尖子生玩转模型近年广东高考物理压轴题
压轴题02 刹车和追及相遇问题(原卷版)-2020年高考物理挑战压轴题(尖子生专用)
压轴题02刹车和追及相遇问题1．一辆执勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以v=12m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，前去追赶，经t0=2s，警车发动起来，以加速度a=2m/s2做匀加速运动，若警车最大速度可达v m=16m/s，问：（1）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？（2）警车发动起来后至少多长时间才能追上货车？2．甲、乙两辆车在同一直轨道上向右匀速行驶，甲车的速度为v1＝16 m/s，乙车的速度为v2＝12 m/s，乙车在甲车的前面．当两车相距L＝6 m时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以a1＝2 m/s2的加速度刹车，6 s后立即改做匀速运动，乙车刹车的加速度为a2＝1 m/s2.求：（1）从两车刹车开始计时，甲车第一次追上乙车的时间；（2）两车相遇的次数；（3）两车速度相等的时间．3．如图所示，在一次警犬训练中，训练员在O处将一物体以v0=20m/s的初速度沿地面向前弹射出去，物体的运动可视为匀减速直线运动，经x=100m停止运动。
求(1)物体做匀减速运动的加速度a1为多大？(2)物体做匀减速运动的同时，警犬由静止开始从O点沿同一直线做匀加速直线运动向前追赶物体。
它能达到的最大速度为15m/s，结果刚好在物体停止运动时将其追上。
则警犬加速时的加速度a2为多大？4．羚羊从静止开始奔跑，经过s1=50m距离能加速到最大速度v1=25m/s，并能维持一段较长的时间。
猎豹从静止开始奔跑，经过s2=60m的距离能加速到最大速度v2=30m/s，以后只能维持这个速度t0=4.0s。
设猎豹距离羚羊x时开始攻击，羚羊则在猎豹开始攻击后△t=1.0s开始奔跑。
假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动，且均沿同一直线奔跑，问：（1）羚羊、猎豹加速时的加速度分别是多大，加速时间分别是多长？（2）猎豹要在其加速阶段追上羚羊，x值应在什么范围？（3）猎豹刚好要减速时追到羚羊，x值应为多大？5．甲、乙两辆汽车沿平直公路同向匀速行驶，甲车在乙车前面，它们之间相距x0=40m，速度均为v0=10m/s．某时刻，甲车刹车作匀减速直线运动，加速度大小为5m/s2．从此时刻起，求：（1）甲车经过多长时间停止运动？（2）当甲车静止时，甲、乙两辆汽车之间的距离为多大?（3）经多长时间两车相遇？6．高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v0=30 m/s，相距x0=100 m．t=0时甲车遇紧急情况，之后甲、乙两车的加速度随时间变化的关系分别如图甲、乙所示，以运动方向为正方向．（1）两车在0~9 s内何时相距最近？最近距离是多少？（2）若要保证t=12 s时乙车在甲车后109 m，则图乙中a0应是多少？7．甲车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，乙车以4 m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动，甲车经过乙车旁边开始以0.5 m/s2的加速度刹车，从甲车刹车开始计时，求：（1）乙车在追上甲车前，两车相距的最大距离；（2）乙车追上甲车所用的时间．8．甲、乙两辆汽车，在同一条平直的公路上同向行驶，汽车甲在前，速度v甲=10 m/s，汽车乙在后，速度v乙=30 m/s。
广东省2022年高三压轴卷物理试卷含解析
2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B 铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落。
主要．．原因是（ ）A ．铅分子做无规则热运动B ．铅柱间存在磁力的作用C ．铅柱间存在万有引力的作用D ．铅柱间存在分子引力的作用2．如图所示，在纸面内半径为R 的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一点电荷从图中A 点以速度v 0垂直磁场射入，与半径OA 成30°夹角，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180°，不计电荷的重力，下列说法正确的是( )A ．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O 点B ．该点电荷的比荷为02v q m BR= C ．该点电荷在磁场中的运动时间为t ＝3R v π D ．该点电荷带正电 3．如图所示，在O 点处放正点电荷，以水平线上的某点O ′为圆心，画一个圆与电场线分别相交于a 、b 、c 、d 、e ．则下列说法正确的是 ( )A ．b 、e 两点的电场强度相同B ．b 、c 两点间电势差等于e 、d 两点间电势差C ．a 点电势高于c 点电势D ．负电子在d 点的电势能大于在b 点的电势能4．仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。
根据该标准高三女生一分钟内完成 55 个以上仰卧起坐记为满分。
若某女生一分钟内做了 50 个仰卧起坐，其质量为 50kg ，上半身质量为总质量的 0.6 倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g 取10m/s2 。
广东高考物理压轴题精选(含答案)
广东高考物理压轴题精选 1（20分）如图12所示，PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ，一个质量为m =0．1 kg ，带电量为q =0．5 C 的物体，从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板R 端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C 点，PC =L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s 2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？ （2）物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2 （3）磁感应强度B 的大小 （4）电场强度E 的大小和方向2(10分)如图2—14所示，光滑水平桌面上有长L=2m 的木板C ，质量m c =5kg ，在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ，m A =1kg ，m B =4kg ，开始时三物都静止．在A 、B 间有少量塑胶炸药，爆炸后A 以速度6m ／s 水平向左运动，A 、B 中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求：(1)当两滑块A 、B 都与挡板碰撞后，C 的速度是多大? (2)到A 、B 都与挡板碰撞为止，C 的位移为多少?3（10分）为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F 1，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为F 2，测得斜面斜角为θ，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体固定在地面上）图124有一倾角为θ的斜面，其底端固定一挡板M ，另有三个木块A 、B 和C ，它们的质 量分别为m A =m B =m ，m C =3 m ，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M 相连，如图所示.开始时，木块A 静止在P 处，弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动，P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点，木块C 从Q 点开始以初速度032v 向下运动，经历同样过程，最后木块C 停在斜面上的R 点，求P 、R 间的距离L ′的大小。
压轴题03 弹簧类专题(解析版)-2020年高考物理挑战压轴题(尖子生专用)
压轴题03弹簧类专题1．足够长的光滑细杆竖直固定在地面上，轻弹簧及小球A 、B 均套在细杆上，弹簧下端固定在地面上，上端和质量为m 1=50g 的小球A 相连，质量为m 2=30g 的小球B 放置在小球A 上，此时A 、B 均处于静止状态，弹簧的压缩量x 0=0.16m ，如图所示。
从t=0时开始，对小球B 施加竖直向上的外力，使小球B 始终沿杆向上做匀加速直线运动。
经过一段时间后A 、B 两球分离；再经过同样长的时间，B 球距其出发点的距离恰好也为x 0。
弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度取g=10m/s 2。
求：(1)弹簧的劲度系数k ；(2)整个过程中小球B 加速度a 的大小及外力F 的最大值。
【答案】(1)5N/m ；(2)2m/s 2，0.36N 【解析】 【详解】(1)根据共点力平衡条件和胡克定律得：()120m m g kx += 解得：5/k N m =；(2)设经过时间t 小球A 、B 分离，此时弹簧的压缩量为0x ， 对小球A ：11kx m g m a -=2012x x at -=小球B ：()20122x a t =当B 与A 相互作用力为零时F 最大对小球B ：22F m g m a -=解得：22/a m s = ，0.36F N =2．如图所示，半径为R 的光滑半圆形导轨固定在竖直面内的AB 两点，直径AB 与竖直方向的夹角为60°，导轨上的C 点在A 点的正下方，D 点是轨道的最低点，质量为m 的圆环套在导轨上，圆环通过两个相同的轻弹簧分别与A 、B 两点连接，弹簧原长均为R ，对圆环施加水平向右的力F =10可使其静止在D 点。
(1)求弹簧的劲度系数k ：(2)由C 点静止释放圆环，求圆环运动到D 点的动能E k ；(3)由C 点静止释放圆坏，求圆环运动到D 点时对轨道的作用力N 。
【答案】（1）(310mgk R+=；（2）2k mgR E =；（3）1.7mg ，方向竖直向下【解析】 【分析】 【详解】(1)如图1所示，圆环在D 点时，BD 弹簧处于原长，AD 弹簧的伸长量为x =R 受力分析，正交分解sin 30F kx =解得k =(2)C 点与D 点的高度差 h =0.5R圆环从C 运动到D ，弹簧弹性势能不变，根据机械能守恒k mgh E =解得2k mgRE =(3)如图2所示，圆环运动到D 点时的速度v 受力分析，正交分解2cos30v kx N mg m R'+-=解得1.7N mg '=根据牛顿第三定律，圆环对轨道的作用力N 为1.7N N mg '==方向竖直向下.3．如图，A 、B 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A 放在固定的光滑斜面上，B 、C 两小球在竖直方向上通过劲度系数为k 的轻质弹簧相连，C 球放在水平地面上．现用手控制住A ，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A 的质量为4m ，B 、C 的质量均为m ，重力加速度为g ，细线与滑轮之间的摩擦不计．开始时整个系统处于静止状态．释放A 后，A 沿斜面下滑至速度最大时，C 恰好离开地面．求：（1）斜面倾角α＝？（2）A 获得的最大速度为多少？【答案】（1）30＝α︒（2）2v = 【解析】 【分析】 【详解】（1）释放A 后，A 斜面加速下滑，当速度最大时，加速度0A a =，A 、B 之间通过绳连接，则A 速度最大时，B 的速度也最大，加速度0B a =，以A 、B 整体为研究对象，由平衡条件得：4sin mg F mg α=+，F 为此时弹簧弹力，因C 此时恰好离开地面，则有F mg =，联立方程得斜面倾角30＝α︒．（2）刚开始以B 为研究对象弹簧弹力01F mg kx ==， C 恰好离开地面时以C 为研究对象， 弹簧弹力2F mg kx ==，所以12mgx x k==，由能量守恒得：2121214sin ()()(4)2mg x x mg x x m m v －α++=+，解得2v =【点睛】本题关键是对三个物体分别受力分析，得出物体B 速度最大时各个物体都受力平衡，然后根据平衡条件分析；同时要注意是那个系统机械能守恒4．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m 的小物块a 相连，如图所示．质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x 0，从t=0时开始，对b 施加沿斜面向上的外力，使b 始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a 、b 分离；再经过同样长的时间，b 距其出发点的距离恰好也为x 0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g ．求：(1)弹簧的劲度系数； (2)物块b 加速度的大小；(3)在物块a 、b 分离前，外力大小随时间变化的关系式．【答案】（1）08sin 5mg x θ （2）sin 5g θ（3）22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+ 【解析】 【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有： kx 0=（m+35m ）gsinθ 解得：k=8 5mgsin x θ（2）由题意可知，b 经两段相等的时间位移为x 0； 由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离； 对m 分析，因分离时ab 间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx 1-mgsinθ=ma 联立解得：a=15gsin θ（3）设时间为t ，则经时间t 时，ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为：△x=x 0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x -（m+35m ）gsinθ=（m+35m ）a 解得：F=825mgsinθ+220425mg sin x θt 2 因分离时位移x=04x 由x=04x =12at 2解得：t =故应保证0≤tF 表达式才能成立．点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．5．如图所示，半径R ＝2.8m 的光滑半圆轨道BC 与倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内，两轨道间由一条光滑水平轨道AB 相连，A 处用光滑小圆弧轨道平滑连接，B 处与圆轨道相切．在水平轨道上，两静止小球P 、Q 压紧轻质弹簧后用细线连在一起．某时刻剪断细线后，小球P 向左运动到A 点时，小球Q 沿圆轨道到达C 点；之后小球Q 落到斜面上时恰好与沿斜面向下运动的小球P 发生碰撞．已知小球P 的质量m 1＝3.2kg ，小球Q 的质量m 2＝1kg ，小球P 与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，剪断细线前弹簧的弹性势能E p ＝168J ，小球到达A 点或B 点时已和弹簧分离．重力加速度g ＝10m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，求：(1)小球Q 运动到C 点时的速度大小； (2)小球P 沿斜面上升的最大高度h ；(3)小球Q 离开圆轨道后经过多长时间与小球P 相碰． 【答案】(1)12m/s(2)0.75m(3)1s 【解析】 【详解】(1)两小球弹开的过程，由动量守恒定律得：m 1v 1＝m 2v 2 由机械能守恒定律得：2211221122P E m v m v =+联立可得：v 1＝5m/s ，v 2＝16m/s小球Q 沿圆轨道运动过程中，由机械能守恒定律可得：22222211222C m v m v m gR =+ 解得：v C ＝12m/s ，(2)小球P 在斜面向上运动的加速度为a 1由牛顿第二定律得：m 1g sin θ＋μm 1g cos θ＝m 1a 1， 解得：a 1＝10m/s 2故上升的最大高度为：211sin 2v h a θ=＝0.75m (3)设两小球相遇点距离A 点为x ，小球P 从A 点上升到两小球相遇所用的时间为t ，小球P 沿斜面下滑的加速度为a 2由牛顿第二定律得：m 1g sin θ－μm 1g cos θ＝m 1a 2， 解得：a 2＝2m/s 2小球P 上升到最高点所用的时间：111v t a =＝0.5 s ， 则：2221112()sin 22R gt h a t t θ=+-- 解得：t ＝1s.6．（2020·重庆市育才中学高三开学考试）如图所示，光滑斜面体ABC 固定在地面上，斜面AB 倾角为37°，斜面AC 倾角为53°，P 、Q 两个物块分别放在AB 、AC 斜面上，并用绕过斜面体顶端A 处光滑定滑轮的细线连接。
压轴题02 刹车和追及相遇问题(解析版)-2020年高考物理挑战压轴题(尖子生专用)
压轴题02刹车和追及相遇问题1．一辆执勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以v =12m/s 的速度匀速行驶的货车有违章行为时，前去追赶，经t 0=2s ，警车发动起来，以加速度a=2m/s 2做匀加速运动，若警车最大速度可达v m =16m/s ，问：（1）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？ （2）警车发动起来后至少多长时间才能追上货车？ 【答案】（1）60m （2）22s 【解析】 【分析】 【详解】（1）当两车速度相等时两车相距最远，即122vt s s a '＝＝＝6 ． 两车相距 △s ＝υ(t 0+t ′)−12at ′2＝60m （2）警车运动到最大速度所需要的时间为21682m v t s a === 此时货车的位移为()102120x v t t m =+= 警车的位移为2221642x at m == 此时两个车的距离为1256x x x m ∆=-= 还需要的时间为314m xt s v v∆==- 因此总时间为81422s +=2．甲、乙两辆车在同一直轨道上向右匀速行驶，甲车的速度为v 1＝16 m/s ，乙车的速度为v 2＝12 m/s ，乙车在甲车的前面．当两车相距L ＝6 m 时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以a 1＝2 m/s 2的加速度刹车，6 s 后立即改做匀速运动，乙车刹车的加速度为a 2＝1 m/s 2.求： （1）从两车刹车开始计时，甲车第一次追上乙车的时间； （2）两车相遇的次数； （3）两车速度相等的时间．【答案】（1）2s（2）3（3）8s【解析】【详解】（1）设从两车刹车开始计时，甲车第一次追上乙车的时间为t1；v1t1-12a1t12=v2t1-12a2t12+6解得：t1=2s（2）当t2＝6 s时，甲车的速度为v1′＝v1－a1t2＝4 m/s乙车的速度为v2′＝v2－a2t2＝6 m/s甲车的速度小于乙车的速度，但乙车做减速运动，设再经Δt甲追上乙，有v1′Δt＝v2′Δt－12a2Δt2解得Δt＝4 s此时乙仍在做减速运动，此解成立综合以上分析知，甲、乙两车共相遇3次．（3）第一次速度相等的时间为t3，有v1-a1t3＝v2-a2t3解得t3＝4 s甲车匀速运动的速度为4 m/s，第二次速度相等的时间为t4，有v1′＝v2-a2t4解得t4＝8 s3．如图所示，在一次警犬训练中，训练员在O处将一物体以v0=20m/s的初速度沿地面向前弹射出去，物体的运动可视为匀减速直线运动，经x=100m停止运动。
广东高考物理压轴题
1.（18分）如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E 、场区宽度为L 。
在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B 未知，圆形磁场区域半径为r 。
一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从A 点由静止释放后，在M 点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N 点射出，O 为圆心，∠MON ＝120°，粒子重力可忽略不计。
求： （1）粒子经电场加速后，进入磁场时速度的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B 的大小；（3）粒子从A 点出发到N 点离开磁场经历的时间。
2．（18分）如图所示 ，粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角 θ = 37°，A 、C 、D 滑块的质量为 m Ａ= m Ｃ= m D = m = 1 kg ，B 滑块的质量 m B = 4 m = 4 kg （各滑块均视为质点）。
A 、B 间夹着质量可忽略的火药。
K 为处于原长的轻质弹簧，两端分别连接住B 和C 。
现点燃火药（此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度），此后，发现A 与D 相碰后粘在一起，接着沿斜面前进了L = 0．8 m 时速度减为零，此后设法让它们不再滑下。
已知滑块A 、D 与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0．5，取 g = 10 m/s 2，sin37°= 0．6，cos37°= 0．8。
求： （1）火药炸完瞬间A 的速度v A ；（2）滑块B 、C 和弹簧K 构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能E p 。
（弹簧始终未超出弹性限度）。
图A θCB K DA D 火药 L3.如图所示，P物体推压着轻弹簧置于A点，Q物体放在B点静止,P和Q的质量均为kg=m1物体，它们的大小相对于轨道来说可忽略。
光滑轨道ABCD中的AB部分水平，BC部分为曲线，CD部分为直径d=5m圆弧的一部分，该圆弧轨迹与地面相切，D点为圆弧的最高点，各段连接处对滑块的运动无影响。
压轴题05 板块专题(解析版)-2020年高考物理挑战压轴题(尖子生专用)
压轴题05板块专题1．如图（a ），两端分别为M 、N 的长木板A 静止在水平地面上，木板上长0.5m 的PN 段上表面光滑，N 端上静止着一个可视为质点的滑块B 。
给木板施加一个水平向右的力F ，F 与木板的位移x 的关系如图（b ），当x =1.5m 时撤去力F ，撤力F 前B 仍在木板上。
已知A 、B 的质量均为m =1kg ，A 的MP 段上表面与B 及A 与地面间的动摩擦因数均为=0.2μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g =10m/s 2。
求：(1)当x 1=0.5m 时，木板A 的速度大小； (2)木板A 的最小长度；(3)整个运动过程中，A 与地面间因摩擦产生的热量。
【答案】(1)2m/s ；(2)1m ；(3)7J 【解析】 【分析】 【详解】（1）由题知，当x 1=0.5m 时，地面对A 的滑动摩擦力为24N f mg μ⨯==地对A ，根据动能定理有21(12)F f x mv -=地 解得v =2m/s或：对A ，根据牛顿第二定律有2F mg ma μ⨯-=A根据速度位移公式有212a x v =A联立解得v =2m/s（2）由图可知，从0.5m 到1.5m ，F =4N=f 地，故AB 组成的系统合外力零，当B 恰好滑到A 的左端时两者有共同速度，此时A 的长度最小，根据动量守恒定律有2mv mv '=解得1m /s v '=或：对B ，根据牛顿第二定律有B BA m m f g a μ==解得2B 2m /s a =对A ，根据牛顿第二定律有BA A2F f f ma --=地解得2A22m /s a =-设经过t s ，AB 共速，则有a B t =v -a A2t解得t =0.5s 则共同速度为B 1m /s v a t '==对A ，根据动能定理有()22A 1122BA F f f x mv mv '--=-地解得A 2=0.75m<x x ，故假设成立 对B ，根据动能定理有2AB B 12f x mv '=解得B 0.25m x =故后一段A 相对B 的位移为A B 0.5m x x x ∆=-=故A 的最小长度为1 1m L x x =+∆=或：当AB 共速后，对AB ，根据牛顿第二定律有122F mg ma μ-⨯=解得a 1=0，即AB 一起匀速对B ，运动0.5m 后，根据牛顿第二定律有mg ma μ=B对A ，0.5m 后，根据牛顿第二定律有A 2F mg mg ma μμ-⨯-=根据位移时间公式有2B B 12x a t =，2A A212x vt a t =- 则有1A B 1L x x x =+-=m（3）共速后，对整体，根据动能定理有()23102f x m m v '-=-+地 解得x 3=0.25m或：AB 一起减速，根据牛顿第二定律有222mg ma μ-⨯=根据运动学公式有2232a x v '=解得x 3=0.25m故整个运动过程中，A 运动的位移为x 总=x 1+x 2+x 3=1.75m根据Q =f 地x 地代入数据解得Q =7J 或：根据功能关系有Q =W F -Q 系统内而W F =F 1x 1+F 2x 2Q mgS μ=相系统内解得1122Q F x F x mgS μ=+-相代入数据联立解得7J Q = 或：根据能量守恒有Q =Q 有F +Q 撤F而Q 有F =f 地(x 1+x 2) Q 撤F =()212m m v '+ 代入数据联立解得7 J Q =2．（2020·宜宾市叙州区第一中学校高三三模）如图甲所示，长木板 B 静止在水平地面上，质量 M =1 kg ，t =0 时，物块 A 以 v 0=3m/s 的初速度从左端滑上长木板。
压轴题07 动量专题(学生版)-2020年高考物理挑战压轴题(尖子生专用)
压轴题07动量专题1．激光由于其单色性好、亮度高、方向性好等特点，在科技前沿的许多领域有着广泛的应用。
根据光的波粒二象性可知，当光与其他物体发生相互作用时，光子表现出有能量和动量，对于波长为λ的光子，其动量p=h。
已知光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。
（1）科研人员曾用强激光做过一个有趣的实验：一个水平放置的小玻璃片被一束强激光托在空中。
已知激光竖直向上照射到质量为m的小玻璃片上后，全部被小玻璃片吸收，重力加速度为g。
求激光照射到小玻璃片上的功率P；（2）激光冷却和原子捕获技术在科学上意义重大，特别是对生物科学将产生重大影响。
所谓激光冷却就是在激光的作用下使得做热运动的原子减速，其具体过程如下：一质量为m的原子沿着x轴负方向运动，频率为ν的激光束迎面射向该原子。
运动着的原子就会吸收迎面而来的光子从基态跃迁，而处于激发态的原子会立即自发地辐射光子回到基态。
原子自发辐射的光子方向是随机的，在上述过程中原子的速率已经很小，因而光子向各方向辐射光子的可能性可认为是均等的，因而辐射不再对原子产生合外力的作用效果，并且原子的质量没有变化。
①设原子单位时间内与n个光子发生相互作用，求运动原子做减速运动的加速度a的大小；②假设某原子以速度v0沿着x轴负方向运动，当该原子发生共振吸收后跃迁到了第一激发态，吸收一个光子后原子的速度大小发生变化，方向未变。
求该原子的第一激发态和基态的能级差ΔE？2．如图所示，质量m1=0.1kg的长木板静止在水平地面上，其左、右两端各有一固定的半径R=0.4m 的四分之一光滑圆弧轨道，长木板与右侧圆弧轨道接触但无粘连，上表面与圆弧轨道最低点等高。
长木板左端与左侧圆弧轨道右端相距x0=0.5m。
质量m3=1.4kg的小物块(看成质点)静止在右侧圆弧轨道末端。
质量m2=0.2kg的小物块(看成质点)从距木板右端1718x m处以v0=9m/s的初速度向右运动。
小物块m2和小物块m3发生弹性碰撞（碰后m3不会与长木板m1发生作用）。
尖子生玩转模型 近年广东高考物理实验题
近年广东高考物理实验题2010年广东34、（18分） 34．(18分)⑴如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
①已知打点计时器电源频率为50Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为______。
②ABCD 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。
从图中读出A 、B 两点间距s ________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。
⑵某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R 0=5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图a①在图b 的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。
②请完成下列主要实验步骤：A ．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图c 所示，读得电阻值是______；B ．将开关S 1闭合，开关S 2断开，电压表的示数是1.49V ；C ．将开关S 2___________,电压表的示数是1.16V ；断开开关S 1。
③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_______（计算结果保留二位有效数字）。
④由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏______（填“大”或“小”）。
34．⑴①0.02s ②0.68~0.72cm ，0.100m/s ⑵①如图 ②A ．20Ω；C ．闭合 ③0.69Ω ④小2011年广东34、（18分）（1）图14是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点。
加速度大小用a 表示。
①OD 间的距离为_______cm 。
②图15是根据实验数据绘出的2t s 图线（s 为各计数点至同一起图14(a )(c ) (b )点的距离），斜率表示_________，其大小为____________m/s 2（保留三位有效数字）（2）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V0.6W ），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。
压轴题06 斜面专题(原卷版)-2020年高考物理挑战压轴题(尖子生专用)
压轴题06斜面专题1．如图为某游乐设施的简化图，固定斜面的倾角θ=37º，长度L =6m 。
某游客坐在平板小车上，通过拉跨过斜面顶端定滑轮的轻绳，使自己和小车一起缓慢上升到斜面的顶端，然后松开轻绳，让人和车一起沿斜面下滑，最终停在水平面上的P 点。
不计轻绳与滑轮的摩擦，忽略滑轮和人车大小的影响，斜面与水平面间用一小段圆弧平滑过渡，已知人的质量m =55kg ，车的质量M =5kg ，车在斜面及水平面上运动时所受的阻力均为压力的0.5倍，sin37º=0.6，cos37º=0.8。
求：(1)上升过程中，人的拉力大小；(2)P 点到斜面底端的距离。
2．下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。
某地有一倾角为37θ=︒（3sin 375︒=）的山坡C ，上面有一质量为m 的石板B ，其上下表面与斜坡平行；B 上有一碎石堆A （含有大量泥土），A 和B 均处于静止状态，如图所示，假设某次暴雨中，A 浸透雨水后总质量也为m （可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A 、B 间的动摩擦因数1μ减小为38，B 、C 间的动摩擦因数2μ减小为0.5，A 、B 开始运动，此时刻为计时起点；在第2s 末，B 的上表面突然变为光滑，2μ保持不变。
已知A 开始运动时，A 离B 下边缘的距离27m l =，C 足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小210m/s g =。
求：（1）在0~2s 时间内A 和B 加速度的大小；（2）A 在B 上总的运动时间。
3．（2020·重庆一中高三月考）如图，倾角θ=37°的直角斜面体固定在地面上，质量为3m 的物块 c 恰好静止在斜面上的O 点，质量为 M 的物块 a 和质量为m 的物块 b 通过一根不可伸长的轻绳相连，轻绳绕过斜面顶端的小滑轮并处于松驰状态，物块a 静止在地面上。
从斜面顶端 P 静止释放物块 b ，b 滑到 O 点前的瞬间，轻绳恰好伸直，随后瞬间绷断，a 获得 1m/s 的速度（方向竖直向上），之后 b 与 c 立即发生弹性碰撞，碰后 b 运动 1s 至斜面底端 Q 。
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尖子生玩转近十年广东高考物理压轴题2005年广东题 18．（17分）如图14所示，两个完全相同的质量为m 的木板A 、B 置于水平地面上，它们的间距s=2.88m 。
质量为2m ，大小可忽略的物块C 置于A 板的左端。
C 与A 之间的动摩擦因数为μ1=0.22，A 、B 与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.10，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。
开始时，三个物体处于静止状态。
现给C 施加一个水平向右，大小为mg 52的恒力F ，假定木板A 、B 碰撞时间极短且碰撞后粘连在一起，要使C 最终不脱离木板，每块木板的长度至少应为多少？解：设A 、C 之间的滑动摩擦力大小为f 1，A 与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f 2∵ μ1＝0.22，μ2＝0.10∴ F ＝25mg ＜f 1＝μ12mg ① 且 F ＝25mg ＞f 2＝μ2（2m ＋m ）g ②∴ 一开始A 和C 保持相对静止，在F 的作用下向右加速运动，有 （F －f 2）s ＝211(2)2m m v + ③ A 、 B 两木块的碰撞瞬间，内力的冲量远大于外力的冲量，由动量守恒定律得m v 1=(m+m )v 2 ④碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中，设木块向前移动的位移为s 1，选三个物体构成的整体为研究对象，外力之和为零，则2mv 1+(m+m )v 2=(2m+m+m )v 3 ⑤f 1s 1－f 3s 1＝2232112222m mv -g g ⑥ f 3＝μ2（2m+m+m ）g ⑦ 对C 物体，由动能定理221113111(2)(2)2222F l s f l s m m +-+=- ⑧ 由以上各式，再代入数据可得l =0.3m ⑨第一阶段拉力F 小于CA 间最大静摩擦力，因此CA 共同加速到与B 相碰，该过程对CA 用动能定理：F-μ2•3mgs =3mv 12/2，得v 1=83.0m/sAB 相碰瞬间，AB 动量守恒，碰后共同速度v 2=43.0m/sC 在AB 上滑行全过程，ABC 系统所受合外力为零，动量守恒，C 到B 右端时恰好达到共速：2m v 1+2m v 2=4m v ，因此共同速度v =63.0m/sC 在AB 上滑行全过程用能量守恒：F •2L =4m v 2/2-(2m v 12/2+2m v 22/2)+μ1•2mg •2L图14得L=3m2007年广东题20、（18分）图17是某装置的垂直截面图，虚线A 1A 2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A 1A 2的右侧区域，磁感应强度B ＝0.4T ，方向垂直纸面向外，A 1A 2与垂直截面上的水平线夹角为45°。
在A 1A 2左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S 1、S 2，相距L ＝0.2 m 。
在薄板上P 处开一小孔，P 与A 1A 2线上点D 的水平距离为L 。
在小孔处装一个电子快门。
起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T ＝3.0×10－3s 开启一次并瞬间关闭。
从S 1S 2之间的某一位置水平发射一速度为v 0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P 处小孔。
通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。
⑴经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v 0应为多少？⑵求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。
（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。
已知微粒的荷质比31.010 C/kg qm=⨯。
只考虑纸面上带电微粒的运动）解：⑴如图2所示，设带正电微粒在S 1S 2之间任意点Q以水平速度v 0进入磁场，微粒受到的洛仑兹力为f ，在磁场中做圆周运动的半径为r ，有：20mv qv B r=解得：qBmv r 0=欲使微粒能进入小孔，半径r 的取值范围为： L r L 2<<代入数据得：80 m/s ＜v 0＜160 m/s欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔，还必须满足条件：nT v L v L =+005.0 其中n ＝1，2，3，…… 45°S 2 S 1A 2A 1L LDPv 0 ＋固定挡板固定薄板电子快门B图17可知，只有n ＝2满足条件，即有：v 0＝100 m/s⑵设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T 0，从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t ，设t 1、t 4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间，第一次离开磁场运动到挡板的时间为t 2，碰撞后再返回磁场的时间为t 3，运动轨迹如答图2所示，则有：002πr T v =； 0143T t =； 022v L t =； 035.02v L t =； 0441T t =24321108.2-⨯=+++=t t t t t s2008年广东题20、（17分）如图所示，固定的凹槽水平表面光滑，其内放置U 形滑板N ，滑板两端为半径R ＝0.45 m 的1/4圆弧面，A 和D 分别是圆弧的端点，BC 段表面粗糙，其余段表面光滑，小滑块P 1和P 2的质量均为m ，滑板的质量M ＝4 m ．P 1和P 2与BC 面的动摩擦因数分别为μ1＝0.10和μ2＝0.40，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，开始时滑板紧靠槽的左端，P 2静止在粗糙面的B 点，P 1以v 0＝4.0 m/s 的初速度从A 点沿弧面自由滑下，与P 2发生弹性碰撞后，P 1处在粗糙面B 点上，当P 2滑到C 点时，滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连，P 2继续滑动，到达D 点时速度为零，P 1与P 2视为质点，取g ＝10 m/s 2．问：⑴P 2在BC 段向右滑动时，滑板的加速度为多大？⑵BC 长度为多少？N 、P 1和P 2最终静止后，P 1与P 2间的距离为多少？解：（1）P 1滑到最低点速度为1v ，由机械能守恒定律有：21202121mv mgR mv =+ 解得：s m v /51=P 1、P 2碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为1v '、2v ' 211v m v m mv '+'=，222121212121v m v m mv '+'= 解得：01='v ，2v '=5m/s P 2向右滑动时，假设P 1保持不动，对P 2有：m mg u f 422==（向左） 对P 1、M 有：2)(a M m f += 22/8.054s m mmM m f a ==+=此时对P 1有：m f m ma f m 0.180.01=<==，所以假设成立。
（2）P 2滑到C 点速度为2v '，由2221v m mgR '= 得s m v /32='P 1、P 2碰撞到P 2滑到C 点时，设P 1、M 速度为v ， 由动量守恒定律得：22)(v m v M m mv '++= 解得：s m v /40.0=对P 1、P 2、M 为系统：222222)(212121v M m v m mv L f ++'-= 代入数值得：m L 9.1=滑板碰后，P 1向右滑行距离：m a v S 08.02121==P 2向左滑行距离：m a v S 125.122222='=所以P 1、P 2静止后距离：m S S L S 695.021=--=∆2009年广东题20．（17分）如图所示，绝缘长方体B 置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间形成匀强电场E ，长方体B 的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦因数μ=0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）．B 与极板的总质量m B =1.0kg ．带正电的小滑块A 的质量m A =0.60kg ，其受到的电场力大小F =1.2N ．假设A 所带的电量不影响极板间的电场分布．t =0时刻，小滑块A 从B 表面上的a 点以相对地面的速度v A =1.6m/s 向左运动，同时，B （连同极板）以相对地面的速度v B =0.40m/s 向右运动．问(g 取10m/s 2) （1）A 和B 刚开始运动时的加速度大小分别为多少?（2）若A 最远能到达b 点，a 、b 的距离L 应为多少？从t =0时刻到A 运动到b 点时，摩擦力对B 做的功为多少？解：⑴由牛顿第二定律F ma =有A刚开始运动时的加速度大小22.0/A AFa m s m == 方向水平向右 B 刚开始运动时受电场力和摩擦力作用 由牛顿第三定律得电场力'1.2F F N == 摩擦力()0.8A B f m m g N μ=+=B 刚开始运动时的加速度大小'22.0/B BF fa m s m +==方向水平向左⑵设B 从开始匀减速到零的时间为t 1，则有10.2BBv t s a ==此时间内B 运动的位移110.042B B v t s m == t 1时刻A 的速度11 1.2/0A A A v v a t m s =-=>，故此过程A 一直匀减速运动。
此t 1时间内A 运动的位移111()0.282A A A v v t s m +==此t 1时间内A 相对B 运动的位移1110.32A B s s s m =+= 此t 1时间内摩擦力对B 做的功为110.032B w f s J =-⋅=-t 1后，由于'F f >，B 开始向右作匀加速运动，A 继续作匀减速运动，当它们速度相等时A 、B 相距最远，设此过程运动时间为t 2，它们速度为v ，则有对A 速度12A A v v a t =-对B 加速度'210.4/B BF fa m s m -==速度12B v a t =联立以上各式并代入数据解得0.2/v m s = 0.5t s = 此t 2时间内A 运动的位移122()0.352A A v v t s m +== 此t 2时间内B 运动的位移220.052B vts m == 此t 2时间内A 相对B 运动的位移2220.30A B s s s m =-= 此t 2时间内摩擦力对B 做的功为120.04B w f s J =-⋅=- 所以A 最远能到达b 点a 、b 的距离L 为120.62L s s m =+= 从t=0时刻到A 运动到b 点时，摩擦力对B 做的功为 120.072f w w w J =+=-2010年广东题36．(18分)如图a 所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N 1、N 2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L ，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角θ可调（如图b ）；右为水平放置的长为d 的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B 。