高考物理考前冲刺 考前天天练 四（含答案解析）

2020年高考物理考前冲刺 考前天天练 四

1.如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数．

(2)这一临界角θ0的大小．

2.如图所示,内壁光滑的弯曲钢管固定在天花板上,一根结实的细绳穿过钢管,两端分别拴着小球A和B。小球A和B的质量之比。当小球A在水平面内做匀速圆周运动时,小球A到管口的绳长为l,此时小球B恰好处于平衡状态。管子的内径粗细不计,重力加速度为g。试求:

(1)拴着小球A的细绳与竖直方向的夹角θ;

(2)小球A转动的周期。

3.如图所示,粗糙斜面的倾角θ=37°,半径r=0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n=10的刚性正方形线框abcd通过松弛的柔软导线与一个额定功率P=1.25 W的小灯泡L相连,圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量m=2 kg,总电阻R0=1.25 Ω,边长l>2r,与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。从t=0时起,磁场的磁感应强度按B=2-t(T)的规律变化。开始时线框静止在斜面上,在线框运动前,灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:

(1)线框不动时,回路中的感应电动势E;

(2)小灯泡正常发光时的电阻R;

(3)线框保持不动的时间内,小灯泡产生的热量Q。

4.如图所示，在坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50 Hz，振幅为2 cm 的简谐振动，形成的波可沿x轴正、负方向传播，波速为20 cm/s，开始振动时，S恰好通过O点沿y轴正方向运动．

(1)当S完成第一次全振动时，画出此时的波形图．

(2)如图，波传到坐标为x1=2.7 cm的M点时，还要经过多长时间才能传到N点？波传到N点时，M点在什么位置？

5.为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同，体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：

步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；

步骤2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；

步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；

步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示．

(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置________．

①在P5、P6之间

②在P6处

③在P6、P7之间

(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是________．

①A、B两个滑块的质量m1和m2

②滑块A释放时距桌面的高度

③频闪照相的周期

④照片尺寸和实际尺寸的比例

⑤照片上测得的x45、x56和x67、x78

⑥照片上测得的x34、x45、x56和x67、x78、x89

⑦滑块与桌面间的动摩擦因数

写出验证动量守恒的表达式____________________________．

(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议：

_________________________________________________________________.

答案解析

1.解：(1)对物体受力分析，

由平衡条件得：mgsin 30°－μmgcos 30°=0

解得：μ=tan 30°=

(2)设斜面倾角为α时，受力情况如图所示：

由平衡条件得：Fcos α=mgsin α＋Ff

FN=mgcos α＋Fsin α　Ff=μFN

解得：F=

当cos α－μsin α=0，即cot α=时，F→∞，

即“不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行”，此时，临界角θ0=α=60°.

2.解：

(1)设细绳的拉力为F,小球B处于平衡状态有F=mBg,

在竖直方向上,小球A处于平衡状态,有Fcosθ=mAg,

解得cosθ=,

所以拴着小球A的细绳与竖直方向的夹角θ=60°。

(2)对于小球A,细绳拉力的水平分量提供圆周运动的向心力,

有Fsinθ=mA,

由r=lsinθ解得小球A的线速度为v=,

又T=,则小球A转动的周期T=π。

3.解：

(1)由法拉第电磁感应定律有

E=n=nπr2=10×π×0.52V=2.5V。

(2)小灯泡正常发光,有P=I2R

由闭合电路欧姆定律有E=I(R0+R)即P=R

代入数据解得R=1.25Ω。

(3)当线框恰好要运动时,设磁场的磁感应强度大小为B',对线框bc边在磁场中的部分受力分析。

安培力F安=nB'I×2r=nB'×2r

由共点力的平衡条件有mgsinθ=F安+Ff=2nB'r·+μmgcosθ

解得线框刚要运动时,磁场的磁感应强度大小B'=0.4T

得线框在斜面上可保持静止的时间t=s

小灯泡产生的热量Q=Pt=1.25×J≈3.14J。

4.解：

(1)波形图象如图．

(2)当波到达M点时，波也已经传到x=－2.7 cm的位置．

还要再经过t==0.01 s才能传到N点．

当波传播到N点时，M点已经振动了半个周期，故M点正在平衡位置且正在向y轴负向运动．

5.答案为：

(1)②；

(2)①⑥，m1(x45＋2x56－x34)=(m1＋m2)·(2x67＋x78－x89)；

(3)将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动(其他合理答案也可)

解析：

(1)由题图可得x12=3.00 cm，x23=2.80 cm，x34=2.60 cm，x45=2.40 cm，x56=2.20 cm，x67=1.60 cm，

x78=1.40 cm，x89=1.20 cm.根据匀变速直线运动的特点可知A、B相撞的位置在P6处．

(2)为了探究A、B相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，

所以要测量A、B两个滑块的质量m1、m2和碰撞前后的速度．设照相机拍摄时间间隔为T，

则P4处的速度为v4=，P5处的速度为v5=，因为v5=，

所以A、B碰撞前在P6处的速度为v6=；

同理可得碰撞后AB在P6处的速度为v6′=.若动量守恒则有m1v6=(m1＋m2)v6′，

整理得m1(x45＋2x56－x34)=(m1＋m2)(2x67＋x78－x89)．因此需要测量或读取的物理量是①⑥.

(3)若碰撞前后都做匀速运动则可提高实验的精确度．