2016年高考物理试题分类汇编16个专题

1/1072016年高考物理试题分类汇编及答案解析（16个专题）目录专题一直线运动1专题二相互作用5专题三牛顿运动定律8专题四曲线运动16专题五万有引力与航天23专题六机械能守恒定律27专题七静电场35专题八恒定电流47专题九磁场50专题十电磁感应61专题十一交流电与传感器67专题十二力学实验69专题十三电学实验78专题十四选修3389专题十五选修3493专题十六选修3598专题一、直线运动一、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，VT3TS则（）。A在时，甲车在乙车后1STB在时，甲车在乙车前075MC两车另一次并排行驶的时刻是2STD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，VT3ST3/SV甲，由位移和图面积对应关系，03内的位移25M/S乙VT，。故时，甲乙相距1304X甲125MX乙0T，即甲在乙前方，B选项正确。7乙甲72/10701内，说明甲、乙M52X甲105M122X乙275MX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。40X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（）。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FKRFMGF乙A乙34R由得243KGR由可知C错M乙乙A乙由VT图可知甲乙位移相同，则B对V乙A错T乙由功的定义可知WFX乙乙F乙则D对乙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（）。ABCD【答案】A【解析】设初速度为，末速度为，根据题意可1V2V3/107得，解得，根据，可得，解得2219MV213V0VAT13VAT，代入可得，1AT1STA2ST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16M的路程，第一段用时4S，第二段用时2S，则物体的加速度是（）。ABCD2M/3/328M/S9216/S9【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1/4VMS二段时间内中间时刻的瞬时速度为；则物体加速度为26/VMS，故B正确2184/3VAMST5（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20VAX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。【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，POXY4/107A错；如图所示，随着时间T的变大，TAN变小，则变小，选0TANVGT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GT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12M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23M/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4M时，车头距制动坡床顶端38M，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04；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044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04，受摩擦力大小为F，加速度大小为A1，则联立并代入数据得A15M/SA1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V23M/S。货车在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端S038M的过程中，用时为T，货物相对制动坡床的运动距离为S1，在车厢内滑动的距离S4M，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，K044，货车长度L012M，制动坡床的长度为L，则5/107联立并代入数据得专题二、相互作用一、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O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，物块仍始终保持静止，则（）。BA绳的张力也在一定范围内变化OB物块所受到的支持力也在一定范围内变化C连接和的绳的张力也在一定范围内变化ABD物块与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化。【答案】BD【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ATMG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；、受到绳的拉力大小方向均不变，所以的张力ABO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XXTFFYYBNTMGB大小在一定范围内变化时；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。GFTXTYNMBTFXFYF6/1072（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（）。AF逐渐变大，T逐渐变大BF逐渐变大，T逐渐变小CF逐渐变小，T逐渐变大DF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T可得T3（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（）。ABCMD2M2M32M【答案】C【解析】如图所示，OAB为等边三角形，则，根据几120AOBTMG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MG4（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（）。AM减小，F增大BM减小，F减小CM增大，F增大DM增大，F减小【答案】ATGOABGNB7/107【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8CM，在4N的拉力作用下伸长了2CM，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为（）。（A）40M/N（B）40N/M（C）200M/N（D）200N/M【答案】D【解析】根据胡克定律，代入数据可得FKX，故选D20/KNM6（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GNF8/107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（）。AV（T0T），BV（T0T），0MU120MCV（T0T），DV（T0T），0000U【答案】D【解析】当侧重台没有站人时，；站人时02XVT0UKMG；，解得,故2XHVT0UKMGM00选D8（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（）。AF10，F20，F30BF10，F20，F30CF10，F20，F30DF10，F20，F30【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，30FAB有整体下滑趋势，则，同理AB之间也有摩擦力，故选C20F1F专题三、牛顿运动定律一、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GN2F9/107D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（）。ABCD【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21FMGRWV,可得NA,232,FFGMGRWNR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MGNMA10/107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【答案】B【解析】据题意，体验者漂浮时；在加速下降过程中，即MGFMGF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32C、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12【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28FKMGA4FKGM对7、8有；则5、6节与7、8节56305FA6720FAF间作用力之比为32，B对；由可得，则C错误；8节车厢有2节1KMGSV2SKG动车时的最大速度；同理有4节动车时的最大速度，则，128MPV24MPVKG12MVF11/107D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05S，510S，1015S内F的大小分别为F1、F2和F3，则（）。AF1F3CF1F3DF1F3【答案】A【解析】根据图像可以知道，在内加速度为，方向沿斜面VT05S120/MSA向下；在内，加速度；在内加速510S2A1度为，方向沿斜面向上；受力分析如图12/MA在内，根据牛顿第二定律05S，则；1INGFAF1SIN02MGF在内，根据牛顿第二定律，则；S2MAF2SINMGF在内，根据牛顿第二定律，则10533SINFG3SIN02MGF故可以得到，故选项A正确。31F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，HTBBEKAEKBCSASBD32BRT【答案】AD【解析】根据知，轨道半径越大，周期越大，所以TATB，故A224MMGRRT正确；由知，所以VBVA，又因为质量相等，所以V2RGEKBEKA，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26/107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AA2A1A3BA3A2A1CA3A1A2DA1A2A3【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2AR由于，,则可以得出；323A由万有引力定律及题目中数据可以得出2MMGR12R则可以得出,故整理，得出选项D正确。21A7（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VR，整理可以得到，故选项A正确；由于卫星的质量22GMMVR23RMGV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，整理得到，故选项D正确。22RRT234RT二、填空题1（上海卷，22B）两颗卫星绕地球运行的周期之比为271，则它们的角速度之比为_，轨道半径之比为_。【答案】127；9127/107【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2WT127WT运动，由万有引力提供向心力，则有，即，所以有22MMGR32GMW。2139RW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V77KM/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L20M，地磁场的磁感应强度垂直于V、MN所在平面的分量B10105T，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“15V，03W”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R64103KM，地球表面的重力加速度G98M/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）154V（2）不能（3）4105M【解析】（1）法拉第电磁感应定律有EBLV，代入数据得E154V2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2MMGGR匀速圆周运动22VH解得,代入数据得2GHV5410M28/107专题六、机械能守恒定律一、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AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP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，210MGLV2VGL由，则A错1LPQV大小无法判断B错2KQE1KGL受力分析TMGF乙2VL乙A乙由得3TG2A则C对PQD错P2（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29/107弹力大小相等且，在小球从M点运动到N点的过程中2ONM（）。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B从弹簧从原长到伸长，弹力做负功，N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A在A点时，垂直于杆，则，C对乙COS0PFV乙从M到N小球与弹簧机械能守恒，则即KPE乙0KPMNPMEE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对乙KN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1900JB动能增加了2000JC重力势能减小了1900JD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GFKWE可得动能增加1800J，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30/107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（）。SIN3706COS8，A动摩擦因数B载人滑草车最大速度为27GHC载人滑草车克服摩擦力做功为MGHD载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35G【答案】AB【解析】由动能定理得，解得，2COT4COT70MGHMH67选项A正确；对前一段轨道解得，B正确；21T5V2GH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ABSIN37COS375MGGAG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】3V2G【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MV3MV共解得V共331/107由能量关系可知2213VMGXV解得23VX三、计算题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37C于自然状态。直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于点，56RC均在同一竖直平面内。ACRBD，、质量为的小物块自点由静止开始下滑，MP最低到达点（未画出）随后沿轨道被弹E回，最高到达点，。已知与直F4ARP轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小1为。（取，）G3SIN75COS751求第一次运动到点时速度的大小。PB2求运动到点时弹簧的弹性势能。E3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PEP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DGCC相距、竖直相距，求运动到点时速度的大小和改变后的质量。72RRD【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ACOSGN沿斜面方向，由牛顿第二定律得SINFMA且，可得FN25AGG对段过程，由CB20TVS代入数据得点速度BR（2）从点出发，最终静止在，分析整段过程；PF由到，重力势能变化量F3SINPEMG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EBXRCCOS72QMG由，联立、解得；P1研究从点运动到点过程CE32/107重力做功SIN5GWMGRX摩擦力做功COF动能变化量0JKE由动能定理GFK弹代入得125MGRW弹由，到点时弹性势能为。E弹弹EE弹125MGR（3）其几何关系如下图可知，23OQR12C由几何关系可得，点在左下方，竖直高度差为，GD52R水平距离为。设从点抛出时速度为，到点时间为PD0VT其水平位移03RV竖直位移251GT解得035GRV研究从点到点过程，设此时质量为，此过程中PEDPM重力做功3516SIN20GWGRGR摩擦力做功COF弹力做功15EMG弹弹动能变化量20JKV9R由动能定理GFKW弹将代入，可得132（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05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33/107【解析】地面上，转化为，守恒PE乙P乙E乙P重弹，此时弹簧长度为L5MGL能量守恒ABPKBQ即2146BLVMGLVGL动能定理D221DBDMVGL此后，物体做平抛运动214LYLGTDXVLB点速度，落点与B点距离为6B2L假设物块质量为M则能量守恒APKEQ2154BGLVGL解得L若要滑上圆弧，则，即，解得0BV20BV52M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PPCEQ54MGLLG解得3故若使物块不超过C点，53M综上5323（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M60KG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，236/AMS24/BVMSA与B的竖直高度差H48M，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H5M，运动员在B、C间运动时阻力做功W1530J，取210/GMS34/107（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力的大小；FF（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）144N（2）125M【解析】（1）在AB段匀加速运动；2BVAXHGFA代入数据可得14N（2）BC段221CBMHWVMC处2CNFGR6M则R125M4（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）COSNMG1COSX2SINCOAGXV35/107【解析】（1）支持力的大小，COSNMG（2）根据几何关系，且，1,INXYSX2XYS解得COS（3）B的下落高度SINYX由动能定理221ABMGV又,ABXSVTT则21COAVSIN3AGXV专题七、静电场一、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；4RSCKDRC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。UQCUQ再由，由于与都不变，故电场强度不变，答案为DUEDE2（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（）36/107A点的电势比点高QPB油滴在点的动能比它在点的大C油滴在点的电势能比它在点的大PD油滴在点的加速度大小比它在点的小【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PQ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P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Q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，速度大小分别为，ABCAVBV，则CVAABCACBV乙BBACBCAC乙DBV【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BCAFFM乙CA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ACBV4（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37/107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）TM/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；FEQ由公式可知，V/MUD也是电场强度单位，选项B也是电场强度单位；由可得，故QEVBVTM/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，WUQJ/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PE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PC、减小，增大D、减小，E不变P【答案】D【解析】上板下移，由可知，C变大，Q一定，则QCQ，U减小，则减小；SD根据，QCU,可知Q一定时，E不变；根据U1ED1可知P点离UED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，38/107A、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；WPT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，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，39/107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C10（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010M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012M。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4801KG，静电力常量210/SG920NM/CA两球所带电荷量相等BA球所受的静电力为10102NCB球所带的电荷量为84610DA、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，,43TAN37801075610FMGN选项B错；，解得,22ABQKLL284BFLQCK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ACD11（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（Q0）的粒子在电容器中靠近下极板处。以初动能竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极0KE板，则两极板间电场强度的最大值为（）。ABK04QDK02QDCDK02EK0E【答案】B40/107【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VY0时，粒子的速度正好平行上板，则由于，2YQEDM0COS45,2001KEMV则，故B正确。0K12（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BM在B点的动能小于它在A点的动能CN在D点的电势能等于它在E点的电势能DN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。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。41/107【答案】；MG3MG【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SIN1COS0FLMGL3FMG小和方向后，平衡在处时根据正弦定理有60，平衡在30，则SIN60I18FG2SIN30I18603,M三、计算题1（北京卷，23）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为M，电荷量为E，加速电场电压为0U，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为D。（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度V0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离Y；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知201VU，2401MD，3190KG，1960CE，M/SG。（3）极板间既有电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出42/107电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的G概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。【答案】（1）204ULD（2）不需要考虑电子所受的重力（3）PEQ、电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量，仅仅由场自身的因素决定【解析】（1）根据功能关系，可得，2001EUMV电子射入偏转电场的初速度，00V在偏转电场中电子的运动时间002LMTVEU侧移量20124UYATD（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力2910GMGN来源学_电场力150EFND由于G，因此不需要考虑电子所受的重力（3）电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能与电荷量Q的比值PEQ，E由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能与其质量M的比值，叫做重力势，即，GEGM电势和重力势都是反映场的能的性质的物理量，仅仅由场自身的因素决定2（上海卷，32）（14分）如图（A），长度L08M的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q；一质量M002KG，带电量为Q的小球B7180C套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆43/107向右为X轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置X的变化关系如图（B）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置X的变化关系如图（B）中曲线II所示，其中曲线II在016X020和X040范围可近似看作直线。求（静电力常量）9210NM/CK（1）小球B所带电量Q（2）非均匀外电场在X03M处沿细杆方向的电场强度大小E；（3）在合电场中，X04M与X06M之间的电势差U。（4）已知小球在X02M处获得V04M/S的初速度时，最远可以运动到X04M。若小球在X016M处受到方向向右，大小为004N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的做小距离S是多少【答案】（1）（2）（3）800V（4）0065M60C4310N/C【解析】（1）由图可知，当X03M时，N12018QQFKX因此C2610FXQKQ（2）设在X03M处点电荷与小球间作用力为F2，F合F2QE因此246018N/310/CEQ合电场在X03M处沿细秆方向的电场强度大小为3，方向水平向左。4N/（3）根据图像可知在X04M与X06M之间合力做功大小,又,可得4042810WJQUW80VQ4由图可知小球从X016到X02M处，电场力做功41362J小球从X02M到X04M处44/1072321610WMVJ由图可知小球从到处4X8MX电场力做功00040433610J由动能定理0123WFS外解得S065外3（四川卷，9）（15分）中国科学家2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管漂移管组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为，进入漂移管E时速度为6810M/S，电源频率为，漂移管间缝隙很小。质子在每个管内运动时间710M/S710HZ视为电源周期的1/2。质子的荷质比取。求81C/KG（1）漂移管B的长度；（2）相邻漂移管间的加速电压。【解析】（1）设高频脉冲电源的频率为F，周期为T；质子在每个漂移管中运动的时间为T；质子进入漂移管B时速度为；漂移管B的长度为。则BVBL1TF2TBLVTA联立式并代入数据得04MBL（2）设质子的电荷量为Q，质量为M，荷质比为E；质子进入漂移管B时动能为；质子进入漂移管E时速度为，动能为；质子从漂移管B运动到漂KBEEVKE移管E，动能的增加量为；质子每次在相邻漂移管间被电场加速，电场的电K压为U，所做的功为W。则QEM45/10721KBEMVKEKKBWQU质子从漂移管B运动到漂移管E共被电场加速3次，根据动能定理有3KE联立式并代入数据得4610VU11答（1）漂移管B的长度为04M（2）相邻漂移管间的加速电压为6104V。4（四川卷，11）（19分）如图所示，图面内有竖直线DD，过DD且垂直于图面的平面将空间分成、两区域。区域有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于图面的匀强磁场B（图中未画出）；区域有固定在水平地面上高H2L、倾角的光滑绝缘斜面，斜面顶端与直线DD距离S4L，区域可/4A加竖直方向的大小不同的匀强电场（图中未画出）；C点在DD上，距地面高H3L。零时刻，质量为M、带电量为Q的小球P在K点具有大小V0、方向与水平面夹角的速度。在区GL3域内做半径R的匀速圆周运动，经C