高考物理相互作用模擬試題

1、最新高考物理相互作用模擬試題一、高中物理精講專題測(cè)試相互作用1 明理同學(xué)平時(shí)注意鍛煉身體，力量較大，最多能提起m=50kg 的物體一重物放置在傾角 =15的粗糙斜坡上，重物與斜坡間的摩擦因數(shù)為重物質(zhì)量m 的最大值？試求該同學(xué)向上拉動(dòng)的【答案】【解析】【詳解】由題意可知，該同學(xué)的最大拉力：f=mg設(shè)該同學(xué)與斜面方向的夾角是的時(shí)候拉動(dòng)的物體的最大質(zhì)量是m ，對(duì)物體受力分析知：垂直于斜面的方向：fn+fsin =mgcos沿斜面的方向：fcos=f+mgsin 若恰好拉動(dòng)物體，則有：f= fn聯(lián)立解得：令 =tan ，代入上式可得：要使該同學(xué)向上拉動(dòng)的物體的質(zhì)量最大，上式分子取最大值，即：cos（

2、） =1由 =tan =可得： =30聯(lián)立以上各式得：mmax =【點(diǎn)睛】該題中按照常規(guī)的步驟對(duì)物體進(jìn)行受力分析即可，題目的難點(diǎn)是如何利用三角函數(shù)的關(guān)系，化簡(jiǎn)并得出正確的結(jié)論2如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過其轉(zhuǎn)軸上的絕緣細(xì)繩牽引一根原來靜止的長(zhǎng)為l=1m，質(zhì)量m=0.1的導(dǎo)體棒ab，導(dǎo)體棒緊貼在豎直放置、電阻不計(jì)的金屬框架上，導(dǎo)體棒的電阻r=1，磁感強(qiáng)度b=1t 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框架所在平面，當(dāng)導(dǎo)體棒在電動(dòng)機(jī)牽引下上升h=3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，此過程導(dǎo)體棒產(chǎn)生熱量q=2j電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7v 和1a，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=1 ，不計(jì)一切摩擦，g=10m/s2 ，求：（ 1）

3、導(dǎo)體棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？（ 2）導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少？【答案】（1）m/s（ 2）s【解析】：（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩拉力t，有t-mg-f=0（ 2 分），其中f=bil， i= /r,=blv，(3 分)此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率與拉力功率應(yīng)相等，即 tv=ui/ -i/2r（2分），（u、 i/ 、 r 是電動(dòng)機(jī)的電壓、電流和電阻），化簡(jiǎn)并代入數(shù)據(jù)得v=2m/s （ 1 分）（2）從開始達(dá)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t ，此過程由能量守恒定律，ui/ t-i/2rt=mgh+mv 2+q（ 4 分），代入數(shù)據(jù)得 t=1s（2 分）3 如圖所示，水平面上有兩根相距 0.5m 的足夠長(zhǎng)的光

4、滑平行金屬導(dǎo)軌 mn和 pq，之間有一導(dǎo)體棒 ab，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì)，在 m 和 p 之間接有阻值為 r=2 的定值電阻。質(zhì)量為 0.2kg 的導(dǎo)體棒 ab 長(zhǎng) l 0.5m ，與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度b 0.4t ?，F(xiàn)在在導(dǎo)體棒ab上施加一個(gè)水平向右，大小為0.02n的恒力f ，使導(dǎo)體棒ab由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求：當(dāng)ab 中的電流為多大時(shí)，導(dǎo)體棒ab 的速度最大？ab的最大速度是多少？若導(dǎo)體棒從開始到速度剛達(dá)到最大的過程中運(yùn)動(dòng)的位移s=10m，則在此過程中r 上產(chǎn)生的熱量是多少？【答案】（1） 0.1a （ 2） 1m/s（ 3） 0.1j【解析

5、】試題分析：（ 1）當(dāng)金屬棒上所受的拉力等于安培力時(shí)，加速度為零，速度最大，則 f=bil ，解得： i=0.1a（2）根據(jù) e=blvm； e=ir 可解得：irm s0.1 /vmbl（3）由能量守恒關(guān)系可得： fs1 mvm2q 解得： q=0.1j2考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；能量守恒定律.4 如圖所示，在一傾角為30固定斜面上放一個(gè)質(zhì)量為2kg 的小物塊，一輕繩跨過兩個(gè)輕滑輪一端固定在墻壁上，一端連接在物塊上，且物塊上端輕繩與斜面平行，動(dòng)滑輪下方懸掛質(zhì)量為 3kg 的重物，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知跨過動(dòng)滑輪的輕繩夾角為60，物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為3 ，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力

6、，重力加速度g=10m/s 2。3求：（ 1）斜面上物塊所受的靜摩擦力大小；（ 2）若要使斜面上的物塊滑動(dòng)，動(dòng)滑輪下懸掛重物的質(zhì)量應(yīng)該滿足什么條件？【答案】（ 1） (10310)n （ 2） m22 3kg【解析】【分析】考查平衡狀態(tài)的受力分析?！驹斀狻浚?1）設(shè)斜面上物體質(zhì)量為 m1，動(dòng)滑輪下方懸掛的物體質(zhì)量為 m2，繩的拉力為 t，斜面支持力為 n，摩擦力為 f，受力分析如圖：動(dòng)滑輪節(jié)點(diǎn)受力平衡：t cos301 m2 g2解得 t103n斜面上的物體受力平衡：tm1g sinf解得摩擦力大小為f(10 310)n（2）最大靜摩擦力為：fmaxnm1 g cosl0n當(dāng)繩的拉力等于 0

7、時(shí)，物體剛好保持靜止，所以不可能往下運(yùn)動(dòng)，則只能是拉力足夠大，當(dāng)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦?xí)r，物體開始向上滑動(dòng)：tm1 g sinf maxt cos301 m2 g2解得m22 3kg即動(dòng)滑輪下懸掛重物的質(zhì)量應(yīng)滿足m22 3kg 。5如圖所示，物體，物體，物體 b 用細(xì)繩系住，現(xiàn)在用水平力， a 與 f 拉物體bb 與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同a，求這個(gè)水平力f 至少要多大才能將 a 勻速拉出？【答案】【解析】試題分析：物體b 對(duì) a 壓力，地面對(duì)a 的支持力， ab 間的滑動(dòng)摩擦力，因此a 受地面的摩擦力：，以a 物體為研究對(duì)象，其受力情況如圖所示：由平衡條件得：?？键c(diǎn)：共點(diǎn)力作用下物體平衡【名師點(diǎn)睛

8、】本題考查應(yīng)用平衡條件處理問題的能力，要注意的重力，而等于a.b 的總重力。a 對(duì)地面的壓力并不等于a6 如圖所示，一小滑塊靜止在傾角為370 的斜面底端，滑塊受到外力沖擊后，獲得一個(gè)沿斜面向上的速度v0=4m/s ，斜面足夠長(zhǎng)，滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 =0.25，已知sin370=0.60， cos370=0.80，g 取 10m/s 2，求：（ 1）滑塊沿斜面上滑過程中的加速度的大小；（ 2）滑塊沿斜面上滑的最大距離；【答案】（ 1）（ 2） 1 0m【解析】試題分析：（ 1）設(shè)滑塊質(zhì)量為m，上滑過程的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律，有所以，（2）滑塊上滑做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移與速

9、度的關(guān)系公得最大距離考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】連接牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的紐帶就是加速度，所以在做這一類問題時(shí)，特別又是多過程問題時(shí)，先弄清楚每個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，根據(jù)牛頓第二定律求加速度然后根據(jù)加速度用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題或者根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解加速度然后根據(jù)加速度利用牛頓第二定律求解力7如圖，物體在有動(dòng)物毛皮的斜面上運(yùn)動(dòng)。由于毛皮表面的特殊性，引起物體的運(yùn)動(dòng)有如下特點(diǎn)： 順著毛的生長(zhǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)毛皮產(chǎn)生的阻力可以忽略； 逆著毛的生長(zhǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到來自毛皮的滑動(dòng)摩擦力。（1）物體上滑時(shí)，是順著毛的生長(zhǎng)方向運(yùn)動(dòng)，求物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度（2）一物體自斜面底端以初速度v0=

10、2m/s沖上足夠長(zhǎng)的斜面，斜面的傾角o，過了 =30t=1 2s 物體回到出發(fā)點(diǎn)。若認(rèn)為毛皮產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力時(shí)，動(dòng)摩擦因數(shù)為定值，試計(jì)算 的數(shù)值。（ g=10m/s2）【答案】（ 1） 5m/s 2（ 2）0 433【解析】試題分析：（1）由圖可以發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物的毛是向上的，所以向上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以忽略阻力，根據(jù)牛頓定律可知：2mgsin=ma，解得 a=gsin =5m/s 2（ 2）對(duì)物體受力分析得，上滑時(shí)a=gsin =5m/s，設(shè)上滑最大位移為s，有，上滑時(shí)間：，下滑時(shí)間： t 下=t-t 上 =（ 12-0 4） s=08s，下滑加速度：，對(duì)物體受力分析可知，下滑的加速度，a 下=gsin30

11、-gcos30，所以：考點(diǎn)：牛頓第二定律的應(yīng)用8長(zhǎng) l 質(zhì)量為 m 的長(zhǎng)方形木板靜止在光滑的水平面上，一質(zhì)量為 m 的物塊，以速度從左端滑上木板，最后與木板保持相對(duì)靜止， 為物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。v0 的水平（1）求物塊在木板上滑行的時(shí)間t 。（2）要使物塊不從木板右端滑出，物塊滑上木板左端的速度v不超過多少 ?【答案】（ 1）；（ 2）【解析】試題分析：（1）設(shè)物塊與木板共同速度為v，以水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)量定理有：，解得。（2）要使物塊恰好不從木板上滑出，須使物塊到木板最右端時(shí)與木板有共同的速度，由功能關(guān)系有解得要使物塊不從木板右端滑出，滑上木板左端速度不超

12、過考點(diǎn)：牛頓第二定律、動(dòng)量守恒定律【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況分析清楚，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解出各個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的加速度，最后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解。9 足夠長(zhǎng)的光滑細(xì)桿豎直固定在地面上，輕彈簧及小球a、b 均套在細(xì)桿上，彈簧下端固定在地面上，上端和質(zhì)量為m1 =50g 的小球 a 相連，質(zhì)量為 m2=30g 的小球 b 放置在小球 a上，此時(shí) a、b 均處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧的壓縮量x0=0.16m ，如圖所示。從t=0 時(shí)開始，對(duì)小球 b 施加豎直向上的外力，使小球b 始終沿桿向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間后a、 b 兩球分離；再經(jīng)過同樣長(zhǎng)的時(shí)間，b 球距其出發(fā)點(diǎn)的距離恰好

13、也為x0。彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度取g=10m/s 2。求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)整個(gè)過程中小球b 加速度 a 的大小及外力f 的最大值。【答案】 (1)5n/m ； (2)2m/s 2， 0.36n【解析】【詳解】(1)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件和胡克定律得：m1 m2 gkx0解得： k5n / m ；(2)設(shè)經(jīng)過時(shí)間 t 小球 a、b 分離，此時(shí)彈簧的壓縮量為x0 ，對(duì)小球 a：kxm1 gm1ax0x1 at 22小球 b：x01 a22t2當(dāng) b 與 a 相互作用力為零時(shí)f 最大對(duì)小球 b：f m2 g m2 a解得： a2m / s2 ， f0.36n10 如圖所示

14、,質(zhì)量為 m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為o.輕繩 ob水平且 b端與放置在水平面上的質(zhì)量為 m2的物體乙相連 ,輕繩 oa與豎直方向的夾角 =37物,體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài) .(已知 sin 37 =0.6,cos 37 =0.8,tan 37 =0.75,g取 10m/s 2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)求:(1)輕繩 oa,ob受到的拉力是多大?(2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何 ?(3)若物體乙的質(zhì)量m2=4kg,物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動(dòng),物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少?【答案】（ 1） 5m1g,3m1 g（ 2）3m1g，水平向左（3） 1.6kg444【解析】【分析】【詳解】（1）對(duì)結(jié)點(diǎn) o，作出力圖如圖，由平衡條件有：cosm1