2012届高考物理二轮“力与运动”综合检测

用心 爱心 专心1 20122012 届高考物理二轮届高考物理二轮 力与运动力与运动 综合检测综合检测 时间 90 分钟 满分 100 分 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 本题共 10 个小题 每小题 4 分 共 40 分 每小题至少有一个选项正确 请将正确选项前的字母填在题后的括号内 1 如图 1 所示 一光滑的半圆形碗固定在水平地面上 质量为m1的小球用轻绳跨过 光滑碗连接质量分别为m2和m3的物体 平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用 则 m1 m2和m3的比值为 图 1 A 1 2 3 B 2 1 1 C 2 1 D 2 1 33 解析 根据半圆内的三角形为直角三角形 再根据力的合成可知 m2g m1gcos30 m1g m3g m1gsin30 m1g 所以m1 m2 m3 2 1 3 2 1 23 答案 C 2 如图 2 所示 两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球 小球可以在杆上无摩擦地自由滑动 两球用长为 2L的轻绳相连 今在轻绳中 点施加一个竖直向上的拉力F 恰能使两球沿竖直杆向上匀速运动 则每个小 球所受的拉力大小为 重力加速度为g 图 2 A mg 2 B mg C F 3 D F 3 解析 根据题意可知 两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形 对结点进行受力 分析 根据平衡条件可得 F 2F cos30 解得小球所受拉力F C 正确 3F 3 答案 C 3 2011 天津高考 质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行 其运动视 为匀速圆周运动 已知月球质量为M 月球半径为R 月球表面重力加速度为g 引力常量 为 G 不考虑月球自转的影响 则航天器的 A 线速度 v B 角速度 GM RgR C 运行周期 T 2 D 向心加速度 a R g Gm R2 用心 爱心 专心2 解析 由万有引力提供向心力可得 G ma m m 2R mR 再结合忽略自转 Mm R2 v2 R 4 2 T2 后G mg 在解得相关物理量后可判断 A C 正确 Mm R2 答案 AC 4 用一水平力F拉静止在水平面上的物体 在F从 0 开始逐渐增大 的过程中 加速度a随外力F变化的图像如图 3 所示 g 10 m s2 则 可以计算出 A 物体与水平面间的最大静摩擦力 B F为 14 N 时物体的速度 图 3 C 物体与水平面间的动摩擦因数 D 物体的质量 解析 由a F图像可知 拉力在 7 N 之前加速度都是 0 因此可知最大静摩擦力为 7 N 选项 A 正确 再由图像可知 当F 7 N 时 加速度为 0 5 m s2 当F 14 N 时 加速 度为 4 m s2 即F1 mg ma1 F2 mg ma2 可求得动摩擦因数及物体的质量 选项 C D 正确 物体运动为变加速运动 不能算出拉力为 14 N 时的速度 选项 B 错误 答案 ACD 5 如图 4 所示 在竖直的转动轴上 a b两点间距为 40 cm 细线ac长 50 cm bc长 30 cm 在c点系一质量为m的小球 在转动轴带着小球转动过程 中 下列说法不正确的是 图 4 A 转速小时 ac受拉力 bc松弛 B bc刚好拉直时 ac中拉力为 1 25mg C bc拉直后转速增大 ac拉力不变 D bc拉直后转速增大 ac拉力增大 解析 当细线bc刚好被拉直时 bc无拉力 如图所示 由于ab 40 cm bc 30 cm ac 50 cm 故 abc为直角三角形 绳ac的拉力F与重力 mg的合力提供向心力 故有F 1 25mg B 对 向心力F向 mg sin mg 4 5 若转速小时 需要的向心力小 tan 大 大 绳bc松弛 A 对 若bc拉直后 mg tan 转速增大 需要的向心力增大 bc的拉力增大 但在竖直方向上仍有Fsin mg F 1 25mg 即ac拉力不变 C 对 D 错 mg sin 答案 D 用心 爱心 专心3 6 一平行板电容器的两个极板水平放置 两极板间有一带电荷量不变的小油滴 油滴 在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比 若两极板间电压为零 经一段时间 后 油滴以速率v匀速下降 若两极板间的电压为U 经一段时间后 油滴以速率 2v匀速 上升 若两极板间电压增为 2U 油滴做匀速运动时速度的大小和方向将是 A 5v 向下 B 5v 向上 C 3v 向下 D 3v 向上 解析 当不加电场时 油滴匀速下降 即Ff kv mg 当两极板间电压为U时 油滴 向上匀速运动 即F电 2kv mg 解之得 F电 3mg 当两极板间电压为 2U时 电场力 方向不变 大小变为 6mg 油滴向上运动 当匀速运动时 6mg mg kv 解之得 v 5v B 项正确 答案 B 7 如图 5 所示 民族运动会上有一个骑射项目 运动员骑在奔驰的 马背上沿着跑道AB运动时拉弓放箭射向他左侧的固定靶 假设运动员骑 马奔驰的速度为v1 运动员静止时射出箭的速度为v2 跑道离固定靶的 最近距离OA d 若不计空气阻力的影响 要想命中目标且使射出的箭在 图 5 空气中飞行时间最短 则 A 运动员骑马奔驰时应该瞄准靶心放箭 B 运动员应该在距离A点为d的地方放箭 v1 v2 C 箭射到靶的最短时间为 d v2 D 箭射到靶的最短时间为 d v22 v12 解析 由于箭在各个方向上的运动具有等时性 欲使箭能在最短时间内到达固定靶 可以选择某一个方向进行独立研究 由于固定靶到跑道的距离OA d是定值 则该方向上 的速度越大时间自然就越短 考虑到马奔驰的速度方向垂直于OA方向 故v1无法分解到 OA方向 即马奔驰方向的运动速度不会影响OA方向的速度 因此只有将放箭的速度方向 沿OA方向 时间才最短 即射出去的箭身方向垂直于AB 但事实上箭有两个速度 由此 可知最短时间tmin C 对 D 错 箭的两个速度v1和v2的合速度一定是斜向v2的右方 d v2 然后箭在水平方向匀速运动到A点 因此放箭的位置一定要在A点之前 放箭时不是直接 对准靶心 A 错 运动员应该在距离A点s处放箭 满足的条件是 即s d B s v1 d v2 v1 v2 对 答案 BC 用心 爱心 专心4 8 2011 安徽高考 一般的曲线运动可以分成很多小段 每小段都 可以看成圆周运动的一部分 即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧 来代替 如图 6 甲所示 曲线上A点的曲率圆定义为 通过A点和曲线 上紧邻A点两侧的两点作一圆 在极限情况下 这个圆就叫做A点的曲 率圆 其半径 叫做A点的曲率半径 现将一物体沿与水平面成 角 的方向以速度v0抛出 如图乙所示 则在其轨迹最高点P处的曲率半径是 图 6 A B v2 0 g v2 0sin2 g C D v2 0cos2 g v2 0cos2 gsin 解析 根据运动的分解 物体在最高点的速度等于水平分速度 即为v0cos 在最 高点看成是向心力为重力的圆周运动的一部分 则mg m v0cos 2 C 项正确 v0cos 2 g 答案 C 9 一物体静置在平均密度为 的球形天体表面的赤道上 已知引力常量为G 若由 于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零 则天体自转周期为 A B 4 3G 1 2 3 4 G 1 2 C D G 1 2 3 G 1 2 解析 对于物体 根据牛顿第二定律 G mR和 得 T 选项 Mm R2 4 2 T2 M 4 3 R3 3 G D 正确 答案 D 10 如图 7 所示 有些地区的铁路由于弯多 弯急 路况复杂 依靠现有车型提速的难度较大 铁路部门通过引进摆式列车来解决转 弯半径过小造成的离心问题 摆式列车是集电脑 自动控制等高新技 术于一体的新型高速列车 当列车转弯时 在电脑控制下 车厢会自 动倾斜 使得车厢受到的弹力FN与车厢底板垂直 FN与车厢重力的 图 7 用心 爱心 专心5 合力恰好等于向心力 车厢没有离心侧翻的趋势 当列车行走在直线上时 车厢又恢 复原状 就像玩具 不倒翁 一样 它的优点是能够在现有线路上运行 无需对线路等设 施进行较大的改造 运行实践表明 摆式列车通过弯道的速度可提高 20 40 最高可达 50 摆式列车不愧为 曲线冲刺能手 假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶 以 360 km h 的速度转弯 转弯半径为 2 km 则质量为 50 kg 的乘客在拐弯过程中所受到的火 车给他的作用力约为 g取 10 m s2 A 500 N B 559 N C 707 N D 0 解析 v 360 km h 100 m s 他需要的向心力F mv2 R 250 N 火车给他的作用 力FN 559 N mg 2 F2 答案 B 第 卷 非选择题 共 60 分 二 实验题 本大题共 2 小题 共 16 分 把答案填在题中横线上或按要求作答 11 8 分 1 在探究求合力的方法时 先将橡皮条的一端固定在水平木板上 另一端 系上带有绳套的两根细绳 实验时 需要两次拉伸橡皮条 一次是通过两细绳用两个弹簧 秤互成角度地拉橡皮条 另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条 下列哪些说法是正确 的 A 两次拉伸橡皮条 需将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 B 两次拉伸橡皮条 需将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 C 拉橡皮条的细绳要长些 标记同一细绳方向的两点要远些 D 弹簧秤 细绳 橡皮条都应与木板平行 2 在某一力学实验中 打出的纸带如图 8 所示 相邻计数点的时间间隔是T 测出纸 带各计数点之间的距离分别为x1 x2 x3 x4 为使由实验数据计算的结果更精确些 加 速度的平均值为a 打下C点时的速度vC 图 8 解析 1 本实验的目的是探究合力产生的效果与分力产生的效果相同 故 A B 对 对 C 可减少确定力的方向时产生的误差 对 D 可保证合力与分力在同一个平面内 2 把x1 x2 x3 x4分成 x1 x2 和 x3 x4 两大段 每大段的时间是 2T 由 x2 x1 aT2得 x3 x4 x1 x2 a 2T 2 解出a vC x3 x4 x1 x2 4T2 x2 x3 2T 用心 爱心 专心6 答案 1 ABCD 2 x3 x4 x1 x2 4T2 x2 x3 2T 12 8 分 为了验证 当质量一定时 物体的加速度与它所受的合外力成正比 一组 同学用图 9 所示的装置进行实验 并将得到的实验数据描在图 10 所示的坐标图中 图 9 1 在图 10 中作出a F图线 图 10 2 由a F图线可以发现 该组同学实验操作中遗漏了 这个步骤 3 根据a F图线可以求出系统的质量是 保留两位有效数字 解析 本题考查验证牛顿第二定律的实验 2 图像中的图线不过原点 当加速度为零 时 F不为零 说明没有平衡摩擦力 3 图像中图线的斜率表示质量的倒数 可以求出质 量 答案 1 如图 2 平衡摩擦力 3 0 30 0 33 kg 三 计算题 本题共 4 个小题 共 44 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演 算步骤 有数值计算的要注明单位 13 10 分 一辆长为l1 5 m 的汽车以v1 15 m s 的速度在公路上匀速行驶 在离铁 路与公路交叉点x1 175 m 处 汽车司机突然发现离交叉点x2 200 m 处有一列长为 l2 300 m 的列车以v2 20 m s 的速度行驶过来 为了避免事故的发生 汽车司机立刻使 汽车减速 让列车先通过交叉点 求汽车减速的加速度至少多大 不计汽车司机的反应时 间 用心 爱心 专心7 解析 列车驶过交叉点用时 t l2 x2 v2 t 25 s 若汽车在 25 s 内位移为x1 175 m 则 v1t at2 x1 1 2 a 0 64 m s2 此时v v1 at v 1 m s 因此汽车已经在 25 s 前冲过了交叉点 发生了交通事 故 不合题意 要使汽车安全减速 必须在小于 25 s 的时间内汽车速度减小为零 这样才能使它的位 移小于 175 m 由v 2ax1 得a m s2 0 643 m s2 2 1 9 14 汽车减速的加速度至少为 0 643 m s2 答案 0 643 m s2 14 10 分 天文学家将相距较近 仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星 双星系统在银河系中很普遍 利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量 已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动 周期均为 T 两颗恒星之间的距离为r 试推算这个双星系统的总质量 引力常量为G 解析 设两颗恒星的质量分别为m1 m2 做圆周运动的半径分别为r1 r2 角速度分 别是 1 2 根据题意有 1 2 r1 r2 r 根据万有引力定律和牛顿第二定律 有 G m1 r1 m1m2 r212 G m2 r2 m1m2 r222 联立以上各式解得 r1 m2r m1 m2 根据角速度与周期的关系知 1 2 2 T 联立 式解得m1 m2 4 2r3 T2G 用心 爱心 专心8 答案 4 2r3 T2G 15 12 分 2011 山东高考 如图 11 所示 在高出水平地面 h 1 8 m 的光滑平台上放置一质量M 2 kg 由两种不同材料连 接成一体的薄板A 其右段长度l1 0 2 m 且表面光滑 左段表面 粗糙 在A最右端放有可视为质点的物块B 其质量m 1 kg B与A左段间动摩擦因数 0 4 开始时二者均静止 现对A施加F 20 N 图 11 水平向右的恒力 待B脱离A A尚未露出平台 后 将A取走 B离开平台后的落地点 与平台右边缘的水平距离x 1 2 m 取g 10 m s2 求 1 B离开平台时的速度vB 2 B从开始运动到刚脱离A时 B运动的时间tB和位移xB 3 A左段的长度l2 解析 1 设物块平抛运动的时间为t 由运动学知识可得 h gt2 1 2 x vBt 联立 式 代入数据得vB 2 m s 2 设B的加速度为aB 由牛顿第二定律和运动学的知识得