高考物理最后冲刺必读题解析30讲(九).doc

高考物理最后冲刺必读题解析30讲（九）1. 宿州二模BA22.(14分) 如图所示，两个质量各为mA和mB的小球A和B，分别系在一条跨过定滑轮的柔软轻绳的两端，不计滑轮轴的摩擦、滑轮的质量和空气阻力，已知mAmB，开始时，A、B两球以等大的初速度V0分别竖直向下和竖直向上运动，当A物体下降距离为h时，A、B速度大小都为Vt,试利用牛顿运动定律及匀变速直线运动规律，证明在此运动过程中，A、B组成的系统机械能守恒。 22.(14分)解:设A、B两球组成整体加速度大小a, 对A、B两球组成的系统，在沿着绳子方向上，由牛顿第二定律得： （1分） （mAmB）g=（mA+mB）a （3分） 对于A球，由匀变速直线运动位移公式有： （1分） h=(Vt2-V02)/2a （2分）在此过程中，A、B组成的系统的总的重力势能减少量为Ep= （mAmB）gh （2分） A、B组成的系统的总动能增加量为Ek= （mA+mB）(Vt2-V02)/2 （2分） 由解得：Ep + Ep = 0 （2分）即A、B组成的系统的总机械能守恒 （1分） 23（18）如图9所示，一个质量为m =2.010-11kg，电荷量q = +4.010-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm，两板间距 cm。求：（1）微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？（2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为=30，并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？V0BDU2U1图9（3）若该匀强磁场的宽度为 cm，为使微粒不会由磁场下边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？23.（18分） 解：带电粒子经过三个物理过程，加速场中匀加速直线运动，偏转场中类平抛运动，匀强磁场中匀速圆周运动。在确定圆周运动时要注意临界轨迹和临界半径以及圆心位置的确定。（1）由动能定理得 qU1=mvo2/2 （2分）得v0=2.0104m/s （1分） （2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，L=v0t，（1分）a=qU2/(md),（1分） Vy=at， （1分）飞出电场时，速度偏转角的正切为 （3分）解得 U2=100V （1分）（3）进入磁场时微粒的速度是V=VO/cos （2分）轨迹如图，由几何关系得，轨道半径r=2D/3 （2分）由洛伦兹力充当向心力：Bqv=mv2/r得r=mv/(Bq) （2分）解得B0.05T （2分） 所以，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少为0.05T。24. （20分）如图10中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料ER流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止,ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量为M=2m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块瞬间碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为 （g为重力加速度）时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求（忽略空气阻力）:(1) 下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；M2LLm图10(2) 在滑块下移停止之前的过程中，ER流体对滑块阻力的大小f与下滑距离d所满足的函数关系式。 24（20分）解：（1）设M与m碰撞前的速度大小为V1,由机械能守恒得： MgL=MV12/2 2分 设碰撞后粘在一起的初速度大小为V2,由动量守恒定律得： M V1=(M+m) V2 2分在碰撞中损失的机械能为E= MV12/2(M+m)V22/2 3分又M=2m 由、 解得：E=2mgL/3 2分（2）相碰前弹簧的压缩量为x1 =mg/k 2分共同下移到静止h=3mg/k , 设加速度的大小为a，由匀变速直线运动公式有V22=2ah 2分 设滑块下滑距离d时受到ER流体的阻力大小为f,此时弹簧的压缩量为x2则x2= x1+d 2分由牛顿第二定律得：f+kx2 (M+m)g=(M+m)a 3分由、得f= 2mg-kd+4kL/9 2分2. 通州二模22（16分）如图所示，让质量m=5kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆。摆至最低点B点时恰好绳被拉断，设摆线长L=1.6m，悬点O与地面的距离OC=4m，若空气阻力不计，绳被拉断瞬间小球的机械能无损失。（g取10m/s2）求：（1）绳子所能承受的最大拉力T是多大？ （2）摆球落地时的动能是多少？ 22. (16分)解：（1）经受力分析和圆周运动： （4分）由动能定理得： （4分）联立解得： T=100 N （2分）（2）选择地面为零势能面，由机械能守恒定律得： （4分）解得： Ek=160J （2分）B1B1B1B1B2B2B2PMQNabdcv23（18分）据报道北京市通州区预在北关环岛的五河交汇处建一北京的地标性高楼，至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这样这些钢索会由于承受不了自身的重量，还没有挂电梯就会被扯断。为此，科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1= B2=B，两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯轿厢固定在如图所示的一个金属框abcd内（电梯轿厢在图中未画出），并且与之绝缘。电梯轿厢的总质量为M、满载时人的总质量为m，所受阻力为f，金属框垂直轨道的边长Lbc =L，两磁场的宽度均与金属框的边长Lab相同，金属框整个回路的电阻为R，假如设计要求电梯以v1的速度向上匀速运动，那么：（1）把电梯轿厢和满载时所乘载的人看成整体，列出其平衡方程。（2）磁场向上匀速运动的速度是多大？ （3）电梯向上匀速运动的能量是由磁场提供的，满载时系统的效率为多少？要想提高此系统的效率，请写出合理的方案。23.（18分）解：（1）安培力大小与重力和阻力之和相等，所以 （4分）（2）当电梯向上匀速运动时，金属框中感应电流大小为： （4分） 金属框所受安培力 （2分）又因为 求得： （2分）（3）当电梯向上匀速运动时，金属框中感应电流： 金属框中的焦耳热功率为：P1 = I2R （1分）电梯轿厢的功率为：P2 = Mgv1 （1分）电梯所承载人的功率为：P3 = mgv1 （1分）阻力的功率为：P4 = f v1 （1分）从而系统的效率= （1分） 要想提高此系统的的效率，可以减小阻力f （1分）ABMmv0hC24（20分）如图所示，水平传送带AB长L=5m，质量为M=1kg的小木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），小木块与传送带间的动摩擦因数=0.5。当小木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=0.02kg的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对小木块射入并穿出，穿出速度u=50m/s，以后每隔1 s就有一颗子弹射向小木块。设子弹射穿小木块的时间极短，且每次穿过小木块时所受阻力相同（g取10m/s2）。求：（1）在第一颗子弹穿出小木块时， 小木块的速度是多大？ （2）在被第二颗子弹击中前的瞬间，小木块向右运动的距离是多大？（3）若水平传送带AB距地面的高度h=5m，小木块最终从水平传送带B点落到地面的C点，求B点到C点的水平距离是多大？ 24.（20分）解：（1）第一颗子弹射入小木块过程中动量守恒 （4分）解得：m/s，方向向右 （2分）（2）小木块向右作减速运动加速度=5m/s2 （2分）小木块速度减小为零所用时间 （1分） t1=0.6s5 m，木块将从B端落下。（1分）当x余=5-4.5=0.5m （1分） m/s m/s，方向向右 （1分） 从传送带上飞出后， （1分） xBC=vBt=2m （1分）3. 衡水中学一模OhABs23（16分）如图所示，一位质量m =60kg参加“挑战极限”的业余选手，要越过一宽度为s=3.0m的水沟，跃上高为h=2.2m的平台，采用的方法是：人手握一根长L=4.0m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变、同时脚蹬地，人被弹起，到达最高点时杆处于竖直，人的重心在杆的顶端，此刻人放开杆水平飞出，最终趴落到平台上，运动过程中空气阻力可忽略不计（取g=10m/s2）（1）设人到达B点时速度vB=8m/s，人匀加速运动的加速度a=2m/s2，求助跑距离sAB （2）人要到达平台，在最高点飞出时刻速度v至少多大？ （3）设人跑动过程中重心离地高度H=0.8m，在（1）、（2）问的条件下，在B点蹬地弹起瞬间，人至少再做多少功？（4）在前三问条件下，人在刚达到最高点，放手前的瞬间，手和杆之间的摩擦力是多少？23 解得 W=750J （2分） （4） 对人进行受力分析，根据牛顿第二定律 mg-Ff= （2分） 解得 Ff =225N （2分）24. (18分)如图所示，质量分别为mA=0.4kg和mB=0.6kg的可视为质点的A、B两物体，放在质量为mC=1kg的足够长的小车C上。A、B相距L=12.5cm，它们随车以v0=1.0m/s的速度在光滑的水平面上向右匀速运动。若在小车上加一水平向右的推力F=3.8N，A、B便在小车上滑动.已知A、B与小车间的动摩擦因数分别为A=0.2，B=0.1，（g取10m/s2.）（1）试求经过多长时间A、B两物体在车上相碰？（2）碰前瞬间三物体的速度VA、VB、VC分别是多少？（3）若在A、B相碰前的瞬间撤去推力F，碰后和C的速度分别变成了 VA/=0.95m/s、 VB/=2.2m/s和 VC/=2.2m/s.此时A、B距小车左端15厘米远，问A物体能否从小车C上滑下？24. 0.5s 2.0 1.5 2.2 （3） 能xyEOB25(20分)如图所示，真空中有以（，0）为圆心、半径为的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在的上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为,从点向偏右的不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内。设质子在磁场中的轨道半径也为，已知质子的电量为，质量为，不计重力及阻力的作用。求（1）质子射入磁场时的速度大小；（2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间；（3）速度方向与x轴正方向成角（如图所示）射入磁场的质子，到达y轴的位置坐标，并画出质子运动轨迹的示意图。（4）质子通过y轴的位置坐标的范围。25、（20分）解答：（1）（3分）质子射入磁场后做匀速圆周运动，有evB=mv2/r 可得v=eBr/m （2）（6分）质子沿x轴正向射入磁场后经1/4圆弧后以速度v垂直于电场方向进入电场，在磁场中运动的时间 t1=T/4=m/2eB 进入电场后做抛物线运动，沿电场方向运动r后到达y轴，因此有 t2= 所求时间为t= t1+ t2= （3）（7分）质子在磁场中转过120角后从P点垂直电场线进入电场，在电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示。P点距y轴的距离 x1=r+rsin30=1.5r可得质子从进入电场至到达y轴所需时间为 t2=， 质子在电场中沿y轴方向做匀速直线运动，因此有 质子到达y轴的位置坐标为 即（0，r+） (4) （4分） 质子最远的是从磁场右边界向上直行，垂直进入电场，Y=r+rB范围是（0，r+rB）