2019高考物理二轮押题：第一部分 力学3大题型押题练（四） Word版含解析.pdf

力学力学 3 大题型押题练大题型押题练(四四) 1多选多选半径分别为半径分别为 R 和 的两个半圆，分别组成如图甲、乙所示的两个圆弧轨道，和 的两个半圆，分别组成如图甲、乙所示的两个圆弧轨道， R 2 一小球从某一高度下落，分别从甲、乙所示开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都 沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下的半圆轨道的最高点通过，则下列说法正确的是 一小球从某一高度下落，分别从甲、乙所示开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都 沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下的半圆轨道的最高点通过，则下列说法正确的是 ( ) A甲图中小球开始下落的高度比乙图中小球开始下落的高度大甲图中小球开始下落的高度比乙图中小球开始下落的高度大 B甲图中小球开始下落的高度和乙图中小球开始下落的高度一样甲图中小球开始下落的高度和乙图中小球开始下落的高度一样 C甲图中小球对轨道最低点的压力大于乙图中小球对轨道最低点的压力甲图中小球对轨道最低点的压力大于乙图中小球对轨道最低点的压力 D甲图中小球对轨道最低点的压力和乙图中小球对轨道最低点的压力一样大甲图中小球对轨道最低点的压力和乙图中小球对轨道最低点的压力一样大 解析 ： 选解析 ： 选 AC 甲、乙两图中轨道最高点在同一水平线上，因为小球恰好能通过最高点， 则 甲、乙两图中轨道最高点在同一水平线上，因为小球恰好能通过最高点， 则 mgm，解得，解得 v2gr，可知甲图中小球通过最高点的速度大，根据动能定理可得，可知甲图中小球通过最高点的速度大，根据动能定理可得 v2 r mgh mv20，故甲图中小球释放点到轨道最高点之间的距离，故甲图中小球释放点到轨道最高点之间的距离 h 较大，即开始下落的高较大，即开始下落的高 1 2 度较大， 选项度较大， 选项 A 正确，正确， B 错误 ； 在轨道最低点， 对小球受力分析并应用牛顿第二定律得 ：错误 ； 在轨道最低点， 对小球受力分析并应用牛顿第二定律得 ： FN mgm，mgh mv20，解得，解得 FNmg，甲图中，甲图中 h 大大 r 小，结合牛顿第三定小，结合牛顿第三定 v2 r 1 2 ( 12h r ) 律知，甲图中小球对轨道最低点的压力大，选项律知，甲图中小球对轨道最低点的压力大，选项 C 正确，正确，D 错误。错误。 2在人类太空征服史中，让人类遗憾的是“太空加油站”的缺乏。当通信卫星轨道校 正能源耗尽的时候，它的生命就走到了尽头，有很多成为了太空垃圾。如今“轨道康复者” 是救助此类卫星的新型太空航天器，图甲是“轨道康复者”航天器在给太空中“垃圾”卫 星补充能源，可简化为图乙所示模型，让“轨道康复者” 在人类太空征服史中，让人类遗憾的是“太空加油站”的缺乏。当通信卫星轨道校 正能源耗尽的时候，它的生命就走到了尽头，有很多成为了太空垃圾。如今“轨道康复者” 是救助此类卫星的新型太空航天器，图甲是“轨道康复者”航天器在给太空中“垃圾”卫 星补充能源，可简化为图乙所示模型，让“轨道康复者”N 对已偏离原来正常工作轨道的 卫星 对已偏离原来正常工作轨道的 卫星 M 进行校正，则进行校正，则( ) AN 从图乙所示轨道上加速，与从图乙所示轨道上加速，与 M 对接补充能源后开动对接补充能源后开动 M 上的小发动机向前喷气， 能校正 上的小发动机向前喷气， 能校正 M 到较低的轨道运行到较低的轨道运行 B让让 M 降低到降低到 N 所在轨道上，补充能源后再开启所在轨道上，补充能源后再开启 M 上的小发动机校正上的小发动机校正 C在图乙中在图乙中 M 的动能一定小于的动能一定小于 N 的动能的动能 D在图乙中，在图乙中，M、N 和地球球心三者不可能处在同一直线上和地球球心三者不可能处在同一直线上 解析：选解析：选 A 根据向心运动条件知， 根据向心运动条件知，N 加速，万有引力小于圆周运动所需向心力，加速，万有引力小于圆周运动所需向心力，N 做离心运动追上做离心运动追上 M，给，给 M 补充能源后，开启的发动机向前喷气，补充能源后，开启的发动机向前喷气，M 减速，万有引力大于圆 周运动所需的向心力，故 减速，万有引力大于圆 周运动所需的向心力，故 M 会降低轨道运行，会降低轨道运行，A 正确；正确；M 在没有补充能源的情况下，不能 降低到 在没有补充能源的情况下，不能 降低到 N 所在轨道上，所在轨道上，B 错误；根据万有引力定律和牛顿第二定律知错误；根据万有引力定律和牛顿第二定律知 Gm，得，得 v Mm r2 v2 r ，虽然，虽然 M 运行的轨道半径大于运行的轨道半径大于 N 的，的，M 的运行速率小于的运行速率小于 N 的，但二者质量的大小关的，但二者质量的大小关 GM r 系不确定，所以不能判断动能大小，系不确定，所以不能判断动能大小，C 错误；在题图乙中错误；在题图乙中 M 绕地球的运行周期大于绕地球的运行周期大于 N 绕地 球的运行周期，所以经过一段时间 绕地 球的运行周期，所以经过一段时间 M、N 和地球球心三者有可能处在同一直线上，和地球球心三者有可能处在同一直线上，D 错误。错误。 3.如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带 和 如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带 和X光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变。假设乘客 把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运 动，用 光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变。假设乘客 把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运 动，用 v 表示传送带速度，用表示传送带速度，用 表示物品与传送带间的动摩擦因 数，则 表示物品与传送带间的动摩擦因 数，则( ) A前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动 B后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同 Cv 相同时，相同时， 不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同 D 相同时，相同时，v 增大为原来的增大为原来的 2 倍，前阶段物品的位移也增大为原来的倍，前阶段物品的位移也增大为原来的 2 倍倍 解析：选解析：选 C 前阶段，物品的速度小于传送带的速度，相对传送带向后运动，受到与 传送方向相同的滑动摩擦力作用，在滑动摩擦力作用下物品向传送方向做初速度为零的匀 加速直线运动，当物品的速度与传送带的速度相同时，两者无相对运动或相对运动趋势， 摩擦力为零， 前阶段，物品的速度小于传送带的速度，相对传送带向后运动，受到与 传送方向相同的滑动摩擦力作用，在滑动摩擦力作用下物品向传送方向做初速度为零的匀 加速直线运动，当物品的速度与传送带的速度相同时，两者无相对运动或相对运动趋势， 摩擦力为零，A、B 错误；加速过程中物品的加速度为错误；加速过程中物品的加速度为 ag，加速运动时间，加速运动时间 t ，所 ，所 v a v g 以摩擦产生的热量为Q以摩擦产生的热量为Qmg mgvt mgv· mv2，故，故 v 相同时，相同时， 不同不同 ( vtvt 2) 1 2 1 2 v g 1 2 的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，C 正确；物品加速过程的位移正确；物品加速过程的位移 x， v2 2a v2 2g 当当 相同时，相同时，v 增大为原来的增大为原来的 2 倍，前阶段物品的位移增大为原来的倍，前阶段物品的位移增大为原来的 4 倍，倍，D 错误。错误。 4用如图甲所示的装置测量弹簧的弹性势能。将处于自然伸长状态的一根弹簧放置在 水平气垫导轨上，左端固定，初始时右端在 用如图甲所示的装置测量弹簧的弹性势能。将处于自然伸长状态的一根弹簧放置在 水平气垫导轨上，左端固定，初始时右端在 O 点；在点；在 O 点右侧的点右侧的 B 处安装一个光电门，计 时器 处安装一个光电门，计 时器(图中未画出图中未画出)与光电门相连。用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置与光电门相连。用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置 A，静止释放，遮 光条的宽度为 ，静止释放，遮 光条的宽度为 d，并记录遮光的时间为，并记录遮光的时间为 t。 (1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度用螺旋测微器测量遮光条的宽度 d，如图乙所示，则宽度为，如图乙所示，则宽度为_mm。 (2)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_(用题目中的物理量表示用题目中的物理量表示)。 (3)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_。 A弹簧原长弹簧原长 l0 B当地重力加速度当地重力加速度 g C滑块滑块(含遮光条含遮光条)的质量的质量 m DA、O 之间的距离之间的距离 x 解析：解析：(1)由题图乙可知螺旋测微器读数由题图乙可知螺旋测微器读数(宽度宽度)为：为： 2.5 mm0.01 mm××5.82.558 mm。 (2)滑块离开弹簧时速度大小的表达式是滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 v。 d t (3)弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，则：弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，则：EpEk mv2，由此可知要求出弹，由此可知要求出弹 1 2 md2 2t2 簧的弹性势能，还需要测量滑块簧的弹性势能，还需要测量滑块(含遮光条含遮光条)的质量的质量 m，故，故 C 正确。正确。 答案：答案：(1)2.558(2.5572.559 均可均可) (2)v (3)C d t 5.如图所示，倾角如图所示，倾角 37°的斜面与水平面平滑相接，的斜面与水平面平滑相接，A、B 两完 全相同的物块静置于斜面上，两物块相距 两完 全相同的物块静置于斜面上，两物块相距 s14 m， B 距斜面底端距斜面底端 P 点 的距离 点 的距离 s23 m，物块 与斜面及水平面间的 动摩擦因数均为，物块 与斜面及水平面间的 动摩擦因数均为 0.5。 现 由静止释放 。 现 由静止释放 A， 过， 过 t01 s 再释放再释放 B，设，设 A、B 碰撞的时间极短， 碰后就粘连在一起运动。碰撞的时间极短， 碰后就粘连在一起运动。sin 37°0.6，cos 37°0.8，取，取 g10 m/s2，求：，求： (1)B 释放后多长时间，释放后多长时间，A、B 发生碰撞；发生碰撞； (2)A、B 最后停在距斜面底端最后停在距斜面底端 P 点多远处。点多远处。 解析：解析：(1)设设 A、B 的质量均为的质量均为 m，在斜面上下滑时的加速度为，在斜面上下滑时的加速度为 a，对，对 A、B 在斜面上时 受力分析，由牛顿第二定律得： 在斜面上时 受力分析，由牛顿第二定律得： mgsin mgcos ma 解得：解得：a2 m/s2 设设 B 释放后，经过时间释放后，经过时间 t，A 追上追上 B 并与其在斜面上发生碰撞，由两者的位移关系得：并与其在斜面上发生碰撞，由两者的位移关系得： a(tt0)2 at2s1 1 2 1 2 解得：解得：t1.5 s 在在 1.5 s 内，内，B 下滑的位移下滑的位移 sB at2 × ×2××1.52 m2.25 ms2 1 2 1 2 可知可知 A、B 在斜面上发生碰撞。在斜面上发生碰撞。 (2)A、B 碰撞前碰撞前 A 的速度的速度 vAa(tt0)2××(1.51)m/s5 m/s 碰撞前碰撞前 B 的速度的速度 vBat2××1.5 m/s3 m/s 由于碰撞时间极短，设碰后两者的共同速度为由于碰撞时间极短，设碰后两者的共同速度为 v，则由动量守恒定律得：，则由动量守恒定律得： mvAmvB2mv 解得：解得：v4 m/s A、B 碰撞时距斜面底端的高度碰撞时距斜面底端的高度 h(s2sB)sin 0.45 m 设设 A、B 最后停在距斜面底端最后停在距斜面底端 P 点点 s3处，由动能定理得处，由动能定理得 2mgh·2mgcos (s2sB)·2mgs30 × ×2mv2 1 2 解得：解得：s31.9 m。 答案：答案：(1)1.5 s (2)1.9 m