河南省新乡市2017届高三上学期模拟考试能力提升训练物理试题 14页

www.ks5u.com 一、有关摩擦力作用下的平衡问题 ‎1.如图所示,两个等大、反向的水平力、分别作用在物体和上,、两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行,则、两物体的受力个数分别为 A.3个、4个 B.4个、4个 C.4个、5个 D.4个、6个 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 考点：受力分析 ‎【名师点睛】此题是受力分析的问题；解本题的关键是分析与地面间是否存在摩擦力；灵活选取研究对象，利用整体及隔离法来分析。‎ ‎2. 如图所示,倾角为θ的斜面体置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连,连接的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则 A.B受到C的摩擦力一定不为零 B.C受到水平面的摩擦力一定为零 C.水平面对C的支持力与A、B的总重力大小相等 D.若将细绳剪断,B物体依然静止在斜面上,水平面对C的摩擦力为零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：物体的平衡 ‎【名师点睛】该题考察到了摩擦力的判断，常用的方法有：假设法：利用假设法判断摩擦力的有无及方向．‎ 反推法：从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的有无及方向了．利用牛顿第三定律来判断：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。‎ ‎3. 一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施水平拉力F．（取g=10m/s2）求：‎ ‎（1）若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，求弹簧的劲度系数；‎ ‎（2）若将弹簧拉长至11cm时，求此时物体所受到的摩擦力的大小； （3）若将弹簧拉长至13cm时，求此时物体所受到的摩擦力的大小(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)‎ ‎【答案】（1）200N/m（2）2N（3）4N ‎【解析】‎ 试题分析：（1）物体匀速前进时   k（x-x0）=μmg ∴‎ ‎（2）F1=k（ x1-x0）=2N ∵F1＜fmax=F滑=μmg=4N ∴f为静摩擦力，大小为2N （3）F2=k（ x2-x0）=6N ∵F2＞fmax=F滑=μmg=4N ∴f为滑动摩擦力，大小为4N 考点：摩擦力 ‎【名师点睛】计算摩擦力，首先要分析物体的状态，确定是什么摩擦力．当水平拉力小于等于最大静摩擦力时，物体拉不动，受到的是静摩擦力；当水平拉力大于最大静摩擦力时，物体被拉动，受到的是滑动摩擦力。‎ 二、万有引力与航天类问题 ‎4. 美国国家科学基金会2010年9月宣布,天文学家发现一颗迄今为止与地球最类似的行星,该行星绕太阳系外的红矮星Gliese581做匀速圆周运动.这颗行星距离地球约20光年,公转周期约为37天,它的半径大约是地球的1.9倍,表面重力加速度与地球相近.下列说法正确的是 A.该行星的公转角速度比地球大 B.该行星的质量约为地球质量的3.61倍 C.该行星第一宇宙速度为7.9km/s D.要在地球上发射航天器到达该星球,发射速度只需达到地球的第二宇宙速度即可 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 星在太阳系外，所以航天飞机的发射速度至少要达到第三宇宙速度，故D错误．故选AB.‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．两者进行比较要找到它们的共同点去进行比较。‎ ‎5. 2011年7月,天文学家通过广域红外勘测器(WISE)发现地球首个特洛伊小行星。这颗小行星位于太阳一地球4号拉格朗日点。这颗小行星叫做2010 TK7,直径接近300米,当前距离地球8000万公里。它的公转轨道与地球相同,并始终在地球前方(打转),它陪伴着地球至少度过了几千年的时光。下面关于这颗小行星与地球的说法正确的是 A.绕太阳运动的向心加速度大小相等 B.受到太阳的万有引力大小相等 C.绕太阳运动的周期相等 D.在小行星运动一个周期过程中万有引力做正功 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要的理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系。‎ ‎6. 气象卫星可以测量气象数据,分为两类。我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星,“风云Ⅰ号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极,称为“极地圆轨道”,每12巡视地球一周。“风云Ⅱ号”气象卫星轨道平面在赤道平面内,称为“地球同步轨道”,每24巡视地球一周,则“风云Ⅰ号”卫星比“风云Ⅱ号”卫星 A.线速度大 B.发射速度小 C.万有引力小 D.向心加速度大 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】‎ 本题要了解地球同步轨道卫星的周期T=24h，然后根据万有引力提供向心力的表达式进行速度、轨道以及向心加速度的讨论，知向更高轨道发射卫星需要克服重力做更多的功，因此需要列大的发射速度。‎ 三、传送带类问题 ‎7. 如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是 A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：当物体到达传送带上时，如果物体的速度恰好和传送带的速度相等，那么物体和传送带将一起在水平面上运动，它们之间没有摩擦力的作用，所以传送带对物体始终不做功，所以A可能．若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功．直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，不会出现再做正功的情况，所以B错误．若物体速度小，则受向前的摩擦力，做正功．到速度一致时，摩擦力又变为零，不做功，所以C正确．若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功．直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，所以D正确．故选ACD.‎ 考点：功 ‎【名师点睛】物体的速度和传送带的速度之间可能有多种情况，在分析问题时一定要考虑全面，否则就容易漏掉答案.‎ ‎8. 在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔T的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为,工件质量均为m,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,下列判断正确的有 x x ‎ A.传送带的速度为 B.传送带的速度为 C.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为 ‎ D.在一段较长的时间内,传送带因为传送工件而将多消耗的能量为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎ D正确．故选AD.‎ 考点：牛顿第二定律；能量守恒定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道工件在传送带上的运动规律，知道各个工件在传送带上的运动规律相同，结合牛顿第二定律、运动学公式、能量守恒综合求解。‎ ‎9. 一传送带装置示意图如图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，末画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率P。‎ B L L A C D ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 考点：能量守恒定律 ‎【名师点睛】无论多难的题目实际上都是由一些简单的题目综合而成，故在遇到难题时不要紧张，更不能放弃，而是要心平气和的分析题设和求解之间的关系，从而最终解决问题。‎ 四、带电粒子在电场中的加速 ‎10. 如图所示,A、B是一对中间有小孔的金属板,两小孔的连线与金属板面相垂直,两极板间的距离为L,两极板间加上低频交流电压, A板电势为零, B板电势为,现有一电子在t=0时刻从A板上的小孔进入电场,设初速度和重力的影响均可忽略不计,则电子在两极板间可能 ‎ A.以AB间的某一点为平衡位置来回振动 B.时而向B板运动,时而向A板运动,但最后穿出B板 C.一直向B板运动,最后穿出B板,如果ω小于某个值ω0,L小于某个值L0 D.一直向B板运动,最后穿出B板,而不论ω、L为何值 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 正确，D错误． 故选AC。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】因极板间加交变电场，故粒子的受力是周期性变化的，本题应通过受力情况先确定粒子的运动情况．根据位移情况判断电子能否穿出B板。‎ ‎11. 如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是 t φ U0‎ ‎-U0‎ o ‎2T T/2‎ T ‎3T/2‎ A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上 D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】解答此题，还可以画出电子的V-t图象，根据图象可形象直观分析电子的运动；巧妙利用a和t的对称性作V-t图象。‎ ‎12. 如图甲所示,A、B两块金属板水平放置,相距为d=0.6cm,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地时,A板电势φA随时间变化的情况如图乙所示.现有一带负电的微粒在t=0时刻从B板中央小孔射入电场,若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍,且射入电场时初速度可忽略不计.求:‎ ‎（1）在0～和～T和这两段时间内微粒的加速度大小和方向; （2）要使该微粒不与A板相碰,所加电压的周期最长为多少(g=10m/s2).‎ ‎【答案（1）a1=g，方向向上．a2=3g，方向向下．（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设电场力大小为F，则F=2mg，对于t=0时刻射入的微粒，在前半个周期内，有  F-mg=ma1 又由题意，F=2mg 解得，a1=g，方向向上． 后半个周期的加速度a2满足F+mg=ma2‎ ‎ 得 a2=3g，方向向下． ‎ ‎ 所加电压的周期最长为 考点：带电粒子在电场中运动 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中运动的问题，是电场知识和力学知识的综合应用，分析方法与力学分析方法基本相同，关键在于分析粒子的受力情况和运动情况.‎ 五、动量与能量结合 ‎13. 质量为M的小车置于水平面上。小车的上表面由1/4圆弧和平面组成，车的右端固定有一不计质量的弹簧，圆弧AB部分光滑，半径为R，平面BC部分粗糙，长为，C点右方的平面光滑。滑块质量为m ，从圆弧最高处A无初速下滑（如图），与弹簧相接触并压缩弹簧，最后又返回到B相对于车静止。求：‎ R M A B C m ‎（1）BC部分的动摩擦因数；‎ ‎（2）弹簧具有的最大弹性势能；‎ ‎（3）当滑块与弹簧刚分离时滑块和小车的速度大小．‎ ‎【答案】（1）（2）（3） ‎ ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎ 又因为系统动量守恒，有：mv1-Mv2=0 解得： ‎ 考点：动量守恒定律；能量守恒定律 ‎【名师点睛】解决该题关键要分析物体的运动过程，结合动量守恒定律和能量守恒定律进行求解。‎ ‎14. 如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5。一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止。现剪断细线，求：‎ 甲 乙 P ‎⑴滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；‎ ‎⑵滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，P在乙车上滑行的距离为多大？‎ ‎【答案】（1）4m/s（2）m ‎【解析】‎ 考点：动量守恒定律及能量守恒定律 ‎【名师点睛】本题考查了求速度与小车长度问题，分析清楚物体运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题。‎ ‎15．如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后连接在一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停下，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点，求：‎ h R ‎（1）前车被弹出时的速度；‎ ‎（2）前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能；‎ ‎（3）两车从静止下滑到最低点的高度h。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设前车在最高点速度为v2，依题意有 ‎（1） ‎ ‎ ‎ 考点：动量守恒定律及能量守恒定律 ‎【名师点睛】本题综合性较强，解决综合问题的重点在于分析物体的运动过程，分过程灵活应用相应的物理规律；优先考虑动能定理、机械能守恒等注重整体过程的物理规律.‎ ‎ ‎