2015年高考物理模拟题集锦计算题

2015年高考物理模拟题集锦计算题主要针对新课标Ⅰ24题1.（16分）瑞士的日内瓦天文观测所、法国上普罗旺斯及格瑞诺布天文观测所、麻州剑桥的天体物理学中心，以及以色列特拉维夫大学组成的国际天文学家小组日前宣布，在太阳系之外又发现了11个星球，其中包括一个巨大的星球HD28185，其轨道跟地球的十分类似。如果有一个人站在星球HD28185表面，用一根长1m,只能承受41N拉力的绳子,拴着一个质量为3kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离星球表面h=6m,转动中小球在最低点时绳子断了.试问:（设该星球表面的重力加速度为地球的16）(1)绳子断时小球运动的角速度多大?(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离?答案(16分)(1)在该星球上的重力为：G=6mg（3分）绳子断裂时：2FGmR（2分）；23/ms（3分）(2)设手离地面的距离为1h（2分）；211*26gth（2分）6ts（2分）断裂的时候的速度为：23/vRms（2分）；62xvtm（2分）2.如图10，A、B为半径R＝1m的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着E＝1×106V/m、竖直向上的匀强电场，有一质量m＝1kg、带电荷量q＝＋15hhRm1.4×10－5C的物体(可视为质点)，从A点的正上方距离A点H处由静止开始自由下落(不计空气阻力)，BC段为长L＝2m、与物体间动摩擦因数μ＝0.2的粗糙绝缘水平面，CD段为倾角θ＝53°且离地面DE高h＝0.8m的斜面．(取g＝10m/s2)图10(1)若H＝1m，物体能沿轨道AB到达最低点B，求它到达B点时对轨道的压力大小；(2)通过你的计算判断：是否存在某一H值，能使物体沿轨道AB经过最低点B后最终停在距离B点0.8m处；(3)若高度H满足：0.85m≤H≤1m，请通过计算表示出物体从C处射出后打到的范围．(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.不需要计算过程，但要有具体的位置，不讨论物体反弹以后的情况)答案、（16分）解析(1)物体由初始位置运动到B点的过程中根据动能定理有mg(R＋H)－qER＝12mv2B…………………………………2分到达B点时由支持力FN、重力、电场力的合力提供向心力FN－mg＋qE＝mv2BR，解得FN＝8N……………………………………2分根据牛顿第三定律，可知物体对轨道的压力大小为8N，方向竖直向下……………………………………1分(2)要使物体沿轨道AB到达最低点B，当支持力为0时，最低点有个最小速度v，则qE－mg＝mv2R解得v＝2m/s……………………………………2分在粗糙水平面上，由动能定理得：－μmgx＝－12mv2，所以x＝1m0.8m……………………………………3分故不存在某一H值，使物体沿着轨道AB经过最低点B后，停在距离B点0.8m处．(3)在斜面上距离D点59m范围内(如图PD之间区域)在水平面上距离D点0.2m范围内(如图DQ之间区域)…………………………6分3.（18分）如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿，滑竿上端固定，下端悬空。为了研究学生沿竿的下滑情况，在竿的顶部装有一拉力传感器，可显示竿的顶端所受拉力的大小。现有一质量m=50kg的学生（可视为质点）从上端由静止开始滑下，5s末滑到竿底时速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示，g取。求：（1）该学生下滑过程中的最大速度；（2）1-5s传感器显示的拉力F的大小；（3）滑竿的长度答案.（18分）解：解：解：（1）滑杆对人的作用力与人对滑杆的拉力是一对作用力与反作用力，由图象可知，0-1s内，滑竿对人的作用力的大小为380N，方向竖直向上，人向下作匀加速运动。以人为研究对象，根据牛顿第二定律有：（2分）1s末人的速度为：（2分）1s末-5s末，滑杆对人的拉力为大于500N，人作匀减速运动，5s末速度为零，所以1s末人的速度达到最大值由以上两式代入数值解得：（2分）（2）F=530N（4分）（3）滑竿的长度等于人在滑竿加速运动和减速运动通过的位移之和加速运动的位移：（3分）减速运动的位移：（3分）滑竿的总长度：（2分）4、斜面高2hm，一个可视为质点的小木块1mkg从最高点A沿固定斜面AC（倾角为53）进入水平地面，木块与斜面、地面的动摩擦因数均为0.5。在水平地面右端放置一个半径为0.4rm的光滑半圆弧，放置的位置可以调节。设CD距离为x。（1）要使小木块能通过圆弧最高点，它在E点速度至少是多大？；（2）要使小木块能通过圆弧最高点，它在D点对地面的压力至少是多大；（3）假定斜面高度h不变,改变斜面倾角,同时保证物体质量m、动摩擦因数和圆弧半径不变要使小木块刚好通过圆弧最高点后刚好落在C点，求斜面倾角的正切值。答案、（1）E点：2Evmgmr2/Evgrms（2）机械能守恒：2211222DEmvmvmgr2DvNmgmr6Nmg由牛三可得，压力：'6NNmg（3）设OC长为s，CD长为x摩擦做功为：cosfWmgACmgCDmgsxOACDE由平抛：20.8122EEvgrxvtmrgt动能定理：2121.22Emghmgsxmgrmvsm5tan3hs5.如图所示，将小物体（可视为质点）置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的恒力F拉动纸板，拉力大小不同，纸板和小物体的运动情况也不同。若纸板的质量m1=0.1kg，小物体的质量m2=0.4kg，小物体与桌面右边缘的距离d=0.15m，已知各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2。求：⑴当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的摩擦力大小；⑵拉力F满足什么条件，小物体才能与纸板发生相对滑动；⑶若拉力作用0.3s时，纸板刚好从小物体下抽出，通过计算判断小物体是否会留在桌面上。答案.（16分）⑴当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的滑动摩擦力gmmf)(211（2分）代入数据，解得f1=1N（2分）（2）在力F作用下，纸板和小物体一起加速运动，随力F增大，加速度增大，小物体受到的静摩擦力也增大，直到达到最大静摩擦力gmf22（1分）此时,小物体的加速度为两者一起运动的最大加速度gmfam22（1分）对整体，根据牛顿第二定律有mmammgmmF)()(2121（2分）解得Fm=)(221mmg=2N（1分）所以，F＞2Ｎ时小物体与纸板有相对滑动。（1分）⑶纸板抽出前，小物体在滑动摩擦力作用下做加速运动，加速度为gmgma222（1分）第23题图Fd0.3s离开纸板时通过的距离22121tax=0.09m；速度tav210.6m/s。（2分）纸板抽出后，小物体在桌面上受滑动摩擦力作用做匀减速运动，加速度大小也为a2，小物体减速运动可能的最大距离为22122avx=0.09m，（1分）则小物体在桌面上可能运动的总距离dmxxs18.021（1分）因此小物体不会留在桌面上。（1分）6．（16分，深圳市2014届高三2月第一次调研）如图甲所示，在倾角为370的粗糙斜面的底端，一质量m=1kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连。t=0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图象如图乙所示，其中oab段为曲线，bc段为直线，在t1=0.1s时滑块已上滑s=0.2m的距离，g取10m/s2。求：（1）物体离开弹簧后在图中bc段对应的加速度a及动摩擦因数μ的大小（2）t2=0.3s和t3=0.4s时滑块的速度v1、v2的大小；（3）锁定时弹簧具有的弹性势能pE．答案.（16分)解：（1）由图象可知0.1s物体离开弹簧向上做匀减速运动，加速度的大小22/10/1.02.012smsma……2分根据牛顿第二定律，有：200/1037cos37sinsmmmgmga……2分解得：5.0……2分（2）根据速度时间公式，得：t2=0.3s时的速度大小01.010101atvv……2分0.3s后滑块开始下滑，下滑的加速度200/237cos37sinsmmmgmga……2分t2=0.4s时的速度大小smtav/2.01.022……2分（3）由功能关系可得：JsmgmgsmvEP437cos37sin21002……4分7、山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动．一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37°的斜坡，BC是半径为R=5m的很小圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于c，如图所示，AB竖直高度差hl=9.8m，竖直台阶CD高度差为h2=5m，台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连．运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上（不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）运动员到达C点的速度大小；（2）运动员经过C点时轨道受到的压力大小；（3）运动员在空中飞行的时间．答案、解（1）由A到C，对运动员由机械能守恒定律得：根据机械能守恒定律有mgh1=mvC2/2解得运动员到达C点的速度vC=14m/s；（2）C处对运动员，由牛顿第二定律得：NC-mg=mvC2/R解得：NC=3936N（3）从C处平抛飞出，由平抛运动的规律得：x=vCty=gt2/2tan37°=(y-h2)/x解得：t=2.5s8.（16分，原创）随着航天技术的发展，越来越多的人造天体在太空中发挥重要作用。人造天体的质量是用来检测人造天体运行情况，计算人造天体轨道的重要参数。1966年第一次在地球的上空完成了人造天体的质量测量实验。实验时，用双子星号宇宙飞船m1去接触正在轨道上匀速运行的火箭组m2（后者的发动机已经熄火）。接触后，开动双子星号的飞船的推进器，使飞船和火箭组共同做匀加速直线运动。。推进器的平均推力F等于910N，表格记录了火箭组在不同时刻的速率，部分数据列于表格中。已知m1=3400kg。求：（1）飞船和火箭组的加速度大小；（2）火箭组m2的质量；（3）火箭组加速阶段的位移。（结果保留3位有效数字）答案16分（1）0.13m/s25分时刻（秒）速度（米每秒)00.06520.06540.26060.52080.780（2）3600kg5分（3）2.32m6分（1）212/13.04826.078.0asmtvv（2）13.03400910m221mamF合m2=3600kg（3）mxattvxsav32.25.513.0215.5065.0215.513.0065.0780.0t2209、（16分）如图所示，绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的，且矩形的下边EH与桌面相接。三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场，其场强大小比例为1：1：2。现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区，初速度方向水平向右，滑块最终恰从D点射出场区，已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等，桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125，重力加速度为g，滑块可以视作质点。求：（1）滑块进入CDHG区域时的速度大小。（2）滑块在ADHE区域运动的总时间。答案、（16分）（1）2gLvG（2）gLt410．（16分）一个光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细线连接着，它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成300夹角。已知B球的质量为m，求：（1）细绳对B球的拉力和A球的质量；（2）若剪断细线瞬间A球的加速度；（3）剪断细线后，B球