2019届高三高考物理考前预测押题《力学压轴计算题》测试题(解析版)
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力学3大题型押题练(一)1.如图所示,质量分别为m 1和m 2的两物块放在水平地面上,两物块与水平地面间的动摩擦因数都是μ(μ≠0),用轻弹簧将两物块连接在一起。
当用水平力F 作用在m 1上时,两物块均以加速度a 做匀加速运动,此时弹簧伸长量为x 。
若用水平力F ′作用在m 1上时,两物块均以加速度a ′=2a 做匀加速运动,此时弹簧伸长量为x ′。
则下列关系式正确的是( )A .F ′=2FB .x ′=2xC .F ′>2FD .x ′<2x解析:选D 由整体法可得F -(m 1+m 2)μg =(m 1+m 2)a ,F ′-(m 1+m 2)μg =2(m 1+m 2)a ,可知F ′<2F ;以m 2为研究对象可得,kx -μm 2g =m 2a ,kx ′-μm 2g =2m 2a ,可知x ′<2x ,D 选项正确。
2.如图所示是做匀变速直线运动的质点在0~6 s 内的位移—时间图线(抛物线)。
若t =1 s 时,图线所对应的切线斜率为4(单位:m/s)。
则( )A .t =1 s 时,质点在x =5 m 的位置B .t =1 s 和t =5 s 时,质点的速度相同C .t =1 s 和t =5 s 时,质点加速度的方向相反D .前5 s 内,合外力对质点做正功解析:选A t =1 s 时,题图图线所对应的切线斜率为4,则质点的速度为v 1=4 m/s ,由题意知,位移—时间图线为抛物线,即图线对称分布,3 s 末位移最大,图线对应的切线斜率为零,所以3 s 末速度为零,则前3 s 内质点做匀减速直线运动,加速度:a =Δv Δt =0-42 m /s 2=-2 m/s 2,初速度为v 0=v 1-at 1=4 m /s+2×1 m/s =6 m/s ,所以t =1 s 时,质点的位移:x =v 0t +12at 2=6×1 m -12×2×12 m =5 m ,故A 正确;t=1 s 和t =5 s 时图线斜率的绝对值相等,则质点的速度大小相等,但方向相反,故B 错误;质点先做匀减速直线运动后反向做匀加速直线运动,t =1 s 和t =5 s 时,质点加速度的方向相同,故C 错误;5 s 末的速度v 5=v 0+at 5=6 m /s -2×5 m/s =-4 m /s ,因为4 m/s <6 m/s ,所以前5 s 内质点动能减小,所以合外力对质点做负功,故D 错误。
tt 5L2计算题押题练(一) 力学计算题1.交通信号“绿波”控制系统一般被称为“绿波带”,它是根据车辆运行情况对各路口红绿灯进行协调,使车辆通过时能连续获得一路绿灯。
郑州市中原路上某直线路段每间隔 L =500 m 就有一个红绿灯路口,绿灯时间 Δt 1=60 s ,红灯时间 Δt 2=40 s ,而且下一路 口红绿灯亮起总比当前路口红绿灯滞后 Δt =50 s 。
要求汽车在下一路口绿灯再次亮起后能通过该路口。
汽车可看作质点,不计通过路口的时间,道路通行顺畅。
(1)若某路口绿灯刚亮起时,某汽车恰好通过,要使该汽车保持匀速行驶,在后面道路上再连续通过五个路口,满足题设条件下,汽车匀速行驶的最大速度是多少?最小速度又是多少?(计算结果保留两位有效数字)(2)若某路口遭遇红灯,待绿灯刚亮起时,某汽车由静止开始,以加速度a =2 m/s 2 匀加速运动,加速到第(1)问中汽车匀速行驶的最大速度以后,便以此速度一直匀速运动。
试通过计算判断,当该汽车到达下一个路口时能否遇到绿灯。
解析:(1)若汽车刚好在绿灯亮起时通过第五个路口,则通过五个路口的时间 t =5Δt此时匀速运动的速度最大 v max =5L=10 m/s若汽车刚好在绿灯熄灭时通过第五个路口,则通过五个路口的时间 t ′=5Δt +Δt 1=310 s此时匀速运动的速度最小 v min = ′ ≈8.1 m/s 。
(2)若路口绿灯刚亮起时,汽车启动加速,最终加速到 v max =10 m/sv max =at 1,t 1=5 sv在此过程中汽车走过的位移 x = max t 1,x =25 m然后汽车以此速度匀速运动,可知L -x =v max t 2,t 2=47.5 s因此,汽车从该路口开始启动到下一个路口的时间为t =t 1+t 2=52.5 s110 s >t >50 s ,因此走到下个路口时能够遇到绿灯。
答案:(1)10 m /s8.1 m/s (2)能2.在水平长直轨道上,有一长度为 L 的平板车在外力控制下始终保持速度 v 0 做匀速直线运动。
2019全国高考理科综合高三考前冲刺理综物理试题(压轴训练)二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
每小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。
14.如图所示,质量为m的木块A放在地面上的质量为M的三角形斜劈B 上,现用大小均为F、方向相反的力分别推A和B,它们均静止不动,则() A.A与B之间一定存在弹力B.B与地面之间一定存在摩擦力C.B对A的支持力一定等于mgD.地面对B的支持力的大小一定等于Mg15. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间t前进的距离为l,且速度达到最大值v m.设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么这段时间内A.小车做匀加速运动B.小车受到的牵引力逐渐增大C.小车受到的合外力所做的功为PtD.小车受到的牵引力做的功为Fl+12 mv2m16. 图中甲是匀强电场,乙是孤立的正点电荷形成的电场,丙是等量异种点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线上,且a 位于连线的中点),丁是等量正点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线的中垂线上,且a位于连线的中点).有一个正检验电荷仅在电场力作用下分别从电场中的a 点由静止释放,动能E k 随位移x 变化的关系图象如图中的①②③图线所示,其中图线①是直线.下列说法正确的是( )A .甲对应的图线是①B .乙对应的图线是②C .丙对应的图线是②D .丁对应的图线是③17. 如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,若从水星与金星在一条直线上开始计时,天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1θ,金星转过的角度为2θ(1θ、2θ均为锐角),如图9所示,则由此条件可能求得的是 A .水星和金星的质量之比 B .水星和金星到太阳的距离之比 C .水星和金星绕太阳运动的周期之比 D .水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比18. 如图所示,AOB 为一边界为1/4圆的匀强磁场,O 点为圆心,D 点为边界OB 的中点,C 点为边界上一点,且CD ∥AO .现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场(不计粒子重力),其中粒子1从A 点正对圆心射入,恰从B 点射出,粒子2从C 点沿CD 射入,从某点离开磁场,则可判断( ) A .粒子2在BC 之间某点射出磁场 B .粒子2必在B 点射出磁场C .粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为3∶2D .粒子1与粒子2的速度偏转角度应相同19. 如图所示,PQ 、MN 是放置在水平面内的光滑导轨,GH 是长度为L 、电阻为r 的导体棒,其中点与一端固定的轻弹簧连接,轻弹簧的劲度系数为k 。
2019年高考物理压轴题集锦含答案解析1. 地球质量为M ,半径为 R ,自转角速度为ω,万有引力恒量为 G ,如果规定物体在离地球无穷远处势能为 0,则质量为 m 的物体离地心距离为 r 时,具有的万有引力势能可表示为 E p = -GrMm.国际空间站是迄今世界上最大的航天工程,它是在地球大气层上空地球飞行的一个巨大的人造天体,可供宇航员在其上居住和进行科学实验.设空间站离地面高度为 h ,如果在该空间站上直接发射一颗质量为 m 的小卫星,使其能到达地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行,则该卫星在离开空间站时必须具有多大的动能? 解析:由G 2rMm =r mv 2得,卫星在空间站上的动能为 E k =21 mv 2 =G)(2h R Mm+。
卫星在空间站上的引力势能在 E p = -G hR Mm+ 机械能为 E 1 = E k + E p =-G)(2h R Mm+同步卫星在轨道上正常运行时有 G2rMm=m ω2r 故其轨道半径 r =32ωMG由③式得,同步卫星的机械能E 2 = -G r Mm 2=-G2Mm32GMω=-21m (3ωGM )2 卫星在运行过程中机械能守恒,故离开航天飞机的卫星的机械能应为 E 2,设离开航天飞机时卫星的动能为 E k x ,则E k x = E 2 - E p -2132ωGM +GhR Mm+ 2. 如图甲所示,一粗糙斜面的倾角为37°,一物块m=5kg 在斜面上,用F=50N 的力沿斜面向上作用于物体,使物体沿斜面匀速上升,g 取10N/kg ,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)若将F 改为水平向右推力F ',如图乙,则至少要用多大的力F '才能使物体沿斜面上升。
(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析:(1)物体受力情况如图,取平行于斜面为x 轴方向,垂直斜面为y 轴方向,由物体匀速运动知物体受力平衡0sin =--=f G F F x θ 0cos =-=θG N F y解得 f=20N N=40N因为N F N =,由N F f μ=得5.021===N f μ (2)物体受力情况如图,取平行于斜面为x 轴方向,垂直斜面为y 轴方向。
2019全国II卷高考压轴卷物理第I卷(选择题)一、单选题1.如图所示,在竖直平面内,一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V”形杆上的A、B两点,已知OM边竖直,且,细绳绕过光滑的滑轮,重物悬挂于滑轮下处于静止状态。
若在纸面内绕端点O按顺时针方向缓慢转动“V"形杆,直到ON边竖直,绳子的张力为、A点处绳子与杆之间摩擦力大小为,则()A.张力一直增大B.张力先增大后减小C.摩擦力一直增大D.摩擦力先增大后减小2.如图所示,ACB是一个半径为R的半圆柱面的横截面,直径AB水平,C为截面上的最低点,AC间有一斜面,从A点以大小不同的初速度v1、v2沿AB方向水平抛出两个小球,a和b,分别落在斜面AC和圆弧面CB上,不计空气阻力,下列判断正确的是()A.初速度v1可能大于v2B.a球的飞行时间可能比b球长C.若v2大小合适,可使b球垂直撞击到圆弧面CB上D.a球接触斜面前的瞬间,速度与水平方向的夹角为45°3.如图所示,质量为m、带电荷量为+q的三个相同带电小球a、b、c,从同一高度以初速度v0水平抛出,小球a只在重力作用下运动,小球b在重力和洛伦兹力作用下运动,小球c在重力和电场力作用下运动,它们落地的时间分别为t a、t b、t c,落地时重力的瞬时功率分别为P a、P b、P c,则以下判断中正确的是()A.t a=t b=t c B.t a=t c<t b C.P b<P a<P c D.P a=P b>P c4.如图所示电路,在平行金属板M,N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板的O点.改变R1或R2的阻值,粒子仍以v0射入电场,则()A.该粒子带正电B.减少R2,粒子将打在O点左侧C.增大R1,粒子在板间运动时间不变D.减少R1,粒子将打在O点左侧5.如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场.两个质子M、N沿平行于直径cd的方向从圆周上同一点P射入磁场区域,P点与cd间的距离为,质子M、N入射的速度大小之比为1:2.ab是垂直cd的直径,质子M恰好从b点射出磁场,不计质子的重力和质子间的作用力.则两质子M、N在磁场中运动的时间之比为()A.2:1B.3:1C.3:2D.3:4二、多选题6.如图甲所示,左侧接有定值电阻R=2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨间距L=1m。
安徽2019年高三高考压轴(解析版)-理综物理14、静止在粗糙水平面上的物块,受方向相同但大小先后为F1、F2、F3的水平拉力作用,先做匀加速运动、再匀速运动、最后做匀减速运动到停下(F1,F2,F3分别对应上述三个过程)。
这三个力的作用时间相等,物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,那么以下说法中正确的有A、这三个力中,F1做功最多B、加速运动过程中合力做的功大于减速运动过程中克服合力做的功C、这三个力中,F2做功最多D、在全过程中,这三个力做的总功为零15、美国宇航局2017年12月5日宣布,他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒—22b”,它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周,距离地球约600光年,体积是地球的2.4倍,万有引力常量和地球表面的重力加速度。
根据以上信息,以下推理中正确的选项是A、假设能观测到该行星的轨道半径,可求出该行星所受的万有引力B、假设该行星的密度和半径,可求出该行星的轨道半径C、根据地球的公转周期与轨道半径,可求出该行星的轨道半径D、假设该行星的密度与地球的密度相等,可求出该行星表面的重力加速度16、在如图甲所示的电路中,电源的电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个用特殊材料制成的同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。
当开关S闭合稳定后17、如下图,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。
现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。
A的质量为4m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。
释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。
以下说法正确的选项是18、如下图,一带电量为+q的点电荷与均匀带电的正三角形的薄板相距为2d,+q到带电薄板的垂线通过板的几何中心,假设图中a点处的合电场强度为零,正确应用等效和对称的思维方法求出带电薄板与+q在图中b点处产生的合电场强度大小为〔静电力恒20、作用在导电液体上的安培力能起到推动液体流动的作用,这样的装置称为电磁泵,它在医学技术上有多种应用,血液含有离子,在人工心肺机里的电磁泵就可作为输送血液的动力。
2019高考物理押题练习:第一部分 力学选择题押题练力学选择题押题练(一)1.如图所示,水平面上的小车内固定一个倾角为30°的光滑斜面,平行于斜面的细绳一端固定在小车上,另一端系着一个质量为m 的小球,小球和小车均处于静止状态。
如果小车在水平面上向左加速运动且加速度大小不超过a 1时,小球仍能够和小车保持相对静止;如果小车在水平面上向右加速运动且加速度大小不超过a 2时,小球仍能够和小车保持相对静止。
则a 1和a 2的大小之比为( ) A.3∶1 B.3∶3 C .3∶1 D .1∶32.如图所示,一个质量m =1 kg 的小环套在倾角为37°的光滑固定直杆上,为使小环能够静止不动,需对它施加一个水平拉力F 。
已知重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6。
则F 的大小和方向分别是( )A .7.5 N ,水平向左B .7.5 N ,水平向右C .13.3 N ,水平向左D .13.3 N ,水平向右3.[多选]如图所示是用铁丝做的立方体骨架,从顶点A水平抛出一个小球,小球恰能击中B 点。
已知立方体的边长为l ,重力加速度为g ,不计空气阻力,则( )A .小球做平抛运动的初速度大小为glB .小球落到B 点的速度大小为3glC .小球落到B 点的速度方向与水平方向的夹角为45°D .小球在运动过程中,速度的大小时刻改变,加速度的方向时刻改变4.火星探测器绕火星近地轨道做圆周运动,其线速度和相应的轨道半径为v 0和R 0,火星的一颗卫星在圆轨道上的线速度和相应的轨道半径为v 和R ,则下列关系式正确的是( )A .lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫v v 0=12lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫R R 0 B .lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫v v 0=2lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫R R 0 C .lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫v v 0=12lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 0R D .lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫v v 0=2lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 0R5.如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。
2019年高考物理压轴题【例1】(江苏卷)16.(16分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B .磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M 、N ,MN =L ,粒子打到板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.质量为m 、电荷量为-q 的粒子速度一定,可以从左边界的不同位置水平射入磁场,在磁场中做圆周运动的半径为d ,且d <L ,粒子重力不计,电荷量保持不变。
(1)求粒子运动速度的大小v ;(2)欲使粒子从磁场右边界射出,求入射点到M 的最大距离d m ;(3)从P 点射入的粒子最终从Q 点射出磁场,PM =d ,QN =2d,求粒子从P 到Q 的运动时间t .已知条件:1基本属性 质量m 电量q2外部环境 有界磁场B3几何知识 宽度L4初始条件 速度v5隐含条件 不计重力【解析】(1)粒子的运动半径mv d qB =(1分)解得qBd v m=(1分); (2)如图4所示,粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切,由几何关系得d m =d (1+sin60°)(2分)解得m 23d d +=(2分) (3)粒子的运动周期2πm T qB =(2分) 设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t ',则(1,3,5,)4Tt n t n '=+=L L (2分)(a )当 31L nd d =+-()时,粒子斜向上射出磁场112t T '= (1分) 解得 334π2L m t d qB-=+()(2分) (b )当31+L nd d =+()时,粒子斜向下射出磁场512t T '= (1分) 解得 334π2L m t d qB-=-()(2分) 【例2】(北京卷)24.(20分)雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。
雨滴间无相互作用且雨滴质量不变,重力加速度为g 。
江苏省2019年高考物理压轴卷(含解析)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意.1.如图是某物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体()A.第1s内和第2s内的运动方向相反B.第2s内和第3s内的加速度相同C.第1s内和第3s内的位移大小不相等D.0-1s和0-3s内的平均速度大小相等2.如图所示,在水平面上,质量为10kg的物体A拴在一水平被拉伸弹簧的一端,弹簧的另一端固定在小车上,当它们都处于静止时,弹簧对物块的弹力大小为3N,若小车突然以a=0.5m/s2的加速度水平向左匀加速运动时()A.物块A相对于小车向右滑动B.物块A受到的摩擦力方向不变C.物块A受到的摩擦力变小D.物块A受到弹簧的拉力将增大3.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证()A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/604.如图所示的电路中,当滑动变阻器滑片B在图示位置时,电压表和电流表的示数分别为1.6V、0.4A,当滑动变阻器滑片B从图示位置向右滑到另一位置时,它们的示数各改变了0.1V和0.1A,则此时()A.电压表示数为1.7V,电源电动势为2VB.电流表示数为0.3A,电源的效率为65%C.电压表示数为1.5V,电源电动势为3VD.电流表示数为0.5A,电源的效率为75%5.如图所示,在竖直放置间距为d的平行板电容器中,存在电场强度为E的匀强电场。
北京市压轴试卷理科综合2019. 05本试卷满分共300分考试时间150分钟注意事项:1. 答题前,考生务必先将答题卡上的学校、年级、班级、姓名、准考证号用黑色字迹签字笔填写清楚,并认真核对条形码上的准考证号、姓名,在答题卡的“条形码粘贴区”贴好条形码。
2. 本次考试所有答题均在答题卡上完成。
选择题必须使用2B铅笔以正确填涂方式将各小题对应选项涂黑,如需改动,用橡皮擦除干净后再选涂其它选项。
非选择题必须使用标准黑色字迹签字笔书写,要求字体工整、字迹清楚。
3. 请严格按照答题卡上题号在相应答题区内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试卷、草稿纸上答题无效。
4. 请保持答题卡卡面清洁,不要装订、不要折叠、不要破损。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5第一部分(选择题共120分)13.如图所示,一束由红光和紫光组成的复色光沿PO方向垂直于AB边射入某材料三棱镜后,在界面AC 上的O′处分成两束光线沿0’M和0’N方向射出,则下列说法可能正确的是()A.O’M为紫光,O’N为红光B.O’M为红光,O’N为紫光C.O’M为紫光,O’N为红紫复色光D.O’M为红光,O’N为红紫复色光14.物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展。
下列说法符合事实的是()A.卢瑟福通过粒子散射实验,证实了原子核内存在质子和中子B.约里奥居里夫妇用粒子轰击发现了人工放射性同位素C.普朗克提出了光子说,成功地解释了光电效应现象D.密立根通过阴极射线在电场中和在磁场中的偏转实验发现了阴极射线是由带负电的粒子组成,并测出了该粒子的比荷15.一个做简谐运动的质点,先后以同样的速度通过相距10cm的A、B两点,历时0.5s(如图)过B点后再经过t=0.5s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点,则质点振动的周期是()A.0.5s B.1s C.2s D.4s16.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为x a=2m和x b=6m,图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是A.该波沿+x方向传播,波速为1m/sB.质点a经4s振动的路程为4mC.此时刻质点a的速度沿+y方向D.质点a在t=2s时速度为零17.由分子动理论可知,下列说法正确的()A.液体分子的无规则运动称为布朗运动B.物体的内能跟物体的温度和体积有关C.分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小D.分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大18.发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行,最后将卫星送入同步圆轨道轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是()A.卫星在轨道1、2上经过Q点时的加速度相等B.卫星在轨道2上经运行的周期大于在轨道3上运行的周期C.卫星在轨道3上运行的速度大于它在轨道2经过Q点时的速度。
绝密★启用前2019届高三高考物理考前预测押题《力学压轴计算题》测试题一、计算题(共16小题)1.如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B,C两点,装置静止时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37º。
已知小球的质量m=1kg,细线AC长L=1m,B点距转轴的水平距离和距C点竖直距离相等。
(重力加速度g取10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8)(1)若装置匀速转动的角速度为时,细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°,求角速度的大小;(2)若装置匀速转动的角速度为时,细线AB刚好竖直,且张力为0,求此时角速度的大小;(3)装置可以以不同的角速度匀速转动,试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方变化的关系图像【答案】(1)角速度ω1的大小为r a d/s;(2)此时角速度ω2的大小为r a d/s;(3)计算见上,在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方ω2变化的关系图象如图所示.【解析】(1)细线AB上张力恰为零时,小球靠重力和拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有:解得:(2)细线AB恰好竖直,但张力为零时,设细线AC与竖直方向的夹角为θ′.由几何关系得:,得=53°根据牛顿第二定律得:解得,rad/s(3)当时,细线AB水平,细线AC上张力的竖直分量始终等于小球的重力:T cos=mg;解得:.ω1≤ω≤ω2时细线AB松弛,细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力,则有:T sinα=mω2l sinα,T=mω2lω>ω2时,细线AB在竖直方向绷直,仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力:综上所述:时,T=12.5N不变;ω>ω1时,,T﹣ω2关系图象如图所示2.风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力.如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系.质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动,在0~2.0s内受到一个沿y轴正方向,大小F1=0.20N的风力作用;小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向,大小变为F2=0.10N(图中未画出).试求:(1)2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小;(2)风力F2作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同;【答案】(1)0.8m/s(2)【解析】(1)设在0~ 2.0s内小球运动的加速度为a1,则2.0s末小球在y方向的速度代入数据解得=0.8m/s沿x轴方向运动的位移沿y轴方向运动的位移2.0s内运动的位移代入数据解得(2)设2.0s后小球运动的加速度为a2,F2的作用时间为t2时小球的速度变为与初速度相同.则代入数据解得3.汽车以1.6m/s的速度在水平地面上匀速行驶,汽车后壁货架上放有一小球(可视作质点),架高1.8m。
由于前方事故,突然急刹车,汽车轮胎抱死,小球从架上落下。
已知该型号汽车在所在路面行驶时刹车痕s(即刹车距离)与刹车前车速v的关系如下图线所示,忽略货物与架子间的摩擦及空气阻力,g取10m/s2。
求:(1)汽车刹车过程中的加速度多大;(2)货物在车厢底板上落点距车后壁的距离.【答案】(1)a=4m/s2(2)0.64m【解析】(1)汽车以速度v刹车,匀减速到零,刹车距离为s。
由运动学公式由v—s关系图象知:当v=4m/s时,s=2m,代入数值得:a=4m/s2(2)刹车后,货物做平抛运动:货物的水平位移为:汽车做匀减速直线运动,刹车时间为,则:<0.6s则汽车的实际位移为:故:4.如图所示,一滑板爱好者总质量(包括装备)为50kg,从以O为圆心,半径为R=1.6m光滑圆弧轨道的A点()由静止开始下滑,到达轨道最低点B后(OB在同一竖直线上),滑板爱好者沿水平切线飞出,并恰好从C点以平行斜面方向的速度进入倾角为37°的斜面,若滑板与斜面的动摩擦因素为μ=0.5,斜面长S=6m,(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:(1)滑板爱好者在B,C间运动的时间;(2)滑板爱好者到达斜面底端时的速度大小。
【答案】(1)0.3s;(2)7m/s.【解析】(1)滑板爱好者在圆轨道AB间运动的过程中,机械能守恒①解得 v B=4m/s滑板爱好者在BC之间做平抛运动,在C点:竖直方向的分速度:②由v cy=gt ③,解得平抛运动的时间:t=0.3s(2)在C点,由平抛运动的规律可知:④滑板爱好者在斜面上运动的过程中,由动能定理可得:⑤解得:v D=7m/s5.在某项娱乐活动中,要求质量为m的物体轻放到水平传送带上,当物体离开水平传送带后恰好落到斜面的顶端,且此时速度沿斜面向下。
斜面长度为l=2.75m,倾角为=37°,斜面动摩擦因数=0.5。
传送带距地面高度为h=2.1m,传送带的长度为L=3m,传送带表面的动摩擦因数1=0.4,传送带一直以速度v传= 4m/s逆时针运动,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:2(1)物体落到斜面顶端时的速度;(2)物体从斜面的顶端运动到底端的时间;(3)物体轻放在水平传送带的初位置到传送带左端的距离应该满足的条件。
【答案】(1)5m/s (2)0.5s (3)【解析】(1)物体离开传送带后做平抛运动,设落到斜面顶端的速度为v0沿斜面方向,,(2)物体从斜面的顶端运动到低端的时间t1,根据牛顿第二定律:t=0.5s(3)物体轻放在水平传送带的位置到传送带左端的距离s,因为由得故6.如图所示,倾角θ=300,长L=4.5m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道底端切线水平.一质量为m=1kg的物块(可视为质点)从斜面最高点A由静止开始沿斜面下滑,经过斜面底端B后恰好能到达圆弧轨道最高点C,又从圆弧轨道滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧轨道上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点.已知物块与斜面间的动摩擦因数为,g=10m/s2,假设物块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处速率不变.求:⑴. 物块经多长时间第一次到B点;⑵. 物块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力;⑶. 物块在斜面上滑行的总路程.【答案】(1)(2)(3)【解析】⑴物块沿斜面下滑时,解得:a=2.5m/s2从A到B,物块匀加速,由可得⑵因为物体恰好到C点,所以到C点速度为0..设物块到B点的速度为v,则解得由牛顿第三定律可得,物块对轨道的压力为,方向向下.⑶从开始释放至最终停在B处,设物块在斜面上的总路程为S,则解得:7.某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,它由细圆管弯成,固定在竖直平面内。
左右两侧的斜直管道PA与PB的倾角,高度,粗糙程度完全相同,管口A,B两处均用很小的光滑小圆弧管连接(管口处切线竖直),管口到底端的高度H1=0.4m。
中间“8”字型光滑细管道的圆半径R=10cm(圆半径比细管的内径大得多),并与两斜直管道的底端平滑连接。
一质量m=0.5kg的小滑块从管口A的正上方H2处自由下落,第一次到达最低点P的速度大小为10m/s.此后小滑块经“8”字型和PB管道运动到B处竖直向上飞出,然后又再次落回,如此反复。
小滑块视为质点,忽略小滑块进入管口时因碰撞造成的能量损失,不计空气阻力,且取g=10m/s2。
求:(1) 滑块第一次由A滑到P的过程中,克服摩擦力做功;(2)滑块第一次到达“8”字型管道顶端时对管道的作用力;(3)滑块第一次离开管口B后上升的高度;(4)滑块能冲出槽口的次数。
【答案】(1)2J;(2)455N,方向向上;(3)4.2m;(4)6次.【解析】(1)滑块第一次由A滑到P的过程中,克服摩擦力做功,代入数据可得:W1=2J(2),在“8”字型管道最高点管道对滑块的弹力大小F N=455N,方向向下;滑块对管道的弹力大小F N=455N,方向向上;(3)滑块对此由A到B克服摩擦阻力做的功W2=2W1=4J;Mg(H2-h)=W2上升的高度h=4.2m(4),所以滑块能离开管口的次数为6次。
8.一长=0.80m的轻绳一端固定在点,另一端连接一质量=0.10kg的小球,悬点距离水平地面的高度H= 1.00m。
开始时小球处于点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示。
让小球从静止释放,当小球运动到点时,轻绳碰到悬点正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。
不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2。
求:(1)当小球运动到点时的速度大小;(2)绳断裂后球从点抛出并落在水平地面的C点,求C点与点之间的水平距离;(3)若OP=0.6m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力。
【答案】(1)当小球运动到B点时的速度大小为4m/s.(2)C点与B点之间的水平距离为0.80m.(3)轻绳能承受的最大拉力为9N.【解析】(1)设小球运动到B点时的速度大小v B,由机械能守恒定律得①解得小球运动到B点时的速度大小=4.0 m/s ②(2)小球从B点做平抛运动,由运动学规律得x=v B t③④解得C点与B点之间的水平距离=0.80m ⑤(3)若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值F m,由牛顿定律得⑥(d为OP的长度)⑦由以上各式解得F m=9N9.钓鱼岛是我国固有领土,决不允许别国侵占,近期,为提高警惕保卫祖国,我国海军为此进行了登陆演练.如图所示,假设一艘战舰因吨位大吃水太深,只能停锚在离海岸登陆点s=1km处.登陆队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标,若绳索两端固定好后,与竖直方向的夹角θ=30°,为保证行动最快,队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度,再靠摩擦匀减速滑至快艇,速度刚好为零,在队员甲开始下滑时,队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度v0=3m/s平抛救生圈,第一个刚落到快艇,接着抛第二个,结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇,若人的质量为m,重力加速度g=10 m/s2,问:(1)军舰甲板到快艇的竖直高度H及队员甲在绳索上运动的时间t0;(2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等,则队员甲在何处速度最大?最大速度是多大?(3)若快艇额定功率为5 kW,载人后连同装备总质量为103kg,从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度10 m/s,快艇在水中受到的阻力恒定,求快艇运动的时间t′.【答案】(1)16.2m,3.6s;(2)绳索中点处,10.39m/s;(3)1.1×102s【解析】(1)设救生圈做平抛运动的时间为t,有①(1分)②设人下滑时间为t0,由题意知:t0=2t③联立①②③得:(2)由几何关系得:绳索长.因加速过程与减速过程的加速度大小相等,所以,甲在绳索中点处速度最大,由得(3)加速过程有④加速到匀速时⑤联立④⑤解得10.在竖直平面内有一个粗糙的圆弧轨道,其半径R=0.4m,轨道的最低点距地面高度h=0.45m.一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点A由静止释放,到达最低点B时以一定的水平速度离开轨道,落地点C距轨道最低点的水平距离x=0.6m.空气阻力不计,g取10m/s2,求:(1)小滑块离开轨道时的速度大小;(2)小滑块运动到轨道最低点时,对轨道的压力大小;(3)小滑块在轨道上运动的过程中,克服摩擦力所做的功.【答案】(1)2.0m/s (2)2.0N (3)0.2J【解析】(1)小滑块离开轨道后做平抛运动,设运动时间为t,初速度为v,则解得:v=2.0m/s(2)小滑块到达轨道最低点时,受重力和轨道对它的弹力为N,根据牛顿第二定律:解得:N=2.0N根据牛顿第三定律,轨道受到的压力大小(3)在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中,根据动能定理:所以小滑块克服摩擦力做功为0.2J。