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2010年江苏省普通高中学业水平测试物理(必修)专题复习

2010年江苏省普通高中学业水平测试物理(必修)专题复习

——计算与论述题综合训练

第一部分力学与运动学综合

1.(6分)在平直的公路上,一辆汽车正以32m/s的速度匀速行驶,因前方出现事故,司机立即刹车,直到汽车停下。已知汽车的质量为1.5×103kg,刹车时汽车所受的阻力为1.2×104N。

⑴刹车时汽车的加速度大小;

⑵从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间;

⑶从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离。

【变式训练1】(6分)一辆汽车在平直的路面上匀速运动,由于前方有事,紧急刹车,从开始刹车到车停止,被制动的轮胎在地面上发生滑动时留下的擦痕为14m,轮胎与路面的的动摩擦因素为0.7,g取10m/s2。问:

⑴刹车时汽车的加速度多大?

⑵刹车前汽车的速度多大?

⑶刹车后经过1s和3s,汽车的位移分别为多大?

【变式训练2】(6分)汽车由静止开始做匀加速直线运动,经过4s钟速度增加到8m/s,接着做匀速运动10s后改做匀减速直线运动再经8s恰好停止运动.

⑴汽车的总位移;

⑵若保持车匀加速运动的加速度不变,匀减速运动的加速度也不变,完成上述位移又恰好停止的最短时间是多少?运动中最大速度是多少?

2.(6分)水平路面上质量是60kg的手推车,在受到120N的水平推力时做加速度大小为

1.5m/s2的匀加速直线运动。

⑴小车与路面间的动摩擦因素;

⑵若撤去推力,车的加速度多大?

【变式训练1】(6分)质量为2kg的物体置于水平粗糙地面上,现用20N的水平拉力使它从静止开始运动,第4秒末物体的速度达到24m/s,此时撤去拉力,g=10m/s2。

⑴物体与地面间的动摩擦因数;

⑵物体从开始运动直至停下来,运动的总位移。

【变式训练2】(6分)汽车在牵引力作用下在水平路面上做匀加速直线运动,已知汽车速度

在10s内从5m/s增加到15m/s,汽车的质量为m=2×103kg,汽车与路面间的动摩擦因数恒

为0.2,g取10 m/s2。

⑴汽车的加速度是多大?

⑵汽车所受的牵引力是多大?

⑶汽车在上述过程中的位移是多大?

【变式训练3】用20N的水平拉力拉一个放在水平面上的物体,可以使它产生1m/s2加速度,若用30N 的水平力拉这个物体,可以产生2m/s2的加速度,

⑴如果用40N的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小是多少?

⑵物体受到的摩擦力是多少?

【变式训练4】一个物体置于光滑的水平面上,受到6N水平拉力作用从静止出发,经2s,速度增加

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a /m/s 2

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到24m/s 。(g 取10m/s 2)求:

⑴物体的质量是多大?

⑵若改用同样大小的力竖直向上提升这个物体,它的加速度多大?

⑶物体在这个竖直向上的力的作用下速度由零增大到4m/s 的过程中,物体上升的高度多大?

【综合演练】如图所示,水平地面上质量为M=3kg 的物块,在大小为F=16N 、方向与水平方向成θ=37O

的拉力作用下沿地面向右作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为μ=

3

1

,(2/10s m g =,6.037sin 0=,8.037cos 0=)求:

⑴木块的加速度大小. ⑵若不改变拉力的方向,只改变拉力的大小,求出物体沿水平地面做匀加速直线运动,拉力大小与木块加速度的函数表达式.(设木块与地面间的最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力)

⑶求上述条件下拉力的取值范围,并以拉力大小为纵坐标,以木块的加速度为横坐标,在坐标系作出它们的图象.

平抛运动

3.(6分)一小球在某高处以v 0=10m/s 的初速度被水平抛出,落地时的速度v t =20m/s ,不计空气阻力,g=10m/s 2.

⑴小球的落地时间t ; ⑵小球的水平位移x.

【变式训练】(7分)在5m 高处以10m / s 的速度水平抛出一小球,不计空气阻力,g 取 10 m / s 2 .

⑴小球在空中运动的时间; ⑵小球落地时的水平位移大小; ⑶小球落地时的速度大小.

【综合演练】如图甲所示,在一端封闭、长约1 m 的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞 紧.然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动.假设从某时刻开始计时,蜡块在 玻璃管内每1 s 上升的距离都是10 cm,玻璃管向右匀加速平移,每1 s 通过的水平位移依次是2.5 cm 、7.5 cm 、12.5 cm 、17.5 cm.图乙中,y 表示蜡块竖直方向的位移,x 表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点.

⑴请在图乙中描绘出蜡块4 s 内的轨迹. ⑵求出玻璃管向右平移的加速度a. ⑶求t=2 s 时蜡块的速度v 2.

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——计算与论述题综合训练

第二部分 会考压轴题演练1

【会考回顾】

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(2009年会考试题27,8分)如图所示,一质量M =50kg 、长L =3m 的平板车静止在光滑的水平地面上,平板车上表面距地面的高度h =1.8m 。一质量m =10kg 可视为质点的滑块,以v 0=7.5m/s 的初速度从左端滑上平板车,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5,取g =10m/s 2。

⑴分别求出滑块在平板车上滑行时,滑块与平板车的加速度大小;

⑵判断滑块能否从平板车的右端滑出。若能,求滑块落地时与平板车右端间的水平距离;若不能,试确定滑块最终相对于平板车静止时与平板车右端的距离。

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【变式训练】一平板车质量m=100kg ,停在水平路面上,车身的平板离地面高h=1.25m ,一质量m=50kg 的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离b=1.00m ,与车板间的摩擦因数μ=0.20,如图所示。今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时刻,车向前行驶的距离s 0=2.0m ,求物块落地时,落地点到车尾的水平距离s (不计路面与

板车间的摩擦,g 取10m/s 2)。

【综合演练】

1.如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带始终保持3.0m/s 的恒定速率运行,传送带的水平部分AB 距离水平地面的高度h = 0.45m .现有一行李包(可视为质点)由A 端被传送到B 端,且传送到B 端时没有及时取下,行李包从B 端水平抛出,不计空气阻力,取g =10m/s 2.

⑴若行李包从B 端水平抛出的初速度v =3.0m/s ,求它在空中运动的时间和飞行的水平

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距离.

⑵若行李包以v 0 =1.0m/s 的初速度从A 端向右滑行,行李包与传送带间的动摩擦因数

μ=0.20.要使它从B 端飞出的水平距离等于⑴中所求的水平距离,求传送带的长度应满足的条件.

2.如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,

传送带AB 长度足够长,传送皮带轮以大小为υ=2m/s 的恒定速率顺时针转动。一包货物以υ0=12m/s 的初速度从A 端滑上倾斜传送带,若货物与皮带之间的动摩擦因数

μ=0.5,且可将货物视为质点。

⑴ 求货物刚滑上传送带时加速度为多大?

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⑵ 当货物的速度和传送带的速度相同时用了多少时间?这时货物相对于地面运动了多远? ⑶ 从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A 端共用了多少时间?(g =10 m/s 2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)

3.图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送, A 、B 两端相距3m ,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ= 37°, C 、D 两端相距4.45m , B 、 C 相距很近.水平部分AB 以5m/s 的速率顺时针转动.将质量为10 kg 的一袋大米放在A 端, 到达B 端后,速度大小不变地传到倾斜的CD 部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为

0.5.

⑴若CD 部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.

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⑵若要米袋能被送到D 端,求CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端 到D 端所用时间的取值范围.

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——计算与论述题综合训练

第三部分 会考压轴题演练2——圆周运动

【基础演练】

1.如图所示,在以角速度ω=2rad/s 匀速转动的水平圆盘上,放一质量m =5kg 的

滑块,滑块离转轴的距离r =0.2m ,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑 动).

⑴滑块运动的线速度大小;

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⑵滑块受到静摩擦力的大小和方向.

2.如图所示,质量为m 的小物体系在轻绳的一端,轻绳的另一端固定在转轴上。轻绳长度为L 。现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度ω

⑴物体运动一周所用的时间T ;

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⑵绳子对物体的拉力。

【会考回顾】

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(2008年会考试题28,7分)如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg 的A 、B 两个物块,B 物块用长为0.25m 的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N . A 、B 间的动摩擦因数为0.4,B 与转盘间的动摩擦因数为0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时,细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时,传感器上就会显示相应的读数E .试通过计算在坐标系中作出2F ω-图象. g 取10m/s 2.

(2009年会考试题28,7分)如图所示,V 形细杆AOB 能绕其对称轴OO ’转到,OO ’沿竖直方向,V 形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°。两质量均为m =0.1kg 的小环,分别套在V 形杆的两臂上,并用长为l =1.2m 、能承受最大拉力F max =4.5N 的轻质细线连结,环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍。当杆以角速度ω转到时,细线始终处于水平状态,取g =10m/s 2。

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⑴求杆转动角速度ω的最小值;

⑵将杆的角速度从⑴问中求得的最小值开始缓慢增大,直

到细线断裂,写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式;

⑶求第⑵问过程中杆对每个环所做的功。

第一部分 力学与运动学综合

1.⑴8m/s 2 ⑵4 s ⑶64m

【变式训练1】⑴7m/s; ⑵14m/s; ⑶10.5m; 14m 【变式训练2】⑴128m ⑵19.6s ⑶13m/s

2.⑴ma f F =- 代入数据,得f =30N (2分) ⑵/

ma f = (2分) a /=0.5m/s 2 (2分) 【变式训练2】⑴0.4 ⑵120m 【变式训练2】⑴110

5

150=-=-=

t v v a t (m/s 2) ⑵f=μmg=0.2×2×103

×10=4×103

(N )

因 F-f=ma ,故 F=f+ma=6×103

(N ) ⑶因 aS v v t 22

2

=- 故 1001

225

22522

02=?-=-=a v v S t

(m ) 【变式训练3】以物体为研究对象,F 1-f=ma 1,F 2-f=ma 2,解出f=10N m=10kg

⑴F-f=ma a=3m/s 2 ⑵f=10N

【变式训练4】⑴0.5kg ⑵2m/s 2 ⑶4m

【综合演练】⑴ma F mg F =--)sin (cos αμα

则g m F a μαμα-+=)sin (cos =103

13)

6.031

8.0(16?-?+?=2 m/s 2,

⑵由α

μαμsin cos )(++=a g m F ,得=6

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.03

18.0)1031

(3?++??a =3a

⑶当0=a ,N F Min 10=

当mg G F ==θsin ,N F Max 50= 3.⑴3S ⑵103m

【变式训练】⑴ 1s ⑵10m ⑶10 2 m/s

【综合演练】⑴略 ⑵5×10-2 m/s 2 ⑶0.12m/s 第二部分 会考压轴题演练1

(2009年会考试题27,8分)⑴对滑块,1mg ma μ=,215/a g m s μ==

50 30

a /m.s -2

对平板车,2mg Ma μ=,221/mg

a m s M

μ=

=

⑵设经过t 时间滑块从平板车上滑出。 ∵2011112x v t a t =-

块1 2211

2

x a t =车1 x x L -=块1车1 ∴t 1=0.5s 或2s (舍去)

此时,0115/v v a t m s =-=块1,210.5/v a t m s ==车1 所以,滑块能从平板车的右端滑出。 在滑块平抛运动的过程中, ∵2

212

h gt =

∴t 2=0.6s ∴222222 2.7x x x v t v t m ?=-=-=块车块车

【变式训练】物块开始运动的加速度方向向前(右),大小为 a 1=μg=2.0m/s 2 离开车前的位移s 1=s 0-b=1.0m 所用时间t 1=s a l 0.1/21= 离开车时的速度(方向向右)

m s a v 0.22111==

在t 1时间内,小车的加速度s m t s a /422

1

00==2

t 1末速度s m t

s v /420

==

由牛顿第二定律 F -μmg=Ma 0 小车所受拉力F=500N

物块从脱离小车到落地所用的时间s g

h

t 5.022== 物块的水平射程s 1=v 1t 2=1.0m 物块离开车后,车的加速度22/5s m M

F

a == 在t 2内的位移m t a vt s 625.22

1

222=+

= 物块落地点到东的距离 s=s 2-s 1=1.625m

【综合演练】1.⑴设行李包在空中运动的时间为t ,飞出的水平距离为s ,则

2

2

1gt h =

, 3.0=t s (2分) vt s =, 9.0=s m (2分)

⑵设行李包的质量为m ,与传送带相对运动时的加速度为a ,则

滑动摩擦力ma mg F ==μ代入数值,得0.2=a m/s 2 (2分)

要使行李包从B 端飞出的水平距离等于(1)中所求水平距离,行李包从B 端水平抛出的初速度应

为 m/s 时通过的距离为s 0,则2

0202v v as -= 代入数值,得:0.20=s m

故传送带的长度L 应满足的条件为0.2≥L m

2.⑴设货物刚滑上传送带时加速度为1a ,货物受力如图所示: 沿传送带方向: 1sin f ma mg F θ=+

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垂直传送带方向:cos N F mg θ= 另有:f N F F μ=

由以上三式得:10)8.05.06.0(10)cos (sin =?+?=+=θμθg a m/s 2 3分 ⑵货物速度从0v 减至传送带速度v 所用时间设为1t ,位移设为1s ,则有:

11012201=--=--=a v v t s (2分) 720

144422

021=--=--=a v v s m (2分)

⑶ 过了1t 时刻,此后货物所受摩擦力沿传送带向上,设货物加速度大小为a 2,

则有 θμθc o s s i n 2mg mg ma -=,得:

2cos sin 2=-=θμθg g a m/s 2,方向沿传送带向下。 (1分)

设货物再经时间t 2,速度减为零,则12

2

0022=--=--=

a v t s (1分) 沿传送带向上滑的位移12

220202

222=?--=--=a v s m (1分) 上滑的总距离为=s 81721=+=+s s m ,货物到达最高再次下滑加速度就是2a 。

设下滑时间为3t ,2322

1t a s =

,将s 和2a 代入,得223=t s. (1分) ∴货物从A 端滑上传送带到再次滑回A 端的总时间为)222(321+=++=t t t t s (1分) ⑶ 另一解法:由于下滑加速度就是2a ,(1分)

设下滑时间为2t ,则2

22212

1t a vt s -=-,

代入数字有0722

2=--t t ,解得2212+=t s ,

(3分) ∴货物从A 端滑上传送带到再次滑回A 端的总时间为22221+=+=t t t s 。(1分) 3.⑴米袋在AB 上加速时的加速度205m/s mg

a =

=g=m

μμ (1分)

米袋的速度达到05m/s =v 时,滑行的距离2

00

2.5m 3m 2s ==

有了与传送带相同的速度 (1分)

设米袋在CD 上运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得

sin cos mg +mg =ma θμθ (1分) 代入数据得 2

10m /s a= (1分)

所以能滑上的最大距离 2

1.25m 2s==a

v (2分) ⑵设CD 部分运转速度为1v 时米袋恰能到达D 点(即米袋到达D 点时速度恰好为零),则米、、

袋速度减为1v 之前的加速度为

()21sin cos 10m/s a =-g +=-θμθ (2分)

米袋速度小于1v 至减为零前的加速度为

()22sin cos 2m/s a =-g -=-θμθ (1分)

由222

10112

0 4.45m 22--+=a a v v v (1分)

解得 14m/s =v ,即要把米袋送到D 点,CD 部分的速度14m/s CD =v v ≥ (1分)

米袋恰能运到D 点所用时间最长为

101

max 12

0 2.1s --t =

+=a a v v v (1分) 若CD 部分传送带的速度较大,使米袋沿CD 上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上,

则所用时间最短,此种情况米袋加速度一直为2a 。 由2

0max 2max max 1 1.16s 2

CD s =t +a t t =v ,得 (1分)

所以,所求的时间t 的范围为 1.16s 2.1t ≤≤

(1分)

第三部分 会考压轴题演练2——圆周运动

【基础演练】

1.⑴滑块的线速度大小 v r ω= 代入数据得 v =0.4m/s

⑵滑块受到静摩擦力的大小 2

f F m r ω= 代入数据得 4N f F = 方向:由所在位置垂直指向转轴

2.⑴物体作匀速圆周运动的角速度ω=

2πT 所以2π

ω

=T ⑵绳子拉力F 提供物体向心力,有2

ω=F mL

【会考回顾】

(2008年会考试题28,7分)当B 物体与将发生滑动时的角速度为

12rad/s ω=

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;则0T =,[0,2]ω∈; 当A 物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时,A 将要脱离B 物体,此时的角速度由2

2

2m r mg ωμ=

得24rad/s ω=

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,则221220.52T m r mg ωμω=-=-([2,4]ω∈), 此时绳子的张力为221222240.2526N <8N T m r mg ωμ=-=??-=,故绳子末断,接下来随角速度的

增大,B 脱离A 物体,只有A 物体作匀速圆周运动,当A 物体与盘有摩擦力时的角速度为3ω

,则

36rad/s ω=

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=, 则当角速度为2ω,2

22

1140.254N m r mg ωμ=??=>,即绳子产生了拉力, 则2210.251T m r mg ωμω=-=-,[4,6]ω∈;

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(2009年会考试题28,7分)⑴∵角速度最小时,f max 沿杆向上, 则max sin 45cos45N F f mg ?+?= 2max 1cos45sin 45N F f m r ω?-?=

且max 0.2N f F =,2

l

r = ∴ω1=10/3≈3.33rad/s ⑵当f max 沿杆向下时,有

max sin 45cos45N F f mg ?=?+ ,2

max 2

cos45sin 45N F f m r ω?+?=

∴ω2=5rad/s

当细线拉力刚达到最大时,有max sin 45cos45N F f mg ?=?+

2

max max 3cos45sin 45N F f F m r ω?+?+=

∴ω3=10rad/s

22-2

/rad s

∴20/5/0.06 1.5/10/rad s rad s F rad s rad s ωωω?≤≤?=??-≤

拉10(

)3(5)

⑶根据动能定理,有22

3111()()22

W m r m r ωω=- ∴W=1.6J