备战高考物理历年真题 专题4 曲线运动万有引力与天体运动.docx
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备战高考物理历年真题专题4曲线运动万有引力与天体运动
备战2012年高考物理历年真题专题4曲线运动、万有引力与天体运动
【2011高考】
1.(天津)如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力
A.方向向左,大小不变
B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变
D.方向向右,逐渐减小
2.(北京)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。
某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。
将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g。
据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为
A.g
B.2g
C.3g
D.4g
3.(四川)如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:
打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则
A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力
C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功
D.返回舱在喷气过程中处于失重状态
4.如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。
假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(A)
解析:
主要考查摩擦力和牛顿第二定律。
木块和木板之间相对静止时,所受的摩擦力为静摩擦力。
在达到最大静摩擦力前,木块和木板以相同加速度运动,根据牛顿第二定律。
木块和木板相对运动时,恒定不变,。
所以正确答案是A。
5.(上海)受水平外力F作用的物体,在粗糙水平面上作直线运动,其图线如图所示,则
(A)在秒内,外力大小不断增大
(B)在时刻,外力为零
(C)在秒内,外力大小可能不断减小
(D)在秒内,外力大小可能先减小后增大
【答案】CD.
6.(福建)(19分)如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,
AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。
投饵时,每次总将弹簧长度
压缩到0.5R后锁定,在弹簧上段放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵
弹射出去。
设质量为m的鱼饵到达管口C时,对管壁的作用力恰好为零。
不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变
弹簧的弹性势能。
已知重力加速度为g。
求:
质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;
弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;
已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO’在角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在到m之间变化,且均能落到水面。
持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?
解析:
此题考查平抛运动规律、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律等知识点。
(1)质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供,则
mg=m,
解得v1=.
7(北京)(18分)
利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。
如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝。
离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA边,被相应的收集器收集。
整个装置内部为真空。
已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1>m2),电荷量均为q。
加速电场的电势差为U,离子进入电场时的初速度可以忽略。
不计重力,也不考虑离子间的相互作用。
(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1;
(2)当磁感应强度的大小为B时,求两种离子在GA边落点的间距s;
(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响,实际装置中狭缝具有一定宽度。
若狭缝过宽,
可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠,导致两种离子无法完全分离。
设磁感应强度大小可调,GA边长为定值L,狭缝宽度为d,狭缝右边缘在A处。
离子可以从狭缝各处射入磁场,入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。
为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离,求狭缝的最大宽度。
8(安徽)(16分)
如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。
一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出。
(1)求电场强度的大小和方向。
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出。
求粒子运动加速度的大小。
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。
9(安徽)(20分)
如图所示,质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动,开始轻杆处于水平状态,现给小球一个竖直向上的初速度v0=4m/s,g取10m/s2。
(1)若锁定滑块,试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向。
(2)若解除对滑块的锁定,试求小球通过最高点时的速度大小。
(3)在满足
(2)的条件下,试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。
解析:
(1)设小球能通过最高点,且此时的速度为v1。
在上升过程中,因只有重力做功,小球的机械能守恒。
则
设小球到达最高点时,轻杆对小球的作用力为F,方向向下,则
由式,得F=2N
由牛顿第三定律可知,小球对轻杆的作用力大小为2N,方向竖直向上。
10.(北京)(16分)
如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。
(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止。
画出此时小球的受力图,并求力F的大小;
11.(上海)如图,质量的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m。
用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经拉至B处。
(已知,。
取)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;
(2)用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间t。
【解析】
(1)物体做匀加速运动
∴
由牛顿第二定律
∴
(2)另解:
设力作用的最短时间为t,相应的位移为s,物体到达B处速度恰为0,由动能定理
∴
由牛顿定律
∴
∵
【答案】⑴0.5⑵1.03s
12.(福建)(15分)
反射式速调管是常用的微波器械之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。
如图所示,在虚线两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒从A点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。
已知电场强度的大小分别是N/C和N/C,方向如图所示,带电微粒质量,带电量,A点距虚线的距离,不计带电微粒的重力,忽略相对论效应。
求:
(1)B点到虚线的距离;
(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间。
【2010高考】
1.(2010·全国卷Ⅰ)如右图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。
现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为、。
重力加速度大小为g。
则有
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【解析】在抽出木板的瞬时,弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。
对1物体受重力和支持力,mg=F,a1=0.对2物体受重力和压力,根据牛顿第二定律
2.(2010·上海物理)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,则物体
(A)刚抛出时的速度最大(B)在最高点的加速度为零
(C)上升时间大于下落时间(D)上升时的加速度等于下落时的加速度
3.(2010·海南物理)下列说法正确的是
A.若物体运动速率始终不变,则物体所受合力一定为零
B.若物体的加速度均匀增加,则物体做匀加速直线运动
C.若物体所受合力与其速度方向相反,则物体做匀减速直线运动
D.若物体在任意的相等时间间隔内位移相等,则物体做匀速直线运动
4.(2010·海南物理)在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为.则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】木板水平时,小物块的加速度,设滑行初速度为,则滑行时间为;木板改成后,小物块上滑的加速度,滑行时间,因此,A项正确。
5.(2010·海南物理)如右图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块:
木箱静止时弹自由落体处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为
A.加速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降
6.(2010·海南物理)雨摘下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关,雨滴速度越大,它受到的空气阻力越大:
此外,当雨滴速度一定时,雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的次方成正比().假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落,最终它们都_______(填“加速”、“减速”或”匀速”)下落.______(填“大”或“小”)雨滴先落到地面;接近地面时,______(填“大”或“小”)雨滴的速度较小.
【答案】匀速(2分)大(1分)小(1分)
【解析】由于雨滴受到的空气阻力与速度有关,速度越大阻力越大,因此最终当阻力增大到与重力平衡时都做匀速运动;设雨滴半径为,则当雨滴匀速下落时受到的空气阻力,而重力,由于,因此半径大的匀速运动的速度大,先落地且落地速度大,小雨滴落地速度小。
7.(2010·海南物理)图l中,质量为的物块叠放在质量为的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以为单位,重力加速度.整个系统开始时静止.
(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;
(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。
【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1)设木板和物块的加速度分别为和,在时刻木板和物块的速度分别为和,木板和物块之间摩擦力的大小为,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得
①
,当②
③
④
⑤
由①②③④⑤式与题给条件得
⑥
⑦
(2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的图象,如右图所示。
在0~3s内物块相对于木板的距离等于木板和物块图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积,该四边形由两个三角形组成,上面的三角形面积为0.25(m),下面的三角形面积为2(m),因此
⑧
【2009高考】
8.(09·全国卷Ⅱ·15)两物体甲和乙在同一直线上运动,它们在0~0.4s时间内的v-t图象如图所示。
若仅在两物体之间存在相互作
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- 备战高考物理历年真题 专题4 曲线运动万有引力与天体运动 备战 高考 物理 历年 专题 曲线运动 万有引力 天体 运动