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高考物理冲破高分瓶颈考前必破
破(4)考场必会的必考、常考高效破题技法猜押练
必考方法猜押:
1.从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在0~t0时间内,下列说法中正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ两个物体的加速度都在不断减小
B.Ⅰ物体的加速度不断增大,Ⅱ物体的加速度不断减小
C.Ⅰ物体的位移不断增大,Ⅱ物体的位移不断减小
D.Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是
【答案】A
解析:速度-时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小,故物体I做加速度不断减小的加速运动,物体II做加速度不断减小的减速运动,故A项与题意相符,B项与题意不相符;v-t图象中图线与坐标轴围成图形的面积表示位移,由图可知Ⅰ、Ⅱ两物体的位移都在不断增大,故C项与题意不相符;图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,如果做匀变速运动,物体的速度从v2均匀减小到v1,或从v1均匀增加到v2,物体的位移就等于图中梯形的面积,平均速度就等于,故I物体的平均速度大于,Ⅱ的平均速度小于,故D项与题意不相符。
2.(多选)如图,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,则 ( )
A.A与墙面间没有摩擦力
B.A与B之间没有摩擦力
C.B与C之间没有摩擦力
D.C与地面间没有摩擦力
【答案】A、C、D
解析:以三个物体组成的整体为研究对象,水平方向上:地面光滑,对C没有摩擦力,根据平衡条件得知,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力,故A、D符合题意。对A:受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用,B不符合题意。先对A、B整体研究:水平方向上:墙对A没有压力,则由平衡条件分析可知,C对B没有摩擦力,故C符合题意。
3.如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向做匀速运动,乙图中斜面体始终静止不动。关于物体A所受的支持力和摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.甲、乙两图中A所受的支持力大小相等,方向不同
B.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.甲图中A不受摩擦力;乙图中A受摩擦力,方向与F相同
D.甲、乙两图中A所受支持力的方向均为垂直于水平地面
【答案】C
解析:设A的质量为mA,斜面的倾角为θ,甲图中A受到的支持力与重力相等,即为mAg,方向竖直向上;乙图中的支持力为mAgcosθ,方向垂直斜面向上,故选项A、D错误;甲图中A做匀速直线运动,而甲图中A没有相对于B的运动趋势,所以甲图中A不受摩擦力,乙图中A也是平衡状态,但A的重力使A相对于B有沿斜面下滑的趋势,所以B对A有斜向上的摩擦力,则A受到的摩擦力方向与F相同,故选项C正确,B错误。
4.如图所示,半球形物体A和光滑小球B紧靠着放在一固定斜面上,并处于静止状态。现用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C,物体A始终保持静止状态,则下列说法中正确的是( )
A.物体A受到3个力的作用
B.小球B对物体A的压力大小始终不变
C.物体A受到斜面的摩擦力大小一直减小
D.物体A对小球B的支持力大小一直增大
【答案】C
解析:对A分析可知,A受重力、支持力、B的压力和斜面的摩擦力作用,共四个力,故A错误;小球B对物体A的压力和物体A对小球B的支持力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反;对球B分析,受水平拉力、重力和支持力,三力平衡,三个力构成首尾相连的矢量三角形,如图所示:
将小球B缓慢拉至物体A的最高点过程中,θ变小,故支持力N变小,拉力F也变小;根据牛顿第三定律,压力也减小,故B、D错误;再对AB整体分析,受拉力、重力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件,有:f=(M+m)sinα+Fcosα,α为斜面的坡角,由于F减小,故静摩擦力减小,故C正确。
5.如图甲所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板,物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图象分别如图乙中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标分别为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0),根据v-t图象,求:
(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2,达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3;
(2)物块质量m与长木板质量M之比;
(3)物块相对长木板滑行的距离Δx。
【答案】(1)1.5 m/s2,1.0 m/s2,0.5 m/s2(2)3∶2 (3)20 m
解析:(1)由v-t图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小
a1== m/s2=1.5 m/s2
木板开始做匀加速直线运动的加速度大小
a2== m/s2=1 m/s2
达到同速后一起做减速运动的加速度大小
a3== m/s2=0.5 m/s2
(2)设物块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间动摩擦因数为μ2,对m冲上木板减速阶段
μ1mg=ma1
对M向前加速阶段μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2
物块和木板达到共同速度后向前减速阶段
μ2(m+M)g=(M+m)a3
以上三式联立可得,物块质量m与长木板质量M之比
=
(3)由v-t图可以看出,物块相对于长木板滑行的距离Δx对应图中△abc的面积
Δx=×10×4 m=20 m
6.一个劲度系数为k的轻弹簧,它的弹力大小与其伸长量的关系如图所示。弹簧一端固定在墙壁上,在另一端沿弹簧的轴线施一水平力将弹簧拉长,求在弹簧由原长开始到伸长量为x1过程中拉力所做的功;如果继续拉弹簧,在弹簧的伸长量由x1增大到x2的过程中,拉力又做了多少功?
【答案】k k(-)
解析:在拉弹簧的过程中,拉力的大小始终等于弹簧弹力的大小,根据胡克定律可知,拉力与拉力的作用点的位移x(等于弹簧的伸长量)成正比,即F=kx
F-x关系图象如图所示。
由图可知△AOx1的面积在数值上等于把弹簧拉伸x1的过程中拉力所做的功,即W1=F1×x1=kx1×x1=k。
梯形Ax1x2B的面积在数值上等于弹簧伸长量由x1增大到x2过程中拉力所做的功,即
W2=(F1+F2)×(x2-x1)=k(-)。
7.质量为M的斜面倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑,若用与斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图。
求:(1)当角α为多少时,拉力F最小,并求出这个最小值。
(2)此时水平面对斜面的摩擦力是多少。
【答案】(1)α=θ,mgsin2θ (2)mgsin4θ
解析:(1)m匀速下滑:mgsinθ=μmgcosθ
解得:μ=tanθ
m在F作用下匀速上升:
Fcosα=μ(mgcosθ-Fsinα)+mgsinθ
F==
当α=θ时,F有最小值为:Fmin=mgsin2θ。
(2)整体法:
Ff=Fcos(α+θ)=mgsin2θ·cos 2θ=mgsin4θ。
常考方法猜押:
8.(合理近似估值法)行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害,人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s,安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦,刹车过程可看作匀减速直线运动) ( )
A.450 N B.400 N
C.350 N D.300 N
【答案】C
解析:汽车刹车前的速度v0=90 km/h=25 m/s,设汽车匀减速的加速度大小为a,则a==5 m/s2,对乘客应用牛顿第二定律可得:F=ma=70×5 N=350 N,所以C正确。
9.(假设法)如图所示是发电厂通过升压变压器升压进行远距离输电,接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图。图中变压器均可视为理想变压器,图中电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用R0表示,滑动变阻器R相当于用户用电器,用电器增加时,相当于R接入电路的阻值变小,则当进入用电高峰期时 ( )
A.电压表V1、V2的读数均不变,电流表A2的读数增大,电流表A1的读数减小
B.电压表V3、V4的读数均减小,电流表A2的读数增大,电流表A3的读数减小
C.电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变
D.线路损耗功率不变
【答案】C
解析:发电厂输出的电压一定,升压变压器原、副线圈匝数都不变,故电压表V1、V2的读数均不变,R接入电路的阻值变小时,假设电压表V3不变,则V4的读数也不变,电流表A3的读数增大,可推出电流表A2的读数增大,R0两端的电压增大,又因V2的读数不变,故V3读数变小,则假设不成立。假设电压表V3变大,则V4的读数也变大,电流表A3的读数增大,可推出电流表A2的读数增大,R0两端的电压增大,又因V2的读数不变,故V3读数变小,则假设不成立,故电压表V3读数只能减小,则电流表A2的读数增大,电流表A1、A3的读数增大,故A、B错误。电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变,等于R0的阻值,故C正确。线路上的电流变大,则线路消耗的功率变大,选项D错误。
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