四川2011年初3第13单元第13节课-高考物理模拟题

河南省各个市高中物理模拟题

一、力学综合题

1．3．（2010年广州二模36）(16分)如图9所示，绝缘水平面上相距L=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场E，质量m=0.1kg、带电量q=1×10-7C的滑块（视为质点）以v0=4m/s的初速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）。（g取10m/s2）

（1）如果滑块不会离开电场区域，电场强度E的取值范围多大。

（2）如果滑块能离开电场区域，试在W—F坐标中画出电场力对滑块所做的功W与电场力F的关系图象。

-1

N

-0.4

-0.8

-1.2 图9 -1.6

-2.0

解:(1)小滑块在摩擦力和电场力的作用下，向右做匀减速直线运动，设加速度为a，依题意和牛顿第二定律，有：

F f ma 又：F qE f mg

①……1分 ②……1分 ③……1分

若小滑块不会从右侧离开电场区域，由匀变速直线运动规律，有：

v02 2aL

④……1分 ⑤……1分

联立①②③④并代入数据得：E 106N/C 若小滑块不会从左侧离开电场区域，必须满足：

F≤f

⑥……1分 ⑦……1分

②⑤⑥可得：106N/C E 4 106N/C

F=qE= q=1×10-7×106≤0.1N

(2)如果小滑块会离开电场区域，电场力F必须满足:

⑧……1分

或 F=qE = 1×10-7×4×106＞0.4N ⑨……1分

若F≤0.1N，小滑块将从右侧离开电场区域，此过程小滑块在电场中的位移s=1.6m，则电场力做功W Fs 1.6F

⑩……2分

若F＞0.4N，小滑块将从左侧离开电场区域，此过程小滑块在电场中的位移s=0，电场力做功为0，即W=0

评分说明：正确作图共3分

2．（2010年广州一模36）（18分）如图18所示的凹形场地，两端是半径为L的1/4圆弧面，中间是长尾4L的粗糙水平面。质量为3m的滑块乙开始停在水平面的中点O处，质量为m的滑块甲从光滑圆弧面顶端A处无初速度滑下，进入水平面内并与乙发生碰撞，碰后以碰前一半的速度反弹。已知甲、乙与水平面的动摩擦因数分别为μ1、μ2，且μ1=2μ2，甲、乙的体积大小忽略不计。求：（1）甲与乙碰撞前的速度。

（2）碰后瞬间乙的速度。

（3）甲、乙在O处发生碰撞后，刚好不再发生碰撞，则甲、乙停在距B点多远处。

-0.4 -0.8 -1.2 -1.6 -2.0

……2分

10-1N

解：（1）设甲到达O处与乙碰撞前的速度为v甲，由动能定理：

m甲gL 1m甲g 2L

得： v甲

12

m甲v甲 ……2分 2

……2分

2gL(1 2 1)

（分步用机械能守恒和匀减速直线运动进行计算，结果正确的同样给4分）

（2）设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲′、v乙′，由动量守恒：

m乙v乙 m甲v甲 m甲v甲

又： v甲 得： v乙

1

v甲 2

……2分 ……1分 ……1分

1

v甲 2

（3）由于μ1=2μ2，所以甲、乙在水平面上运动的加速度满足：a甲=2a乙 ……1分

设甲在水平地面上通过的路程为s1、乙在水平地面上通过的路程为s2，则有：

2 2a甲s1 v甲

……1分 ……1分 ……1分

2 2a乙s2 v乙

即：

s11

① s22

由于甲、乙刚好不再发生第二次碰撞，所以甲、乙在同一地点停下．有以下两种情况： 第一种情况：甲返回时未到达B时就已经停下，此时有：s1＜2L ……1分 而乙停在甲所在位置时，乙通过的路程为：s2=2L+2L+s1=4L+s1 ……1分 因为s1与s2不能满足①，因而这种情况不能发生． ……1分

第二种情况：甲、乙分别通过B、C冲上圆弧面后，返回水平面后相向运动停在同一地点，所以有：s1+s2=8L ②

①②两式得：s1

……1分 ……1分 ……1分

8L16L

或 s2 33

即小车停在距B为： L s1 2L

2

L 3

3．（2010年深圳市二模35）（18分）如图所示，

MN为3m宽的小沟，M点左侧1m处有一5m高的平台与半径为1.25m的

1

圆弧底部相切，平台表面4

与圆轨道都光滑，一质量为3kg的B球静止在平台上．现让一小球A从圆弧左侧与圆心等高处静止释放，A球下滑至平台并与B球发生碰撞．A、B两球可视为质点，g=10m/s2．求：

(1)A球到达圆弧底端时的速度；

(2)要使碰后两球刚好落在小沟两侧，A球的可能质量．

解：（1）根据机械能守恒 mgR

12

mv ( 2分) 2

代入数据得 v=5m/s ( 1分) (2) ①若碰后两球都向右运动，据平抛运动

h

12

gt 得t=1s (1 分) 2

x v0t 得vA1=1m/s vB1=4m/s ( 2分)

由动量守恒 mAvA mAvA1 mBvB1 ( 1分) 得 mA=3kg ( 1分)

1

3 52 211/22

碰后总动能EK1 3 1 3 4

22

碰前总动能EK1

/

因为EK1 EK1 其解成立 ( 2分)

②若碰后A球向左运动，B球向右运动，则可能有： vA2=－1m/s vB2=4m/s 由动量守恒 mAvA mAvA2 mBvB2 得 mA=2kg ( 2分) 碰前总动能EK2 碰后总动能EK2

/

1

2 52 211

2 ( 1)2 3 42 22

/

因为EK2 EK2 其解成立 ( 2分)

③若碰后A球向左运动，B球向右运动，则可能有：vA2=－4m/s vB2=1m/s 由动量守恒 mAvA mAvA3 mBvB3 得 mA=碰前总动能EK3 碰后总动能EK3

/

1

kg ( 2分) 3

112 5 23111

( 4)2 3 12 232

/

因为EK3 EK3 其解成立 ( 2分)

4．（2011年广州市一模36）（18分）如图，绝缘水平地面上有宽L=0.4m的匀强电场区域，场强E = 6×105N/C、方向水平向左．不带电的物块B静止在电场边缘的O点，带电量q = 5×10-8C、质量mA =1×10-2kg的物块A在距O点s=2.25m处以v0=5m/s的水平初速度向右运动，与B发生碰撞，假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失．A的质量是B的k（k＞1）倍，A、B与水平面间的动摩擦因数都为μ=0.2，物块均可视为质点，且A的电荷量始终不变，取g =10m/s．

（1）求A到达O点与B碰撞前的速度； （2）求碰撞后瞬间，A和B的速度；

（3）讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功． 解：（1）设碰撞前A的速度为v，由动能定理

μmAgs

11

mAv2 mAv02……① 22

2

得： v v02 2μgs=4m/s

……②

（2）设碰撞后A、B速度分别为vA、vB，且设向右为正方向；由于弹性碰撞，所以有：

mAv mAvA mBvB

……③

11212mAv2 mAvA mBvB ……④ 222

联立③④并将mA=kmB及v=4m/s代入得：

vA

8k4(k 1)

m/s……⑤ vB m/s……⑥

k 1k 1

（3）讨论：

12

（i）如果A能从电场右边界离开，必须满足：mAvA mAgL qEL……⑦

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