物理高考力学专题
高三物理力学高考专题
力学高考专题一、单项选择题1、a：b是一条水平的绳上相距为l的两点。
一列简谐横波沿绳传播：其波（）(A)经过平衡位置向上运动(B)处于平衡位置上方位移最大处(C)经过平衡位置向下运动(D)处于平衡位置下方位移最大处2、两颗人造地球卫星：都在圆形轨道上运行：它们的质量相等：轨道半径之比r1/r2＝2：则它们动能之比E1/E2等于（）(A)2 (B)(C)1/2 (D)43、如图：位于水平地面上的质量为M的小木块：在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作加速运动。
若木块与地面之间的滑动摩擦系数为μ：则木块的加速度为（）(A)F/M (B)Fcosα/M(C)(Fcosα－μMg)/M(D)[Fcosα－μ(Mg－Fsinα)]/M4、如图：一木块放在水平桌面上：在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用：木块处于静止状态。
其中F1＝10牛、F2＝2牛。
若撤去力F1：则木块在水平方向受到的合力为（）(A)10牛：方向向左(B)6牛：方向向右(C)2牛：方向向左 (D)零5、如图所示的装置中：木块B与水平桌面间的接触是光滑的：子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内：将弹簧压缩到最短。
现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)：则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（）(A)动量守恒、机械能守恒(B)动量不守恒、机械能不守恒(C)动量守恒、机械能不守恒(D)动量不守恒、机械能守恒6、两辆完全相同的汽车：沿水平直路一前一后匀速行驶：速度均为v0：若前车突然以恒定的加速度刹车：在它刚停住时：后车以前车刹车时的加速度开始刹车。
已知前车在刹车过程中所行的距离为s：若要保证两辆车在上述情况中不相撞：则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为（ ）(A)s (B)2s (C)3s (D)4s7、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星( )。
(A)它可以在地面上任一点的正上方：且离地心的距离可按需要选择不同值(B)它可以在地面上任一点的正上方：但离地心的距离是一定的(C)它只能在赤道的正上方：但离地心的距离可按需要选择不同值(D)它只能在赤道的正上方：且离地心的距离是一定的8、一列沿x 方向传播的横波：其振幅为A ：波长为λ：某一时刻波的图象如图所示。
2024年高考物理力学专题(一)江苏地区适用.docx名师版
一、单选题二、多选题1. 一质量的物体以大小的速度从一定高度处水平抛出，物体在落地前的瞬间速度大小，已知重力加速度，不考虑空气的阻力，则物体落地前的瞬间重力的瞬时功率为（ ）A．B．C．D．2. 如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M 和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A ．甲的向心加速度比乙的小B ．甲的运行周期比乙的小C ．甲的角速度比乙的大D ．甲的线速度比乙的大3. 将一支圆珠笔倒立在桌面上，向下按压圆珠笔使笔尖露出的过程中，笔帽内弹簧的弹性势能（ ）A ．减小B ．增大C ．先减小后增大D ．先增大后减小4. 如图所示，水平传送带A 、B 两端相距x ＝2m ，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.125，物体滑上传送带A 端的瞬时速度v A ＝3m/s ，到达B 端的瞬时速度设为v B 。
g 取10m/s 2，下列说法中正确的是（ ）A ．若传送带顺时针匀速转动，物体刚开始滑上传送带A 端时一定做匀加速运动B ．若传送带顺时针匀速转动，物体在水平传送带上运动时有可能不受摩擦力C ．若传送带逆时针匀速转动，则v B 一定小于2m/sD ．若传送带顺时针匀速转动，则v B 一定大于2m/s5. 近年来利用重离子治疗某些肿瘤获得很好的效果，越来越多的医疗机构配置相应的设备.重离子治疗肿瘤时通过回旋加速器将碳离子加速到光速的70％～80％后照射肿瘤位置杀死病变细胞.如图所示为回旋加速器示意图，D 形盒的半径为R ，D 形盒间的交变电压大小为U ，碳离子的电荷量为q ，质量为m ，加速后的速度为（c为光速），不计相对论效应，则下列说法正确的是（ ）A．碳离子被加速的次数为B．回旋加速器所加磁场的磁感应强度大小为C．交变电压的频率为D ．同一个回旋加速器能加速任意比荷的正离子6. 某电场的等势面及电势如图所示，是电场线，a 、b 、c 、d 、e 为电场中的5个点，其中d 点是的中点。
2023年高考物理：力学综合复习卷(基础必刷)
2023年高考物理：力学综合复习卷（基础必刷）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)第(1)题如图所示，两端封闭的玻璃管在常温下竖直放置，管内充有理想气体，一段汞柱将气体封闭成上下两部分，两部分气体的长度分别为，，且，下列判断正确的是（ ）A．将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度B．将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度C．保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度D．保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度第(2)题某质点P从静止开始以加速度a1做匀加速直线运动，经t（s）立即以反向的加速度a2做匀减速直线运动，又经t（s）后恰好回到出发点，则（ ）A．a1＝a2B．2a1＝a2C．3a1＝a2D．4a1＝a2第(3)题如图所示，OA、OB是竖直面内两根固定的光滑细杆，O、A、B位于同一圆周上，OB为圆的直径。
每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），两个滑环都从O点无初速释放，用t1、t2分别表B示滑环到达A、B所用的时间，则（）A．B．C．D．无法比较t1、t2的大小第(4)题如图所示，小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动，后受到磁极的侧向作用力而做图示的曲线运动到达D点，从图可知磁极的位置及极性可能是（ ）A．磁极在A位置，极性一定是N极B．磁极在B位置，极性一定是S极C．磁极在C位置，极性一定是N极D．磁极在B位置，极性无法确定第(5)题如图所示，绝缘水平面上，虚线左侧有垂直于水平面向上的匀强磁场、右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为，、、为绝缘水平面上的三个固定点，点在虚线上，、两点在左右两磁场中，两根直的硬导线连接和间，软导线连接在间，连线与垂直，、到的距离均为，，、、三段导线电阻相等，，。
通过、两点给线框通入大小为的恒定电流，待、间软导线形状稳定后线框受到的安培力大小为（ ）A．0B．C．D．第(6)题如图所示，山上一条输电导线架设在两支架间，M、N分别为导线在支架处的两点，P为导线最低点，则这三处导线中的张力、、大小关系是（ ）A．B．C．D．第(7)题足够长的光滑斜面上的三个相同的物块通过与斜面平行的细线相连，在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止，如图甲所示，物块2的右侧固定有不计质量的力传感器。
2024年高考物理力学专题(一)江苏地区适用.docx提优训练版
一、单选题1. 如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V 、20V 、30V ．实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a 、b 、c三点，下列说法中正确的是A ．带电粒子一定是先过a ，再到b ，然后到cB ．带电粒子在三点所受电场力的大小F b ＞F a ＞F cC ．带电粒子在三点动能的大小E k c ＞E k a ＞E k bD ．带电粒子在三点电势能的大小E p b ＞E p c ＞E p a2. 甲、乙两辆汽车从同一地点同时并排刹车的v -t图象，如图所示。
关于甲、乙汽车的运动情况，下列说法正确的是（ ）A ．t 1时刻甲车的加速度小B ．0～t 1时间内甲车的位移小C ．甲乙两车可能在t 2至t 3时间内相遇D ．t 1至t 3时间内甲乙两车的平均速度大小相等3. 如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，N 、Q 间接有阻值为R 的电阻，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B ，导轨电阻不计。
质量为m 的金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab 棒接入电路的电阻为r ，当金属棒ab 下滑距离x 时达到最大速度v ，重力加速度为g ，则在这一过程中（ ）A ．金属棒做匀加速直线运动B．当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为0.5gC ．电阻R上产生的焦耳热为D．通过金属棒某一横截面的电量为4. 如图所示，地球绕太阳近似做匀速圆周运动，以太阳为参考系，当地球运动到A 点时，地球表面一飞船以加速度a 做初速度为零的匀加速直线运动，两个月后，飞船在B 处刚好到达地球表面．已知地球的质量为M ，地球半径小于它到太阳的距离，则地球与太阳之间的万有引力大小约为（）A．B．C．D．2024年高考物理力学专题（一）江苏地区适用.docx提优训练版二、多选题三、实验题5. 位于贵州的“中国天眼”（FAST ）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST 可以测量地球与木星之间的距离。
高考物理力学经典例题
高考物理力学经典例题高考物理力学经典例题如下：例1：在研究斜抛运动时，将物体从同一高度以相同的初速度沿不同方向抛出，其中A做平抛运动，B做斜上抛运动，C做斜下抛运动。
比较这三个物体从抛出到落地的过程中，它们的速度增量的大小关系是（）A. Δv_{A} > Δv_{B} = Δv_{C}B. Δv_{A} = Δv_{B} > Δv_{C}C. Δv_{A} = Δv_{B} < Δv_{C}D. Δv_{A} = Δv_{B} > Δv_{C}【分析】本题考查平抛运动和斜抛运动，掌握平抛运动和斜抛运动的加速度不变，从而可比较出速度增量的大小关系。
【解答】平抛运动和斜抛运动的加速度都是重力加速度$g$，根据$\Delta v = gt$可知，它们在相同的时间内速度的增量都相等，故D正确，ABC错误。
故选D。
例2：雨雪天气里安装防滑链的甲车在一段平直公路上匀速行驶，因雾气造成能见度较低，甲车发现前方处路面上放置三角警示牌，甲车立即采取紧急刹车措施，但还是与距离三角警示牌处、停在路上的一辆没有装防滑链的抛锚乙车发生了追尾碰撞事故，两车正碰时间极短，车轮均没有滚动，甲车的质量等于乙车质量。
求被碰后2s时乙车向前滑行的距离。
【分析】根据动量守恒定律求出碰后乙车的速度，再根据运动学公式求出被碰后$2s$时乙车向前滑行的距离。
【解答】设碰后乙车的速度为$v$，碰后两车共同的速度为$v_{共}$。
由于碰撞过程极短，故碰后系统内力远大于外力，满足动量守恒定律：$mv_{0} = (M + m)v_{共}$。
又因为碰后两车减速到停止的时间为$t$，根据运动学公式得：$t =\frac{v_{共}}{a}$。
联立解得：$v_{共} = 1m/s$。
被碰后$2s$时乙车向前滑行的距离为：$x = v_{共}t - \frac{1}{2}at^{2} = 1m$。
高考物理精讲：专题6+力学三大观点的综合运用(高考定位+审题破题,含原创题组及解析)
高考定位力学中三大观点是指动力学观点，动量观点和能量观点．动力学观点主要是牛顿运动定律和运动学公式，动量观点主要是动量定理和动量守恒定律，能量观点包括动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律．此类问题过程复杂、综合性强，能较好地考查应用有关规律分析和解决综合问题的能力．考题1 动量和能量的观点在力学中的应用例1 如图1所示，长为L 的平台固定在地面上，平台的上平面光滑，平台上放有小物体A 和B ，两者彼此接触．物体A 的上表面是半径为R (R ≪L )的光滑半圆形轨道，轨道顶端有一小物体C ，A 、B 、C 的质量均为m .现物体C 从静止状态沿轨道下滑，已知在运动过程中，A 、C 始终保持接触．试求：图1(1)物体A 和B 刚分离时，物体B 的速度；(2)物体A 和B 刚分离后，物体C 所能达到距台面的最大高度； (3)判断物体A 从平台左边还是右边落地并简要说明理由．解析 (1)设C 物体到达最低点的速度是v C ，A 、B 、C 组成的系统在水平方向动量守恒，系统内机械能守恒．m v A ＋m v B －m v C ＝0① mgR ＝12m v 2A ＋12m v 2B ＋12m v 2C② 在C 物体到达最低点之前一直有：v A ＝v B③ 联立①②③解得：v B ＝133gR ，方向水平向右④(2)设C 能够到达轨道最大高度为h ，A 、C 此时的水平速度相等，设它们的共同速度为v ，对系统应用动量守恒和机械能守恒规律可得：m v B －2m v ＝0⑤ mgR ＝mgh ＋12m v 2B ＋12·2m v 2⑥ 联立⑤⑥式解得：h ＝34R⑦(3)因为A 与B 脱离接触后B 的速度向右，A 、C 的总动量是向左的，又R ≪L ，所以A 从平台的左边落地．答案 (1)133gR ，方向水平向右 (2)34R (3)A 从平台的左边落地1．如图2，半径R ＝0.8 m 的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点D 与长为L ＝6 m 的水平面相切于D 点，质量M ＝1.0 kg 的小滑块A 从圆弧顶点C 由静止释放，到达最低点后，与D 点右侧m ＝0.5 kg 的静止物块B 相碰，碰后A 的速度变为v A ＝2.0 m/s ，仍向右运动．已知两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.1，若B 与E 处的竖直挡板相碰，没有机械能损失，取g ＝10 m/s 2.求：图2(1)滑块A 刚到达圆弧的最低点D 时对圆弧的压力； (2)滑块B 被碰后瞬间的速度； (3)讨论两滑块是否能发生第二次碰撞．答案 (1)30 N ，方向竖直向下 (2)4 m/s (3)见解析解析 (1)设小滑块运动到D 点的速度为v ，由机械能守恒定律有：MgR ＝12M v 2由牛顿第二定律有F N －Mg ＝M v 2R联立解得小滑块在D 点所受支持力F N ＝30 N由牛顿第三定律有，小滑块在D 点时对圆弧的压力为30 N ，方向竖直向下． (2)设B 滑块被碰后的速度为v B ，由动量守恒定律： M v ＝M v A ＋m v B解得小滑块在D 点右侧碰后的速度v B ＝4 m/s(3)讨论：由于B 物块的速度较大，如果它们能再次相碰一定发生在B 从竖直挡板弹回后，假设两物块能运动到最后停止，达到最大的路程，则对于A 物块 －μMgs A ＝0－12M v 2A解得s A ＝2 m对于B 物块，由于B 与竖直挡板的碰撞无机械能损失，则－μmgs B ＝0－12m v 2B解得s B ＝8 m(即从E 点返回2 m)由于s A ＋s B ＝10 m<2×6 m ＝12 m ，故它们停止运动时仍相距2 m ，不能发生第二次碰撞．1．弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程． 2．进行正确的受力分析，明确各过程的运动特点．3．光滑的平面或曲面，还有不计阻力的抛体运动，机械能一定守恒；碰撞过程、子弹打击木块、不受其他外力作用的两物体相互作用问题，一般考虑用动量守恒定律分析．4．如含摩擦生热问题，则考虑用能量守恒定律分析．考题2应用动力学观点、能量观点、动量观点解决综合问题例2如图3所示，一倾斜的传送带倾角θ＝37°，始终以v＝12 m/s的恒定速度顺时针转动，传送带两端点P、Q间的距离L＝2 m，紧靠Q点右侧有一水平面长为x＝2 m，水平面右端与一光滑的半径R＝1.6 m的竖直半圆轨道相切于M点，MN为竖直的直径．现有一质量M ＝2.5 kg的物块A以v0＝10 m/s的速度自P点沿传送带下滑，A与传送带间的动摩擦因数μ1＝0.75，到Q点后滑上水平面(不计拐弯处的能量损失)，并与静止在水平面最左端的质量m ＝0.5 kg的B物块相碰，碰后A、B粘在一起，A、B与水平面的动摩擦因数相同均为μ2，忽略物块的大小．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2.求：图3(1)A滑上传送带时的加速度a和到达Q点时的速度；(2)若AB恰能通过半圆轨道的最高点N，求μ2；(3)要使AB能沿半圆轨道运动到N点，且从N点抛出后能落到传送带上，则μ2应满足什么条件？审题突破(1)由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出A的速度．(2)A、B碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可以求出碰后的速度；由牛顿第二定律求出AB 在最高点的速度，然后应用机械能守恒定律与动能定理求出动摩擦因数．(3)物块离开N点后做平抛运动，应用平抛运动规律、机械能守恒定律与动能定理求出动摩擦因数的范围．解析(1)A刚滑上传送带时，由牛顿第二定律得：Mg sin θ＋μ1Mg cos θ＝Ma，代入数据得：a＝12 m/s2，A在传送带上运动，速度与传送带速度相等时，由匀变速运动的速度位移公式得：v2－v20＝2 as代入数据得：s＝116m＜L＝2 m，A没有到达Q点前已经与传送带速度相等，到达Q点的速度为：v＝12 m/s；(2)设AB碰后的共同速度为v1，以A的初速度方向为正方向，A、B碰撞过程中，由动量守恒定律得： M v ＝(M ＋m )v 1，代入数据得：v 1＝10 m/s ，AB 恰好滑到最高点N 时速度为v 3，在最高点，由牛顿第二定律得：(M ＋m )g ＝(M ＋m )v 23R设AB 在M 点速度为v 2，由机械能守恒定律得： 12(M ＋m )v 22＝12(M ＋m )v 23＋(M ＋m )g ·2R ， 在水平面上由动能定理得： 12(M ＋m )v 21－12(M ＋m )v 22＝μ2(M ＋m )gx ， 代入数据得：μ2＝0.5；(3)①若以v 3由N 点抛出，做平抛运动，在竖直方向上：2R ＝12gt 2，水平方向上：x 1＝v 3t ，联立并代入数据得：x 1＝3.2 m ＞x ，则要使AB 能沿半圆轨道运动到N 点，并能落在传动带上，则μ2≤0.5； ②若AB 恰能落在P 点，在竖直方向上：2R －L sin θ＝12gt ′2，水平方向上：x ＋L cos θ＝v 3′t ′，由机械能守恒定律得：12(M ＋m )v 2′2＝12(M ＋m )v 3′2＋(M ＋m )g ·2R ，在水平面上由动能定理得：12(M ＋m )v 21－12(M ＋m )v 2′2＝μ2(M ＋m )gx ， 联立并代入数据得：μ2＝0.09， 综上所述，μ2应满足：0.09≤μ2≤0.5.答案 (1)12 m/s 2 12 m/s (2)0.5 (3)0.09≤μ2≤0.52．(2014·广东·35)如图4所示的水平轨道中，AC 段的中点B 的正上方有一探测器，C 处有一竖直挡板，物体P 1沿光滑轨道向右以速度v 1与静止在A 点的物体P 2碰撞，并接合成复合体P ，以此碰撞时刻为计时零点，探测器只在t 1＝2 s 至t 2＝4 s 内工作．已知P 1、P 2的质量都为m ＝1 kg ，P 与AC 间的动摩擦因数为μ＝0.1，AB 段长L ＝4 m ，g 取10 m/s 2，P 1、P 2和P 均视为质点，P 与挡板的碰撞为弹性碰撞．图4(1)若v 1＝6 m/s ，求P 1、P 2碰后瞬间的速度大小v 和碰撞损失的动能ΔE ；(2)若P 与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B 点，求v 1的取值范围和P 向左经过A 点时的最大动能E .答案 (1)3 m/s 9 J (2)10 m/s ≤v 1≤14 m/s 17 J解析 (1)设P 1和P 2发生弹性碰撞后速度为v 2，根据动量守恒定律有：m v 1＝2m v 2①解得：v 2＝v 12＝3 m/s碰撞过程中损失的动能为：ΔE ＝12m v 21－12×2m v 22 ②解得ΔE ＝9 J(2)P 滑动过程中，由牛顿第二定律知 ma ＝－μmg③ 可以把P 从A 点运动到C 点再返回B 点的全过程看作匀减速直线运动，根据运动学公式有3L ＝v 2t ＋12at 2 ④ 由①③④式得v 1＝6L －at 2t①若t ＝2 s 时通过B 点，解得：v 1＝14 m/s ②若t ＝4 s 时通过B 点，解得：v 1＝10 m/s 故v 1的取值范围为：10 m/s ≤v 1≤14 m/s设向左经过A 点的速度为v A ，由动能定理知 12×2m v 2A －12×2m v 22＝－μ·2mg ·4L 当v 2＝12v 1＝7 m/s 时，复合体向左通过A 点时的动能最大，E ＝17 J.根据题中设及的问题特点选择上述观点联合应用求解．一般地，要列出物体量间瞬时表达式，可用力和运动的观点即牛顿运动定律和运动学公式；如果碰撞及涉及时间的问题，优先考虑动量定理；涉及力做功和位移的情况时，优先考虑动能定理；若研究对象是互相作用的物体系统，优先考虑两大守恒定律．知识专题练 训练6题组1 动量和能量的观点在力学中的应用1．如图1所示，在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m 的物块B ，B 的下端连接一轻质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，B 平衡时，弹簧的压缩量为x 0,0点为弹簧的原长位置．在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A ，距物块B 为3x 0，现让A 从静止开始沿斜面下滑，A 与B 相碰后立即一起沿斜面向下运动，并恰好回到0点(A 、B 均初为质点)．试求：图1(1)A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小； (2)A 、B 相碰前弹簧的具有的弹性势能；(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R ＝x 0的半圆轨道PQ ，圆轨道与斜面相切于最高点P ，现让物块A 以初速度v 从P 点沿斜面下滑，与B 碰后返回到P 点还具有向上的速度，试问：v 为多大时物块A 恰能通过圆弧轨道的最高点？答案 (1)123gx 0 (2)14mgx 0 (3) (20＋43)gx 0解析 (1)设A 与B 相碰前的速度为v 1，A 与B 相碰后共同速度为v 2由机械能守恒定律得mg 3x 0sin 30°＝12m v 21由动量守恒定律得m v 1＝2m v 2解以上二式得v 2＝123gx 0(2)设A 、B 相碰前弹簧所具有的弹性势能为E p ，从A 、B 相碰后一起压缩弹簧到它们恰好到达O 点过程中，由机械能守恒定律知E p ＋12(2m )v 22＝2mgx 0sin 30°解得E p ＝14mgx 0(3)设物块A 与B 相碰前的速度为v 3，碰后A 、B 的共同速度为v 4 12m v 2＋mg 3x 0sin 30°＝12m v 23 m v 3＝2m v 4A 、B 一起压缩弹簧后再回到O 点时二者分离，设此时共同速度为v 5，则 12(2m )v 24＋E p ＝12(2m )v 25＋2mgx 0sin 30° 此后A 继续上滑到半圆轨道最高点时速度为v 6，则 12m v 25＝12m v 26＋mg 2x 0sin 30°＋mgR (1＋sin 60°) 在最高点有mg ＝m v 26R联立以上各式解得v ＝(20＋43)gx 0.2．如图2所示，质量为m 1的滑块(可视为质点)自光滑圆弧形槽的顶端A 处无初速度地滑下，槽的底端与水平传送带相切于左传导轮顶端的B 点，A 、B 的高度差为h 1＝1.25 m ．传导轮半径很小，两个轮之间的距离为L ＝4.00 m ．滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.20.右端的轮子上沿距离地面高度h 2＝1.80 m ，g 取10 m/s 2.图2(1)若槽的底端没有滑块m 2，传送带静止不运转，求滑块m 1滑过C 点时的速度大小v ；(结果保留两位有效数字)(2)在m 1下滑前将质量为m 2的滑块(可视为质点)停放在槽的底端．m 1下滑后与m 2发生弹性碰撞，且碰撞后m 1速度方向不变，则m 1、m 2应该满足什么条件？(3)满足(2)的条件前提下，传送带顺时针运转，速度为v ＝5.0 m/s.求出滑块m 1、m 2落地点间的最大距离(结果可带根号)．答案 (1)3.0 m/s (2)m 1＞m 2 (3)(6215－3) m解析 (1)滑块m 1滑到B 点有m 1gh 1＝12m 1v 20解得v 0＝5 m/s滑块m 1由B 滑到C 点有－μm 1gL ＝12m 1v 2－12m 1v 20解得v ＝3.0 m/s.(2)滑块m 2停放在槽的底端，m 1下滑并与滑块m 2弹性碰撞，则有 m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 212m 1v 20＝12m 1v 21＋12m 2v 22 m 1速度方向不变即v 1＝m 1－m 2m 1＋m 2v 0＞0则m 1＞m 2.(3)滑块经过传送带作用后做平抛运动h 2＝12gt 2当两滑块速度相差最大时，它们的水平射程相差最大，当m 1≫m 2时，滑块m 1、m 2碰撞后的速度相差最大，经过传送带后速度相差也最大v 1＝m 1－m 2m 1＋m 2v 0＝1－m 2m 11＋m 2m 1v 0≈v 0＝5.0 m/sv 2＝2m 1m 1＋m 2v 0＝21＋m 2m 1v 0≈2v 0＝10.0 m/s滑块m 1与传送带同速度，没有摩擦，落地点射程为 x 1＝v 1t ＝3.0 m滑块m 2与传送带发生摩擦，有－μm 2gL ＝12m 2v 2′2－12m 2v 22解得v 2′＝221 m/s落地点射程为x 2＝v 2′t ＝6215mm 2、m 1的水平射程相差最大值为Δx ＝(6215－3) m.题组2 应用动力学观点、能量观点、动量观点解决综合问题3．如图3所示，质量为M ＝4 kg 的木板静置于足够大的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ＝0.01，板上最左端停放着质量为m ＝1 kg 可视为质点的电动小车，车与木板右端的固定挡板相距L ＝5 m ．现通电使小车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动，经时间t ＝2 s ，车与挡板相碰，车与挡板粘合在一起，碰撞时间极短且碰后自动切断小车的电源．(计算中取最大静摩擦力等于动摩擦力，并取g ＝10 m/s 2)图3(1)试通过计算说明：车与挡板相碰前，木板相对地面是静止还是运动的？ (2)求出小车与挡板碰撞前，车的速率v 1和板的速率v 2； (3)求出碰后木板在水平地面上滑动的距离s . 答案 (1)向左运动 (2)4.2 m/s 0.8 m/s (3)0.2 m解析 (1)假设木板不动，电动车在板上运动的加速度为a 0，由L ＝12a 0t 2得：a 0＝2Lt 2＝2.5 m/s 2此时木板使车向右运动的摩擦力：f ＝ma 0＝2.5 N 木板受车向左的反作用力：f ′＝f ＝2.5 N木板受地面向右最大静摩擦力：f 0＝μ(M ＋m )g ＝0.5 N 由于f ′＞f 0，所以木板不可能静止，将向左运动；(2)设车与木板碰前，车与木板的加速度分别为a 1和a 2，相互作用力为F ，由牛顿定律与运动学公式： 对小车：F ＝ma 1 v 1＝a 1t对木板：F －μ(m ＋M )g ＝Ma 2 v 2＝a 2t两者的位移的关系：v 12t ＋v 22t ＝L联立并代入数据解得：v 1＝4.2 m/s ，v 2＝0.8 m/s ；(3)设车与木板碰后其共同速度为v ，两者相碰时系统动量守恒，以向右为正方向，有m v 1－M v 2＝(m ＋M )v对碰后滑行s 的过程，由动能定理得： －μ(M ＋m )gs ＝0－12(M ＋m )v 2联立并代入数据，解得：s ＝0.2 m.4．如图4所示，光滑的水平面AB (足够长)与半径为R ＝0.8 m 的光滑竖直半圆轨道BCD 在B 点相切，D 点为半圆轨道最高点．A 点的右侧等高地放置着一个长为L ＝20 m 、逆时针转动且速度为v ＝10 m/s 的传送带．用轻质细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质弹簧，弹簧与甲、乙两物体不拴接．甲的质量为m 1＝3 kg ，乙的质量为m 2＝1 kg ，甲、乙均静止在光滑的水平面上．现固定乙，烧断细线，甲离开弹簧后进入半圆轨道并可以通过D 点，且过D 点时对轨道的压力恰好等于甲的重力．传送带与乙物体间的动摩擦因数为0.6，重力加速度g 取10 m/s 2，甲、乙两物体可看作质点．图4(1)求甲球离开弹簧时的速度；(2)若甲固定，乙不固定，细线烧断后乙可以离开弹簧滑上传送带，求乙在传送带上滑行的最远距离；(3)甲、乙均不固定，烧断细线以后，求甲和乙能否再次在AB 面上水平碰撞？若碰撞，求再次碰撞时甲、乙的速度；若不会再次碰撞，请说明原因．解析 (1)设甲离开弹簧时的速度大小为v 0，运动至D 点的过程中机械能守恒： 12m 1v 20＝m 1g ·2R ＋12m 1v 2D 在最高点D ，由牛顿第二定律，有2m 1g ＝m 1v 2D R联立解得：v 0＝4 3 m/s(2)甲固定，烧断细线后乙的速度大小为v 乙，由能量守恒得E p ＝12m 1v 20＝12m 2v 2乙得v 乙＝12 m/s之后乙滑上传送带做匀减速运动：μm 2g ＝m 2a 得a ＝6 m/s 2乙速度为零时离A 端最远，最远距离为：s ＝v 2乙2a＝12 m<20 m 即乙在传送带上滑行的最远距离为12 m.(3)甲、乙均不固定，烧断细线后，设甲、乙速度大小分别为v 1、v 2，甲、乙分离瞬间动量守恒：m 1v 1＝m 2v 2甲、乙弹簧组成的系统能量守恒：E p ＝12m 1v 20＝12m 1v 21＋12m 2v 22 答案 (1)4 3 m/s (2)12 m (3)见解析 解得：v 1＝2 3 m/s ，v 2＝6 3 m/s 甲沿轨道上滑时，设上滑最高点高度为h ， 则12m 1v 21＝m 1gh 得h ＝0.6 m<0.8 m则甲上滑不到等圆心位置就会返回，返回AB 面上时速度大小仍然是v 1＝2 3 m/s 乙滑上传送带，因v 2＝6 3 m/s<12 m/s ，则乙先向右做匀减速运动，后向左匀加速． 由对称性可知乙返回AB 面上时速度大小仍然为v 2＝6 3 m/s故甲、乙会再次相撞，碰撞时甲的速度为2 3 m/s ，方向向右，乙的速度为6 3 m/s ，方向向左。
2025年高考物理总复习专题十三热学第3讲热力学定律
第3讲热力学定律、能量守恒知识巩固练1.(2023年湛江二模)一同学在室内空调显示屏上看到室内的空气温度，为了测出室外的空气温度，他将一近似球形的气球在室内吹大并放置较长一段时间后，测量其直径为L1之后拿到室外并放置较长一段时间后，测量其直径为L2，L2＞L1若不考虑气球表皮的弹力变化，且气球吹大后视为球体，大气压不变，室内、外的温度均保持不变，则()A.气球内气体对外界做负功B.气球内气体对外界不做功C.室外温度比室内温度高D.气球在室外放出了热量【答案】C【解析】气球直径变大，说明气体体积变大，说明气体对外界做功，A、B错误；根据V1T1=V2T2，可知体积变大，温度升高，所以室外温度比室内温度高，C正确；根据热力学第一定律ΔU=W+Q，可知温度升高，气体内能增大；体积变大，气体对外界做功，所以气体从外界吸收热量，D错误.2.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成.开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()A.对外做正功，分子的平均动能减小B.对外做正功，内能增大C.对外做负功，分子的平均动能增大D.对外做负功，内能减小【答案】A3.(2023年北京东城一模)如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经过两个状态变化过程，先后到达状态b和状态c.下列说法正确的是()A.从a 到b 的过程中，气体从外界吸热B.从a 到b 的过程中，气体的内能增加C.从b 到c 的过程中，气体的压强减小D.从b 到c 的过程中，气体对外界做功【答案】C 【解析】从a 到b 的过程中，气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功.ΔU =0，W ＞0，由热力学第一定律ΔU =W +Q ，得Q ＜0，气体向外界放热，A 、B 错误；从b 到c 的过程中，体积不变，气体对外界不做功.从b 到c 的过程中，温度降低，体积不变，由查理定律得，气体的压强减小，C 正确，D 错误.综合提升练4.(2022年辽宁卷)一定质量的理想气体从状态a 变化到状态b ，其体积V 和热力学温度T 变化图像如图所示，此过程中该系统 ( )A.对外界做正功B.压强保持不变C.向外界放热D.内能减少【答案】A 【解析】理想气体从状态a 变化到状态b ，体积增大，理想气体对外界做正功，A 正确；由题图V -T 图像可知V =V 0+kT ，根据理想气体的状态方程有pV T =C ，联立有p =Ck +V 0T ，可看出T 增大，p 增大，B 错误；理想气体从状态a 变化到状态b ，温度升高，内能增大，D 错误；理想气体从状态a 变化到状态b ，A 、D 可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，C 错误.5.(2022年河北卷)如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球.容器内温度处处相同.气球内部压强大于外部压强.气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将________(填“增大”“减小”或“不变”)；温度将________(填“升高”“降低”或“不变”).【答案】增大 升高 【解析】假设气球内部气体和气球外部气体的温度不变，当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，容器中气球外部气体的压强将增大.当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，原来气球外部气体绝热压缩，与外界无热交换，即Q =0，外界对气体做功，即W ＞0，根据绝热情况下的热力学第一定律ΔU =W ，可知气体内能增加，温度T 升高.6.如图所示是某种家庭便携式喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为2 L ，工作人员装入稀释过的1.2 L 药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为1 atm ，体积为0.1 L 的气体，此时大气压强为1 atm ，当壶内压强增大到2 atm 时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积.下列说法正确的是 ( )A.工作人员共打气9次B.打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.4 LC.打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.1 LD.消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功大于从外界吸收热量【答案】B【解析】设工作人员共打气n次，根据玻意耳定律有1 atm×(2 L-1.2 L)+n·1 atm×0.1 L=2 atm×(2 L-1.2 L)，解得n=8，故A错误；打开阀门后，根据玻意耳定律有2 atm×(2 L-1.2 L)=1 atm×V气，解得V气=1.6 L，壶内不再喷出消毒液时，壶内气体的体积为1.6 L，则壶内剩余消毒液的体积为0.4 L，B正确，C错误；由于壶内温度保持不变，则壶内气体的内能不变，则根据热力学第一定律ΔU=Q+W，可知气体对外做的功等于从外界吸收的热量，D错误.。
高考物理-专题2.3 力学中三种力(能力篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用专题2.3．力学中三种力（能力篇）一．选择题1..(2019·洛阳六校联考)把一个重为G的物体，用一个水平力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直且足够高的平整的墙上，如图所示，从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是【名师解析】由推力F的表达式F＝kt可知，力F从零逐渐增大．当力F比较小时，物体沿墙壁下滑，物体所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为F f＝μF＝μkt，即滑动摩擦力与时间t成正比．当滑动摩擦力F f＝G 时，物体的速度达到最大，当F f＞G时物体开始做减速运动，物体所受的滑动摩擦力继续随时间而增大．当物体速度减为零后，物体静止在墙壁上，此后摩擦力变为静摩擦力．根据平衡条件可知此后静摩擦力F f＝G 保持不变．所以从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是图象B。
【参考答案】B2. （2019河北衡水质检）如图所示，a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。
已知b球质量为m，杆与水平面成角，不计所有摩擦，重力加速度为g。
当两球静止时，Oa绳与杆的夹角也为，Ob绳沿竖直方向，则下列说法正确的是A. a可能受到2个力的作用B. b可能受到3个力的作用C. 绳子对a的拉力等于mgD. a的重力为【参考答案】C【名师解析】对a球受力分析可知，a受到重力，绳子的拉力以及杆对a球的弹力，三个力的合力为零，故A错误；对b球受力分析可知，b受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆子对b球没有弹力，否则b不能平衡，故B错误；由于b受到重力和绳子拉力处于平衡状态，则绳子拉力，同一根绳子上的拉力相等，故绳子对a的拉力等于mg，故C正确；分别对AB两球分析，运用合成法，如图，根据正弦定理列式得：解得：，故D错误。
【名师点拨】分别对ab两球分析，运用合成法，用T表示出ab两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子ab两球的拉力是相等的，根据正弦定理列式求解。
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物理高考力学专题
力学是物理学的一门重要分支，也是高考物理考试的重要内容之一。
在高考力学专题中，主要包括牛顿运动定律、万有引力定律、力的合
成与分解、动量定理等内容。
下面将分别介绍这些内容。
1. 牛顿运动定律：
牛顿运动定律是描述物体运动规律的基本定律，共包括三个定律。
第一定律：一个物体如果受到的合外力为零，则物体将保持静止或
匀速直线运动的状态。
第二定律：物体所受合外力等于物体质量与加速度的乘积。
第三定律：任何物体之间存在作用力，作用力大小相等、方向相反。
2. 万有引力定律：
万有引力定律是描述天体间相互作用力的定律，由牛顿提出。
万有引力定律公式为F = G * m₁ * m₂ / r²，其中F表示力的大小，
G为万有引力常数，m₁和m₂分别为两个天体的质量，r为两个天体之间的距离。
根据此定律，我们可以解释行星的轨道、地球上物体的重力等现象。
3. 力的合成与分解：
力的合成是指将几个力按照一定的规则合成为一个力的过程。
力的
合成可通过向量的几何法或三角法进行计算。
力的分解是指将一个力分解为若干具有特定方向的力的过程。
力的分解可通过向量分解法进行计算。
4. 动量定理：
动量定理是描述物体受力后动量变化的定理，可以用来分析和解释物体的运动规律。
动量定理公式为FΔt = mΔv，其中F表示作用在物体上的合外力，Δt表示作用时间，m表示物体质量，Δv表示物体速度的改变量。
在应用高考力学专题时，需要对以上内容进行理解和掌握，能够通过推导和计算等方式解决相关问题。
同时，还需要通过大量的练习题来巩固和加深对力学专题的理解。
总的来说，高考力学专题是物理考试中的重要内容，涵盖了牛顿运动定律、万有引力定律、力的合成与分解、动量定理等内容。
理解和掌握这些内容，对于解答与力学相关的物理题目至关重要。
通过不断的学习和实践，我们可以提高在高考力学专题上的应试能力，为取得好成绩打下坚实的基础。