高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题14计算题1力与运动含解析.doc

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1、1 / 15【2019【2019 最新最新】精选高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题精选高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题 1414计算题计算题 1 1 力与运动含解析力与运动含解析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 m

2、in；（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【解析】（1）C 受力平衡 解得2 cos30Fmg33Fmg（2）C 恰好降落到地面时，B 受 C 压力的水平分力最大max32xFmgB 受地面的摩擦力 根据题意 ，解得fmgminmaxxfFmin32（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 00fWWmgh2 / 15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，

3、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 【2017新课标卷】 （12 分）一质量为 8.00104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度 1.60105 m 处以 7.50103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为 100 m/s 时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为 9.8 m/s2。 （结果保留 2位有效数字）（1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；（2）求飞船从离地面高度 600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大

4、气层时速度大小的 2.0%。【答案】 （1） （1）4.0108 J 2.41012 J （2）9.7108 J【考点定位】机械能、动能定理【名师点睛】本题主要考查机械能及动能定理，注意零势面的选择及第（2）问中要求的是克服阻力做功。3 【2017新课标卷】 （12 分）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离 s0 和 s1（s1s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以初速度 v0 击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时，运动员至

5、少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为3 / 15v1。重力加速度大小为 g。求（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。【答案】 （1） （2）22 0102vv gs2 101 2 0() 2s vv s【考点定位】牛顿第二定律；匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联，并能灵活选取运动公式；难度中等。 4【2017新课标卷】（20 分）如图，两个滑块 A 和 B 的质量分别为 mA=1 kg 和 mB=5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两

6、者与木板间的动摩擦因数均为 1=0.5；木板的质量为 m=4 kg，与地面间的动摩擦因数为 2=0.1。某时刻 A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为 v0=3 m/s。A、B 相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10 m/s2。求（1）B 与木板相对静止时，木板的速度；（2）A、B 开始运动时，两者之间的距离。【答案】（1）1 m/s （2）1.9 m【解析】（1）滑块 A 和 B 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设 A、B 和木板所受的摩擦力大小分别为 f1、f2 和 f3，A 和 B 相对于地面的加速度大小分别是 aA 和 aB，木板相

7、对于地面的加速度大小为 a1。在物块 B 与木板达到共同速度前有11Afm g4 / 1521Bfm g32()ABfmmm g由牛顿第二定律得1AAfm a2BBfm a2131fffma设在 t1 时刻，B 与木板达到共同速度，设大小为 v1。由运动学公式有101Bvva t11 1vat联立式，代入已知数据得11 m/sv （2）在 t1 时间间隔内，B 相对于地面移动的距离为2 0 111 2BBsv ta t设在 B 与木板达到共同速度 v1 后，木板的加速度大小为 a2，对于 B 与木板组成的体系，由牛顿第二定律有132()Bffmm a由式知，aA=aB；再由可知，B 与木板达到

8、共同速度时，A 的速度大小也为 v1，但运动方向与木板相反。由题意知，A 和 B 相遇时，A 与木板的速度相同，设其大小为 v2，设 A 的速度大小从 v1 变到 v2 所用时间为 t2，则由运动学公式，对木板有212 2vva t对 A 有212Avva t 在 t2 时间间隔内，B（以及木板）相对地面移动的距离为2 11 22 21 2svta t5 / 15在（t1+t2）时间间隔内，A 相对地面移动的距离为 2 012121()()2AAsv ttattA 和 B 相遇时，A 与木板的速度也恰好相同。因此 A 和 B 开始运动时，两者之间的距离为01ABssss联立以上各式，并代入数据

9、得01.9 ms （也可用如图的速度时间图线求解）【考点定位】牛顿运动定律、匀变速直线运动规律【名师点睛】本题主要考查多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化情况，A、B 相对木板静止的运动时间不相等，应分阶段分析，前一阶段的末状态即后一阶段的初状态。5 【2017新课标卷】 （20 分）真空中存在电场强度大小为 E1 的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为 v0。在油滴处于位置 A 时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间 t1 后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到 B 点。重力加速度大小为 g。（

10、1）求油滴运动到 B 点时的速度。（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的 t1 和 v0 应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度 v0 做竖直上抛运动的最大高度恰好等于 B、A 两点间距离的两倍。【答案】 （1） （2） 2012vvgt002 21 11122() 4vvEEgtgt0 15(1)2vtg（2）由题意，在 t=0 时刻前有1qEmg6 / 15油滴从 t=0 到时刻 t1 的位移为2 10 11 11 2sv ta t油滴在从时刻 t1 到时刻 t2=2t1 的时间间隔内的位移为2 21 12 11 2sv ta t由题给条件有2

11、02 (2 )vgh式中 h 是 B、A 两点之间的距离。若 B 点在 A 点之上，依题意有12ssh由式得002 21 11122() 4vvEEgtgt为使，应有21EE00211122()14vv gtgt即当0 130(1)2vtg或0 13(1)2vtg才是可能的：条件式和式分别对应于和两种情形。20v 20v 若 B 在 A 点之下，依题意有21xxh 由式得002 21 11122() 4vvEEgtgt为使，应有21EE00211122()14vv gtgt即0 15(1)2vtg另一解为负，不符合题意，已舍去。 【考点定位】牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考

12、查牛顿第二定律及匀变速直线运动的规律。虽然基本知识、规律比较简单，但物体运动的过程比较多，在分析的时候，注意分段研究，对每一个过程，认真分析其受力情况及运动情况，应用相应的物理规律解决，还应注意各过程间的联系。7 / 151【2017安徽省江淮十校第三次联考】在滑冰场上有一初中生质量为m=40kg，站在质量为 M=20kg 的长木板的一端，该学生与木板在水平光滑冰面上一起以 v0=2 m/s 的速度向右运动。若学生以 a0=1m/s2 的加速度匀加速跑向另一端，并从端点水平跑离木板时，木板恰好静止。（1）判断学生跑动的方向；（2）求出木板的长度 L。【答案】（1）向右跑 （2）L=15m2【2

13、017市第三次质量预测】如图所示，半径为 R 的光滑的 3/4 圆弧轨道 AC 放在竖直平面内，与足够长的粗糙水平轨道 BD 通过光滑水平轨道 AB 相连，在光滑水平轨道上，有 a、b 两物块和一段轻质弹簧。将弹簧压缩后用细线将它们拴在一起，物块与弹簧不拴接。将细线烧断后，物块 a 通过圈弧轨道的最高点 P 时，对轨道的压力等于自身重力。已知物块 a 的质量为 m，b 的质量为2m，物块 b 与 BD 面间的动摩擦因数为 ，物块到达 A 点或 B 点前已和弹簧分离，重力加速度为 g。求:（1）物块 b 沿轨道 BD 运动的距离 x；8 / 15（2）烧断细线前弹簧的弹性势能 Ep。【答案】（1

14、） （2） 3【2017广东省市高三二模】如图所示，一质量为 m 的小球 C 用轻绳悬挂在 O 点，小球下方有一质量为 2m 的平板车 B 静止在光滑水平地面上，小球的位置比车板略高，一质量为 m 的物块 A 以大小为 v0 的初速度向左滑上平板车，此时 A、C 间的距离为 d，一段时间后，物块 A 与小球 C 发生碰撞，碰撞时两者的速度互换，且碰撞时间极短，已知物块与平板车间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g，若 A 碰 C 之前物块与平板车已达共同速度，求：（1）A、C 间的距离 d 与 v0 之间满足的关系式；（2）要使碰后小球 C 能绕 O 点做完整的圆周运动，轻绳的长度 l 应满足什

15、么条件？【答案】（1）；（2）【名师点睛】A 碰 C 前与平板车速度达到相等，由动量守恒定律列出等式；A 减9 / 15速的最大距离为 d，由动能定理列出等式，联立求解。A 碰 C 后交换速度，C 开始做完整的圆周运动，由机械能守恒定律和 C 通过最高点时的最小向心力为mg，联立求解。 4【2017市高三二模】如图所示，水平地面上 OP 段是粗糙的，OP 长为L=16m，滑块 A、B 与该段间的动摩擦因数均为 =05，水平地面的其余部分是光滑的，滑块 B 静止在 O 点，其质量=2kg，滑块 A 在 O 点左侧以=5m/s 的水平速度向右运动，并与 B 发生正碰，A 质量是 B 质量的 k（k

16、 取正整数倍），滑块均可视为质点，取。（1）若滑块 A 与 B 发生完全非弹簧碰撞，求 A、B 碰撞过程中损失的机械能；（2）若滑块 A 与 B 发生弹性碰撞，试讨论 k 在不同取值范围时，滑块 A 克服摩擦力所做的功。【答案】（1）（2）（1）当 k=1 时，vA=0，滑块 A 停在 O 点，A 克服摩擦力所做的功为 WfA=0 ；（2）当 1k9 时，滑块 A 停在 OP 之间，A 克服摩擦力所做的功为 J； （3）当 k9 时，滑块 A 从 OP 段右侧离开，A 克服摩擦力所做的功为 16k J （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，则有：mAv

17、0=mAvA+mBvB mAv02=mA+mB 联立式并代入数据解得 m/s m/s 10 / 15假设滑块 A、B 都能在 OP 段滑动，滑块 A、B 在 OP 段的加速度（aA=aB=g）相等，由式知在任意时刻 vBvA，滑块 A、B 不会再一次发生碰撞由题知，当滑块 A 刚好能够到达 P 点有 代入数据解得 k=9 讨论：（1）当 k=1 时，vA=0，滑块 A 停在 O 点，A 克服摩擦力所做的功为 WfA=0 （2）当 1k9 时，滑块 A 停在 OP 之间，A 克服摩擦力所做的功为 J （3）当 k9 时，滑块 A 从 OP 段右侧离开，A 克服摩擦力所做的功为WfA=mAgL=1

18、6kJ 5【2017广东省市 4 月模拟】某工地一传输工件的装置可简化为如图所示的情形，AB 为一段足够大的圆弧固定轨道，圆弧半径 R=56m，BC 为一段足够长的水平轨道，CD 为一段圆弧固定轨道，圆弧半径 r=1m，三段轨道均光滑一长为 L=2m、质量为 M=1kg 的平板小车最初停在 BC 轨道的最左端，小车上表面刚好与 AB 轨道相切，且与 CD 轨道最低点处于同一水平面一可视为质点、质量为 m=2kg 的工件从距 AB 轨道最低点 h 高处沿轨道自由滑下，滑上小车后带动小车也向右运动，小车与 CD 轨道左端碰撞（碰撞时间极短）后即被粘在 C处工件只有从 CD 轨道最高点飞出，才能被站

19、在台面 DE 上的工人接住工件与小车的动摩擦因数为 =05，取 g=10m/s2，求:（1）若 h 为 28m，则工件滑到圆弧底端 B 点时对轨道的压力为多大？（2）要使工件能被站在台面 DE 上的工人接住 h 的取值范围。11 / 15【答案】（1）40N；（2）【解析】（1）工件从起点滑到圆弧轨道底端 B 点,设到 B 点时的速度为 vB，根据动能定理：工件做圆周运动，在 B 点，由牛顿第二定律得： 由两式可解得：N=40N 由牛顿第三定律知,工件滑到圆弧底端 B 点时对轨道的压力为 N=N=40N （2）由于 BC 轨道足够长,要使工件能到达 CD 轨道,工件与小车必须能达共速,设工件刚

20、滑上小车时的速度为 v0,工件与小车达共速时的速度为 v1，假设工件到达小车最右端才与其共速，规定向右为正方向，则对于工件与小车组成的系统，由动量守恒定律得：mv0=（m+M）v1由能量守恒定律得：对于工件从 AB 轨道滑下的过程，由机械能守恒定律得：代入数据解得：h1=3m 要使工件能从 CD 轨道最高点飞出,h1=3m 为其从 AB 轨道滑下的最大高度,设其最小高度为 h,刚滑上小车的速度为 v0,与小车达共速时的速度为 v1,刚滑上 CD 轨道的速度为 v2，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=（m+M）v1由能量守恒定律得：工件恰好滑到 CD 轨道最高点，由机械能守恒定律得：工

21、件在 AB 轨道滑动的过程，由机械能守恒定律得：12 / 15联立。,代入数据解得：h=m 综上所述,要使工件能到达 CD 轨道最高点,应使 h 满足：mh3m【名师点睛】（1）工件在光滑圆弧上下滑的过程，运用机械能守恒定律或动能定理求出工件滑到圆弧底端 B 点时的速度在 B 点，由合力提供向心力，由牛顿第二定律求出轨道对工件的支持力，从而得到工件对轨道的压力（2）由于 BC 轨道足够长，要使工件能到达 CD 轨道，工件与小车必须能达共速，根据动量守恒定律、能量守恒定律求出滑上小车的初速度大小，根据机械能守恒求出下滑的高度 h=3m，要使工件能从 CD 轨道最高点飞出，h=3m 为其从 AB

22、轨道滑下的最大高度，结合动量守恒定律和能量守恒定律、机械能守恒定律求出最小高度，从而得出高度的范围 6【2017河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】如图所示，传送带 I 与水平面央角为 30，传送带与水平面夹角为 37，两传送带与一小段光滑的水平面 BC 平滑连接，两传送带均顺时针匀速率运行现将装有货物的箱子轻放至传送带 I 的 A 点，运送到水平面上后，工作人员将箱子内的物体取出，箱子速度不变继续运动到传送带上，传送带的 D 点与高处平台相切。已知箱子的质量 m=lkg，传送带 I 的速度 1=8m/s，AB 长 L1=152m，与箱子间的动摩擦因数为传送带的速度 2=5m/s，CD 长

23、L2=82m箱子与传送带间的动摩擦因数为 2=05，已知 sin37=06，cos37=08，g=10 m/s2（1）求装着物体的箱子在传送带 I 上运动的时间；（2）通过计算说明箱子能否被运送到高处平台上（能达到 D 点就认为可运送到平台上）；（3）求箱子在传送带上向上运动的过程中产生的内能13 / 15【答案】（1）t=35s （2）S=82m,恰能到平台 （3）Q=268J（2）在传送带上箱子先向上做匀减速运动，根据牛顿第二定律：；摩擦力为：整理可以得到：根据运动学公式：则：当达到传送带速度时，由于，所以箱子继续减速运动则根据牛顿第二定律：；整理可以得到：根据运动学公式：所以：14 /

24、15由于 ，所以物体恰好运送到高处平台上（3）第一段减速时间：此过程中传送带的位移大小： 两者相对位移：产生的热量为：第二阶段：此过程中传送带的位移大小： 两者相对位移：产生的热量为：故总的热量为：。7【2017四川省凉山州高三第三次诊断】 如图所示，足够长的斜面与水平面夹角为 37o，斜面上有一质量 M=3kg 的长木板，斜面底端挡板高度与木板厚度相同。m=1kg 的小物块从空中某点以 v0=3m/s 水平抛出，抛出同时木板由静止释放，小物块下降 h=08m 掉在木板前端，碰撞时间极短可忽略不计，碰后瞬间物块垂直斜面分速度立即变为零。碰后两者向下运动，小物块恰好在木板与挡板碰撞时在挡板处离开木板。已知木板与斜面间动摩擦因素 =05，木板上表面光滑，木板与挡板每次碰撞均无能量损失，g=10m/s2，求：（1）碰前瞬间小物块速度大小和方向。（2）木板至少多长小物块才没有从木板后端离开木板？（3）木板从开始运动到最后停在斜面底端的整过过程中通过路程多大？【答案】（1）5m/s，速度方向与斜面垂直;（2）006m；（3）0555m15 / 15【解析】（1）小物块平抛：，代入数据解得：再由 得：，速度方向与斜面垂直（2）小物块平抛： 木板下滑： 解得， 小物块掉到木板上后速度变为 0，然后向下运动，直到与木板速度相同过程：小物块： 木 板： 速度相同时： 解得：，；