核心素養(yǎng)卷（03） 決勝2021年新高考物理核心素養(yǎng)卷（福建專用）（解析版）

2021年福建省新高考綜合模擬

物理核心素養(yǎng)卷（03）

一、單項(xiàng)選擇題:本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)

是符合題目要求的。

1.分子勢能Ep隨分子間距離「變化的圖像（取「趨近于無窮大時Ep為零），如圖所示。將兩分子從相距一

處由靜止釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，則下列說法正確的是（）

A.當(dāng)尸=為時，釋放兩個分子，它們將開始遠(yuǎn)離

B.當(dāng)r=與時，釋放兩個分子，它們將相互靠近

C.當(dāng)r=彳時，釋放兩個分子，廠=弓時它們的速度最大

D.當(dāng)廠="時，釋放兩個分子，它們的加速度先增大后減小

【答案】C

【解析】

由圖可知，兩個分子在i-n處分子勢能最小，則分子之間的距離為平衡距離，分子之間的作用力恰好為0。

AB.結(jié)合分子之間的作用力的特點(diǎn)可知，當(dāng)分子間距離等于平衡距離時，分子力為零，分子勢能最小，所

以假設(shè)將兩個分子從r=n處釋放，它們既不會相互遠(yuǎn)離，也不會相互靠近，故A、B錯誤；

C.由于可知分子在尸n處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力做正功，

分子的速度增大：當(dāng)分子之間的距離大于「2時，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大，分子力做

負(fù)功，分子的速度減小，所以當(dāng)尸n時它們的速度最大，故C正確；

D.由于n<r2,可知分子在r=n處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力減小，當(dāng)

r>n時，分子力表現(xiàn)為引力，先增大后減小，則加速度先減小后增大再減小，故D錯誤。

故選C。

2.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。所用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效

應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零，移動變阻器的觸點(diǎn)c,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)

為零，則在該實(shí)驗(yàn)中（）

A.光電子的最大初動能為1.05eV

B.光電管陰極的逸出功為1.7eV

C.開關(guān)S斷開，電流表G示數(shù)為零

D.當(dāng)滑動觸頭向a端滑動時，電壓表示數(shù)增大

【答案】D

【解析】

A.由題目可知，遏制電壓Uc=1.7V,最大初動能

EK=e〃=L7eV

選項(xiàng)A錯誤；

B.根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出功

叱=后一號=1.05eV

選項(xiàng)B錯誤；

C.斷開開關(guān)S,光電效應(yīng)依然發(fā)生，有光電流，光電管、電流表、滑動變速器構(gòu)成閉合回路，電流表中電

流不為零，選項(xiàng)c錯誤；

D.電源電壓為反向電壓，當(dāng)滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電壓表示數(shù)增大，電流表中電流減小,

選項(xiàng)D正確。

故選Dt,

3.如圖所示，兩根金屬導(dǎo)軌MN、PQ相互平行，上端接入一個定值電阻，構(gòu)成U型導(dǎo)軌。金屬棒ab恰好

能靜止在導(dǎo)軌上并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，現(xiàn)在導(dǎo)軌所在空間加一垂直于導(dǎo)軌的勻強(qiáng)磁場，勻

強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開始隨時間均勻增大，經(jīng)一段時間后金屬棒開始運(yùn)動，從加磁場到金屬棒開始運(yùn)

動的時間內(nèi)，金屬棒ab受力情況中（）

A.安培力方向始終向上，安培力大小隨時間均勻增大

B.安培力方向始終向下，安培力大小保持不變

C.摩擦力方向始終向上，摩擦力大小先減小后增大

D,摩擦力方向始終向下，摩擦力大小保持不變

【答案】A

【解析】

AB.當(dāng)加磁場時，感應(yīng)電動勢大小為

△△①

E=----=--------

△t2

山于磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開始隨時間均勻增大，所以空定值，感應(yīng)電動勢E不變，則安培力大小為

Ar

E

耳=BIL=B—L

安R

由于E、R、L為定值，B均勻增大，所以安培力大小隨時間均勻增大，根據(jù)左手定則可判斷，安培力方向

始終沿斜面向上，故A正確，B錯誤；

CD.未加磁場時，金屬棒ab恰好能靜止在導(dǎo)軌上，可得

Ff=mgsin0

方向沿斜面向上，由AB選項(xiàng)可知，安培力方向始終向上，安培力大小隨時間均勻增大，則摩擦力方向先沿

斜面向上，大小逐漸減小到零；當(dāng)Q=/ngsin。時，摩擦力為零；當(dāng)安培力繼續(xù)增大時，摩擦力方向沿斜

面向下，大小逐漸增大，直到金屬棒開始滑動，綜上所述，故c、D錯誤。

故選A。

4.如圖甲所示，陀螺可在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落，好像軌道對它施加了魔法一樣，被稱為“魔力陀螺”。

它可等效為一質(zhì)點(diǎn)在圓軌道外側(cè)運(yùn)動模型，如圖乙所示。在豎直面內(nèi)固定的強(qiáng)磁性圓軌道半徑為R,A、B

兩點(diǎn)分別為軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)沿軌道外側(cè)做完整的圓周運(yùn)動，受圓軌道的強(qiáng)磁性引力始終指向

圓心0且大小恒為F,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以速率闞通過A點(diǎn)時，對軌道的壓力為其重力的6倍，不計(jì)摩擦和空氣阻

力，質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m,重力加速度為g,則（）

圓軌道

A.質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)對軌道的壓力小于在B點(diǎn)對軌道的壓力

B.強(qiáng)磁性引力的大小為6mg

C.只要質(zhì)點(diǎn)能做完整的圓周運(yùn)動，則質(zhì)點(diǎn)對A、B兩點(diǎn)的壓力差恒為7〃吆

D.為確保質(zhì)點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動，則質(zhì)點(diǎn)通過B點(diǎn)的最大速率為JlOgR

【答案】B

【解析】

B.在A點(diǎn)，由牛頓第二定律有

2

F+mg-FA=m^-

根據(jù)牛頓第三定律有

入=用'=6mg

聯(lián)立解得

F=6mg

所以B正確;

AC.在A點(diǎn)，由牛頓第二定律有

F+mg—FA-m-^—

根據(jù)牛頓第三定律有

在B點(diǎn)，由牛頓第二定律有

2

V

廠rB

根據(jù)牛頓第三定律有

從A到B過程有

1,1,

mg2R=-mvli--mvA

聯(lián)立解得質(zhì)點(diǎn)對A、B兩點(diǎn)的壓力差為

F；-F；=6mg

所以AC錯誤；

D.在B點(diǎn)，由牛頓第二定律有

F-mg-F^m^

當(dāng)尸B=0時，％最大則有

所以D錯誤;

故選B。

二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題，每小題6分，共24分每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的

得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

5.如圖所示，兩小球a、b分別從斜面項(xiàng)端和斜面中點(diǎn)沿水平方向拋出，均落在斜面底端。不計(jì)空氣阻力,

關(guān)于兩小球在平拋過程中的判斷正確的是（）

A.小球a、b到達(dá)斜面底端時的速度方向相同

B.小球a、b在空中飛行時間之比為2：1

C.小球a、b拋出時的初速度之比為1：1

D.小球a、b離斜面的最大距離之比為2：1

【答案】AD

【解析】

A.小球落在斜面底端時，有

----tan3

兒Xb

可得

￡k=￡i=2tan6

匕以

根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有

打=%M=g/

可知兩球速度夾角的正切角相等，故小球a、b到達(dá)斜面底端時的速度方向相同，故A正確;

BC.設(shè)兩小球初速度分別為5、vb,到達(dá)斜面底端時水平分位移為乙、xb,由圖可知

九=24=2

%Xb

由

h=2gr

可得

h

由

可得

故BC錯誤；

D.當(dāng)速度方向與斜面方向平行時，到斜面距離最大，將初速度和加速度分解為垂直斜面方向和沿斜面方向,

有

a,-gcos0,匕=v0sin0

在垂直斜面方向的最大距離為1,則有

2aJ=

2gcos6

可得小球a、b離斜面的最大距離之比為2：1,故D正確。

故選AD。

6.英國知名科學(xué)雜志《自然》發(fā)表文章，展望了2020年可能會對科學(xué)界產(chǎn)生重大影響的事件，其中包括

中國的嫦娥五號任務(wù)。若嫦娥五號經(jīng)過若干次軌道調(diào)整后，先在距離月球表面h的高度處繞月球做勻速圓

周運(yùn)動，然后開啟反沖發(fā)動機(jī)，嫦娥五號著陸器暫時處于懸停狀態(tài)，最后實(shí)現(xiàn)軟著陸，自動完成月球表面

樣品采集，并從月球起飛，返回地球。月球的半徑為R且小于地球的半徑，月球表面的重力加速度為go且

小于地球表面的重力加速度，引力常量為G。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是（）

A.嫦娥五號的發(fā)射速度大于地球的第二宇宙速度

B.嫦娥五號探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動的速度可能大于地球的第一宇宙速度

C.由題可知月球的平均密度。=慮元

D.嫦娥五號探測器在繞月球做勻速圓周運(yùn)動的周期為T=2兀（R+力）?

【答案】CD

【解析】

A.發(fā)射速度大于第二宇宙速度就能脫離太陽束縛，飛到太陽系外進(jìn)入銀河系，而嫦娥五號還是在地月系內(nèi)

運(yùn)動，故其發(fā)射速度大于地球的第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故A錯誤;

B.根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力，有

V,2

K

可得星球的第一宇宙速度為

因g地＞g月，R地〉R月，則月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，而嫦娥五號的運(yùn)行速度小于月

球的第一宇宙速度，故嫦娥五號探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動的速度一定小于地球的第一宇宙速度，故B

錯誤;

C.對月表的物體，有

Gm

~^-=s0

4

M月=夕,§乃R.

聯(lián)立解得

故c正確;

D.對嫦娥五號做勻速圓周運(yùn)動，有

G急土畜…

G~^r=ms.

K

聯(lián)立可得嫦娥五號的周期為

T=2n:

故D正確。

故選CD。

7.有史可查我國最早的放射源應(yīng)用是在1937年，將鐳源用于放射治療，鐳（普Ra）的衰變產(chǎn)物氧（莊Rn）也

被用于癌癥的治療。如圖，菱形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域ACOE中磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,磁場方向垂直紙面向里，一個

靜止在菱形中心尸點(diǎn)的鐳核衰變時產(chǎn)生的新核氮與放出的粒子速度方向均剛好在CPE直線上，放出的粒子

沿PC經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好不射出磁場，NC4O=0=3O。，AP=3l,則下列說法正確的是（）

XXXX

XXXXXXX

XX

A.該核反應(yīng)的類型為。衰變，放出的粒子為氨核（：He）

3/

B.鐳核衰變時放出的粒子在磁場中的軌跡半徑為二

C.衰變產(chǎn)生的新核氨經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后可能離開磁場

D.衰變產(chǎn)生的新核氫和粒子的動能之比為2：111

【答案】AD

【解析】

A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知鐳核衰變的核反應(yīng)方程為

^6Ra->g2Rn+lHe

新核為含即，放出的粒子為氫核，故核反應(yīng)類型為。衰變，故A正確;

B.c粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖所示，其軌跡恰好與AC邊相切，

由幾何關(guān)系可知

3/=r+'一

sin（9

a粒子做圓周運(yùn)動的軌跡半徑為

故B錯誤;

C.核反應(yīng)過程遵循動量守恒定律

°=mRnW+飛。嶺

衰變產(chǎn)物在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，可知

V2

qvB=m——

R

得

-fnv

R=—

Bq

因?yàn)闅浜撕偷说膭恿看笮∠嗟?，氫核的帶電荷量比氨核的大，故氫核的軌跡半徑較小,

所以衰變產(chǎn)生的新核氨經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后不可能離開磁場，故C錯誤；

D.由

4-mv2

22m

可知，動量大小相等的情況下，粒子的動能線和質(zhì)量成反比，哀變產(chǎn)生的新核氫和c粒子的質(zhì)量之比為111：

2,故衰變產(chǎn)生的新核氫和。粒子的動能之比為2：111,故D正確。

故選ADo

8.如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L,導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙,

二者平滑連接。右端接一個阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處

恰好停止。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為內(nèi)金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好。則金屬棒穿過磁場

區(qū)域的過程中（）

B.通過金屬棒的電荷量為警

A.流過定值電阻的電流方向是N-Q

2R

C.金屬棒滑過&時的速度大于工型D.金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為J(mgh-pmgd)

22

【答案】BCD

【解析】

A.金屬棒下滑到低端時速度向右，而且磁場豎宜向上，根據(jù)右手定則可以知道流過定值電阻的電流方向是

Q-N,故選A錯誤;

B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，通過金屬棒的電荷量為

BLd

27?N2R~2R~

故選項(xiàng)B正確;

C.金屬棒滑過整個磁場區(qū)域時由動量定理

-BILN=-BLq=0—mv0

金屬棒滑過4時由動量定理

2

-BILbt=-BLq=mv-mv0

其中

,1

q=-Q

gmv^=mgh

聯(lián)立解得

v=—v=-------

2°02

選項(xiàng)C正確：

D.根據(jù)動能定理則

mgh-=0

則克服安培力所做的功為

W友=mgh-jMngd

電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做功，所以金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為

QR=；（mgh_〃ngd）

故選項(xiàng)D正確。

故選BCDo

三、非選擇題:共60分。考生根據(jù)要求作答。

9.如圖所示，在研究光的全反射實(shí)驗(yàn)中，一束單色光沿半圓形玻璃磚的半徑方向射向玻璃磚與空氣的分界

面，不考慮反射，當(dāng)入射角為30。時，測得折射角為0,改變?nèi)肷浣?，?dāng)入射角為。時，恰好發(fā)生全反射。

則光發(fā)生全反射的臨界角C=,玻璃的折射率n=,光在玻璃中的傳播速度

v=（空氣中的光速等于真空中的光速c）。

【答案】45°V2—c

2

【解析】

⑴⑵根據(jù)折射定律

sin。sin90°

n=--------=---------

sin30°sin0

解得全反射的臨界角

C=0=45°

折射率

n=6

⑶光在玻璃中的傳播速度

c6

v=———c

n2

10.將兩個質(zhì)量均為m,帶電量分別為+q、-q的小球A、B用兩段長度均為L的絕緣細(xì)線相連，并懸掛于

3

。點(diǎn)，如圖（a）所示。在兩球所在區(qū)域加一水平向左的勻強(qiáng)電場，每個小球所受的電場力大小為其重力的二

倍，整個裝置再次平衡時，狀態(tài)如圖（b）所示。則此時0A線的拉力大小為；AB線偏離豎

直方向的角度為，整個過程中小球B的電勢能減少了。

9

【答案】2mg37°—

【解析】

[1].以整體為研究對象，豎直方向受力平衡可得：

F=2mg；

[21，以B為研究對象，B受到重力、繩子拉力和電場力，根據(jù)平衡條件可得:

解得:

故AB線偏離豎直方向的角度為37°；

[3].電場力對B做的功為:

W=qELsinO=—mgLx—=——mgL

cE

40520

9

根據(jù)功能關(guān)系可知整個過程中小球B的電勢能減少了777mgL。

11.用圖示裝置驗(yàn)證動量守恒定律。先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在水平面上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，在

白紙上記錄下重垂線所指的位置。，實(shí)驗(yàn)中靜止釋放小球A,釋放點(diǎn)位置不變。

（1）小王選擇了兩半徑相等的小球，測得mA=2.（X）kg，，⑦=3.99kg,測得不放被碰小球B時，小球A的

落點(diǎn)為N,ON=0.4m,放上被碰小球B時，被碰小球B的落點(diǎn)為尸，小球A的落點(diǎn)為。，OP=0.20m,

則該碰撞過程中動量___________（選填“守恒”或"不守恒”），實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪_(dá)到后，小王利用所給數(shù)據(jù)，又判

斷了該碰撞中機(jī)械能是否守恒，小王判斷的結(jié)果是機(jī)械能（選填“守恒”或“不守恒。

（2）小李選擇了另外兩個半徑相等的小球C、D,測得網(wǎng)＞機(jī)。，但沒有測量兩小球的具體質(zhì)量，測得不

放被碰小球D時，小球C的落點(diǎn)為P,放上被碰小球D時，小球C的落點(diǎn)為M,被碰小球D的落點(diǎn)為N,

用刻度尺測量出OM、OP和。N的長度，若小李要驗(yàn)證碰撞為彈性碰撞，則需要驗(yàn)證的關(guān)系式是

（用OM、OP和。N表示）。

【答案】守恒不守恒OP^ON-OM

【解析】

（1）口1用平拋運(yùn)動的水平距離代替兩個小球的速度

mAON=2.00kgx0.40m

租80P=3.99kgx0.20m

由于碰撞后球A的動量為0,因此在誤差允許范圍內(nèi)機(jī)4。%=陽。尸，系統(tǒng)動量守恒。

[2]碰前有

22

|mA（ON）?=gx2.00kgx（0.40）m

碰后有

222

gmB（OP）=；x3.99kgx（0.20）m

計(jì)算可知系統(tǒng)動能有損失，因此機(jī)械能不守恒。

(2)[3]若碰撞為彈性碰撞,則滿足

tncOP=mcOM+mDON

=^mc(OMf+^mD(ONf

解得

OP=ON-OM

12.某實(shí)驗(yàn)小組從某控制電路中得到兩個熱敏電阻，一個標(biāo)記了PTC,另一個標(biāo)記了NTC,如圖甲所示。

該實(shí)驗(yàn)小組想利用下列器材來探究這兩個熱敏電阻（常溫下阻值約為10.0Q）的電流隨其兩端電壓變化的

規(guī)律。

NTCPTC

圖甲圖乙

圖丙

A.電流表A1（滿偏電流10mA,內(nèi)阻flOC）

B.電流表A2（量程ODLOA,內(nèi)阻為約為0.5C）

C.滑動變阻器4（最大阻值為10。）

D.滑動變阻器與（最大阻值為500C）

E.定值電阻&=990。

F.定值電阻4=140。

G.電源E（電動勢12V,內(nèi)阻可忽略）

H.單刀單擲開關(guān)、導(dǎo)線若干，單刀雙擲開關(guān)一個

（1）為測定熱敏電阻兩端電壓，該小組同學(xué)應(yīng)該將（填“A1”或“A?”）與定值電阻

（填“居”或"凡”）串聯(lián)。

（2）請?jiān)谔峁┑钠鞑闹羞x擇必需的器材，在圖乙所示虛線框內(nèi)將電路圖補(bǔ)充完整，要求熱敏電阻兩端的電

壓可以從零開始調(diào)節(jié)，且切換單刀雙擲開關(guān)可以直接測量另外一個熱敏電阻。

（3）該小組畫出的《-4圖線如圖丙所示，NIC型熱敏電阻的阻值隨電流的增大而（填“增大”

或“減小”）。

（4）該實(shí)驗(yàn)小組將兩熱敏電阻與某電池組連成如圖丁所示的電路，所用電壓表內(nèi)阻極大，測得NTC型熱

敏電阻和PTC型熱敏電阻兩端的電壓分別為5.2V和8.0V,則該電池組的電動勢為V,內(nèi)阻

為C。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

【答案】A,&見解析減小12.28.75

【解析】

（1）因?yàn)槠鞑闹袥]有電壓表，由于電源電動勢為12V,可知應(yīng)用已知內(nèi)阻的電流表A1與定值電阻用

串聯(lián)改裝成量程為10V的電壓表。

（2）[3]因?yàn)橐鬅崦綦娮鑳啥说碾妷簭牧汩_始逐漸增大，所以滑動變阻器采用分壓接法，為了便于調(diào)節(jié)，

應(yīng)選用阻值較小的滑動變阻器K,由于熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻且電壓表內(nèi)阻已知，所以電流表

A2采用外接法，如圖所示

（3）[41設(shè)熱敏電阻阻值為R、.，則根據(jù)設(shè)計(jì)的電路可知,

代入已知量，有

1.=-----------/,

'1000Q,2

----+1

氏

由題圖內(nèi)可知NTC熱敏電阻的人圖線斜率逐漸減小，易知電流增大時其阻值減小。

(4)[5]⑹在圖丁電路中，電源電動勢

E=U+Ir

結(jié)合題圖丙和以上分析知，NTC型熱敏電阻兩端電壓為5.2V時，通過的電流為0.80A,PTC型熱敏電阻兩

端電壓為8V時，通過的電流為0.48A,代入數(shù)據(jù)解得

E=12.2V,r=8.75Q

13.如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=lm,上端接有電阻R=3C,虛線00,

下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=lC的金屬桿ab,從00,上方某處垂直導(dǎo)

軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v-t圖像如圖乙所示。(取g=10m/s2)

求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；

(2)桿在磁場中下落0.1s的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)2T；(2)0.075J

【解析】

(1)由圖像可知，桿自由下落0.1s進(jìn)入磁場以v=1.0m/s做勻速運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

E=BLv

桿中的感應(yīng)電流

E

R+r

桿所受的安培力

F?=BIL

由平衡條件得

mg=F?

代入數(shù)據(jù)得

B=2T

(2)電阻R產(chǎn)生的熱量

Q=l2Rt=0.075J

14.如圖所示，以A、B為端點(diǎn)的I圓形光滑軌道和以C、D為端點(diǎn)的光滑半圓軌道都固定于豎直平面內(nèi)，

一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠B點(diǎn)，上表面所在平面與圓弧軌道分別相切于B、Co一物體從A

點(diǎn)正上方h=0.8m處由靜止開始自由下落，然后經(jīng)A沿圓弧軌道滑下，再經(jīng)B滑上滑板，滑板運(yùn)動到C時

被牢固粘連。物體質(zhì)量為m=lkg(可視為質(zhì)點(diǎn))，滑板質(zhì)量M=2kg,以A、B為端點(diǎn)的1圓形光滑軌道半

徑為R=lm,板長l=6.75m,板右端到C的距離L=3m,物體與滑板間的動摩擦因數(shù)為-0.2,重力加速度取

g=10m/s2,

(1)求物體滑到B點(diǎn)時對圓弧軌道的壓力。

(2)求滑板右端運(yùn)動到C時，物體速度大小。

(3)物體在軌道CD上運(yùn)動時不脫離軌道，求半圓軌道CD半徑的取值范圍。

【答案】(D46N,豎直向下;(2)2m/s；(3)侖0.05m或區(qū)0.02m

【解析】

(I)物體從開始下落到B點(diǎn)由動能定理：

12

mg(h+R)=—mvQ

B點(diǎn)

P說

FN-mg=m-^

由牛頓第三定律得

%,=FN

解得

Fit：=46N

方向豎直向下

(2)假定物體與滑板在到C點(diǎn)前達(dá)到共速，速度為

動量守恒

mv()=(m+M)v

對物體由動能定理

1212

-jLimgs、=—mv--mv0

對滑板由動能定理

"mgs?=—1MOv2

解得

v=2m/s

S]=8m

s2=2m

s2<L

且

￥—B=6m<I

可知物體沒有從滑板上滑下，且滑板與c牢固粘連時達(dá)到共速，速度為2m/s；

(3)物體在滑板上勻減速運(yùn)動8m,再與滑板一起勻速運(yùn)動L-S2=lm,滑板粘連后，物體在滑板上勻減速運(yùn)動

0.75m,物體到達(dá)C速度為vi

對物體由動能定理

-jLimg(/-6m)=gmv^-gmv2

得

vi=lm/s

①物體上升到CD的中點(diǎn)，機(jī)械能守恒

12

—mv,=mgr

解得