高考物理 考纲解读与热点难点突破 专题03 力与曲线运动热点难点突破-人教版高三全册物理试题.doc

专题03 力与曲线运动1如图所示，当汽车静止时，车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速运动现从t0时汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动，甲启动后t1时刻，乘客看到雨滴从B处离开车窗，乙启动后t2时刻，乘客看到雨滴从F处离开车窗F为AB中点则t1t2为()A21B1C1 D1(1)【答案】A【解析】由题意可知，在乘客看来，雨滴在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向做匀加速直线运动，因分运动与合运动具有等时性，则t1t221. 8.如图所示，一轻绳一端连接在悬点O，另一端连着一个质量为m的小球，将球放在与O点等高的位置，绳子刚好拉直，绳长为L，在O点正下方 处的A点有一钉子，球由静止释放后下落到最低点，绳与钉子相碰后没有断，球继续运动，不计空气阻力，忽略绳经过A点时的机械能损失，则 ()A球运动到与 A点等高的 B 点时，绳对悬点 O 的拉力大小等于mgB球运动到与 A 点等高的 B 点时，绳对钉子的作用力大小等于 mgC球刚好能运动到悬点 O 点D球运动到与 A 点等高的 B 点时，剪断绳子，球能运动到与O点等高的位置【答案】D【解析】小球从由静止释放至运动到B点的过程中机械能守恒，mg×Lmv2，则绳的拉力Fm2mg，A项错误；此时绳对钉子的作用力为两边绳上张力的合力，即2mg，B项错误；根据机械能守恒定律可知，如果球能运动到O点，则到 O点时的速度为零，在绳模型的圆周运动中这是不可能的，因此C项错误；若运动到B点时剪断绳子，球将做竖直上抛运动，过程中机械能守恒，球能运动到与O点等高的位置，D项正确 高为h，某乒乓球爱好者在球台上方离球台高度为2h处以一定的初速度水平发出一个球，结果球经球台反弹一次后(无能量损失)刚好能贴着球网边缘飞过球网，忽略空气阻力，则球的初速度大小可能为()A. B.C. D.【答案】AB10.某电视台在某栏目播出了“解析离心现象”，某同学观看后，采用如图所示的装置研究离心现象，他将两个杆垂直固定在竖直面内，在垂足 O1和水平杆上的 O2位置分别固定一力传感器，其中 O1O2 l，现用两根长度相等且均为 l 的细绳拴接一质量为 m 的铁球 P，细绳的另一端分别固定在 O1、O2处的传感器上现让整个装置围绕竖直杆以恒定的角速度转动，使铁球在水平面内做匀速圆周运动，两段细绳始终没有出现松弛现象，且保证 O1、O2和 P 始终处在同一竖直面内则()AO1P 的拉力的最大值为mgBO1P 的拉力的最大值为mgCO2P 的拉力的最小值为mgDO2P 的拉力的最小值为0【答案】BD11.如图7所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点将一小球以水平速度v0沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为，那么小球完成这段飞行的时间是()图7A. B.C. D.【答案】C【解析】小球做平抛运动，tan ，则时间t，选项A、B错误；在水平方向上有Rsin v0t，则t，选项C正确，D错误。12如图8所示，窗子上、下沿间的高度H1.6 m，墙的厚度d0.4 m，某人在离墙壁距离L1.4 m、距窗子上沿h0.2 m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g10 m/s2。则v的取值范围是()图8Av>7 m/sBv<2.3 m/sC3 m/s<v<7 m/sD2.3 m/s<v<3 m/s【答案】C13(多选)如图4所示，带电荷量之比为qAqB13的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OCCD，忽略粒子重力的影响，则()图4AA和B在电场中运动的时间之比为12BA和B运动的加速度大小之比为41CA和B的质量之比为112DA和B的位移大小之比为11【答案】ABC【解析】粒子A和B在匀强电场中做类平抛运动，水平方向由xv0t及OCCD得，tAtB12；竖直方向由hat2得a，它们沿竖直方向下落的加速度大小之比为aAaB41；根据a得m，故，A和B的位移大小不相等，故选项A、B、C正确。 17由三颗星体构成的系统，叫做三星系统有这样一种简单的三星系统，质量刚好都相同的三个星体甲、乙、丙在三者相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同周期的圆周运动若三个星体的质量均为m，三角形的边长为a，万有引力常量为G，则下列说法正确的是()A三个星体做圆周运动的半径均为aB三个星体做圆周运动的周期均为2aC三个星体做圆周运动的线速度大小均为 D三个星体做圆周运动的向心加速度大小均为【答案】B【解析】质量相等的三星系统的位置关系构成一等边三角形，其中心O即为它们的共同圆心，由几何关系可知三个星体做圆周运动的半径ra，故选项A错误；每个星体受到的另外两星体的万有引力提供向心力，其大小F·，则mr，得T2a，故选项B正确；由线速度v得v，故选项C错误；向心加速度a，故选项D错误18使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1.已知某星球的半径为地球半径R的4倍，质量为地球质量M的2倍，地球表面重力加速度为g.不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()A B.C. D【答案】C19.如图5所示为利用静电除烟尘的通道示意图，前、后两面为绝缘板，上、下两面为分别与高压电源的负极和正极相连的金属板，在上、下两面间产生的电场可视为匀强电场，通道长L1 m，进烟尘口的截面为边长d0.5 m的正方形，分布均匀的带负电烟尘颗粒均以水平速度v02 m/s连续进入通道，碰到下金属板后其所带电荷会被中和并被收集，但不影响电场分布。已知每立方米体积内颗粒数n1×1013 个，每个烟尘颗粒带电荷量为q1.0×1017 C，质量为m2.0×1015 kg，忽略颗粒的重力、颗粒之间的相互作用力和空气阻力。图5(1)高压电源电压U0300 V时，求被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值；(2)若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求高压电源电压U1；(3)装置在(2)中电压U1作用下稳定工作时，1 s内进入的烟尘颗粒从刚进入通道到被全部除去的过程中，求电场对这些烟尘颗粒所做的总功。【答案】(1)(2)400 V(3)0.01 J(2)由类平抛运动规律和牛顿第二定律得da1t2 22入冬以来，我国大部分地区雾霾频发，环保部门积极制定各种应急措施。有一种洒水车，如图7甲所示，共有四个喷水口，左右对称各两个，上面的两个负责远处地面喷洒，下面的两个负责近处地面喷洒，四个喷水口同时工作恰好能够使有效宽度内均匀洒水，四个喷水口喷水速度和水柱直径完全一致，如示意图乙所示，上面喷水口距地面高度为0.8 m，水柱近似水平喷出，水流喷出速度为15 m/s，左右喷口水平间距为2 m，喷水时每个喷口流量均为0.005 m3/s，汽车喷水时正常运行速度为10 m/s。图7(1)若水柱做平抛运动，求汽车静止时喷水覆盖路面的最大宽度；(2)某次路过十字路口汽车先匀减速运动，当减速到零时绿灯刚好亮起，汽车紧接着做匀加速运动，其加速度均为2 m/s2，求汽车由于过路口比正常行驶时多洒多少立方米的水？【答案】(1)14 m(2)0.1 m3【解析】(1)水做平抛运动xv0t1hgtd2x214 m(2)洒水车减速时间为t2，减速位移为x1，由于减速和加速多用的时间为t，多洒水体积为Vt2x1t2t2 V4tQ0.1 m323(如图所示，A、B是水平传送带的两个端点，起初以v01 m/s的速度顺时针运转今将一小物块(可视为质点)无初速度地轻放在A处，同时传送带以a01 m/s2的加速度加速运转，物块和传送带间的动摩擦因数为0.2，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道CPN，其形状为半径R0.8 m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，PN为其竖直直径，C点与B点的竖直距离为R，物块离开传送带后由C点恰好无碰撞落入轨道g取10 m/s2，求：(1)物块由A端运动到B端所经历的时间；(2)A、C间的水平距离；(3)判断物块能否沿圆弧轨道到达N点【答案】(1)3 s(2)8.6 m(3)不能(2)A、B间的距离xatat1t2a0t7 m.从B到C的水平距离xBCvBt31.6 m，所以A到C的水平距离xACxxBC8.6 m.(3)物块能到达N点的速度要求满足mg.从C到N点机械能守恒，则 解得：vP4 m/s.(4)小球进入左侧的匀强电场E2只在重力和电场力作用下恰能做直线运动，说明重力与电场力的合力方向必与速度方向在同一条直线上，通过分析可得电场力的方向水平向右，小球所受合力方向与速度方向相反如图乙所示，则：tan qE2解得：E22×102 N/C.27如图所示，在竖直平面内有xOy坐标系，其中y轴竖直，长为l的不可伸长细绳，一端固定在A点，A点的坐标为，另一端系一质量为m的小球现在x坐标轴上(x>0)固定一个小钉，拉小球使细线绷直并水平，再将小球从静止释放，当细绳碰到钉子以后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动 (1)当钉子在xl的P点时，小球经过最低点细绳恰好不被拉断，求细绳能承受的最大拉力；(2)在满足(1)的条件下，为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，而细绳又不被拉断，求钉子所在位置的范围【答案】(1)7mg(2)lxl(2)小球绕钉子做圆周运动恰好到达最高点时，有：mgm运动中机械能守恒：mgmv钉子所在位置为x 联立解得xl 因此钉子所在位置的范围为lx l.28.如图所示，半径为r11.8 m的光滑圆弧轨道末端水平，固定在水平地面上，与竖直截面为半圆形的坑平滑连接，bd为坑沿水平方向的直径现将质量为m1.0 kg的小球从圆弧顶端a点由静止释放，小球离开b点后击中坑壁上的c点测得c点与水平地面的竖直距离为h1.8 m，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)小球刚到达轨道末端b点时对轨道的压力大小FN；(2)半圆形坑的半径r2.【答案】(1)30 N(2)2.25 m(2)小球从b点做平抛运动，竖直方向上hgt2水平方向上xvt故小球从b到c过程的水平位移xv3.6 m由几何关系得，r(xr2)2h2解得r22.25 m.