高考物理 复习极值和临界问题素材

用心 爱心 专心1 高中物理复习极值和临界问题高中物理复习极值和临界问题 复复习习目目标标 1 掌握常见的临界问题 如力学中分离 相碰 光学中全反射与折射等 以及解决的方法 2 掌握常见的极值问题 如 最快 最近 温度最低等 以及解决的方法 专题训练 专题训练 1 如图所示 物体 Q 与一质量可忽略的弹簧相连 静止在 光滑水平面上 物体 P 以某一速度与弹簧和物体 Q 发生正碰 已知碰撞是完全弹性的 而且两物质量相等 碰撞过程中 在下列情况下弹簧刚好处于最 大压缩值 A 当 P 的速度恰好等于零 B 当 P 与 Q 的相等时 C 当 Q 恰好开始运动时 D 当 Q 的速度等于 V 时 2 卡车在水平道路上行驶 货物随车厢底板上下振动而不脱离底板 设货物的振动简 谐运动 以向上的位移为正 其振动图象如图所示 在图象上取 a b c d 四点 则下 列说法中正确的是 A a 点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小 B b 点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大 C c 点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大 D d 点对应的时刻货物对车厢底板的压力等于货物重力 3 如图甲所示 一根轻弹簧竖直直立在水平地面上 下端固定 在弹簧的正上方有 一个物块 物块从高处自由下落到弹簧上端 O 处 将弹簧压缩了 x0时 物块的速度变为 零 从物块与弹簧接触开始 在如图乙所示的图象中 能正确反映物块加速度的大小随下 降的位移 x 变化的图象可能是 A B C D 甲 乙 用心 爱心 专心2 4 如图所示 R1 F2 R3 10 R4为不等于零的电阻 现 测得通过 R3的电流为 0 5A 则 a b 两点间的电压 Uab值不可 能为 A 15V B 14V C 13V D 10V 5 氢原子从 n 3 向 n 2 的能级跃迁时 辐射的光子照射在某金属上 刚好能发生光 电效应 则处于 n 4 的能级的氢原子向低能级跃迁时 在辐射的各种频率的光子中 能使 该金属发生光电效应的频率为 A 3 种 B 4 种 C 5 种 D 6 种 6 太阳光的可见光部分照射到地面上 通过一定的装置可观察太阳光谱 如图所示是 一简易装置 一加满清水的碗放在有阳光的地方 将平面镜 M 斜放入水中 调整其倾斜角 度 使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射 最后由水面折射回空气射到室内白墙上即 可观察到太阳光谱的七色光带 逐渐增大平面镜倾斜角度以后各色光陆续消失 则此七色 光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光是 A 红光 紫光 红光 B 紫光 红光 红光 C 红光 紫光 紫光 D 紫光 红光 紫光 7 一种电动打夯机的总质量为 M 其中质量为 m 的铁块可绕固定轴转动 其工作过 程是 铁块在电动机带动下由下向上转动 转到最高点后 在重力作用下由下向上转动 轴处摩擦不计 为安全 要求打夯机在工作过程中始终不离开地面 则此打夯机工作 过程中地面的最大压力为 8 如图所示 两带电金属板 A B 构成平行板电容器 从 高 h 处正对着 B 板的小孔自由释放质量为 m 电量为 q 的粒子 1 欲使粒子能打到 A 板上 两板间电势差 U 应满足的条件 阳光 M P Q 水 用心 爱心 专心3 2 如果粒子下落后动能取得最大值的最短时间为dh q mgd U 2 动能取得最小值的最短时间为 9 重为 G 的木块在力 F 的推动下沿着水平地面匀速运动 若木块与 水平地面问的滑动摩擦系数为 F 与水平方向的夹角为 当超过多少度 对 不论推力 F 多大 再不能使木块发生滑动 10 甲 乙两车总质量 包括人 车及砂袋 均为 500kg 在光滑水平面上沿同一直 线相向而行 两车速度大小分别为 v甲 3 8m s v乙 1 8m s 为了不相撞 甲车上 的人将编号分别为 1 2 3 n 质量分别为 1kg 2kg 3kg nkg 的砂袋依次 均以 20m s 对地 的速度水平抛入乙车 试求 1 第几号砂袋投人乙车后 甲车改变运动方向 2 第几号砂袋投人乙车后 两车尚未相遇 则不会相撞 11 如图所示 一质量为 M 的物体固定在劲度系数为 k 的轻弹簧的右端 轻弹簧的 左端固定在墙上 水平向左的外力握物体把弹簧压缩 使弹簧长度被压缩于 b 具有的弹 性势能为 E 在下列两种情况下 求在撤去外力后物体能够达到的最大速度 1 地面光滑 2 物体与地面的动摩擦因数为 12 如图所示 B C 两物体静止在光滑的水平面上 两者之间有一被压缩的短弹簧 弹簧与 B 连接 与 C 不连接 另一物体 A 沿水平面以 v0 5m s 的速度向右运动 为了防 止冲撞 现烧断用于压缩弹簧的细线 将 C 物体向左发射出去 C 与 A 碰撞后粘合在一起 已知 A B C 三物体的质量分别为 mA mB 2kg mC 1kg 为了使 C 与 B 不会再发生碰 撞 问 C 物体的发射速度至少多大 在细线未烧断前 弹簧储存的弹性势能至少为多少 13 如图所示 平行且光滑的两条金属导轨不计电阻 与水平面夹角为 30 导轨所 在区域有与导轨平面垂直的匀强磁场 磁感强度 B 0 4T 垂直于导轨的两金属棒 ab cd 的长度均为 L 0 5m 电阻均为 R 0 1 质量分别为 用心 爱心 专心4 m1 0 1kg m2 0 2kg 当 ab 棒在平行于斜面的外力作用下 以速度 v 1 5ms 1沿斜面向上 作匀速运动时 闭合电路的最大电流可达多大 14 如图所示 在 xoy 平面内有许多电子 质量为 m 电量为 e 从坐标原点 O 不断 地以相同大小的速度 v 沿不同的方向射入第 I 象限 现加上一个垂直于 xoy 平面的匀强 磁场 磁感应强度为 B 要求这些电子穿过该磁场后都能平行于 x 轴正方向运动 试求符 合该条件的磁场的最小面积 15 使原来不带电的导体小球与一带电量为 Q 的导体大球接触 分开之后 小球获得 电量 q 今让小球与大球反复接触 在每次分开后 都给大球补充电荷 使其带电量恢复 到原来的值 Q 求小球可能获得的最大电量 16 如图所示为车站使用的水平传送带的模型 它的水平传送带的长度为 L 8m 传 送带的皮带轮的半径均为 R 0 2m 传送带的上部距地面的高度为 h 0 45m 现有一个旅 行包 视为质点 以 v0 10m s 的初速度水平地滑上水平传送带 已知旅行包与皮带之间 的动摩擦因数为 0 6 本题中 g 取 10m s2 试讨论下列问题 若传送带静止 旅行包滑到 B 端时 人若没有及时取下 旅行包将从 B 端滑落 则 包的落地点距 B 端的水平距离为多少 设皮带轮顺时针匀速转动 并设水平传送带长度仍为 8m 旅行包滑上传送带的初速 度恒为 10m s 当皮带轮的角速度 值在什么范围内 旅行包落地点距 B 端的水平距离始 终为 中所求的水平距离 若皮带轮的角速度 1 40 rad s 旅行包落地点距 B 端的水平距 离又是多少 设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动 画出旅行包落地点距 B 端的水平距离 s 随皮带轮的角速度 变化的图象 17 一光电管的阴极用极限波长 5000 10m 的钠制成 用波长 3000 10 8 m 的紫 外线照射阴极 光电管阳极 A 和阴极 K 之间的电势差 U 2 1V 光电流的饱和值 I 0 56 A 1 求每秒内由 K 极发射的电子数 用心 爱心 专心5 2 求电子到达 A 极时的最大动能 3 如果电势差 U 不变 而照射光的强度增到原值的 3 倍 此时电子到达 A 极 时的最大动能是多大 普朗克常量 h 6 63 10 34J s 电子电量 e 1 60 10 19C 真空中的光 速 c 3 00 108m s 专题预测 专题预测 18 如图所示 地面高 h 其喷灌半径为 R 喷水龙头的长 度不计 每秒喷水质量为 m 所用水是水泵从地面下深 H 的 井里抽取的 设水以相同的速率水平喷出 那么水泵的功率至 少为 19 在光滑水平面上有一圆柱形气缸 缸内用活塞密闭一定质量的理想气体 气缸和 活塞质量均为 m 且绝热气缸内壁光滑 若气缸的左边固定半径为 R 的圆周的 4 1 光滑圆弧轨道 轨道最低的水平线与气缸内壁面等高 现让质量也 是 m 的小球从与圆心等高处静止滑下 1 求小球刚到达轨道最低点时对轨道的压力 2 若小球与活塞碰后粘在一起 求理想气体增加的最大内能是多少 20 如图所示 两个完全相同的球 重力大小均为 G 两球 与水平面间的动摩擦因数都为 一根轻绳两端固结在两个球上 在省得中点施加一个竖直向上的拉力 F 当绳被拉紧后 两段绳 的夹角为 问当 F 至少为多大时 两球将会发生滑动 F 用心 爱心 专心6 参考答案 参考答案 1 B 2 ACD 3 D 4 D 5 C 6 C 7 2Mg 6mg 8 1 2 q U h mg d g d t g c t 2 2 2 9 10 1 14 2 12 11 1 2 m E2 2 2 22 22222 k mg bkg mbk Egmvbk 12 1 vB 2 m s vC 4 m s CBA 0A mmm vm C BB m vm 弹簧的弹性势能 Ep m BvB2 mCvC2 2 22 1 42 12 J 2 1 2 1 2 1 2 1 13 5A 14 2 0 2 Be mv 15 qQ Qq qm 16 包的落smgLvaLvv 29610022 2 0 2 0 地点距 B 端的水平距离为 s vt v 2 0 6 m g h2 10 45 0 2 值的范围是 10rad s 当 1 40 rad s 时 包的落地点距 B 端的水平距离为 s1 2 4 m 见图 17 1 3 5 1015 2 3 38 10 19 3 3 38 10 19 18 mv2 mg H h 用心 爱心 专心7 19 N 3mg mgR 6 1 20 对结点分析 绳上拉力为 要小球滑动则有 2 cos2 F T 解得 2 cos 2 sin TGT 2 tan 2 G F 后补后补 质量均为 m 的小球 B 与小球 C 之间用一根轻质弹簧连接 现把它们 放置在竖直固定的内壁光滑的直圆筒内 平衡时弹簧的压缩量为 如图所 0 x