高考物理各章分类汇编试题解析.pdf

高考物理冲刺讲义例1.如图所示，半径为R的竖直光滑半圆轨道b e与水平 1光滑轨道a b在b点连接，开始时可视为质点的物体A和B静/止在a b上，A、B之间压缩有一处于锁定状态的轻弹簧（弹簧 小制/与A、B不连接）。某时刻解除锁定，在弹力作用下A向左运动，a p/B向右运动，B沿轨道经过c点后水平抛出，落点p与b点间距离为2R。已知A质量为2m,B质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力，求：（1）B经c点抛出时速度的大小？（2）B经b时速度的大小？（3）锁定状态的弹簧具有的弹性势能？解：（1）B平抛，2&=（2分）2R=y/（2分）得：匕=必（2分）（2）B从b到c,由机械能守恒定律，=陷2&+；初T（2分）得：也=和筋（2分）弹簧回复原长过程中A与B组成系统动量守恒，2mvA-mvQ（2分）得：打=：质（2分）由能量守恒定律，弹簧弹性势能吗=12wv i+l（2分）得：Ep=3.7 5mgR（2分）例2.如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线齐 平，静止放于光滑斜面上，一长为的轻质细线一端固定在。点，另一端系一质量为力的小 球，将细线拉至水平，此时小球在位置G由静止释放小球，小球到达最低点时，细绳刚 好被拉断，点到/夕的距离为力，之后小球在运动过程中恰好沿斜 面方向将弹簧压缩，弹簧的最大压缩量为筋重力加速度为g.求：（1）细绳所能承受的最大拉力；（2）斜面的倾角夕的正切值；（3）弹簧所获得的最大弹性势能.解：（1）小球由C至UD,机械能定恒mgL=mv1 4=由牛顿第三定律，知细绳所能承受的最大拉力为3mg(2)小球由D到A,做平抛运动h0-a r ct a nh(3)小球达A点时=Vy+V=2 g5+)小球在压缩弹簧的过程中小球与弹簧系统的机械能守恒Ep=mgx sin 6+mv/.Ep-mg(x.熹+L)01)例3.一质量=0.2k g的长木板静止在水平面上，长木板与水平面间的滑动摩擦因数八=0.1,一质量m=0.2k g的小滑块以均=1.2mz s的速度从长木板的左端滑上长木板，滑块与长木板间滑动摩擦因数口 2=0.4(如图所示)。求经过多少时间小滑块与长木板速度相同？从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中，小滑块滑动的距离为多少？(滑块始 终没有滑离长木块)一解：对 m：H 2mg=ma 2 解得：a2=4m/s-，/对 M：u 2mg-u 1(M+m)g=Ma 解得：a i=2m/s2设经历时间为t两者速度相同，则:vo-a2t=a i t解得:t=0.2s(2)两者共同速度为：v=a i t=0.4m/s两者相对静止前，小滑块的位移：s1=vot-a2t 72=O.16m 达到共同速度后对滑块和木板：U 1(M+m)g=(M+m)a3 滑行位移为：S 2=v2/2a 3 解得：S 2=0.08m 小滑块的总位称为：s=S i+s2=0.24m例4.如图所示，在磁感应强度为B=0.6T的匀强磁场中，长为0.5 m、电阻为尸1 Q的导体棒 a b放置在水平的光滑金属框上，如图所示.导体棒a b在外力作用下以10 m/s的速度向右匀 速滑动，已知电容C=2uF,电阻R=6Q,其余电阻忽略不计，求：(1)a b棒哪端的电势高?a b棒中的电动势的大小？(2)a b棒两端的电压？(3)为使a b棒匀速运动，外力的大小及其机械功率？(4)电容器的电量？解：(1)由右手定则可知，a端电势较高；Ab棒中的 电动势E=BLV=3v 3(2)R外=：R=9Q 由闭合电路欧姆定律可得pI=0.3/Ua h=IR外 解得 Ua h=2.7v r+H外(3)匀速运动时有：F外=F安=BIL=G.09N 故外力的机械功率P=FV=0.9W R(4)电容器的电量Q=CU 其中t/=/y=0.9v 解得0=1.8x10-6。例5.如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成。角固定，轨距为d。空间存在 匀强磁场，磁场方向垂直轨道平面向上，磁感应强度为B。P、M间所接阻值为R的电阻。质量为m的金属杆a d水平放置在轨道上，其有效电阻为r。现从静止释放a b,当它沿轨道下滑距离s时，达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。求:(1)金属杆a b运动的最大速度；(2)金属杆a b运动的加速度为ggsi n，时，电阻R上电功率；(3)金属杆a b从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所 做的功。解：(1)当杆达到最大速度时F=mg si n 0(1分)安培力F=BId(1分)F感应电流 I=-(1分)R+r感应电动势=(1分)日 _l、士.mg(R+r)sin0 z.解得最大速度 匕二11-(1分)(2)当a b运动的加速为g mg si n 0时根据牛顿第二定律冽gsi n。-8/d=(1分)电阻R上的电功率P=/2r(2分)解得尸=(加gsme)2R(1分)1,(3)根据动能定理mgs sin，一叫 二2加匕j 一0(2分)“日皿 八 1 m3g2(R+r)2 sin2 0 一 八、解得 WF=mgs sin(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间：-E1 I(3)带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值。口：-=-4L-Q例9.如图，直线上W上方有平行于纸面且与成45c的有界匀强电场，电场强度大小为民 的V下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小未知。今从上的O点向 磁场中射入一个速度大小为丫、方向与成45。角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的 轨道半径为R。若该粒子从。点进入磁场后第三次经过直线后又恰好通过。点。不计粒子 的重力。求：粒子第三次经过直线MN时的位置；磁感应强度大小；粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间。X XX X X X X X X例7.解：（1）2极板为正极板（2分）由题意可知：两板间的电压=A2=sA0=sk （1分）t Z而：5=nr2 带电液滴所受的电场力：F=d（1分）在竖直方向：mg=O（1分）由以上各式得K=（1分）兀广q（2）液滴在复合场中作匀速圆周周运动，则电场力与重力平衡，所以，电场力方向竖直向 上，由题意知该液滴带正电，故电场强度方向竖直向上.（2分）设匀强电场强 度为E,则qE=mg （1 分）E=（1 分）（3）液滴进入复合场后做匀速圆周运动，设运动半径为R,2由牛顿第二定律有：。用=粤 （1分）由式得：=吗（1R qBx分）讨论：若RWL,电子从磁场左边界离开（1分）由几何关系知偏转距离为 尸24（1分）代入数据并整理得歹=网（1曲分）若RL,电子从磁场右边界离开（1分）由几何关系知偏转距离为y=R_、R2 （1分）代入数据并整理得y=等-j管-4 （1分）例8.解：（1）带电系统开始运动后，先向右加速运动；当B进入电场区时，开始做减速运动。故在B刚进入电场时，系统具有最大速度。（1分）设B进入电场前的过程中，系统的加速度为如 由牛顿第二定律：2Eq=2ma （1分）B刚进入电场时，系统的速度为以，由/=2&（1分）可得匕=、/亍（1分）（2）当/刚滑到右边界时，电场力对系统做功为第=2%3+（3助x 2）=0故系统不能从右端滑出，/刚滑到右边界时速度刚好为零（1分）。设8从静止到刚进入电场的时间为3则?陋（1分）1 a Eq设夕进入电场后，系统的加速度为食,由牛顿第二定律-3Eq+2Eq=2相的（2分）系统做匀减速运动，减速所需时间为t2,则有,-匕”=陋（1分）-a2 V Eq系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间为/=乙+/,=3 叵（1分）（3）当带电系统速度第一次为零，即A恰好到达右边界NQ时，B克服电场力做的功最多，B增加的电势能最多，此时B的位置在PQ的中点处（1分）所以B电势能增加的最大值/例=3&x 2=6/（2分）例9.解：粒子的运动轨迹如图，先是一段半径为R的1/4圆弧到a点，接着恰好逆电场线 匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v,再在磁场中运动一段3/4圆弧到c 点，之后垂直电场线进入电场作类平抛运动。（1）由图可知：。=2Hcos45=后7?（1）因此i=2后火 即距离。点2行火（2）（2）粒子在电场中运动时垂直和平行电场方向的位移都为xX X X X X X X由可得EB=（8）v（3）粒子在磁场中运动的总时间为2兀R f2=-V粒子在电场中的加速度为(9)qE _ v2 m R(10)粒子在电场中做直线运动所需时间为2v h=一 a2R(11)由(4)(9)(11)得粒子从出发到再到达O点所需时间2R、t=%+芍+=-(2+7T)V(12)课外练兵1.10个同样的扁长木块一个紧挨一个地放在水平地面上，如图所示，每个木块的质量 m=0.40 k g,长/=0.50m,它们与底面间的静摩擦和滑动摩擦系数均为P 2=0.10。原来木 块处于静止状态。左方第一个木块的左端上方放一质量为M=1.0k g的小铅块，它与木块间 的静摩擦和滑动摩擦系数均为u 1=0.20 o现突然给铅块一向右的初速度V0=4.3 m/s,使其 在大木块上滑行。试确定铅块最后的位置在何处(落在地上还是停在哪块木块上)。取重力 加速度g=10m/s2 o设铅块的线度与/相比可以忽略。v解析 当铅块向右运动时，铅块与10个相同的扁长木块中的第一块先发生摩擦力，若此摩 擦力大于10个扁长木块与地面间的最大静摩擦力，则10个扁长木块开始运动，若此摩擦力 小于10个扁长木块与地面间的最大摩擦力，则10个扁长木块先静止不动，随着铅块的运动,总有一个时刻扁长木块要运动，直到铅块与扁长木块相对静止，后又一起匀减速运动到停止.铅块M在木块上滑行所受到的滑动摩擦力二%Mg=2.07V设M可以带动木块的数目为n,则n满足：/-/2(A/+m)g-(n-0即 2.0 1.4 0.4(一 1)2 0上式中的n只能取整数，所以n只能取2,也就是当M滑行到倒数第二个木块时，剩 下的两个木块将开始运动.设铅块刚离开第8个木块时速度为v,则1?1 9-Mv2得：v2=2.49(m/s)2 0由此可见木块还可以滑到第9个木块上.M在第9个木块上运动如图69甲所示，则对M而言有：jL L Mg=Ma乂J/L J，J 一7/一得：aM=-2.0m/.s2第9及第10个木块的动力学方程为：Mg-+m）g-jll2mg=2切a”，得：am=0.25m/52.设M刚离开第9个木块上时速度为M,而第10个木块运动的速度为P,并设木块运 动的距离为s,则M运动的距离为s+/,有：v，2=v2+2a M（5+/）消去s及t求出：/，故将运动到第10个木块上.再设M运动到第10个木块的边缘时速度为力,这时木块的速度为，则：v 2=J2+2见“（5，+/）解得：v2=-1.63-4/0,故M不能滑离第10个木块，只能停在它的表面上，最后和木块一起静止在地面上.2.如图，ABCD是边长为a的正方形。质量为优、电荷量为e的电子以大小为功的初速度 沿纸面垂直于BC变射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上 的任意点入射，都只能从A点射出磁场。不计重力，求：（1）次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；口 c（2）此匀强磁场区域的最小面积。解析：（1）设匀强磁场的磁感应强度的大小为B。令圆弧4EC是自C点垂直于BC入射的电子在磁场中的运行轨道。电子所受到的磁场 的作用力f=ev0B应指向圆弧的圆心，因而磁场的方向应垂直于纸面向外。圆弧4EC的圆心在CB边或其延长线上。依题意，圆心在A、C连线的中垂线上，故B点即为圆联立式得（2）由（1）中决定的磁感应强度的方向和大小，可知自。点垂直于入射电子在A点 沿DA方向射出，且自BC边上其它点垂直于入射的电子的运动轨道只能在BAEC区域中。因而，圆弧ZEC是所求的最小磁场区域的一个边界。为了决定该磁场区域的另一边界，我们来考察射中A点的电子的速度方向与BA的延长线7 T交角为e（不妨设ow e0）o由此可求出A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的压力1.C【命题意图】本题考查受力分析、力的分解、摩擦力、平衡条件及其相关知识，意在考 查考生分析解决问题的能力。【解题思路】设斜面倾角为9,斜面对物块的最大静摩擦力为fo平行于斜面的外力F取最 大值F1时，最大静摩擦力f方向沿斜面向下，由平衡条件可得：Fl=f+mgsi n 0；平行于斜 面的外力F取最小值F2时，最大静摩擦力f方向沿斜面向上，由平衡条件可得：f+F2=mgsi nO；联立解得物块与斜面的最大静摩擦力f=（F2-Fl）/2.选项C正确。不能得出物块 质量m,不能得出斜面倾角0,不能得出物块对斜面压力，选项ABD错误。【技巧点拨】分析此题，只需根据题述，利用最大静摩擦力平行斜面向上、平行斜面向下两 种情况，应用平衡条件列出两个方程得出，不需要具体解出块与斜面的最大静摩擦力表达式。2.（2013高考重庆理综第1题）如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间 有固定倾斜角若此人所受重力为G,则椅子各个部分对他作用力的合 力大小为B.Gsi n 9C.6cos 9D.Gt a n 0答案：A解析：人静躺在椅子上，受力平衡，由平衡条件可知椅子各个部分对他作用力的合力大小为G,选项A正确。3.（2013高考上海物理第8题）如图，质量处的的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面。让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是答案：A甲甲(A)(B)(C)?啥尸N(D)A解析：两物体A、B叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物块与竖直墙面之间 没有压力，没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，AB之间没有弹力作用，物体B的受力 示意图是图A。4.(2013高考上海物理第18题)两个共点力、月大小不同，它们的合力大小为万 则(A)、K同时增大一倍，月也增大一倍(B)E、同时增加10N,月也增加10N(C)E增加ION,减少10N,产一定不变(D)若月、中的一个增大，分不一定增大答案：AD解析：、K同时增大一倍，月也增大一倍，选项A正确。R、同时增加10N,分不一 定增加10N,选项B错误；增加10N,月减少10N,厂可能变化，选项C错误。若、中的一个增大，分不一定增大，选项D正确。5.(2013高考山东理综第14题)如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的 小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30,弹簧C水平，则弹 簧A、C的伸长量之比为解析：把两个小球看作整体，分析受力，由平衡条件可得：47344:73弹簧A的拉力FA=2mg/cos30,弹簧C的拉力Fc=2mgt a n30,又 Fa=1cx a,Fc=k x c,联立解得：弹簧A、C的伸长量之比为：xA：xc=l：cos30 t a n30=2：1,选项D正确。6o.(2013高考北京理综第16题)倾角为。、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为nraMm的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是A.木块受到的摩擦力大小是mgcos aB.木块对斜面体的压力大小是mg si n aC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg si n a cos aD.桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g答案：D解析：将木块的重力沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解，平行于斜面方向分力为mgsi na,垂直于斜面方向分力为mgcos。由平衡条件可得木块受到的摩擦力大 小是f=mgsi n a,支持力F=mgcos a,由牛顿第三定律，木块对斜面体的压力大小 是mgcos a,选项AB错误。把木块和斜面体看作整体，分析受力，由平衡条件可 知桌面对斜面体的摩擦力大小为零，桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g,选项 C错误D正确。7.（2013高考天津理综物理第5题）如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于0点。现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小 球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力Fn以及绳对小球的拉力Ft的变化情况是A.Fn保持不变,B.Fn不断增大,c.Fn保持不变,D.Fn不断增大,答案：DFt不断增大Ft不断减小Ft先增大后减小Ft先减小后增大解析：由于此过程中细线与斜面体斜面的夹角逐渐减小，所以斜面对小球的支持力R增大。画出小球受力动态图，由平衡条件可得&先减小后增大，选项D正确。8.（2013高考广东理综第20题）如图8,物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平,现把物体Q轻轻地叠放在P上，则A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大.考点：受力分析、力平衡、等效法 图8答案：B D解析：设斜面的倾角为6,加上Q,相当于增加了 P的质量，受力分析列平衡方程得f=mgsi n 0 u mgcos 0,N=mgcos。当m增加时，不等式两边都增加，不等式仍然成立，即P静止 不动，P所受的合外力为零，P与斜面间的静摩擦力f=mgsi n。增大，选项BD正确。9.（2013高考上海物理第25题）如图，倾角为37,质量不计的支架ABCD的D端有一大si n37=0.6,cos37=0.8）答案：0.248 等于解析：拉力 F=mgsi n37+4 建cos37=8.4N。BC=CA/si n37=0.5m.设 m 对支架 BC的压力mg cos37对A点的力臂为x,由力矩平衡条件，F DC cos37+小os37-CA cos37=F,CA cos37+mg cos37,x,解得 x=0.072m。由 x+s=BC-AC si n37 解得 s=0.248mo由上述方程可知，F-DC cos37=F CA cos37,x值与F无关，所以若增大 尸后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离/=s。专题三、牛顿运动定律1.（2013高考上海物理第6题）秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中，吊绳最容易断裂的 时候是秋千（A）在下摆过程中（B）在上摆过程中（0摆到最高点时（D）摆到最低点时答案:D解析：当秋千摆到最低点时吊绳中拉力最大，吊绳最容易断裂，选项D正确。2.（2013全国新课标理综II第14题）一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间关系的图象是FFF a O a O q O qA.B.C.D.【答案】C【命题意图】本题考查摩擦力、牛顿第二定律、图象等基础知识点，意在考查考 生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。【解题思路】设物体所受滑动摩擦力为f,在水平拉力F作用下，物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，F-f=ma,F=ma+f,所以能正确描述F与a之间关系的图象是C,选项C 正确ABD错误。【命题分析】此题从最常见的情景出发命题，应用最基础的知识，使物理更贴近生活，贴近 实际。3.（2013高考浙江理综第19题）如图所示，总质量为460k g的热气球，从地面刚开始竖直 上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速 运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g=10m/s2。关于热气球，下列说法正确的是 A.所受浮力大小为4830NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/sD.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N答案：AD解析：热气球离开地面后地面后做加速度逐渐减小的加速运动，对热气球从地面刚开始 竖直上升时，由牛顿第二定律，F-mg=ma,解得所受浮力大小为4830N,选项A正确。加速 上升过程中所受空气阻力逐渐增大，选项B错误。由于做加速度逐渐减小的加速运动，热气 球从地面开始上升10s后的速度小于5m/s,选项C错误。由平衡条件可得，F-mg-f=0,以 5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为f=F-mg=4830N-4600N=230N,选项D正确。4.（2013高考安徽理综第14题）如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端 固定在倾角为9的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀 加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为 R分别为（重力加速度为g）A.T=m(gsi n 0+a cos 6B.T=m(gsi n 6+a cos 6)C.T=m(a cos 9-gsi n 9)D.T=m(a si n 9-geos 夕)【答案】A，Ff m(gcos 6-a si n 6)，后=m(gsi n 6-a cos 0)，F而 m(gcos 6+a si n 0)，后=m(gsi n 6+a cos 0)【解析】将绳子的拉力T和斜面弹力Fn分解为水平方向和竖直方向Teos 0-Fn si n 0=maTsi n 9-Fn cos 9=mg联立两式解方程组，得T=m(gsi n J+a cos 0),F?f m(gcos 0-a si n 0),选项A正确；5.(15分)(2013高考山东理综第22题)如图所示，一质量m=0.4k g的小物块，以v0=2m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时 间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角。=30,块与斜面之间的动摩擦因数=方-o重力加速度g取10 m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。(2)拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？解析：(1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运 动学公式得：L=vot+a t2,2v=vo+a t,联立式，代入数据解得：a=3m/s2,v=8m/so (2)设物块所受支持力为Fn,所受摩擦力为B，拉力与斜面之间的夹角为n o受力分析如图所示。由牛顿第二定律得：Feos a-mgsi n 0-E=ma,Fsi n a+mgcos 0=0,又Fk。Fw 联立解得：f二些鲍纽竺也竺。COS6Z+“sina由数学知识得：cos a+si n a=2 si n(60。+a),33由式可知对应的F最小值的夹角a=30 联立式，代入数据得F的最小值为：Fmi n=鲁N。6.（19分）（2013高考福建理综第21题）质量为M、长为百L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的 小铁环。已知重力加速度为g,不计空气影响。（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小：（2）若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时 环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示。求此状态下杆的加速度大小a；为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？解析：（1）如图1,设平衡时绳子拉力为T,有：2Tcos mg=0,.V6由图可知，cos 9-。3联立解得：T=Y mg。4（2）此时，对小铁环受力分析如图2,有：V si n e =ma,V+T cos 0 rng=Q,由图知，。=60,代入上述二式联立解得：a=Y 3g3如图3,设外力F与水平方向成。角，将杆和小铁环当成一个整体，有Feos a=（M+m）ai n a-M+m）g=Q联立解得：F=-1M+m)g,ta n a=#)3(或 a=60)p/(ms-1)7.（2013全国新课标理综II第25题）（18分）一长木板在水平面上运动，在0.5/s0t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度-时间图象如图 所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间 的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取重力加速度的大小g=10m/s2,求:(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数。(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。【命题意图】本题主要考查牛顿运动定律，匀变速直线运动规律、速度图象、叠加体及其 相关知识，意在考查考生灵活应用相关知识解决问题的能力。解：(1)从t=0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，次过程一直持 续到物块和木板具有共同速度为止。由图可知，在t】=0.5s时，物块和木板的速度相同，设t=0到t=t i时间间隔内，物块和木板 的加速度分别为劭和的 则&=V/t,a2=(vo-7i)/t,式中的=5m/s,%=lm/s分别为木板在t=0、t=t i时速度的大小。设物块和木板的质量为m,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为山、U2,由 牛顿第二定律得：小 mg=ma,(1+2 2)建口0,联立式解得：4=0.20,2=0.30.,(2)在t l时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动。物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为f,物块和木板的加速度大小分别为和及，则由牛 顿第二定律得：f=m/，2 n img-f=ma z 0 假设 f Mg,与假设矛盾，故f=i侬 由式知，物块加速度大小a =a.物块的v-t图象如图中点划线所示。山运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为：V,S i=2 X-,(10)2。物块相对于木板位移的大小为S=S2-S1O(12)联立(11X12)解得：s=l.125m。20时时块与【方法技巧】解答叠加体的运动要隔离物体受力分析，对某个物体 应用牛顿第二定律列出相关方程联立解得。8.(2013高考上海物理第31题)(12分)如图，质量为以长为、高为h的矩形滑块置于水平地面上，滑块与地面间动摩擦因 数为；滑块上表面光滑，其右端放置一个质量为加的小球。用水平外力击打滑块左端，使其在极短时间内获得向右的速度70,经过一段时间后小球落地。求小球落地时距滑块左端的水平距离。解析：滑块上表面光滑，小球水平方向不受力的作用，故当滑块的左端到达小球正上方这段时间内，小球速度始终为零，则对于滑块：+M)ga 二-,M当滑块的左端到达小球正上方后，小球做自由落体运动，落地时间=2hg滑块的加速度a 若此时滑块的速度没有减小到零，在t时间内滑块向右运动的距离为：#4一辿泮即喟f-%姻楞一瓦若在t时间内滑块已经停下来，则：s 一依士L。2 o 2/ig M9o(2013高考江苏物理第14题)(16分)如图所示，将小祛码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，祛码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若硅码 1-r和纸板的质量分别为叫和加2,各接触面间的动摩擦因/常 力数均为 4。重力加速度为g。/(1)当纸板相对祛码运动时,求纸板所受摩擦力的大小；1 1(2)要使纸板相对祛码运动，求所需拉力的大小；(3)本实验中，777=0.5k g,m2=0.1k g,=0.2,祛码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2o若祛码移动的距离超过/=0.002m,人眼就能感知。为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？解析.(1)祛码对纸板的摩擦力桌面对纸板的摩擦力 f2=+m2)gf=卜八 解得/=小2叫+吗)g设祛码的加速度为q,纸板的加速度为外，则/=mxax F-于，2=m2a2 发生相对运动 a2 ax解得 f 2m叫+加2)g(3)纸板抽出前，祛码运动的距离1=；/纸板运动的距离+七纸板抽出后，祛码在桌面上运动的距离 x2=-3/22 I=x+x2d由题意知 ax=X3-x2,Ei=AE2=AE3C.x2-Xi X3-x2,EiAE2AE3D.x2-x i X3-X2,EiAE2AE3答案：B解析：物体做平抛运动，机械能守恒，三次实验中，机械能的变化量都为零，尸E2=Z E3。由小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动可知，X2-XPX3-X2,选项B正 确。8.(2013高考浙江理综第23题)山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤，其示意 图如下。图中4 B、C、均为石头的边缘点，。为青藤的固定点，8m,为2=4.0m,e=4.8m,也=8.0mo开始时，质量分别为沪10k g和炉2kg的大小两只滇金丝猴分别位于 左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头/点起水平跳到 中间石头，大猴抱起小猴跑到。点，抓住青藤的下端荡到右边石头的点，此时速度恰 好为零。运动过程中猴子均看成质点，空 0气阻力不计，重力加速度/lOm/s?,求：(1)大猴子水平跳离的速度最小值(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小 .(3)荡起时，青藤对猴子的拉力大小，招/.解析：(1)设猴子从A点水平跳离时速度的.I最小值为根据平抛运动规律，有：h尸 Lgd,xi=vmint,2联立解得：i n=8m/s o(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为无，有:(M+而 gh=(M+ni)Vc,2解得：vc=yj2gh2=a/80 m/s=9.Om/so（3）设拉力为F,青藤的长度为L,由几何关系：（L-hz）+1=17,解得L=10mo对最低点，由牛顿第二定律得：F-M+ni）,=（M+而 Vc/L解得:F=216N.9.（13 分）（2013全国新课标理综1第24题）水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细 橡皮筋相连，在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态，A、B和R分别位 于直角坐标系中的（0,21）、（0,-和（0,0）点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小 为a的匀加速运动：B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中，标记R 在某时刻通过点（1,7）o假定橡皮筋的伸长是均匀的，求B运动速度的大小。【命题意图】本题考查匀变速宜线运动规律等基础知识点，意在考查考生应用相关知识定量 分析物理问题，解决问题的能力。解析：设B车的速度大小为v如图，标记R在时刻t通过点K（1,1）,此时A、B的位置分别为 H、Go由运动学公式，H的纵坐标、G的横坐标四分别为：斤21a t1,2X/FVto 在开始运动时，R到A和B的距离之比为2：1,即0E：0F=2：1。由于橡皮筋的伸长是均匀的，在以后任一时刻R到A和B的距离之比为2：1。因此，在时亥t有：HK：KG=2：1。由于FGHs/i i GK,有 HG：KG=Xb：（刈-/）。HG：KG=（典+/）：（27）o由式解得：xb=37/2,%=5 J。联立解得：v=，而7。4专题五、万有引力与航天1（2013全国新课标理综1第20题）2012年6日18 口，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343k m的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的 空间存在极其稀薄的空气，下面说法正确的是A.为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C.如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用【命题意图】本题考查万有引力定律、卫星的运动、第一宇宙速度、机械能、失重等基础知 识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。答案：BC解析：为实现对接，两者运行速度的大小都小于第一宇宙速度，选项A错误。如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的机械能减小，天宫一号的轨道高度将缓慢降低，重力做功，动能可能会增加，选项BC正确。航天员在天宫一号中处于失重状态，但是航天员仍受地球 引力作用，选项D错误。2o(2013高考江苏物理第1题)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行 星运动定律可知(A)太阳位于木星运行轨道的中心(B)火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等(C)火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方(D)相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积答案：C解析：太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上，选项A错误。由于火星和木星沿各自的椭 圆轨道绕太阳运行，火星和木星绕太阳运行速度的大小变化，选项B错误。根据开普勒行星 运动定律可知，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C 正确。相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，选项D 错误。3.(2013高考上海物理第9题)小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓 慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时 间后，小行星运动的(A)半径变大(B)速率变大(0角速度变大(D)加速度变大答案：A解析：恒星均匀地向四周辐射能量，根据爱因斯坦的质能方程关系式，恒星质量缓慢减小，二者之间万有引力减小，小行星运动的半径增大，速率减小，角速度减小，加速度减 小，选项A正确BCD错误。4.（2013高考广东理综第14题）如图3,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A.甲的向心加速度比乙的小 O”。2”乙B.甲的运行周期比乙的小图3C.甲的角速度比乙大D.甲的线速度比乙大4.考点：万有引力和匀速圆周运动答案：AMm GM解析：由万有引力提供向心力得：G=ma,解得。二甲的向心加速度比乙的小,r rMm y2/GM Mm选项A正确。由6丁二加一解得：v，甲的线速度比乙小，选项D错误。山6丁r r r r冽刃2尸解得：二，再，甲的角速度比乙小。选项C错误。山G?初r芳解得:T=2 jt选项B错误。5.（2013高考上海物理第22B题）若两颗人造地球卫星的周期之比为7：为=2：1,则它们的轨道半径之比Ri:Rz=,向心加速度之比si:&=o答案：V?：1 1：2痣解析：由开普勒定律，：尼=折：也?=熬：1.由牛顿第二定律，G粤=ma,R向心加速度之比31:a=由：而2=1：2蚯。6（2013高考天津理综物理第9题）（1）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月 球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段己经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的 运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h,己知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=线速度V=.答案：（1）GM(R+犷 GMMm GM解析：万有引力提供卫星运动的向心力，有：G-=m a,解得a=-.由（R+h）（火+）Mm v29.（2013高考山东理综第20题）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，G-=m-(R+h)R+h解得v=gm7（2013高考福建理综第13题）设太阳质量为M,某行星绕太阳公转周期为T,轨道可视 为r的圆。已知万有引力常量为G,则描述该行星运动的上述物理量满足A.GM=-B.GM=-c 一 4%2/44/C.GM=-D.GM=-rp3 rri2.答案：AMm 27r 4tt2f3解析：由G二mr（二）,可得描述该行星运动的上述物理量满足GM 二,选 r 2 T T2项A正确。8.（2013全国高考大纲版理综第18题）“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它 在距月球表面高度为200 k m的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G=6.67X10 Nn）2/k g2,月球的半径为1.74X 10,k m。利用以上数据估算月球的质量约为（）11A.8.1X1O9 10 k g B.7.4X1013 k gC.5.4X1019 k g D.7.4X 1022 k g8.答案：D解析：山G =m（R+h）（也产,解得月球的质量M=4（R+h）3/GT2,代（火+犷 T入数据得：M=7.4X 1022 k g,选项D正确。两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此 时圆周运动的周期为答案：B解析：设两恒星中一个恒星的质量为m,围绕其连线上的某一点做匀速圆周运动的半径为r,，一、，_,4/两星总质量为M