2020高考物理刷题增分：计算题仿真2017Ⅰ卷高考模拟演练含解析 3页

计算题仿真2017·Ⅰ卷高考模拟演练 ‎24．(2019·广西桂林调研)一轻弹簧的下端固定在水平地面上，上端与质量为m的木板相连且处于静止状态，此时弹簧的压缩量为h0。如图所示，一个质量也为m的小物块从木板正上方距离为3h0的A处自由落下，与木板碰后和木板一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，并恰能回到O点。重力加速度为g。求：‎ ‎(1)小物块与木板碰撞后的速度大小；‎ ‎(2)碰前弹簧的弹性势能。‎ 解析　(1)小物块自由下落过程中 ‎3mgh0＝mv 小物块与木板碰撞时的速度大小v0＝ 设v1为小物块与木板碰撞后一起开始向下运动的速度大小，因碰撞时间极短，由动量守恒有mv0＝2mv1‎ 解得v1＝。‎ ‎(2)设碰前弹簧的弹性势能为Ep，当小物块与木板一起回到O点时，弹簧的弹性势能为零，且此时小物块与木板速度恰好都为零，以木板初始位置为重力势能零点，由机械能守恒有：‎ Ep＋×(‎2m)v＝2mgh0‎ 解得Ep＝。‎ 答案　(1)　(2) ‎25．(2017·全国高考Ⅰ卷改编题)真空中一带电油滴在竖直向上的力F1的作用下竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将力的大小突然增大到某值F2，但保持其方向不变。持续一段时间t1后，又突然将力反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点。重力加速度大小为g。‎ ‎(1)油滴运动到B点时的速度；‎ 3‎ ‎(2)求增大后的力F2的大小；为保证后来的力比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在该外力时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。‎ 解析　(1)设油滴质量为m，竖直向上为正方向。‎ 在电场强度突然从E1增加到E2时，油滴向上做匀加速运动，有 F2－mg＝ma1‎ 末速度v1＝v0＋a1t1‎ 力突然反向后，油滴做匀变速直线运动，有 F2＋mg＝ma2‎ 末速度v2＝v1－a2t1‎ 解得v2＝v0－2gt1。‎ ‎(2)在t＝0时刻前有F1＝mg，油滴在0至t1的位移 s1＝v1t1＋a1t 在t1至t2的位移s2＝v1t1－a2t，设A、B的间距为h，不存在外力时，有v＝2g·2h。‎ 此时需要分类讨论，分为两种情形：‎ 情形1　若B点在A点的上方，有 s1＋s2＝h 解得F2＝F1‎ 应满足F2>F1，即 ‎2－2＋2>1‎ 亦即0 情形2　若B在A点的下方，有 x2＋x1＝－h 解得F2＝F1‎ 应满足F2>F1，即 ‎2－2－2>1‎ 亦即t1>(负值舍去)。‎ 3‎ 答案　(1)v0－2gt1　(2)见解析 3‎