201*屆高考備考(201*年山東各地市一模精選):曲線運(yùn)動(dòng)
(201*淄博市一模)15.201*年6月18日,搭載著3位航天員的神舟九號(hào)飛船與在軌運(yùn)行的天宮
一號(hào)順利“牽手”.對(duì)接前天宮一號(hào)進(jìn)入高度約為343km的圓形對(duì)接軌道,等待與神舟九號(hào)飛船交會(huì)對(duì)接.對(duì)接成功后,組合體以7.8km/s的速度繞地球飛行.航天員圓滿完成各項(xiàng)任務(wù)后,神舟九號(hào)飛船返回地面著陸場(chǎng),天宮一號(hào)變軌至高度為370km的圓形自主飛行軌道長(zhǎng)期運(yùn)行.則A.3位航天員從神舟九號(hào)飛船進(jìn)入天宮一號(hào)過程中處于失重狀態(tài)B.天宮一號(hào)在對(duì)接軌道上的周期小于在自主飛行軌道上的周期C.神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)分離后,要返回地面,必須點(diǎn)火加速D.天宮一號(hào)在對(duì)接軌道上的機(jī)械能和在自主飛行軌道上的機(jī)械能相等【答案】AB
【解析】宇航員在太空中隨飛船一起做圓周運(yùn)動(dòng),只受到萬(wàn)有引力的作用,處于完全失重狀態(tài),A正確。
Mm2242r3),則T由于G2mr(,對(duì)接軌道的高度較自主飛行的軌道低,故天宮一號(hào)在對(duì)接軌道rTGM上的周期小,B正確。神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)分離后,要返回地面,即做近心運(yùn)動(dòng),必須減速,C錯(cuò)誤。由對(duì)接軌道進(jìn)入自主飛行軌道,天宮一號(hào)做離心運(yùn)動(dòng),必須點(diǎn)火加速,機(jī)械能增加,D錯(cuò)誤。
(201*泰安市一模)18.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R,粗細(xì)不計(jì)的圓管軌道.半徑OA
水平、OB豎直,一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落,小球恰能沿管道到達(dá)最高點(diǎn)B,已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中
A.重力做功2mgRB.mgR
C.合外力做功mgR
D.克服摩擦力做功
1mgR2【答案】B
【解析】由小球恰能沿管道到達(dá)最高點(diǎn)B知小球在B點(diǎn)的速度為0,選A點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面,則對(duì)于P至B過程,由能量守恒可得mg2RWfmgR,解得WfmgR,即克服摩擦力做功mgR,合外力做的功等于動(dòng)能的變化,即合外力做功為0,重力做功等于重力勢(shì)能的變化,與路徑無關(guān),即重力做功mgR,克服摩擦力做的功等于機(jī)械能的減少,即機(jī)械能減少mgR。只有選項(xiàng)B正確。
(201*德州市一模)22.(15分)如圖所示,一半徑R=1m的圓盤水平放置,在其邊緣E點(diǎn)固定一小桶(可視為質(zhì)點(diǎn))。在圓盤直徑DE的正上方平行放置一水平滑道BC,滑道右端C點(diǎn)與圓盤圓心O在同一豎直線上,且豎直高度h=1.25m。AB為一豎直面內(nèi)的光滑四分之一圓弧軌道,半徑r=0.45m,且與水平滑道相切與B點(diǎn)。一質(zhì)量m=0.2kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí),圓盤從圖示位置以一定的角速度ω繞通過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),最終物塊由C點(diǎn)水平拋出,恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi).已知滑塊與滑道BC間的摩擦因數(shù)=0.2。(取g=10m/s)求(1)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力(2)水平滑道BC的長(zhǎng)度;
(3)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足的條件。
2【答案】見解析
(1)滑塊由A點(diǎn)到B由動(dòng)能定理得:
mgr1mvB2┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)
解得:vB2gr3m/s┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得
2vBFmgm┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)
r解得:F6N
由牛頓第三定律得滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為6N,方向豎直向下。┅(1分)(2)滑塊離開C后,由h12gt12解得:t12h0.5s┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)gvCR2m/s┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)t1滑塊由B點(diǎn)到由C點(diǎn)的過程中由動(dòng)能定理得
mgx11mvC2mvB2┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)22解得:x1.25m┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)(3)滑塊由B點(diǎn)到由C點(diǎn),由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系:
xvBvCt22解得:t20.5s┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)
tt1t21s┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足條件:
t2n┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)
2nrad/s(n=1、2、3、4┅┅┅┅)┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)
(201*青島市一模)
22.(15分)如圖所示,一粗糙斜面AB與圓心角為37°的光滑圓弧BC相切,
經(jīng)過C點(diǎn)的切線方向水平.已知圓弧的半徑為R=1.25m,斜面AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1m.質(zhì)量為m=
kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平外力F=1N作用下,從斜面頂端A點(diǎn)處由靜止開始,沿斜面向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去外力,物塊沿圓弧滑至C點(diǎn)拋出,若落地點(diǎn)E距離與C點(diǎn)間的水平距離為x=1.2m,C點(diǎn)距離地面高度為h=0.8m.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s)求:
2(1)物塊經(jīng)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧面的壓力;(2)物塊滑至B點(diǎn)時(shí)的速度;(3)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).【答案】見解析
【解析】(1)物塊從C點(diǎn)到E點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)由h=
x12
gt,得t=0.4sv03m/s
t22vC由牛頓第二定律知:FNmg=mFN=17.2N
R由牛頓第三定律,知物體在C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力為17.2N.(2)從B點(diǎn)到C點(diǎn)由動(dòng)能定理,知
mgRmgRcos370=
1212mvCmvBvB=2m/s22(3)從A點(diǎn)到B點(diǎn),由vB2=2aL,得a=2m/s2由牛頓第二定律,知
mgsin370+Fcos370(mgcos370Fsin370)=ma=
24=0.6537評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):(1)問6分,(2)問4分,(3)問5分.共15分.
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(201*淄博市一模)18.如圖所示,真空中M、N處放置兩等量異種電荷,a、b、c為電場(chǎng)中的三點(diǎn),
實(shí)線PQ為M、N連線的中垂線,a、b兩點(diǎn)關(guān)于MN對(duì)稱,a、c兩點(diǎn)關(guān)于PQ對(duì)稱,已知一帶正電的試探電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),試探電荷的電勢(shì)能增加,則以下判定正確的是
A.M點(diǎn)處放置的是負(fù)電荷
B.a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全相同C.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)
D.若將該試探電荷沿直線由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),則電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功【答案】AD
【解析】由題意知試探電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做負(fù)功,故M點(diǎn)處放置的是負(fù)電荷,A正確。M、N兩點(diǎn)分別放等量異號(hào)點(diǎn)電荷,根據(jù)疊加原理可得,a點(diǎn)與c點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等,但方向不同,故B錯(cuò)誤.由于正試探電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能,故a點(diǎn)的電勢(shì)低于c點(diǎn)的電勢(shì),C錯(cuò)誤。過ab兩點(diǎn)作出等勢(shì)線分析,試探電荷由a沿直線至b,電場(chǎng)力對(duì)其先做正功,后做負(fù)功,總功為零,故D正確.(201*煙臺(tái)市一模)
16.真空中有一帶負(fù)電的電荷繞固定的點(diǎn)電荷+Q運(yùn)動(dòng),其軌跡為橢圓,如圖所
示.已知abcd為橢圓的四個(gè)頂點(diǎn),+Q處在橢圓焦點(diǎn)上,則下列說法正確的是
A.b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小一定相等B.a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
C.負(fù)電荷由b運(yùn)動(dòng)到d電場(chǎng)力做正功
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D.負(fù)電荷由a經(jīng)d運(yùn)動(dòng)到c的過程中,電勢(shì)能先減小后增大【答案】B
E【解析】由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式
kQr2可知b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,A錯(cuò)誤。a、c兩點(diǎn)離點(diǎn)
電荷距離相等,在同一等勢(shì)線上,兩點(diǎn)電勢(shì)相等,B正確。b點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì),負(fù)電荷由b運(yùn)動(dòng)到d,電勢(shì)能增大,電場(chǎng)力做負(fù)功,C錯(cuò)誤。a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等且大于d點(diǎn)電勢(shì),故負(fù)電荷由a經(jīng)d運(yùn)動(dòng)到c的過程中,電勢(shì)能先增大后減小,D錯(cuò)誤。
(201*濰坊一模)4.如圖所示,AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑,圓心為O,半徑為R.電荷量均為Q的正、負(fù)點(diǎn)電荷放在圓周上,它們的位置關(guān)于AC對(duì)稱,+Q與O點(diǎn)的連線和OC間夾角為60°.下列說法正確的是
A.O、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同B.O、C兩點(diǎn)電勢(shì)相同
C.在A點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)正電荷,電荷將沿圓周向D運(yùn)動(dòng)D.沿直徑由B向D移動(dòng)一個(gè)正電荷,電荷的電勢(shì)能先增大后減小【答案】AB
【解析】由題圖可知O、C兩點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷的中垂線上,且關(guān)于兩點(diǎn)電荷的連線對(duì)稱,由等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布情況可知O、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同,電勢(shì)相同,選項(xiàng)AB正確;在A點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)正電荷,僅在電場(chǎng)力的作用下,電荷做曲線運(yùn)動(dòng),但其軌跡不可能沿圓周,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;沿直徑由B向D移動(dòng)一個(gè)正電荷,電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能一直減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(201*泰安市一模)
19.圖中甲是勻強(qiáng)電場(chǎng),乙是孤立的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),丙是等量異種點(diǎn)電
荷形成的電場(chǎng)(a,b位于兩點(diǎn)電荷連線上,且a位于連線的中點(diǎn)),丁是等量正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)(a,b
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位于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,且a位于連線的中點(diǎn))。有一個(gè)正檢驗(yàn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下分別從電場(chǎng)中的a點(diǎn)由靜止釋放,動(dòng)能Ek隨位移變化的關(guān)系圖象如圖中的①②③圖線所示,其中圖線①是直線.下列說法正確的是
A.甲對(duì)應(yīng)的圖線是①B.乙對(duì)應(yīng)的圖線是②C.丙對(duì)應(yīng)的圖線是②D.丁對(duì)應(yīng)的圖線是③【答案】AC
【解析】甲圖中電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力做功W=EqS,因E、q均保持不變,故電場(chǎng)力做功與S成正比,故對(duì)應(yīng)的圖線可能是①,故A正確;
乙圖中從a到b時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度減小,故電場(chǎng)力越來越小,即動(dòng)能圖線的斜率應(yīng)是減小的,故圖象應(yīng)為③,故B錯(cuò)誤;
丙圖中為兩異種電荷,a為中間,故從a到b時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度增大,故電場(chǎng)力也將增大,故動(dòng)能圖線的斜率增大,故應(yīng)為②,故C正確;
丁圖中a處場(chǎng)強(qiáng)最小,而不能明確b的位置,故從a到b時(shí)場(chǎng)強(qiáng)可能一直增大,也可能先增大再減小,若場(chǎng)強(qiáng)一直增大,則圖象應(yīng)為②,故D錯(cuò)誤;故選AC.(201*濱州市一模)
19.如圖所示,虛線是兩個(gè)等量點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線,
動(dòng),b點(diǎn)是其運(yùn)
若不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng)后恰能沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng)軌跡上的另一點(diǎn),則下述判斷正確的是
A.由a到b的過程中電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做正功B.由a到b的過程中帶電粒子的電勢(shì)能在不斷減小C.若粒子帶正電,兩等量點(diǎn)電荷均帶正電D.若粒子帶負(fù)電,a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)【答案】D
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【解析】可由運(yùn)動(dòng)軌跡確定粒子的受力方向與速度方向,兩者的夾角大于90°故電場(chǎng)力做負(fù)功,則電勢(shì)能增加,故A、B錯(cuò)誤。若粒子帶正電,在兩者中垂線左側(cè)受力方向相左,則其電場(chǎng)線向左,而兩等量點(diǎn)電荷左邊的為負(fù)電荷,故C錯(cuò)誤.若粒子帶負(fù)電荷,由a到b電勢(shì)能增加,電勢(shì)減小,故D正確。
(201*德州市一模)19.一質(zhì)子從A點(diǎn)射入電場(chǎng),從B點(diǎn)射出,電場(chǎng)的等差等勢(shì)面和質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面彼此平行,不計(jì)質(zhì)子的重力。下列說法正確的是A.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)B.質(zhì)子的加速度先不變,后變小C.質(zhì)子的動(dòng)能不斷減小D.質(zhì)子的電勢(shì)能先減小,后增大【答案】BC
由題意知粒子帶正電,運(yùn)動(dòng)軌跡向下彎曲,正電荷受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,所以電場(chǎng)線(垂直于等勢(shì)面)方向向左,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì),A錯(cuò)誤;因?yàn)榈葎?shì)面先平行并且密,后變疏,說明電場(chǎng)強(qiáng)度先不變,后變小,則電場(chǎng)力先不變,后變小,所以加速度先不變,后變小,B正確;由于起初電場(chǎng)力與初速度方向相反,所以電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,C正確D錯(cuò)誤。(201*濟(jì)南市一模)
19.負(fù)點(diǎn)電荷Q固定在正方形的一個(gè)頂點(diǎn)上,帶電粒子P僅在該電荷的電場(chǎng)力
作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),恰好能經(jīng)過正方形的另外三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c,如圖所示,則
A.粒子P帶負(fù)電
B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系是
C.粒子P由a到b電勢(shì)能增加,由b到c電勢(shì)能減小D.粒子P在a、b、c三點(diǎn)時(shí)的加速度大小之比是2:1:2
【答案】BCD
【解析】粒子P僅受電場(chǎng)力作用,軌跡彎曲方向跟電場(chǎng)力方向一致,故粒子P帶正電,A錯(cuò)誤。沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故
,B正確。粒子P由a到b,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加;由b到c,電場(chǎng)力
,故粒子P在a、b、c三點(diǎn)時(shí)的加速度大小之比是QqFk2mar做正功,電勢(shì)能減小,C正確。電場(chǎng)力
2:1:2,D正確。
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(201*聊城市一模)19.在光滑絕緣水平面P點(diǎn)正上方的O點(diǎn)固定一電荷量為-Q的點(diǎn)電荷,在水平面上的N點(diǎn),由靜止釋放質(zhì)量為m,電荷量為+q的檢驗(yàn)電荷,該檢驗(yàn)電荷在水平方向僅受電場(chǎng)力作用運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)時(shí)的速度為v,圖中60。規(guī)定P點(diǎn)的電勢(shì)為零,中
A.N點(diǎn)電勢(shì)低于P點(diǎn)電勢(shì)
則在-Q形成的電場(chǎng)
mv2B.N點(diǎn)電勢(shì)為
2qC.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的4倍D.檢驗(yàn)電荷在N點(diǎn)具有的電勢(shì)能為【答案】CD
【解析】由負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知電場(chǎng)線的方向指向負(fù)點(diǎn)電荷,由于選P點(diǎn)電勢(shì)為0,沿電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,則O點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)值,N點(diǎn)電勢(shì)為正值,N點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式Ek12mv2Q易知選項(xiàng)C正確。由N至P,電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷做正功,且只有電場(chǎng)力做功,結(jié)合動(dòng)能定理2r12mv,選項(xiàng)D正確。2可知?jiǎng)幽艿脑黾拥扔陔妱?shì)能的減少,則檢驗(yàn)電荷在N點(diǎn)電勢(shì)能EpN(201*青島市一模)
16.如圖所示為電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,電場(chǎng)線上等距離分布M、N、P三個(gè)點(diǎn),
其中N點(diǎn)的電勢(shì)為零,將一負(fù)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,以下判斷正確的是
A.負(fù)電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力一定小于在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力B.M點(diǎn)的電勢(shì)一定小于零
C.正電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn),電場(chǎng)力一定做負(fù)功D.負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于零【答案】CD
【解析】?jī)H由一條電場(chǎng)線無法確定P、M兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱,A錯(cuò)誤。負(fù)電荷從M點(diǎn)至P點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,
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則電場(chǎng)線方向向右,正電荷從P點(diǎn)移到M點(diǎn),電場(chǎng)力一定做負(fù)功,C正確;又沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,N點(diǎn)電勢(shì)為零,則M點(diǎn)電勢(shì)為正,P點(diǎn)電勢(shì)為負(fù),負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于零,B錯(cuò)誤D正確。(201*日照市一模)
15.如圖所示,一帶電液滴在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放,液滴沿直線
由b運(yùn)動(dòng)到d,直線bd方向與豎直方向成45°角,則下列結(jié)論正確的是
A.液滴帶負(fù)電荷B.液滴的動(dòng)能不變C.液滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.液滴的電勢(shì)能減少【答案】AD
【解析】由題可知,帶電液滴只受重力和電場(chǎng)力作用,合力沿bd方向,液滴做勻加速直線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;合力做正功,據(jù)動(dòng)能定理知,B錯(cuò)誤;電場(chǎng)力方向向右,故液滴帶負(fù)電荷,A正確;電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,D正確。
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