湖北省襄阳市枣阳七中高一物理上学期期中试题含解析

2022-2022学年湖北省襄阳市枣阳七中高一（上）期中物理试卷　一、选择题（本大题共12小题，每题3分，共计36分）1．据悉，广珠城轨广州南至珠海北为116公里，由广州南站途经佛山市顺德区、中山市，最终抵达拱北珠海站，全程1个小时10分钟，全线贯通后将真正实现“珠三角一小时生活圈”．其中116公里和1小时10分钟分别指的是（　　）A．位移和时间B．位移和时刻C．路程和时间D．路程和时刻　2．有十位学生每人说了一句含有时间或时刻的话，下面收集了4句，其中指时刻的是（　　）A．伦敦奥运会上，我国选手叶诗文以4分28秒43的成绩勇夺女子400米混合泳金牌，并打破该项目世界纪录B．昨天放学后我在校门口等了一刻钟，公交车才来C．中国海监50号在2022年9月14日6点58分进入到钓鱼岛12海里领海水域巡航执法，向世人宣示中华人民共和国对钓鱼岛拥有不可争辩的主权D．载着三位航天员聂海胜、张晓光、王亚平的神舟九号飞船在太空遨游了十五天　3．一个铁钉与一根鸡毛同时从同一高度下落，总是铁钉先落地，这是因为最终的原因是（　　）A．铁钉比鸡毛重B．铁钉比鸡毛密度大C．鸡毛受到的空气阻力大D．铁钉下落的加速度比鸡毛下落的加速度大　4．物体在做以下各种运动的过程中，运动状态保持不变的是（　　）A．自由落体运动B．匀速圆周运动C．匀速直线运动D．平抛运动　5．三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是（　　）A．三个质点从N点到M点的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向都相同-17-\nC．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的位移不同　6．将一物体以20m/s的初速度竖直向上抛出，从抛出开始计时，当物体运动至抛出点上方15m处所经历的时间是（　　）A．1sB．2sC．3sD．4s　7．汽车在平直的公路上运动，它先以速度v行驶了的路程，接着以20km/h的速度驶完余下的路程，若全程的平均速度是28km/h，则v是（　　）A．24km/hB．35km/hC．36km/hD．48km/h　8．下列哪些速度指的是瞬时速度（　　）A．普通人步行的速度约是5km/hB．汽车通过交通标志牌时的速度是90km/hC．子弹在枪管里的速度是400m/sD．飞机起飞时的速度是50m/s　9．下列所给的图象中能反映作直线运动物体回到初始位置的是（　　）A．　10．物体由静止开始做匀加速直线运动，第5s内通过的位移为9m，则（　　）A．第5s的平均速度为9m/sB．物体的加速度是2m/s2C．5s末物体的速度是5m/sD．前5s内的位移是20m　11．如图，在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆，A、B、C为圆锥底部同一圆周上的三个点，三杆Aa、Bb、Cc与水平底面的夹角分别为60°、45°、30°．每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处由静止释放（忽略阻力），用t1、t2、t3依次表示各滑环到达A、B、C所用的时间，则（　　）-17-\nA．t1＞t2＞t3B．t1＜t2＜t3C．t1=t3＜t2D．t1=t3＞t2　12．如图所示中的传送皮带是绷紧的，当皮带轮不动时，滑块从顶端由静止开始下滑到底端所用时间为t1，当皮带轮顺时针方向转动时，滑块从顶端由静止开始下滑到底部所用时间为t2，则t1和t2相比较，正确的说法是（　　）A．t1＜t2B．t1＞t2C．t1=t2D．因摩擦情况不明，无法判断　　二、实验题（14分）13．（14分）（2022秋•枣阳市校级期中）如果公路上有一列汽车车队以10m/s的速度正在匀速行驶，相邻车间距为25m，后面有一辆摩托车以20m/s的速度同向行驶，当它距离车队最后一辆车25m时刹车，以0.5m/s2的加速度做匀减速运动，摩托车在车队旁边行驶而过，设车队车辆数足够多，求：（1）摩托车从赶上最后一辆车到离开最后一辆车，共经历多长时间？（2）摩托车最多与几辆汽车相遇？最多与车队中汽车相遇几次？　　三、计算题（50分）14．（16分）（2022秋•枣阳市校级期中）如图所示，质量m=4kg的物体（可视为质点）用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.4，传送带的长度l=2m，当传送带以v=4m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角θ=37°．已知：g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）传送带稳定运动时绳子的拉力T；（2）某时刻剪断绳子，求物体做匀加速直线运动的时间；（3）如果提高传送带的运行速率，物体就能被较快地传送到左处，求物体从图示位置处传送到左端处的最短时间和传送带对应的最小运行速率．-17-\n　15．（10分）（2022秋•湖北期中）屋檐每隔一定时间滴一滴水，当第6滴水正欲滴下时，第1滴水刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高h=1.4m的窗子的上、下沿．（g=10m/s2）求：（1）滴水的时间间隔（2）此屋檐离地面高度．　16．（12分）（2022秋•枣阳市校级期中）某一做直线运动的物体的图象如图所示，根据图象求：（1）物体距出发点的最远距离；（2）前4s物体的位移；（3）前4s内通过的路程．　17．（2022•深圳一模）如图甲所示，一滑块随足够长的水平传送带一起向右匀速运动，滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2．一质量m=0.05kg的子弹水平向左射入滑块并留在其中，取水平向左的方向为正方向，子弹在整个运动过程中的v﹣t图象如图乙所示，已知传送带的速度始终保持不变，滑块最后恰好能从传送带的右端水平飞出，g取10m/s2．（1）求滑块的质量；（2）求滑块向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量；（3）若滑块可视为质点且传送带与转动轮间不打滑，则转动轮的半径R为多少？-17-\n　18．（12分）（2022秋•枣阳市校级期中）如图所示，水平传送带的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小．传送带的运行速度为v0=6m/s，将质量m=1.0kg的可看作质点的滑块无初速地放到传送带A端，传送带长度为L=12.0m，“9”字全高H=0.8m，“9”字上半部分圆弧半径为R=0.2m，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3，重力加速g=10m/s2，试求：（1）滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间；（2）滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向；（3）若滑块从“9”形轨道D点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角θ=45°的斜面上P点，求P、D两点间的竖直高度h（保留两位有效数字）．　　2022-2022学年湖北省襄阳市枣阳七中高一（上）期中物理试卷参考答案与试题解析　一、选择题（本大题共12小题，每题3分，共计36分）1．据悉，广珠城轨广州南至珠海北为116公里，由广州南站途经佛山市顺德区、中山市，最终抵达拱北珠海站，全程1个小时10分钟，全线贯通后将真正实现“珠三角一小时生活圈”．其中116公里和1小时10分钟分别指的是（　　）A．位移和时间B．位移和时刻C．路程和时间D．路程和时刻【考点】时间与时刻．【分析】位移指初末位置之间的有向线段；路程指路径长度；时刻是一个时间点，时间是两个时刻间的时间间隔．【解答】解：位移指初末位置之间的有向线段；路程指路径长度；广珠城轨广州南至珠海北为116公里，指的是路径长度，故代表路程．时刻是一个时间点，时间是两个时刻间的时间间隔，全程1个小时10分钟，指的时时间间隔，故是时间．故C正确故选：C【点评】本题重点是对位移和路程，时间和时刻的区分，知道位移指初末位置之间的有向线段；路程指路径长度；时刻是一个时间点，时间是两个时刻间的时间间隔．　2．有十位学生每人说了一句含有时间或时刻的话，下面收集了4句，其中指时刻的是（　　）-17-\nA．伦敦奥运会上，我国选手叶诗文以4分28秒43的成绩勇夺女子400米混合泳金牌，并打破该项目世界纪录B．昨天放学后我在校门口等了一刻钟，公交车才来C．中国海监50号在2022年9月14日6点58分进入到钓鱼岛12海里领海水域巡航执法，向世人宣示中华人民共和国对钓鱼岛拥有不可争辩的主权D．载着三位航天员聂海胜、张晓光、王亚平的神舟九号飞船在太空遨游了十五天【考点】时间与时刻．【分析】时间是指时间段；而时刻指时间轴上的一个点；根据题意可判断是否为时刻．【解答】解：A、4分28秒43是游泳所用的时间，故A错误；B、一刻钟对应时间段，是时间，故B错误；C、三2022年9月14日6点58分，对应一个时间点，是时刻，故C正确；D、十五天是太空遨游的时间，故D错误；故选：C．【点评】时间对应的是一个过程；而时刻却对应了一个瞬间，是一个时间点．　3．一个铁钉与一根鸡毛同时从同一高度下落，总是铁钉先落地，这是因为最终的原因是（　　）A．铁钉比鸡毛重B．铁钉比鸡毛密度大C．鸡毛受到的空气阻力大D．铁钉下落的加速度比鸡毛下落的加速度大【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】铁钉和鸡毛的位移相等，根据牛顿第二定律比较出加速度，可知运动的时间的长短．【解答】解：根据牛顿第二定律得，a=，根据位移时间公式得x=，解得t=．可知铁钉的运动时间短，是因为铁钉的下落的加速度大于鸡毛下落的加速度．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【点评】解决本题的关键抓住位移相等，结合运动学公式可知运动时间长短的原因．　4．物体在做以下各种运动的过程中，运动状态保持不变的是（　　）A．自由落体运动B．匀速圆周运动C．匀速直线运动D．平抛运动【考点】平抛运动；自由落体运动．【专题】平抛运动专题．【分析】当物体的速度大小和方向都不变，运动状态保持不变．-17-\n【解答】解：A、自由落体运动的速度大小在变化，运动状态改变．故A错误．B、匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻改变，运动状态改变．故B错误．C、匀速直线运动的速度大小和方向都不变，则运动状态不变．故C正确．D、平抛运动的速度大小和方向都在变化，则运动状态改变．故D错误．故选：C．【点评】解决本题的关键知道运动状态不变，则速度的大小和方向都不变．　5．三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是（　　）A．三个质点从N点到M点的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向都相同C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的位移不同【考点】平均速度；位移与路程．【专题】直线运动规律专题．【分析】位移等于物体首末位置的距离，平均速度等于位移与时间的比值．【解答】解：A、三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，首末位置距离相等，知位移相等，所用时间相等，则平均速度相等．故A正确，D错误．B、做曲线运动某时刻的速度方向沿该点的切线方向，知质点速度方向不是任意时刻相同．故B错误．C、三个质点在任意相等时间内的位移不一定不同，则平均速度不一定相同．故C错误．故选A．【点评】解决本题的关键知道平均速度等于位移与时间的比值，知道路程的位移的区别．　6．将一物体以20m/s的初速度竖直向上抛出，从抛出开始计时，当物体运动至抛出点上方15m处所经历的时间是（　　）A．1sB．2sC．3sD．4s【考点】竖直上抛运动．【专题】直线运动规律专题．【分析】物体做竖直上抛运动，由于匀变速直线运动的位移公式可以求出物体的运动时间．【解答】解：物体做竖直上抛云，以竖直向上为正方向，由题意可知：v0=20m/s，a=﹣g=﹣10m/s2，h=15m，由匀变速直线运动的位移公式得：h=v0t+at2，即：15=20t﹣×10×t2，解得：t=1s或t=3s；故选：AC．-17-\n【点评】本题考查了求物体的运动时间，知道物体的运动性质、应用匀变速直线运动的位移公式即可正确解题．　7．汽车在平直的公路上运动，它先以速度v行驶了的路程，接着以20km/h的速度驶完余下的路程，若全程的平均速度是28km/h，则v是（　　）A．24km/hB．35km/hC．36km/hD．48km/h【考点】平均速度．【专题】直线运动规律专题．【分析】设全程的位移大小为3x，根据v=分别求出前后两段运动的时间表达式，再得到全程平均速度的表达式，求出v．【解答】解：设全程的位移大小为3x，由题得到全程的平均速度，又t1=，t2=联立解得v=35km/h故选：B．【点评】本题考查对平均速度的理解和应用能力，常规题，关键抓住平均速度的定义列式．　8．下列哪些速度指的是瞬时速度（　　）A．普通人步行的速度约是5km/hB．汽车通过交通标志牌时的速度是90km/hC．子弹在枪管里的速度是400m/sD．飞机起飞时的速度是50m/s【考点】瞬时速度．【专题】直线运动规律专题．【分析】物体在某一位置或某一瞬间的速度为瞬时速度；在某一过程或某一段时间内的速度为平均速度．【解答】解：A、普通人步行的速度约是5km/h是指在某一段时间内的大约值，故为平均值；故A错误；B、交通标志牌可以看作是一个点，故汽车通过交通标志牌时的速度是瞬时速度；故B正确；C、子弹在枪管中的速度为一个过程内的速度，故为平均速度；故C错误；D、飞机起飞的速度是指在起飞的瞬间的速度；故为瞬时速度；故D正确；故选：BD．【点评】本题考查平均速度和瞬时速度的定义，要注意明确它们的区别．　9．下列所给的图象中能反映作直线运动物体回到初始位置的是（　　）-17-\nA．【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题．【分析】s﹣t图象中的纵坐标表示物体的位置，v﹣t图象中图象与时间轴围成的面积表示物体的位移，分析各图象中的运动过程可得出正确结果．【解答】解：A、由图可知，物体开始和结束时的纵坐标均为0，说明物体又回到了初始位置，故A正确；B、由图可知，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，故B错误；C、物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内位移为2m，沿负方向，故2s末物体回到初始位置，故C正确；D、物体做匀变速直线运动，2s末时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，故D正确；故选：ACD．【点评】图象为物理学中的重要方法，在研究图象时首先要明确图象的坐标，从而理解图象的意义；即可确定点、线、面的含义．　10．物体由静止开始做匀加速直线运动，第5s内通过的位移为9m，则（　　）A．第5s的平均速度为9m/sB．物体的加速度是2m/s2C．5s末物体的速度是5m/sD．前5s内的位移是20m【考点】加速度；平均速度．【专题】直线运动规律专题．【分析】根据平均速度的定义式求出第5s内的平均速度，结合位移时间公式求出匀加速运动的加速度，根据速度时间公式求出5s末的速度．【解答】解：A、第5s内的平均速度．故A正确．B、第5s内的位移为，即：9=，得加速度为：a=2m/s2．故B正确．C、5s末的速度为：v=at=2×5m/s=10m/s．故C错误．D、前5s内位移为：．故D错误．故选：AB．-17-\n【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式、位移时间公式，并能灵活运用．　11．如图，在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆，A、B、C为圆锥底部同一圆周上的三个点，三杆Aa、Bb、Cc与水平底面的夹角分别为60°、45°、30°．每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处由静止释放（忽略阻力），用t1、t2、t3依次表示各滑环到达A、B、C所用的时间，则（　　）A．t1＞t2＞t3B．t1＜t2＜t3C．t1=t3＜t2D．t1=t3＞t2【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】根据牛顿第二定律求出加速度，结合位移，运用位移时间公式求出时间的大小，从而进行比较．【解答】解：小滑环沿杆下滑的加速度a=，根据得，t=，当θ=60°和30°时，时间相等，当θ=45°时，时间最短，故t1=t3＞t2．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，求出时间的表达式是解决本题的关键．　12．如图所示中的传送皮带是绷紧的，当皮带轮不动时，滑块从顶端由静止开始下滑到底端所用时间为t1，当皮带轮顺时针方向转动时，滑块从顶端由静止开始下滑到底部所用时间为t2，则t1和t2相比较，正确的说法是（　　）A．t1＜t2B．t1＞t2C．t1=t2D．因摩擦情况不明，无法判断【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】对两种情况下的滑块受力分析，比较两次滑块的受力即可比较两次的加速度大小情况，从而得知运动时间长短．-17-\n【解答】解：当皮带轮不动时，滑块受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力f=μmgcosα；当皮带轮顺时针方向转动时，滑块受重力、支持力、沿斜面向上的摩擦力，由于滑块与斜面间的弹力大小没变，故滑动摩擦力f=μmgcosα不变，根据牛顿第二定律，两次滑块受力情况相同则加速度相同，则运动时间相同，即t1=t2；故选：C．【点评】本题的关键是知道前后两次滑动摩擦力的大小没变，因为滑动摩擦力的大小只与摩擦系数和正压力大小有关，与物体间相对速度的大小无关．　二、实验题（14分）13．（14分）（2022秋•枣阳市校级期中）如果公路上有一列汽车车队以10m/s的速度正在匀速行驶，相邻车间距为25m，后面有一辆摩托车以20m/s的速度同向行驶，当它距离车队最后一辆车25m时刹车，以0.5m/s2的加速度做匀减速运动，摩托车在车队旁边行驶而过，设车队车辆数足够多，求：（1）摩托车从赶上最后一辆车到离开最后一辆车，共经历多长时间？（2）摩托车最多与几辆汽车相遇？最多与车队中汽车相遇几次？【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】根据位移关系，结合运动学公式求出追及的时间，得出追及的时间有两解，两个时间之差即为摩托车从赶上最后一辆车到离开最后一辆车，共经历的时间．求出摩托车速度与某一辆车速度的时间，结合这段时间内摩托车的位移以及汽车的位移，结合位移关系求出摩托车与汽车相遇车的辆数以及相遇的次数．【解答】解：（1）设摩托车与相距最近的汽车相遇需要的时间为t，则有位移关系：，代入数据，化简得：t2﹣40t+100=0，解得：，即，．，即摩托车离开车队时，摩托车没有停止两车相遇经历的时间．（2）设摩托车与某一辆汽车速度相同时需要时间t则有V1=V2﹣at代入数据解得：t=20s在此段时间内摩托车前行距离，汽车前行距离S2=V1t=10×20m=200m摩托车相遇的汽车数为N=辆．最多相遇的次数2（N﹣1）+1=7次-17-\n答：（1）摩托车从赶上最后一辆车到离开最后一辆车，共经历34.6s时间．（2）摩托车最多与4辆汽车相遇，最多与车队中汽车相遇7次．【点评】本题是相遇问题，抓住汽车和摩托车之间的关系是求解的关键，结合运动学公式灵活求解．　三、计算题（50分）14．（16分）（2022秋•枣阳市校级期中）如图所示，质量m=4kg的物体（可视为质点）用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.4，传送带的长度l=2m，当传送带以v=4m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角θ=37°．已知：g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）传送带稳定运动时绳子的拉力T；（2）某时刻剪断绳子，求物体做匀加速直线运动的时间；（3）如果提高传送带的运行速率，物体就能被较快地传送到左处，求物体从图示位置处传送到左端处的最短时间和传送带对应的最小运行速率．【考点】牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）物块受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力处于平衡，根据共点力平衡，运用正交分解求出绳子拉力的大小．（2）剪断绳子，物块先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度时，判定物块是否到达传送带的左端，然后结合牛顿第二定律和运动学公式求出物体运动到传送带的左端的时间．（3）物块一直做加速运动时的时间最短，由此结合运动学的公式与牛顿第二定律即可解答．【解答】解：（1）传送带稳定运动时，物体处于平衡状态：Tcosθ=μ（mg﹣Tsinθ）解得：T=15.4N（2）剪断绳子后，根据牛顿第二定律：μmg=ma求得：a=4m/s2匀加速的时间：t1==1s位移：s1==2m可知此时物体恰好到达传送带的左端．（3）由（2）的解答可知，在传送带以v=4m/s的速度做逆时针转动时，物块一直做加速运动，所以到达传送带左端的时间恰好为最短的时间，传送带的速度恰好是物块以最短时间到达左端的最小速度．答：（1）传送带稳定运动时绳子的拉力T为15.4N；（2）某时刻剪断绳子，物体做匀加速直线运动的时间是1s；（3）物体从图示位置处传送到左端处的最短时间就是1s，传送带对应的最小运行速率是4m/s．-17-\n【点评】解决本题的关键能够根据物体的受力，判断物体的运动，理清整个过程中物块的运动状况，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．　15．（10分）（2022秋•湖北期中）屋檐每隔一定时间滴一滴水，当第6滴水正欲滴下时，第1滴水刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高h=1.4m的窗子的上、下沿．（g=10m/s2）求：（1）滴水的时间间隔（2）此屋檐离地面高度．【考点】自由落体运动．【专题】自由落体运动专题．【分析】（1）设滴水的时间间隔为T，知窗子的高度等于自由下落3T内的位移减去2T内的位移．根据自由落体运动的位移时间公式求出滴水的时间间隔．（2）通过滴水的时间间隔，可以知道一滴水下落到地面的时间，根据h=求出屋檐离地面的高度．【解答】解：（1）设滴水的时间间隔为T，知窗子的高度等于自由下落3T内的位移减去2T内的位移．有：=1.4解得：T=0.2s（2）水从屋檐下落到地面的时间t=5T则屋檐离地面的高度h===5m答：（1）滴水的时间间隔为0.2s（2）此屋檐离地面高度为5m．【点评】解决本题的关键值得自由落体运动时初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动．　16．（12分）（2022秋•枣阳市校级期中）某一做直线运动的物体的图象如图所示，根据图象求：（1）物体距出发点的最远距离；（2）前4s物体的位移；（3）前4s内通过的路程．-17-\n【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题．【分析】（1）速度图象与坐标轴围成的“面积”大小等于物体通过的位移，位移的正负表示物体是在出发点正方向上还是在出发点的负方向上．由图分析可知，在t=3s末时刻物体离出发点的最远，由“面积”求出最远距离．（2）根据图线在t轴上方，“面积”表示的位移为正，下方表示的位移为负，求解前4s物体的位移；（3）前4s内通过的路程等于前3s内位移大小和后1s内位移大小之和．【解答】解：（1）由图可知，前3s内物体沿正向运动，3s后沿负向返回，所以在t=3s末时刻离出发点的最远，则最远距离为：（2）前4s位移为=（3）前4s内通过路程：=m+m=7m答：（1）物体距出发点的最远距离是6m；（2）前4s物体的位移是5m；（3）前4s内通过的路程是7m．【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线与时间轴围成的面积表示位移，抓住路程等于各段位移大小之和进行求解．　17．（2022•深圳一模）如图甲所示，一滑块随足够长的水平传送带一起向右匀速运动，滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2．一质量m=0.05kg的子弹水平向左射入滑块并留在其中，取水平向左的方向为正方向，子弹在整个运动过程中的v﹣t图象如图乙所示，已知传送带的速度始终保持不变，滑块最后恰好能从传送带的右端水平飞出，g取10m/s2．（1）求滑块的质量；（2）求滑块向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量；（3）若滑块可视为质点且传送带与转动轮间不打滑，则转动轮的半径R为多少？-17-\n【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）根据速度时间关系求出子弹碰撞前的速度和碰撞后的速度，根据动量守恒定律求出滑块的质量；（2）根据匀变速直线运动规律求出滑块向左运动过程中相对皮带运动的位移根据Q=fs求得摩擦产生的热量；（3）根据速度时间关系求出皮带运动的速度抓住滑块恰好能从右端水平飞出可知，滑块滑离皮带轮时满足重力完全提供圆周运动向心力，从而据此求得皮带轮半径．【解答】解：（1）子弹射入滑块的过程中，子弹与滑块组成的系统动量守恒，令滑块的质量为M则有：mv0+Mv2=（m+M）v1…①由v﹣t图象知子弹入射前、后的速度和滑块的初速度分别为：v0=400m/s，v1=4m/s，v2=﹣2m/s…②将②代入①式解得：M=3.3kg…③（2）设滑块（包括子弹）向左运动过程中加速度大小为a，由牛顿第二定律，有f=μ（M+m）g=（M+m）a…④解得：加速度a=2m/s2…⑤设滑块（包括子弹）向左运动的时间为t1，位移大小为s1，则：=2s…⑥所以滑块向左运动的位移=4m…⑦这段时间内传送带向右运动的位移大小为：s2=﹣v2t1=4m…⑧由能量守恒定律，滑块（包括子弹）向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量为：Q=f（s1+s2）=53.6J…⑨（3）在传送带右端，因滑块（包括子弹）恰好能水平飞出，故有：…⑩解得：R==0.4m答：（1）求滑块的质量为3.3kg；（2）滑块向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量为53.6J；（3）若滑块可视为质点且传送带与转动轮间不打滑，则转动轮的半径R为0.4m．【点评】本题是传送带问题与子弹射木块问题的综合问题，考查了运动学公式、牛顿运动定律、动量守恒定律、功能关系，难度较大．　18．（12分）（2022秋•枣阳市校级期中）如图所示，水平传送带的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小．传送带的运行速度为v0-17-\n=6m/s，将质量m=1.0kg的可看作质点的滑块无初速地放到传送带A端，传送带长度为L=12.0m，“9”字全高H=0.8m，“9”字上半部分圆弧半径为R=0.2m，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3，重力加速g=10m/s2，试求：（1）滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间；（2）滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向；（3）若滑块从“9”形轨道D点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角θ=45°的斜面上P点，求P、D两点间的竖直高度h（保留两位有效数字）．【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的综合应用．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）滑块在传送带上先加速后匀速，根据牛顿第二定律求加速度，然后根据运动学公式求加速时间和位移，再求匀速时间，得到总时间；（2）先对从B到C过程根据机械能守恒定律求出C点速度，再根据重力和轨道作用力的合力提供向心力，列方程求出轨道的作用力，再得到滑块对轨道的作用力；（3）滑块从B到D的过程中由动能定理列式求滑块经过D点的速度．根据滑块垂直撞在倾角θ=45°的斜面上P点，由速度的分解求出竖直分竖直速度，再求h．【解答】解：（1）在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律得：μmg=ma，得：a=μg=0.3×10m/s2=3m/s2加速到与传送带达到共速所需要的时间为：t1===2s前2s内的位移为：x1==m=6m之后滑块做匀速运动的位移为：x2=L﹣x1=6m所用的时间为：t2==s=1s故滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间：t=t1+t2=3s（2）滑块由B到C的过程中动能定理得：﹣mgH=﹣在C点，轨道对滑块的弹力与其重力的合力为其做圆周运动提供向心力，设轨道对滑块的弹力方向竖直向下，由牛顿第二定律得：FN+mg=m联立并代入数据解得：FN=m﹣mg（+1）=90N，方向竖直向下-17-\n由牛顿第三定律得，滑块对轨道的压力大小90N，方向竖直向上．（3）滑块从B到D的过程中由动能定理得：﹣mg（H﹣2R）=﹣在P点竖直分速度为：vy=，又h=，代入数据解得：h=1.4m答：（1）滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间为3s；（2）滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小为90N和方向竖直向上．（3）P、D两点间的竖直高度h是1.4m．【点评】本题中物体在传送带上先加速后匀速运动，根据牛顿第二定律和运动学公式联立确定运动情况，滑块在细管中运动时机械能守恒，可以求出各个时刻的速度，最后结合平抛运动的规律解答．　-17-