练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    4．如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ．乙的宽度足够大，重力加速度为g，则（　　）
    A．若乙的速度为 v0，工件在乙上侧向（ 垂直于乙的运动方向）滑过的距离s=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2gμ}$
    B．若乙的速度为 2v0，工件从滑上乙到在乙上侧向滑动停止所用的时间不变
    C．若乙的速度为 2v0，工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v=2v0
    D．保持乙的速度 2v0 不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复．若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，驱动乙的电动机的平均输出功率$\overline{P}$=$\frac{4\sqrt{5}}{5}$mgμv0

    分析 工件滑动传送带乙，沿传送带方向相对传送带向后滑，垂直传送带方向相对传送带向前滑，可知摩擦力与侧向的夹角为45度，根据牛顿第二定律得出侧向的加速度，结合速度位移公式求出侧向上滑过的距离．
    结合纵向加速度与侧向加速度的比值与两个方向上速度的变化量比值相同，得出摩擦力的方向保持不变，从而得出相对传送带侧向速度为零，则相对传送带沿传送带方向速度为零，从而得出此时的速度大小．
    结合工件在侧向和沿乙方向上的加速度，结合速度位移公式得出在两个方向上的位移，从而得出工件相对乙的位移，根据功能关系，求出电动机做功的大小，结合工件滑动的时间求出平均功率的大小．

    解答 解：A、根据牛顿第二定律，μmg=ma，得a=μg，摩擦力与侧向的夹角为45°，侧向加速度大小为${a}_{x}=\frac{\sqrt{2}}{2}μg$，
    根据$-2{a}_{x}s=0{-v}_{0}^{2}$，解得：$s=\frac{{\sqrt{2}v}_{0}^{2}}{2μg}$，故A错误；
    B、沿传送带乙方向的加速度${a}_{y}=\frac{\sqrt{2}}{2}μg$，达到传送带乙的速度所需时间t=$\frac{2{v}_{0}}{{a}_{y}}$，与传送带乙的速度有关，故时间发生变化，故B错误；
    C、设t=0时刻摩擦力与侧向的夹角为θ，侧向、纵向加速度大小分别为ax、ay，
    则$\frac{{a}_{y}}{{a}_{x}}=tanθ$，
    很小的△t时间内，侧向、纵向的速度增量△vx=ax△t，△vy=ay△t，
    解得$\frac{△{v}_{y}}{△{v}_{x}}=tanθ$．
    且由题意知，tanθ=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{x}}$，则$\frac{v{′}_{y}}{v{′}_{x}}=\frac{{v}_{y}-△{v}_{y}}{{v}_{x}-△{v}_{x}}=tanθ$，
    所以摩擦力方向保持不变，
    则当vx′=0时，vy′=0，即v=2v0．故C正确
    D、工件在乙上滑动时侧向位移为x，沿乙方向的位移为y，
    由题意知，ax=μgcosθ，ay=μgsinθ，
    在侧向上$-2{a}_{x}s=0{-v}_{0}^{2}$，在纵向上，$2{a}_{y}y=（2{v}_{0}）^{2}-0$
    工件滑动时间$t=\frac{2{v}_{0}}{{a}_{y}}$，乙前进的距离y1=2v0t．
    工件相对乙的位移L=$\sqrt{{x}^{2}+（{y}_{1}-y）^{2}}$，
    则系统摩擦生热Q=μmgL，
    依据功能关系，则电动机做功：$W=\frac{1}{2}m（2{v}_{0}）^{2}+\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}+Q$
    由$\overline{P}=\frac{W}{t}$，解得$\overline{P}=\frac{4\sqrt{5}}{5}mgμ{v}_{0}$．故D正确
    故选：CD

    点评 本题考查工件在传送带上的相对运动问题，关键将工件的运动分解为沿传送带方向和垂直传送带方向，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，难度较大．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    14．（1）已知水的摩尔质量为18g/mol，密度为1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1，则一个水分子的质量为多少？
    （2）若金刚石的密度为3.5×103kg/m3，在一块体积是6.4×10-8m3的金刚石内含有多少个碳原子？（碳的摩尔质量是12g/mol）
    （3）已知标准状态下水蒸气的摩尔体积是22.4L/mol，试求在标准状态下水蒸气分子间的距离大约是水分子直径的多少倍？（以上结果均保留两位有效数字）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    15．研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的图象，则下列说法正确的是（　　）
    A．其纵坐标为位移B．单摆的固有周期为2s
    C．图象的峰值表示共振时的振幅D．单摆的摆长为2m

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．下列物理实验及史实正确的是（　　）
    A．普朗克通过研究黑体辐射规律提出了光量子假说
    B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子
    C．光电效应说明了光具有粒子性，康普顿效应更进一步地说明了光具有粒子性
    D．卢瑟福通过对α散射实验的研究发现了原子核，通过用α粒子轰击氦核又发现了质子和中子

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）
    A．交流电压的有效值为36$\sqrt{2}$V
    B．交流电压的最大值为36$\sqrt{2}$V，频率为4Hz
    C．2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大
    D．1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    9．如图（a）所示，绝缘轨道MNPQ位于同一竖直面内，其中MN段水平，PQ段竖直，NP段为光滑的$\frac{1}{4}$圆弧，圆心为O，半径为a，轨道最左端M点处静置一质量为m、电荷量为q（q＞0）的物块A，直线NN′右侧有方向水平向右的电场（图中未画出），场强为E=$\frac{mg}{q}$，在包含圆弧轨道NP的ONO′P区域有方向垂直纸面向外的匀强磁场，在轨道M端左侧有一放在水平光滑桌面上的可发射的“炮弹”的电磁炮模型，其结构图如图（b）所示．电磁炮由两条等长的平行光滑导轨I、II与电源和开关S串联．电源的电动势为U0，内阻为r，导轨I、II相距为d，电阻忽略不计，“炮弹”是一质量为2m、电阻为R的不带电导体块C，C刚好与I、II紧密接触，距离两导轨右端为l，C的底面与轨道MN在同一水平面上，整个电磁炮处于均匀磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B0，重力加速度为g，不考虑C在导轨内运动时的电磁感应现象，A、C可视为质点，并设A在运动过程中所带电荷一直未变．
    （1）求C与A碰撞前的速度v0的大小；
    （2）设A、C的碰撞为弹性碰撞，A、C与MN轨道的滑动摩擦因数相同，若碰后A恰能到达P点，求C最终停止位置到M点的距离；
    （3）设碰后A恰能到达P点，若要求A运动时始终不离开圆弧轨道，求ONO′P区域内磁场的磁感应强度B应满足的条件．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．两个相距一定距离的质点间的万有引力是F，如果将二者距离变为原先的三倍，则它们之间的万有引力是（　　）
    A．FB．$\frac{F}{3}$C．$\frac{F}{9}$D．9F

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池，该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999kΩ，相当标准电阻用）、一只电流表（量程IR=0.6A，内阻rg=0.1Ω）和若干导线．

    ①请根据测定电动势E、内电阻r的要求，设计图1中元器件的连接方式，在图2中画线把它们连接起来．
    ②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录．当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图所示I=0.50A．
    ③处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数$\frac{1}{I}$；再制作R-$\frac{1}{I}$坐标图，如图所示，图中已标注出了（R，$\frac{1}{I}$）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图3实验数据对应的坐标点也标注在图4中上（用圆点标注）．在图4上把绘出的坐标点连成图线．
    ④根据图4描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=1.5V，内电阻r=0.3Ω．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    11．在暗室中用图1示装置做验证机械能守恒定律的实验．实验器材有：铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盘、带荧光刻度的毫米刻度尺、频闪仪．
    实验步骤如下：
    ①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴的落下．
    ②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮．由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴．
    ③用竖直放置的毫米刻度尺测得各个水滴所对应的刻度．
    ④处理实验数据．
    （1）实验中第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率f1与水滴滴落的频率f2的关系为：f1=f2．
    （2）实验中第一次观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，此时水滴的质量为2g，某同学读出水滴到第一个水滴O的距离如图2所示．根据数据测得水滴C此时的速度vC为2.27 m/s，若此水滴的质量为2g，水滴C下落到此位置，增加的动能为5.15×10-3J，减少的重力势能为5.17×10-3J．（重力加速度取9.80m/s2，结果都保留三位有效数字）．

    （3）上题中，减少的重力势能△EP稍大于增加的动能△Ek，某研究小组认为，可调节水滴的大小，当第二次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时，重复第（2）题的研究过程，误差会大大减小，你认为为种方法正确吗？简要说明理由．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案