高考物理试题分类汇编(有详解)

20XX 年全国高考物理试题分类汇编

专题1. 直线运动 专题2. 相互作用 专题3. 牛顿运动定律 专题4. 曲线运动

专题5. 万有引力和天体运动 专题6. 机械能 专题7. 静电场 专题8. 恒定电流 专题9. 磁场

专题10. 电磁感应 专题11. 交变电流 专题12. 光学

专题13. 原子物理 专题14. 动量专题

专题15.

机械振动和机械波

20XX 年高考物理试题分类汇编 专题1：直线运动

14．[2014·新课标Ⅱ卷] 甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶．在t ＝0到t ＝t 1的时间内，它们的v t 图像如图所示．在这段时间内( )

A ．汽车甲的平均速度比乙的大

B ．汽车乙的平均速度等于v 1＋v 2

2

C ．甲乙两汽车的位移相同

D ．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大

14．A [解析] v t 图像中图线与横轴围成的面积代表位移，可知甲的位移大于乙的位移，而时间相同，故甲的平均速度比乙的大，A 正确，C 错误；匀变速直线运动的平均速度可以用v 1＋v 22来表示，乙的运动不是匀变速直线运动，所以B 错误；图像的斜率的绝对值代表加

速度的大小，则甲、乙的加速度均减小，D 错误．

14． [2014·全国卷] 一质点沿x 轴做直线运动，其v t

于x ＝5 m 处，开始沿x 轴正向运动．当t ＝8 s 时，质点在x 轴上的位置为( )

A ．x ＝3 m

B ．x ＝8 m

C ．x ＝9 m

D ．x ＝14 m

14．B [解析] 本题考查v t 图像. v t 图像与x 轴围成的面积表示位移，即位移为s 1

－s2＝3 m，由于初始坐标是5 m，所以t＝8 s时质点在x轴上的位置为x＝3 m＋5 m＝8 m，因此B正确．

（2014上海）8.在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，她们的初速度大小均为υ，不计空气阻力，两球落地的时间差为（）

（A（B）（C（D

[答案]A

13．[2014·广东卷] 图6是物体做直线运动的v t图像，由图可知，该物体()

A．第1 s内和第3 s内的运动方向相反

B．第3 s内和第4 s内的加速度相同

C．第1 s内和第4 s内的位移大小不相等

D．0～2 s和0～4 s内的平均速度大小相等

13．B[解析] 0～3 s内物体一直沿正方向运动，故选

项A错误；v t图像的斜率表示加速度，第3 s内和第4 s内图像斜率相同，故加速度相同，选项B正确；v t图像图线与时间轴包围的面积表示位移的大小，第1 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等，故位移大小相等，选项C错误；第3 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等，故位移大小相等，方向相反，所以0～2 s和0～4 s内位移相同，但时间不同，故平均速度不相等，选项D错误．

5．[2014·江苏卷] 一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止．下列速度v和位移x的关系图像中，能描述该过程的是()

A B

C D

5．A[解析] 设汽车做匀加速直线运动时的加速度为a1，则由运动学公式得2a1x＝v2，由此可知选项C、D错误；设刹车时汽车的位移为x0，速度为v0，其后做减速运动的加速度为a2，则减速过程有v2－v20＝2a2(x－x0)，这里的v20＝2a1x0，x>x0，则v2＝2a1x0＋2a2(x－x0)

＝2(a1－a2)x0＋2a2x，即v＝2（a1－a2）x0＋2a2x(x>x0，a2<0)．综上所述，只有选项A正确．

15．[2014·山东卷] 一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图所示．在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度

方向相同的有()

A．t1

B．t2

C．t3

D．t4

15．AC[解析] 本题考查的是速度图像．速度图像中某点的切线的斜率表示加速度．t1时刻速度为正，加速度也为正，合外力与速度同向；t2时刻速度为正，加速度为负，合外力与速度反向；t3时刻速度为负，加速度也为负，合外力与速度同向；t4时刻速度为负，加速度为正，合外力与速度反向．选项A、C正确．

1．[2014·天津卷] 质点做直线运动的速度—时间图像如图所示，该质点()

A．在第1秒末速度方向发生了改变

B．在第2秒末加速度方向发生了改变

C．在前2秒内发生的位移为零

D．第3秒末和第5秒末的位置相同

1．D[解析] 本题考查了学生的读图能力．应用图像判断物体的运动情况，速度的正负代表了运动的方向，A错误；图线的斜率代表了加速度的大小及方向，B错误；图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移，C错误，D正确．

22．[2014·全国卷] 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动．在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示．拍摄时频闪频率是10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示．重力加速度大小g取9.80 m/s2.

单位：cm

根据表中数据，完成下列填空：

(1)物块的加速度a ＝________m/s 2(保留3位有效数字)． (2)因为______________________，可知斜面是粗糙的．

22．(1)4.30(填“4.29”或“4.31”同样给分) (2)物块加速度小于g h

s ＝5.88 m/s 2(或：物块加

速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)

[解析] (1)根据逐差法求出加速度 a ＝（x 3＋x 4）－（x 1＋x 2）（2T ）

2

＝4.30 m/s 2. (2)根据牛顿第二定律，物块沿光滑斜面下滑的加速度a ′＝g sin θ＝g h

s ＝5.88 m/s 2，由于

a ＜a ′，可知斜面是粗糙的．

20XX 年高考物理真题分类汇编 专题2：相互作用

14． [2014·广东卷] 如图7所示，水平地面上堆放着原

木，关于原木P 在支撑点M 、N 处受力的方向，下列说法正确的是( )

A ．M 处受到的支持力竖直向上

B ．N 处受到的支持力竖直向上

C ．M 处受到的静摩擦力沿MN 方向

D ．N 处受到的静摩擦力沿水平方向

14．A [解析] 支持力的方向与接触面垂直，所以M 处的支持力的方向与地面垂直，即竖直向上，N 处支持力的方向与接触面垂直，即垂直MN 向上，故选项A 正确，选项B 错误；摩擦力的方向与接触面平行，与支持力垂直，故选项C 、D 错误．

14．[2014·山东卷] 如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千．某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F 1表示木板所受合力的大小，F 2

A ．F 1不变，F 2变大

B ．F 1不变，F 2变小

C ．F 1变大，F 2变大

D ．F 1变小，F 2变小

14．A [解析] 本题考查受力分析、物体的平衡．在轻绳被剪短前后，木板都处于静止状态，所以木板所受的合力都为零，即F 1＝0 N ．因两根轻绳等长，且悬挂点等高，故两根轻绳对木板的拉力相等，均为F 2.对木板进行受力分析，如图所示，则竖直方向平衡方程：2F 2cos θ＝G ，轻绳剪去一段后，θ增大，cos θ减小，故F 2变大．选项A 正确．

14．[2014·浙江卷] 下列说法正确的是()

A．机械波的振幅与波源无关

B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定

C．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反

D．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关

14．B[解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识．机械波的振幅与波源有关，选项A错误；传播速度由介质决定，选项B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D错误．

[2014·重庆卷] (2)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置，他们将不可伸长的轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两根立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为L(L＞PQ)．

题6图3

他们首先在绳上距离P点10 cm处(标记为C点)系上质量为m的重物(不滑动)，由测力计读出绳PC、QC的拉力大小T P和T Q.随后，改变重物悬挂点C的位置，每次将P点到C 点的距离增加10 cm，并读出测力计的示数，最后得到T P、T Q与绳长PC的关系曲线如题6图4所示．由实验可知：

题6图4

①曲线Ⅱ中拉力最大时，C 点与P 点的距离为________cm ，该曲线为________(选填“T P ”或“T Q ”)的曲线．

②在重物从P 移到Q 的整个过程中，受到最大拉力的是________(选填“P ”或“Q ”)点所在的立柱．

③在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力T 0＝________ N ，它与L 、D 、m 和重力加速度g 的关系为T 0＝________．

[答案] (2)①60(56～64之间的值均可) T P ②Q ③4.30(4.25～4.35之间的值均可) mgL

L 2－D 2

2（L 2－D 2）

[解析] (2)①从曲线Ⅱ可读出，拉力最大时C 点与P 点的距离为60 cm 左右，对绳子的结点进行受力如图所示，重物受力平衡，在水平方向有T P sin α＝T Q sin β，当结点偏向左边时，α接近零度，sin αT Q ，故可推断曲线Ⅱ为T P 的曲线，曲线Ⅰ为T Q 的曲线．

②通过①的分析结果和曲线的变化趋势，可知受到最大拉力的是Q 点所在的立柱． ③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，T P ＝T Q ＝T 0，根据力的正交分解，可列方程如下，T 0sin α＝T 0sin

β，得α＝β，T 0cos α＋T 0cos β＝mg ，对绳子，设左边长度为l 1，由几何关系有l 1sin α＋(L

－l 1)sin β＝D ，以上方程解得T 0＝mgL L 2－D 2

2（L 2－D 2）

.

21． [2014·浙江卷] 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究．

第21题图1

钩码数123 4

L A/cm15.7119.7123.6627.76

L B/cm29.9635.7641.5147.36

(1)某次测量如图2所示，指针示数为________ cm.

(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数L A和L B 如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ N/m(重力加速度g取10 m/s2)．由表Ⅰ数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数．

第21题图2

21. [答案] (1)(15.95～16.05)cm，有效数字位数正确

(2)(12.2～12.8) N/m能

[解析] (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm，读数时需要往后估读一位．故指针示数为16.00±0.05 cm.

(2)由表1中数据可知每挂一个钩码，弹簧Ⅰ的平均伸长量Δx1≈4 cm，弹簧Ⅱ的总平均伸长量Δx2≈5.80 cm，根据胡克定律可求得弹簧Ⅰ的劲度系数为12.5 N/m，同理也能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．

23．(10分)[2014·新课标Ⅱ卷] 某实验小组探究弹簧的劲度系数k与

其长度(圈数)的关系．实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个

指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、

30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，

P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量

为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下

表所示(n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s2)．已知实验所用弹簧总圈

数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.

(1)将表中数据补充完整：①________；②________．

图(a)

(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出1

k -n 图像．

图(b)

(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝____③__N/m ；该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)的关系的表达式为k ＝____④__N/m.

23．[答案] (1)①81.7 ②0.0122 (2)略

(3)③1.75×103n (在1.67×103n ～1.83×103n 之间均同样给分) ④3.47l 0(在3.31l 0～3.62l 0

之间均

同样给分)

[解析] (1)①k ＝mg

Δx ＝0.100×9.80（5.26－4.06）×10－2＝81.7 N/m ；

②1k ＝181.7

m/N ＝0.0122 m/N. (3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8×10－4，故直线方程满足1

k ＝5.8×10－4n m/N ，即

k ＝1.7×103 n N/m(在1.67×103n ～1.83×103n

之间均正确)

④由于60圈弹簧的原长为11.88 cm ，则n 圈弹簧的原长满足n l 0＝6011.88×10－2

，代入数

值，得k ＝3.47l 0(在3.31l 0～3.62

l 0

之间均正确)．

11．[2014·江苏卷] 小明通过实验验证力的平行四边形定则．

(1)实验记录纸如题11-1图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点．三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N．请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．

(题11-1图)

(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．

实验装置如题11-2图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物．用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹．

(题11-2图)(题11-3图)

两次实验记录的轨迹如题11-3图所示．过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为______．

(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有________(填写选项前的字母)．

A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比

B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长

C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大

D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大

(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．

11．(1)(见下图，F合＝4.6～4.9 N都算对)(2)F a＝F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；

选用新橡皮筋．(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧．) [解析] (1)用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小．

(2)画受力分析图如图所示，橡皮筋的拉力F与手的拉力F手的合力F合总与重力G平衡，故F cos θ＝G，两次实验中的θ角相同，故F a＝F b.

(3)

力相同时，橡皮筋第2 次的长度较长，A错误，B正确；两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2 次受到的拉力较小，C错误；根据轨迹越向右相差越多，说明两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大，D正确．

20XX年高考物理真题分类汇编专题3：牛顿运动定律

17．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统

处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)

位置时相比，小球的高度()

A．一定升高

B．一定降低

C．保持不变

D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

17．A[解析] 本题考查了牛顿第二定律与受力分析．设橡皮筋原长为l0，小球静止时

，加速时，设橡皮筋伸长x1，由平衡条件有kx1＝mg，小球距离悬点高度h＝l0＋x1＝l0＋mg

k

设橡皮筋与水平方向夹角为θ，此时橡皮筋伸长x2，小球在竖直方向上受力平衡，有kx2sin θ

＝mg，小球距离悬点高度h′＝(l0＋x2)sin θ＝l0sin θ＋mg

，因此小球高度升高了．

k

18．[2014·北京卷] 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是()

A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态

B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态

C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度

D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

18．D本题考查牛顿第二定律的动力学分析、超重和失重．加速度向上为超重向下为失重，手托物体抛出的过程，必定有一段加速过程，即超重过程，从加速后到手和物体分离的过程中，可以匀速也可以减速，因此可能失重，也可能既不超重也不失重，A、B错误．手与物体分离时的力学条件为：手与物体之间的压力N＝0，分离后手和物体一定减速，物体减速的加速度为g，手减速要比物体快才会分离，因此手的加速度大于g，C错误，D正确．

19．[2014·北京卷] 伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()

A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置

B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

19．A本题考查伽利略理想实验．选项之间有一定的逻辑性，题目中给出斜面上铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料，小球的位置逐渐升高，不难想象，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上运动没有能量损失，可以上升到与O点等高的位置，这是可以得到的直接结论，A 正确，B、C、D尽管也正确，但不是本实验得到的直接结论，故错误．

15．[2014·福建卷Ⅰ] 如下图所示，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，

从顶端下滑，直至速度为零．对于该运动过程，若用h 、s 、v 、a 分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t 表示时间，则下列图像中能正确描述这一运动规律的是( )

A B

C D

15．B [解析] 设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，滑块在表面粗糙的固定斜面上下滑时做匀减速直线运动，加速度不变，其加速度的大小为a ＝μg cos θ－g sin θ，故D 项错误；由速度公式v ＝v 0－at 可知，v -t 图像应为一条倾斜的直线，故C 项错误；由位移公式s ＝v 0t －1

2

at 2可知，B 项正确；由位移公式及几何关系可得h ＝s sin θ＝????v 0t －12at 2sin θ，故A 项错误．

8．[2014·江苏卷] 如图所示，A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ，静止叠放在水平地面上．A 、B 间的动摩擦因数为μ，B 与地面间的动摩擦因数为1

2μ.最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，重力加速度为g .现对A 施加一水平拉力F ，则( )

A ．当F ＜2μmg 时，A 、

B 都相对地面静止

B ．当F ＝52μmg 时，A 的加速度为1

3μg

C ．当F ＞3μmg 时，A 相对B 滑动

D ．无论F 为何值，B 的加速度不会超过1

2

μg

8．BCD [解析] 设B 对A 的摩擦力为f 1，A 对B 的摩擦力为f 2，地面对B 的摩擦力为f 3，由牛顿第三定律可知f 1与f 2大小相等，方向相反，f 1和f 2的最大值均为2μmg ，f 3的最大值为32μmg .故当0

2μmg 时，A 、B 均保持静止；继续增大F ，在一定范围内A 、B 将相

对静止以共同的加速度开始运动，设当A 、B 恰好发生相对滑动时的拉力为F ′，加速度为a ′，

则对A ，有F ′－2μmg ＝2ma ′，对A 、B 整体，有F ′－32μmg ＝3ma ′，解得F ′＝3μmg ，故当3

2μmg 3μmg 时，A 相对于B 滑动．由以上分析可知A 错误，C 正确．当F ＝5

2

μmg 时，A 、B 以共同的加速度开始

运动，将A 、B 看作整体，由牛顿第二定律有F －3

2μmg ＝3ma ，解得a ＝μg 3

，B 正确．对B

来说，其所受合力的最大值F m ＝2μmg －32μmg ＝12μmg ，即B 的加速度不会超过1

2

μg ，D 正确．

7．[2014·四川卷] 如图所示，水平传送带以速度v 1匀速运动，小物体P 、Q 由通过定

滑轮且不可伸长的轻绳相连，t ＝0时刻P 在传送带左端具有速度v 2，P 与定滑轮间的绳水平，t ＝t 0时刻P 离开传送带．不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长．正确描述小物体P 速度随时间变化的图像可能是( )

A B C D

7．BC [解析] 若P 在传送带左端时的速度v 2小于v 1，则P 受到向右的摩擦力，当P 受到的摩擦力大于绳的拉力时，P 做加速运动，则有两种可能：第一种是一直做加速运动，第二种是先做加速度运动，当速度达到v 1后做匀速运动，所以B 正确；当P 受到的摩擦力小于绳的拉力时，P 做减速运动，也有两种可能：第一种是一直做减速运动，从右端滑出；第二种是先做减速运动再做反向加速运动，从左端滑出．若P 在传送带左端具有的速度v 2大于v 1，则小物体P 受到向左的摩擦力，使P 做减速运动，则有三种可能：第一种是一直做减速运动，第二种是速度先减到v 1，之后若P 受到绳的拉力和静摩擦力作用而处于平衡状态，则其以速度v 1做匀速运动，第三种是速度先减到v 1，之后若P 所受的静摩擦力小于绳的拉力，则P 将继续减速直到速度减为0，再反向做加速运动并且摩擦力反向，加速度不变，从左端滑出，所以C 正确．

5． [2014·重庆卷] 以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比，下列分别用虚线和实线描述两物体运动的v -t 图像可能正确的是( )

A B

C D

5．D[解析] 本题考查v-t图像．当不计阻力上抛物体时，物体做匀减速直线运动，图像为一倾斜直线，因加速度a＝－g，故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g.当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时，对上升过程，由牛顿第二定律得－mg－k v＝ma，可知物体做加速度逐渐减小的减速运动，通过图像的斜率比较，A错误．从公式推导出，上升过程中，|a|>g，当v＝0时，物体运动到最高点，此时a＝－g，而B、C图像的斜率的绝对值均小于g，故B、C错误，D正确．

22．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小

车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：

图(a)

图(b)

(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线

性”)关系．

(2)由图(b)可知，a -m 图线不经过原点，可能的原因是________．

(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________，钩码的质量应满足的条件是________．

22．(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量

[解析] 本题考查了验证牛顿第二定律的实验．(1)根据图中描出的各点作出的图像不是一条直线，故小车的加速度和钩码的质量成非线性关系．(2)图像不过原点，小车受到拉力但没有加速度，原因是有摩擦力的影响．(3)平衡摩擦力之后，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，可以得出在小车质量不变的情况下拉力与加速度成正比的结论．

24．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s ，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时，安全距离为120 m ．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2

5，若要求安全距离仍为120 m ，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．

24．2 m/s(或72 km/h)

[解析] 设路面干燥时，汽车与地面的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a 0，安全距离为s ，反应时间为t 0，由牛顿第二定律和运动学公式得

μ0mg ＝ma 0①

s ＝v 0t 0＋v 20

2a 0

②

式中，m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度．

设在雨天行驶时，汽车与地面的动摩擦因数为μ，依题意有

μ＝2

5μ0③

设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ，安全行驶的最大速度为v ，由牛顿第二定律和运动学公式得

μmg ＝ma ④

s ＝v t 0＋v 2

2a

⑤

联立①②③④⑤式并代入题给数据得

v ＝20 m/s (72 km/h)．⑥

24．C5[2014·新课标Ⅱ卷] 20XX 年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km 的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km 高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录．重力加速度的大小g 取10 m/s 2.

(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；

(2)实际上，物体在空气中运动时会受到

空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可

近似表示为f＝k v2，其中v为速率，k为阻

力系数，其数值与物体的形状、横截面积及

空气密度有关．已知该运动员在某段时间内

高速下落的v-t图像如图所示．若该运动员

和所带装备的总质量m＝100 kg，试估算该

运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力

系数．(结果保留1位有效数字)

24．[答案] (1)87 s8.7×102 m/s

(2)0.008 kg/m

[解析] (1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t，下落距离为s，在1.5 km高度处的速度大小为v，根据运动学公式有

v＝gt①

s＝1

2gt

2②

根据题意有

s＝3.9×104 m－1.5×103 m③

联立①②③式得

t＝87 s④

v＝8.7×102 m/s⑤

(2)该运动员达到最大速度v max时，加速度为零，根据牛顿第二定律有

mg＝k v2max⑥

由所给的v-t图像可读出

v max≈360 m/s⑦

由⑥⑦式得k＝0.008 kg/m ⑧

23．(18分)[2014·山东卷] 研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所

用时间)t0＝0.4 s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L ＝39 m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g取10 m/s2.求：

图甲

图乙

(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；

(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；

(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．

23．[答案] (1)8 m/s2 2.5 s(2)0.3 s(3)41 5

[解析] (1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0＝20 m/s，末速度v t＝0，位移s＝25 m，由运动学公式得

v20＝2as①

t＝v0 a ②

联立①②式，代入数据得

a＝8 m/s2③

t＝2.5 s④

(2)设志愿者反应时间为t′，反应时间的增加量为Δt，由运动学公式得

L＝v0t′＋s⑤

Δt＝t′－t0⑥

联立⑤⑥式，代入数据得

Δt＝0.3 s⑦

(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为

m ，由牛顿第二定律得

F ＝ma ⑧

由平行四边形定则得

F 20

＝F 2＋(mg )2⑨ 联立③⑧⑨式，代入数据得

F 0mg ＝41

5

⑩ 20XX 年高考物理真题分类汇编 专题4：曲线运动

20．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l .木块与圆盘的最大静摩擦

力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g ，加

速转动，用ω表示圆盘转动的角速度．下列说法正确的是( A ．b 一定比a 先开始滑动

B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等

C ．ω＝kg

2l

是b 开始滑动的临界角速度 D ．当ω＝

2kg

3l

时，a 所受摩擦力的大小为kmg 20．AC [解析] 本题考查了圆周运动与受力分析．a 与b 所受的最大摩擦力相等，而b 需要的向心力较大，所以b 先滑动，A 项正确；在未滑动之前，a 、b 各自受到的摩擦力等于其向心力，因此b 受到的摩擦力大于a 受到的摩擦力，B 项错误；b 处于临界状态时kmg ＝mω2·2l ，解得ω＝

kg

2l

，C 项正确；ω＝2kg

3l

小于a 的临界角速度，a 所受摩擦力没有达到最大值 ，D 项错误．

4．[2014·四川卷] 有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k ，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为( )

A.k v k 2－1

B.v 1－k 2

C.k v 1－k 2

D.v k 2－1

4．B [解析] 设河岸宽为d ，船速为u ，则根据渡河时间关系得d u

∶

d u 2－v 2

＝k ，解得

u ＝

v 1－k 2

，所以B 选项正确．

17．[2014·新课标Ⅱ卷] 如图，一质量为M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面

内；套在大环上质量为m 的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g .当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )

A ．Mg －5mg

B ．Mg ＋mg

C ．Mg ＋5mg

D ．Mg ＋10mg

17．C [解析] 小环在最低点时，对整体有T －(M ＋m )g ＝m v 2

R ，其中T 为轻杆对大环的

拉力；小环由最高处运动到最低处由动能定理得mg ·2R ＝1

2m v 2－0，联立以上二式解得T ＝

Mg ＋5mg ，由牛顿第三定律知，大环对轻杆拉力的大小为T ′＝T ＝Mg ＋5mg ，C 正确． 6．[2014·江苏卷] 为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时B

于该实验，下列说法中正确的有( )

A ．两球的质量应相等

B ．两球应同时落地

C ．应改变装置的高度，多次实验

D ．实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动

6．BC [解析] 由牛顿第二定律可知，只在重力作用下的小球运动

的加速度与质量无关，故A 错误；为了说明做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动， 应改变装置的高度，多次实验，且两球应总能同时落地，故B 、C 正确；该实验只能说明做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，而不能说明小球在水平方向上做匀速直线运动，故D 错误．

8．[2014·四川卷] (1)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v 0运动，得到不同轨迹．图中a 、b 、c 、d 为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A 时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置B 时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)．实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动．

8．(1)b c 不在

21．[2014·安徽卷] (18分)Ⅰ.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．

(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有________． a ．安装斜槽轨道，使其末端保持水平

b ．每次小球释放的初始位置可以任意选择

c ．每次小球应从同一高度由静止释放

d ．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平

抛起点O 为坐标原点，测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y ，图2中yx 2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________．

a b

c d

图2

图3

(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛的起点，在轨迹上任取三点A 、B 、C ，测得A 、B 两点竖直坐标y 1为5.0 cm ，y 2为45.0 cm ，A 、B 两点水平间距Δx 为40.0 cm.则平抛小球的初速度v 0为________m/s ，若C 点的竖直坐标y 3为60.0 cm ，则小球在C 点的速度v C 为________m/s(结果保留两位有效数字，g 取10 m/s 2)．

21．Ⅰ.D3(1)ac (2)c (3)2.0 4.0

[解析] Ⅰ.本题考查“研究平抛物体的运动”实验原理、理解能力与推理计算能力．(1)要保证初速度水平而且大小相等，必须从同一位置释放，因此选项a 、c 正确．

(2)根据平抛位移公式x ＝v 0t 与y ＝12gt 2，可得y ＝gx 2

2v 20

，因此选项c 正确．