2014年高考物理真题分类汇编_19
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2014年高考物理真题分类汇编——相互作用14.[2014·广东卷] 如图7所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N 处受力的方向,下列说法正确的是( )A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向14.A [解析] 支持力的方向与接触面垂直,所以M处的支持力的方向与地面垂直,即竖直向上,N处支持力的方向与接触面垂直,即垂直MN向上,故选项A正确,选项B错误;摩擦力的方向与接触面平行,与支持力垂直,故选项C、D错误.14.[2014·山东卷] 如图所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( ) F2变大A.FB.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小14.A [解析] 本题考查受力分析、物体的平衡.在轻绳被剪短前后,木板都处于静止状态,所以木板所受的合力都为零,即F1=0 N.因两根轻绳等长,且悬挂点等高,故两根轻绳对木板的拉力相等,均为F2.对木板进行受力分析,如图所示,则竖直方向平衡方程:2F2cos θ=G,轻绳剪去一段后,θF2变大.选项A正确.14.[2014·浙江卷]A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14.B [解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识.机械波的振幅与波源有关,选项A错误;传播速度由介质决定,选项B正确;静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以相反,也可以互成一定的夹角,选项C错误;动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度,与材料有关,选项D错误.[2014·重庆卷] (2)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如题6图3所示的实验装置,他们将不可伸长的轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两根立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>PQ).题6图3他们首先在绳上距离P点10 cm处(标记为C点)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小T P和T Q.随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P点到C点的距离增加10 cm,并读出测力计的示数,最后得到T P、T Q与绳长PC的关系曲线如题6图4所示.由实验可知:题6图4①曲线Ⅱ中拉力最大时,C点与P点的距离为________cm,该曲线为________(选填“T P”或“T Q”)的曲线.②在重物从P移到Q的整个过程中,受到最大拉力的是________(选填“P”或“Q”)点所在的立柱.③在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力T0=________ N,它与L、D、m和重力加速度g 的关系为T0=________.[答案] (2)①60(56~64之间的值均可) T P②Q③4.30(4.25~4.35之间的值均可) mgL L2-D2 2(L2-D2)[解析] (2)①从曲线Ⅱ可读出,拉力最大时C点与P点的距离为60 cm左右,对绳子的结点进行受力如图所示,重物受力平衡,在水平方向有T P sin α=T Q sin β,当结点偏向左边时,α接近零度,sin α<sin β,则T P>T Q,故可推断曲线Ⅱ为T P的曲线,曲线Ⅰ为T Q的曲线.②通过①的分析结果和曲线的变化趋势,可知受到最大拉力的是Q点所在的立柱.③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,T P=T Q=T0,根据力的正交分解,可列方程如下,T0sin α=T0sin β,得α=β,T0cos α+T0cos β=mg,对绳子,设左边长度为l1,由几何关系有l1sin α+(L-l1)sin β=D,以上方程解得T0=mgL L2-D22(L2-D2).21.[2014·浙江卷] 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究.图(a)第21题图1第21题表1(1)某次测量如图2所示,指针示数为________ cm. (2)在弹性限度内,将50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A 、B 的示数L A 和L B 如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ N/m(重力加速度g 取10 m/s 2).由表Ⅰ数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.第21题图221. [答案] (1)(15.95~16.05)cm ,有效数字位数正确 (2)(12.2~12.8) N/m 能[解析] (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm ,读数时需要往后估读一位.故指针示数为16.00±0.05 cm.(2)由表1中数据可知每挂一个钩码,弹簧Ⅰ的平均伸长量Δx 1≈4 cm ,弹簧Ⅱ的总平均伸长量Δx 2≈5.80 cm ,根据胡克定律可求得弹簧Ⅰ的劲度系数为12.5 N/m ,同理也能求出弹簧Ⅱ的劲度系数.23. (10分)[2014·新课标Ⅱ卷] 某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系.实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P 0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x 0;挂有质量为0.100 kg 的砝码时,各指针的位置记为x .测量结果及部分计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数,重力加速度取9.80 m/s 2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1)将表中数据补充完整:①________;②________.(2)以n 为横坐标,1k 为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1kn 图像.图(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k =____③__N/m ;该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)的关系的表达式为k =____④__N/m.23.[答案] (1)①81.7 ②0.0122 (2)略(3)③1.75×103n(在1.67×103n~1.83×103n之间均同样给分) ④3.47l 0(在3.31l 0~3.62l 0之间均同样给分)[解析] (1)①k =mg Δx =0.100×9.80(5.26-4.06)×10-2=81.7 N/m ;②1k =181.7m/N =0.0122 m/N. (3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8×10-4,故直线方程满足1k=5.8×10-4n m/N ,即k =1.7×103 n N/m(在1.67×103n ~1.83×103n之间均正确)④由于60圈弹簧的原长为11.88 cm ,则n 圈弹簧的原长满足n l 0=6011.88×10-2,代入数值,得k =3.47l 0(在3.31l 0~3.62l 0之间均正确).11.[2014·江苏卷] 小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如题111图所示,O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F 1和F 2的方向分别过P 1和P 2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F 3的方向过P 3点.三个力的大小分别为:F 1=3.30 N 、F 2=3.85 N 和F 3=4.25 N .请根据图中给出的标度作图求出F 1和F 2的合力.(题111图)(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如题112图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.(题112图) (题113图)两次实验记录的轨迹如题113图所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为______.(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有________(填写选项前的字母).A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.11.(1)(见下图,F合=4.6~4.9 N都算对) (2)F a=F b(3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋.(或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧.) [解析] (1)用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小.(2)画受力分析图如图所示,橡皮筋的拉力F与手的拉力F手的合力F合总与重力G平衡,故F cos θ=G,两次实验中的θ角相同,故F a=F b.(3)相同时,橡皮筋第2 次的长度较长,A错误,B正确;两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2 次受到的拉力较小,C错误;根据轨迹越向右相差越多,说明两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大,D正确..。
2014年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅰ)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,在每题给出的四个选项中,第14-18题只有一项符合题目要求,第19-21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.(6分)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化15.(6分)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半16.(6分)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出),一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力,铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A.2 B.C.1 D.17.(6分)如图所示,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态,现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定时细线偏离竖直方向到某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。
与稳定在竖直位置时相比,小球的高度()A.一定降低B.一定升高C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定18.(6分)如图(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上,在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是()A.B.C.D.19.(6分)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学家称为“行星冲日”,据报道,2014年各行星冲日时间分别为:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日.已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是()A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短20.(6分)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为L,b与转轴的距离为2L.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()A.a、b所受的摩擦力始终相等B.b一定比a先开始滑动C.ω=是b开始滑动的临界角速度D.当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg21.(6分)如图,在正电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,∠M=30°,M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示,已知φM=φN、φP=φF,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则()A.点电荷Q一定在MP的连线上B.连接PF的线段一定在同一等势面上C.将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功D.φP>φM三、非选择题:包括必考题和选考题两部分(一)必考题(共129分)22.(6分)某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m的对应关系图,如图乙所示,实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到.回答下列问题:(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成(填“线性”或“非线性”)关系;(2)由图乙可知,a﹣m图线不经过原点,可能的原因是;(3)若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是,钩码的质量应满足的条件是.23.(9分)利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表(量程为200mA,内阻为R A=6.0Ω),开关S.实验步骤如下:①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;③以为纵坐标,R为横坐标,作出﹣R图线(用直线拟合);④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b回答下列问题:(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则和R的关系式为;(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表.答:①,②./A﹣1(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=A﹣1Ω﹣1,截距b=A﹣1;(4)根据图线求得电源电动势E=V,内阻r=Ω.24.(12分)公路上行驶的两辆汽车之间应保持一定的安全距离。
1.(2014年 安徽卷)力作用,起始点O 势能EP 与位移x 是【答案】DP x E =-∆可知E P -x 的大小,可见静电力逐渐减小,而F =qE 错误;根据牛顿错误,D 正确;根据能量守恒k E ∆=D 。
2.(2014年 安徽卷) C ,极板间距离为d 电荷量为+q g )。
求:(1 (2 (3【答案】(1(2【解析】(1)由22=v (2202-=v ad 得=Q CU 得20=+v at 综合可得A .1、2两点的场强相等B .1、3两点的场强相等C .1、2两点的电势相等D .2、3两点的电势相等项错误;沿电场线电势降项错误;2点和3点电势一质量为1.00×10-4kg 、9.80m /s 2,忽略空气阻3J B .1.50×103J D .1.50×10.A电场强度与位移关系粒子速度与位移关系粒子加速度与位移关系【解析】电场力做功只与初末位置的电势差有关,电场力做正功电势能减少,电场力做负功,电势能增加。
小球带负电,受到的电场力沿竖直方向向上,所以下落过程,电场力做负功,电势能增加,AC 项错误;-74qh 1.0010150/10 1.510W E C N C J -==⨯⨯⨯=⨯电,根据动能定理,合力做功等于动能的变化,有:4-7(q)h (9.810 1.0010150G W W mg E C N --=-=⨯-⨯⨯电,D 项正确。
5.(2014 福建卷)20.(15分)如图,真空中xoy 平面直角坐标系上的ABC 三点构成等边三角形,边长L =2.0m 。
若将电荷量均为q =+2.0×10-6C 的两点电荷分别固定在A 、B 点,已知静电力常量k =9.0×109N ·m 2/C 2.求: (1)两点电荷间的库仑力大小; (2)C 点的电场强度的大小和方向。
20.【答案】(1)39.010N -´ (2)37.810N/C ´ 方向沿y 轴正方向【考点】库仑定律、电场的矢量叠加【解析】(1)根据库仑定律A 、B 两点电荷间的库仑力的大小为22qF kL= 代入数据得39.010F N -=(2)A 、B 两点电荷在c点产生的场强大小相等,均为1q E kL=A 、B 两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为12E cos30E =合代入数据得37.810N/C E 合=方向沿y 轴正方向6. (2014年 广东卷)20、如图12所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电量为+Q 的小球P 。
2014年全国15套高考物理试题(含答案)2014年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)理科综合(物理部分)参考答案一、选择题选择题题号 13 14 15 16 17 18 19 2021 答案 B A C B AC AD BD BD AC 非选择题 34、(18分)(1)①1.30②A ③B ④短路(2)①50 ②相等③滑块的动能④正比压缩量 35、(18分)解:(1)P1、P2碰撞过程,动量守恒mv1=2mv ① 解得v= v12=3m/s ② 碰撞损失的动能ΔE=12mv21-12(2m)v2 ③ 解得ΔE =9J ④ (2) 由于P与挡板的碰撞为弹性碰撞.故P在AC间等效为匀减速运动,设P在AC段加速度大小为a,由运动学规律,得μ(2m)g =2ma⑤ 3L=vt-12at2⑥ v2=v-at⑦ 由①⑤⑥⑦解得v1=t2+24tv2=24-t22t ⑧ 由于2s≤t≤4s 所以解得v1的取值范围10m/s≤v1≤14m/s ⑨ v2的取值范围1m/s≤v2≤7m/s 所以当v2=7m/s时,P向左经过A 点时有最大动能 E=12(2m)v22=49J ⑩ 36、(18分)解:(1)粒子在电场中,由动能定理有 qEd=12mv2 -0 ① 粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力 qvB0=mv2r ② 当k=1时,由几何关系得r=L ③ 由①②③解得E=qB02L22md ④ (2)由于2<k<3时,由题意可知粒子在Ⅱ区只能发生一次偏转,由几何关系可知(r-L)2+(kL)2=r2 ⑤ 解得r=(k2+1)2L ⑥ 由②⑥解得v=(k2+1)qB0L2m ⑦ 粒子在Ⅱ区洛伦兹力提供向心力 qvB=mv2r1 ⑧ 由对称性及几何关系可知 k(3-k)=rr1 ⑨ 解得r1=(3-k) (k2+1)2kL ⑩ 由⑧⑩解得 B=k(3-k) B0 2014高考物理海南卷 1.如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方。
2014年普通高等学校统一招生考试理科综合(大纲版)物理试题解析二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
(2014年大纲卷)14.—质点沿x轴做直线运动,其v-t图像如图所示。
质点在t =0时位于x=5m处,开始沿x轴正向运动。
当t=8s时,质点在x轴上的位置为( )A.x=3m B.x=8mC.x=9m D.x=14m14.【答案】B(2014年大纲卷)15.地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场。
一质量为1.00×10-4kg、带电量为-1.00×10-7C的小球从静止释放,在电场区域内下落10.0m。
对此过程,该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80m/s2,忽略空气阻力)( )A.-1.50×10-4J和9.95×10-3J B.1.50×10-4J和9.95×10-3J C.-1.50×10-4J和9.65×10-3J D.1.50×10-4J和9.65×10-3J15.【答案】D(2014年大纲卷)16.对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( )A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小16.【答案】BD(2014年 大纲卷)17.在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589nm 的光,在距双缝1.00m 的屏上形成干涉图样。
图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm ,则双缝的间距为( )A .2. 06×10-7mB .2.06×10-4mC .1.68×10-4mD .1.68×10-3m17.【答案】C(2014年 大纲卷)18.两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2的相干简谐横波相遇。
绝密★启用前试卷类型:A 2014年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)理科综合(物理部分)一、单项选择题13.图6是物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体()A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反B.第3 s内和第4 s内的加速度相同C.第1 s内和第4s内的位移大小不等D.0~2s内和0~4s内的平均速度大小相等14.如图7所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是()A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的摩擦力沿MN方向D.N处受到的摩擦力沿水平方向15.如图8所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的长16.图9是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫块,楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦,在车厢相互撞击时弹簧压缩过程中()A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫块的动能全部转化成内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能二、双项选择题17.用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图10所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小18.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是()A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改变频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改变频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大19.如图11所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合电键S,下列说法正确的是()A.P向下滑动时,灯L变亮B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大20.如图12所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电量为+Q的小球P,带电量分别为-q和+2q的小球M和N,由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P与M相距L,P、M和N视为点电荷,下列说法正确的是()A.M与N的距离大于LB.P、M和N在同一直线上C.在P产生的电场中,M、N处的电势相同D.M、N及细杆组成的系统所受合外力为零21.如图13所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为θ。
2014年高考物理真题分类汇编:曲线运动20.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示,两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴OO ′的距离为l ,b 与转轴的距离为2l .木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍,重力加速度大小为g ,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度.下列说法正确的是( )A .b 一定比a 先开始滑动B .a 、b 所受的摩擦力始终相等C .ω=kg2l是b 开始滑动的临界角速度 D .当ω=2kg3l时,a 所受摩擦力的大小为kmg 20.AC [解析] 本题考查了圆周运动与受力分析.a 与b 所受的最大摩擦力相等,而b 需要的向心力较大,所以b 先滑动,A 项正确;在未滑动之前,a 、b 各自受到的摩擦力等于其向心力,因此b 受到的摩擦力大于a 受到的摩擦力,B 项错误;b 处于临界状态时kmg =m ω2·2l ,解得ω=kg2l ,C 项正确;ω=2kg3l小于a 的临界角速度,a 所受摩擦力没有达到最大值 ,D 项错误.4.[2014·四川卷] 有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k ,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( )A.kv k 2-1 B.v 1-k 2 C.kv 1-k 2D.vk 2-14.B [解析] 设河岸宽为d ,船速为u ,则根据渡河时间关系得du∶d u 2-v 2=k ,解得u=v1-k 2,所以B 选项正确.17.[2014·新课标Ⅱ卷] 如图,一质量为M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m 的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g .当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )A .Mg -5mgB .Mg +mgC .Mg +5mgD .Mg +10mg17.C [解析] 小环在最低点时,对整体有T -(M +m )g =mv 2R,其中T 为轻杆对大环的拉力;小环由最高处运动到最低处由动能定理得mg ·2R =12mv 2-0,联立以上二式解得T =Mg +5mg ,由牛顿第三定律知,大环对轻杆拉力的大小为T ′=T =Mg +5mg ,C 正确.6.[2014·江苏卷] 为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A 球水平抛出,同时B 球被松开,自由下落.关于该实验,下列说法中正确的有( )A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动6.BC [解析] 由牛顿第二定律可知,只在重力作用下的小球运动的加速度与质量无关,故A错误;为了说明做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,应改变装置的高度,多次实验,且两球应总能同时落地,故B、C正确;该实验只能说明做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,而不能说明小球在水平方向上做匀速直线运动,故D错误.8.[2014·四川卷] (1)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹.图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号).实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动.8.(1)b c不在21.[2014·安徽卷] (18分)Ⅰ.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有________.a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2中yx2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________.a bc d图2图3(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O 为平抛的起点,在轨迹上任取三点A 、B 、C ,测得A 、B 两点竖直坐标y 1为5.0 cm ,y 2为45.0 cm ,A 、B 两点水平间距Δx 为40.0 cm.则平抛小球的初速度v 0为________m/s ,若C 点的竖直坐标y 3为60.0 cm ,则小球在C 点的速度v C 为________m/s(结果保留两位有效数字,g 取10 m/s 2).21.Ⅰ.D3(1)ac (2)c (3)2.0 4.0[解析] Ⅰ.本题考查“研究平抛物体的运动”实验原理、理解能力与推理计算能力.(1)要保证初速度水平而且大小相等,必须从同一位置释放,因此选项a 、c 正确.(2)根据平抛位移公式x =v 0t 与y =12gt 2,可得y =gx22v 20,因此选项c 正确.(3)将公式y =gx 22v 20变形可得x =2ygv 0,AB 水平距离Δx =⎝⎛⎭⎪⎫2y 2g-2y 1g v 0,可得v 0=2.0 m/s ,C 点竖直速度v y =2gy 3,根据速度合成可得v c =2gy 3+v 20=4.0 m/s.[2014·天津卷] (1)半径为R 的水平圆盘绕过圆心O 的竖直轴匀速转动,A 为圆盘边缘上一点.在O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 水平抛出,半径OA 的方向恰好与v 的方向相同,如图所示.若小球与圆盘只碰一次,且落在A 点,重力加速度为g ,则小球抛出时距O 的高度h =________,圆盘转动的角速度大小ω=________.(1)gR 22v 2 2n πv R(n ∈N *)19.[2014·安徽卷] 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g 取10 m/s 2.则ω的最大值是( ) A. 5 rad/s B. 3 rad/s C .1.0 rad/s D .0.5 rad/s19.C [解析] 本题考查受力分析、应用牛顿第二定律、向心进行受力分析,应用牛顿第二定律,有μmg cos θ-mg sin θ=m ω解得ω=1.0 rad/s ,选项C 正确。
2014年全国高考物理试题分类汇编专题1. 直线运动 专题2. 相互作用 专题3. 牛顿运动定律 专题4. 曲线运动专题5. 万有引力和天体运动 专题6. 机械能 专题7. 静电场 专题8. 恒定电流 专题9. 磁场专题10. 电磁感应 专题11. 交变电流 专题12. 光学专题13. 原子物理 专题14. 动量专题专题15.机械振动和机械波2014年高考物理试题分类汇编 专题1:直线运动14.[2014·新课标Ⅱ卷] 甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶.在t =0到t =t 1的时间内,它们的v t 图像如图所示.在这段时间内( )A .汽车甲的平均速度比乙的大B .汽车乙的平均速度等于v 1+v 22C .甲乙两汽车的位移相同D .汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大14.A [解析] v t 图像中图线与横轴围成的面积代表位移,可知甲的位移大于乙的位移,而时间相同,故甲的平均速度比乙的大,A 正确,C 错误;匀变速直线运动的平均速度可以用v 1+v 22来表示,乙的运动不是匀变速直线运动,所以B 错误;图像的斜率的绝对值代表加速度的大小,则甲、乙的加速度均减小,D 错误.14. [2014·全国卷] 一质点沿x 轴做直线运动,其v t于x =5 m 处,开始沿x 轴正向运动.当t =8 s 时,质点在x 轴上的位置为( )A .x =3 mB .x =8 mC .x =9 mD .x =14 m14.B [解析] 本题考查v t 图像. v t 图像与x s 1-s 2=3 m ,由于初始坐标是5 m ,所以t =8 s 时质点在x 轴上的位臵为x =3 m +5 m =8 m ,因此B 正确.(2014上海)8.在离地高h 处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,她们的初速度大小均为 ,不计空气阻力,两球落地的时间差为 ( )(A(B)(C(D[答案]A13.[2014·广东卷] 图6是物体做直线运动的v t图像,由图可知,该物体()A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反B.第3 s内和第4 s内的加速度相同C.第1 s内和第4 s内的位移大小不相等D.0~2 s和0~4 s内的平均速度大小相等13.B[解析] 0~3 s内物体一直沿正方向运动,故选项A错误;v t图像的斜率表示加速度,第3 s内和第4 s选项B正确;v t图像图线与时间轴包围的面积表示位移的大小,第1 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等,故位移大小相等,选项C错误;第3 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等,故位移大小相等,方向相反,所以0~2 s和0~4 s内位移相同,但时间不同,故平均速度不相等,选项D错误.5.[2014·江苏卷] 一汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动,直到停止.下列速度v和位移x的关系图像中,能描述该过程的是()AC5.A[解析] 设汽车做匀加速直线运动时的加速度为a1,则由运动学公式得2a1x=v2,由此可知选项C、D错误;设刹车时汽车的位移为x0,速度为v0,其后做减速运动的加速度为a2,则减速过程有v2-v20=2a2(x-x0),这里的v20=2a1x0,x>x0,则v2=2a1x0+2a2(x -x0)=2(a1-a2)x0+2a2x,即v=2(a1-a2)x0+2a2x(x>x0,a2<0).综上所述,只有选项A正确.15.[2014·山东卷] 一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示.在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()A.t1B.t2C.t3D.t415.AC[解析] 本题考查的是速度图像.速度图像中某点的切线的斜率表示加速度.t1时刻速度为正,加速度也为正,合外力与速度同向;t2时刻速度为正,加速度为负,合外力与速度反向;t3时刻速度为负,加速度也为负,合外力与速度同向;t4时刻速度为负,加速度为正,合外力与速度反向.选项A、C正确.1.[2014·天津卷] 质点做直线运动的速度—时间图像如图所示,该质点()A .在第1秒末速度方向发生了改变B .在第2秒末加速度方向发生了改变C .在前2秒内发生的位移为零D .第3秒末和第5秒末的位置相同1.D [解析] 本题考查了学生的读图能力.应用图像判断物体的运动情况,速度的正负代表了运动的方向,A 错误;图线的斜率代表了加速度的大小及方向,B 错误;图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移,C 错误,D 正确.22. [2014·全国卷] 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是10 Hz ;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x 1、x 2、x 3、x 4.已知斜面顶端的高度h 和斜面的长度s .数据如下表所示.重力加速度大小g 取9.80 m/s 2.单位:cm根据表中数据,完成下列填空:(1)物块的加速度a =________m/s 2(保留3位有效数字). (2)因为______________________,可知斜面是粗糙的.22.(1)4.30(填“4.29”或“4.31”同样给分) (2)物块加速度小于g hs =5.88 m/s 2(或:物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)[解析] (1)根据逐差法求出加速度a =(x 3+x 4)-(x 1+x 2)(2T )2=4.30 m/s 2. (2)根据牛顿第二定律,物块沿光滑斜面下滑的加速度a ′=g sin θ=g hs =5.88 m/s 2,由于a <a ′,可知斜面是粗糙的.2014年高考物理真题分类汇编 专题2:相互作用14. [2014·广东卷] 如图7所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P 在支撑点M 、N 处受力的方向,下列说法正确的是( )A .M 处受到的支持力竖直向上B .N 处受到的支持力竖直向上C .M 处受到的静摩擦力沿MN 方向D .N 处受到的静摩擦力沿水平方向14.A [解析] 支持力的方向与接触面垂直,所以M 处的支持力的方向与地面垂直,即竖直向上,N 处支持力的方向与接触面垂直,即垂直MN 向上,故选项A 正确,选项B 错误;摩擦力的方向与接触面平行,与支持力垂直,故选项C 、D 错误.14.[2014·山东卷] 如图所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小14.A[解析] 本题考查受力分析、物体的平衡.在轻绳被剪短前后,木板都处于静止状态,所以木板所受的合力都为零,即F1=0 N.因两根轻绳等长,且悬挂点等高,故两根轻绳对木板的拉力相等,均为F2.对木板进行受力分析,如图所示,则竖直方向平衡方程:2F2cos θ=G cos θ减小,故F2变大.选项A正确.14.[2014·浙江卷] )A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14.B[解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识.机械波的振幅与波源有关,选项A错误;传播速度由介质决定,选项B正确;静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以相反,也可以互成一定的夹角,选项C错误;动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度,与材料有关,选项D错误.[2014·重庆卷] (2)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如题6图3所示的实验装置,他们将不可伸长的轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两根立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>PQ).题6图3他们首先在绳上距离P点10 cm处(标记为C点)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小T P和T Q.随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P点到C 点的距离增加10 cm,并读出测力计的示数,最后得到T P、T Q与绳长PC的关系曲线如题6图4所示.由实验可知:题6图4①曲线Ⅱ中拉力最大时,C 点与P 点的距离为________cm ,该曲线为________(选填“T P ”或“T Q ”)的曲线.②在重物从P 移到Q 的整个过程中,受到最大拉力的是________(选填“P ”或“Q ”)点所在的立柱.③在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力T 0=________ N ,它与L 、D 、m 和重力加速度g 的关系为T 0=________.[答案] (2)①60(56~64之间的值均可) T P ②Q③4.30(4.25~4.35之间的值均可) mgL L 2-D 22(L 2-D 2)[解析] (2)①从曲线Ⅱ可读出,拉力最大时C 点与P 点的距离为60 cm 左右,对绳子的结点进行受力如图所示,重物受力平衡,在水平方向有T P sin α=T Q sin β,当结点偏向左边时,α接近零度,sin α<sin β,则T P >T Q ,故可推断曲线Ⅱ为T P 的曲线,曲线Ⅰ为T Q 的曲线.②通过①的分析结果和曲线的变化趋势,可知受到最大拉力的是Q 点所在的立柱. ③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,T P =T Q =T 0,根据力的正交分解,可列方程如下,T 0sin α=T 0sin β,得α=β,T 0cos α+T 0cos β=mg ,对绳子,设左边长度为l 1,由几何关系有l 1sin α+(L -l 1)sin β=D ,以上方程解得T 0=mgL L 2-D 22(L 2-D 2).21. [2014·浙江卷] 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究.图(a)第21题图1第21题表1(1)某次测量如图2所示,指针示数为________ cm.(2)在弹性限度内,将50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A 、B 的示数L A 和L B如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ N/m(重力加速度g 取10 m/s 2).由表Ⅰ数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.第21题图221. [答案] (1)(15.95~16.05)cm ,有效数字位数正确 (2)(12.2~12.8) N/m 能[解析] (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm ,读数时需要往后估读一位.故指针示数为16.00±0.05 cm.(2)由表1中数据可知每挂一个钩码,弹簧Ⅰ的平均伸长量Δx 1≈4 cm ,弹簧Ⅱ的总平均伸长量Δx 2≈5.80 cm ,根据胡克定律可求得弹簧Ⅰ的劲度系数为12.5 N/m ,同理也能求出弹簧Ⅱ的劲度系数.23. (10分)[2014·新课标Ⅱ卷] 某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系.实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P 0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x 0;挂有质量为0.100 kg 的砝码时,各指针的位置记为x .测量结果及部分计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数,重力加速度取9.80 m/s 2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1)将表中数据补充完整:①________;②________.(2)以n 为横坐标,1k 为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1k n 图像.图(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k =____③__N/m ;该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)的关系的表达式为k =____④__N/m.23.[答案] (1)①81.7 ②0.0122 (2)略(3)③1.75×103n (在1.67×103n ~1.83×103n 之间均同样给分) ④3.47l 0(在3.31l 0~3.62l 0之间均同样给分)[解析] (1)①k =mgΔx =0.100×9.80(5.26-4.06)×10-2=81.7 N/m ;②1k =181.7m/N =0.0122 m/N. (3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8×10-4,故直线方程满足1k =5.8×10-4n m/N ,即k =1.7×103 n N/m(在1.67×103n ~1.83×103n之间均正确)④由于60圈弹簧的原长为11.88 cm ,则n 圈弹簧的原长满足n l 0=6011.88×10-2,代入数值,得k =3.47l 0(在3.31l 0~3.62l 0之间均正确).11.[2014·江苏卷] 小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如题11-1图所示,O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F 1和F 2的方向分别过P 1和P 2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F 3的方向过P3点.三个力的大小分别为:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.(题11-1图)(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如题11-2图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.(题11-2图)(题11-3图)两次实验记录的轨迹如题11-3图所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为______.(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有________(填写选项前的字母).A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.11.(1)(见下图,F合=4.6~4.9 N都算对)(2)F a=F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋.(或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧.) [解析] (1)用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小.(2)画受力分析图如图所示,橡皮筋的拉力F与手的拉力F手的合力F合总与重力G平衡,故F cos θ=G,两次实验中的θ角相同,故F=F(3)力相同时,橡皮筋第2 次的长度较长,A错误,B正确;两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2 次受到的拉力较小,C错误;根据轨迹越向右相差越多,说明两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大,D正确.2014年高考物理真题分类汇编专题3:牛顿运动定律17.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内).与稳定在竖直位置时相比,小球的高度()A.一定升高B.一定降低C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定17.A[解析] 本题考查了牛顿第二定律与受力分析.设橡皮筋原长为l0,小球静止时设橡皮筋伸长x1,由平衡条件有kx1=mg,小球距离悬点高度h=l0+x1=l0+mgk,加速时,设橡皮筋与水平方向夹角为θ,此时橡皮筋伸长x2,小球在竖直方向上受力平衡,有kx2sin θ=mg,小球距离悬点高度h′=(l0+x2)sin θ=l0sin θ+mgk,因此小球高度升高了.18.[2014·北京卷] 应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入.例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出.对此现象分析正确的是()A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度18.D本题考查牛顿第二定律的动力学分析、超重和失重.加速度向上为超重向下为失重,手托物体抛出的过程,必定有一段加速过程,即超重过程,从加速后到手和物体分离的过程中,可以匀速也可以减速,因此可能失重,也可能既不超重也不失重,A、B错误.手与物体分离时的力学条件为:手与物体之间的压力N=0,分离后手和物体一定减速,物体减速的加速度为g,手减速要比物体快才会分离,因此手的加速度大于g,C错误,D正确.19.[2014·北京卷] 伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O 点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是()A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小19.A本题考查伽利略理想实验.选项之间有一定的逻辑性,题目中给出斜面上铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料,小球的位臵逐渐升高,不难想象,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上运动没有能量损失,可以上升到与O点等高的位臵,这是可以得到的直接结论,A正确,B、C、D尽管也正确,但不是本实验得到的直接结论,故错误.15.[2014·福建卷Ⅰ] 如下图所示,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零.对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像中能正确描述这一运动规律的是()A BC D15.B[解析] 设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,滑块在表面粗糙的固定斜面上下滑时做匀减速直线运动,加速度不变,其加速度的大小为a =μg cos θ-g sin θ,故D 项错误;由速度公式v =v 0-at 可知,v -t 图像应为一条倾斜的直线,故C 项错误;由位移公式s =v 0t -12at 2可知,B 项正确;由位移公式及几何关系可得h =s sin θ=⎝⎛⎭⎫v 0t -12at 2sin θ,故A 项错误. 8.[2014·江苏卷] 如图所示,A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ,静止叠放在水平地面上.A 、B 间的动摩擦因数为μ,B 与地面间的动摩擦因数为12μ.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .现对A 施加一水平拉力F ,则( )A .当F <2μmg 时,A 、B 都相对地面静止B .当F =52μmg 时,A 的加速度为13μg C .当F >3μmg 时,A 相对B 滑动D .无论F 为何值,B 的加速度不会超过12μg 8.BCD [解析] 设B 对A 的摩擦力为f 1,A 对B 的摩擦力为f 2,地面对B 的摩擦力为f 3,由牛顿第三定律可知f 1与f 2大小相等,方向相反,f 1和f 2的最大值均为2μmg ,f 3的最大值为32μmg .故当0<F ≤32μmg 时,A 、B 均保持静止;继续增大F ,在一定范围内A 、B 将相对静止以共同的加速度开始运动,设当A 、B 恰好发生相对滑动时的拉力为F ′,加速度为a ′,则对A ,有F ′-2μmg =2ma ′,对A 、B 整体,有F ′-32μmg =3ma ′,解得F ′=3μmg ,故当32μmg <F ≤3μmg 时,A 相对于B 静止,二者以共同的加速度开始运动;当F >3μmg 时,A 相对于B 滑动.由以上分析可知A 错误,C 正确.当F =52μmg 时,A 、B 以共同的加速度开始运动,将A 、B 看作整体,由牛顿第二定律有F -32μmg =3ma ,解得a =μg 3,B 正确.对B 来说,其所受合力的最大值F m =2μmg -32μmg =12μmg ,即B 的加速度不会超过12μg ,D 正确.7.[2014·四川卷] 如图所示,水平传送带以速度v 1匀速运动,小物体P 、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t =0时刻P 在传送带左端具有速度v 2,P 与定滑轮间的绳水平,t =t 0时刻P 离开传送带.不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦,绳足够长.正确描述小物体P 速度随时间变化的图像可能是( )A B C D7.BC [解析] 若P 在传送带左端时的速度v 2小于v 1,则P 受到向右的摩擦力,当P 受到的摩擦力大于绳的拉力时,P 做加速运动,则有两种可能:第一种是一直做加速运动,第二种是先做加速度运动,当速度达到v 1后做匀速运动,所以B 正确;当P 受到的摩擦力小于绳的拉力时,P做减速运动,也有两种可能:第一种是一直做减速运动,从右端滑出;第二种是先做减速运动再做反向加速运动,从左端滑出.若P在传送带左端具有的速度v2大于v1,则小物体P受到向左的摩擦力,使P做减速运动,则有三种可能:第一种是一直做减速运动,第二种是速度先减到v1,之后若P受到绳的拉力和静摩擦力作用而处于平衡状态,则其以速度v1做匀速运动,第三种是速度先减到v1,之后若P所受的静摩擦力小于绳的拉力,则P将继续减速直到速度减为0,再反向做加速运动并且摩擦力反向,加速度不变,从左端滑出,所以C正确.5.[2014·重庆卷] 以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比,下列分别用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是()A BC D5.D[解析] 本题考查v-t图像.当不计阻力上抛物体时,物体做匀减速直线运动,图像为一倾斜直线,因加速度a=-g,故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g.当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时,对上升过程,由牛顿第二定律得-mg-k v=ma,可知物体做加速度逐渐减小的减速运动,通过图像的斜率比较,A错误.从公式推导出,上升过程中,|a|>g,当v=0时,物体运动到最高点,此时a=-g,而B、C图像的斜率的绝对值均小于g,故B、C错误,D正确.22.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示.实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:图(a)图(b)(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系.(2)由图(b)可知,a -m 图线不经过原点,可能的原因是________.(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是________,钩码的质量应满足的条件是________.22.(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量[解析] 本题考查了验证牛顿第二定律的实验.(1)根据图中描出的各点作出的图像不是一条直线,故小车的加速度和钩码的质量成非线性关系.(2)图像不过原点,小车受到拉力但没有加速度,原因是有摩擦力的影响.(3)平衡摩擦力之后,在满足钩码质量远小于小车质量的条件下,可以得出在小车质量不变的情况下拉力与加速度成正比的结论.24.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s ,当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时,安全距离为120 m .设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25,若要求安全距离仍为120 m ,求汽车在雨天安全行驶的最大速度.24.2 m/s(或72 km/h)[解析] 设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的加速度大小为a 0,安全距离为s ,反应时间为t 0,由牛顿第二定律和运动学公式得μ0mg =ma 0①s =v 0t 0+v 202a 0② 式中,m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度.设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为μ,依题意有μ=25μ0③ 设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ,安全行驶的最大速度为v ,由牛顿第二定律和运动学公式得μmg =ma ④s =v t 0+v 22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得v=20 m/s(72 km/h).⑥24.C5[2014·新课标Ⅱ卷] 2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.重力加速度的大小g取10 m/s2.(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=k v2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图像如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m=100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保留1位有效数字)24.[答案] (1)87 s8.7×102 m/s(2)0.008 kg/m[解析] (1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5 km高度处的速度大小为v,根据运动学公式有v=gt①s=12gt2②根据题意有s=3.9×104 m-1.5×103 m③联立①②③式得t=87 s④v=8.7×102 m/s⑤(2)该运动员达到最大速度v max时,加速度为零,根据牛顿第二定律有mg=k v2max⑥由所给的v-t图像可读出v max≈360 m/s⑦由⑥⑦式得k=0.008 kg/m ⑧23.(18分)[2014·山东卷] 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L =39 m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g取10 m/s2.求:图甲。
2014年全国卷1-高考理综物理真题以及答案D()cos cos cos mg mg mg l l l k k k θθθ+=+<+,所以小球高度升高,选项A 对。
18.如图(a ),线圈ab 、cd 绕在同一软铁芯上,在ab 线圈中通以变化的电流,测得cd 间的的电压如图(b )所示,已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比, 则下列描述线圈ab 中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是:19.太阳系个行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,当地球恰好运行到某个行星和太阳之间,且三者几乎成一条直线的现象,天文学成为“行星冲日”据报道,2014年各行星冲日时间分别是:1月6日,木星冲日,4月9日火星冲日,6月11日土星冲日,8月29日,海王星冲日,10月8日,天王星冲日,已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是:地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(AU)1.0 1.5 5.2 9.5 19 30A各点外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半D.地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短21、如图,在正电荷Q 的电场中有M 、N 、P 和F 四点,M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点,F 为MN 的中点,30M ∠=,M 、N 、P 、F 四点处的电势分别用M ϕ、N ϕ、P ϕ、F ϕ表示,已知M N ϕϕ=,P F ϕϕ=,点电荷Q 在M 、N 、P 三点所在平面内,则( )A、点电荷Q一定在MP连线上B、连线PF一定在同一个等势面上C、将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功D、Pϕ大于Mϕ源正电荷,电场力做正功,选项C错。
根据几何关系可得EF EM<,距离场源正电荷越远电势越低,所以P点电势大于M点电势,选项D对。
【考点定位】点电荷的电场分布,等势面【答案】(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调整轨道倾斜度以平衡摩擦力远小于小车质量【解析】(1)根据该同学描绘的加速度和钩码质量的图像是一条曲线而不是直线,所以是非线性关系。
2014年高考物理真题分类汇编:机械能2. [2014·重庆卷] 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍,最大速率分别为v 1和v 2,则( )A .v 2=k 1v 1B .v 2=k 1k 2v 1C .v 2=k 2k 1v 1 D .v 2=k 2v 1 2.B [解析] 本题考查机车启动过程中功率的相关知识.机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶,可推断机车做匀速直线运动,受力平衡,由公式P =F v ,F =kmg ,可推出P =k 1mg v 1=k 2mg v 2,解得v 2=k 1k 2v 1,故B 正确,A 、C 、D 错误. 15.[2014·新课标Ⅱ卷] 取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6B.π4C.π3D.5π1215.B [解析] 由题意可知,mgh =12m v 20,又由动能定理得 mgh =12m v 2-12m v 20,根据平抛运动可知v 0是v 的水平分速度,那么cos α=v 0v =22,其中α为物块落地时速度方向与水平方向的夹角,解得α=45˚,B 正确.16.[2014·新课标Ⅱ卷] 一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v .若将水平拉力的大小改为F 2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v .对于上述两个过程,用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功,W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( )A .W F 2>4W F 1,W f 2>2W f 1B .W F 2>4W F 1,W f 2=2W f 1C .W F 2<4W F 1,W f 2=2W f 1D .W F 2<4W F 1,W f 2<2W f 116.C [解析] 因物体均做匀变速直线运动,由运动学公式得前后两个过程的平均速度是2倍关系,那么位移x =t 也是2倍关系,若W f 1=fx ,则W f 2=f ·2x 故W f 2=2W f 1;由动能定理W F 1-fx =12m v 2和W F 2-f ·2x =12m (2v )2得W F 2=4W F 1-2fx <4W F 1,C 正确. 15.[2014·安徽卷] 如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN 是通过椭圆中心O 点的水平线.已知一小球从M 点出发,初速率为v 0,沿管道MPN 运动,到N 点的速率为v 1,所需时间为t 1;若该小球仍由M 点以初速率v 0出发,而沿管道MQN 运动,到N 点的速率为v 2,所需时间为t 2.则( )A .v 1=v 2,t 1>t 2B .v 1<v 2,t 1>t 2C .v 1=v 2,t 1<t 2D .v 1<v 2,t 1<t 215.A [解析] 本题考查机械能守恒定律、类比法与v t 图像方法解题,考查“化曲为直”的思维能力.首先根据机械能守恒定律得到v 1=v 2=v 0,小球沿着MPN 轨道运动时,先减速后加速,小球沿着MQN 轨道运动时,先加速后减速,总路程相等,将小球的曲线运动类比为直线运动,画出v t 图像如图,可得t 1 >t 2.选项A 正确.19. [2014·全国卷] 一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v 时,上升的最大高度为H ,如图所示;当物块的初速度为v 2时,上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .则物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )A .tan θ和H 2 B.⎝⎛⎭⎫v 22gH -1tan θ和H 2 C .tan θ和H 4 D.⎝⎛⎭⎫v 22gH -1tan θ和H 4 19.D [解析] 本题考查能量守恒定律.根据能量守恒定律,以速度v 上升时,12m v 2=μmg cos θH sin θ+mgH ,以v 2速度上升时12m ⎝⎛⎭⎫v 22=μmg cos θh sin θ+mgh ,解得h =H 4,μ=⎝⎛⎭⎫v 22gH -1tan θ,所以D 正确. 18. [2014·福建卷Ⅰ] 如图所示,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动.质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端.现用外力作用在两物块上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块( )A .最大速度相同B .最大加速度相同C .上升的最大高度不同D .重力势能的变化量不同18.C [解析] 设斜面倾角为θ,物块速度达到最大时,有kx =mg sin θ,若m 1<m 2,则x 1<x 2,当质量为m 1的物块到达质量为m 2的物块速度最大位置的同一高度时,根据能量守恒得:ΔE p =mg Δh +12m v 2,所以v =2ΔE p m -2g Δh ,因为m 1<m 2,所以v 1>v 2max ,此时质量为m 1的物块还没达到最大速度,因此v 1max >v 2max ,故A 错;由于撤去外力前,两弹簧具有相同的压缩量,所以撤去外力时两弹簧的弹力相同,此时两物块的加速度最大,由牛顿第二定律可得a =F 弹-mg sin θm,因为质量不同,所以最大加速度不同,故B 错误;由于撤去外力前,两弹簧具有相同的压缩量,所以两弹簧与物块分别组成的两系统具有相同的弹性势能,物块上升过程中系统机械能守恒,所以上升到最大高度时,弹性势能全部转化为重力势能,所以两物块重力势能的增加量相同,故D 错误;由E p =mgh 可知,两物块的质量不同,所以上升的最大高度不同,故C 正确.16. [2014·广东卷] 图9是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为程中( )A .缓冲器的机械能守恒B .摩擦力做功消耗机械能C .垫板的动能全部转化为内能D .弹簧的弹性势能全部转化为动能16.B [解析] 由于楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦,摩擦力做负功,则缓冲器的机械能部分转化为内能,故选项A 错误,选项B 正确;车厢撞击过程中,弹簧被压缩,摩擦力和弹簧弹力都做功,所以垫块的动能转化为内能和弹性势能,选项C 、D 错误.21. [2014·福建卷Ⅰ] 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切.点A 距水面的高度为H ,圆弧轨道BC 的半径为R ,圆心O 恰在水面.一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下,不计空气阻力.(1)若游客从A 点由静止开始滑下,到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D 点,OD =2R ,求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ;(2)若游客从AB 段某处滑下,恰好停在B 点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道,求P 点离水面的高度h .(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为F 向=m v 2R) 21.[答案] (1)2gR -(mgH -2mgR ) (2)23R [解析] (1)游客从B 点做平抛运动,有2R =v B t ①R =12gt 2② 由①②式得v B =2gR ③从A 到B ,根据动能定理,有mg (H -R )+W f =12m v 2B-0④ 由③④式得W f =-(mgH -2mgR )⑤(2)设OP 与OB 间夹角为θ,游客在P 点时的速度为v P ,受到的支持力为N ,从B 到P 由机械能守恒定律,有mg (R -R cos θ)=12m v 2P-0⑥ 过P 点时,根据向心力公式,有mg cos θ-N =m v 2P R⑦ N =0⑧cos θ=h R⑨ 由⑥⑦⑧⑨式解得h =23R .⑩ 34.[2014·广东卷] (2)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.①如图23(a )所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表.由数据算得劲度系数k =________N/m.(g 取9.80 m/s 2)②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图23(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小________.③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x ;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v .释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为________.④重复③中的操作,得到v 与x 的关系如图23(c).由图可知,v 与x 成________关系.由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的________成正比.(a) (b)(c)34.(2)①50 ②相等 ③滑块的动能 ④正比 压缩量的平方[解析] 根据F 1=mg =k Δx 1,F 2=2mg =k Δx 2,有ΔF =F 1-F 2=k Δx 1-k Δx 2,则k =0.490.0099 N/m =49.5 N/m ,同理可以求得k ′=0.490.0097 N/m =50.5 N/m ,则劲度系数为k =k +k ′2=50 N/m.②滑块离开弹簧后做匀速直线运动,故滑块通过两个光电门时的速度相等.③在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能;④图线是过原点的倾斜直线,所以v 与x 成正比;弹性势能转化为动能,即E 弹=12m v 2,即弹性势能与速度平方成正比,则弹性势能与压缩量平方成正比.[2014·天津卷] (2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系.此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等.组装的实验装置如图所示.①若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些______________________________. ②实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号).A.避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力③平衡摩擦后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车的速度.在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:______________________.④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号).A.在接通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力(2)①刻度尺、天平(包括砝码) ②D③可在小车上加适量的砝码(或钩码) ④CD21.(8分)[2014·山东卷] 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度.实验步骤:①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;实验数据如下表所示:轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离s.图甲图乙完成下列作图和填空:(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出FG 图线.(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=______(保留2位有效数字).(3)滑块最大速度的大小v =________(用h 、s 、μ和重力加速度g 表示).21.[答案] (1)略(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确) (3)2μg (s -h )[解析] (1)根据实验步骤③给出的实验数据描点、连线即可.(2)上问所得图线的斜率就是滑块与木板间的动摩擦因数.(3)重物下落h 时,滑块的速度最大.设滑块的质量为m ,细绳拉力对滑块所做的功为W F ,对该过程由动能定理得W F -μmgh =12m v 2-0 滑块从C 点运动到D 点,由动能定理得W F -μmgs =0-0由以上两式得v =2μg (s -h ).m.15.[2014·江苏卷] 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v 0.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 .(1)若乙的速度为v 0,求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s;(2)若乙的速度为2v 0,求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v;(3)保持乙的速度2v 0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的摩擦外,其他能量损耗均不计,求驱动乙的电动机的平均输出功率.15.[答案] (1)2v 202μg(2)2v 0 (3)45μmg v 05 [解析] (1)摩擦力与侧向的夹角为45°侧向加速度大小 a x =μg cos 45°匀变速直线运动 -2a x s =0-v 20解得 s =2v 202μg. (2)设t =0时刻摩擦力与侧向的夹角为θ,侧向、纵向加速度的大小分别为a x 、a y 则a y a x=tan θ很小的Δt 时间内,侧向、纵向的速度增量 Δv x =a x Δt ,Δv y =a y Δt 解得 Δv y Δv x=tan θ 且由题意知 tan θ=v y v x 则v ′y v ′x =v y -Δv y v x -Δv x=tan θ ∴ 摩擦力方向保持不变则当v ′x =0时,v ′y =0,即v =2v 0.(3)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 a x =μg cos θ,a y =μg sin θ在侧向上 -2a x x =0-v 20 在纵向上2a y y =(2v 0)2-0工件滑动时间 t =2v 0a y乙前进的距离y 1=2v 0t 工件相对乙的位移 L =x 2+(y 1-y )2 则系统摩擦生热 Q =μmgl电动机做功 W =12m (2v 0)2-12m v 20+Q 由P =W t ,解得P =45μmg v 05.。
2014年高考物理真题分类汇编13——相互作用14.[2014·广东卷] 如图7所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是( )A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向14.A [解析] 支持力的方向与接触面垂直,所以M处的支持力的方向与地面垂直,即竖直向上,N处支持力的方向与接触面垂直,即垂直MN向上,故选项A正确,选项B错误;摩擦力的方向与接触面平行,与支持力垂直,故选项C、D错误.14.[2014·山东卷] 如图所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( ) F2变大A.FB.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小14.A [解析] 本题考查受力分析、物体的平衡.在轻绳被剪短前后,木板都处于静止状态,所以木板所受的合力都为零,即F1=0 N.因两根轻绳等长,且悬挂点等高,故两根轻绳对木板的拉力相等,均为F2.对木板进行受力分析,如图所示,则竖直方向平衡方程:2F2cos θ=G,轻绳剪去一段后,θ增大,cos θ减小,故F2变大.选项A正确.14.[2014·浙江卷]A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14.B [解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识.机械波的振幅与波源有关,选项A错误;传播速度由介质决定,选项B正确;静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以相反,也可以互成一定的夹角,选项C错误;动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度,与材料有关,选项D错误.[2014·重庆卷] (2)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如题6图3所示的实验装置,他们将不可伸长的轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两根立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>PQ).题6图3他们首先在绳上距离P点10 cm处(标记为C点)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小T P和T Q.随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P点到C点的距离增加10 cm,并读出测力计的示数,最后得到T P、T Q与绳长PC的关系曲线如题6图4所示.由实验可知:题6图4①曲线Ⅱ中拉力最大时,C点与P点的距离为________cm,该曲线为________(选填“T P”或“T Q”)的曲线.②在重物从P移到Q的整个过程中,受到最大拉力的是________(选填“P”或“Q”)点所在的立柱.③在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力T0=________ N,它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0=________.[答案] (2)①60(56~64之间的值均可) T P②Q③4.30(4.25~4.35之间的值均可) mgL L2-D2 2(L2-D2)[解析] (2)①从曲线Ⅱ可读出,拉力最大时C点与P点的距离为60 cm左右,对绳子的结点进行受力如图所示,重物受力平衡,在水平方向有T P sin α=T Q sin β,当结点偏向左边时,α接近零度,sin α<sin β,则T P>T Q,故可推断曲线Ⅱ为T P的曲线,曲线Ⅰ为T Q的曲线.②通过①的分析结果和曲线的变化趋势,可知受到最大拉力的是Q点所在的立柱.③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,T P=T Q=T0,根据力的正交分解,可列方程如下,T0sin α=T0sin β,得α=β,T0cos α+T0cos β=mg,对绳子,设左边长度为l1,由几何关系有l1sin α+(L-l1)sin β=D,以上方程解得T0=mgL L2-D22(L2-D2).21.[2014·浙江卷] 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究.图(a)第21题图1第21题表1(1)某次测量如图2所示,指针示数为________ cm.(2)在弹性限度内,将50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A 、B 的示数L A 和L B如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ N/m(重力加速度g 取10 m/s 2).由表Ⅰ数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.第21题图221. [答案] (1)(15.95~16.05)cm ,有效数字位数正确(2)(12.2~12.8) N/m 能[解析] (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm ,读数时需要往后估读一位.故指针示数为16.00±0.05 cm.(2)由表1中数据可知每挂一个钩码,弹簧Ⅰ的平均伸长量Δx 1≈4 cm ,弹簧Ⅱ的总平均伸长量Δx 2≈5.80 cm ,根据胡克定律可求得弹簧Ⅰ的劲度系数为12.5 N/m ,同理也能求出弹簧Ⅱ的劲度系数.23. (10分)[2014·新课标Ⅱ卷] 某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系.实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P 0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x 0;挂有质量为0.100 kg 的砝码时,各指针的位置记为x .测量结果及部分计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数,重力加速度取9.80 m/s 2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1)将表中数据补充完整:①________;②________.(2)以n 为横坐标,1k 为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1kn 图像.(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k =____③__N/m ;该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)的关系的表达式为k =____④__N/m.23.[答案] (1)①81.7 ②0.0122 (2)略(3)③1.75×103n (在1.67×103n ~1.83×103n 之间均同样给分) ④3.47l 0(在3.31l 0~3.62l 0之间均同样给分)[解析] (1)①k =mg Δx =0.100×9.80(5.26-4.06)×10-2=81.7 N/m ; ②1k =181.7m/N =0.0122 m/N. (3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8×10-4,故直线方程满足1k=5.8×10-4n m/N ,即k =1.7×103 n N/m(在1.67×103n ~1.83×103n之间均正确) ④由于60圈弹簧的原长为11.88 cm ,则n 圈弹簧的原长满足n l 0=6011.88×10-2,代入数值,得k =3.47l 0(在3.31l 0~3.62l 0之间均正确). 11.[2014·江苏卷] 小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如题111图所示,O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F 1和F 2的方向分别过P 1和P 2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F 3的方向过P 3点.三个力的大小分别为:F 1=3.30 N 、F 2=3.85 N 和F 3=4.25 N .请根据图中给出的标度作图求出F 1和F 2的合力.(题111图)(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如题112图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.(题112图) (题113图)两次实验记录的轨迹如题113图所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为______.(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有________(填写选项前的字母).A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.11.(1)(见下图,F合=4.6~4.9 N都算对) (2)F a=F b(3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋.(或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧.) [解析] (1)用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小.(2)画受力分析图如图所示,橡皮筋的拉力F与手的拉力F手的合力F合总与重力G平衡,故F cos θ=G,两次实验中的θ角相同,故F a=F b.(3)力相同时,橡皮筋第2 次的长度较长,A错误,B正确;两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2 次受到的拉力较小,C错误;根据轨迹越向右相差越多,说明两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大,D正确..。