2016年高考物理试题分类汇编

1 106 20162016 年高考物理试题分类汇编及答案解析年高考物理试题分类汇编及答案解析 专题一 直线运动专题一 直线运动 一 选择题一 选择题 1 全国新课标 I 卷 21 甲 乙两车在平直公路上同向行 驶 其图像如图所示 已知两车在时并排行驶 vt 3ts 则 A 在时 甲车在乙车后 1st B 在时 甲车在乙车前 0t 7 5m C 两车另一次并排行驶的时刻是 2st D 甲 乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m 答案 BD 解析 根据图 甲 乙都沿正方向运动 时 甲 乙相遇 vt 3st 30m sv甲 由位移和图面积对应关系 0 3 内的位移 25m sv乙 vt 故时 甲乙相距 1 3 30m 45m 2 x 甲 1 310 25 m 52 5m 2 x 乙 0t 即甲在乙前方 B 选项正确 1 7 5mxxx 乙甲7 5m 0 1 内 说明甲 乙 1 1 10m 5m 2 x 甲 1 110 15 m 12 5m 2 x 乙 2 7 5mxxx 乙甲 第一次相遇 A C 错误 甲 乙两次相遇地点之间的距离为 所以 D 选项正确 45m5m 40mxxx 甲甲 2 全国新课标 II 卷 19 两实心小球甲和乙由同一种材料制成 甲球质量大 于乙球质量 两球在空气中从静止开始下落 假设它们运动时受到的阻力 与球的半径成正比 与球的速率无关 若它们下落相同的距离 则 2 106 A 甲球用的时间比乙球长 B 甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C 甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 答案 BD 解析 由已知可设 则受力分析得 fkR Fmgf 乙 Fma 乙 3 4 3 mR 由 得 2 4 3 k ag R 由 可知 C 错 mm 乙乙 乙乙 aa 乙乙 由 v t 图可知甲乙位移相同 则 B 对 vv 乙乙 A 错 tt 乙乙 由功的定义可知 Wf x 乙乙 xx 乙乙 ff 乙乙 则 D 对 WW 乙乙乙乙乙乙 3 全国新课标 III 卷 16 一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动 在时 间间隔t内位移为 s 动能变为原来的 9 倍 该质 点的加速度为 A B C D 答案 A 解析 设初速度为 末速度为 根据题意可 1 v 2 v 3 106 得 解得 根据 可得 解得 22 12 11 9 22 mvmv 21 3vv 0 vvat 11 3 vvat 代入可得 1 2 at v 2 1 1 2 svtat 2 s a t 故 A 正确 4 上海卷 14 物体做匀加速直线运动 相继经过两段距离为 16 m 的路程 第一段用时 4 s 第二段用时 2 s 则物体的加速度是 A B C D 2 2 m s 3 2 4 m s 3 2 8 m s 9 2 16 m s 9 答案 B 解析 根据题意 物体作匀加速直线运动 t 时间内的平均速度等于中间时 刻的瞬时速度 在第一段时间内中间时刻的瞬时速度 在第 11 16 4 vvm s 二段时间内中间时刻的瞬时速度为 则物体加速度为 22 16 2 vvm s 故 B 正确 21 844 33 vv am sm s t 5 江苏卷 5 小球从一定高度处由静止下落 与地面碰撞后回到原高度再次 下落 重复上述运动 取小球的落地点为原点建立坐标系 竖直向上为正方向 下列速度 和位置的关系图象中 能描述该过程的是 vx 答案 A 难 上半段为上升过程 下半段为下落过程 解析 由题意知 小球在下落的过程中速度方向向下 与题目中规定的正方 向相反 为负值 C D 错 小球的运动为匀变速运动 依据可知速 22 0 2vvax 度与时间的关系为二次函数 故 A 正确 B 错 上半段为上升过程 6 海南卷 1 在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出 不计空气阻力 则小球在随后的运动中 A 速度和加速度的方向都在不断变化 B 速度与加速度方向之间的夹角一直减小 C 在相等的时间间隔内 速率的该变量相等 D 在相等的时间间隔内 动能的改变量相等 P O x y 4 106 答案 B 解析 物体做平抛运动 说明加速度不变 速度的大小和方向尽管在变化 A 错 如图所示 随着时间 t 的变大 tan 变小 则 变小 选 0 tan v gt 项 B 正确 根据加速度定义可知 则在等时间间隔内 速度的变化量vg t 等 C 错误 C 错误 依据动能定理 在等时间间隔内 动能的该变量等于重力 的功 由于平抛在竖直方向上 在等时间内位移不等 故 D 错误 二 计算题二 计算题 1 四川卷10 题 17 分 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施 由制动坡床和防撞设施等组成 如图竖直平面 内 制动坡床视为水平面夹角为的斜面 一辆长 12 m 的载有货物的货车因刹车失灵从干 道驶入制动坡床 当车速为 23 m s 时 车尾位于制动坡床的低端 货物开始在车厢内向车 头滑动 当货物在车厢内滑动了 4 m 时 车头距制动坡床顶端 38 m 再过一段时间 货车 停止 已知货车质量是货物质量的 4 倍 货物与车厢间的动摩擦因数为 0 4 货车在制动坡 床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总 重的 0 44 倍 货物与货车分别视为小滑块和平 板 取 求 1 货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向 2 制动坡床的长度 解 1 设货物的质量为 m 货物在车厢内滑动过程中 货物与车厢的动摩擦因数 0 4 受摩擦力大小为 f 加速度大小为 a1 则 联立 并代入数据得 a1 5 m s a1的方向沿制动坡床向下 2 设货车的质量为 M 车尾位于制动坡床底端时的车速为 v 23 m s 货车在车厢内开始 滑动到车头距制动坡床顶端 s0 38m 的过程中 用时为 t 货物相对制动坡床的运动距离为 5 106 s1 在车厢内滑动的距离 s 4m 货车的加速度大小为 a2 货车相对制动坡床的运动距离为 s2 货车受到制动坡床的阻力大小为 F F 是货车和货物总重的 k 倍 k 0 44 货车长度 l0 12m 制动坡床的长度为 l 则 联立 并代入数据得 专题二 相互作用专题二 相互作用 一 选择题一 选择题 1 全国新课标 I 卷 19 如图 一光滑的轻滑轮用细绳悬挂于点 另一 OOO 细绳跨过滑轮 其一端悬挂物块 另一端系一位于水平 a 粗糙桌面上的物块 外力向右上方拉 整个系统处 bFb 于静止状态 若方向不变 大小在一定范围内变化 F 物块 仍始终保持静止 则 b A 绳的张力也在一定范围内变化 OO B 物块 所受到的支持力也在一定范围内变化 b C 连接 和 的绳的张力也在一定范围内变化 ab D 物块 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 b 答案 BD 6 106 解析 由题意 在保持方向不变 大小发生变化的过程中 F 物体 均保持静止 各绳角度保持不变 选 受力 aba 分析得 绳的拉力 所以物体 受到绳的拉力 a Tm g a 保持不变 由滑轮性质 滑轮两侧绳的拉力相等 所 以 受到绳的拉力大小 方向均保持不变 C 选项错误 b 受到绳的拉力大小方向均不变 所以的张力 ab OO 不变 A 选项错误 对 进行受力分析 并将各力沿水 b 平方向和竖直方向分解 如上图所示 由受力平衡得 和始终不变 当大小在一定范围内变化时 xx TfF yyb FNTm g Tb m g F 支持力在一定范围内变化 B 选项正确 摩擦力也在一定范围内发生变化 D 选 项正确 故答案选 BD 2 全国新课标 II 卷 14 质量为m的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上 用水 平向左的力F缓慢拉动绳的中点 O 如图所示 用T表示绳 OA 段拉力的大 小 在 O 点向左移动的过程中 A F逐渐变大 T逐渐变大 B F逐渐变大 T逐渐变小 C F逐渐变小 T逐渐变大 D F逐渐变小 T逐渐变小 答案 A 解析 动态平衡问题 与的变化情况如图 FT 可得 FFF TTT 3 全国新课标 III 卷 17 如图 两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固 定圆弧上 一细线穿过两轻环 其两端各系一质量为 m 的小 球 在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小 物块 平衡时 a b 间的距离恰好等 于圆弧的半径 不计所有摩擦 小物 块的质量为 A B 2 m3 2 m C m D 2m g f Tx Ty N mb T Fx Fy F 7 106 答案 C 解析 如图所示 Oab 为等边三角形 则 根据几120 aO b Tmg 何关系可知 绳子上张力的合力等于 所以小物块的质量为 m C 正确 m g 4 上海卷 15 如图 始终竖直向上的力F作用在三角板 A 端 使其绕 B 点 在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度 力 F对 B 点的力矩为M 则转动过程中 A M减小 F增大 B M减小 F减小 C M增大 F增大 D M增大 F减小 答案 A 解析 受力如图所示 对三角板受力分析受到重力 支持力和拉力 由于缓 慢转动 三角板近似平衡 所以有 在转动过程中 支持力减小而GNF 拉力F在增加 力矩是力与力到作用点的距离的乘积 应用极端思维法 当三 角板被竖直时 力与转动轴的距离为零 此时力矩为零 故此过程中力矩在减 小 选项 A 正确 5 江苏卷 1 一轻质弹簧原长为8 cm 在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm 弹 簧未超出弹性限度 则该弹簧的劲度系数为 A 40 m N B 40 N m C 200 m N D 200 N m 答案 D 解析 根据胡克定律 代入数据可得 故选 DFkx 200 kN m 6 江苏卷 9 如图所示 一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出 鱼缸最终 Tmg T T m g o o a b F G N B 8 106 没有滑出桌面 若鱼缸 桌布 桌面两两之间的动摩擦因数均相等 则在上 述过程中 A 桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B 鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C 若猫增大拉力 鱼缸受到的摩擦力将增大 D 若猫减小拉力 鱼缸有可能滑出桌面 答案 BD 解析 鱼缸受力如图 f 向右 A 错误 鱼缸与桌布 鱼缸与桌面间动摩擦因数相同 则在桌布上加速和在桌 面上减速的时间是相等的 B 对 如增大拉力 鱼缸与 桌布之间的摩擦力还是滑动摩擦力 大小是不变的 C 错误 若减小拉力 桌布的加速度会减小 鱼缸与桌布可能相对滑动页有可能 相对静止 鱼缸在桌面运动的时间变长 所以鱼缸由可能画出桌面 D 正确 7 浙江卷 17 如图所示为一种常见的身高体重测量仪 测量仪顶部向下发 射波速为v的超声波 超声波经反射后返回 被测量仪接收 测量仪记录发射 和接收的时间间隔 质量为M0的测重台置于压力传感器上 传感器输出电压与 作用在其上的压力成正比 当测重台没有站人时 测量仪记录的时间间隔为 t0 输出电压为U0 某同学站上测重台 测量仪记录的时间间隔为t 输出电 压为U 则该同学的身高和质量分别为 A v t0 t B v t0 t 0 0 M U U 1 2 0 0 M U U C v t0 t D v t0 t 0 0 0 M UU U 1 2 0 0 0 M UU U 答案 D 解析 当侧重台没有站人时 站人时 0 2xvt 00 UkM g 解得 故选 D 2 xhvt 0 Uk M gmg 0 0 0 M mUU U 8 海南卷 2 如图 在水平桌面上放置一斜面体P 两长方体 物块a和b叠放在P的斜面上 整个系统处于静止状态 若将a和 G N f 9 106 b b与P P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1 f2和f3表示 则 A f1 0 f2 0 f3 0 B f1 0 f2 0 f3 0 C f1 0 f2 0 f3 0 D f1 0 f2 0 f3 0 答案 C 解析 整体受力如图所示 由平衡条件可知 ab 为整体受力如图 3 0f ab 有整体下滑趋势 则 同理 ab 之间也有摩擦力 故选 C 2 0f 1 0f 专题三 牛顿运动定律专题三 牛顿运动定律 一 选择题一 选择题 1 全国新课标 I 卷 18 一质点做匀速直线运动 现对其施加一恒力 且原来 作用在质点上的力不发生改变 则 A 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D 质点单位时间内速率的变化量总是不变 答案 BC 解析 质点一开始做匀速直线运动 处于平衡状态 施加恒力后 则该质点的合外力 为该恒力 若该恒力方向与质点原运动方向不共线 则质点做曲线运动 质点速度方向时 刻与恒力方向不同 故 A 错 若的方向某一时刻与质点运动方向垂直 之后质点作曲线运动 力与运动方 F 向夹角会发生变化 例如平抛运动 故 B 正确 由牛顿第二定律可知 质点加速度方向与其所受合外力方向相同 根据加速度的定义 相等时间内速度变化量相同 速率变化量不一定相同 故 D 错 2 全国新课标 III 卷 20 如图 一固定容器的内壁是半径为R的半球面 在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P 它在容器内壁由静止下滑到 最低点的过程中 克服摩擦力做的功为W 重力加速度大小 G N 2 f 10 106 为g 设质点P在最低点时 向心加速度的大小为a 容器对它的支持力大小为 N 则 A B C D 答案 AC 解析 质点 P 下滑过程中 利用动能定理可得 在最低点由牛顿第二定律有 2 1 2 f mgRWmv 可得 2 mv Nmgma R 2 32 ff mgRWmgRW aN mRR 故 B D 错误 A C 正确 3 上海卷 4 如图 顶端固定着小球的直杆固定在小车上 当小车向右做匀 加速运动时 球所受合外力的方向沿图中的 A OA 方向 B OB 方向 C OC 方向 D OD 方向 答案 D 解析 据题意可知 小车向右做匀加速直线运动 由于球固定在杆上 而杆 固定在小车上 则三者属于同一整体 根据整体法和隔离法的关系分析可知 球和小车的加速度相同 所以球的加速度也应该向右 故选项 D 正确 4 上海卷 7 在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装 置 体验者在风力作用下漂浮在半空 若减小风力 体验者在加速下落过程中 A 失重且机械能增加 B 失重且机械能减少 C 超重且机械能增加 D 超重且机械能减少 mg N ma mg f 11 106 答案 B 解析 据题意 体验者漂浮时 在加速下降过程中 即mgf mgf 重力对体验者做正功 风力做负功 体验者的机械能减小 加速下降过程中 加速度方向向下 体验者处于失重状态 故选项 B 正确 5 天津卷 8 我国高铁技术处于世界领先水平 和谐号动车组是由动车和拖 车编组而成 提供动力的车厢叫动车 不提 供动力的车厢叫拖车 假设动车组各车厢质 量均相等 动车的额定功率都相同 动车组 在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正 比 某列动车组由 8 节车厢组成 其中第 1 和 5 节车厢为动车 其余为拖车 则该动车组 A 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B 做匀加速运动时 第 5 6 节与第 6 7 节车厢间的作用力之比为 3 2 C 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D 与改为 4 节动车带 4 节拖车的动车组最大速度之比为 1 2 答案 BD 解析 列车启动时 乘客随车厢一起加速 加速度方向与车的运动方向相同 故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同 A 错 对动车组 由牛顿第 二定律有 则 以 6 7 8 节车厢为整体 288Fkmgma 4 F akg m 对 7 8 有 则 5 6 节与 7 8 节 56 330 75fmakmgF 67 220 5fmakmgF 间作用力之比为 3 2 B 对 由可得 则 C 错误 8 节车厢有 2 节 2 1 2 kMgsMv 2 2 v s kg 动车时的最大速度 同理有 4 节动车时的最大速度 则 1 2 8 m P v kmg 2 4 8 m P v kmg 1 2 1 2 m m v v D 正确 故选 BD 6 海南卷 5 沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用 其下滑的速度 时间图线如图所示 已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数 在 0 5s 5 10s 10 15s 内F的大小分别为F1 F2和F3 则 12 106 A F1F3 C F1 F3 D F1 F3 答案 A 解析 根据图像可以知道 在内加速度为 方向沿斜面vt 0 5s 1 2 0 2 m s a 向下 在内 加速度 在内加速5 10s 2 0 a 10 15s 度为 方向沿斜面向上 受力分析如图 1 2 0 2m s a 在内 根据牛顿第二定律 0 5s 则 11 sinmgfma F 1 sin0 2mgfm F 在内 根据牛顿第二定律 则 5 10s 22 sinmgfma F 2 sinmgf F 在内 根据牛顿第二定律 则 10 15s 33 sinfmgma F 3 sin0 2mgfm F 故可以得到 故选项 A 正确 321FFF 二 填空题二 填空题 1 上海卷 25 地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动 力F随 高度x的变化关系如图所示 物体能上升的最大高为 h hTB B EkA EKb C SA SB D 33 22 AB AB RR TT 答案 AD 解析 根据知 轨道半径越大 周期越大 所以TA TB 故 A 2 22 4 Mm Gmr rT 正确 由知 所以vB vA 又因为质量相等 所以 r v m r Mm G 2 2 r GM v EkB EkA 故 B 错误 根据开普勒第二定律可知 同一行星与地心连线在单位时 间内扫过的面积相等 所以 C 错误 由开普勒第三定律知 D 正确 6 四川卷 3 国务院批复 自 2016 年起将 4 月 24 日设立为 中国航天日 1970 年 4 月 24 日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号 目前仍然在椭 圆轨道上运行 其轨道近地点高度约为 440km 远地点高度约为 28 106 2060km 1984 年 4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 35786km的地球同步轨道上 设东方红一号在远地点的加速度为a1 东方红二 号的加速度为a2 固定在地球赤道 上的物体随地球自转的加速度为a3 则 a1 a2 a3的大小关系为 A a2 a1 a3B a3 a2 a1C a3 a1 a2 D a1 a2 a3 答案 D 解析 由于东方红二号卫星是同步卫星 则其角速度和赤道上的物体角速度 相等 可得出 2 ar 由于 则可以得出 23 rr 23 aa 由万有引力定律 及题目中数据可以得出 2 Mm Gma r 12 rr 则可以得出 故整理 得出选项 D 正确 21 aa 7 海南卷 7 通过观察冥王星的卫星 可以推算出冥王星的质量 假设卫星 绕冥王星做匀速圆周运动 除了引力常量外 至少还需要两个物理量才能计算 出冥王星的质量 这两个物理量可以是 A 卫星的速度和角速度 B 卫星的质量和轨道半径 C 卫星的质量和角速度 D 卫星的运行周期和轨道半径 答案 AD 解析 根据线速度和角速度可以求出半径 根据万有引力提供向心力则 v r 整理可以得到 故选项 A 正确 由于卫星的质量 2 2 GMmv m rr 23 r M GG vv 约掉 故与卫星的质量无关 故选项 BC 错误 若知道卫星的周期和半径 则m 整理得到 故选项 D 正确 2 2 2 GMm mr r T 23 2 4 M G r T 二 填空题二 填空题 1 上海卷 22B 两颗卫星绕地球运行的周期之比为 27 1 则它们的角速度 之比为 轨道半径之比为 29 106 答案 1 27 9 1 解析 据题意 卫星饶地球做匀速圆周运动 卫星的运行角速度与周期关系 为 即角速度与周期成反比 则 两颗卫星做匀速圆周 2 w T 12 21 1 27 wT wT 运动 由万有引力提供向心力 则有 即 所以有 2 2 Mm Gmrw r 3 2 GM r w 2 12 3 2 21 9 1 rw rw 三 计算题 1 江苏卷 13 15 分 据报道 一法国摄影师拍到 天宫一号 空间站飞过 太阳的瞬间 照片中 天宫一号 的太阳帆板轮廓清晰可见 如图所示 假设 天宫一号 正以速度v 7 7 km s 绕地球 做匀速圆周运动 运动方向与太阳帆板两端 M N的连线垂直 M N间的距离L 20 m 地磁 场的磁感应强度垂直于v MN所在平面的分量 B 1 0 10 5 T 将太阳帆板视为导体 1 求M N间感应电动势的大小E 2 在太阳帆板上将一只 1 5 V 0 3 W 的小灯泡与M N相连构成闭合电 路 不计太阳帆板和导线的电阻 试判断小灯泡能否发光 并说明理由 3 取地球半径R 6 4 103 km 地球表面的重力加速度g 9 8 m s2 试估算 天宫一号 距离地球表面的高度h 计算结果保留一位有效数字 答案 1 1 54V 2 不能 3 4 105 m 解析 1 法拉第电磁感应定律有 E BLv 代入数据得 E 1 54V 2 不能 因为穿过闭合回路的磁通量不变 不产生感应电流 3 在地面 2 Mm Gmg R 匀速圆周运动 2 2 Mmv Gm RhRh 解得 代入数据得 2 2 gR hR v 5 4 10hm 30 106 专题六 机械能守恒定律专题六 机械能守恒定律 一 选择题一 选择题 1 全国新课标 II 卷 16 小球 P 和 Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上 P 球的质量大于 Q 球的质量 悬挂 P 球的绳比悬挂 Q 球的绳短 将两球拉起 使两绳均被水平拉直 如图所示 将两球由静止释放 在各自轨迹的最低 点 A P 球的速度一定大于 Q 球的速度 B P 球的动能一定小于 Q 球的动能 C P 球所受绳的拉力一定大于 Q 球所受绳的拉力 D P 球的向心加速度一定小于 Q 球的向心加速度 答案 C 解析 由动能定理可知 2 1 0 2 mgLmv 2vgL 由 则 A 错 12 ll PQ vv 大小无法判断 B 错 2kQQ Em gl 1kPP Em gl 受力分析 31 106 TmgF 乙 2 v Fm L 乙 FFma 乙乙 由 得 3Tmg 2ag 则 C 对 pQ TT D 错 PQ aa 2 全国新课标 II 卷 21 如图 小球套在光滑的竖直杆上 轻弹 簧一端固定于 O 点 另一端与小球相连 现将小球从 M 点由静止 释放 它在下降的过程中经过了 N 点 已知在 M N 两点处 弹 簧对小球的弹力大小相等 且 在小球从 M 2 ONMOMN 点运动到 N 点的过程中 A 弹力对小球先做正功后做负功 B 有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C 弹簧长度最短时 弹力对小球做功的功率为零 D 小球到达 N 点时的动能等于其在 M N 两点的重力势能差 答案 BCD 解析 由题意可知在运动过程中受力如下 小球的位移为MN 则从 弹簧处于压缩态 则弹力做负功 MA 从 弹簧从压缩变为原长 弹力做正功 AB 从 弹簧从原长到伸长 弹力做负功 BN 则 A 错 在 A 点受力如下 则 即 B 对在 B 点弹簧处于原长则受力如下 Fmg 乙 ag 32 106 在 A 点时 垂直于杆 则 C 对 F乙 cos 0PF V 乙乙 从 M 到 N 小球与弹簧机械能守恒 则 即 kP EE 乙乙 0 kNPMPNPNPM EEEEE 重重弹弹 由于 M N 两点弹簧弹力相同 由胡克定律可知 弹簧形变量相同 则 即 D 对 PNPM EE 乙乙KNPMPN EEE 乙乙 3 四川卷 1 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员 他在一次自 由式滑雪空中技巧比 赛中沿 助滑区 保持同一姿态下滑了一段距离 重 力对他做功 1900J 他克服阻力做功 100J 韩晓鹏在此过程中 A 动能增加了 1900J B 动能增加了 2000J C 重力势能减小了 1900J D 重力势能减小了 2000J 答案 C 解析 由题可得 重力做功 1900J 则重力势能减少 1900J 可得 C 正确 D 错误 由 动能定理 Gfk WWE 可得动能增加 1800 J 则 A B 错误 4 浙江卷 18 如图所示为一滑草场 某条滑道由上下两段高均为 h 与水 平面倾角分别为 45 和 37 的滑道组成 滑草车与草地之间的动摩擦因数为 质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑 经 过上 下两段滑道后 最后恰好静止于滑道的底端 不 计滑草车在两段滑道交接处的能量损失 则 sin37 0 6 cos37 0 8 A 动摩擦因数 6 7 33 106 B 载人滑草车最大速度为 2 7 gh C 载人滑草车克服摩擦力做功为mgh D 载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为 3 5 g 答案 AB 解析 由动能定理得 解得 2cot45cot370mg hmghmgh 6 7 选项 A 正确 对前一段轨道 解得 B 正确 2 1 cot45 2 mghmghmv 2 7 gh v 载人滑草车克服摩擦力做功 2mgh C 错误 载人滑草车在下段滑道上的加速度 D 错误 选 AB sin37cos373 35 mgmg ag m 二 填空题二 填空题 1 天津卷 9 1 如图所示 方盒 A 静止在光滑的水平面上 盒内有一个小 滑块 B 盒的质量是滑块质量的 2 倍 滑块与盒内 水平面间的动摩擦因数为 若滑块以速度 v 开 始向左运动 与盒的左右壁发生无机械能损失的 碰撞 滑块在盒中来回运动多次 最终相对盒静止 则此时盒的速度大小为 滑块相对盒运动的路程 答案 3 v 2 3 v g 解析 试题分析 设滑块质量为 m 则盒子的质量为 2m 对整个过程 由动量守恒定 律可得 mv 3mv共 解得 v共 3 v 由能量关系可知 22 11 3 223 v mgxmvm 解得 2 3 v x g 三 计算题三 计算题 34 106 1 全国新课标 I 卷 25 18 分 如图 一轻弹簧原长为 其一端固定在 2R 倾角为的固定直轨道的底端 A 处 另一端位于直轨道上 B 处 弹簧处 37 AC 于自然状态 直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于点 5 6 R C 均在同一竖直平面内 7ACRABCD 质量为的小物块自点由静止开始下滑 mPC 最低到达点 未画出 随后沿轨道被弹 EP 回 最高到达点 已知与直 F4AFR P 轨道间的动摩擦因数 重力加速度大小 1 4 为 取 g 3 sin37 5 4 cos37 5 1 求第一次运动到点时速度的大小 PB 2 求运动到点时弹簧的弹性势能 PE 3 改变物块的质量 将推至点 从静止开始释放 已知自圆弧轨道的 PPEP 最高点处水平飞出后 恰好通过点 点在点的左下方 与点水平 D GGCC 相距 竖直相距 求运动到点时速度的大小和改变后的质量 7 2 R RPDP 解析 1 选为研究对象 受力分析如图 P 设加速度为 其垂直于斜面方向受力平衡 PacosGN 沿斜面方向 由牛顿第二定律得 sinGfma 且 可得 fN 2 sincos 5 aggg 对段过程 由 CB 22 0 2 t vvas 代入数据得点速度 B 2 B vgR 2 从点出发 最终静止在 分析整段过程 PCF 由到 重力势能变化量 CF 3 sin P EmgR 减少的重力势能全部转化为内能 设点离点的距离为 从到 产热 EBxRCF 35 106 cos 72 QmgRxR 由 联立 解得 P QE 1x 研究从点运动到点过程 PCE 重力做功 sin 5 G WmgRxR 摩擦力做功 cos 5 f WmgRxR 动能变化量 0J k E 由动能定理 Gfk WWWE 弹 代入得 12 5 mgR W 弹 由 到点时弹性势能为 EW 弹弹E E弹 12 5 mgR 3 其几何关系如下图 可知 2 3 OQR 1 2 CQR 由几何关系可得 点在左下方 竖直高度差为 GD 5 2 R 水平距离为 3R 设从点抛出时速度为 到点时间为 PD0 v Gt 其水平位移 0 3Rv t 竖直位移 2 51 22 Rgt 解得 0 3 5 5 gR v 研究从点到点过程 设此时质量为 此过程中 PEDP m 重力做功 351 6 sin 210 G Wm gRRm gR 摩擦力做功 6 6 cos 5 f Wm gRm gR 弹力做功 12 5 WEmgR 弹弹 动能变化量 2 0 1 0J 2 k Em v 9 10 m gR 36 106 由动能定理 Gfk WWWE 弹 将 代入 可得 1 3 mm 2 全国新课标 II 卷 25 20 分 轻质弹簧原长为 2l 将弹簧竖直放置在地 面上 在其顶端将一质量为 5m的物体由静止释放 当弹簧被压缩到最短时 弹 簧长度为l 现将该弹簧水平放置 一端固定在 A 点 另一端与物块 P 接触但 不连接 AB 是长度为 5l的水平轨道 B 端与半径l的光滑半圆轨道 BCD 相切 半圆的直径 RD 竖直 如图所示 物块 P 与 AB 间的动摩擦因数 用外力 0 5 推动物块 P 将弹簧压缩至长度l 然后放开 P 开始沿轨道运动 重力加速度 大小为g 若 P 的质量为m 求 P 到达 B 点时的速度的大小 以及它离开圆轨道后落回 到 AB 上的位置与 B 点之间的距离 若 P 能滑上圆轨道 且仍能沿圆轨道滑下 求 P 的质量的取值范围 解析 地面上 转化为 守恒 P E 乙P E 乙 E乙 PP EE 重弹 此时弹簧长度为l 5 P mglE 能量守恒 AB PKB EEQ 即 2 1 546 2 BB mglmvmglvgl 动能定理 BD 22 11 22 22 DBD mglmvmvvgl 此后 物体做平抛运动 2 14 2 2 l ylgtt g 2 2 D xv tl B 点速度 落点与 B 点距离为 6 B vgl 2 2l 假设物块质量为 m 则 能量守恒 AB pKB EEQ 37 106 2 1 5 4 2 B mglm vm gl 解得 2 5 2 B mgl vgl m 若要滑上圆弧 则 即 解得 0 B v 2 0 B v 5 2 mm 若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下 则最高不能超过 C 点 此时 假设恰好到达 C 点 则根据能量守恒 ppc EQE 5 4 mglm glm gl 解得 5 3 mm 故若使物块不超过 C 点 5 3 mm 综上 55 32 mmm 3 天津卷 10 我国将于 2022 年举办奥运会 跳台滑雪是其中最具观赏性的 项目之一 如图所示 质量 m 60kg 的运动员从长直助滑道末端 AB 的 A 处由静 止开始以加速度匀加速滑下 到达助滑道末端 B 时速度 2 3 6 am s 24 B vm s A 与 B 的竖直高度差 H 48m 为了改变运动员的运动方向 在助滑道与起跳台之 间用一段弯曲滑道衔接 其中最低点 C 处附近是一段以 O 为圆心的圆弧 助滑 道末端 B 与滑道最低点 C 的高度差 h 5m 运动员在 B C 间运动时阻力做功 W 1530J 取 2 10 gm s 1 求运动员在 AB 段下滑时受到阻力的大小 f F 2 若运动员能够承受的最大压力为其 所受重力的 6 倍 则 C 点所在圆弧的半径 R 至少应为多大 答案 1 144 N 2 12 5 m 解析 1 在 AB 段匀加速运动 2 2 B vax 38 106 H mgfma x 代入数据可得144fN 2 BC 段 22 11 22 cB mghWmvmv C 处 2 c N v Fmgm R 6 Nm Fmg 则 R 12 5m 4 江苏卷 14 16 分 如图所示 倾角为 的斜面A被固定在水平面上 细线的一端固定于墙面 另一端跨过 斜面顶端的小滑轮与物块B相连 B静 止在斜面上 滑轮左侧的细线水平 右侧的细线与斜面平行 A B的质量 均为m 撤去固定A的装置后 A B 均做直线运动 不计一切摩擦 重力加速度为g 求 1 A固定不动时 A对B支持力的大小N 2 A滑动的位移为x时 B的位移大小s 3 A滑动的位移为x时的速度大小vA 答案 1 2 3 cosNmg 2 1 cos x 2sin 32cos A gx v 解析 1 支持力的大小 cosNmg 2 根据几何关系 且 1 cos sin xy sxsx 22 xy sss 解得2 1 cos sx 3 B 的下落高度sin y sx 由动能定理 22 11 22 yAB mgsmvmv 又 AB xs vv tt 39 106 则2 1 cos BA vv 2sin 32cos A gx v 专题七 静电场专题七 静电场 一 选择题一 选择题 1 全国新课标 I 卷 14 一平行板电容器两极板之间充满云母介质 接在恒 压直流电源上 若将云母介质移出 则电容器 A 极板上的电荷量变大 极板间电场强度变大 B 极板上的电荷量变小 极板间电场强度变大 C 极板上的电荷量变大 极板间电场强度不变 D 极板上的电荷量变小 极板间电场强度不变 答案 D 解析 由可知 当云母介质抽出时 变小 电容器的电容变小 4 rS C kd r C 因为电容器接在恒压直流电源上 故不变 根据可知 当减小时 减小 U QCU C Q 再由 由于与都不变 故电场强度不变 答案为 D U E d UdE 2 全国新课标 I 卷 20 如图 一带负电荷的油滴在匀强电场中运动 其 轨迹在竖直面 纸面 内 且相对于过轨迹最低点的竖直线对称 忽略空 P 气阻力 由此可知 A 点的电势比点高 Q P B 油滴在点的动能比它在点的大 Q P C 油滴在点的电势能比它在点的大 Q P 40 106 D 油滴在点的加速度大小比它在点的小 Q P 答案 AB 解析 由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力 所以合外力为恒力 加速度恒定不 变 所以 D 选项错 由于油滴轨迹相对于过的竖直线对称且合外力总是指向 P 轨迹弯曲内侧 所以油滴所受合外力沿竖直方向 电场力竖直向上 当油滴得 从点运动到时 电场力做正功 电势能减小 C 选项错误 油滴带负电 电 P Q 势能减小 电势增加 所以点电势高于点电势 A 选项正确 在油滴从点 Q PP 运动到的过程中 合外力做正功 动能增加 所以点动能大于点 B 选项 QQ P 正确 所以选 AB 3 全国新课标 II 卷 15 如图 P 是固定的点电荷 虚线是以 P 为圆心的两 个圆 带电粒子 Q 在 P 的电场中运动 运动轨迹与两圆在同一平面内 a b c 为轨迹上的三个点 若 Q 仅受 P 的电场力作用 其 在 a b c 点的加速度大小分别为 速度大小 a a b a c a 分 别为 则 a v b v c v A abcacb aaavvv 乙 B abcbca aaavvv 乙 C bcabca aaavvv 乙 D bcaacb aaavvv 乙 答案 D 解析 由库仑定律可知 粒子在 a b c 三点受到的电场力的大小关系为 由 可知 bca FFF F a m 乙 bca aaa 由题意可知 粒子 Q 的电性与 P 相同 受斥力作用 结合运动轨迹 得 acb vvv 4 全国新课标 III 卷 15 关于静电场的等势面 下列说法正确的是 A 两个电势不同的等势面可能相交 B 电场线与等势面处处相互垂直 C 同一等势面上各点电场强度一定相等 D 将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面 电场力做正 41 106 功 答案 B 解析 等势面相交 则电场线一定相交 故在同一点存在两个不同的电场强 度方向 与事实不符 故 A 错误 电场线与等势面垂直 B 正确 同一等势面 上的电势相同 但是电场强度不一定相同 C 错误 将负电荷从高电势处移动 到低电势处 受到的电场力方向是从低电势指向高电势 所以电场力方向与运 动方向相反 电场力做负功 D 错误 5 上海卷 11 国际单位制中 不是电场强度的单位是 A N C B V m C J C D T m s 答案 C 解析 由公式可知 电场强度单位为N C 选项 A 是电场强度单位 F E q 由公式可知 V m U E d 也是电场强度单位 选项 B 也是电场强度单位 由可得 故qEqvB EvB T m s也是电场电场强度单位 选项 D 也是电场强度单位 由公式可知 W U q J C是电势差单位 故选项 C 正确 6 天津卷 4 如图所示 平行板电容器带有等量异种电荷 与静电计相连 静电计金属外壳和电容器下极板都接地 在两极板间有一个固定在 P 点的点电 荷 以 E 表示两板间的电场强度 表示点电荷在 P 点的电势能 表示静电 p E 计指针的偏角 若保持下极板不动 将上极板向 下移动一小段距离至图中虚线位置 则 A 增大 E 增大 B 增大 不变 p E C 减小 增大 D 减小 E 不变 p E 答案 D 42 106 解析 上板下移 由可知 C 变大 Q 一定 则 Q CQ U 减小 则 减小 S C d 根据 Q CU 可知 Q 一定时 E 不变 根据 U1 Ed1可知 P 点离 U E d S C d Q E S 下板的距离不变 E 不变 则 P 点与下板的电势差不变 P 点电势不变 则 EP不变 故 ABC 错 D 正确 7 江苏卷 3 一金属容器置于绝缘板上 带电小球用绝缘细线悬挂于容器中 容器内的电场线分布如图所示 容器内表面为等势面 A B 为容器内表面 上的两点 下列说法正确的是 A A 点的电场强度比 B 点的大 B 小球表面的电势比容器内表面的低 C B 点的电场强度方向与该处内表面垂直 D 将检验电荷从 A 点沿不同路径移到 B 点 电场力所做的功不同 答案 C 解析 由图可知 B 点的电场线比 A 点的密集 所以 B 点的电场强度比 A 点 的大 A 错 沿着电场线电势降落 小球表面的电势比容器内表面高 B 错 电 场线的方向与等势面垂直 所以 B 点的电场强度与该处表面垂直 C 正确 由 于 A B 两点在同一等势面上 故电场力不做功 所以 D 错误 8 浙江卷 14 以下说法正确的是 A 在静电场中 沿着电场线方向电势逐渐降低 B 外力对物体所做的功越多 对应的功率越大 C 电容器电容 C 与电容器所带电荷量 Q 成正比 D 在超重和失重现象中 地球对物体的实际作用力发生了变化 答案 A 解析 静电场中 顺着电场线电视要降落 A 正确 由可知 B 错误 W P t 电容器电容是由电容本身所决定的 C 错误 在超 失重中 实际重力式不变 的 视重发生了变化 选项 D 错误 9 浙江卷 15 如图所示 两个不带电的导体 A 和 B 用一对绝缘柱支持使 它们彼此接触 把一带正电荷的物体 C 置于 A 附近 43 106 贴在 A B 下部的金属箔都张开 A 此时 A 带正电 B 带负电 B 此时 A 电势低 B 电势高 C 移去 C 贴在 A B 下部的金属箔都闭合 D 先把 A 和 B 分开 然后移去 C 贴在 A B 下部的金属箔都闭合 答案 C 解析 由于静电感应可知 A 左端带负电 B 右端带正电 AB 的电势相等 选项 AB 错误 若移去C 则两端的感应电荷消失 则贴在A B下部的金属箔 都闭合 选项 C 正确 先把A和B分开 然后移去C 则 A B 带的电荷仍然存 在 故贴在A B下部的金属箔仍张开 选项 D 错误 故选 C 10 浙江卷 19 如图所示 把 A B 两个相同的导电小球分别用长为 0 10 m 的绝缘细线悬挂于 OA和 OB两点 用丝绸摩擦过的玻璃棒与 A 球接触 棒移 开后将悬点 OB移到 OA点固定 两球接触后分开 平衡时距离为 0 12 m 已测 得每个小球质量是 带电小球可视为点电荷 重力加速度 4 8 0 10 kg 静电力常量 2 10m sg 922 9 0 10 N m Ck A 两球所带电荷量相等 B A 球所受的静电力为 1 0 10 2N C B 球所带的电荷量为 8 4 6 10 C D A B 两球连续中点处的电场强度为 0 答案 ACD 解析 两相同的小球接触后电量均分 A 正确 对 A 球受 力如图 43 tan378 0 1010 0 756 0 10FmgNN 选项 B 错 解得 2 22 ABB q qq Fkk ll 2 8 4 6 10 B Fl qC k 选项 C 正确 AB 带等量的同种电荷 故 A B 两球连续中点处的电场 强度为 0 选项 D 正确 故选 ACD 11 海南卷 6 如图 平行板电容器两极板的间距为 d 极板与水平面成 45 角 上极板带正电 一电荷量为 q q 0 的粒子 在 44 106 电容器中靠近下极板处 以初动能竖直向上射出 不计重力 极板尺寸足 0kE 够大 若粒子能打到上极板 则两极板间电场强度的最大值为 A B k0 4 E qd k0 2 E qd C D k0 2 2 E qd k0 2E qd 答案 B 解析 粒子做曲线运动 如图所示 当电场足够大时 粒子到达上极板时速 度 恰好与上板平行 将粒子初速度 v0分解为垂直极板的 vy和平行板的 vx 当 vy 0 时 粒子的速度正好平行上 板 则由于 2 2 y qE vd m 0cos45 y vv 2 00 1 2 k Emv 则 故 B 正确 0 2 k E E qd 12 海南卷 10 如图 一带正电的点电荷固定于 点 两虚线圆均以 为圆 心 两实线分别为带电粒子 和 先后在电场中运动的轨迹 为轨迹和虚线圆的交点 不计重力 下列说法说法正确的 是 M 带负电荷 N 带正电荷 B M 在 b 点的动能小于它在 a 点的动能 C N 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能 D N 在从 c 点运动到 d 点的过程中克服电场力做功 答案 ABC 解析 如图所示 M 粒子的轨迹向左弯曲 则所受电场力向左 可知 M 受到 引力作用 故 M 带负电 而 N 粒子的轨迹向下弯曲 则带电粒子所受的电场力 向下 说明 N 受到了斥力作用 故 N 带正电 A 正确 由于虚线是等势面 故 M 从 a 到 b 电场力对其做负功 动能减少 B 正确 d 和 e 在同一等势面上 N 移动时不做功 电势能不变 C 正确 N 带正电 从 c 到 d 电场力做正功 选 项 D 错误 45 106 二 填空题二 填空题 1 上海卷 24 如图 质量为 m 的带电小球 A 用绝缘细线悬挂于 O 点 处 于静止状态 施加一水平向右的匀强电场后 A 向右摆动 摆动的最大角度为 60 则 A 受到的电场力大小为 在改变电场强度的大小和方向后 小球 A 的平衡位置在 60 处 然后再将 A 的质量改变为 2m 其新的平衡位 置在 30 处 A 受到的电场力大小为 答案 mg 3 3 mg 解析 带电小球受力如图所示 摆动的最大角度为 60 末速度为 0 此过 程中 由动能定理有 则 改变 E 的大sin 1 cos 0Flmgl 3 3 Fmg 小和方向后 平衡在处时根据正弦定理有 60 平衡在 30