全國高考物理臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題的推斷題綜合高考真題匯總及詳細(xì)答案

1、全國高考物理臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題的推斷題綜合高考真題匯總及詳細(xì)答案一、臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題1 小明同學(xué)站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m=0.3kg的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)球在某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩恰好達(dá)到所能承受的最大拉力F 而斷掉，球飛行水平距離s 后恰好無碰撞地落在臨近的一傾角為53的光滑斜面上并沿斜面下滑，已知斜面頂端與平臺的高度差h 0.8 m繩長r=0.3m(g 取 10 m/s 2， sin 53 0.8， cos 53 0.6)求：(1)繩斷時(shí)小球的速度大小v1 和小球在圓周最低點(diǎn)與平臺邊緣的水平距離s 是多少 .

2、(2)繩能承受的最大拉力F 的大小 .【答案】（ 1） 3m/s ，1.2m （ 2）12N【解析】【詳解】(1)由題意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，說明此時(shí)小球速度方向與斜面平行，否則小球會(huì)彈起，所以有vy=v0 tan53 又 vy2=2gh，代入數(shù)據(jù)得：vy=4m/s ， v0=3m/s故繩斷時(shí)球的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平速度為3m/s ；由vy=gt1得：vyt10.4sg則s=v0 t1=3 0.4m=1.2m（2）由牛頓第二定律：Fmg解得：mv12rF=12N2 如圖所示，帶電粒子（不計(jì)重力）以初速度v0 從 a 點(diǎn)垂直于 y 軸進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過 b 點(diǎn)， Oa Ob

3、。若撤去磁場加一個(gè)與y 軸平行的勻強(qiáng)電場，帶電粒子仍以速度v0 從 a 點(diǎn)垂直于 y 軸進(jìn)入電場，仍能通過b 點(diǎn)，則電場強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的比值為（ ）2v0A v0B v0C 2v0D 2【答案】 C【解析】【詳解】設(shè) OaObd ，因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌鲋凶鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，所以圓周運(yùn)動(dòng)的半徑正好等于d ，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：2mv0qv0 B解得：Bdmv0qd如果換成勻強(qiáng)電場，水平方向以v0 做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在水平方向：dv0t豎直沿 y 軸負(fù)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，即：d1 at 2qE t 222m解得：22mv0Eqd則有：E2v0B故 C 正確， A、 B

4、、D 錯(cuò)誤；故選 C。3 近年來我國高速鐵路發(fā)展迅速，現(xiàn)已知某新型國產(chǎn)列車某車廂質(zhì)量為m ，如果列車要進(jìn)入半徑為 R 的彎道，如圖所示，已知兩軌間寬度為L ，內(nèi)外軌高度差為h ，重力加速度為 g ，該彎道處的設(shè)計(jì)速度最為適宜的是（）AgRhgRLL2h2Bh2L2CgRL2h2gRLhDh【答案】 A【解析】【詳解】列車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由列車的重力和軌道對列車的支持力的合力提供，方向沿水平方向，根據(jù)牛頓第二定律可知mghm v2L2h2R解得gRhvL2h2故 A 正確。故選 A。4 火車以速率 v1 向前行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)在前方同一軌道上距車s 處有另一輛火車，它正沿相同的方向以較小的速率v2

5、 做勻速運(yùn)動(dòng)，于是司機(jī)立即使車做勻減速運(yùn)動(dòng)，該加速度大小為 a，則要使兩車不相撞，加速度a 應(yīng)滿足的關(guān)系為（）A av12 v22B av122s2sv22v1v22CD a a2s2s【答案】 D【解析】【詳解】ABCD.設(shè)經(jīng)過時(shí)間t 兩車相遇，則有v2t s v1t1at 22整理得at22 v2v1 t2s0要使兩車不相撞，則上述方程無解，即4 v2 v128as 0解得a故 D 正確 ABC 錯(cuò)誤 ?故選 D。2v1v22s5 用長為 L 的細(xì)桿拉著質(zhì)量為m 的小球在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，如下圖下列說法中正確的是（）A小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，速率必須大于或等于gLB小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，速率

6、可以小于gL ，最小速率為零C小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿對球的作用力可能是拉力，也可能是支持力，也可能無作用力D小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，桿對球的作用力一定是拉力【答案】 BCD【解析】【詳解】小球在最高點(diǎn)的最小速度為零，此時(shí)小球重力和支持力相等故A 錯(cuò)誤， B 正確當(dāng)小球2在最高點(diǎn)壓力為零時(shí)，重力提供向心力，有mgm v ，解得 vgL ，當(dāng)速度小于 vL時(shí)，桿對小球有支持力，方向向上；當(dāng)速度大于v 時(shí)，桿對小球有拉力，方向向下，故C正確小球在最低點(diǎn)時(shí)，合力提供向心力，知合力方向向上，則桿對球的作用力一定向上故 D 正確6 如圖所示，光滑水平桌面上放置一個(gè)傾角為37的光滑楔形滑塊A，質(zhì)量為 M =0.

7、8kg。一細(xì)線的一端固定于楔形滑塊A 的頂端 O 處，細(xì)線另一端拴一質(zhì)量為m=0.2kg 的小球。若滑塊與小球在外力F 作用下，一起以加速度a 向左做勻加速運(yùn)動(dòng)。取g=10m/s 2;sin370=0.6;sin530 =0.8，則下列說法正確的是（）A當(dāng) a=5 m/s 2 時(shí)，滑塊對球的支持力為0 N B當(dāng) a=15 m/s 2 時(shí)，滑塊對球的支持力為 0 NC當(dāng) a=5 m/s2 時(shí)，外力 F 的大小為 4ND當(dāng) a=15 m/s 2 時(shí)，地面對 A 的支持力為10N【答案】 BD【解析】【詳解】設(shè)加速度為 a0 時(shí)小球?qū)瑝K的壓力等于零，對小球受力分析，受重力和拉力，根據(jù)牛頓第二定律，

8、有：水平方向： F合F cos37 ma0 ，豎直方向： F sin37mg ，解得 a04g13.3m/s23A.當(dāng) a5m/s2a0 時(shí)，小球未離開滑塊，斜面對小球的支持力不為零，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤；B.當(dāng) a15m/s2a0 時(shí)，小球已經(jīng)離開滑塊，只受重力和繩的拉力，滑塊對球的支持力為零，選項(xiàng) B 正確；C.當(dāng) a5m/s2 時(shí)，小球和楔形滑塊一起加速，由整體法可知：FMm a5N選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；D.當(dāng)系統(tǒng)相對穩(wěn)定后，豎直方向沒有加速度，受力平衡，所以地面對A 的支持力一定等于兩個(gè)物體的重力之和，即NMm g10N選項(xiàng) D 正確。故選 BD。7 質(zhì)量為 m，帶電量為 +q 的滑塊從光滑、絕緣斜

9、面上由靜止下滑，如圖所示，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外，磁感強(qiáng)度為B，則滑塊在斜面上滑行過程中（設(shè)斜面足夠長），滑塊（）mgmg cosA在斜面上滑行的最大速度為B在斜面上滑行的最大速度為qBqBC作變加速直線運(yùn)動(dòng)m2 gD在斜面上滑動(dòng)的最大距離為2 sin2q2 B【答案】 BC【解析】AB. 滑塊沿斜面下滑時(shí)，受重力、支持力、垂直于斜面向上的洛倫茲力洛倫茲力F=qvB，隨速度的增大而增大，當(dāng) FN=0，即 qvB=mgcos 時(shí)速度達(dá)到最大，滑塊開始離開斜面；所mg cos以在斜面上滑行的最大速度為v，所以A 錯(cuò)誤，B 正確；qBCD.由于沿斜面方向的力不變，牛頓第二定律得：mgsin =ma

10、，加速度a=gsin，作勻加速直線運(yùn)動(dòng)；故C 正確 ， D 錯(cuò)誤 故選 BC.點(diǎn)睛 ：對物體進(jìn)行受力分析，當(dāng)物體對斜面的壓力為零時(shí)，物體開始離開斜面，由平衡條件求出物體此時(shí)的速度；由牛頓第二定律求出物體的加速度8 客車以v=20m/s的速度行駛，突然發(fā)現(xiàn)同車道的正前方x0=120 m處有一列貨車正以v0=6 m/s的速度同向勻速前進(jìn)，于是客車緊急剎車，若客車剎車的加速度大小為a=1m/s 2，做勻減速運(yùn)動(dòng)，問：(1)客車與貨車速度何時(shí)相等？(2)此時(shí)，客車和貨車各自位移為多少？(3)客車是否會(huì)與貨車相撞？若會(huì)相撞，則在什么時(shí)刻相撞？相撞時(shí)客車位移為多少？若不相撞，則客車與貨車的最小距離為多少？

11、【答案】 (1) t=14s (2) x 客 = 182m x 貨= 84m (3)xmin=22m 【解析】試題分析：（ 1）設(shè)經(jīng)時(shí)間t 客車速度與貨車速度相等：v-at=v0，可得： t=14s（ 2）此時(shí)有： x 客=vt- 1 at2=182m2x 貨 =v0t=84m （3）因?yàn)閤 客 x 貨 +x0，所以不會(huì)相撞經(jīng)分析客車速度與貨車速度相等時(shí)距離最小為：xmin =x 貨 +x0-x 客=22m考點(diǎn)：追擊及相遇問題【名師點(diǎn)睛】這是兩車的追擊問題，速度相等時(shí)，它們的距離最小，這是判斷這道題的關(guān)鍵所在，知道這一點(diǎn)，本題就沒有問題了9 在某路口 ，有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈有一輛汽車在平

12、直路面上正以36 km/h 的速度朝該路口停車線勻速前行，在車頭前端離停車線 70 m 處司機(jī)看到前方綠燈剛好顯示“ 5”交通規(guī)則規(guī)定：綠燈結(jié)束時(shí)車頭已越過停車線的汽車允許通過(1)若不考慮該路段的限速，司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為 1 s，司機(jī)想在剩余時(shí)間內(nèi)使汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)以通過停車線，則汽車的加速度至少為多大？(2)若該路段限速 60 km/h ，司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為 1 s，司機(jī)反應(yīng)過來后汽車先以2 m/s 2 的加速度沿直線加速 3 s，為了防止超速 ，司機(jī)在加速結(jié)束時(shí)立即踩剎車使汽車勻減速直行，結(jié)果車頭前端與停車線相齊時(shí)剛好停下，求剎車后汽車加速度的大小(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 )【答案】 (1

13、)2.5 m/s 2(2)6.1 m/s 2【解析】試題分析：（ 1）司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移是：x1 v0t1 10m ；加速過程： t25 t14s70 x1 v0t21 a1t 222代入數(shù)據(jù)解得：a12.5m / s2（2）汽車加速結(jié)束時(shí)通過的位移：x2v0t1 v0 t21 a2t3210 10312 3249m22此時(shí)離停車線間距為：x370x221m此時(shí)速度為： v1v0a2 t2102316m / s勻減速過程： 2ax3v22帶入數(shù)據(jù)解得：a31286.1m / s221考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵分析清楚汽車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后分階段選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)

14、律列式求解，不難10 如圖在長為 3l，寬為 l 的長方形玻璃磚 ABCD中，有一個(gè)邊長為 l 的正三棱柱空氣泡EFG，其中三棱柱的 EF 邊平行于 AB 邊， H 為 EF邊中點(diǎn)， G 點(diǎn)在 CD邊中點(diǎn)處（忽略經(jīng) CD 表面反射后的光）（i ）一條白光a 垂直于 AB 邊射向 FG邊的中點(diǎn)O 時(shí)會(huì)發(fā)生色散，在玻璃磚光帶通過作圖，回答彩色光帶所在區(qū)域并定性說明哪種顏色的光最靠近CD 邊形成彩色 G 點(diǎn)；（ii ）一束寬度為l的單色光，垂直AB 邊入射到EH 上時(shí)，求CD 邊上透射出光的寬度？2（已知該單色光在玻璃磚中的折射率為n3 ）【答案】（ i）紅光更靠近G 點(diǎn) （ ii） l【解析】【詳

15、解】（i ）光路如圖： MN 間有彩色光帶，紅光最靠近G 點(diǎn)在 FG面光線由空氣射向玻璃，光線向法線方向偏折，因?yàn)榧t光的折射率小于紫光的折射率，所以紅光更靠近 G 點(diǎn)（ii ）垂直 EH入射的光，在 EG 面上會(huì)發(fā)生折射和反射現(xiàn)象，光路如圖所示在 E 點(diǎn)的入射光，根據(jù)幾何關(guān)系和折射定律，可得：160nsin1sin2聯(lián)立可得：230在 E 的折射光射到CD面的 I 點(diǎn)，由幾何關(guān)系得：330根據(jù)折射定律可得：sin C13n3sin1sin C32所以 CD面上 I 點(diǎn)的入射光可以發(fā)生折射透射出CD 面 .在 E 的反射射光射經(jīng) FG面折射后射到到CD面的 J 點(diǎn)，由幾何關(guān)系得：460osin3

16、sin C42所以 CD面上 J 點(diǎn)的入射光發(fā)生全反射，無法透射出CD 面綜上分析， CD 面上有光透射出的范圍在GI 間由幾何關(guān)系得CD 面上有光透出的長度為l。11 如圖所示為柱狀玻璃的橫截面，圓弧MPN 的圓心為 O 點(diǎn)，半徑為 R ， OM 與 ON 的夾角為90?OM 側(cè)面，并進(jìn)入玻璃，。 P 為 MN 中點(diǎn)，與 OP 平行的寬束平行光均勻射向其中射到 P 點(diǎn)的折射光線恰在P 點(diǎn)發(fā)生全反射。(i)分析圓弧 MPN 上不能射出光的范圍；(ii)求該玻璃的折射率?！敬鸢浮?(i)分析過程見解析；(ii) n5【解析】【詳解】(i)光路圖如圖從 OM 入射的各光線的入射角相等，由nsin

17、r知各處的折射角相等。各折射光線射至圓sin i弧面 MPN 時(shí)的入射角不同，其中M 點(diǎn)最大。 P 點(diǎn)恰能全反射，則PM 段均能全反射，無光線射出。(ii) P 點(diǎn)全反射有sin1n相應(yīng)的 Q 點(diǎn)折射有nsin 45sin由幾何關(guān)系知45解各式得n512 如圖所示，寬度為d 的勻強(qiáng)有界磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MN和PQ是磁場左右的兩條邊界線,現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為q 的帶正電粒子沿圖示方向垂直射入磁場中，=45o，要使粒子不能從右邊界PQ 射出，求粒子入射速率的最大值為多少?【答案】 (22) Bqdm【解析】【詳解】用放縮法作出帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)軌跡與 PQ 邊界線相切于

18、 C 點(diǎn)時(shí)，這就是具有最大入射速率 vmax 的粒子的軌跡，由圖可知 :R(1-cos45o)=d又vmax2Bqvmax =m聯(lián)立可得：R(22) Bqdvmax=m13 如圖所示， MN 是一個(gè)水平光屏，多邊形ACBOA為某種透明介質(zhì)的截面圖。 AOC為等腰直角三角形，BCR 8cm的四分之一圓弧，AB與光屏MN垂直并接觸于A為半徑 =點(diǎn)。一束紫光以入射角i 射向 AB 面上的 O 點(diǎn)，能在光屏MN 上出現(xiàn)兩個(gè)亮斑，AN 上的亮斑為 P1（未畫出）， AM 上的亮斑為 P2（未畫出），已知該介質(zhì)對紫光的折射率為n2 。(1)當(dāng)入射角i 30AN上的亮斑P1到A點(diǎn)的距離x1；=時(shí)，求(2)逐

19、漸增大入射角i，當(dāng) AN 上的亮斑 P 剛消失時(shí)，求此時(shí)AM 上的亮斑 P 到 A 點(diǎn)的距離12x2?！敬鸢浮?(1)8cm； (2)8cm【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)題意畫出光路圖：設(shè) AB 分界面上的折射角為r ，根據(jù)折射定律n解得sin rsin ir45在 RtVAOP1 中x1R tan(90r )解得x18cm(2)當(dāng)光在 AB 面上的入射角滿足iCAN 上的亮斑剛消失設(shè)紫光的臨界角為C ，畫出光路圖則有1sin Cn當(dāng) i45 時(shí)， AB 面上反射角45，反射光線垂直射到AC 面上后入射到AM上，則x2R tan(90)解得x2 8cm14 如圖所示，一裝滿水的水槽放在太陽

20、光下，將平面鏡M 斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使一束太陽光從O 點(diǎn)經(jīng)水面折射和平面鏡反射，然后經(jīng)水面折射回到空氣中，最后射到槽左側(cè)上方的屏幕N 上，即可觀察到彩色光帶。如果逐漸增大平面鏡的傾角，各色光將陸續(xù)消失，已知所有光線均在同一豎直平面。（）從屏幕上最先消失的是哪種色光（不需要解釋）；（）如果射向水槽的光線與水面成45角，當(dāng)平面鏡M 與水平面夾角45o 時(shí)，屏幕上的彩色光帶恰好全部消失，求最后消失的那種色光對水的折射率。【答案】（）紫光；（）6 。2【解析】【分析】【詳解】（）逐漸增大平面鏡的傾角，反射光線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，反射光線射到水面的入射角增大，由于紫光的臨界角最小，所以紫光的入射角最先達(dá)到臨界角，最先發(fā)生全反射，故從屏幕上最先消失的是紫光.（）畫出如圖所示的光路圖入射角145OA 是入射到平面鏡上的光線，AD 是法線；設(shè)AOF2 ，OAD3由幾何關(guān)系得sin由折射定律得sin2345oC22 31 n2sin C1聯(lián)立解得nn62即對水的折射率是6 。215 為了測量玻璃棱鏡的折射率nAB面，采用如圖所示裝置棱鏡放在會(huì)聚透鏡的前面，垂直于透鏡的光軸在透鏡的焦平面上放一個(gè)屏，當(dāng)散射光照在AC面上時(shí)在屏上可以觀察到兩個(gè)區(qū)域：照亮區(qū)和非照亮區(qū)連接兩區(qū)分界處（D 點(diǎn)）與透鏡光心 的線段 OD 與透鏡光軸 OO