13.(20分)如图所示,在光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2m,长为L,车右端(A点)有一块静止的质量为m的小金属块. 金属块与车间有摩擦,以中点C为界,AC段与CB段动摩擦因数不同.现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属块在车上开始滑动,当金属块滑到中点C时,即撤去这个力.已知撤去力的瞬间,金属块的速度为v0,车的速度为2v0,最后金属块恰停在车的左端(B点).求:

(1)拉力作用的时间和拉力F的大小?

(2)车最后匀速时的速度?

解析:(1)金属块在AC段滑动时:

金属块的位移s1t1

小车位移s2t1

由题意s2s1=③

由①②③联立解得t1=④

对金属块v0μ1gt1

由④⑤联立解得μ1=⑥

对小车:a2==⑦

Fμ1mg=2ma2

由⑥⑦⑧联立解得恒力F

(2)从金属块滑至车中点C开始到金属块停在车的左端的过程中,系统合外力为零,动量守恒,设共同速度为v.

由2m×2v0+mv0=(2m+m)v,解得车最后匀速时的速度vv0

评析:多物体、多过程问题是综合型问题的主要呈现形式,一般情况下单体多过程或多体单过程问题.在多体多过程问题中,要求考生能够建立清晰的物理情境图,将综合性问题分解为单体单过程的小问题,然后结合多体之间的联系再将其组合,最终解决问题.因其能够有效考查学生的综合分析能力而成为高考中的热点题型.

12.(18分)如图所示,在直角坐标系的原点O处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子,在放射源右边有一垂直于x轴放置的很薄的挡板,挡板与xOy平面交线的两端MN与原点O正好构成等腰直角三角形.已知带电粒子的质量为m,所带电荷量为q,速率为vMN的长度为L.(粒子重力不计).

(1)若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上,则电场强度的最小值E0为多大?在电场强度为E0时,打到板上的粒子动能为多大?

(2)若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,要使板右侧的MN连线上都有粒子打到,磁场的磁感应强度不能超过多少(用mvqL表示)?若满足此条件,放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?

解析:(1)由题意知,要使y轴右侧所有运动的粒子都能打在MN上,其临界条件为:沿y轴方向运动的粒子做类平抛运动,且落在MN点.

MO′==vt aqE0/m OO′==at2

联立解得E0

由动能定理知qE0×=Ekmv2

所以有Ekmv2

(2)由题意知,要使板右侧的MN连线上都有粒子打到,粒子运动轨迹直径的最小值为MN板的长度L.

R==得B0

放射源O发射出的粒子中,打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示.

由题意OMON, OMON.

OO1OO2

v1v2

因此,放射源O放射出的所有粒子中只有1/4打在MN板的左侧.

11.(16分)某汽车开发商成功研发了一种新型轿车,该轿车有一特制的气流通道,当轿车高速行驶时,气流通道会自动打开,使轿车对地面的压力增加,从而达到低速省油,高速平稳舒适的目的.已知增加的压力F与轿车速度v成正比,轿车质量为1 t,与地面间的动摩擦因数为μ=0.25,g取10 m/s2,如图是该轿车在水平路面上进行匀加速直线运动时测得的实际功率与速度的关系图象,不计轿车行驶时受到的空气阻力,求:

(1)轿车的加速度;

(2)增加的压力F与速度v的关系式.

解析:(1)由图象可知,轿车以较低的速度v=40 m/s运动时,轿车的功率P=200 kW.

根据功率的公式可知,此时车的牵引力F== N=5000 N

车所受摩擦阻力Ffμmg=0.25×1×103×10 N=2500 N.

根据牛顿第二定律可知车的加速度a== m/s2=2.5 m/s2

(2)设增加的压力Fkv,由图象可知,速度增大到80 m/s时,车的功率变为600 kW,

车的牵引力F′== N=7500 N.

车受到的阻力Ffμ(mg+kv)

由牛顿第二定律有:F′-Ffma

解之得:k=125 N·s/m

因此,增加的压力与车的速度的关系式为F=125v

评析:高考每年都有结合图象的问题,考查学生的读图能力,而且出现的图也不只是教材上出现的位移图象、速度图象等常规内容,而是不断推陈出新.因此在读图问题的训练上,要求考生能够在学习过程中举一反三,灵活运用.

10.(10分)图甲为粗略测量某机器转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在机器的转轴上,在机器的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器.

(1)请将下列实验步骤按先后排序:______________.

A.使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触

B.接通电火花计时器的电源,使它工作起来

C.启动机器,使圆形卡纸转动起来

D.关闭机器,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值

(2)要得到ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是下面的______________.

A.秒表    B.毫米刻度尺

C.圆规                D.量角器

(3)写出角速度ω的表达式:______________.

(4)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示.这对测量结果有影响吗?______________.

解析:本题考查对打点计时器计时原理的理解、圆周运动角速度的定义和运动的分解.(1)实验步骤,应该先安装好装置,再让纸盘转动起来,然后启动打点计时器,实验结束后,根据纸盘上记录的点求角速度.

(2)用量角器量出n个点之间的夹角,因此需要量角器.

(3)设n个点之间的夹角为θ,则ω=.

(4)根据运动的分解知,可以将这时的运动分解为圆周运动和沿径向的直线运动,两个分运动相互不影响.则这样做对测量结果没有影响.

答案:(1)ACBD

(2)D

(3)ω=(nn个点,θn个点之间的夹角)

(4)没有影响

 0  138942  138950  138956  138960  138966  138968  138972  138978  138980  138986  138992  138996  138998  139002  139008  139010  139016  139020  139022  139026  139028  139032  139034  139036  139037  139038  139040  139041  139042  139044  139046  139050  139052  139056  139058  139062  139068  139070  139076  139080  139082  139086  139092  139098  139100  139106  139110  139112  139118  139122  139128  139136  447348 

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