2014年高考物理（高考真题+模拟新题）分类汇编：D单元 曲线运动(3)

2．(1)ac (2)c (3)2.0 4.0

3．（2014·深圳一模）在 “探究加速度与质量的关系”的实验中：

(1)备有器材：A.长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细沙的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺；还缺少的一件器材是________．

(2)实验得到如图X10-5甲所示的一条纸带，相邻两个计数点的时间间隔为T；B、C两点的间距x2和D、E两点的间距x4已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为________________．

甲

乙

丙

图X10-5

1

(3)某同学根据实验数据画出的a-图线如图乙所示，从图线可得沙和沙桶的总质量为

m________ kg.(g取10 m/s2)

1

(4)另一位同学根据实验数据画出的a-图像如图丙所示，则造成这一结果的原因是

m________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 7．（2014·上海徐汇期中）如图X10-9所示，一台农用水泵装在离地面的一定高度处，其出水管是水平的．现仅有一盒钢卷尺，请你粗略测出水流出管口的速度大小和从管口到地面之间在空中水柱的质量(已知水的密度为ρ，重力加速度为g)．

图X10-9

(1)除了已测出的水管内径l外，还需要测量的物理量是____________(写出物理量名称和对应的字母)；

(2)水流出管口的速度v0的表达式为________________(请用已知量和待测量的符号表示)；

(3)空中水柱的质量m的表达式为____________(请用已知量和待测量的符号表示)．

7．(1)水的水平射程x，管口离地的高度h (2)v0＝x

g 2h

πρxl2

(3)m＝ 4

1

[解析] 根据平抛运动的规律知，水平方向上有x＝v0t，竖直方向上有h＝gt2 ，联立以

2上二式可得初速度v0＝x

gπρxl2；空中水的质量m＝Sv0tρ＝. 2h4

圆周运动

11． [2014·四川卷] 如图所示，水平放置的不带电的平行金属板p和b相距h，与图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应．p板上表面光滑，涂有绝缘层，其上O点右侧相距h处有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一条竖直线上，图示平面为竖直平面．质量为m、电荷量为－q(q>0)的静止粒子被发射装置(图中未画出)从O点发射，沿p板上表面运动时间t后到达K孔，不与板碰撞地进入两板之间．粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为g.

(1)求发射装置对粒子做的功；

(2)电路中的直流电源内阻为r，开关S接“1”位置时，进入板间的粒子落在b板上的A点，A点与过K孔竖直线的距离为l.此后将开关S接“2”位置，求阻值为R的电阻中的电流强度；

(3)若选用恰当直流电源，电路中开关S接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场(磁感应强度B只能

(在0～Bm＝

(范围内选取)，使粒子恰好从b板的T孔飞出，求粒子飞出时速度方

21－2)qt

21＋5)m

向与b板板面的夹角的所有可能值(可用反三角函数表示)．

2h3?mh2mh2?g－22 (3)0<θ≤arcsin [解析] (1)设粒子在p板上做匀速直11．(1)2 (2)lt?2t5q（R＋r）?线运动的速度为v0，有

h＝v0t①

设发射装置对粒子做的功为W，由动能定理得

1

W＝mv2②

20

mh2

联立①②可得 W＝2③

2t

(2)S接“1”位置时，电源的电动势E0与板间电势差U有

E0＝U④

板间产生匀强电场的场强为E，粒子进入板间时有水平方向的速度v0，在板间受到竖直方向的重力和电场力作用而做类平抛运动，设加速度为a，运动时间为t1，有

U＝Eh⑤ mg－qE＝ma⑥ 1h＝at2⑦ 21l＝v0t1⑧

S接“2”位置，则在电阻R上流过的电流I满足

I＝

联立①④～⑨得

2h3?mh?g－22⑩ I＝lt?q（R＋r）?

(3)由题意知此时在板间运动的粒子重力与电场力平衡，当粒子从K进入板间后立即进入磁场做匀速圆周运动，如图所示，粒子从D点出磁场区域后沿DT做匀速直线运动，DT与b板上表面的夹角为题目所求夹角θ，磁场的磁感应强度B取最大值时的夹角θ为最大值θm，设粒子做匀速圆周运动的半径为R，有

E0⑨ R＋r

qv0B＝

mv20R○

11

过D点作b板的垂线与b板的上表面交于G，由几何关系有

2 DG＝h－R(1＋cos θ)1○13 TG＝h＋Rsin θ○

sin θDG

4 tan θ＝＝1○

cos θTG

11～○14，将B＝Bm代入，求得 联立①○

2

5 θm＝arcsin1○5

当B逐渐减小，粒子做匀速圆周运动的半径为R也随之变大，D点向b板靠近，DT与b板上表面的夹角θ也越变越小，当D点无限接近于b板上表面时，粒子离开磁场后在板间几乎沿着b板上表面运动而从T孔飞出板间区域，此时Bm>B>0满足题目要求，夹角θ趋近

θ0，即

6 θ0＝01○

2

17 则题目所求为 0<θ≤arcsin○5

20．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度．下列说法正确的是( )

A．b一定比a先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C．ω＝D．当ω＝kg是b开始滑动的临界角速度 2l

2kg时，a所受摩擦力的大小为kmg 3l

20．AC [解析] 本题考查了圆周运动与受力分析．a与b所受的最大摩擦力相等，而b需要的向心力较大，所以b先滑动，A项正确；在未滑动之前，a、b各自受到的摩擦力等于其向心力，因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力，B项错误；b处于临界状态时kmg＝mω2·2l，解得ω＝

kg ，C项正确；ω＝2l

2kg小于a的临界角速度，a所受摩擦力没有3l

达到最大值 ，D项错误．

17．[2014·新课标Ⅱ卷]

如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )

A．Mg－5mg B．Mg＋mg C．Mg＋5mg D．Mg＋10mg