2012屆高考物理二輪“力與運動”綜合檢測

用心 愛心 專心1 20122012 屆高考物理二輪屆高考物理二輪 力與運動力與運動 綜合檢測綜合檢測 時間 90 分鐘 滿分 100 分 第 卷 選擇題 共 40 分 一 選擇題 本題共 10 個小題 每小題 4 分 共 40 分 每小題至少有一個選項正確 請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi) 1 如圖 1 所示 一光滑的半圓形碗固定在水平地面上 質(zhì)量為m1的小球用輕繩跨過 光滑碗連接質(zhì)量分別為m2和m3的物體 平衡時小球恰好與碗之間沒有彈力作用 則 m1 m2和m3的比值為 圖 1 A 1 2 3 B 2 1 1 C 2 1 D 2 1 33 解析 根據(jù)半圓內(nèi)的三角形為直角三角形 再根據(jù)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 如圖 2 所示 兩根相距為L的豎直固定桿上各套有質(zhì)量為m的小球 小球可以在桿上無摩擦地自由滑動 兩球用長為 2L的輕繩相連 今在輕繩中 點施加一個豎直向上的拉力F 恰能使兩球沿豎直桿向上勻速運動 則每個小 球所受的拉力大小為 重力加速度為g 圖 2 A mg 2 B mg C F 3 D F 3 解析 根據(jù)題意可知 兩根輕繩與豎直桿間距正好組成等邊三角形 對結(jié)點進行受力 分析 根據(jù)平衡條件可得 F 2F cos30 解得小球所受拉力F C 正確 3F 3 答案 C 3 2011 天津高考 質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行 其運動視 為勻速圓周運動 已知月球質(zhì)量為M 月球半徑為R 月球表面重力加速度為g 引力常量 為 G 不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響 則航天器的 A 線速度 v B 角速度 GM RgR C 運行周期 T 2 D 向心加速度 a R g Gm R2 用心 愛心 專心2 解析 由萬有引力提供向心力可得 G ma m m 2R mR 再結(jié)合忽略自轉(zhuǎn) Mm R2 v2 R 4 2 T2 后G mg 在解得相關(guān)物理量后可判斷 A C 正確 Mm R2 答案 AC 4 用一水平力F拉靜止在水平面上的物體 在F從 0 開始逐漸增大 的過程中 加速度a隨外力F變化的圖像如圖 3 所示 g 10 m s2 則 可以計算出 A 物體與水平面間的最大靜摩擦力 B F為 14 N 時物體的速度 圖 3 C 物體與水平面間的動摩擦因數(shù) D 物體的質(zhì)量 解析 由a F圖像可知 拉力在 7 N 之前加速度都是 0 因此可知最大靜摩擦力為 7 N 選項 A 正確 再由圖像可知 當(dāng)F 7 N 時 加速度為 0 5 m s2 當(dāng)F 14 N 時 加速 度為 4 m s2 即F1 mg ma1 F2 mg ma2 可求得動摩擦因數(shù)及物體的質(zhì)量 選項 C D 正確 物體運動為變加速運動 不能算出拉力為 14 N 時的速度 選項 B 錯誤 答案 ACD 5 如圖 4 所示 在豎直的轉(zhuǎn)動軸上 a b兩點間距為 40 cm 細線ac長 50 cm bc長 30 cm 在c點系一質(zhì)量為m的小球 在轉(zhuǎn)動軸帶著小球轉(zhuǎn)動過程 中 下列說法不正確的是 圖 4 A 轉(zhuǎn)速小時 ac受拉力 bc松弛 B bc剛好拉直時 ac中拉力為 1 25mg C bc拉直后轉(zhuǎn)速增大 ac拉力不變 D bc拉直后轉(zhuǎn)速增大 ac拉力增大 解析 當(dāng)細線bc剛好被拉直時 bc無拉力 如圖所示 由于ab 40 cm bc 30 cm ac 50 cm 故 abc為直角三角形 繩ac的拉力F與重力 mg的合力提供向心力 故有F 1 25mg B 對 向心力F向 mg sin mg 4 5 若轉(zhuǎn)速小時 需要的向心力小 tan 大 大 繩bc松弛 A 對 若bc拉直后 mg tan 轉(zhuǎn)速增大 需要的向心力增大 bc的拉力增大 但在豎直方向上仍有Fsin mg F 1 25mg 即ac拉力不變 C 對 D 錯 mg sin 答案 D 用心 愛心 專心3 6 一平行板電容器的兩個極板水平放置 兩極板間有一帶電荷量不變的小油滴 油滴 在極板間運動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比 若兩極板間電壓為零 經(jīng)一段時間 后 油滴以速率v勻速下降 若兩極板間的電壓為U 經(jīng)一段時間后 油滴以速率 2v勻速 上升 若兩極板間電壓增為 2U 油滴做勻速運動時速度的大小和方向?qū)⑹?A 5v 向下 B 5v 向上 C 3v 向下 D 3v 向上 解析 當(dāng)不加電場時 油滴勻速下降 即Ff kv mg 當(dāng)兩極板間電壓為U時 油滴 向上勻速運動 即F電 2kv mg 解之得 F電 3mg 當(dāng)兩極板間電壓為 2U時 電場力 方向不變 大小變?yōu)?6mg 油滴向上運動 當(dāng)勻速運動時 6mg mg kv 解之得 v 5v B 項正確 答案 B 7 如圖 5 所示 民族運動會上有一個騎射項目 運動員騎在奔馳的 馬背上沿著跑道AB運動時拉弓放箭射向他左側(cè)的固定靶 假設(shè)運動員騎 馬奔馳的速度為v1 運動員靜止時射出箭的速度為v2 跑道離固定靶的 最近距離OA d 若不計空氣阻力的影響 要想命中目標(biāo)且使射出的箭在 圖 5 空氣中飛行時間最短 則 A 運動員騎馬奔馳時應(yīng)該瞄準(zhǔn)靶心放箭 B 運動員應(yīng)該在距離A點為d的地方放箭 v1 v2 C 箭射到靶的最短時間為 d v2 D 箭射到靶的最短時間為 d v22 v12 解析 由于箭在各個方向上的運動具有等時性 欲使箭能在最短時間內(nèi)到達固定靶 可以選擇某一個方向進行獨立研究 由于固定靶到跑道的距離OA d是定值 則該方向上 的速度越大時間自然就越短 考慮到馬奔馳的速度方向垂直于OA方向 故v1無法分解到 OA方向 即馬奔馳方向的運動速度不會影響OA方向的速度 因此只有將放箭的速度方向 沿OA方向 時間才最短 即射出去的箭身方向垂直于AB 但事實上箭有兩個速度 由此 可知最短時間tmin C 對 D 錯 箭的兩個速度v1和v2的合速度一定是斜向v2的右方 d v2 然后箭在水平方向勻速運動到A點 因此放箭的位置一定要在A點之前 放箭時不是直接 對準(zhǔn)靶心 A 錯 運動員應(yīng)該在距離A點s處放箭 滿足的條件是 即s d B s v1 d v2 v1 v2 對 答案 BC 用心 愛心 專心4 8 2011 安徽高考 一般的曲線運動可以分成很多小段 每小段都 可以看成圓周運動的一部分 即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧 來代替 如圖 6 甲所示 曲線上A點的曲率圓定義為 通過A點和曲線 上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓 在極限情況下 這個圓就叫做A點的曲 率圓 其半徑 叫做A點的曲率半徑 現(xiàn)將一物體沿與水平面成 角 的方向以速度v0拋出 如圖乙所示 則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是 圖 6 A B v2 0 g v2 0sin2 g C D v2 0cos2 g v2 0cos2 gsin 解析 根據(jù)運動的分解 物體在最高點的速度等于水平分速度 即為v0cos 在最 高點看成是向心力為重力的圓周運動的一部分 則mg m v0cos 2 C 項正確 v0cos 2 g 答案 C 9 一物體靜置在平均密度為 的球形天體表面的赤道上 已知引力常量為G 若由 于天體自轉(zhuǎn)使物體對天體表面壓力恰好為零 則天體自轉(zhuǎn)周期為 A B 4 3G 1 2 3 4 G 1 2 C D G 1 2 3 G 1 2 解析 對于物體 根據(jù)牛頓第二定律 G mR和 得 T 選項 Mm R2 4 2 T2 M 4 3 R3 3 G D 正確 答案 D 10 如圖 7 所示 有些地區(qū)的鐵路由于彎多 彎急 路況復(fù)雜 依靠現(xiàn)有車型提速的難度較大 鐵路部門通過引進擺式列車來解決轉(zhuǎn) 彎半徑過小造成的離心問題 擺式列車是集電腦 自動控制等高新技 術(shù)于一體的新型高速列車 當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時 在電腦控制下 車廂會自 動傾斜 使得車廂受到的彈力FN與車廂底板垂直 FN與車廂重力的 圖 7 用心 愛心 專心5 合力恰好等于向心力 車廂沒有離心側(cè)翻的趨勢 當(dāng)列車行走在直線上時 車廂又恢 復(fù)原狀 就像玩具 不倒翁 一樣 它的優(yōu)點是能夠在現(xiàn)有線路上運行 無需對線路等設(shè) 施進行較大的改造 運行實踐表明 擺式列車通過彎道的速度可提高 20 40 最高可達 50 擺式列車不愧為 曲線沖刺能手 假設(shè)有一超高速擺式列車在水平面內(nèi)行駛 以 360 km h 的速度轉(zhuǎn)彎 轉(zhuǎn)彎半徑為 2 km 則質(zhì)量為 50 kg 的乘客在拐彎過程中所受到的火 車給他的作用力約為 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 火車給他的作用 力FN 559 N mg 2 F2 答案 B 第 卷 非選擇題 共 60 分 二 實驗題 本大題共 2 小題 共 16 分 把答案填在題中橫線上或按要求作答 11 8 分 1 在探究求合力的方法時 先將橡皮條的一端固定在水平木板上 另一端 系上帶有繩套的兩根細繩 實驗時 需要兩次拉伸橡皮條 一次是通過兩細繩用兩個彈簧 秤互成角度地拉橡皮條 另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條 下列哪些說法是正確 的 A 兩次拉伸橡皮條 需將橡皮條沿相同方向拉到相同長度 B 兩次拉伸橡皮條 需將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置 C 拉橡皮條的細繩要長些 標(biāo)記同一細繩方向的兩點要遠些 D 彈簧秤 細繩 橡皮條都應(yīng)與木板平行 2 在某一力學(xué)實驗中 打出的紙帶如圖 8 所示 相鄰計數(shù)點的時間間隔是T 測出紙 帶各計數(shù)點之間的距離分別為x1 x2 x3 x4 為使由實驗數(shù)據(jù)計算的結(jié)果更精確些 加 速度的平均值為a 打下C點時的速度vC 圖 8 解析 1 本實驗的目的是探究合力產(chǎn)生的效果與分力產(chǎn)生的效果相同 故 A B 對 對 C 可減少確定力的方向時產(chǎn)生的誤差 對 D 可保證合力與分力在同一個平面內(nèi) 2 把x1 x2 x3 x4分成 x1 x2 和 x3 x4 兩大段 每大段的時間是 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 愛心 專心6 答案 1 ABCD 2 x3 x4 x1 x2 4T2 x2 x3 2T 12 8 分 為了驗證 當(dāng)質(zhì)量一定時 物體的加速度與它所受的合外力成正比 一組 同學(xué)用圖 9 所示的裝置進行實驗 并將得到的實驗數(shù)據(jù)描在圖 10 所示的坐標(biāo)圖中 圖 9 1 在圖 10 中作出a F圖線 圖 10 2 由a F圖線可以發(fā)現(xiàn) 該組同學(xué)實驗操作中遺漏了 這個步驟 3 根據(jù)a F圖線可以求出系統(tǒng)的質(zhì)量是 保留兩位有效數(shù)字 解析 本題考查驗證牛頓第二定律的實驗 2 圖像中的圖線不過原點 當(dāng)加速度為零 時 F不為零 說明沒有平衡摩擦力 3 圖像中圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù) 可以求出質(zhì) 量 答案 1 如圖 2 平衡摩擦力 3 0 30 0 33 kg 三 計算題 本題共 4 個小題 共 44 分 解答時應(yīng)寫出必要的文字說明 方程式和演 算步驟 有數(shù)值計算的要注明單位 13 10 分 一輛長為l1 5 m 的汽車以v1 15 m s 的速度在公路上勻速行駛 在離鐵 路與公路交叉點x1 175 m 處 汽車司機突然發(fā)現(xiàn)離交叉點x2 200 m 處有一列長為 l2 300 m 的列車以v2 20 m s 的速度行駛過來 為了避免事故的發(fā)生 汽車司機立刻使 汽車減速 讓列車先通過交叉點 求汽車減速的加速度至少多大 不計汽車司機的反應(yīng)時 間 用心 愛心 專心7 解析 列車駛過交叉點用時 t l2 x2 v2 t 25 s 若汽車在 25 s 內(nèi)位移為x1 175 m 則 v1t at2 x1 1 2 a 0 64 m s2 此時v v1 at v 1 m s 因此汽車已經(jīng)在 25 s 前沖過了交叉點 發(fā)生了交通事 故 不合題意 要使汽車安全減速 必須在小于 25 s 的時間內(nèi)汽車速度減小為零 這樣才能使它的位 移小于 175 m 由v 2ax1 得a m s2 0 643 m s2 2 1 9 14 汽車減速的加速度至少為 0 643 m s2 答案 0 643 m s2 14 10 分 天文學(xué)家將相距較近 僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星 雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍 利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質(zhì)量 已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動 周期均為 T 兩顆恒星之間的距離為r 試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量 引力常量為G 解析 設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1 m2 做圓周運動的半徑分別為r1 r2 角速度分 別是 1 2 根據(jù)題意有 1 2 r1 r2 r 根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律 有 G m1 r1 m1m2 r212 G m2 r2 m1m2 r222 聯(lián)立以上各式解得 r1 m2r m1 m2 根據(jù)角速度與周期的關(guān)系知 1 2 2 T 聯(lián)立 式解得m1 m2 4 2r3 T2G 用心 愛心 專心8 答案 4 2r3 T2G 15 12 分 2011 山東高考 如圖 11 所示 在高出水平地面 h 1 8 m 的光滑平臺上放置一質(zhì)量M 2 kg 由兩種不同材料連 接成一體的薄板A 其右段長度l1 0 2 m 且表面光滑 左段表面 粗糙 在A最右端放有可視為質(zhì)點的物塊B 其質(zhì)量m 1 kg B與A左段間動摩擦因數(shù) 0 4 開始時二者均靜止 現(xiàn)對A施加F 20 N 圖 11 水平向右的恒力 待B脫離A A尚未露出平臺 后 將A取走 B離開平臺后的落地點 與平臺右邊緣的水平距離x 1 2 m 取g 10 m s2 求 1 B離開平臺時的速度vB 2 B從開始運動到剛脫離A時 B運動的時間tB和位移xB 3 A左段的長度l2 解析 1 設(shè)物塊平拋運動的時間為t 由運動學(xué)知識可得 h gt2 1 2 x vBt 聯(lián)立 式 代入數(shù)據(jù)得vB 2 m s 2 設(shè)B的加速度為aB 由牛頓第二定律和運動學(xué)的知識得