2017年高考物理分类汇编

Al直线运动的概念、匀速直线运动

A2匀变速直线运动的规律及应用

22.A2［2017•全国卷1］某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计

时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示.实验时，保持桌面水平，

用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌

面上连续的6个水滴的位置.(己知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)

图(b)

(1)由图(b)可知，小车在桌面上是(选填“从右向左”或“从左向右”)运动

的.

(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的

速度大小为m/s,加速度大小为m/s2.(结果均保留2位有效数字)

22.［答案］(1)从右向左

(2)0.190.037

［解析］(1)小车在桌面上做减速直线运动，由图(b)可知小车在桌面上是从右向左运动的.

(2)滴水周期7=券s=|s,小车运动到图(b)中A点位置时的速度力="7+；'&IO”m/s

2X1

150+133-117-100

-322

=0.19m/s,加速度a=，2X10m/s=0.037m/s.

4X(I)'

25.C2、C5、A2、A8［2017•全国卷I］真空中存在电场强度大小为民的匀强电场，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%.在油滴处于位置”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4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8点.重力加速度大小为g.

(1)求油滴运动到8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，试给出相应的力和%

应满足的条件.已知不存在电场时，油滴以初速度。。做竖直上抛运动的最大高度恰好等于8、A

两点间距离的两倍.

25.［答案］⑴%—2g”(2)略

［解析］(1)设油滴质量和电荷量分别为，"和q,油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大

小为g的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上.在f=0时，电场强度突然从g

增加至民时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小满足

qE「mg=ma\①

油滴在时刻Zi的速度为

Vx=v0+a\t\②

电场强度在时刻fl突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小即满足

4瓦+机8=加。2③

油滴在时刻Z2=2/1的速度为

V2=vf—a2ti④

由①②③④式得

。2=。0-2gf|⑤

(2)由题意，在，=0时刻前有

qE\=mg⑥

油滴从t=Q到时刻t｝的位移为

油滴在从时刻“到时刻的时间间隔内的位移为

$2=。山一夕2片⑧

由题给条件有

vl=2g(2h)⑨

式中〃是5、4两点之间的距离.

若8点在4点之上，依题意有

S\+s2=h®

由①②③⑥⑦©⑨⑩式得

%=[2-2赳第k⑪

为使瓦>民,应有

2-2号+骗灯>1⑫

gt\4kg”~

即当0<4<(1—里吃⑬

或4>(1+坐£⑭

才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于02>。和02Vo两种情形.

若6点在4点之下，依题意有

$]+$2=~h⑮

由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得

3卜2含一般汴⑯

为使E2>E],应有

即的(坐+0?⑱

另一解为负，不合题意，已舍去.

A3自由落体运动

10.A3、E3、F2［2017•天津卷］如图所示，物块/和8通过一根轻质不可伸长的细绳相

连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为啊=2kg、%=1kg.初始时“静止于水平

地面上，8悬于空中.现将5竖直向上再举高〃=1.8m(未触及滑轮)，然后由静止释放.一段时

间后细绳绷直，/、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触.取g=10

m/s2,空气阻力不计.求：

囱

W/7

图1

(1)8从释放到细绳刚绷直时的运动时间f；

(2)4的最大速度v的大小；

(3)初始时B离地面的高度H.

10.［答案］(1)0.6s(2)2m/s(3)0.6m

［解析］(1)8从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有

h=^gr①

代入数据解得

f=0.6s②

(2)设细绳绷直前瞬间8速度大小为。8，有

vB=gt③

细绳绷直瞬间，细绳张力远大于4、8的重力，A,B相互作用，由动量守恒得

之后“做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度。即为最大速度，联立②③④式，代入

数据解得

v=2m/s⑤

(3)细绳绷直后，月、B一起运动，8恰好可以和地面接触，说明此时X、8的速度为零，这

一过程中/、5组成的系统机械能守恒，有

2

1(m.d+mg)v+mBgH=m.4gH⑥

代入数据解得

4=0.6m⑦

A4竖直上抛运动

A5运动图象

A6追及与相遇问题

A7实验：研究匀变速直线运动(长度的测量)

22.A7［2017•全国卷0］某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速

度之间的关系.使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.

实验步骤如下：

①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相

对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

运动方向

前端’

图(b)

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间A/；

③用As表示挡光片沿运动方向的长度，如图(b)所示，。一表示滑块在挡光片遮住光线的△f

时间内的平均速度大小，求出。一；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始

下滑，重复步骤②、③；

⑤多次重复步骤④；

⑥利用实验中得到的数据作出0-图，如图(C)所示.

完成下列填空：

(1)用。表示滑块下滑的加速度大小，用办表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大

小，则。一与2、。和的关系式为。一=.

(2)由图(c)可求得，vA=cm/s,a=cm/s2.(结果保留3位有效数字)

22.［答案］⑴勿+?△£

(2)52.116.3

［解析］(1)挡光片完全经过光电门时的速度。=2+。4八又因为0=办爱,解得。=%+%

Ar.

(2)根据图像可知。“=52.1cm/s,求得a=16.3cm/s2.

A8直线运动综合

25.C2、C5、A2、A8［2017•全国卷I］真空中存在电场强度大小为8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%.在油滴处于位置4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4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8点.重力加速度大小为g.

(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4和%

应满足的条件.已知不存在电场时，油滴以初速度。。做竖直上抛运动的最大高度恰好等于8、A

两点间距离的两倍.

25.［答案］⑴%—2g«(2)略

［解析］(1)设油滴质量和电荷量分别为加和4，油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大

小为用的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上.在f=0时，电场强度突然从g

增加至民时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小满足

qE2—mg=mai①

油滴在时刻”的速度为

。尸。o+a山②

电场强度在时刻“突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小即满足

qE^mg=mai③

油滴在时刻t2=lt］的速度为

v2=vy—a2t\④

由①②③④式得

v2=v()-2gtl⑤

(2)由题意，在f=O时刻前有

qE\=mg⑥

油滴从t=O到时刻t｝的位移为

51=。04+%山⑦

油滴在从时刻t\到时刻6=2/1的时间间隔内的位移为

S2=0，l―呼2A⑧

由题给条件有

Vo=2g(2h)⑨

式中〃是8、4两点之间的距离.

若8点在4点之上，依题意有

st+s2=h®

由①②③⑥⑦©⑨⑩式得

益=［2一2赳册》⑪

为使与>&，应有

2弋+Q⑫

即当0<好(1—叫事⑬

或/+期⑭

才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于v2>0和。2<0两种情形.

若B点在/点之下，依题意有

5|+$2=-h⑮

由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得

瓦=［2弋发汴⑯

为使%>&，应有

2-2-7—TTY')>1⑰

gt\4旧。一

即M乎+行⑱

另一解为负，不合题意，已舍去.

24.A8［2017•全国卷H］为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距so

和sGiVo)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先击出，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0.重力加

速度大小为g.求：

挡板

£/////////

小旗

“

II起跑线

W,嫡］动员

图1

(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.

2…答案"】■⑵吟片

［解析］(1)设冰球的质量为〃7,冰球与冰面之间的动摩擦因数为〃，由动能定理得

1，12小

—PmgSo=产力一力伙)①

解得〃二三②

(2)冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗处的运动员的加速度最

小.设这种情况下，冰球和运动员的加速度大小分别为力和生，所用的时间为f.由运动学公式

得

诏一讲=2a2o③

多=52,⑤

联立③④⑤式得

S|(。1+。0)2G

念=—/一⑥

25.A8、C5、F4［2017•全国卷HI］如图，两个滑块N和B的质量分别为%=1kg和,孙=5

kg,放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为3=0.5；木板的质

量为"7=4kg,与地面间的动摩擦因数为〃2=0」.某时刻4、B两滑块开始相向滑动，初速度大

小均为。o=3m/sd、8相遇时，/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=10m/s2.求：

图1

(1)8与木板相对静止时，木板的速度；

(2)/、8开始运动时，两者之间的距离.

25.［答案］⑴lm/s(2)1.9m

［解析］(1)滑块/和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动.设/、8所受木板的摩擦力和

木板所受地面的摩擦力大小分别为力、人和力，4和8相对于地面的加速度大小分别为以和沏，

木板相对于地面的加速度大小为。卜在滑块B与木板达到共同速度前有

力=加见

1g①

f3=^2(m+mA+ml))g③

由牛顿第二定律得

=

f\mAaA④

⑤

设在4时刻，8与木板达到共同速度，其大小为血由运动学公式有

vx=VQ-aBt\⑦

V\=axt\⑧

联立①②③®®⑥⑦⑧式，代人已知数据得

Pi=1m/s⑨

(2)在4时间间隔内，8相对于地面移动的距离为

SB=Oo4一%谒⑩

设在B与木板达到共同速度0后，木板的加速度大小为念.对于3与木板组成的体系，由牛

顿第二定律有

力+%=(机8+机)做⑪

由①②④⑤式知，aA=aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为

必，但运动方向与木板相反.由题意知，X和8相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2.

设”的速度大小从。I变到。2所用的时间为12，则由运动学公式，对木板有

V2=V\一。2,2

对/有

v2=—vl+a/lt2⑬

在，2时间间隔内，例以及木板)相对地面移动的距离为

sl=vlt2—^a2^⑭

在储+，2)时间间隔内，/相对地面移动的距离为

2

SA=+ti)~^aA(t\+ti)⑮

4和8相遇时，/与木板的速度也恰好相同.因此/和8开始运动时，两者之间的距离为

S0=Sd+si+s8⑯

联立以上各式，并代入数据得

5o=l-9m⑰

（也可用如图的速度一时间图线求解）

B1力、重力、弹力

17.Bl、B4［2017•全国卷m］一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm

的两点上，弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100

cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始

终处于弹性限度内）（）

A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm

17.B［解析］由题可知，挂上钩码后，如图甲所示.此时弹性绳长度为100cm,则。=

37°,sin«=0.6.对结点。进行受力分析如图乙所示，则由图乙得27sin0=mg,当将两端缓

慢移动至同一点时，由受力分析可得：2T'=mg,由弹性绳上弹力为尸=丘得出（=丁，由题

XX

可知x=100cm—80cm=20cm,则移动后弹性绳伸长长度为/=12cm,那么弹性绳总长度变

为£=Zo+x'=92cm,B正确.

B2摩擦力

B3力的合成与分解

B4受力分析物体的平衡

22.E3、B4、川2017•北京卷］如图5所示，长/=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个

可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。=37°.已

知小球所带电荷量9=1.0X10-6c,匀强电场的场强£=3.OX1O3N/C,取重力加速度g=10

m/s\sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：

图5

(1)小球所受电场力F的大小；

(2)小球的质量加；

(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小.

22.［答案］(1)3.0X10-3N⑵4.0乂10-4kg

(3)2.0m/s

L解析］(l)F=qE=3.0X103N

⑵由德=tan37°得机=4.0X10“kg

(3)由mgl(1—cos37°)=^mv2得v—yj2gl(1—cos37°)=2.0m/s

14.B4、E2［2017・江苏卷］如图所示，两个半圆柱4、8紧靠着静置于水平地面上，其上有

m

一光滑圆柱C,三者半径均为R.C的质量为加，4、8的质量都为方,与地面间的动摩擦因数均

为〃.现用水平向右的力拉4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：

(1)未拉｛时，C受到8作用力的大小尸；

(2)动摩擦因数的最小值.min；

(3)/移动的整个过程中，拉力做的功W.

14.［答案］(1停wg(2停(3)(2/<-l)(y［3—l)mgR

［解析］(1)。受力平衡，则2Fcos30°=mg

解得F=2m8

(2)C恰好降到地面时，8受C压力的水平分力最大，为&max=S〃g

B受地面的摩擦力

根据题意%in=Amax，解得〃min=当

(3)C下降的高度〃=(小一1)尺

A的位移x=2(小一1)R

摩擦力做功的大小W尸fic=2电一l》imgR

根据动能定理得fV-JVf+mgh=Q-0

解得少=(2〃-1)(小一1)/ngR

17.Bl,B4［2017•全国卷UI］一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm

的两点上，弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100

cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始

终处于弹性限度内)()

A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm

17.B［解析］由题可知，挂上钩码后，如图甲所示.此时弹性绳长度为100cm,则0=

37°,sin"=0.6.对结点。进行受力分析如图乙所示，则由图乙得27sinO=mg,当将两端缓

TT'

慢移动至同一点时，由受力分析可得：27'=mg,由弹性绳上弹力为尸=日得出［=3一,由题

可知x=100cm—80cm=20cm,则移动后弹性绳伸长长度为/=12cm,那么弹性绳总长度变

为Z=£o+x，=92cm,B正确.

8.B4(多选)［2017•天津卷］如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆加、N

上的“、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一

个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()

A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变

B.将杆N向右移一些，绳子拉力变大

C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小

D.若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移

8.AB［解析］绳的右端上下移动及改变绳子两端高度差都不会改变两部分绳间的夹角,

A正确，C错误；两绳间的夹角与衣服的质量大小无关，D错误；将杆N向右移一些，两部分绳

间的夹角变大，绳子拉力变大，B正确.

B5实验：探究弹力和弹簧伸长的关系

B6实验：验证力的平行四边形定则

22.B6［2017•全国卷m］某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴

(横轴为x轴，纵轴为〉轴，最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示.将橡皮筋

的一端0固定在y轴上的8点(位于图示部分之外)，另一端尸位于y轴上的4点时，橡皮筋处

于原长.

(1)用一只测力计将橡皮筋的尸端沿y轴从4点拉至坐标原点。，此时拉力尸的大小可由测

力计读出.测力计的示数如图(b)所示，F的大小为N.

(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋尸端回到4点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将尸端

拉至。点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个

拉力的大小分别为Q=4.2N和&=5.6N.

(i)用5mm长度的线段表示1N的力，以。为作用点，在图(a)中画出力尸】、出的图示，

然后按平行四边形定则画出它们的合力尸令；

图(b)

(ii)F#的大小为N,F企与拉力F的夹角的正切值为.

若尸台与拉力厂的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的

平行四边形定则.

22.［答案］(1)4.0

(2)(i)Q、尸2和尸6如图所示

A'

筋/

橡皮

111111111111111111111111111111111111J11111111

/

/

/'?/

...

(ii)4.00.05

(解析］(ii)用刻度尺量出尸占的线段长为20.02mm,所以，尸*大小约为4.0N,尸*与拉力尸

的夹角的正切值为0.05.

B7力与平衡问题综合

21.B7(多选)［2017•全国卷I］如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重

物，用手拉住绳的另一端N,初始时，OM竖直且MN被拉直，与MN之间的夹角为

JI

a(a>y).现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角a不变，在。例由竖直被拉到水平的过程中

)

ot

A.A/N上的张力逐渐增大

B.MN上的张力先增大后减小

C.。历上的张力逐渐增大

D.上的张力先增大后减小

21.AD［解析］0M的张力尸।和MN的张力尸2的合力F不变，关系如图所示，

F

.rlgn--------I=一%=一三，将重物向右上方缓慢拉起，夹角a不变，£由钝角逐渐减小

到锐角，y由锐角逐渐增大到直角，则A/N上的张力B逐渐增大，上的张力Q先增大后减

小，选项A,D正确.

16.B7Q017•全国卷11］如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运

动.若保持尸的大小不变，而方向与水平面成60。角，物块也恰好做匀速直线运动，物块与桌

面间的动摩擦因数为()

A.2-小B坐

16.C［解析］因为物块均做匀速直线运动，所以拉力水平时，F=nmg,拉力倾斜时，将

尸沿水平方向和竖直方向分解，根据平衡条件有Feos60°=fi(mg—Fsin60°),解得〃=坐.

C1牛顿第一定律、牛顿第三定律

C2牛顿第二定律单位制

25.C2、C5、A2、A8［2017•全国卷I］真空中存在电场强度大小为为的匀强电场，一带电

油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为先.在油滴处于位置”时，将电场强度的

大小突然增大到某值，但保持其方向不变.持续一段时间人后，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.

(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，试给出相应的人和%

应满足的条件.已知不存在电场时，油滴以初速度。。做竖直上抛运动的最大高度恰好等于8、A

两点间距离的两倍.

25.［答案］⑴如一2g”(2)略

［解析］(1)设油滴质量和电荷量分别为m和4，油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大

小为©的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上.在f=0时，电场强度突然从g

增加至民时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小满足

qE「mg=ma\①

油滴在时刻人的速度为

0=%)+。山②

电场强度在时刻4突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小g满足

qEi-\-mg=ma-2,③

油滴在时刻t2=lt｝的速度为

-a2tl^3)

由①②③④式得

v2=v0—2gti⑤

(2)由题意，在，=0时刻前有

qE\=mg⑥

油滴从f=0到时刻t｝的位移为

si=o()f|+gaid⑦

油滴在从时刻/,到时刻t2=2tt的时间间隔内的位移为

S2=O|"一2d®

由题给条件有

Vo=2g(2h)⑨

式中〃是8、Z两点之间的距离.

若8点在4点之上，依题意有

Si+s2=/z®

由①②③⑥⑦©⑨⑩式得

瓦=［2-2音+般注⑪

为使E2>g,应有

2-2呼+区号)>1⑫

gt\4修。―

即当0q<(l—坐)g⑬

或A>(1+期⑭

才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于%>0和。2Vo两种情形.

若6点在/点之下，依题意有

$1+$2=-h⑮

由①②③⑥⑦©⑨⑮式得

一黄一般汴⑯

为使E2>E］,应有

2一琮一般M⑰

即M坐+晟⑱

另一解为负，不合题意，已舍去.

C3超重和失重

9.C3、E3（多选）［2017•江苏卷］如图所示，三个小球/、B、C的质量均为用，4与B、C

间通过钱链用轻杆连接，杆长为L.B,C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原

长.现/由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角a由60°变为120°./、B、C在同一竖直平

面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中（）

图1

3

A.4的动能达到最大前，8受到地面的支持力小于5Mg

B.X的动能最大时，8受到地面的支持力等于9ng

C.弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下

D.弹簧的弹性势能最大值为坐，砥4

9.AB［解析］4球由静止下降经过先加速达到速度最大、再减速至速度为零的过程.当“

动能达到最大，即速度最大时，其所受合力为零，此时以4、8、C整体为研究对象，整体的加

速度为零，故地面对整体的支持力等于整体的重力，B受到地面的支持力等于5”g,选项B正

确；在4下降加速达到最大速度之前，力处于失重状态，以4、8、C整体为研究对象，地面对

整体的支持力小于整体的重力，故8受到地面的支持力小于力ig,选项A正确；当弹簧的弹性

势能最大时，弹簧长度最大，此时，A处于最低点，之后/竖直向上先加速再减速，回到原位

置，以后周期性运动，选项C错误；对整个系统由机械能守恒定律得，Epmax=机虱LCOS300-

Acos60°）=^2选项D错误.

C4实验：验证牛顿定律

C5牛顿运动定律综合

25.C2、C5、A2、A8［2017•全国卷I］真空中存在电场强度大小为民的匀强电场，一带电

油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为加在油滴处于位置/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/,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8点.重力加速度大小为g.

(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A和外

应满足的条件.已知不存在电场时，油滴以初速度。。做竖直上抛运动的最大高度恰好等于8、A

两点间距离的两倍.

25.［答案］⑴Oo—2gh(2)4

［解析］(1)设油滴质量和电荷量分别为，"和q,油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大

小为后的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上.在，=0时，电场强度突然从民

增加至当时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小满足

qE2—mg=ma］①

油滴在时刻”的速度为

历=%+。山②

电场强度在时刻突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小“2满足

qE2-\-mg=ma2③

油滴在时刻/2=2/I的速度为

Vz—V\—a1t\④

由①②③④式得

02=%-2g«⑤

(2)由题意，在f=0时刻前有

qE\=mg⑥

油滴从f=0到时刻t\的位移为

si=@o4+呼id⑦

油滴在从时刻6到时刻4=2”的时间间隔内的位移为

S2=O山一52A⑧

由题给条件有

%=2g(2〃)⑨

式中〃是8、4两点之间的距离.

若B点在4点之上,依题意有

S［+S2="@

由①②③⑥®@⑨⑩式得

―［2-2和第,⑪

为使氏＞&,应有

2-2$+牒1⑫

即当—当为⑬

才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于和＞0和。2＜0两种情形.

若8点在/点之下，依题意有

Sl+S2=一⑮

由①②③⑥⑦©⑨⑮式得

E2=2-2-

为使瓦＞民,应有

>1⑰

另一解为负，不合题意，已舍去.

25.A8、C5、F4［2017•全国卷IH］如图，两个滑块A和B的质量分别为也=1kg和%》=5

kg,放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为出=0.5；木板的质

量为掰=4kg,与地面间的动摩擦因数为〃2=0」.某时刻/、8两滑块开始相向滑动，初速度大

小均为。o=3m/sX、8相遇时，1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=10m/s2.求：

A

=q

(1)8与木板相对静止时，木板的速度；

(2)/、8开始运动时，两者之间的距离.

25.［答案］⑴Irn/s(2)1.9m

［解析］(1)滑块/和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动.设/、B所受木板的摩擦力和

木板所受地面的摩擦力大小分别为力、人和力，4和8相对于地面的加速度大小分别为以和沏，

木板相对于地面的加速度大小为在滑块B与木板达到共同速度前有

力=出和1g①

=

fzH\mBg②

力=也(机+机/+机8)g③

由牛顿第二定律得

f\—mAaA④

fi=m11aB⑤

设在人时刻，8与木板达到共同速度，其大小为血由运动学公式有

0=。。一沏"⑦

V\=a\t\⑧

联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得

Pi=lm/s⑨

(2)在4时间间隔内，8相对于地面移动的距离为

SB=%”一%鬲⑩

设在8与木板达到共同速度0后，木板的加速度大小为生.对于8与木板组成的体系，由牛

顿第二定律有

力+力=（加8+〃2）〃2⑪

由①②④⑤式知，aA=aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为

必，但运动方向与木板相反.由题意知，4和8相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2.

设4的速度大小从小变到。2所用的时间为5则由运动学公式，对木板有

对4有

V2=—V\+aAt2⑬

在打时间间隔内，例以及木板）相对地面移动的距离为

也一52役⑭

在仇+编时间间隔内，4相对地面移动的距离为

$4=00（4+上2）一呼/（4十切?⑮

4和8相遇时，4与木板的速度也恰好相同.因此4和5开始运动时，两者之间的距离为

SO=S/+SI+SB⑯

联立以上各式，并代入数据得

So=1.9m⑰

（也可用如图的速度一时间图线求解）

D1运动的合成与分解

D2抛体运动

2.D2［2017•江苏卷］如图所示，A,8两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间/在空中

相遇.若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为（）

AB

图1

A.tC2D-4

2.C［解析］设/和8两小球的水平距离为孙小力和8两小球平抛的初速度分别为力和

力，小球从抛出到相遇的时间，=XAB•.当4和8两小球平抛的速度都变为原来的2倍时，小球

VA+VB

从抛出到相遇的时间，=F总二二宗所以c正琳

15.D2［2017•全国卷【］发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球

（忽略空气的影响）.速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网，其原因是（）

A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多

B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大

C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少

D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大

15.C［解析］水平射出的乒乓球做平抛运动，两乒乓球在竖直方向做自由落体运动，运

动情况相同，选项A、B、D错误；水平方向上做匀速直线运动，由运动规律可得速度较

大的球通过同一水平距离所用的时间较少，选项C正确.

D3实验：研究平抛物体的运动

D4圆周运动

15.D4［2017•全国卷II］一静止的铀核放出一个a粒子衰变成牡核，衰变方程为畸U一2场

Th+如e.下列说法正确的是（）

A.衰变后批核的动能等于a粒子的动能

B.衰变后钻核的动量大小等于a粒子的动量大小

C.铀核的半衰期等于其放出一个a粒子所经历的时间

D.衰变后a粒子与批核的质量之和等于衰变前铀核的质量

15.B［解析］衰变过程动量守恒，生成的牡核的动量与a粒子的动量等大反向，根据Ek

=2〃/可知衰变后社核的动能小于a粒子的动能，所以B正确，A错误；半衰期是一半数量的

铀核衰变需要的时间，C错误；衰变过程放出能量，质量发生亏损，D错误.

D5万有引力与天体运动

17.D5［2017•北京卷］利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（）

A.地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）

B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期

C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离

D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离

17.D［解析］由,咫=隼，可得若，由选项A中数据可以求出地球质量.由冷

=〃（半）R,可得必=用7f,其中R表示地球半径，又知2nR=07,由选项B中数据可以求

出地球质量.由举=机（半jr,可得其中7•表示月球与地球之间的距离，由选项

C中数据可以求出地球质量.由选项D中数据不能求出地球质量.

6.D5（多选）［2017•江苏卷］“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中

心成功发射升空.与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380km的圆轨

道上飞行，则其（）

A.角速度小于地球自转角速度

B.线速度小于第一宇宙速度

C.周期小于地球自转周期

D.向心加速度小于地面的重力加速度

6.BCD［解析］“天舟一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以“天舟一

号”比同步卫星转动得快，角速度大，周期短，而地球自转的角速度和周期与地球同步卫星的

相同，所以“天舟一号”的角速度比地球自转角速度大，周期短，故A错误，C正确.“天舟

一号”的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以“天舟一号”比近地卫星的线速度小，向心

加速度小，近地卫星的线速度就是第一宇宙速度，近地卫星的向心加速度等于地面的重力加速

度，所以“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度，向心加速度小于地面的重力加速度，故

B、D正确.

19.D5（多选）［2017•全国卷H］如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，。为远

日点，2为轨道短轴的两个端点，运行的周期为70.若只考虑海王星和太阳之间的相互作

用，则海王星在从P经M、。到N的运动过程中（）

海王亚一千一一一

图1

A.从P到M所用的时间等于?

B.从。到N阶段，机械能逐渐变大

C.从尸到。阶段，速率逐渐变小

D.从M到M阶段，万有引力对它先做负功后做正功

19.CD［解析］海王星从P经M到。点的时间为与，在近日点附近速率大，在远日点附

近速率小，所以从尸到〃所用的时间小于，，A错误；海王星在运动过程中只受太阳的引力作

用，机械能守恒，B错误；由开普勒第二定律可知，从尸到。阶段，速率逐渐变小，C正确；

从〃到N阶段，海王星与太阳的距离先增大后减小，万有引力对它先做负功后做正功，D正

确.

14.D5、E2［2017•全国卷ni］2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空

间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运

行.与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的（）

A.周期变大B.速率变大

C.动能变大D.向心加速度变大

14.C［解析］由天体知识可知7=2页周，修，。=空，半径不变，周期

T、速率加速度a的大小均不变，故A、B.D错误.速率。不变，组合体质量加变大，故

动能Ek=，w2变大，C正确.

9.D5［2017・天津卷］（1）我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在

轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体.假设组合体在距地面高为h的圆形轨道上绕地球

做匀速圆周运动，已知地球的半径为R,地球表面处重力加速度为g,且不考虑地球自转的影

响.则组合体运动的线速度大小为,向心加速度大小为

图1

［答案］⑴八偌（R，）理

［解析］（1）依题意得整=mg

万有引力提供组合体做圆周运动所需的向心力，黑。=加缶

十力）R+h

联立解得v=R、!缶

由牛顿第二定律得G（黑尸ma

R2

联立解得。=有订印

D6曲线运动综合

5.D6［2017・江苏卷］如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环

套在水平光滑细杆上.物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力

均为广.小环和物块以速度。向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆

动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说

法正确的是（）

A.物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2户

B.小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2尸

2"

C.物块上升的最大高度为工

O

D.速度。不能超过弋"募g）L

5.D［解析］小环碰到钉子后，物块向上摆动，物块在夹子中没有滑动，说明小环碰到钉

子瞬间，物块与夹子之间的摩擦力小于或等于2F；物块在匀速运动时，物块与夹子之间的摩擦

力小于2F,绳中的张力也就小于2F,故A、B错误.物块向上摆动过程，由机械能守恒定律有

1

^mr^mgh,得〃=不，故C错误.小环碰到钉子瞬间，设物块与夹子之间的摩擦力等于2尸，

由牛顿第二定律得2F-Mg=4,速度v=yl"消g，）根据题意，物块的速度应小于

或等于弋卫词",故D正确.

17.D6、E6［2017•全国卷HJ如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地

面垂直.一小物块以速度。从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨

道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）（）

V2

A•通

［解析］物块上升到最高点的过程，机械能守恒，有：加/=2加gr+品忧，由平抛运

17.B

动规律，水平方向，有x=0f,竖直方向，有2r=；gP,解得工=y争-16/,当r=金时，x

最大，B正确.

4.D6、El、Fl［2017•天津卷］“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津

市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确

的是（）

A.摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变

B.在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力

C.摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零

D.摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变

4.B［解析］乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能保持不变，而重力势能时刻改

变，A错误；在最高点合外力提供向心力，方向向下，所以在最高点，乘客重力大于座椅对他

的支持力，B正确；乘客重力的冲量等于重力与时间的乘积，C错误；乘客向下的瞬时分速度

时刻在改变，所以重力的瞬时功率也时刻在变化，D错误.

E1功和功率

24.El、J2、Kl［2017北京卷J发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的

类似性.直流发甩机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.

图1

在竖直向下的磁感应强度为3的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、P0固定在水平

面内，相距为心电阻不计.电阻为R的金属导体棒仍垂直于儿W、尸。放在轨道上，与轨道接

触良好，以速度平行于A/N)向右做匀速运动.

图1轨道端点M、P间接有阻值为，•的电阻，导体棒油受到水平向右的外力作用.图2轨

道端点〃、尸间接有直流电源，导体棒M通过滑轮匀速提升重