安徽省屯溪一中2014届高三年级第三次月考物理试题试卷(2)

    （3）若在实验过程中，电源的频率忽然略高于50Hz，实验者又不知电源频率改变，这样计算出的加速度值与真实值相比是          （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

三、计算题（10+10+11+15=46分）
    12．（10分）如图所示，AB为足够长的光滑斜面，为斜面与水平面的夹角，小物块从斜面上的某位置由静止释放，该位置到斜面最底端A的水平距离为L．问：
    （1）为多大时，小物块沿斜面下滑到最底端A所用的时间最短？
    （2）最短时间为多少？
    13．（10分）如图所示，一辆长L=2m、高h=0.8m、质量为M=12kg的平顶车，车顶面光滑，车与水平长直路面间的动摩擦因数μ=0.3，车在路面上无动力的滑行，当车速为v0=7m/s时，把一个质量为m=1kg的物块（视为质点）轻轻放在车顶的前端．从物块放上车开始计时，求
    （1）物块经过多长时间着地？
    （2）经过3s时间，物块离车前端多远？（物块着地后不再反弹，取g=10m/s2，计算结果保留2位有效数字）
    14．（11分）如图所示，BC是长水平绝缘台面，台面高度0.5m，a、b是两个形状相同的金属小滑块，b滑块的质量是a滑块质量的5倍，a带正电荷，与台面间的动摩擦因数0.45，b不带电，放在台面的右边缘C处，台面左端B平滑地连接着半径为R=0.64m的光滑绝缘半圆形轨道AB，台面和半圆轨道都处在竖直向上的匀强电场中．开始时给a一个水平向右的初速度10m/s，恰好在台面上做匀速运动，之后与b发生正碰，碰撞时间极短，碰后总电荷量没有损失且平分，a恰好能通过圆环的最高点，b落到地面上，平台右端的电场足够宽，不计a、b间的库仑力，g取l0m/s2．求
    （1）两滑块碰撞后的速度；
    （2）滑块b落地时的速度．
    15．（15分）如图所示，在固定的水平光滑长杆上套着一个质量为m的滑环A，滑环通过一根不可伸长的轻绳悬吊一质量为M=3m的重物B，轻绳长为L．将滑环A固定在水平杆上，给B一个水平瞬时冲量作用，使B向左摆动，且恰好刚碰到水平杆．若滑环A不固定，仍给B以同样大小的冲量作用，在此后的运动过程中（A未滑离杆）．求：
    （1）B离杆最近时的距离；
    （2）B到达最低点时的速度；
    （3）B到达最低点时A对杆的压力大小．
屯溪一中2013～2014学年度第一学期高三年级第三次月考
物理试卷参考答案与评分标准

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A D A B D A B C C

    11．I、A    II、B      III、0.34 m∕s  0.88m∕s2  偏小 （每空2分）
    12解：（1）根据牛顿第二定律  解得 （3分）
    下滑位移    解得  （3分）
    当 时，小物块沿斜面下滑到最底端A所用的时间最短．（2分）
    （2）最短时间  （2分）
    13解析：由于m与M无摩擦，所以开始物块m在车上静止，离开车后做自由落体运动，放上m后地面对M的摩擦力F1=μ（m+M）g，则M的加速度
    a1==μg（1+）=3.25 m/s2
    m离开M前，M做减速运动，位移s1=L，设m即将落地时车速度为v，则由运动学公式
　　v02－v2=2a1L，得v==6 m/s
　　物块m下落时间t== s=0.4 s
　　m离开M后，M的加速度a2===μg=3 m/s2
　　在0.4 s内车前进的距离s2=v t－a2t2=2.16 m
　　所以，物体落地点离车前端距离s=s2+L=2.16 m+2 m=4.16 m

    14解析：滑块a过A点时 
　　滑块a由B沿圆环运动到A： 
　　解得：
　　滑块a由C滑到B：
　　代入数据，求得
　　规定向右为正，则滑块a、b碰撞时： 
　　代入数据，求得
　　碰撞后，滑块b做类平抛运动，等效重力加速度
　　落地时竖直方向的速度
　　故落地时速度的大小为
　　速度的方向与水平方向成的角．
    15解：（1）环A固定时B摆动过程中，由机械能守恒得：=MgL
    解得B摆动的初速度：
    当A不固定，对A、B系统在水平方向上动量守恒，且在B摆到最高点时离杆最近，此时二者有相等的速度v，则：
    设B摆到最大高度时离杆的最近距离为h，由机械能守恒得：
   
    解以上方程得：
    （2）B在最低点时，B从水平冲量作用获得初速度后到第1次回到最低点时，B、A速度分别设为和，此时A的速度达最大值．
    由水平方向动量守恒得：………………①
    由机械能守恒得：………………②
    解以上两方程得：，
    第2次回到最低点时，B、A速度分别设为和，同理可得：
    …………③      …………④
    解以上两方程得：，．
    以此类推可知：B奇数次经过最低点时速度为，方向向左；偶数次经过最低点时速度为，方向向右．
    （3）B奇数次经过最低点时绳对B的拉力，环A对杆的压力．
    B偶数次经过最低点时绳对B的拉力，环A对杆的压力．
    可见，无论B是奇数次经过最低点还是偶数次经过最低点，环A对杆的压力相等．
    ［说明］可直接由①②两方程得到两组解：，以此同样得出结论．

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