广东省2014届高三二轮物理训练专题05：变力作用下的曲线运动-力学(A) Word版含答案

(2)当 ω＝(1＋k)ω0，且 0＜k≪1 时，所需要的向心力大 于 ω＝ω0 时的向心力，故摩擦力方向沿罐壁 的切线方向向 下．建立如图乙所示坐标系． 在水平方向上：FNsin θ＋Ffcos θ＝mω2r⑤ 在竖直方向上：FNcos θ－Ffsin θ－mg＝0⑥ 由几何关系知 r＝Rsin θ⑦ 3k2＋k 联立⑤⑥⑦式，解得 Ff＝ mg⑧ 2
• (1)若ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零， 求ω0； • (2)若ω＝(1±k)ω0，且0＜k≪1，求小物块受 到的摩擦力的大小和方向． 解析： 正确分析向心力的来源是解决此类问题的关键．
(1)当 ω＝ω0 时，小物块只受重力和支持力作用，如图甲所 示，其合力提供向心力， F 合＝mgtan θ① F 向＝mω2r② 0 而 r＝Rsin θ，F 合＝F 向③ 由①②③得 ω0＝ 2g R .④
• 3．(2013·河南南阳一中期末)如图甲所示， 一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球， 在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球 运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN， 小球在最高点的速度大小为v，FN－v2图象如 图乙所示．下列说法正确的是( )
R A．当地的重力加速度大小为 b a B．小球的质量为bR C．v2＝c 时，杆对小球弹力方向向上 D．若 v2＝2b，则杆对小球弹力大小为 2a
• 2. (2013·河北邢台质检·17)如图所示，在斜 面顶端的A点以速度v平抛一小球，经t1时间 落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速 度0.5v水平抛出，经t2时间落到斜面上的C 点处，以下判断正确的是( )
A．AB∶AC＝2∶1 C．t1∶t2＝4∶1
解析：
B．AB∶AC＝4∶1 D．t1∶t2＝ 2∶1
• 解析： 跳伞运动员下落过程中受到的空气 阻力并非为恒力，而是与速度有关，且速度 越大受到的阻力越大，知道速度与所受阻力 的规律是解决本题的关键．竖直方向运动员 受重力和空气阻力，速度逐渐增大，阻力逐 渐增大，合力逐渐减小，加速度逐渐减小； 水平方向只受阻力，速度逐渐减小，阻力逐 渐减小，加速度逐渐减小．在v－t图象中图 线的斜率表示加速度，故A、C、D错误，B 正确． • 答案： B

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：本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求．选对的得4分，错选或不答的得0分．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：本大题共9个小题，每小题6分，共54分．每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对者的得6分，只选1个且正确的得3分；有错选或不答的得0分．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U 1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图9图1120．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L B ．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 的角度为θ，下列说法正确的是 A ．轨道半径越大，周期越长 B ．轨道半径越大，速度越长C ．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D ．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度34．(1)(8分)某同学设计的可调电源电路如图22(a )所示，R 0为保护电阻，P 为滑动变阻器的滑片，闭合电键S ． ①用电压表测量A 、B 两端的电压；将电压表调零，选择0-3V 档，示数如图22(b)，电压值为 V ． ②在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P 应先置于 端． ③要使输出电压U 变大，滑片P 应向 端．④若电源电路中不接入R 0，则在使用过程中，存在 的风险(填“断路”或“短路”)．(2)(10分)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 )，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，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，有数据算得劲度系数k = N/m ，（g 取9.8m/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，是滑块自由滑动时，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 ）．有图可知，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．图12图13123V5 10 15(b )图2235．(18分)图24 的水平轨道中，AC 段的中点B 的正上方有一探测器，C 处有一竖直挡板，物体P 1沿轨道向右以速度v 1与静止在A 点的物体P 2碰撞，并接合成复合体P ，以此碰撞时刻为计时零点，探测器只在t 1=2s 至t 2=4s 内工作，已知P 1、P 2的质量都为m =1kg ，P 与AC 间的动摩擦因数为μ=0.1，AB 段长L =4m ，g 取10m/s 2，P 1、P 2和P 均视为质点，P 与挡板的碰撞为弹性碰撞．(1)若v 1=6m/s ，求P 1、P 2碰后瞬间的速度大小v 和碰撞损失的动能ΔE ；(2)若P 与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B 点，求v 1的取值范围和P 向左经过A 点时的最大动能E ．36.(18分)如图25 所示，足够大的平行挡板A 1、A 2竖直放置，间距6L ．两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN 为理想分界面，Ⅰ区的磁感应强度为B 0，方向垂直纸面向外．A 1、A 2上各有位置正对的小孔S 1、S 2，两孔与分界面MN 的距离均为L ．质量为m 、电量为+q 的粒子经宽度为d 的匀强电场有静止加速后，沿水平方向从S 1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN 上的P 点，再进入Ⅱ区，P 点与A 1板的距离是L 的k 倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑．(1)若k =1，求匀强电场的电场强度E ；(2)若2<k <3，且粒子沿水平方向从S 2射出，求出粒子在磁场中的速度大小v 与k 的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B 与k 的关系式．图24m+q图252014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 选择题非选择题 34、（18分）（1）①1.30 ②A 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)P 1、P 2碰撞过程，动量守恒：mv 1=2mv ① 解得：v=v 12=3m/s ② 碰撞损失的动能：ΔE ＝12mv 21－12(2m )v 2 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 ＝2ma ⑤3L=vt-12at 2⑥v 2＝v-at ⑦由①⑤⑥⑦解得：v 1=t 2+24t v 2=24-t 22t⑧由于2s ≤t ≤4s 所以解得v 1的取值范围：10m/s ≤v 1≤14m/s ⑨ v 2的取值范围：1m/s ≤v 2≤7m/s所以当v 2=7m/s 时，P 向左经过A 点时有最大动能：E=12(2m )v 22=49J ⑩36、（18分）解：（1）粒子在电场中，由动能定理有：qEd=12mv 2 -0 ①粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力：qvB 0＝m v 2r②当k =1时，由几何关系得：r=L ③由①②③解得：E =qB 02L 22md④（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=r 2 ⑤解得：r =(k 2+1)2L ⑥由②⑥解得：v =(k 2+1)qB 0L2m⑦粒子在Ⅱ区洛伦兹力提供向心力：qvB ＝m v 2r 1⑧由对称性及几何关系可知：k (3-k )=rr 1⑨解得：r 1=(3-k ) (k 2+1)2k L ⑩ 由⑧⑩解得：B ＝k(3-k ) B 0。

vBv一．单项选择题(每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目的要求；每题4分) 1．(2010汕头高三期末)如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。

由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。

在物块的运动过程中，下列表述正确的是A ．两个物块的电势能逐渐减少B ．物块受到的库仑力不做功C ．两个物块的机械能守恒D ．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力2．(2012潮州二模)如图所示，电场中一正离子只受电场力作用从A 点运动到B 点。

离子在A 点的速度大小为v 0，速度方向与电场方向相同。

能定性反映该离子从A 点到B 点运动情况的速度—时间(v-t)图象是3．(2013汕头一模)如图，在正点电荷Q 形成的电场中，在某点M 放入一电荷量为q 的正点电荷P ，P 受到的库仑力为F ，下列表述正确的是 A ．P 、Q 之间相互吸引B ．若将P 移走，则M 点的电场强度为零C ．若将P 移近Q ，则P 所受库仑力减小D ．若将P 的电荷量增大为2q ，则P 所受库仑力增大为2F4．(2013梅州二模)如图所示，足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内，匀强磁场垂直导轨所在的平面里。

金属棒AC 与导轨垂直且接触良好。

现将导轨接上电阻R ，导轨和金属棒的电阻忽略不计，则金属棒AC 由静止释放后 A ．电流方向沿棒由C 指向AB ．金属棒所受安培力的最大值与其重力大小相等C ．在金属棒加速下落的过程中，金属棒减少的重力势能 全部转化为在电阻上产生的热量D ．金属棒达到稳定速度后的下落过程中，金属棒的机械能守恒二．双项选择题(每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目的要求；每题6分，全选对得6分，只选1个且正确得3分，错选、不选得0分)5．(2008清远一模)A 、B 是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图所示．则+q 1+q 2cd baBefA ．电场力B A F F < B ．电场强度B A E E =C ．电势B A Φ<ΦD ．电势能B A εε<6．(2011湛江一模)一电场分布如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC ，一电子在此电场中仅受电场力作用，则下列说法中正确的有A ．电子可能在该电场中做匀加速直线运动B ．电子可能在该电场中做加速度逐渐增大的直线运动C ．电子从C 运动到B 和从B 运动到A 的过程中，电场力做功相等D ．电子从A 运动到C 的过程中，电势能增加7．(2009全国高考卷)如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q ，在M 点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q 的电场中沿斜面运动到N 点静止，则从M 到N 的过程中． A ．小物块所受的电场力减小 B ．小物块的电势能可能增加C ．小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功D ．M 点的电势一定高于N 点的电势8．(2013潮州二模)如图，上表面粗糙U 金属导轨abcd 固定在绝缘水平面上，导体棒ef 放在导轨右端，导体棒与金属导轨接触良好，整个装置处一竖直向上的磁场，磁场的变化如图所示，导体棒ef 总处于静止状态，则 A ．t=0时回路电流I=0 B ．接近1s 时ef 受安培力最大C ．0—5s 过程导体棒ef 一直有向右滑动的趋势D ．0-1s 回路感应电流与3-5s 感应电流方向相反9．(2010惠州三模)如图所示，质量分别为m 1和m 2的两个小球A 、B ，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上.当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A 、B 将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)，以下说法正确的是 A ．因电场力分别对球A 和球B 做正功，故系统机械能不断增加 B ．因两个小球所受电场力等大反向，故系统动量守恒 C ．当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大AB-+-BAD ．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小 三．非选择题(除实验专题外为三个计算题)10．(2013年深圳二模)如图甲所示，电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m ，上端连接R =0.5Ω的电阻，下端连着电阻不计的金属卡环，导轨与水平面的夹角θ=300，导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场，其上、下边界之间的距离s=1Om ，磁感应强度B-t 图如图乙所示.长为L 且质量为m=0.5kg 的金属棒ab 的电阻不计，垂直导轨放置于距离磁场上边界d=2.5m 处，在t=O 时刻由静止释放，棒与导轨始终接触良好，滑至导轨底端被环卡住不动.g 取10m/s 2，求：(1)棒运动到磁场上边界的时间； (2)棒进人磁场时受到的安培力； (3)在0-5s 时间内电路中产生的焦耳热.11．(2013年佛山一模)如图所示如图所示，质量为m 的U 型金属框N MN M ''，静放在倾角为θ的粗糙绝缘斜面上，与斜面间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力；MM′、NN′边相互平行，相距L ，电阻不计且足够长；底边MN 垂直于MM′，电阻为r ；光滑导体棒ab 电阻为R ，横放在框架上；整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中。

曲线运动 "

一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，请将正 确选项前的字母填在题后的括号内) 1．下面说法中正确的是( ) A．物体在恒力作用下可能做曲线运动 B．物体在变力作用下不可能做曲线运动 C．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度的方向不在同一直线上 D．物体在变力作用下有可能做曲线运动 解析：物体在恒力作用下运动时，只要恒力的方向与物体速度的方向不在同一直线上，物体就做曲线运动，所以选项A是正确的；物体受变力作用时，只要变力的方向与物体速度的方向不在同一直线上，物体就做曲线运动，所以选项B是错误的，而选项D是正确的；做曲线运动的物体，受到的合力方向与速度的方向不在同一直线上，所以它的加速度方向和速度方向也不在同一直线上，所以选项C是正确的． 答案：ACD 2．降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞( ) A．下落的时间越短 B．下落的时间越长 C．落地时速度越小 D．落地时速度越大 解析：风沿水平方向吹，不影响竖直速度，故下落时间不变，A、B两项均错．风速越大时合速度越大，故C项错误、D项正确． 答案：D 3．(2013·汕头模拟)如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的( ) A．直线P B．曲线Q C．曲线R D．无法确定 解析：红蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动．实际运动的轨迹为两个分运动的合运动，由于它在任一点的合速度方向都是斜向右上方的，而合加速度是水平向右的，它与速度不在一条直线上，故为曲线，A错．又因物体做曲线运动时加速度总指向轨迹的凹侧，故B正确，C、D错误． 答案：B 4．(原创题)质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，现保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°(大小不变)，物体可能做( ) A．加速度大小为F3m的匀变速直线运动 B．加速度大小为2F3m的匀变速直线运动 C．加速度大小为2F3m的匀变速曲线运动 D．匀速直线运动 解析：物体原来在三个力的作用下做匀速直线运动，则F3与F1、F2的合力大小相等、方向相反，当F3方向改变90°时，合力大小为2F3，根据牛顿第二定律，其加速度为a