2015高考物理力學(xué)綜合一輪復(fù)習(xí)題含答案和解釋

1、2015高考物理力學(xué)綜合一輪復(fù)習(xí)題（含答案和解釋?zhuān)┙獯痤}專(zhuān)練卷（一）力學(xué)綜合1 .如圖1所示，蹦床運(yùn)動(dòng)員正在訓(xùn)練大廳內(nèi)訓(xùn)練，大廳內(nèi)蹦床的床面到天花板的距離是7.6m,在蹦床運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練室內(nèi)的墻壁上掛著一面寬度為1.6m的旗幟。身高1.6m的運(yùn)動(dòng)員頭部最高能夠上升到距離天花板1m的位置。在自由下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員從腳尖到頭頂通過(guò)整面旗幟的時(shí)間是0.4s,重力加速度為10m/s2,設(shè)運(yùn)動(dòng)員上升和下落過(guò)程中身體都是挺直的，求：圖1（1）運(yùn)動(dòng)員的豎直起跳的速度；（2）運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)身體通過(guò)整幅旗幟過(guò)程中的平均速度；（3）旗幟的上邊緣距離天花板的距離。2 .（2014?江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考）如圖2（a）所示，小球

2、甲固定于足夠長(zhǎng)光滑水平面的左端，質(zhì)量m=0.4kg的小球乙可在光滑水平面上滑動(dòng)，甲、乙兩球之間因受到相互作用而具有一定的勢(shì)能，相互作用力沿二者連線且隨間距的變化而變化?，F(xiàn)已測(cè)出勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律如圖（b）所示中的實(shí)線所示。已知曲線最低點(diǎn)的橫坐標(biāo)x0=20cm,虛線為勢(shì)能變化曲線的漸近線，虛線為經(jīng)過(guò)曲線上x(chóng)=11cm點(diǎn)的切線，斜率絕對(duì)值k=0.03J/cm。圖2試求：（1）將小球乙從x1=8cm處由靜止釋放，小球乙所能達(dá)到的最大速度為多大？（2）小球乙在光滑水平面上何處由靜止釋放，小球乙不可能第二次經(jīng)過(guò)x0=20cm的位置？并寫(xiě)出必要的推斷說(shuō)明。（3）小球乙經(jīng)過(guò)x=11cm時(shí)加速度大小和方向

3、。3 .如圖3所示，物塊A的質(zhì)量為M物塊B、C的質(zhì)量都是m都可看作質(zhì)點(diǎn)，且m<M<2mA與B、B與C用不可伸長(zhǎng)的輕線通過(guò)輕滑輪連接，A與地面用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接，物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離都是L。若物塊A距滑輪足夠遠(yuǎn)，且不計(jì)一切阻力，則：圖3（1）若將B與C間的細(xì)線剪斷，求A下降多大距離時(shí)速度最大；（2）若將物塊A下方的輕彈簧剪斷后，B物體將不會(huì)著地，求在這種情況下物塊A上升時(shí)的最大速度和物塊A上升的最大、kI、<局度。4 .（2014?濟(jì)南測(cè)試）如圖4所示，在高出水平地面h=1.8m的光滑平臺(tái)上放置一質(zhì)量M=2kg、由兩種不同材料連接成一體的薄板A,其右

4、段長(zhǎng)度11=0.2mfi表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B,其質(zhì)量m1kg。B與A左段間動(dòng)摩擦因數(shù)p=0.4。開(kāi)始時(shí)二者均靜止，現(xiàn)對(duì)A施加F=20N水平向右的恒力，待B脫離A（A尚未露出平臺(tái)）后，將A取走。B離開(kāi)平臺(tái)后的落地點(diǎn)與平臺(tái)右邊緣的水平距離x=1.2m（取g=10m/s2）求：圖4（1）B從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛脫離A時(shí)，B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和位移xB。（2）A左端的長(zhǎng)度12。5.（2014?鹽城測(cè)試）經(jīng)過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)期觀測(cè)，人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)它們的研究，使我們對(duì)宇宙中物質(zhì)的存在形式和分布情況有了較深刻的認(rèn)識(shí)，雙星系統(tǒng)由兩個(gè)星體組成，其中每個(gè)星體的大小都遠(yuǎn)

5、小于兩星體之間的距離，一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn)，可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)來(lái)處理（即其它星體對(duì)雙星的作用可忽略不計(jì)），現(xiàn)根據(jù)對(duì)某一雙星系統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量確定；該雙星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量都是m兩者相距L,它們正圍繞兩者連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（1）試計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T1。（2）若實(shí)際中觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)2,T2與T1并不是相同的，目前有一種流行的理論認(rèn)為，在宇宙中可能存在一種觀測(cè)不到的暗物質(zhì)，它均勻地充滿整個(gè)宇宙，因此對(duì)雙星運(yùn)動(dòng)的周期有一定的影響，為了簡(jiǎn)化模型，我們假定在如圖5所示的球體內(nèi)（直徑看作L）均勻分布的這種暗物質(zhì)才對(duì)雙星有引力的作用，不考慮其他暗物質(zhì)對(duì)雙星的影響，已知這種暗物質(zhì)的

6、密度為p,求T1：T2。6.如圖6所示，AB是一段位于豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道，半徑為R,末端B處的切線方向水平。一個(gè)質(zhì)量為m的小球從軌道頂端A處由靜止釋放，滑到B端時(shí)小球?qū)壍赖膲毫?mg平拋飛出落到地面上的C點(diǎn)，軌跡如圖中虛線BC所示。已知它在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移OC=L?，F(xiàn)在軌道下方緊貼B點(diǎn)安裝一水平傳送帶。傳送帶的右端與B的距離為L(zhǎng)/2。當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，讓小球再次從A點(diǎn)由靜止釋放，它離開(kāi)軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出，仍然落在地面的C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。圖6（1）求小球滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）求小球與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)林;（3）如果傳送帶向右轉(zhuǎn)動(dòng)，小球從A處滑到傳送

7、帶上受到向右摩擦力，求落地點(diǎn)距離O點(diǎn)多遠(yuǎn)？答案1.解析：（1）運(yùn)動(dòng)員頭頂上升過(guò)程的位移為x=7.6m-1.6m1m=5m根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式v2=2gx運(yùn)動(dòng)員的起跳速度v=2gx=2X10X5m/s=10m/s(2)運(yùn)動(dòng)員下落過(guò)程中身體通過(guò)旗幟過(guò)程的位移x'=1.61.6m=3.2m平均速度v=x't=3.20.4=8m/s(3)設(shè)旗幟的上邊緣距離運(yùn)動(dòng)員頭頂能夠到達(dá)的最高位置的距離為h,運(yùn)動(dòng)員身高為1,運(yùn)動(dòng)員自由下落過(guò)程中腳尖到達(dá)旗幟上沿所用的時(shí)間為t1,這段時(shí)間內(nèi)，頭頂自由下落的位移為h1,根據(jù)自由落體位移公式h-1=12gt21所以t1=2h1g設(shè)運(yùn)動(dòng)員自由下落過(guò)程中頭頂離開(kāi)旗幟下

8、沿所用的時(shí)間為t2這段時(shí)間內(nèi)，頭頂自由下落的位移為h+d,根據(jù)自由落體位移公式h+d=12gt22所以t2=2h+dg根據(jù)題意t=t211化簡(jiǎn)即得h=gt28+2d2gt2=3.4m旗幟的上邊緣距離天花板的距離h'=3.4m+1m=4.4m答案：(1)10m/s(2)8m/s(3)4.4m2,解析：(1)球乙運(yùn)動(dòng)到x0=20cm位置時(shí)勢(shì)能最少，速度最大，由能量守恒：0+Ep1=12mv2m0解得vm=2Ep1m=1m/s。(2)在0<x<6cm區(qū)間內(nèi)將小球乙由靜止釋放，不可能第二次經(jīng)過(guò)x0o原因：在0<x<20cm區(qū)間內(nèi)兩球之間作用力為排斥力，在20cm<

9、x<s區(qū)間內(nèi)兩球之間作用力為吸引力，無(wú)窮遠(yuǎn)處和6cm處的勢(shì)能均為0.27J。若小球乙的靜止釋放點(diǎn)在6cm<x<°區(qū)間，小球乙將做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，多次經(jīng)過(guò)x0=20cm的位置。而靜止釋放點(diǎn)在0<x<6cm區(qū)間內(nèi)時(shí)，初態(tài)勢(shì)能大于0.27J,小球乙將會(huì)運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處而無(wú)法返回，只能經(jīng)過(guò)x0位置一次。(3)x3=11cm處的切線斜率絕對(duì)值k=0.03J/cm=3J/m表明此處乙球受到甲球F=3N的排斥力，所以，乙球在x3=11cm處時(shí)，加速度大小a=Fm=7.5m/s2。方向沿x軸正方向答案：(1)1m/s(2)見(jiàn)解析(3)7.5m/s2方向沿x軸正方向3.解析：(1

10、)開(kāi)始彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，其伸長(zhǎng)量x1=2m-Mkg若將B與C間的線剪斷，A將下降，B將上升，當(dāng)它們的加速度為零時(shí)A的速度最大，此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，其壓縮量x2=M-mkg所以，A速度最大時(shí)下降的距離x=x1+x2=mgk(2)A、B、C三物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。BC下降L,A上升L時(shí)，A的速度達(dá)到最大。有：2mgL-MgL=12(M+2m)v2v=22nlMgL2m+m當(dāng)C著地后，AB兩物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。若B物體不會(huì)著地，則有：Mgh-mgh=12(M+m)v2h=M+mv22M一口gh=L+h=L+M+mv22Hg=L+M+m2m-MLU-m2ni+M答案：(I)鳴k22mMgL2m+

11、ML+M+m2m-MLM-m2ni+M4.解析：(1)B離開(kāi)平臺(tái)做平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向有h=12gt2水平方向有x=vBt由式解得vB=xg2h代入數(shù)據(jù)求得vB=2m/s設(shè)B的加速度為aB,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得：口mg=maB®vB=aBtxB=12aBt2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得tB=0.5sxB=0.5m(2)設(shè)B剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)A的速度為v1,由動(dòng)能定理得Fl1=12Mv21設(shè)B運(yùn)動(dòng)時(shí)A的加速度為aA由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有Fmg=MaA12+xB=v1tB+12aAt2B?聯(lián)立？式，代入數(shù)據(jù)解得12=1.5m?答案：(1)0.5s0.5m(2)1.5m5,解析：(1)兩星的角

12、速度相同，故F=mr1321;F=mr2w21而F=Gm?mL2可得r1=r2兩星繞連線的中點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，則Gm2L2=m?L2%21解得w1=2GmL3®所以T1=2兀川1=2兀2GmL32兀L32Gm(2)由于暗物質(zhì)的存在，雙星的向心力由兩個(gè)力的合力提供，則Gm2L2+GmM12L2m?12L%2M為暗物質(zhì)質(zhì)量，M=pV=p?437tL23解和式得：3=2GmL343Gp?？汕蟮茫篢2=2兀3=2兀2GmL3+43Gp兀聯(lián)立式解得：T1:T2=1+2p兀L33m：1答案：(1)2兀L32Gm(2)1+2p兀L33m：16.解析：(1)設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為v1F-mg=mv21R由牛頓第三定律可得F=3mg解得v1=2gR(2)兩次平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，設(shè)為tL=v1t設(shè)在傳送帶右端運(yùn)動(dòng)速度為v2,L2=v2t在靜止傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2pg?L2=v22-v21解得小球與傳送帶之間的動(dòng)摩擦