广东高考物理力电解答题专练1

高考物理解答题专练一一、力学综合题1．如图所示，MN为3m宽的小沟，M点左侧1m处有一5m高的平台与半径为1.25m的14圆弧底部相切，平台表面与圆轨道都光滑，一质量为3kg的B球静止在平台上．现让一小球A从圆弧左侧与圆心等高处静止释放，A球下滑至平台并与B球发生碰撞．A、B两球可视为质点，g=10m/s2．求：(1)A球到达圆弧底端时的速度；(2)要使碰后两球刚好落在小沟两侧，A球的可能质量．2．如图，绝缘水平地面上有宽L=0.4m的匀强电场区域，场强E=6×105N/C、方向水平向左．不带电的物块B静止在电场边缘的O点，带电量q=5×10-8C、质量mA=1×10-2kg的物块A在距O点s=2.25m处以v0=5m/s的水平初速度向右运动，与B发生碰撞，假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失．A的质量是B的k（k＞1）倍，A、B与水平面间的动摩擦因数都为μ=0.2，物块均可视为质点，且A的电荷量始终不变，取g=10m/s2．（1）求A到达O点与B碰撞前的速度；（2）求碰撞后瞬间，A和B的速度；（3）讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功．3．如图所示的轨道由半径为R的1/4光滑圆弧轨道AB、竖直台阶BC、足够长的光滑水平直轨道CD组成．小车的质量为M，紧靠台阶BC且上水平表面与B点等高．一质量为m的可视为质点的滑块自圆弧顶端A点由静止下滑，滑过圆弧的最低点B之后滑到小车上．已知M=4m，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，滑块与PQ之间表面的动摩擦因数为，Q点右侧表面是光滑的．求：（1）滑块滑到B点的瞬间对圆弧轨道的压力大小．（2）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上PQ之间的距离应在什么范围内？（滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内）4．如图，木板A静止在光滑水平面上，其左端与固定台阶相距x．与滑块B（可视为质点）相连的细线一端ABMN3m1m5mROABCDOPQLRAOEL左右v0＋BsOABCDEFH固定在O点．水平拉直细线并给B一个竖直向下的初速度，当B到达最低点时，细线恰好被拉断，B从A右端的上表面水平滑入．A与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力．已知A的质量为2m，B的质量为m，A、B之间动摩擦因数为μ；细线长为L、能承受的最大拉力为B重力的5倍；A足够长，B不会从A表面滑出；重力加速度为g．（1）求B的初速度大小v0和细线被拉断瞬间B的速度大小v1（2）A与台阶只发生一次碰撞，求x满足的条件（3）x在满足（2）条件下，讨论A与台阶碰撞前瞬间的速度5．如图所示，质量为M的小球用长为R=0.45m的细绳固定于O点，从A（与O点等高）处由静止释放，与O点正下方B点处质量为2M的物块弹性正碰。重力加速度g=10m/s2（1）求小球碰后能上升的高度h。（2）已知粗糙水平地面BC及传送带的动摩擦因数均为μ=0.2，传送带长为0.5lm，顺时针匀速转动，速度大小为υ=2m/s，DE、EF、FH的长度均为S=0.4m。若要保证物块碰后能落入FH间的沙坑内，求BC间的长度L。6．（18分）如图所示，水平桌面的右端有一质量为m的物块B，用长为L的不可伸长的细线悬挂，B对水平桌面压力刚好为零，水平桌面离地面的高度为h=5.0m，另一质量为3m的物块A在距水平桌面的右端s=4.0m处在gmF3（取g=10m/s2）水平推力向右运动，推到B处时立即撤销F并与B发生弹性碰撞，已知A与桌面间的动摩擦因数为μ=0.8，物块均可视为质点．（1）求A与B碰撞前的速度；（2）求碰撞后A的落地点与桌面右端的水平距离x；（3）要使物块A与物块B碰后，悬挂的细线始终有拉力，试求细线的长度L的取值范围．二、电学综合题7．如图所示，一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的右端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为d.在t=0时，圆形导线框中的磁感应强度B从B0开始均匀增大；同时，有一质量为m、带电量为q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间（该液滴可视为质点）。该液滴恰能从两板间作匀速直线运动，然后液滴在电场强度大小恒定、方向未知、磁感应强度为B1、宽为L的（重力场、电场、磁场）复合场（磁场的上下区域足够大）中作匀速圆周周运动．求：（1）磁感应强度B从B0开始均匀增大时，试判断1、2两极板哪一块为正极板？磁感应强度随时间的变化率K=？（2）（重力场、电场、磁场）复合场中的电场强度方向如何？大小如何？（3）该液滴离开复合场时，偏离原方向的距离。Bd12v0B1××××××××××××××××××××××××L台阶Lv0v1ABxOBAF3mmhLOBs参考答案一、1.、解：（1）根据机械能守恒221mvmgR(2分)代入数据得v=5m/s(1分)(2)①若碰后两球都向右运动，据平抛运动221gth得t=1s(1分)tvx0得vA1=1m/svB1=4m/s(2分)由动量守恒11BBAAAAvmvmvm(1分)得mA=3kg(1分)碰前总动能215321KE碰后总动能22/143211321KE因为/11KKEE其解成立(2分)②若碰后A球向左运动，B球向右运动，则可能有：vA2=－1m/svB2=4m/s由动量守恒22BBAAAAvmvmvm得mA=2kg(2分)碰前总动能225221KE碰后总动能22/24321)1(221KE因为/22KKEE其解成立(2分)③若碰后A球向左运动，B球向右运动，则可能有：vA2=－4m/svB2=1m/s由动量守恒33BBAAAAvmvmvm得mA=31kg(2分)碰前总动能2353121KE碰后总动能22/31321)4(3121KE因为/33KKEE其解成立(2分)2、解：（1）设碰撞前A的速度为v，由动能定理2022121vmvmgsμmAAA……①得：μgsvv220=4m/s……②（2）设碰撞后A、B速度分别为vA、vB，且设向右为正方向；由于弹性碰撞，所以有：BBAAAvmvmvm……③222212121BBAAAvmvmvm……④联立③④并将mA=kmB及v=4m/s代入得：1)1(4kkvAm/s……⑤18kkvBm/s……⑥（3）讨论：（i）如果A能从电场右边界离开，必须满足：qELgLmvmAAA221……⑦联立⑤⑦代入数据，得：k＞3……⑧电场力对A做功为：WE=qEL=6×105×5×10-8×0.4(J)=1.2×10-2(J)……⑨（ii）如果A不能从电场右边界离开电场，必须满足：qELgLmvmAAA221……⑩联立⑤⑩代入数据，得：k≤3……○11考虑到k＞1，所以在1＜k≤3范围内A不能从电场右边界离开……○12又：qE=3×10-2N＞μmg=2×10-2N……○13所以A会返回并从电场的左侧离开，整个过程电场力做功为0．即：WE=0……○14评分说明：①②③④每项正确给2分；⑤⑥⑦⑧⑨⑩○11○12○13○14每项正确给1分⑤⑥两式如果没有将v的数值代入，即表达式含v，只要正确就同样给分。3、解：（18分）（1）设滑块滑到B点的速度大小为v，到B点时轨道对滑块的支持力为N，由机械能守恒定律有212mgRmv①（2分）滑块滑到B点时，由牛顿第二定律有2vNmgmR②（2分）联立①②式解得N＝3mg③（1分）根据牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力大小为3Nmg（1分）（2）滑块最终没有离开小车，滑块和小车必然具有共同的末速度设为u，滑块与小车组成的系统动量守恒，有()mvMmu④（2分）若小车PQ之间的距离L足够大，则滑块可能不与弹簧接触就已经与小车相对静止，设滑块恰好滑到Q点，由功能关系有2211()22mgLmvMmu⑤（2分）联立①④⑤式解得45RL⑥（2分）若小车PQ之间的距离L不是很大，则滑块必然挤压弹簧，由于Q点右侧是光滑的，滑块必然被弹回到PQ之间，设滑块恰好回到小车的左端P点处，由功能关系有22112()22mgLmvMmu⑦（2分）联立①④⑦式解得25RL⑧（2分）综上所述并由⑥⑧式可知，要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，PQ之间的距离L应满足的范围是2455RRL≤⑨（2分）4、解析：（1）滑块B从释放到最低点，机械能守恒，有：22011122mvmgLmv……①在最低点，由牛顿运动定律：21mvTmgL……②又：mgT5……③联立①②③得：gLv2012vgL评分说明：①②③以及两个结果正确各给1分，共5分（2）设A与台阶碰撞前瞬间，A、B的速度分别为vA和vB，由动量守恒ABmvmvmv21……④若A与台阶只碰撞一次，碰撞后必须满足：BAmvmv2……⑤对A应用动能定理：2221Amvmgx……⑥联立④⑤⑥解得：4Lx，……⑦即A与台阶只能碰撞一次的条件是：4Lx评分说明：④⑤⑥⑦以及结果正确各给1分，共5分（3）设x=0x时，A左端到台阶板前瞬间，A、B恰好达到共同速度ABv，由动量守恒……ABv)mm(mv21……⑧对A应用动能定理：20221ABmvμmgx……⑨联立⑧⑨得：940Lx……⑩(i)当0xx即49Lx时，AB共速后A与挡板碰撞．由⑧可得A与台阶碰撞前瞬间的速度：32311gLvvvABA……⑩(ii)当40Lxx即494LxL时，AB共速前A就与台阶碰撞，对A应用动能定理：22221Amvmgx……○11A与台阶碰撞前瞬间的速度：gxvA2……○12评分说明：⑧⑨⑩各1分；（i）中的条件1分，结论1分；（ii）中条件1分，○11○12各1分。5、解：1）小球摆至B点碰前速度为υ0，由机械能守恒得：2012MgRMv①1分代人数据解得：023/vgRms②1分小球与物块弹性正碰，设碰后速度分别为有υ1、υ2，有：01212MvMvMv③2分2220121111()2222MvMvMv④2分联立②③④解得：121/v4/vmsms2分小球碰后上升至高度h的过程机械能守恒，有：2112MvMgh⑤1分代人数据解得：0.05hm⑥1分2）设物块从D点以速度υD做平抛落入沙坑，时间为t，有：12s2gt⑦1分Dxvt⑧1分由题知：0.40.8mxm可解得：2/22/Dmsvms⑨1分讨论：Ⅰ）当022/Dvmsv，物块在传送带上一定做匀减速运动，此时C点速度最大为3v，由3v22Dv=-2gl得：310v=m/s⑩1分Ⅱ）当02/Dvmsv，物块在传送带上一定做匀加速运动，此时C点速度最小为4v，由4v22Dv=2gl得：40v=○111分物块要滑上传送带，则0Cv，故010/Cvms○121分物块从B到C，由动能定理得：21122222MMMv22C-2gL=v○131分联立○12○13得：14mLm○141分6、解答：（1）第一个过程：A加速0321320AmvsmF)g(…（3分）A碰撞前速度大小为m/s40Av…（1分），方向向右…（1分）（不说明方向，该步的分要扣除）（2）第二个过程：A与B弹性碰撞BAAmvmvmv330…（1分）222213213210BAAmvmvmv…（1分）m/s2330AAvmmmmv，sm63320/vmmmvAB…（2分）A平抛：tvxA…（1分）2g21th…（1分）代入数据得s1t、m2x…（1分）（3）讨论：若B做一个完整的圆周运动时，通过最高点的最小速度minv，则有Lvmm2gmin…（1分）Lvg2min从最低点到最高点：22212g21BmvLmmvmin…（1分）m72.0maxL（1分）若B运动到与O等高时速度为零，则有：minLmmvBg212…（1分）m8.1min