2020届高考物理（地市名校好题必刷）：力学、电学实验力学、电学计算（共4个考点）02.doc

1、2020 届高考物理【地市名校好题必刷】届高考物理【地市名校好题必刷】 考点考点 18 力学实验力学实验 考点考点 19 电学实验电学实验 考点考点 20 力学计算题力学计算题 考点考点 21 电学计算题电学计算题 考点考点 18 力学实验力学实验 1 （百校联盟 TOP30020192020 学年高三上学期联考） 某同学利用如图所示装置进行验证牛顿第二定律 的实验， 图中 A 为带有砝码的小车 （车上装有挡光窄片） ， B 为光电门， C 为一端带有滑轮的长木板 （长 木板上附有刻度尺），D 为装有沙的沙桶，沙桶通过细线绕过滑轮连接在小车上，重力加速度为 g，试 解答下列问题： （1）为了能

2、完成该实验，还需要的实验器材是_。 （2）小车在细线拉力的作用下，从长木板左端某位置由静止开始做 匀加速直线运动，通过长木板上的 刻度尺可以读出小车上挡光窄 片到光电门的距离 s，通过光电门读出窄片经过光电门的挡光时间 为t，已知窄片的宽度为 d，则小车经过光电门时速度为_；小车在此过程中的加速度为 _（用题中给出的字母表示）。 （3）该同学在实验过程中测出小车 A 及车上砝码与窄片的总质量为 M，沙及沙桶的总质量为 m，他用 沙及沙桶的重力 mg 作为细线的拉力 F，即 F=mg，在上述实验过程中测出小车运动的加速度为 a， 在实验过程中，他还注意平衡小车在运动过程中所受的摩擦阻力，所有操作

3、均正确，他通过多次 实验、 测量、 计算和分析后发现小车运动的加速度 a 总是略小于细线拉力 F 与小车总质量的比值， 即 a F M ，你认为这种误差属于_（填偶然误差或系统误差）。 【答案】（1）天平 （2） d t 2 2 2 d s t （3）系统误差 【解析】（1）实验中需要测出小车及砝码质量 M 和沙桶与沙的总质量 m，因此需要用天平。 （2）小车通过光电门的速度 v= d t ；由 v2=2as，得小车运动的加速度为 a = 2 2 2 d s t ； （3）这种误差是由实验方法引起的误差，属于系统误差，即用沙及沙桶的重力当做细线对小车的拉力 而造成的系统误差。 2（天津市静海区

4、第一中学 20192020 学年高三上学期能力调研）如图，用碰撞实验器可以验证动量守 恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量_（填选项 前的符号），间接地解决这个问题。 A小球开始释放高度 h B小球抛出点距地面的高度 H C小球做平抛运动的射程 （2）图中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球 m1多次从斜轨上 S 位置静止 释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP。然后，把被碰小球 m2静置于轨道的水平 部分，再将入射球 m1从斜轨上 S 位置静止释放，与小球 m2相

5、碰，并多次重复。接下来要完成的 必要步骤是_。（填选项前的符号） A用天平测量两个小球的质量 m1、m2 B测量小球 m1开始释放高度 h C测量抛出点距地面的高度 H D测量平抛射程 OM，ON E分别找到 m1、m2相碰后平均落地点的位置 M、N （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_用（2）中测量的量表示；若碰撞是弹 性碰撞，那么还应满足的表达式为_用（2）中测量的量表示。 （4）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动 的射程增大。经测定，m1=45.0 g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距 O 点的距离如图所示。请 你用

6、已知的数据，分析和计算出被碰小球 m2平抛运动射程 ON 的最大值为_cm。 【答案】（1）C （2）ADE （3）m1 OM+m2 ON=m1 OP m1 OM2+ m2 ON2=m1 OP2 （4）76.8 【解析】（1）小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等， 小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量射程，故 C 正 确，AB 错误。 （2）碰撞过程中动量守恒，因此有：m1v0=m1v1+m2v2，实验时，先让入射球 ml多次从斜轨上 S 位置静 止释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP。然后，把被碰

7、小球 m2静置于轨道的水平部分， 再将入射球 ml从斜轨上 S 位置静止释放，与小球 m2相碰，并多次重复测量平均落点的位置，找到平 抛运动的水平位移，故 ADE 正确，BC 错误。 （3）根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为 t，则： 012 , OPOMON vvv ttt ，而动量守恒的表达式是： 1 01 122 mvmvm v，若两球相碰前后的动量 守恒，则需要验证表达式 121 m OMmONm OP，若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，则 有： 222 012 111 222 mvmvmv，将即满足关系式： 222 121 m OMm ONm OP。 （

8、4）发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒的表达式是 1 01 122 mvmvm v， 222 012 111 222 mvmvmv，联立解得 1 20 12 2m vv mm ，因此最大射程 1 m 12 22 45 44.876.8cm 457.5 m sOP mm 。 3（湖北省四校 20192020 学年高三上学期期中联考）用如图 1 所示装置探究钩码和小车（含砝码）组成 的系统的功能关系实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面。 （1）平衡摩擦力时，_（填要或不要）挂上钩码。 （2）如图 2 是某次实验中打出纸带的一部分。O、A、B、C 为 4 个相邻的计数点，相邻

9、的两个计数点 之间还有 4 个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为 50 Hz。通过测量，可知打点计时器打 B 点时小车的速度大小为_m/s。 （3）某同学经过认真、规范的操作，得到一条点迹淸晰的纸带。他把小车开始运动时打下的点记为 O， 再依次在纸带上取等时间间隔的 1、2、3、4、5、6 等多个计数点，可获得各计数点到 O 的距离 s 及打下各计数点时小车的瞬时速度 v。如图 3 是根据这些实验数据绘出的 v2s 图象。已知此次实 验中钩码的总质量为 0.015 kg，小车中砝码的总质量为 0.100 kg，取重力加速度 g=9.8 m/s2，根据 功能关系由图象可知小车的质量为_kg。

10、（结果保留两位有效数字） （4）研究实验数据发现，钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量，其原因可能是_。 A钩码的重力大于细线的拉力 B在接通电源的同时释放了小车 C未完全平衡摩擦力 D交流电源的实际频率大于 50 Hz 【答案】（1）不要 （2）0.36 （3）0.18 （4）CD 【解析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，为了在实验中能够把细绳对小车 的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，所以在平衡摩擦力时，不挂钩码， 但要连接纸带， （2）相邻的两个计数点之间还有 4 个打出的点没有画出，计数点间的时间间隔为：t=0.02 5=0.1 s，打

11、B 点的速度为：vB= 2 AC x T = 2 10.06 1.86 10 2 0.1 =0.36 m/s。 （3）对系统，由动能定理得：mgx= 1 2 （M+m+m）v2，整理得：v2= 2 mgx mmM x，v2x 图象的斜率： k= 2 mg mmM = 0.20 0.20 =1，解得：M=0.18 kg。 （4）A钩码的重力大于拉力，钩码做匀加速运动，不影响拉力做功，故 A 错误；B接通电源的同时 释放了小车，只会使得纸带上一部分点不稳定，故 B 错误；C长木板的右端垫起的高度过低，未完全 平衡摩擦力时， 则摩擦力做负功， 会减小系统的机械能， 故 C 正确； D 交流电源的实际

12、频率大于 50 Hz， 所用的时间为 0.02 s，比真实的时间间隔大，则代入速度公式中求出来的速度偏小，则动能偏小，故 D 正确。 4（安徽省教育研究会 20192020 学年高三（上）素质测试）如图所示的实验装置可以验证动能定理表达 式。水平气垫导轨上 A 处固定安装一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块前端固定拉力传感器并通过 细线绕过气垫导轨左端定滑轮与钩码相连， 滑块从静止释放， 释放时遮光条位于气垫导轨上B位置的上 方。 （1）某同学用游标卡尺测量遮光条宽度d，如图所示，则d=_cm。 （2）实验时接通气源稳定后，滑块静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间差为t，测 得滑块

13、（包括遮光条）与拉力传感器的总质量为M，为了测量拉力对滑块做的功，需要测量和记 录的物理量是_（写出物理量及对应的符号），若滑块运动过程中表达式_在误 差允许的范围内成立，即可验证动能定理。 （3）下列不必要的实验要求是_（请填写选项前对应的字母）。 A调整气垫导轨到水平状态 B应使滑块（包括遮光条）的质量远大于钩码的质量 C已知当地重力加速度 D应使牵引滑块的细线与气垫导轨平行 【答案】（1）0.220 （2）拉力传感器示数 F AB、间的距离 L 2 1 () 2 d FLM t （3）BC 【解析】（1）游标卡尺为 20 分度，精确度为 0.05 mm，（2+0.05 4）mm=2.20

14、 mm=0.220 cm。 （2）功的计算式 W=FL，所以要记录拉力传感器示数 F，A、B 间的距离 L， 2 1 () 2 d FLM t 。 （3） A 调整气垫导轨到水平状态， 才能保证滑块运动过程中受到的合外力恒定， 故 A 操作有必要。 B 该 实验中有拉力传感器，力 F 可以测出，力 F 的大小不用钩码的重力来表示，所以滑块（包括遮光条） 的质量没有必要远大于钩码的质量，故 B 符合题意；C验证的表达式中 2 1 () 2 d FLM t 不含重力加 速度 g，所以没有必要知道当地的重力加速度。故 C 符合题意。D应使牵引滑块的细线与气垫导轨平 行，这样才能保证滑块运动过程中合外

15、力恒定，故 D 不符合题意。 考点考点 19 电学实验电学实验 5（百校联盟 TOP30020192020 学年高三上学期联考）如图（a）为某同学组装完成的简易多用电表电路 图。图中 E 为电池（电动势 E=1.5V，内阻不计）；R1和 R2为定值电阻，R3为可变电阻；表头 G 满偏 电流 Ig=2 mA，内阻 Rg=150 ，A、B 分別为两表笔插孔；虚线圆内有选择开关 K 和三个挡位；直流电 压挡量程 30 V，直流电流挡量程 100 mA，欧姆挡倍率为1。试解答下列问题： （1）在多用电表使用前，应先将两表笔分别插人两插孔中，其中红色表笔应插入_插孔（填A 或B）；再观察多用电表的指计是

16、否静止在多用电表_（填左或右）侧的零刻度处， 如果不是静止在此零刻度处，则需要进行多用电表的机械调零。 （2）根据题中所给条件计算出 R1=_，R2=_（均保留三位有效数字）。 （3）为了便于操作并实现欧姆表冇效调零与测量，电阻 R3应选择_。 A10 B20 C1000 D10k （4）在某次测量时，该多用电表指针如图（b）所示。若选择开关 K 接1，多用电表示数为_； 若选择开关 K 接2，多用电表示数为_；若选择开关 K 接3，多用电表示数为_。 【答案】（1）B 左 （2）3.06 2.97 （3）B （4）59.0 mA 11.0 17.7 V 【解析】 （1）红色表笔表示表头正极，

17、为电流流入方向， 由电池的正负可知，红色表笔应插入 B 插孔； 多用电表在使用之前应先观察表头指针是否停在左端零刻度处； （2）多用电表作为电流表使用时，扩大量程的倍数 n1= A g I I =50，与表头并联电阻 R1= 1 1 g R n =3.06；表 头并联电阻 R1时电流表总内阻 RA= 3。多用电表作为电压表使用时，扩大量程的倍数 n2= g U U = 100， 串联电阻 R2=（n21）RA=297 ； （3） 多用电表作为欧姆表使用时， R3为调零电阻， 当外接电阻为零时， 即红黑表笔短接， R3+RA= A E I =15 ，R3=12 ，为了实现欧姆表有效调零，电阻 R

18、3选取 20 电阻。如果 R3选择 1 000 或 10 k，由于 电阻值太大，不利于实验操作与有效调零。 （4）选择开关接1时为电流表，每小格电流 I0= 50 A I =2 mA，指针所示的读数为 I=kI0= 29.5 2 mA=59.0 mA；选择开关接2时为欧姆表，其读数为 R=1 11.0 =11.0 ；选择开关接3时为电压表，每格电压 U0= 50 U =0.6 V，指针所示的示数为 U=kU0=29.5 0.6 V=17.7 V。 6（广西柳州市高级中学 20192020 学年高三上学期统测）某待测电阻 Rx的阻值约为 20 ，现要测量其 阻值，实验室提供器材如下： A电流表

19、A1（量程 150 mA，内阻约为 10 ） B电流表 A2（量程 20 mA，内阻 r2=30 ） C电压表 V（量程 15 V，内阻 15 k） D定值电阻 R0=100 E滑动变阻器 R，最大阻值约为 10 F滑动变阻器 R，最大阻值约为 1 000 G电源 E，电动势 E=4 V（内阻不计） 电键 S 及导线若干。 （1）测量时要求电表读数不得小于其量程的 1 3 ，应选择的电表分别 是_、_滑动变阻器 是_。（填电表前面的字母符号） （2）请你在线框内画出测量 Rx的实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。 （3）若实验时电流表 A1的读数为I1，电流表 A2的读数为

20、2 I，电压表 V 的读数为 U，请根据画出的实 验原理图，用已知的和测得的物理量表示 Rx=_。（用字母表示） 【答案】（1）A B E （2） （3） 202 12 IRr II 【解析】（1）电源电动势为4V，电压表量程为15V，电压表量程太大，不能用电压表测电压，可以 把已知内阻的电流表 2 A与定值电阻 0 R串联作电压表测电压，用电流表 1 A测量电流，为了分压法能够 便于调节电压，所以选择阻值较小的滑动变阻器，故需要的电表的字母符号为：A、B、E； （2） 由于改装的电压表内阻已知， 故电流表 1 A采用外接法， 滑动变阻器阻值较小， 为测多组实验数据， 滑动变阻器应采用分压接法

21、，电路图如图所示： （3）待测电阻两端电压： 202 ()UIRr，通过待测电阻的电流： 12x III，待测电阻阻值： 202 12 () x x IRrU R III ， 其中 1 I、 2 I分别为电流表 1 A和 2 A的示数， 0 R和 2 r分别为定值电阻和电流表 2 A 的阻值。 7 （陕西省五校 20192020 学年高三上学期联考）某同学设计了如图所示的电路来测量一个量程为 3 V 的 电压表的内电阻（几千欧），实验室提供直流电源的电动势为 6 V，内阻忽略不计； （1）在该实验中，认为当变阻器的滑片 P 不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，aP 两点间的电压保持 不变；请从下

22、列滑动变阻器中选择最恰当的是_。 A 变阻器（02 000 ，0.1 A） B 变阻器（020 ，1 A） C 变阻器（05 ，1 A） （2）连接好线路后，先将变阻器滑片 P 调到最_端，并将电阻箱阻值_调到（填0或最 大），然后闭合电键 S，调节 P，使电压表满偏，此后滑片 P 保持不动； （3）调节变阻箱的阻值，记录电压表的读数：最后将电压表读数的倒数 U1与电阻箱读数 R 描点，并 画出图己所示的图线，由图象得待测电压表的内阻值为_。（保留两位有效数字） 【答案】（1）B （2）左 0 （3）3.0 103（3.0 k） 【解析】 （1）因为当变阻器的滑片 P 不动时，无论电阻箱的阻值

23、如何增减，aP 两点间的电压保持不变， 可知滑动变阻器的阻值越小越好，但是若选择变阻器 C，电流会超出变阻器的最大电流，不安全，所以 选择 B。 （2）连接好线路后，先将变阻器滑片 P 调到最左端，并将电阻箱阻值调到 0，然后闭合电键 S，调节 P， 使电压表满偏。 （3）设满偏电压为 U0，因为 ap 间的电压不变，为 U0，根据欧姆定律知，电压表的示数为： 0 V V U UR RR ， 整理得： 0V0 11 R UU RU ， 可知： 0 1 U =0.33， 0V 10.33 0.11 3U R ， 解得： RV=3.0 103 。 8（新疆和田地区 20192020 学年高二上学期

24、期中）要测绘额定电压为 2 V 的小灯泡的伏安特性曲线，所 供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A电源 E（电动势 3.0 V，内阻不计） B电压表 V1（量程 03.0 V，内阻约 2 k） C电压表 V2（量程 015.0 V，内阻约 6 k） D电流表 A1（量程 00.6 A，内阻约 1 ） E电流表 A2（量程 0100 mA，内阻约 2 ） F滑动变阻器 R1（最大阻值 10 ） G滑动变阻器 R2（最大阻值 2 k） （1）为了减小实验误差，实验中电压表应选择_，电流表应选择_，滑动变阻器应选择 _。（填写各器材的序号） （2）为提高实验精度，请你设计实验电

25、路图，并画在下面的虚线框中。 （3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在图中坐标系中作出小灯泡的伏安特性曲线。 I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.6 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （4）该小灯泡的额定功率是_W。（保留两位小数） （5）由图象可知，小灯泡电阻的变化特点是_。 【答案】 （1） B D F （2） （3） （4） 1.00 （5） 灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大 【解析】（1）由题意小灯泡额定电压为 2 V，实验

26、测量的数据，电压为 2 V 时，电流为 0.5 A，故电压 表应选 B，电流表应选 D，又描绘伏安特性曲线要求电流从零调节，故变阻器应用分压式接法，应选阻 值小的变阻器 F。 （2）由于小电珠电阻较小，为了减小实验测量误差，电流表应用外接法，同时本实验中电压由零开始 变化，故变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示： （3）据所给数据得伏安特性曲线如图： （4）电压为 2 V 时的电流为 0.5 A，则额定功率为：P=UI=2 0.50 W=1.00 W。 （5）IU 图象中的斜率表示电阻的倒数，故由图可知，灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大。 考点考点 20 力学计算题力学计算题 9 （陕西省

27、西安中学 20192020 学年高三上学期月考）某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运 送到飞机上，传送带与地面的夹角 =30 ，传送带两端 A、B 的距离 L=10 m，传送带以 v=5 m/s 的恒定 速度匀速向上运动。在传送带底端 A 轻放上一质量 m=5 kg 的货物，货物与传送带间的动摩擦因数 = 3 2 ，g 取 10 m/s2。则货物从 A 端运送到 B 端的过程中： （1）所需的时间； （2）摩擦力对货物做的功； （3）货物和传送带组成的系统产生的内能。 【答案】（1）3 s （2）312.5 J （3）187.5 J 【解析】（1）刚放上传送带时，由牛顿第二定律：mgc

28、os30 mgsin30 =ma 计算得出其加速度为 a=2.5m/s2 货物匀加速运动的时间 1 5 2s 2.5 v t a 货物匀加速运动的位移 2 11 11 2.5 4 5m 22 sat 随后货物做匀速运动。 运动位移 s2=Ls1=105=5m 匀速运动时间 2 2 5 =1s 5 s t v 则货物从 A 端运送到 B 端的过程中所需的时间为 t=t1+t2=3 s （2）摩擦力对货物做的功 112 331 3030505505312.5J 222 WmgcosSmgsinS （3）货物和传送带组成的系统产生的内能为一对滑动摩擦力所做的总功的绝对值，即为： 11 33 3050

29、5 25187.5J 2 ( 2 )EmgcosvtS （） 10（百校联盟 TOP30020192020 学年高三上学期联考）如图所示，A、B 分別为两个完全相同的 1 4 圆弧 槽，并排放在光滑的水平面上，两槽最低点相接触且均与水平面相切。A 的左侧紧靠固定物块 P，A、 B 圆弧半径均为 R=0.2 m，质量均为 M=3 kg。质量为 m=2 kg 可视为质点的小球 C 从距 A 槽上端点 a 高为 h=0.6 m 处由静止下落到 A 槽，经 A 槽后滑到 B 槽，最终滑离 B 槽。g 取 10 m/s2，不计切摩擦， 水平面足够长。求： （1）小球 C 第一次滑到 A 槽最低点时速度的

30、大小； （2）小球 C 第一次从 B 槽上端 b 点飞离槽后所能上升的最大髙度（距水平面）； （3）在整个运动过程中 B 糟最终获得的最大动能； （4）若 B 槽与小球 C 质量 M 和 m 未知，其他条件不变，要使小球 C 只有一次从最低点滑上 B 槽，则 质量 M 与 m 的关系应满足的条件。 【答案】（1）4 m/s （2）0.48 m （3）15.36 J （4） 1 3 m M 【解析】（1）设小球 C 从最高点运动到 A 槽最低点时速度为 v0，由机械能守恒定律得 mg（h+R）= 2 0 1 2 mv 解得：v0=2 ( )g hR=4 m/s （2）小球 C 第一次滑过 B 槽

31、后上升到最高点时， 距水平面的最大高度为 H，B、C 具有共同的水平 速度 v，由动量守恒定律和能量守恒定律得： mv0=（M+m）v 2 0 1 2 mv= 2 1 () 2 Mm v+mgH 联立解得：H=0.48 m （3）小球 C 在最低点滑离 B 槽时，设 B、C 对地速度分别为 v1和 v2，由动量守恒定律和能量守恒定 律得： mv0=Mv1+mv2 2 0 1 2 mv= 2 1 1 2 Mv+ 2 2 1 2 mv 解得：v1=3.2 m/s，v2=0.8 m/s 由于 v1=3.2 m/s|v2|=0.8 m/s， 所以小球 C 滑离 B 槽后不会再返回追上 B 槽，故在整个

32、运动过程中，槽获得的最大动能为： EkB= 2 1 1 2 Mv=15.36 J （4）设小球 C 第二次滑离 B 槽时，B、C 对地速度的大小分别为 v3和 v4，由动量守恒定律和能量守恒 定律得： mv0=Mv3mv4 2 0 1 2 mv= 2 3 1 2 Mv+ 2 4 1 2 mv 要使小球 C 第二次滑离 B 槽后不再滑上 B 槽需满足：v4v3 联立解得： 1 3 m M 所以要使小球 C 只有一次从最低点滑上 B 槽，质量关系应满足的条件为： 1 3 m M 或 m 1 3 M 11（广西柳州市高级中学 20192020 学年高三上学期统测）水平地面上固定一光滑圆弧轨道，轨道下

33、端 的水平面与小车 C 的上表面平滑连接（如图所示），圆弧轨道上有一个小滑块 A，质量为 mA=4 kg， 在距圆弧轨道的水平面高 h=1.8 m 处由静止下滑，在小车 C 的最左端有一个质量 mB=2 kg 的滑块 B， 滑块A与B均可看做质点， 滑块A与B碰撞后粘在一起， 已知滑块A、 B与车C的动摩擦因数均为=0.5， 车 C 与水平地面的摩擦忽略不计。取 g=10 m/s2。求： （1）滑块 A 与 B 碰撞后瞬间的共同速度的大小； （2）若小车长 0.64 米，且滑块 A、B 恰好没有从小车上滑下，求小车的质量 C m。 【答案】（1）4 m/s （2）4 kg 【解析】（1）滑块

34、A 下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得： 2 AA 1 1 2 m ghm v 代入数据解得： 1 6m/sv A、B 碰过程系统动量守恒，以 A 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： A 1AB2 ()m vmmv 代入数据解得： 2 4m/sv （2）A、B、C 三者组成的系统动量守恒，以 A 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： AB2ABC3 ()()mmvmmmv 小车长0.64mL ，由能量守恒定律得： 22 ABAB2ABC3 11 ()()() 22 mmgLmmvmmmv 代入数据解得：4kg C m 12（天津市静海区第一中学 20192020 学年高三上学期能

35、力调研） 如图所示， 浅色传送带与地面倾角 =37 ， 从 A 到 B 长度为 L=7.25 m，传送带以 v0=5 m/s 的速率逆时针转动在传送带上端 A 无初速地放一个黑 色煤块， 它与传送带之间的动摩擦因数为 =0.5。 煤块在传送带上经过会留下黑色划痕， 已知 sin37 =0.6， g=10 m/s2，求： （1）煤块从 A 到 B 的时间； （2）煤块从 A 到 B 的过程中传送带上形成划痕的长度； （3）若煤块的质量是 1kg 从 A 到 B 的过程中系统因摩擦产生的热量； （4）在解决功、能问题时，先确定研究对象，该题如果研究煤块的动能增加量，选择什么做研究对象 （填单个物体

36、或者系统）；研究摩擦生热时选择什么做研究对象，（填单个物体或者系统）。摩 擦生热问题应确定对地位移还是相对位移？ 【答案】（1）1.5 s （2）1.25 m （3）9 J （4）单个物体、系统、相对位移 【解析】（1）开始阶段由牛顿第二定律得：mgsin+mgcos=ma1 所以：a1=gsin+gcos=10m/s2 物体加速至与传送带速度相等时需要的时间：t1= 1 v a =0.5 s 发生的位移：x1= 1 2 a1t12=1.25m7.25m 所以物体加速到 5 m/s 时仍未到达 B 点，此时摩擦力方向改变。 第二阶段有： 2 sincosmgmgma 所以：a2=2m/s2 设

37、第二阶段物体滑动到 B 的时间为 t2，则：LABS=vt2+ 1 2 a2t22 解得：t2=1 s 总时间：t=t1+t2=1+0.5=1.5 s （2）第一阶段炭块的速度小于皮带速度，炭块相对皮带向上移动，炭块的位移为： x1= 1 2 a t12= 1 2 10 12=1.25m 传送带的位移为 2.5 m，故炭块相对传送带上移 1.25 m；第二阶段炭块的速度大于皮带速度，炭块相对 皮带向下移动，炭块的位移为：x2=LABS=4 m 传送带的位移为 vt2=5 m 即炭块相对传送带下移 1 m：故传送带表面留下黑色炭迹的长度为 1.25 m； （3）产生的热量 Q=mgcos=9 J

38、 （4）在解决功、能问题时，先确定研究对象，该题如果研究煤块的动能增加量，选择单个物体做研究 对象，研究摩擦生热时选择系统做研究对象。摩擦生热问题应确定是相对位移。 13（河南省中原名校 20192020 学年高三上学期质量考评）如图所示，在光滑的水平面上放置一长为 1mL 的长木板且上表面水平，右端并排放置一带有 1 4 光滑圆弧轨道的滑块（圆效轨道的半径足够 大），长木板的上表面与圆弧轨道的最低点相切，可视为质点的木块放在长木板的正中央。已知长木 板的质量为 m1=l kg，圆弧轨道的质量为 m2=2 kg，木块的质量为 m3=0.98 kg，质量为 m4=20 kg 的子弹 以水平向右的

39、速度 0 100m/sv 打中木块并留在其中，且子弹与木块相互作用的时间可不计，重力加速 度为 2 10m/sg 。求： （1）若木块能滑上圆弧轨道，则木块与长木板间的动摩擦因数应满足的条件； （2）如果0.15，则木块运动到 B 点所用的时间； （3）如0.15，木块上升的最大高度。 【答案】（1）0.3 （2）t= 22 2 s （3）h= 1 15 m 【解析】（1）子弹射入木块过程，根据动量守恒定律有： 4 0341 )(m vmm v 解得 1 2m/sv 若木块刚好滑到 B 点时与长木板具有共同速度，则由动量守恒定律得： 34112342 ()mm vmmmm v 解得 v2=0.

40、5 m/s 根据功能关系： 34 ()mm g 2 L = 1 2 2 341 )(mm v 1 2 2 12342 ()mmmm v 解得 =0.3 因此，要使木块能滑上圆弧轨道，木块与长木板间的动摩擦因数应小于 0.3 （2）设木块到达 B 点时，子弹与木块和长木板与圆弧轨道组成的整体的速度分别是 v3、v4，需要的时 间为 t。对子弹和木块由动量定理得： 34124 (0)mm gtmm v 木块滑到 B 点时，有： 134 222 vvvL tt 解得 t= 22 2 s 另一解不符合题意，舍去。 （3）当木块滑上圆弧轨道后，木块与圆弧轨道组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒。则由

41、343243425 ()(mm vm vmmm v 34 ()mm gh= 1 2 2 343 )(mm v 1 2 2 2 4 m v 1 2 2 3425 ()mmm v 解得：h= 1 15 m 考点考点 21 电学计算题电学计算题 14（百校联盟 TOP30020192020 学年高三上学期联考）如图，在平面直角坐标系 xOy 中，第一象限内有 一条通过坐标原点的虚线，虚线与 y 轴正方向夹角为 30 ，在虚线与 x 轴正方向之间存在着平行于虚线 向下的匀强电场。在第四象限内存在一个长方形 的匀强磁场区域（图中未画出），磁感应强度为 B， 方向垂直坐标平面向外。一质量为 m，电荷量为

42、q 的带正电粒子从虚线上某点以一定的初速度垂直电 场方向射入电场，经过电场偏转后，该粒子恰从 x 轴上的 P 点以速度 v 射入匀强磁场区域，速度 c 的 方向与 x 轴正方向夹角为 60 ，带电粒子在磁场中做匀速圆周 运动，经磁场偏转后，粒子射出磁场时 速度方向沿 x 轴负方向，随后粒子做匀速直线运动并垂直经过一 y 轴上的 Q 点。已知 OP=L，不计带 电粒子重力。求： （1）匀强电场的电场强度 E 的大小； （2）带电粒子在电场和磁场中运动时间之和； （3）矩形磁场区域的最小面积和 Q 点的位置坐标。 【答案】（1） 2 2 mv qL （2） 2 3 Lm vqB （3） 22 22

43、 3 2 m v B q （0， 3 2 mv qB ） 【解析】（1）设电场强度为 E，带电粒子进入电场时，初速度为 v0。带电粒子在电场中运动时间为 t1， 由牛顿第二定律和平拋运动规律得 Lcos30 =v0t1 vsin30 =at1 v0=vcos30 qE=ma 联立各式解得：tl= L v ，E= 2 2 mv qL （2）设带电粒子在磁场中的运动时间为 t2，周期为 T，半径为 R，由几何关系知，带电粒子在磁场中 运动速度偏转角=120 ，则 qvB= 2 mv R T= 2 R v t2= 2 T 联立各式解得：R= mv qB t2= 2 3 m qB 所以带电离子在电场和

44、磁场中运动的总时间为：t=t1+t2= 2 3 Lm vqB （3）由图知，带电粒子从 P 点射人磁场，由 P点射出磁场。包含圆弧 PP的最小矩形磁场区域为图中 虚线所示，则矩形区域长为：a=PP=2Rcos30 = 3mv qB 矩形区域宽为：b=R（1sin30 ）= 2 mv qB 所以该磁场区域的最小面积为：S=ab= 22 22 3 2 m v B q Q 点纵坐标为：yQ=asin60 = 3 2 mv qB 所以 Q 点位置坐标为（0， 3 2 mv qB ） 15（广西柳州市高级中学 20192020 学年高三上学期统测）ab、cd 为间距 d=1 m 的光滑倾斜金属导轨， 与

45、水平面的夹角为 =30 ，导轨电阻不计，ac、bd 间都连接有一个 R=4.8 的电阻，如图所示。空间 存在磁感应强度 B0=2 T 的匀强磁场，方向垂直于导轨平面向上。将一根金属棒放置在导轨上距 ac 为 x0=0.5 m 处，金属棒的质量 m=0.5 kg，电阻 r=0.8 。现闭合开关 K 将金属棒由静止释放，金属棒沿导 轨向下运动过程中始终与 ac 平行且与导轨接触良好。已知当金属棒从初始位置向下滑行 x=1.6 m 到达 MN 处时已经达到稳定速度，金属导轨足够长，g 取 10 m/s2。则： （1）开关处于闭合状态时金属棒的稳定速度是多少？ （2） 开关处于闭合状态时金属棒从释放到

46、运动至 MN 处的过程中， 忽略电流变化引起的电磁辐射损失， 连接在 ac 间的电阻 R 上产生的焦耳热是多少？ （3）开关 K 断开后，若将由静止释放金属棒的时刻记作 t=0，从此时刻开始，为使金属棒中不产生感 应电流，可让磁感应强度按一定规律变化。试写出磁感强度 B 随时间 t 变化的表达式。 【答案】（1）2 m/s （2）1.125 J （3） 2 2 (T) 1 5 B t 【解析】（1）导体切割磁感线产生感应电动势： 0 EB vd 开关闭合时，导体棒作为电源，上下两个定值电阻并联： 2 R R 并 根据闭合电路欧姆定律： E I Rr 并 整个运动过程，根据牛顿第二定律得： 0

47、sinmgB Idma 当棒运动的加速度为零时速度最大，可解得： 22 0 ()sin 2m/s m v d mg Rr B 并 （2）从棒由静止释放到达到最大速度的过程中，由能量守恒定律得： 2 1 sin 2 m mgxmvQ 可解得： 2 1 sin3J 2 m Qmgxmv 故电阻R上产生的焦耳热为： 1 1.125J 2 R R QQ Rr 并 并 （3）当回路中的总磁通量不变时，棒中不产生感应电流，沿导轨做匀加速运动。则有： 2 000 1 () 2 B dxBd xa t 由牛顿第二定律得： sinmgma 联立解得： 2 2 T 15 B t 16（陕西省五校 20192020 学年高三上学期联考）如图，水平桌面上固定有光滑金属导轨 MN、PQ，它 们的夹角为 45 ，导轨的右端点 N、Q 通过细导线与导体