2021年江蘇省高考物理試題(解析版)

1、 16/162021年江蘇省高考物理試題(解析版) 2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試物理（江蘇卷） 一、單項選擇題： 1.我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高。今年5月9日發(fā)射的“高分五號”軌道高度約為705km ，之前已運行的“高分四號”軌道高度約為36000km ，它們都繞地球做圓周運動。與“高分四號”相比，下列物理量中“高分五號”較小的是（ ） A. 周期 B. 角速度 C. 線速度 D. 向心加速度 【答案】A 【解析】 設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m ，軌道半徑為r ，地球的質(zhì)量為M ，衛(wèi)星繞地球勻速做圓周運動，由地球的萬有引力提供 向心力，則得：222 224Mm v G m r

2、m r m ma r T r = 得：2T =v =2GM a r = 可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期越大，而角速度、線速度和向心加速度越小，“高分五號”的軌道半徑比“高分四號”的小，所以“高分五號”較小的是周期，較大的是角速度、線速度和向心加速度，故A 錯誤，BCD 正確。 點睛：解決本題的關(guān)鍵是要掌握萬有引力提供向心力這一重要理論，知道衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、加速度與軌道半徑的關(guān)系，對于周期，也可以根據(jù)開普勒第三定律分析。 2.采用220 kV 高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電當(dāng)輸送功率一定時，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的1 4 ，輸電電壓應(yīng)變?yōu)椋?） A. 55 kV B. 110 kV

3、C. 440 kV D. 880 kV 【答案】C 【解析】 本意考查輸電線路的電能損失，意在考查考生的分析能力。當(dāng)輸電功率P =UI ，U 為輸電電壓，I 為輸電線路 中的電流，輸電線路損失的功率為P損=I2R，R為輸電線路的電阻，即P損= 2 P R U ? ? ? 。當(dāng)輸電功率一定時， 輸電線路損失的功率為原來的1 4 ，則輸電電壓為原來的2倍，即440V，故選項C正確。 點睛：本意以遠(yuǎn)距離輸電為背景考查輸電線路的電能損失，解題時要根據(jù)輸送電功率不變，利用輸電線路損失的功率P損=I2R解題。 3.某彈射管每次彈出的小球速度相等在沿光滑豎直軌道自由下落過程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只

4、小球忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的（） A. 時刻相同，地點相同 B.時刻相同，地點不同 C. 時刻不同，地點相同 D. 時刻不同，地點不同【答案】B 【解析】本題考查合運動與分運動的關(guān)系及時刻和位置的概念，意在考查考生的理解能力。彈射管在豎直方向做自 由落體運動，所以彈出小球在豎直方向運動的時間相等，因此兩球應(yīng)同時落地；由于兩小球先后彈出，且彈出小球的初速度相同，所以小球在水平方向運動的時間不等，因小球在水平方向做勻速運動，所以水平位移相等，因此落點不相同，故選項B正確。 點睛：本題以平拋運動為背景考查合運動與分運動的關(guān)系及時刻和位置的概念，解題時要注意彈射管沿光滑豎直軌道向下做自由落

5、體運動，小球彈出時在豎直方向始終具有跟彈射管相同的速度。 4.從地面豎直向上拋出一只小球，小球運動一段時間后落回地面忽略空氣阻力，該過程中小球的動能E k 與時間t的關(guān)系圖像是（） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 本題考查動能 的 概念和E k -t 圖象，意在考查考生的推理能力和分析能力。小球做豎直上拋運動時，速度 v =v 0-gt ，根據(jù)動能212k E mv = 得()2 012 k E m v gt =-，故圖象A 正確。 點睛：本題以豎直上拋運動為背景考查動能的概念和E k -t 圖象，解題的方法是先根據(jù)豎直上拋運動物體的速度特點寫出速度公式，在根據(jù)動能的概念寫出函數(shù)

6、方程，最后根據(jù)函數(shù)方程選擇圖象。 5.如圖所示，水平金屬板A 、B 分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將B 板右端向下移動一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢面，則該油滴（ ） A. 仍然保持靜止 B. 豎直向下運動 C. 向左下方運動 D. 向右下方運動 【答案】D 【解析】 本題考查平行板電容器的電場及電荷受力運動的問題，意在考查考生分析問題的能力。兩極板平行時帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則重力等于電場力，當(dāng)下極板旋轉(zhuǎn)時，板間距離增大場強減小，電場力小于重力；由于電場線垂直于金屬板表面，所以電荷處的電場線如圖所示，所以重力與電場力的合力偏向右下方，故粒子向右下方運動，選項D 正確。 點睛：

7、本題以帶電粒子在平行板電容器電場中的平衡問題為背景考查平行板電容器的電場及電荷受力運動的問題，解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)電場線與導(dǎo)體表面相垂直的特點，B 板右端向下，所以電場線發(fā)生彎曲，電場力方向改變。 二、多項選擇題： 6.火車以60m /s 的速率轉(zhuǎn)過一段彎道，某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10s 內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過了約10在此10s 時間內(nèi)，火車（ ） A. 運動路程為600m B. 加速度為零 C. 角速度約為1rad /s D. 轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4km 【答案】AD 【解析】 本題考查勻速圓周的概念，意在考查考生的理解能力。圓周運動的弧長s =vt =60 10m=600m ，選項A 正確；火車轉(zhuǎn)

8、彎是圓周運動，圓周運動是變速運動，所以合力不為零，加速度不為零，故選項B 錯誤；由題意得圓周運動的角速度10 3.1418010t ?= =?rad/s= 3.14 180 rad/s ，又v r =，所以60 1803.14 v r = = ?m=3439m ，故選項C 錯誤、D 正確。 點睛：本題以火車轉(zhuǎn)彎指南針偏轉(zhuǎn)為背景考查勻速圓周的概念，解答時要注意角度與弧度的換算關(guān)系 1rad 180 ?= 。 7.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O 點為彈簧在原長時物塊的位置。物塊由A 點靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運動，最遠(yuǎn)到達(dá)B 點。在從A 到B 的過程中，物塊（ ）

9、A. 加速度逐漸減小 B. 經(jīng)過O 點時的速度最大 C. 所受彈簧彈力始終做正功 D. 所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功 【答案】D 【解析】 【詳解】由于水平面粗糙且O 點為彈簧在原長時物塊的位置，所以彈力與摩擦力平衡的位置在OA 之間，加速度為零時彈力和摩擦力平衡，所以物塊在從A 到B 的過程中加速度先減小后反向增大，A 錯誤；物體在平衡位置處速度最大，所以物塊速度最大的位置在AO 之間某一位置，B 錯誤；從A 到O 過程中彈力方向與位移方向相同，彈力做正功，從O 到B 過程中彈力方向與位移方向相反，彈力做負(fù)功，C 錯誤；從A 到B 過程中根據(jù)動能定理可得0f W W -=彈克，即f

10、 W W 彈克=，即彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功，D 正確 8.如圖所示，電源E 對電容器C 充電，當(dāng)C 兩端電壓達(dá)到80 V 時，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C 放電放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C 充電這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光該電路（ ） A. 充電時，通過R 的電流不變 B. 若R 增大，則充電時間變長 C. 若C 增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大 D. 若E 減小為85 V ，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變 【答案】BCD 【解析】 本題考查電容器的充放電，意在考查考生的分析能力。電容器充電時兩端電壓不斷增大，所以電源與電容器極板間的電勢差不斷減小，因此充

11、電電流變小，選項A錯誤；當(dāng)電阻R增大時，充電電流變小，電容器所充電荷量不變的情況下，充電時間變長，選項B正確；若C增大，根據(jù)Q=CU，電容器的帶電荷量增大，選項C正確；當(dāng)電源電動勢為85V時，電源給電容器充電仍能達(dá)到閃光燈擊穿電壓80V時，所以閃光燈仍然發(fā)光，閃光一次通過的電荷量不變，選項D正確。 點睛：本題源自于2009年江蘇高考物理卷的第5題，以閃光燈發(fā)光問題為背景考查電容器的充放電問題，解題的關(guān)鍵是要弄清電路的工作原理和電容器 9.如圖所示，豎直放置的I形光滑導(dǎo)軌寬為L，矩形勻強磁場、的高和間距均為d，磁感應(yīng)強度為B質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進入磁場和時的速度相等金屬桿在導(dǎo)軌間的電

12、阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計，重力加速度為g金屬桿（） A. 剛進入磁場時加速度方向豎直向下 B. 穿過磁場的時間大于在兩磁場之間的運動時間 C. 穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4mgd D. 釋放時距磁場上邊界的高度h可能小于 22 44 2 m gR B L 【答案】BC 【解析】 本題考查電磁感應(yīng)的應(yīng)用，意在考查考生綜合分析問題的能力。由于金屬棒進入兩個磁場的速度相等，而穿出磁場后金屬桿做加速度為g的加速運動，所以金屬感進入磁場時應(yīng)做減速運動，選項A錯誤；對金屬 桿受力分析，根據(jù) 22 B L v mg ma R -=可知，金屬桿做加速度減小的減速運動，其進出磁場的v-t圖象如圖所 示

13、，由于0t1和t1t2圖線與t軸包圍的面積相等（都為d），所以t1（t2-t1），選項B正確；從進入磁場到進入磁場之前過程中，根據(jù)能量守恒，金屬棒減小的機械能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，所以Q1=mg2d，所以 穿過兩個磁場過程中產(chǎn)生的熱量為4mgd，選項C正確；若金屬桿進入磁場做勻速運動，則 22 B L v mg R -=， 得22mgR v B L =，有前面分析可知金屬桿進入磁場的速度大于22mgR B L ，根據(jù)22v h g =得金屬桿進入磁場的高度應(yīng) 大于22222 4444=22m g R m gR gB L B L ，選項 D 錯誤。 點睛：本題以金屬桿在兩個間隔磁場中運動時間相等為背

14、景，考查電磁感應(yīng)的應(yīng)用，解題的突破點是金屬棒進入磁場和時的速度相等，而金屬棒在兩磁場間運動時只受重力是勻加速運動，所以金屬棒進入磁場時必做減速運動。 三、簡答題 10.一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻 （1）如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時的實驗電路請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處_；_ （2）實驗測得的電阻箱阻值R 和電流表示數(shù)I ，以及計算的1 I 數(shù)據(jù)見下表: 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出1 R I -關(guān)系圖像_由圖像可計算出該干電池的電動勢為_V ；內(nèi)阻為_ R / 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I /A 0.15 0.17 0.19

15、0.22 0.26 1I /A 1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 （3）為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV 的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A 時，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為_V ；內(nèi)阻應(yīng)為_ 【答案】 (1). （1）開關(guān)未斷開 (2). 電阻箱阻值為零 (3). （2）圖像如圖所示： (4). 1.4（1.301.44都算對） (5). 1.2（1.01.4都算對） (6). （3）1.4（結(jié)果與（2）問第一個空格一致） (7). 1.0（結(jié)果比（2）問第二個空格小0.2） 【解析】 本

16、題考查測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗，意在考查考生的實驗數(shù)據(jù)處理能力和誤差分析能力。 （1）連接電路時電源應(yīng)與電路斷開，所以開關(guān)要斷開；另一錯誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣容易燒壞電流表和電源。 （2）將數(shù)據(jù)描點連線，做出一條傾斜的直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律E =I (R +r )得1 R E r I =? -，所以圖線的斜率表示電源電動勢()8 1.26.70 E -= -V=1.37V ，截距絕對值表示r =0.43.0=1.20；用電壓表與電流表 并聯(lián)，可測得電流表的內(nèi)阻3 3 66.0100.203310V A A U R I -?=?，考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響，則E =I (R +R

17、 A +r )，得()1 A R E R r I =? -+，所以圖線的斜率仍表示電動勢，電動勢的準(zhǔn)確值為1.37V ，圖線的截距表示（R A +r ），所以內(nèi)阻精確值為r =（1.20-0.20）=1.00。 點睛：本題考查應(yīng)用電流表和電阻箱測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗，本題創(chuàng)新之處在于用一個電壓表并聯(lián) 在電流表的兩端測出電流表的電阻，從而提高測量電源內(nèi)阻的精確度。 11.某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g。細(xì)繩跨過固定在鐵架臺上的輕質(zhì)滑輪，兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘。實驗操作如下： 用米尺量出重錘1底端距地面的高度H； 在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼； 左手將重錘2壓在地面上，

18、保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2，同時右手開啟秒表，在重錘1落地時停止計時，記錄下落時間； 重復(fù)測量3次下落時間，取其平均值作為測量值t。 請回答下列問題： （1）步驟可以減小對下落時間t測量的_（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）誤差。 （2）實驗要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小很多，主要是為了_。 A使H測得更準(zhǔn)確 B使重錘1下落的時間長一些 C使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2M D使細(xì)繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等 （3）滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差?，F(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差，可以在重錘1上粘上橡皮泥，調(diào)整橡皮泥質(zhì)量直至輕拉重錘1能觀察到其_下落。 （4）使用橡皮泥改進實驗后，重新進行實驗測量，并測出所

19、用橡皮泥的質(zhì)量為m0。用實驗中的測量量和已知量（M、H、m、m0、t）表示g，則g_。 【答案】(1). （1）偶然(2). （2）B (3). （3）勻速(4). （4） () 2 22M m m H mt + 【解析】 本題考查重力加速度的測量，意在考查考生的實驗探究能力。（1）時間測量是人為操作快慢和讀數(shù)問題帶來的誤差，所以屬于偶然誤差。（2）由于自由落體的加速度較大，下落H高度的時間較短，為了減小測量 時間的實驗誤差，就要使重錘下落的時間長一些，因此系統(tǒng)下降的加速度要小，所以小鉤碼的質(zhì)量要比重錘的質(zhì)量小很多。（3）為了消除滑輪的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重錘1上，輕拉重錘放手后若系統(tǒng)做勻

20、速運動，則表示平衡了阻力。（3）根據(jù)牛頓第二定律有()0mg M m m M a =+，又2 12 H at = ，解得()02 22M m m H g mt += 。 點睛：本題以連接體運動為背景考查重力加速度的測量，解題的關(guān)鍵是要弄清該實驗的原理，再運用所學(xué)的知識分析得出減小誤差的方法。 12.如圖所示，一支溫度計的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中紗布中的水在蒸發(fā)時帶走熱量，使溫度計示數(shù)低于周圍空氣溫度當(dāng)空氣溫度不變，若一段時間后發(fā)現(xiàn)該溫度計示數(shù)減小，則_ A. 空氣的相對濕度減小 B. 空氣中水蒸汽的壓強增大 C. 空氣中水的飽和氣壓減小 D. 空氣中水的飽和氣壓增大 【答案】A 【

21、解析】 溫度計示數(shù)減小說明蒸發(fā)加快，空氣中水蒸汽的壓強減小，選項B 錯誤；因空氣的飽和氣壓只與溫度有關(guān)，空氣溫度不變，所以飽和氣壓不變，選項C 、D 錯誤；根據(jù)相對濕度的定義，空氣的相對濕度減小，選項A 正確。 點睛：本題考查濕度溫度計的原理、分子速率分布的特點和熱力學(xué)第一定律，解題的關(guān)鍵是要理解熱力學(xué)的基本概念、弄清熱力學(xué)第一定律各物理量的含義，注意氣體等壓變化過程中（C A ）應(yīng)用W P V =?計算外界對氣體做的功。 13.一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T 1和T 2溫度下其分子速率分布的情況見右表則T 1_（選填“大于”“小于”或“等于”）T 2若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后

22、容器內(nèi)溫度均為T1，則在泄漏后的容器中，速率處于400500 m/s 區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比_（選填“大于”“小于”或“等于”）18.6% 【答案】 (1). 大于 (2). 等于 【解析】 分子速率分布與溫度有關(guān)，溫度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子數(shù)所占比例增加，速率小的分子數(shù)所占比例減小，所以T 1大于T 2；泄漏前后容器內(nèi)溫度不變，則在泄漏后的容器中，速率處于400500 m/s 區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不變，仍為18.6% 14.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A 時壓強為52.010Pa ?，經(jīng)歷A B C A 的過程，整個過程中對外界放出61.4J

23、熱量。求該氣體在A B 過程中對外界所做的功。 【答案】138.6J 【解析】 整個過程中，外界對氣體做功W=W AB+W CA，且W CA=p A（V CV A） 由熱力學(xué)第一定律U=Q+W，得W AB=（Q+W CA） 代入數(shù)據(jù)得W AB=138.6 J，即氣體對外界做的功為138.6 J 15.梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波() A. 是橫波 B. 不能在真空中傳播 C. 只能沿著梳子搖動的方向傳播 D. 在空氣中的傳播速度約為8 310/ m s ? 【答案】AD 【解析】 搖動的梳子在空中產(chǎn)生電磁波，電磁波是橫波，選項A正確；電磁波能在真空中傳播，選項B

24、錯誤；電磁波傳播的方向與振動方向垂直，選項C錯誤；電磁波在空氣中傳播的速度約為光速，選項D正確。 16.兩束單色光A、B的波長分別為A、B，且AB，則_（選填“A”或“B”）在水中發(fā)生全反射時的臨界角較大用同一裝置進行楊氏雙縫干涉實驗時，可以觀察到_（選填“A”或“B”）產(chǎn)生的條紋間距較大 【答案】(1). A(2). A 【解析】 波長越長，頻率越小，折射率越小，根據(jù)臨界角 1 sin C n =，可知波長越大臨界角越大，所以A光的臨界角 大；雙縫干涉條紋的間距 l x d ?=，因為A光的波長較長，所以A光產(chǎn)生的條紋間距較大。 17.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x=0 和x=0.6 m

25、處兩個質(zhì)點A、B的振動圖象如圖所示已知該波 的波長大于0.6 m ，求其波速和波長 【答案】v =2 m/s ； =0.8 m 【解析】 由圖象可知，周期T =0.4 s 由于波長大于0.6 m ，由圖象可知，波從A 到B 的傳播時間t =0.3 s 波速x v t ?= ?，代入數(shù)據(jù)得v =2 m/s 波長=vT ，代入數(shù)據(jù)得=0. 8 m 18.已知A 和B 兩種放射性元素的半衰期分別為T 和2T ，則相同質(zhì)量的A 和B 經(jīng)過2T 后，剩有的A 和B 質(zhì)量之比為_ A. 1:4 B. 1:2 C. 2:1 D. 4:1 【答案】B 【解析】 根據(jù)半衰期公式012t m m ?= ? ?，經(jīng)

26、過2T ，A 剩有的質(zhì)量為2012T T A m m ?= ? , B 剩有的質(zhì)量為22012T T B m m ?= ? ? , 故m A :m B =1:2，選項B 正確。 點睛：本題考查半衰期，解題的關(guān)鍵是要熟記上述規(guī)律公式，并會應(yīng)用上述公式解題。 19.光電效應(yīng)實驗中，用波長為0的單色光A 照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出當(dāng)波長為 2 的單色光B 照射該金屬板時，光電子的最大初動能為_，A 、B 兩種光子的動量之比為_ （已知普朗克常量為h 、光速為c ） 【答案】 (1). hc 0 (2). 1:2 【解析】 根據(jù)光電效應(yīng)方程0k E h W =-，又c =，所以有00

27、0hc W = -，00 2k hc E W = -解得0 k hc E = ；又光子 動量h p = ，所以A 、B 兩種光子的動量之比為1:2. 20.如圖所示，懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m ，運動速度的大小為v ，方向向下經(jīng)過時間t ，小球的速度大小為v ，方向變?yōu)橄蛏虾雎钥諝庾枇Γ亓铀俣葹間 ，求該運動過程中，小球所受彈簧彈力沖量的大小 【答案】2F I mv mgt =+ 【解析】 取向上為正方向，動量定理mv （mv ）=I 且I F mg t =（） 解得2F I Ft mv mgt =+ 四、計算題: 21.如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為，間距

28、為d 導(dǎo)軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B ，方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為m 的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距底端的距離為s ，導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流金屬棒被松開后，以加速度a 沿導(dǎo)軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g 求下滑到底端的過程中，金屬棒： （1）末速度的大小v ； （2）通過的電流大小I ； （3）通過的電荷量Q 【答案】（12as 2）(sin )m g a dB -；（3）2(sin ) asm g a dBa -； 【解析】 （1）勻加速直線運動v 2=2as 解得2v as = （2）安培力F 安=IdB金屬棒所受合力 F mgsin F = 安

29、牛頓運動定律F=ma 解得 sin? m g a I dB = （） （3）運動時間 v t a =電荷量Q=It 解得 2sin asm g a Q （） - = 點睛：本題是通電金屬棒在磁場中勻加速運動的問題，考生易誤認(rèn)為是電磁感應(yīng)問題而用電磁感應(yīng)規(guī)律求解。 22.如圖所示，釘子A、B相距5l，處于同一高度細(xì)線的一端系有質(zhì)量為M的小物塊，另一端繞過A固定于B質(zhì)量為m的小球固定在細(xì)線上C點，B、C間的線長為3l用手豎直向下拉住小球，使小球和物塊都靜止，此時BC與水平方向的夾角為53松手后，小球運動到與A、B相同高度時的速度恰好為零，然后向下運動忽略一切摩擦，重力加速度為g，取sin53=0.

30、8，cos53=0.6求： （1）小球受到手的拉力大小F； （2）物塊和小球的質(zhì)量之比M:m； （3）小球向下運動到最低點時，物塊M所受的拉力大小T 【答案】（1） 5 3 F Mg mg =-（2）6 M m =（3）() 8 5 mMg T m M = +（ 48 55 T mg =或 8 11 T Mg =） 【解析】 （1）設(shè)小球受AC、BC的拉力分別為F1、F2 F1sin53=F2cos53F+mg=F1cos53+ F2sin53且F1=Mg 解得 5 3 F Mg mg =- （2）小球運動到與A、B相同高度過程中 小球上升高度h1=3l sin53，物塊下降高度h2=2l 機

31、械能守恒定律mgh1=Mgh2 解得 6 5 M m = （3）根據(jù)機械能守恒定律，小球回到起始點設(shè)此時AC方向的加速度大小為a，重物受到的拉力為T 牛頓運動定律MgT=Ma小球受AC的拉力T=T 牛頓運動定律Tmg cos53=ma 解得 8 5 mMg T m M = + （） （ 488 5511 T mg T Mg = 或） 點睛：本題考查力的平衡、機械能守恒定律和牛頓第二定律。解答第（1）時，要先受力分析，建立豎直方向和水平方向的直角坐標(biāo)系，再根據(jù)力的平衡條件列式求解；解答第（2）時，根據(jù)初、末狀態(tài)的特點和運動過程，應(yīng)用機械能守恒定律求解，要注意利用幾何關(guān)系求出小球上升的高度與物塊下降的高度；解答第（3）時，要注意運動過程分析，弄清小球加速度和物塊加速度之間的關(guān)系，因小球下落過程做的是圓周運動，當(dāng)小球運動到最低點時速度剛好為零，所以小球沿AC方向的加速度（切向加速度）與物塊豎直向下加速度大小相