高考物理试题分项版解析专题19计算题力与运动基础题.doc

1 / 14【2019【2019 最新最新】精选高考物理试题分项版解析专题精选高考物理试题分项版解析专题 1919 计算题力计算题力与运动基础题与运动基础题1【2017·江苏卷】（16 分）如图所示，两个半圆柱 A、B 紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱 C，三者半径均为 RC 的质量为m，A、B 的质量都为，与地面的动摩擦因数均为 现用水平向右的力拉 A，使 A 缓慢移动，直至 C 恰好降到地面整个过程中 B 保持静止设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g求：2m（1）未拉 A 时，C 受到 B 作用力的大小 F；（2）动摩擦因数的最小值 min；（3）A 移动的整个过程中，拉力做的功 W【答案】（1）（2）（3）33Fmgmin32(21)( 3 1)WmgR（3）C 下降的高度 A 的位移( 3 1)hR2( 3 1)xR摩擦力做功的大小2( 3 1)fWfxmgR根据动能定理00fWWmgh解得(21)( 3 1)WmgR【考点定位】物体的平衡动能定理【名师点睛】本题的重点的 C 恰好降落到地面时，B 物体受力的临界状态的分析，此为解决第二问的关键，也是本题分析的难点2 【2016·海南卷】水平地面上有质量分别为 m 和 4m 的物 A 和 B，两者与地面的动摩擦因数均为 。细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与 A 相连，动滑轮与 B 相连，如图所示。初始时，绳出于水平拉2 / 14直状态。若物块 A 在水平向右的恒力 F 作用下向右移动了距离 s，重力加速度大小为 g。求：（1）物块 B 克服摩擦力所做的功；（2）物块 A、B 的加速度大小。【答案】 （1）2mgs（2）3 2Fmg m3 4Fmg m由 A 和 B 的位移关系得 aA=2aB联立式得3=2AFmgam 3=4BFmgam 【考点定位】牛顿第二定律、功、匀变速直线运动【名师点睛】采用整体法和隔离法对物体进行受力分析，抓住两物体之间的内在联系，绳中张力大小相等、加速度大小相等，根据牛顿第二定律列式求解即可。解决本题的关键还是抓住联系力和运动的桥梁加速度。3 【2015·安徽·22】一质量为 0.5 kg 的小物块放在水平地面上的 A点，距离 A 点 5 m 的位置 B 处是一面墙，如图所示。长物块以 vo=9 m/s 的初速度从 A 点沿 AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为 7 m/s，碰后以 6 m/s 的速度把向运动直至静止。g 取 10 m/s2。（1）求物块与地面间的动摩擦因数；（2）若碰撞时间为 0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小 F；（3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W。【答案】 （1） （2） （3）0.32130FN9WJ3 / 14考点：本题考查动能定理、动量定理、做功等知识【名师点睛】动能定理是整个高中物理最重要的规律，计算题肯定会考，一三问都用动能定理；碰撞过程，动量守恒必然用到，学生很容易想到.4【2017·天津卷】（16 分）如图所示，物块 A 和 B 通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg。初始时 A 静止于水平地面上，B 悬于空中。先将 B竖直向上再举高 h=1.8 m（未触及滑轮）然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B 以大小相等的速度一起运动，之后 B 恰好可以和地面接触。取 g=10 m/s2。空气阻力不计。求：（1）B 从释放到细绳刚绷直时的运动时间 t；（2）A 的最大速度 v 的大小；（3）初始时 B 离地面的高度 H。【答案】（1）（2）（3）0.6st 2 m/sv 0.6 mH （3）细绳绷直后，A、B 一起运动，B 恰好可以和地面接触，说明此时A、B 的速度为零，这一过程中 A、B 组成的系统机械能守恒，有：gHmgHmvmmABBA2)(21解得，初始时 B 离地面的高度0.6 mH 【考点定位】自由落体运动，动量守恒定律，机械能守恒定律【名师点睛】本题的难点是绳子绷紧瞬间的物理规律是两物体的4 / 14动量守恒，而不是机械能守恒。5 （15 分） 【2016·四川卷】中国科学院 2015 年 10 月宣布中国将在2020 年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从 K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管 B 时速度为 8×106 m/s，进入漂移管 E 时速度为 1×107 m/s，电源频率为1×107 Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的 1/2。质子的荷质比取 1×108 C/kg。求：（1）漂移管 B 的长度；（2）相邻漂移管间的加速电压。【答案】 （1）0.4 m（2）46 10 V【解析】 （1）设质子进入漂移管 B 的速度为，电源频率、周期分别为f、T，漂移管 A 的长度为 L，则Bv1Tf 2BTLv 联立式并代入数据得0.4 mL 5 / 14考点：动能定理【名师点睛】此题联系高科技技术-粒子加速器，考查了动能定理的应用，比较简单，只要弄清加速原理即可列出动能定理求解；与现代高科技相联系历来是高考考查的热点问题.6 【2016·四川卷】 （17 分）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为的斜面。一辆长 12 m 的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为 23 m/s 时，车尾位于制动坡床的低端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了 4 m 时，车头距制动坡床顶端 38 m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的 4 倍，货物与车厢间的动摩擦因数为 0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的 0.44 倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取。求：2cos=1 sin=0.1=10 m / sg，（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；（2）制动坡床的长度。【答案】 （1）5m/s2，方向沿斜面向下（2）98m【解析】 （1）设货物的质量为 m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数 =0.4，受摩擦力大小为 f，加速度大小为 a1，则1sinfmgma6 / 14cosfmg联立并代入数据得 a1=5 m/sa1 的方向沿制动坡床向下。()Fk mM g2 111 2svtat2 221 2svta t12sss201llss联立-并代入数据得98 ml 考点：匀变速直线运动的应用；牛顿第二定律【名师点睛】此题依据高速公路的避嫌车道，考查了牛顿第二定律的综合应用；涉及到两个研究对象的多个研究过程；关键是弄清物理过程，分析货物和车的受力情况求解加速度，然后选择合适的物理过程研究解答；此题属于中等题目.7 【2016·天津卷】 （16 分）我国将于 2022 年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示，质量 m=60 kg 的运动员从长直助滑道 AB 的 A 处由静止开始以加速度 a=3.6 m/s2 匀加速滑下，到达助滑道末端 B 时速度 vB=24 m/s，A 与 B 的竖直高度差 H=48 m。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点 C 处附近是一段以 O 为圆心的圆弧。助滑道末端 B 与7 / 14滑道最低点 C 的高度差 h=5 m，运动员在 B、C 间运动时阻力做功 W=1 530 J，取 g=10 m/s2。（1）求运动员在 AB 段下滑时受到阻力 Ff 的大小；（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的 6 倍，则 C 点所在圆弧的半径 R 至少应为多大。【答案】 （1）144 N （2）12.5 m （2）设运动员到达 C 点时的速度为 vC，在由 B 到达 C 的过程中，由动能定理有mgh+W=mm1 22 Cv1 22 Bv设运动员在 C 点所受的支持力为 FN，由牛顿第二定律有 FNmg=2 Cv R由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的 6 倍，联立式，代入数据解得 R=12.5 m【考点定位】动能定理、牛顿第二定律的应用【名师点睛】此题是力学综合题，主要考查动能定理及牛顿第二定律的应用；解题的关键是搞清运动员运动的物理过程，分析其受力情况，然后选择合适的物理规律列出方程求解；注意第（1）问中斜面的长度和倾角未知，需设出其中一个物理量。8 【2016·浙江卷】 （16 分）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P 是一个微粒源，能持续水平向 右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为 h 的探测屏 AB 竖直放置，离 P 点的水平距离为 L，上端 A 与 P 点的高度差也为 h。（1）若微粒打在探测屏 AB 的中点，求微粒在空中飞行的时间；（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；8 / 14（3）若打在探测屏 A、B 两点的微粒的动能相等，求 L 与 h 的关系。【答案】 （1） （2） （3）3htg42ggLvLhh2 2Lh（3）由能量关系22 2111222mvmghmvmgh代入、式2 2Lh【考点定位】动能定理；平抛运动【名师点睛】此题是对平抛运动的考查；主要是掌握平抛运动的处理方法，在水平方向是匀速运动，在竖直方向是自由落体运动；解题时注意找到临界点；此题难度不算大，意在考查学生对物理基本方法的掌握情况。9 【2015·四川·9】严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源， “铁腕治污”已成为国家的工作重点，地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动 20s 达到最高速度 72km/h，再匀速运动 80s，接着匀减速运动 15s 到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为 1×106N，匀速阶段牵引力的功率为 6×103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。（1）求甲站到乙站的距离；（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气体污染物的质量。 （燃油公交车每做 1 焦耳功排放气体污染物 3×106 克）【答案】 （1）s1950m；（2）m2.04kg（2）地铁列车在从甲站到乙站的过程中，牵引力做的功为：9 / 14W1Fs1Pt2根据题意可知，燃油公交车运行中做的功为：W2W1由式联立，并代入数据解得：W26.8×108J所以公交车排放气体污染物的质量为：m3×109×6.8×108kg2.04kg【考点定位】匀速直线运动与匀变速直线运动规律的应用，以及功大小的计算。【名师点睛】分清运动的过程、熟练掌握相关物理规律及其适用条件或范围。在实际应用问题中，要细心、耐心读题，提取有用信息，处理多过程运动时，往往采用分段处理法，同时要紧扣分段点（速度） ，这是前后运动过程的联系纽带。匀变速直线运动中要善于使用平均速度公式：x。注意区分功大小的两种计算方法：恒力的功：WFscos，恒定功率的功：WPt。tvvt 2010 【2015·上海·31】质量为 m 的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为 W，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力。求：（1）球回到地面时的动能；KE（2）撤去拉力前球的加速度大小 a 及拉力的大小 F；（3）球动能为 W/5 时的重力势能。pE【答案】 （1）W；（2） ；（3）或mgF34W53W54【解析】 （1）撤去拉力时球的机械能为 W，由机械能守恒定律，回到地面时的动能（2）设拉力作用时间为 t，在此过程中球上升 h，末速度为 v，则10 / 14v=at由题意有2 21gtvth解得ga31根据牛顿第二定律，F-mg=ma，解得mgF34设球的位置在 h 下上方离地处h 由机械能守恒定律WhmgW 51因此重力势能WhmgEp54 【考点定位】牛顿第二定律；机械能守恒定律；匀变速直线运动公式【名师点睛】本题考查动力学综合问题，属于动力学中常见的多过程问题，解决这类问题的关键是分析清楚每一个过程中的受力情况；还要注意到球动能为 W/5 时有两个位置。选取研究对象，选取研究过程，分段处理。11 【2015·山东·23】如图甲所示，物块与质量为 m 的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为 l。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于 l 段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成 60o角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的 1.25 倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的 0.6倍.不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为 g。求：（1）物块的质量；（2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功。【答案】 （1）3m；（2）0.1mgl【考点定位】物体的平衡；牛顿第二定律；动能定理.11 / 14【规律总结】此题是力学的综合问题，主要考查动能定理及牛顿第二定律的应用；搞清物理过程，对研究对象正确的受力分析是解题的基础.12 【2015·海南·14】如图，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧 ab 和抛物线 bc 组成，圆弧半径 Oa 水平，b 点为抛物线顶点。已知 h=2m,，s=。取重力加速度大小。2m210/gm s（1）一小环套在轨道上从 a 点由静止滑下，当其在 bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；（2）若环从 b 点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达 c 点时速度的水平分量的大小。【答案】 （1） （2）0.25m2 10/3xvm s（2）环由 b 处静止下滑过程中机械能守恒，设环下滑至 c 点的速度大小为 v，有21 2mghmv环在 c 点的速度水平分量为cosxvv式中，为环在 c 点速度的方向与水平方向的夹角，由题意可知，环在c 点的速度方向和以初速度做平抛运动的物体在 c 点速度方向相同，而做平抛运动的物体末速度的水平分量为，竖直分量为0v' 0xvv' yv12 / 14'2yvgh因此02'2 0cosyvvv 联立可得2 10/3xvm s【考点定位】机械能守恒定律，平抛运动，动能定理【名师点睛】做此类综合性较强的题目时，一定要弄清楚，物体在各个阶段的运动性质，受力情况，以及题目上给出的一些比较有价值的信息，如本题的“当其在 bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，”之类的信息。13 【2015·全国新课标·35（2） 】如图，在足够长的光滑水平面上，物体 A、B、C 位于同一直线上，A 位于 B、C 之间。A 的质量为，B、C的质量都为，三者都处于静止状态，现使 A 以某一速度向右运动，求和之间满足什么条件才能使 A 只与 B、C 各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。mMmM【答案】( 52)mM整理可得由于，所以A还会向右运动，根据要求不发生第二次碰撞，需要满足mM32vv即2 212()mMmmMvvvvmMmMmM整理可得224mMmM解方程可得( 52)mM【考点定位】弹性碰撞【名师点睛】对于弹性碰撞的动量守恒和能量守恒要熟知，对于和一13 / 14个静止的物体发生弹性碰撞后的速度表达式要熟记，如果考场来解析，太浪费时间。14 【2015·全国新课标·35（2） 】滑块 a、b 沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置 x 随时间 t 变化的图像如图所示。求：（）滑块 a、b 的质量之比；（）整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。【答案】 （1） ；（2）8121mm 21EW（2）由能量守恒得。两滑块因碰撞而损失的机械能为由图像可知，两滑块最后停止运动，由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为解得21EW【考点定位】动量守恒定律；能量守恒定律【方法技巧】本题主要是碰撞过程的动量守恒和能量守恒，但机械能是不一定守恒。要求掌握从动量和能量两个角度认识碰撞问题。15 （8 分） 【2016·海南卷】如图，物块 A 通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块 B 沿水平方向与 A 相撞，碰撞后两者粘连在一起运动；碰撞前 B 的速度的大小 v 及碰撞后 A 和 B 一起上升的高度 h 均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以 h 为纵坐标，v2 为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为 k=1.92 ×10-3 s2/m。已知物块 A 和 B 的质量分别为 mA=0.400 kg 和 mB=0.100 kg，重力加速度大小 g=9.80 m/s2。14 / 14（i）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求 hv2 直线斜率的理论值k0；（ii）求 k 值的相对误差 （=×100%，结果保留 1 位有效数字） 。00kkk【答案】 （i）2.04×103 s2/m （ii）6%（ii）按照定义 =×100%00kkk由式和题给条件得 =6%【考点定位】动量守恒定律、机械能守恒定律【名师点睛】本题考查动量守恒定律的应用，要注意正确选择研究对象，并分析系统是否满足动量守恒以及机械能守恒，然后才能列式求解。