《高考物理复习《临界状态的假设解决物理试题》专项推断题综合练习附答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理复习《临界状态的假设解决物理试题》专项推断题综合练习附答案（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考物理复习临界状态的假设解决物理试题专项推断题综合练习附答案 一、临界状态的假设解决物理试题 1如图甲所示，小车B 紧靠平台的边缘静止在光滑水平面上，物体A（可视为质点）以初 速度 v0从光滑的平台水平滑到与平台等高的小车上，物体和小车的 v-t 图像如图乙所示， 取重力加速度g=10m/ s2，求： (1)物体 A 与小车上表面间的动摩擦因数； (2)物体 A 与小车 B 的质量之比； (3)小车的最小长度。 【答案】 (1)0.3；(2) 1 3 ；(3)2m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)根据v t图像可知， A 在小车上做减速运动，加速度的大小 2 1 2 41 m / s3m
2、 / s 1 v a t 若物体 A 的质量为m与小车上表面间的动摩擦因数为，则 1 mgma 联立可得 0.3 (2)设小车 B 的质量为M，加速度大小为 2 a，根据牛顿第二定律 2 mgMa 得 1 3 m M (3)设小车的最小长度为L，整个过程系统损失的动能，全部转化为内能 22 0 11 () 22 mgLmvMm v 解得 L=2m 2今年入冬以来，我国多地出现了雾霾天气，给交通安全带来了很大的危害某地雾霾天 气中高速公司上的能见度只有72m，要保证行驶前方突发紧急情况下汽车的安全，汽车行 驶的速度不能太大已知汽车刹车时的加速度大小为5m/s 2 （1）若前方紧急情况出现的同时汽
3、车开始制动，汽车行驶的速度不能超过多大？（结果可 以带根号） （2）若驾驶员从感知前方紧急情况到汽车开始制动的反应时间为0.6s，汽车行驶的速度不 能超过多大？ 【答案】（ 1）12 5m/s；（ 2）24m/s 【解析】 试题分析：（ 1）根据速度位移公式求出求出汽车行驶的最大速度； （2）汽车在反应时间内的做匀速直线运动，结合匀速直线运动的位移和匀减速直线运动的 位移之和等于72m，运用运动学公式求出汽车行驶的最大速度 解：（ 1）设汽车刹车的加速度a=5m/s 2，要在 s=72m 内停下，行驶的速度不超过 v1， 由运动学方程有：0v12=2as 代入题中数据可得：v1=12 m/s
4、（2）设有汽车行驶的速度不超过v2，在驾驶员的反应时间 t0内汽车作匀速运动的位移 s1： s1=v2t0 刹车减速位移s2= s=s1+s2 由 式并代入数据可得：v2=24m/s 答：（ 1）汽车行驶的速度不能超过m/s； （2）汽车行驶的速度不能超过24m/s 【点评】解决本题的关键知道在反应时间内汽车做匀速直线运动，刹车后做匀减速直线运 动，抓住总位移，结合运动学公式灵活求解 3如图所示，圆心为O、半径为r 的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向 外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点， OP=3r，一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子 从 P 点在纸面内沿着与OP成 60 方向
5、射出（不计重力），求： (1)若粒子运动轨迹经过圆心O，求粒子运动速度的大小； (2)若要求粒子不能进入圆形区域，求粒子运动速度应满足的条件。 【答案】 (1) 3Bqr m ；(2) 8 (332) Bqr v m 或 8 (3 32) Bqr v m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，圆心为O，依图题意作出轨迹图如图所示： 由几何知识可得： OOR 2 22 (3 )6sinOORrrR 解得 3Rr 根据牛顿第二定律可得 2 v Bqvm R 解得 3Bqr v m (2)若速度较小，如图甲所示： 根据余弦定理可得 2 22 111 96sinrRR
6、rrR 解得 1 8 3 32 r R 若速度较大，如图乙所示： 根据余弦定理可得 2 22 222 96sinRrRrrR 解得 2 8 3 32 r R 根据 BqR v m 得 1 8 (3 32) Bqr v m ， 2 8 (3 32) Bqr v m 若要求粒子不能进入圆形区域，粒子运动速度应满足的条件是 8 (332) Bqr v m 或 8 (3 32) Bqr v m 4如图所示， C D 两水平带电平行金属板间的电压为U，AB 为一对竖直放置的带电平 行金属板， B 板上有一个小孔，小孔在CD 两板间的中心线上，一质量为m带电量为 q 的粒子（不计重力）在A 板边缘的P点从
7、静止开始运动，恰好从D 板下边缘离开，离开 时速度度大小为v，则 AB 两板间的电压为 A 2 0 v 2 mqU q B 2 0 2 2 mvqU q C 2 0 mvqU q D 2 0 2mvqU q 【答案】 A 【解析】 【分析】 【详解】 在 AB两板间做直线加速，由动能定理得： 2 1 1 2 AB qUmv；而粒子在CD间做类平抛运 动，从中心线进入恰好从D 板下边缘离开，根据动能定理： 22 01 11 222 qU mvmv；联立 两式可得： 2 0 2 AB mvqU U q ；故选 A. 【点睛】 根据题意分析清楚粒子运动过程是解题的前提与关键，应用动能定理、牛顿第二定
8、律与运 动学公式即可解题 5如图所示，带电粒子（不计重力）以初速度v0从 a 点垂直于 y 轴进入匀强磁场，运动 过程中经过b 点， OaOb。若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度 v0从 a 点垂直于y 轴进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E和磁感应强度B 的比值为 （ ） Av0 B 0 2 v C2v0 D 0 2 v 【答案】 C 【解析】 【详解】 设Oa Obd，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于 d，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得： 2 0 0 m d q v v B 解得： 0 mv B qd 如果换成匀强电场，水
9、平方向以 0 v 做匀速直线运动，在水平方向： 0 dv t 竖直沿 y轴负方向做匀加速运动，即： 221 22 qE datt m 解得： 2 0 2 vm E qd 则有： 0 2 E v B 故 C 正确， A、B、D 错误； 故选 C。 6用长为 L 的细杆拉着质量为m 的小球在竖直平面内作圆周运动，如下图下列说法中正 确的是（） A小球运动到最高点时，速率必须大于或等于gL B小球运动到最高点时，速率可以小于gL，最小速率为零 C小球运动到最高点时，杆对球的作用力可能是拉力，也可能是支持力，也可能无作用力 D小球运动到最低点时，杆对球的作用力一定是拉力 【答案】 BCD 【解析】 【
10、详解】 小球在最高点的最小速度为零，此时小球重力和支持力相等故A 错误， B 正确当小球 在最高点压力为零时，重力提供向心力，有 2 v mgm L ，解得vgL，当速度小于v 时，杆对小球有支持力，方向向上；当速度大于v 时，杆对小球有拉力，方向向下，故C 正确小球在最低点时，合力提供向心力，知合力方向向上，则杆对球的作用力一定向 上故 D 正确 7如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r=0.4m，最低点处有一 小球（半径比r 小很多），现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运 动， v0应当满足（ g=10m/s2）（ ） A 0 4vm/s B 0 2
11、5vm/s C 0 2 5m/s2 2m/sv D 0 2 2v m/s 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 小球不脱离圆轨道时，最高点的临界情况为 2 v mgm r 解得 2vgr m/s 根据机械能守恒定律得 22 0 11 2 22 mvmgrmv 解得 0 2 5vm/s 故要使小球做完整的圆周运动，必须满足 0 2 5vm/s； 若不通过圆心等高处小球也不会脱离圆轨道，根据机械能守恒定律有 2 0 1 2 mgrmv 解得 0 2 2vm/s 故小球不越过圆心等高处，必须满足 0 2 2v m/s，所以要使小球不脱离圆轨道运动，v0 应当满足 0 2 5vm/s 或 0
12、2 2vm/s，AC错误， BD 正确。 故选 BD。 8客车以 v=20m/s 的速度行驶，突然发现同车道的正前方x0=120 m 处有一列货车正以 v0=6 m/s 的速度同向匀速前进，于是客车紧急刹车，若客车刹车的加速度大小为a=1m/s 2， 做匀减速运动，问： (1)客车与货车速度何时相等？ (2)此时，客车和货车各自位移为多少？ (3)客车是否会与货车相撞？若会相撞，则在什么时刻相撞？相撞时客车位移为多少？若不 相撞，则客车与货车的最小距离为多少？ 【答案】 (1) t=14s (2)x客= 182m x货= 84m (3)xmin=22m 【解析】 试题分析：（ 1）设经时间t
13、客车速度与货车速度相等：v-at=v0， 可得： t=14s （2）此时有： x客=vt- 1 2 at 2=182m x货=v0t=84m （3）因为 x客x货+x0，所以不会相撞经分析客车速度与货车速度相等时距离最小为： xmin=x货+x0-x客=22m 考点：追击及相遇问题 【名师点睛】这是两车的追击问题，速度相等时，它们的距离最小，这是判断这道题的关 键所在，知道这一点，本题就没有问题了 9在某路口 ，有按倒计时显示的时间显示灯有一辆汽车在平直路面上正以36 km/h 的速 度朝该路口停车线匀速前行，在车头前端离停车线70 m 处司机看到前方绿灯刚好显示 “ 5”交通规则规定：绿灯结
14、束时车头已越过停车线的汽车允许通过 (1)若不考虑该路段的限速，司机的反应时间为1 s，司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直 线运动以通过停车线，则汽车的加速度至少为多大？ (2)若该路段限速60 km/h ，司机的反应时间为1 s，司机反应过来后汽车先以2 m/s 2 的加速 度沿直线加速3 s，为了防止超速，司机在加速结束时立即踩刹车使汽车匀减速直行，结果 车头前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车加速度的大小(结果保留两位有效数字) 【答案】 (1)2.5 m/s 2 (2)6.1 m/s 2 【解析】 试题分析：（ 1）司机反应时间内做匀速直线运动的位移是： 10 1 10 xv tm
15、； 加速过程： 21 54tts 2 10 21 2 1 70 2 xv ta t 代入数据解得： 2 1 2.5/am s （2）汽车加速结束时通过的位移： 22 20 10 22 3 11 101032 349 22 xv tv ta tm 此时离停车线间距为： 32 7021xxm 此时速度为： 102 2 102 316/vva tm s 匀减速过程： 2 32 2axv 带入数据解得： 2 3 128 6.1/ 21 am s 考点：匀变速直线运动规律 【名师点睛】本题关键分析清楚汽车的运动规律，然后分阶段选择恰当的运动学规律列式 求解，不难 10 如图所示，一个固定在竖直平面上的光
16、滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道 内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B 点脱离后做平抛运动，经过0.3 秒后又恰好 垂直与倾角为45 的斜面相碰到。已知圆轨道半径为R=1m，小球的质量为m=1kg，g 取 10m/s 2。求： (1)小球在斜面上的相碰点C 与 B点的水平距离； (2)小球经过圆弧轨道的B点时，受到轨道的作用力NB的大小和方向？ 【答案】 (1)0.9m，(2)1N，方向竖直向上。 【解析】 【详解】 (1)小球垂直落在斜面上，分解末速度： 00 y tan 45 vv vgt 解得小球从C 点飞出时的初速度： 0 3m/sv，则 B 与 C 点的水平距离： 0 xv t 解得：0.9mx； (2)假设轨道对小球的作用力竖直向上，根据牛顿第二定律： 2 0 B v mgNm R 解得： B 1NN，方向竖直向上。 11 光滑绝缘的水平轨道AB 与半径为 R 的光滑的半圆形轨道BCD相切于 B点，水平轨道 AB部分存在水平向右的匀强电场，半圆形轨道在竖直平面内，B 为最低点， D 为最高点。 一质量为 m、 q 的小球从距B 点 x
