定比A点高 B．石块甲的初速度大小为 10 C．石块甲、乙的运动时间之比为2 2:3 D．若两石块同时抛出，则他们一定同时击中P点 【答案】 BC v 【解析】AB．设小球甲抛出的初速度为 0，Q点相对于P点的竖直高度为H，则 1 H  gt2 2 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002小球甲落在P点时速度的竖直分量 v  2gH y 小球甲的水平位移 v L x tan37 0 x cos v  2 ， 0 t ， v y 联立各式可得 4 3gL H  L v  15 ， 0 10 又A点高度为 3 h Lsin L A 5 则Q点的高度为 h 17 h H  A  L Q 2 30 则A点比Q点高，故A错误，B正确； C．对于小球乙，有 h 1 A  gt2 2 2 结合前面式子可得 t 2 2  t 3 故C正确； D．因为两小球抛出时的高度不同，故不可能相遇，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共 5小题，共 56分． 11. （6分）某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置（。重 力加速度为g） （1）为了完成实验，需要记录结点O的位置以及弹簧测力计的示数和弹力的方向，如果作图得到的合力方 向近似在 方向上，且大小近似等于 ，则平行四边形定则得以验证。 （2）下列不必要的实验要求是 （请填写选项前对应的字母）。 A．木板平面要保持竖直 B．两个弹簧测力计必须完全相同 C．拉力方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 （3）某次实验中，该同学使弹簧测力计B处于水平方向，发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，为了能 够完成实验，他应该 。 A．换用质量稍轻的重物 B．保持弹簧测力计B的拉力方向不变，减小其拉力 C．保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其逆时针旋转一个小角度 D．保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其顺时针旋转一个小角度 【答案】（1） 竖直； Mg ； （2）BD ； （3） AD 【解析】（1）结点O处于平衡状态，故A、B的合力方向近似在竖直方向上，且大小近似等于Mg，则可验 证平行四边形定则。 （2）A．木板平面要保持竖直，要保证合力沿竖直方向，故A必要，但不符合题意； B．弹簧测力计测量准确即可，不要求两测力计相同，故B不必要，符合题意； 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002C．拉线方向必须与木板平面平行，这样才能确保力的大小准确性，故C必要，但不符合题意； D．由于本实验中重物的重力一定，因此两弹簧测力计的拉力的合力大小方向均是一定的，所以不需要再让 结点每次静止在同一位置，故D不必要，符合题意。 故选BD。 （3）A．换用质量稍轻的重物，合力变小，A的示数变小，故A正确； B．保持弹簧测力计B的拉力方向不变，增大其拉力，AB弹簧测力计合力不变，A的拉力增大，故B错误； C．保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其逆时针旋转一个小角度，则A的拉力变大，故C错误； D．保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其顺时针旋转一个小角度，A的拉力变小，故D正确。 故选AD。 12. （10分）某同学要测量一段电阻丝的电阻率， 实验过程中的几个主要步骤如下： （1） 他先测量电阻丝的直径， 如图甲所示， 则螺旋测微器的示数为 mm； （2）测量好电阻丝的直径与长度后， 再用多用电表粗测其阻值， 当用 “10 ”挡位测量其阻值时指针偏转 角度很大，则应改用挡位测量； 欧姆表改变挡位后 （选填“需要”或“不需要”） 欧姆调零； 如果按 正确方式操作后多用电表示数如图乙所示， 则电阻丝阻值为 ； （3） 该同学采用伏安法测量电阻丝的准确阻值， 未完全完成连接的电路实物图如图丙所示， 已知滑动 变阻器采用限流接法， 请用笔画线作为导线完成连接。 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002（4） 该同学正确连接电路，所有操作都正确，则测出的电阻真实值 （选填“大于”“小于” 或“等于”）， 该误差的来源是 ， 这种误差属于 误差。 （5） 实验测出圆柱体的电阻为 R， 圆柱体横截面的直径为 D， 长度为 L， 则圆柱体电阻率为  。（用 D、L、R 表示， 单位均已为国际单位） 【答案】（1）2.049~2.051； （2） 需要； 6.0/6 ； （3） （4）小于 电压表的分流 系统 RD2 （5） 4L 【解析】（1） 如甲图所示， 该示数为 d 2mm5.00.01mm=2.050mm； （2） 多用电表测电阻时指针偏转角度很大， 说明选用的挡位太大， 应改用 “ 1 ” 挡位， 欧姆表改 变挡位后， 需要重新欧姆调零； 其示数为 6.0； （3） 由于电压表内阻远大于待测电阻， 电流表应采用外接法； 滑动变阻器采用限流接法， 电路图如 图所示。 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002（4） 电流表应采用外接法， 由于电压表的分流带来的误差， 使得电流表读数 I 比实际通过待测电阻的 U R 电流偏大，则根据 I 可知电阻测量值偏小；该误差属于系统误差。 （5）根据电阻定律 L R S 可得圆柱体电阻率为 RS RD2   L 4L 13. （10分）我国载人月球探测工程登月阶段任务已经启动实施， 计划先期开展无人登月飞行， 并在 2030 年前实现中国人首次登陆月球。如图所示， 将导热容器竖直放置在地球表面上并封闭一定质量的理 想气体， 用可自由移动的活塞将气体分成 A、B 两部分， 活塞与容器无摩擦且不漏气， 横截面积为 S， 该处附近的温度恒为 27C， 稳定后， A 部分气体的压强为 p 0， 体积为 V 0 ，B 部分气体的体积为 0.5V 0.8V 0 。若将该装置在月球表面处并竖直放置， A 部分气体在上方且体积为 0， 该处的温度恒为 1 g 127C 。地球表面的重力加速度为 g ， 月球表面的重力加速度为 6 ， 求∶ （1）在月球表面， A 部分气体的压强为多大； （2） 活塞的质量为多大。 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0025 10p S p 0 【答案】 （1） 3 0 ；（2） 11g 【解析】（1） 对气体A pV p '0.8V 0 0  A 0 T T 0 解得 5 p  p A 3 0 （2） 在地球表面 p Smg  p S 0 B 在月球表面 1 p 'S mg  p 'S A 6 B 对气体B p 0.5V p '0.7V B 0  B 0 T T 0 解得 10p S m 0 11g 14. （14分） 如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方 向垂直轨道平面向里。竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为R，质量为3m，可以在轨道上无摩擦滑 动，开始时被卡环卡在竖直轨道上处于静止状态。在bc的正上方高H处，自由落下一质量为m的绝缘物体， 物体落到金属条上之前的瞬间，卡环立即松开，绝缘物体与金属条一起继续下落。金属条与导轨的接触电 阻忽略不计，竖直轨道足够长，重力加速度为g。 （1）求绝缘物体与金属条一起开始下落的速度； （2）求金属条开始下落时的加速度； 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002（3）金属条下落h时，恰好开始做匀速运动，求此过程中感应电流产生的热量。 1 B2L2 2gH 1 32m3g2R2 2gH g 4mgh mgH  【答案】 （1）4 ；（2） 16mR ；（3） 4 B4L4 【解析】（1）根据自由落体运动规律可得，物体m与金属条3m碰撞前的速度为 v  2gH 0 设物体m落到金属条3m上，两者组成的系统相碰过程动量守恒，碰后速度为v，有 mv (m3m)v 0 解得 1 v 2gH 4 （2）金属条开始下落时，闭合电路中感应电流为 BLv BL 2gH I   R 4R 金属条所受安培力为 B2L2 2gH F BIL 4R 对金属条和物体，根据牛顿第二定律有 (m3m)gF (m3m)a 可得金属条开始运动时的加速度为 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0024mgF B2L2 2gH a  g 4m 16mR （3）金属条和物体一起以速度v 做匀速运动，有 m 4mgF0 B2L2v F m R 金属条的最终速度为 4mgR v  m B2L2 下落h的过程中，设金属条克服安培力做功为W，由动能定理 1 1 4mghW  4mv2  4mv2 2 m 2 感应电流产生的热量 QW 所以 1 32m3g2R2 Q4mgh mgH  4 B4L4 15. （16分）如图所示，长度l=3m的水平传送带AB在右端B点平滑连接着一个半径R=0.35m的光滑半圆 弧轨道CEFD，其中C点为轨道的最低点，E点和圆心O等高，FD段为光滑圆管，∠EOF=30°。可视为质 点的小物块从A点以v =5.5m/s的初速度向右滑动，已知小物块的质量m=1kg，与传送带之间的动摩擦因数 0 μ=0.3，且小物块尺寸小于光滑圆管内径。重力加速度g取10m/s2。 （1）若传送带以v=6.1m/s的速率顺时针方向转动，求小物块第一次运动到C点的过程中电动机多消耗的电 能； （2）若传送带以v'=2m/s的速率顺时针方向转动，求： ①小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小； ②小物块第一次沿轨道CEFD运动时能达到的最大高度。 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002【答案】 （1）3.66J；（2）①45N；②0.6125m 【解析】（1）假设小物块中途会与传送带达到共速，小物块先在传送带上做加速运动，由牛顿第二定律有 mg ma 解得 a3m/s2 设与传送带共速需要的时间为t，则 vv at 0 解得 t 0.2s 加速过程中的位移 vv x 0 t 2 解得 x1.16ml 故假设成立 电动机多消耗的电能等于传送带克服摩擦力所做的功，即 Emgvt 解得 E3.66J （2）①假设小物块一直减速运动到C，则由动能定理有 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0021 1 mgl mv2  mv2 2 C 2 0 解得 v 3.5m/s C 由于 v v' C 故假设成立 在C点，根据牛顿第二定律有 v2 Fmgm C R 解得 F 45N 根据牛顿第三定律可知小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小为 F'F 45N ②小物块从C点运动到F点过程中，由动能定理有 1 1 mv2  mv2 mg(RRsin30) 2 F 2 C 解得 v  1.75m/s F 此时有 v2 mgsin30m F R 则小物块恰好可以通过F点，小物块进入光滑圆管后到达最高点速度为0，从C点运动到最高点过程中， 由机械能守恒有 1 mv2 mgh 2 C 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002解得 h0.6125m 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002