四川省成都市石室中学2019-2020学年高二物理9月入学考试试题(含解析)

解(1)当小球上升到滑块的上端时，小球与滑块水平方向的速度相同，设为v1，根据水平方向动量守恒有：mv0??m?M?v1

因系统机械能守恒，所以根据机械能守恒定律，有：解得：v0?5m/s

(2)小球到达最高点以后又滑回，此过程滑块做加速运动，当小球离开滑块时滑块的速度最大研究小球从开始冲上滑块到离开滑块的过程，根据动量守恒和机械能守恒，有：

121mv0??m?M?v12?mgR 22mv0?mv2?Mv3

121212mv0?mv2?Mv3 222解得：v3?2m/s

19.如图所示,在E=103 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40 cm,一带正电荷q=10-4 C的小滑块质量为m=40 g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2,问:

(1)要小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放? (2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)

(3)小滑块经过C点后最后落地,落地点离N点的距离多大?落地时的速度是多大? 【答案】(1)20m（2）1.5N（3）0.6m,17m/s 【解析】 【分析】 在小滑块运动

过程中，摩擦力对滑块和重力做负功，电场力对滑块做正功，根据动能定理

可以求得滑块与N点之间的距离；在P点时，对滑块受力分析，由牛顿第二定律可以求得滑块受到的轨道对滑块的支持力的大小，由牛顿第三定律可以求滑块得对轨道压力；小滑块经

过C点，在竖直方向上做的是自由落体运动，在水平方向上做的是匀减速运动，根据水平和竖直方向上的运动的规律可以求得落地点离N点的距离，根据速度的合成即可求出落地速度。 【详解】（1）设滑块与N点的距离为L，分析滑块的运动过程， 由动能定理可得，qEL??mgL?mg?2R?12mv?0 2v2小滑块在C点时，重力提供向心力：mg?m

R代入数据解得： v=2m/s，L=20m．

（L?R）??mgL?mg?R?（2）滑块到达P点时，对全过程应用动能定理可得：qE2vP在P点时由牛顿第二定律可得：N?qE?m

R12mvP 2解得：N=1.5N

由牛顿第三定律可得，滑块通过P点时对轨道压力是1.5N． （3）小滑块经过C点，在竖直方向上做的是自由落体运动，有：2R?代入数据解得滑块运动的时间为：t=0.4s

滑块在水平方向上只受到电场力的作用，做匀减速运动， 由牛顿第二定律可得 qE=ma， 所以加速度： a=2.5m/s2， 水平的位移为：x?vt?代入解得：x=0.6m 落地速度：v?12gt 212at 2?at???gt?22?17m/s

【点睛】本题中涉及到的物体的运动的过程较多，对于不同的过程要注意力做功数值的不同，特别是在离开最高点之后，滑块的运动状态的分析是本题中的难点，一定要学会分不同的方向来分析和处理问题。

20.如图所示，一足够长的水平传送带以速度v0匀速运动，质量均为m物块P和小物块Q通过滑轮组的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长。某时刻物块P从传送带左端以速度2v0冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平。已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ =0.25，重力加速度

为g，不计滑轮的质量与摩擦。

(1)求物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，P、Q系统机械能的改变量;

(2)若传送带以不同的速度v (0

【详解】(1)设P的位移、加速度大小分别为s1、a1， Q的位移、加速度大小分别为s2、a2，因s1?2s2，故a1?2a2。对P有

v0252mv0 8?mg?T?ma1

对Q有

mg?2T?ma2

得a1=0.6g。

P先减速到与传送带速度相同，设位移为x1，

x1共速后，由于

?2v0??22?v02a125v0 ?2gf=?mg?mg 2P不可能随传送带一起匀速运动，继续向右减速，设此时P的加速度为a'，Q的加速度为

?a2?1?a1，对P有 2T- μmg= ma1'

对Q有

mg-2T=ma2

解得a1' =0. 2g。设减速到0位移为x2

22v05v0x2???

2a12g?PQ系统机械能的改变量等于摩擦力对P做的功

?E???mgx1??mgx2?0

(2)第一阶段P相对皮带向前，相对路程

s1第二阶段相对皮带向后，相对路程

?2v0?v??2a12

v2s2??。

2a1热量

Q??mg?s1?s2??当v?52mv2?vv0?v0 6??v0时，热量最小，最小值为 252Q?mv0。

8答: (1)0 (2)

v0252mv0 8