2024年高考物理試題分類匯編共16個模塊

2024年高考物理試題分類匯編及答案解析（16個專題）

書目

專題一直線運動.................................................1

專題二相互作用.................................................5

專題三牛頓運動定律.............................................8

專題四曲線運動.................................................16

專題五萬有引力與航天..........................................23

專題六機械能守恒定律..........................................27

專題七靜電場..................................................35

專題八恒定電流................................................47

專題九磁場....................................................50

專題十電磁感應................................................61

專題十一溝通電與傳感器.........................................67

專題十二力學試驗...............................................69

專題十三電學試驗...............................................78

專題十四選修3—3...................................................................................................................89

專題十五選修3—4..................................................................................................................93

專題十六選修3—5..................................................................................................................98

專題一、直線運動

一、選擇題

1.（全國新課標I卷，21）甲、乙兩車在平直馬路上同向Av/m-s-'甲

行駛，其V—圖像如圖所示。已知兩車在r=3s時并排行駛，3（）1-乙

則（）。2°|

A.在,=ls時，甲車在乙車后匕彳；

B.在「=。時，甲車在乙車前7.5m-------2------3~^7s

C.兩車另一次并排行駛的時刻是"2s

D.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿馬路方向的距離為40m

【答案】BD

【解析】依據(jù)吁，圖，甲、乙都沿正方向運動。f=3s時，甲、乙相遇，喔=30m/s,

v乙=25m/s,由位移和v—圖面積對應關系，0?3內(nèi)的位移：=^-x3x30m=45m,

9=；x3x（10+25）m=52.5m。故r=0時，甲乙相距用=吆-演,=7.5m,即甲在乙前方

7.5m,B選項正確。

0~1內(nèi)，踴'=gxlxlOm=5m,^=^xlx（10+15）m=12.5m,%=無乙'-<=7.5m,

說明甲、乙第一次相遇。A、C錯誤。

甲、乙兩次相遇地點之間的距離為彳=握-痛'=45m-5m=40m,所以D選項正確。

2.（全國新課標n卷，19）兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質(zhì)量大

于乙球質(zhì)量.兩球在空氣中從靜止起先下落，假設它們運動時受到的阻力與

球的半徑成正比，與球的速率無關.若它們下落相同的距離，則（）。

A.甲球用的時間比乙球長

B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功。

【答案】BD

【解析】由已知可設/=初①則受力分析得：

/=叫-/②

7*1=ma③

m=-47iR&-pG④

k

由①②③④得a=g-4-；

由加甲〉〃^乙p甲=「乙可'次口a甲>a乙C專昔

由v-t圖可知甲乙位移相同，貝U:

為>以B對

/甲</乙A錯

由功的定義可知%>=/?%七=打于甲〉于乙

：J

則%克服>唯克服D對

3.（全國新課標HI卷，16）.一質(zhì)點做速度漸漸增大的勻加速直線

Img

運動，在時間間隔力內(nèi)位移為S,動能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質(zhì)點的加

速度為（）0

A.1B.與C：D.當

產(chǎn)2t,產(chǎn)r*

【答案】A

【解析】設初速度為匕，末速度為%，依據(jù)題意可得

9--mv[=—mv[,解得匕=3匕，依據(jù)v=可

得3匕=匕+。/,解得/=￡■,代入s=卬+；。/可得a=+,

故A正確；

4.（上海卷，14）物體做勻加速直線運動，相繼經(jīng)過兩段距離為16m的路程，

第一段用時4s,其次段用時2s,則物體的加速度是（）。

（A）—m/s2（B）—m/s2（C）—m/s2（D）—m/s2

3399

【答案】B

【解析】依據(jù)題意，物體作勻加速直線運動，t時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻

—16

的瞬時速度，在第一段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度：V.=V.=一m/s;在其次段

4

—16

時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度為：v2=v2=—m/s;則物體加速度為：

a=—~—=-——mls=-mls,故B正確

t33

5.（江蘇卷，5）小球從肯定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次

下落，重復上述運動，取小球的落地點為原點建立坐標系，豎直向上為正方向，

下列速度v和位置元的關系圖象中，能描述該過程的是（）。

(A)(B)(C)(D)

【答案】A。【難】上毛談為上升連逑，工坐段為下落過程。

【解析】由題意知，小球在下落的過程中速度方向向下，與題目中規(guī)定的正方向

相反，為負值，c、D錯；小球的運動為勻變速運動，依據(jù)%2=2辦可知速度

與時間的關系為二次函數(shù)，故A正確，B錯。上半段為上升過程

6.（海南卷，1）在地面上方某一點將一小球以肯定的初速度沿水平方向拋出,

不計空氣阻力，則小球在隨后的運動中（）。

A.速度和加速度的方向都在不斷變更

B.速度與加速度方向之間的夾角始終減小

C.在相等的時間間隔內(nèi)，速率的該變量相等

D.在相等的時間間隔內(nèi)，動能的變更量相等。

【答案】B

【解析】物體做平拋運動，說明加速度不變，速度的大小和方向盡管在變更，A

錯；如圖所示，tan61=—,隨著時間t的變大，tan6變小，則6變小，選項B

gt

正確；依據(jù)加速度定義可知Av=gAf,則在等時間間隔內(nèi)，速度的變更量等，C

錯誤C錯誤；依據(jù)動能定理，在等時間間隔內(nèi)，動能的該變量等于重力的功，由

于平拋在豎直方向上，在等時間內(nèi)位移不等，故D錯誤。

二、計算題

1、（四川卷10題17分）

避險車道是避開惡性交通事故的重要設施，由制動坡床和防撞設施等組成，如圖豎直平面內(nèi)，

制動坡床視為水平面夾角為6的斜面。一輛長12m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛

入制動坡床，當車速為23m/s時，車尾位于制動坡床的低端，貨物起先在車廂內(nèi)向車頭滑

動，當貨物在車廂內(nèi)滑動了4m時，車頭距制動坡床頂端38m,再過一段時間，貨車停止。

已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍,貨物與車廂間

的動摩擦因數(shù)為04貨車在制動坡床上運動受

到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍。

貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取

I

onG-Lmmg-10?/so求.

（1）貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向；

（2）制動坡床的長度。

解：（1）設貨物的質(zhì)量為如貨物在車廂內(nèi)滑動過程中，貨物與車廂的動摩擦因數(shù)〃=0.4,

受摩擦力大小為力加速度大小為防，則

f、械立八一①

聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)得：ai=5m/s③

ai的方向沿制動坡床向下。

（2）設貨車的質(zhì)量為車尾位于制動坡床底端時的車速為v=23m/s。貨車在車廂內(nèi)起先

滑動到車頭距制動坡床頂端so=38m的過程中，用時為3貨物相對制動坡床的運動距離為

si，在車廂內(nèi)滑動的距離s=4m,貨車的加速度大小為改，貨車相對制動坡床的運動距離為

S2。貨車受到制動坡床的阻力大小為尸，廠是貨車和貨物總重的左倍，g044,貨車長度/o=12m,

制動坡床的長度為/,則

Mgm=M.④

尸二⑤

$二,〔一$，⑧

聯(lián)立①②③-⑨并代入數(shù)據(jù)得:

1=981■⑩

專題二、相互作用

一、選擇題

1.（全國新課標I卷，19）如圖，一光滑的輕滑輪用細繩00懸掛于O點；另

一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊。，另一端系一位于水

平粗糙桌面上的物塊8。外力尸向右上方拉a整個系統(tǒng)

處于靜止狀態(tài)。若F方向不變，大小在肯定范圍內(nèi)變更，

物塊b仍始終保持靜止，則（）。

A.繩。。的張力也在肯定范圍內(nèi)變更

B.物塊6所受到的支持力也在肯定范圍內(nèi)變更

C.連接〃和人的繩的張力也在肯定范圍內(nèi)變更

D.物塊b與桌面間的摩擦力也在肯定范圍內(nèi)變更。

【答案】BD

【解析】由題意，在廠保持方向不變，大小發(fā)生變更的

過程中，物體“、b均保持靜止，各繩角度保持不變；

選”受力分析得，繩的拉力7=加洛，所以物體。受到繩

的拉力保持不變。由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側(cè)繩的拉力相等，

所以人受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C選項錯

誤；。、b受到繩的拉力大小方向均不變，所以。。'的

張力不變，A選項錯誤；對6進行受贊

力分析，并將各力沿水平方向和豎直/

方向分解，如上圖所示。由受力平衡/

F<

得：Tx+f=Fx,Fy+N+Ty=mbgoT\°

和“g始終不變，當月大小在肯定范

圍內(nèi)變更時；支持力在肯定范圍內(nèi)變更,

B選項正確；摩擦力也在肯定范圍內(nèi)發(fā)

生變更，D選項正確；故答案選BD。?B

2.（全國新課標口卷，14）質(zhì)量為勿的物體用輕繩AB懸掛于天花板上.用水

平向左的力尸緩慢拉動繩的中點0,如圖所示.用T表示繩0A段拉力的大小,

在0點向左移動的過程中（）0

A.尸漸漸變大，7漸漸變大

B.戶漸漸變大，T漸漸變小

C.尸漸漸變小，7漸漸變大

D.尸漸漸變小，7漸漸變小

【答案】A

【解析】動態(tài)平衡問題，

F與T的變更狀況如圖：

可得：尸.尸'.產(chǎn)"TTF—

3（全國新課標HI卷，17）如圖，兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固

定圓弧上，一細線穿過兩輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的

細線上懸掛一小物塊。平衡時，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計全部

摩擦。小物塊的質(zhì)量為（）0

【解析】如圖所示，△Oab為等邊三角形，ZaO'b=120°,則T=mg,依據(jù)幾何

關系可知，繩子上張力的合力等于m'g,所以小物塊的質(zhì)量為m,C正確

4.（上海卷，15）如圖，始終豎直向上的力戶作用在三角板A端，使其繞B點在

豎直平面內(nèi)緩慢地沿順時針方向轉(zhuǎn)動一小角度，力戶對B點的力矩為弘則轉(zhuǎn)動

過程中（）。

（A）〃減小,F增大（B）〃減小,廠減小

（C）〃增大,廠增大（D）〃增大，尸減小

【答案】A

【解析】受力如圖所示，對三角板受力分析受到重力、支持力和拉力，由于緩慢

轉(zhuǎn)動，三角板近似平衡，所以有：G=N+F,在轉(zhuǎn)動過程中，支持力減小而拉

力尸在增加；力矩是力與力到作用點的距離的乘積，應用極端思維法，當三角板

被豎直時，力與轉(zhuǎn)動軸的距離為零，此時力矩為零，故此過程中力矩在減小，選

項A正確。

5.(江蘇卷，1)一輕質(zhì)彈簧原長為8cm,在4N的拉力作用下伸長了2cm,彈簧

未超出彈性限度，則該彈簧的勁度系數(shù)為()。

(A)40m/N(B)40N/m

(C)200m/N(D)200N/m

【答案】D

【解析】依據(jù)胡克定律/=而，代入數(shù)據(jù)可得k=200N/租,故選D

6.(江蘇卷，9)如圖所示，一只貓在桌邊猛地將桌布從魚缸下拉出，魚缸最終

沒有滑出桌面.若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動

(C)若貓增大拉力，魚缸受到的摩擦力將增大

(D)若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面。

【答案】BD苗

【解析】魚缸受力如圖，千向右，A錯誤；魚缸與桌布，

魚缸與桌面間動摩擦因數(shù)相同，則在桌布上加速和在桌-----洲弋洶

面上減速的時間是相等的，B對；如增大拉力，魚缸與\\\[W

桌布之間的摩擦力還是滑動摩擦力，大小是不變的，C"&

錯誤；若減小拉力，桌布的加速度會減小，魚缸與桌布可能相對滑動頁有可能相

對靜止，魚缸在桌面運動的時間變長，所以魚缸由可能畫出桌面，D

正確。/

7.(浙江卷，17)如圖所示為一種常見的身高體重測量儀。測量儀■

頂部向下放射波速為『的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測量儀匕；

接收，測量儀記錄放射和接收的時間間隔。質(zhì)量為名的測重臺置于

壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當測

重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為G輸出電壓為"，某?

同學站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為t,輸出電壓為優(yōu)則該

同學的身高和質(zhì)量分別為()。

A/、跖「B.Ly（歸一大），也。

A.v(t。—t),----U

U。2U。

M1M

C.v(to~t),(U—I/Q)D.-v常(U-U。)

【答案】D

【解析】當側(cè)重臺沒有站人時，2x=%；。0=依"？站人時：2。一?=口；

，匕0

U=k(Mog+mg),解得:m=（U—。0）,故選D

8.（海南卷，2）如圖，在水平桌面上放置一斜面體R兩長

方體物塊a和5疊放在刀的斜面上，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。

若將a和6、力與R夕與桌面之間摩擦力的大小分別用￡、￡，和右表示。則（）o

A.fj=O,五WO,￡W0

B.￡K0,占0,￡=0

C.m0,五WO,2=0

D.WO,五WO,￡關0

【答案】C

【解析】整體受力如圖所示，由平衡條件可知，力=0,ab為整體受力如圖，ab

有整體下滑趨勢，則力/0,同理ab之間也有摩擦力/W0,故選C

專題三、牛頓運動定律

一、選擇題

1.（全國新課標I卷，18）一質(zhì)點做勻速直線運動?，F(xiàn)對其施加一恒力，且原

來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生變更，則（）。

A.質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同

B.質(zhì)點速度的方向不行能總是與該恒力的方向垂直

C.質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同

D.質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變更量總是不變

【答案】BC

【解析】質(zhì)點一起先做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，施加恒力后，則該質(zhì)點的

合外力為該恒力

①若該恒力方向與質(zhì)點原運動方向不共線，則質(zhì)點做曲線運動，質(zhì)點速

度方向時刻與恒力方向不同，故A錯；

②若口的方向某一時刻與質(zhì)點運動方向垂直，之后質(zhì)點作曲線運動，力

與運動方向夾角會發(fā)生變更，例如平拋運動，故B正確；

③由牛頓其次定律可知，質(zhì)點加速度方向與其所受合外力方向相同；

④依據(jù)加速度的定義，相等時間內(nèi)速度變更量相同，速率變更量不肯定

相同，故D錯。

2.（全國新課標HI卷，20）如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為彳的半球面；

在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為R的質(zhì)點兒它在容器內(nèi)

壁由靜止下滑到最低點的過程中，克服摩擦力做的功為肌重

力加速度大小為g。設質(zhì)點P在最低點時，向心加速度的大小

為a,容器對它的支持力大小為“則（）。

A?2(mgR-w)B.Q=2m^R-wCN3mgA-2卬D.N=2（收區(qū)一仞

mamRRR

【答案】AC

【解析】質(zhì)點P下滑過程中，利用動能定理可得

2

mgR-Wf=^mv,在最低點由牛頓其次定律有

2mv2丁p2（mgR-W）3mgR-2W

N-ms=ma=----，可何：a=---------------f,N=--------------f

RmRR

故B、D錯誤，A、C正確。

3.（上海卷，4）如圖，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，當小車向右做勻

加速運動時，球所受合外力的方向沿圖中的（）。

（A）0A方向（B）0B方向（C）0C方向（D）0D方向

【答案】D

【解析】據(jù)題意可知，小車向右做勻加速直線運動，由于球固定在桿上，而桿固

定在小車上，則三者屬于同一整體，依據(jù)整體法和隔離法的關系分析可知，球和

小車的加速度相同，所以球的加速度也應當向右，故選項D正確。

4.（上海卷，7）.在今年上海的某活動中引入了全國首個戶外風洞飛行體驗裝置,

體驗者在風力作用下漂移在半空。若減小風力，體驗者在加速下落過程中（）o

（A）失重且機械能增加

（B）失重且機械能削減AF

（C）超重且機械能增加

（D）超重且機械能削減

【答案】Bmg

【解析】據(jù)題意，體驗者漂移時：mg=f在加速下降過程中，mg>f,即重

力對體驗者做正功，風力做負功，體驗者的機械能減?。患铀傧陆颠^程中，加速

度方向向下，體驗者處于失重狀態(tài)，故選項B正確。

5.（天津卷，8）我國高鐵技術處于世界領先

水平，和諧號動車組是由動車和拖車編組而

成，供應動力的車廂叫動車，不供應動力的車

廂叫拖車。假設動車組各車廂質(zhì)量均相等，動

車的額定功率都相同,動車組在水平直軌道上

運行過程中阻力與車重成正比,某列動車組由

8節(jié)車廂組成，其中第1和5節(jié)車廂為動車，其余為拖車，則該動車組（）。

A、啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運動的方向相反

B、做勻加速運動時，第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3:2

C、進站時從關閉發(fā)動機到停下來滑行的距離與關閉.發(fā)動機時的速度成正比

D、與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為1:2

【答案】BD

【解析】列車啟動時，乘客隨車廂一起加速，加速度方向與車的運動方向相同，

故乘客受到車廂的作用力方向與車運動方向相同，A錯；對動車組，由牛頓其次

、F

定律有2F-8kmg=8ma,則a=-----kg,以6、7、8節(jié)車廂為整體：

4m

人6=3加。+3奶zg=0.75尸；對7、8有人7=2加〃+=0.5尸；貝寸5、6節(jié)與7、8節(jié)

1v2

間作用力之比為3:2,B對；由內(nèi)0gs=—命492可得s=——，則C錯誤；8節(jié)車廂有2節(jié)動

22kg

2P4Pv1

車時的最大速度曝1=------------;同理有4節(jié)動車時的最大速度匕"2=-------------，則一"=一,D

8kmg-8kmgvm22

正確；故選BD。

6（海南卷，5）沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力廠的作用，其

下滑的速度-時間圖線如圖所示。已知物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)，在

0-5s,5-10s,10T5s內(nèi)廠的大小分別為￡、￡和內(nèi)，則（）。

A.￡〈￡B.F2>F3

C.FORD.￡=A

【答案】A

【解析】依據(jù)v-r圖像可以知道，在0~5s內(nèi)加速度為ai=0.2?i/s2,方向沿斜面對

下；在5~10s內(nèi)，加速度m=0;在10~15s內(nèi)加速度/

為aj=-0.2?i/s2,方向沿斜面對上；受力分析如圖:

在0~5s內(nèi)，依據(jù)牛頓其次定律：mgsin。-f-Fi=，

則：pt=mgsinO-f-0.2m;

在5~10s內(nèi)，依據(jù)牛頓其次定律：mgsin8-f一F2="a,貝U:p2=mgsin0-f;

在10~15s內(nèi)，依據(jù)牛頓其次定律：f+p3-mgsin0=,貝U：p3=mgsinO-f+0.2m

故可以得到：尸3>尸2>R，故選項A正確。

二、填空題

1（上海卷25）地面上物體在變力/作用下由靜止起先豎直向上運動，力廠隨高

度x的變更關系如圖所示，物體能上升的最大高為h,h<H.

當物體加速度最大時其高度為，加速度的最大產(chǎn)

值為o幾、

【解析】據(jù)題意，從圖可以看出力尸是勻稱減小的，可以

得出力尸隨高度x的變更關系：F=F0-kx,而左="，可以計算出物體到達方

H

處時力P-娛力；物體從地面到一處的過程中，力尸做正功，重力G做負功，

H

由動能定理可得：Fh=mgh,而尸=寫￡=笈-今〃，可以計算出：

_2mgH則物體在初位置加速度為：F0-mg=ma,計算得：a=———;

當物體運動到一處時，加速度為：mg-F—ma,而F=---2mgh計算

2H-h2H-h

處理得：a=,即加速度最大的位置是0或一處。

2H-h

三、計算題

1.（上海卷，31）（12分）風洞是探討空氣動力學的

試驗設備。如圖，將剛性桿水平固定在風洞內(nèi)距地面

高度層3.2m處，桿上套一質(zhì)量歷3kg,可沿桿滑動

的小球。將小球所受的風力調(diào)整為六15N,方向水平向左。小球以速度%=8m/s

向右離開桿端，假設小球所受風力不變，取度lOm/s?。求：

(1)小球落地所需時間和離開桿端的水平距離；

(2)小球落地時的動能。

(3)小球離開桿端后經(jīng)過多少時間動能為78J?

【答案】(1)4.8m(2)120J(3)0.24s

【解析】(1)小球在豎直方向做自由落體運動，運動時間為

小球在水平方向做勻減速運動，加速度

a=一尸=V5m/s2

m

a2

水平位移％=vot-~^~4.8m

(2)由動能定理但ErEk°

Ek=120J

⑶小球離開桿后經(jīng)過時間t的水平位移v.t--at2

02

由動能定理紇-g機說二mFx

帶入數(shù)據(jù)得4=0.4s(舍去),4=0.24s

2.(天津卷，10)我國將于2024年舉辦奧運會，跳臺滑雪是其中最具欣賞性的

項目之一，如圖所示，質(zhì)量m=60kg的運動員從長直助滑道末端AB的A處由靜止

起先以加速度a=36〃/$2勻加速滑下，到達助滑道末端B時速度以=24m/s,A

取g=10m/52

(1)求運動員在AB段下滑時受到阻力號的大??；

(2)若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點,所在圓弧的半

徑R至少應為多大。

【答案】(1)144N(2)12.5m

【解析】(1)在AB段勻加速運動：vj=2ax；

mg-----f=ma

x

代入數(shù)據(jù)可得了=144N

11

(2)BC段：mgh+W=—9——9

v2

C處：與y-mg=m—

R

FN,n=6mg

則R=12,5m

3.(天津卷，11)如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小

為E=5也NIC,同時存在著水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁

感應強度大小B=0.5To有一帶正電的小球，質(zhì)量根uLOxlCT6依，電荷量

4=2x10-6(2,正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運動，當經(jīng)過P點時撤

掉磁場(不考慮磁場消逝引起的電磁感應現(xiàn)象)取g=10m/§2,求：

(1)小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；

XXXXXX

(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)驗的時間to

【答案】(1)20m/s;速度v的方向與電場￡的方向之間的夾角60°(2)3.5s

【解析】(1)小球勻速運動時受力如圖，其合力為零，有qvB=4(qE)2+(mg)2

代入數(shù)據(jù)得v=20m/s.

tan0=

mg

mg

代入數(shù)據(jù)得tan，=6，6=60。

（2）撤去磁場，小球在重力與電場力的合力作用下做類平拋運動，設其加速度

為a,有：也亙正

m

設撤去磁場后小球在初速度方向上的分位移為X,有：x=vt

設小球在重力與電場力的合力方向上分位移為V,有：丁=；。/

a與儂的夾角和1/與￡的夾角相同，均為9,又tan8=2

x

聯(lián)立各式，代入數(shù)據(jù)解得：Z=2A/3S=3.5s

4.（四川卷，10）（17分）避險車道是避開惡性交通事故的重要設施，由制動坡

床和防撞設施等組成，如圖豎直平面內(nèi)，制動坡床視為

與水平面夾角為9的斜面。一輛長12m的載有貨物的

貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿悠麓?，當車速?3m/s

時，車尾位于制動坡床的底端，貨物起先在車廂內(nèi)向車頭

滑動，當貨物在車廂內(nèi)滑動了4m時,車頭距制動坡床

頂端38m,再過一段時間，貨車停止。已知貨車質(zhì)量是

貨物質(zhì)量的4倍。貨物與車廂間的動

摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動坡床上貨車

運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物

干道防撞設施

貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分制動坡床

別視為小滑塊和平板，取cos0=1,

sin<9=0.1,吏10m/s?。求：

（1）貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向;

（2）制動坡床的長度。

【解析】（1）解：設貨物質(zhì)量為機，受到貨車支持力大小為乂，車對貨物摩擦

力大小為工，受力分析如圖

N,/

/金______

貨物與貨車間滑動摩擦因數(shù)為四，貨物減速時加速度大小為華，依據(jù)牛頓其次定

律得：

?

mgcos。=N]①

zng?sin0+fx=max............................②

fi=...........................③

聯(lián)立方程①②③，代入數(shù)據(jù)得：4=5m/s2..................④

方向沿坡面對下

(2)解：設貨物對車壓力大小為對車摩擦力大小為《，依據(jù)牛頓第三定律

Nf............................⑤

.............................⑥

車質(zhì)量為4m,受坡面支持力大小為此，坡面對車阻力大小為人,受力分析如圖

車減速時加速度大小為出，依據(jù)牛頓其次定律得

N2=N；+4mgcos0...........................⑦

f2+4mgsin0-fi=4ma2...........................⑧

由題意得

f2=0.44x5mg...........................⑨

聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨代入數(shù)據(jù)得：

12

a2=5.5m/s...........................⑩

方向沿坡面對下。

設貨車和貨物共同的初速度大小為%,貨物相對貨車滑動4m用時，，貨物相對地

面位移大小為玉，貨車相對地面位移大小為馬，依據(jù)運動學公式有

12

玉=VGt~~a\t

O

12

=v0t--a2t

?

聯(lián)立。??，代入數(shù)據(jù)得：&=48m...................?

車長為乙，貨物相對車滑動4m時車頭距頂端〃，坡長為S

S=L+X2+L'

代入數(shù)據(jù)，解之得：S=98m.

答：（1）貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小為4=5m/s［方向沿斜面對下

（2）制動坡床的長度為S=98m

5.（海南卷13）13.水平地面上有質(zhì)量分別為〃和4R的物A和B,兩者與地面的

動摩擦因數(shù)均為細繩的一端固定，另一端跨過輕質(zhì)動滑輪與A相連，動滑

輪與B相連，如圖所示。初始時，繩出于水平拉直狀態(tài)。若物塊Z在水平向右的

恒力戶作用下向右移動了距離s,重力加速度大小為g。求：

F3/JmgF3n8

【答案】(1)2^mgs;(2)aA=~as=~^

【解析】（1）A、B受力如圖，物體A移動的距離為s,則物體B移動的距離為S1=s/2

fB=44mg則W=fBs1=2"mgs

（2）A:F-jLimg-T=maA

B:2T—4〃mg=4maB

聯(lián)立解得收二萬—3〃”蛋F-3pimg

專題四、曲線運動

一、選擇題

1.（全國新課標n卷，16）小球P和Q用不行伸長的輕繩懸掛在天花板上，P

球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短.將兩球拉起,

使兩繩均被水平拉直，如圖所示，將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點.

A.P球的速度肯定大于Q球的速度

B.P球的動能肯定小于Q球的動能

C.P球所受繩的拉力肯定大于Q球所受繩的拉力

D.P球的向心加速度肯定小于Q球的向心加速度

【答案】C

【解析】

由動能定理可知，mgL=-^mv2-0

v=-j2gL①

由/,<Z2,則vP<vQA錯

Em

kQ=QskEkP=mpgl｝大小無法推斷B錯

受力分析

?r

T-祖g=%②

%=吟③V

峪=心=ma④

mi*

由①②③④得T=3mga=2g

則乙>“C對

aP=aQD錯

2.（全國新課標HI卷，20）如如，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為力的半球面；

在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為R的質(zhì)點A它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最

低點的過程中，克服摩擦力做的功為肌重力加速度大小為g。設質(zhì)點P在最低

點時，向心加速度的大小為a,容器對它的支持力大小為“則（）。

DA，=

R

【答案】AC

［解析］質(zhì)點P下滑過程中，利用動能

圖(a)

jTTW

定理可得mgH-%=—mv2,在最低點由牛頓其次定律有N-mg=ma---,可

2R

『中，故B、D錯誤,

得:A、C正確。

3.（上海卷，16）.風速儀結(jié)構如圖（a）所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測

器接收，當風輪旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪帶動凸輪圓回旋轉(zhuǎn)，當圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡

系統(tǒng)時間被攔住。已知風輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為7,每轉(zhuǎn)動〃圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一

圈。若某段時間4內(nèi)探測器接收到的光強隨時間變更關系如圖⑹所示，則該時

間段內(nèi)風輪葉片（）o

（A）轉(zhuǎn)速漸漸減小，平均速率為皿⑻轉(zhuǎn)速漸漸減小，平均速率為巴竺

△t△t

（C）轉(zhuǎn)速漸漸增大，平均速率為皿（D）轉(zhuǎn)速漸漸增大，平均速率為地匕

NtAr

【答案】B

【解析】據(jù)題意，從b圖可以看出,在AZ時間內(nèi)，探測器接收到光的時間在增

長，圓盤凸輪的擋光時間也在增長，可以確定圓盤凸輪的轉(zhuǎn)動速度在減??；在4

時間內(nèi)可以從圖看出有4次擋光，即圓盤轉(zhuǎn)動4周，則風輪葉片轉(zhuǎn)動了4〃周，

風輪葉片轉(zhuǎn)過的弧長為/=4〃*2?廠，葉片轉(zhuǎn)動速率為：丫=之竺2,故選項B正

確。

4.（江蘇卷，2）有48兩小球，8的質(zhì)量為/

的兩倍.現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋

出，不計空氣阻力.圖中①為/的運動軌跡，

則8的運動軌跡是（）o

A、①；B②；C、③；D、④。

【答案】A

【解析】由題意知46兩小球拋出的初速度相同，由牛頓其次定律知，兩小球

運動的加速度相同，所以運動的軌跡相同，故A正確；B、C、D錯誤.

5.（浙江卷，20）20.如圖所示為賽車場的一個“梨形”賽道，兩個彎道分別為

半徑廬90m的大圓弧和尸40m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心0、

0'距離￡=100mo賽車沿彎道路途行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽

車重力的2.25倍，假設賽車在直道上做勻變速直線運動，在彎道上做勻速圓周

運動，要使賽車不打滑，繞賽道一圈時間最短是

弟lOm/s；71=3.14）o

A.在繞過小圓弧彎道后加速

B.在大圓弧彎道上的速率為45m/s

C.在直道上的加速度大小為5.63m/s2

D.通過小圓弧彎道的時間為5.85s

【答案】AB

2

【解析】在彎道上做勻速圓周運動時，依據(jù)牛頓定律而g=m%,故當彎道半徑

r

時，在彎道上的最大速度是肯定的，且在大彎道上的最大速度大于小灣道上的最

大速度，故栗想時間最短，故可在繞過小圓弧彎道后加速，選項A正確；在大圓

弧彎道上的速率為v,成=[kgR=A/2.25X1OX9O7"/S=45m/s,選項B正確；直道

的長度為％=/-仍-疔=50Gm，在小彎道上的最大速度：

vmr=疝7=42.25x10x40加/s=30m/s,故在在直道上的加速度大小為

"_泮mls1a650mls1,選項C錯誤；由幾何關系可知，小圓

2x2x5073

Inr

2兀丫2x3"14x40

弧軌道的長度為且，通過小圓弧彎道的時間為1=」Q一=s。2.80s,

3vmr3x30

選項D錯誤；故選AB.

6.（海南卷，3）如圖，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為勿的小球沿軌道

做完整的圓周運動。已知小球在最低點時對軌道的壓力大小為

N,在高點時對軌道的壓力大小為總重力加速度大小為g,則

AT”的值為（）。

A.3mgB.41ng

C.3mgD.61ng

【答案】D

【解析】設小球在最低點速度為Vi，在最高點速度為V2，在依據(jù)牛頓其次定律:

2

在最低點：N\~ms=

在最同點：]\[^+mg=m~~

同時從最高點到最低點，依據(jù)動能定理："暗

聯(lián)立以上三個方程式可以得到：Nx-N2=6mgR,故選項D正確。

二、填空題

1.(上海卷23.)如圖，圓弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于豎直平

面內(nèi)以0為圓心的一段圓弧,0A與豎直方向的夾角P

為。。一小球以速度/從桌面邊緣P水平拋出，恰寸濟、

好從A點沿圓弧的切線方向進入凹槽。小球從p到：

A的運動時間為;直線PA與豎直方向

的夾角￡=o

【答案】"Jan%；arctan(2cota)

8

【解析】據(jù)題意，小球從P點拋出后做平拋運動，小球運動到A點時將速度分解,

vtana

有tan<z=2=圖,則小球運動到A點的時間為：t=o.從p點到A點的

匕%g

位移關系有：tan/=m，一=2%=/一=2cota,所以PA與豎直方向的夾角為：

1.22ttana

3gt

tan°-arctan(2cota)。

三、計算題

i.(天津卷，n)如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小為

E=56N/C,同時存在著水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感

應強度大小B=0.5To有一帶正電的小球，質(zhì)量根uLOxlCT6依，電荷量

4=2X10-6C,正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運動，當經(jīng)過P點時撤

掉磁場(不考慮磁場消逝引起的電磁感應現(xiàn)象)，：*

XXMMXX

取g=10加//,求：xXV.?xA

(1)小球做勻速直線運動的速度V的大小和方向；"一"X；

(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)驗的時間to

【答案】(1)20m/s;速度v的方向與電場￡的方向之間的夾角60°(2)3.5s

【解析】(1)小球勻速運動時受力如圖，其合力為零，有qvB=?qE)2+(mg)2

代入數(shù)據(jù)得v=20m/s.

tan0=

mg

代入數(shù)據(jù)得tan。=6,6=60。

(2)撤去磁場，小球在重力與電場力的合力作用下做類平拋運動，設其加速度

為a,有

_ylq*12E2+m2g2

Cl-

m

設撤去磁場后小球在初速度方向上的分位移為X,有

x=vt

設小球在重力與電場力的合力方向上分位移為V,有

12

y=—ar

2

a與砥的夾角和1/與￡■的夾角相同，均為9,又

tan6(=—

x

聯(lián)立各式，代人數(shù)據(jù)解得

t-2^/3's—3.5s

2.(天津卷，10)我國將于2024年舉辦奧運會，跳臺滑雪是其中最具欣賞性的

項目之一，如圖所示，質(zhì)量m=60kg的運動員從長直助滑道末端AB的A處由靜止

起先以加速度a=3.6m/s2勻加速滑下，到達助滑道末端B時速度以=24加/s,A

與B的豎直高度差H=48m,為了變更運動員的

運動方向,在助滑道與起跳臺之間用一段彎曲

滑道連接，其中最低點C處旁邊是一段以0

為圓心的圓弧。助滑道末端B與滑道最低點C

的高度差h=5m,運動員在B、C間運動時阻力

做功W=-1530J,取g=10〃2//求:

,（1）求運動員在AB段下滑時受到阻力％的大??；

（2）若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點,所在圓弧的半

徑R至少應為多大。

【答案】（1）144N（2）12.5m

【解析】（1）在AB段勻加速運動：vj=2ax；

mg-----f=ma

x

代入數(shù)據(jù)可得了=144N

(2)BC段：mgh+W=—mv^—mv|

C處：與—mg=m—

則R=12.5m

3.（浙江卷，23）（16分）在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡扮裝置如

圖所示。P是一個微粒源，能持續(xù)水平向右放射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒。

高度為力的探測屏47豎直放置，離P點的水平距離為￡,上端/與。點的高度

差也為瓦

（1）若微粒打在探測屏H6的中點，求微粒在空尸

中飛行的時間；

（2）求能被屏探測到的微粒的初速度范圍；，?

（3）若打在探測屏人方兩點的微粒的動能相等，---------彳

求/與力的關系。!根

A[I

【答案】（1）t=仔（2）（3）____________J屏

[g、4h\2h----------L---------

L=2同

【解析】（D打在中點的微粒3/z=Lg/，可知f迎

22

（2）打在B點的粒子L==則匕=乙Ig

4/7

同理，打在A點的微粒初速度3=LIg