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1、2018浙江学考选考复习备考分题汇编“4+6”(真题+全真模拟)第20题 1、【2017年11月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】如图1所示是游乐园的过山车,其局部可简化为如图2所示的示意图,倾角=370的两平行倾斜轨道BC、DE的下端与水平半圆形轨道CD顺滑连接,倾斜轨道BC的B端高度h=24m,倾斜轨道DE与圆弧EF相切于E点,圆弧EF的圆心O1,水平半圆轨道CD的圆心O2与A点在同一水平面上,D O1的距离L=20m,质量m=1000kg的过山车(包括乘客)从B点自静止滑下,经过水平半圆轨道后,滑上另一倾斜轨道,到达圆弧顶端F时,乘客对座椅的压力为自身重力的0.25倍。已知过山车在
2、BCDE段运动时所受的摩擦力与轨道对过山车的支持力成正比,比例系数,EF段摩擦不计,整个运动过程空气阻力不计。(sin370=0.6,cos370=0.8) (1)求过山车过F点时的速度大小(2)求从B到F整个运动过程中摩擦力对过山车做的功(3)如图过D点时发现圆轨道EF段有故障,为保证乘客安全,立即触发制动装置,使过山车不能到达EF段并保证不再下滑,则过山车受到的摩擦力至少多大?【答案】(1)(2)(3)(3)从D到F过程中触发制动后恰好能到达E点对应的摩擦力为,则解得要使过山车停在倾斜轨道上的摩擦力为,综合考虑可知2、【2017年4月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】图中给出一段“”
3、形单行盘山公路的示意图,弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧,圆心分别为,弯道中心线半径分别为,弯道2比弯道1高,有一直道与两弯道圆弧相切。质量的汽车通过弯道时做匀速圆周运动,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍,行驶时要求汽车不打滑。(sin37=0.6,sin53=0.8)(1)求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度;(2)汽车以进入直道,以的恒定功率直线行驶了,进入弯道2,此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度,求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功;(3)汽车从弯道1的A点进入,从同一直径上的B点驶离,有经验的司机会利用路面宽度,用最短时间匀速安全通过弯道,设路宽,求此最短
4、时间(A、B两点都在轨道的中心线上,计算时视汽车为质点 )。 【答案】(1)(2)(3)【考点】本题主要考察知识点:水平面内圆周运动临街问题,能量守恒 直道上由动能定理有:代入数据可得(3)可知r增大v增大,r最大,切弧长最小,对应时间最短,所以轨迹设计应如下图所示 由图可以得到代入数据可以得到r=12.5m汽车沿着该路线行驶的最大速度 由线路长度最短时间。3、【2016年10月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】如图1所示,游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行,可抽象为图2的模型,倾角为45的直轨道AB、半径R=10cm的光滑竖直圆轨道和倾角为37的直轨道EF,分别通过水平光滑衔接
5、轨道BC、平滑连接,另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接,EG间的水平距离l=40cm。现有质量m=500kg的过山车,从高h=40m处的A点静止下滑,经BCDEF最终停在G点,过山车与轨道AB,EF的动摩擦因数均为=0.2,与减速直轨道FG的动摩擦因数=0.75,过山车可视为质点,运动中不脱离轨道,求: (1)过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小;(2)过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力;(3)减速直轨道FG的长度x,(已知sin37=0.6,cos37=0.8)【答案】(1)(2),方向竖直向上(3) (2)过山车到达D点的速度为,由机械能守恒定律由牛顿笫二定律联立代人数据可得:
6、FD = 7000N由牛顿笫三定律可知.轨道受到的力FD = 7000N(3)过山车从A到达G点.由动能定理可得代人数据可得x = 30m考点:考查了动能定理,机械能守恒,牛顿运动定律,圆周运动 【名师点睛】应用动能定理应注意的几个问题(1)明确研究对象和研究过程,找出始末状态的速度。(2)要对物体正确地进行受力分析,明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段,物体在不同阶段内的受力情况不同,在考虑外力做功时需根据情况区分对待4、【2016年4月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】如图所示,装置由一理想弹簧发射器及
7、两个轨道组成其中轨道由光滑轨道AB与粗糙直轨道BC平滑连接,高度差分别是h1=0.2m、h2=0.10m,BC水平距离L=1.00m轨道由AE、螺旋圆形EFG和GB三段光滑轨道平滑连接而成,且A点与F点等高当弹簧压缩量为d时,恰能使质量m=0.05kg的滑块沿轨道上升到B点;当弹簧压缩量为2d时,恰能使滑块沿轨道上升到C点(已知弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比) (1)当弹簧压缩量为d时,求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小;(2)求滑块与轨道BC间的动摩擦因数;(3)当弹簧压缩量为d时,若沿轨道运动,滑块能否上升到B点?请通过计算说明理由【答案】(1)当弹簧压缩量为d时,弹簧的弹性势
8、能是0.1J,滑块离开弹簧瞬间的速度大小是2m/s;(2)滑块与轨道BC间的动摩擦因数是0.5;(3)当弹簧压缩量为d时,若沿轨道运动,若R0.4m,滑块能上升到B点若R0.4m滑块不能到达B点【考点】功能关系;弹性势能【分析】(1)当弹簧压缩量为d时,释放后弹簧的弹性势能转化为滑块的动能,滑块在轨道上升到B点的过程中,滑块的动能转化为重力势能,由机械能守恒定律求解(2)当弹簧压缩量为2d时,弹簧的弹性势能是弹簧压缩量为d时弹性势能的4倍,对滑块释放到C的整个过程,运用能量守恒定律列式,可求得滑块与轨道BC间的动摩擦因数(3)若要能使滑块上升到B点,根据机械能守恒定律分析能否上升到B点 (2)
9、当弹簧压缩量为2d时,由题可得:弹簧的弹性势能是弹簧压缩量为d时弹性势能的4倍,即为:EP2=4EP1=0.4J对滑块从弹簧释放后运动到C点的过程,根据能量守恒定律得:EP2=mg(h1+h2)+mgcosLBC=mg(h1+h2)+mgL解得:=0.5(3)滑块恰能圆环最高点应满足的条件是:mg=m根据机械能守恒定律得:=即得 v0=v联立解得 Rm=0.4m若RRm=0.4m滑块能通过圆环最高点设滑块在EB轨道上上升的最高点离图中虚线的高度为h根据机械能守恒定律得:EP1=mgh解得:h=0.2m由于h=h1,所以滑块能上升到B点若RRm=0.4m滑块不能通过圆环最高点,会脱离圆形轨道,所
10、以不能到达B点答:(1)当弹簧压缩量为d时,弹簧的弹性势能是0.1J,滑块离开弹簧瞬间的速度大小是2m/s;(2)滑块与轨道BC间的动摩擦因数是0.5;(3)当弹簧压缩量为d时,若沿轨道运动,若R0.4m,滑块能上升到B点若R0.4m滑块不能到达B点 1、如图为某种鱼饵自动投放器的装置示意图,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C处切线水平,AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧在弹簧上端放置一粒质量为m的鱼饵,解除锁定后弹簧可将鱼饵弹射出去投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,此时弹簧的弹性势能为6mgR (g为重力加速度)不计鱼饵在运动过
11、程中的机械能损失,求:(1)鱼饵到达管口C时的速度大小v1:(2)鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小和方向:(3)已知地面比水面高出1.5R,若竖直细管的长度可以调节,圆孤弯道管BC可随竖直细管起升降求鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO之间的最大距离Lmax 【答案】(1)鱼饵到达管口C时的速度大小为;(2)鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小为6mg,方向向上;(3)鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO之间的最大距离为9R【考点】机械能守恒定律;平抛运动【分析】(1)根据能量守恒定律求出鱼饵到达管口C时的速度大小(2)根据牛顿第二定律求出管口对鱼饵的作用力大小,从而结合牛顿第二定律求出鱼
12、饵对管子的作用力大小和方向(3)根据机械能守恒定律求出平抛运动的初速度,结合平抛运动的规律求出水平位移的表达式,通过数学知识得出鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO之间的最大距离 (2)设C处管子对鱼饵的作用力向下,大小设为F,根据牛顿第二定律有:,解得F=6mg,由牛顿第三定律可得鱼饵对管子的作用力F=6mg,方向向上 答:(1)鱼饵到达管口C时的速度大小为;(2)鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小为6mg,方向向上;(3)鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO之间的最大距离为9R2、如图所示,半径R=3m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为=3
13、.2m,现将一质量=0.8kg的小滑块从A点由静止释放,小滑块着地时的速度大小10m/s(取10m/s2)求: (1)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小和方向;(2)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;【答案】(1)压力大小为17.6N,方向竖直向下 (2)【解析】(1)滑块过B点后作平抛运动,设着地时竖直速度为 ,根据平抛运动规律有:滑块沿圆弧轨道运动至B点的速度水平飞出速度对B点的滑块进行受力分析,设轨道对滑块的支持力为 ,由牛顿第二定律有:解得由牛顿第三定律知滑块对B的压力大小为17.6N,方向竖直向下 3、如图1所示为单板滑雪U型池的比赛场地,比赛时运动员在U形滑道内边滑行边利
14、用滑道做各种旋转和跳跃动作,裁判员根据运动员的腾空高度、完成的动作难度和效果评分。图2为该U型池场地的横截面图,AB、CD为半径R=4m的四分之一光滑圆弧雪道,BC为水平雪道且与圆弧雪道相切,BC长为4.5m,质量为60kg的运动员(含滑板)以5m/s的速度从A点滑下,经U型雪道从D点竖直向上飞出,在D点上方完成动作的时间为t=0.8s,然后又从D点返回U型雪道,忽略空气阻力,运动员可视为质点,求: 图1 图2(1)运动员与BC雪道间的动摩擦因数;(2)运动员首次运动到C点时对雪道的压力;(3)运动员最后距离B点多远处停下。【答案】(1)0.1(2)2040N(3)在B点右侧1.5m处停下【解
15、析】(1)设运动员从D点向上飞出的速度为vD,则m/s运动员从A点到D点的过程,由动能定理得, 解得0.1。(2)运动员从C点运动到D点的过程中,由动能定理得 设运动员首次运动到C点时对雪道的压力为N,由牛顿第二定律知 联立得N=2040N,方向竖直向上(3)设运动员运动的全过程在水平雪道上通过的路程为x,由动能定理得mgRmgx0m解得x52.5m所以运动员在水平雪道上运动了5.5个来回后到达C点左侧3m处,故最后在B点右侧1.5m处停下。 4、目前,我国的高铁技术已处于世界领先水平,它是由几节自带动力的车厢(动车)加几节不带动力的车厢(拖车)组成一个编组,称为动车组。若每节动车的额定功率均为1.35104kw,每节动车与拖车的质量均为5104kg,动车组运行过程中每节车厢受到的阻力恒为其重力的0.075倍。若已知1节动车加2节拖车编成的动车组运行时的最大速度v0为466.7km/h。我国的沪昆高铁是由