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文檔簡介
熱點題型?新情境問題攻略
專題19新情境問題破譯
目錄
01.題型綜述...................................................................
02.解題攻略...................................................................
03.高考練場...................................................................................26
01題型綜述
高考試題從原來的解題到現在的解決問題,出現的情境題越來越多,題目情境來源于生活、生產、體育運
動、科技,無情境不命題。
<02解題攻略
1.仔細讀題,構建物理模型
明確題中所給的物理情境要解決的問題,仔細分析該情境描述的研究對象。經歷了什么過程?受哪些
作用力?分析運動性質,遵循哪些規律?將此問題和學過的知識相關聯,在大腦中調出所學過的關于這個
問題所涉及的物理知識。
2.挖掘破題關鍵解決實際問題,根據題目展示的物理情境,建立好物理模型之后,再看看我們需要解決什
么問題,然后再次回到題目所給的信息中去挖掘破題關鍵信息,進行二次讀題,最終查看問題是否得到解
決。
3.還有一些情境題為假情境,戴著情境的帽子,把這幾句信息去掉對解題無影響,這樣的題可以去掉情境,
從中直接找出關鍵信息即可。
【典例剖析】
例1.如圖所示,吸附在豎直玻璃上質量為加的擦窗工具,在豎直平面內受重力、拉力和摩擦力(圖中未
畫出摩擦力)的共同作用做勻速直線運動。若拉力大小與重力大小相等,方向水平向右,重力加速度為g,
則擦窗工具所受摩擦力()
A.大小等于mgB.大小等于后〃吆
C.大小小于%gD.大4、大于Cmg
【解題指導】
物理情境擦窗工具擦玻璃
解決問題擦玻璃過程中摩擦力的分析與計算
關聯知識共點力的平衡
擦窗工具在豎直平面內受重力、拉力和摩擦力(圖中未畫出摩擦力)的共
與情境結合
同作用做勻速直線運動,處于平衡狀態,受力分析,求摩擦力
【答案】B
【詳解】對擦窗工具進行正視圖的受力分析如圖所示
mg
水平方向上拉】尸與擦窗工具所受摩擦力水平分量啟等大反向,豎直方向上重力加g與擦窗工具所摩擦力
豎直分量久等大反向,所以擦窗工具所受摩擦力方向如圖中/所示,大小為
故選Bo
例2福建土樓兼具居住和防御的功能,承啟樓是圓形土樓的典型代表,如圖(a)所示。承啟樓外樓共四層,
各樓層高度如圖(b)所示。同一樓層內部通過直徑約50m的圓形廊道連接。若將質量為100kg的防御物資
先從二樓倉庫搬到四樓樓梯口M處,再用100s沿廊道運送到N處,如圖(c)所示。重力加速度大小取lOm/sz,
則()
(a)承啟樓
(c)四樓平面圖
A.該物資從二樓地面被運送到四樓M處的過程中,克服重力所做的功為5400J
B.該物資從M處被運送到N處的過程中,克服重力所做的功為78500J
C.從M處沿圓形廊道運動到N處,位移大小為78.5m
D.從M處沿圓形廊道運動到N處,平均速率為0.5m/s
【解題指導】
物理情境福建土樓
若將質量為100kg的防御物資先從二樓倉庫搬到四樓樓梯口”處,再用
解決問題
100s沿廊道運送到N處,位移、做功等問題
關聯知識位移,平均速率公式,恒力做功的計算
承啟樓是圓形土樓的典型代表,承啟樓外樓共四層,各樓層高度如圖(b)所
與情境結合
示。同一樓層內部通過直徑約50m】圓形廊道連接。搬運過程中,克服重
力所做的功與路徑無關,只與初末位置的高度差有關,情境中的初末位置
連線長度為位移大小,在此過程中的路程和時間之比計算平均速率
【答案】A
【詳解】A.該物資從二樓地面被運送到四樓初處的過程中,克服重力所做的功為
%=mgNh=100xlOx(2.7+2.7)J=5400J
故A正確;
B.該物資從M處被運送到N處的過程中,由于“、N高度差為零,所以克服重力做功為零,故B錯誤;
C.從M處沿圓形廊道運動到N處,位移大小為50m,故C錯誤;
D.從初處沿圓形廊道運動到N處,平均速率為
CTTV3.14xG—
v=—=——=-------—m/s=0.785m/s
tt100
故D錯誤。
故選Ao
例3國產科幻大片《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來了強烈的視覺震撅。如圖所示,“太空電梯”由
地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和配重組成,纜繩相對地面靜止,箱體可以沿纜繩將人和貨
物從地面運送到空間站。下列說法正確的是()
A.地面基站可以建設在青藏高原上
B.配重的線速度小于同步空間站的線速度
C.箱體在上升過程中受到地球的引力越來越小
D.若同步空間站和配重間的纜繩斷開,配重將做向心運動
【解題指導】
物理情境《流浪地球2》中的“太空電梯”
建設“太空電梯”,由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和
解決問題配重組成,纜繩相對地面靜止,利用箱體可以沿纜繩將人和貨物從地
面運送到空間站
圓周運動線速度與角速度關系,圓周運動動力學分析,向心運動、離
關聯知識
心運動
讀圖可知,空間站處于同步軌道上,和地球自轉同步,角速度相同,
若無配重,地球對其引力提供向心力咕=加。2r空,纜繩恰無張力;
與情境結合箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運送到空間站,纜繩對箱體提供向
上拉力,對空間站向下拉影響空間站的安全;配重在同步軌道外,引
力不足以提供向心力#7y產,纜繩提供拉力,處于繃緊狀態
尸配尸空
【答案】c
【詳解】A.由題意可知,整個同步軌道一定在地球赤道正上方,因此地面基站不可以建設在青藏高原上,
A錯誤;
B.由太空電梯的結構可知,配重與同步空間站的角速度相同,由v=5可知,空間站的環繞半徑小于配重
的環繞半徑,因此配重的線速度大于同步空間站的線速度,B錯誤;
Mm
C.由萬有引力定律b=GF可知,箱體在上升過程中受到地球的引力隨距離一的增加而減小,c正確;
r
D.由題意可知,空間站和配重都做勻速圓周運動,若纜繩斷開,配重與地球間的萬有引力則有
廠
廠,?MmMm22
F=G---<G---=1TICD餐<YYICDTgg
rs.
即地球對配重的萬有引力小于配重做圓周運動的向心力,因此配重會做離心運動,D錯誤。
故選C。
例4如圖甲所示為利用霍爾元件制作的位移傳感器。將霍爾元件置于兩塊磁性強弱相同、同名磁極相對放
置的磁體正中間,以中間位置為坐標原點建立如圖乙所示的空間坐標系。當霍爾元件沿x軸方向移動到不同
位置時,將產生不同的霍爾電壓U,通過測量電壓U就可以知道位移x。已知沿x軸方向磁感應強度大小
B=kx(左為常數,且左>0),電流/沿+z方向大小不變。該傳感器靈敏度也,要使該傳感器的靈敏度變
Ax
大,下列措施可行的是()
杪
甲乙
A.把霍爾元件沿x方向的厚度變小B.把霍爾元件沿了方向的高度變大
C.把霍爾元件沿z方向的長度變大D.把霍爾元件沿了方向的高度變小
【解題指導】
物理情境利用霍爾元件制作的位移傳感器
兩塊磁性強弱相同、同名磁極相對放置的磁體正中間,以中間位置為
坐標原點建立如圖乙所示的空間坐標系。沿X軸方向移動到不同位置
解決問題
時,磁感應強度不同,產生不同的霍爾電壓U,通過測量電壓U就可
以知道位移X
關聯知識磁場的疊加,霍爾元件,電流微觀表達式
磁場疊加后,沿x軸方向磁感應強度大小2=入,霍爾效應/二口應
a
與情境結合
結合/=〃eSv=〃eRv,得傳感器靈敏度妝表達式,得出結論
Ax
【答案】A
【詳解】設霍爾元件沿y軸反向的高度為力沿x軸方向的厚度為/,電流的微觀表達式為
I-neSv-nedlv
得
I
v=------
nedl
自由電荷受洛倫茲力和電場力平衡
e-=evB
d
得
U=dvB
由磁感應強度大小
B=kx
得
7曲
k=----
Ax
則
\Udv\B?Ikl
-----=--------=dk------=----
AxAxnedlnel
可知,要使該傳感器的靈敏度變大,應把霍爾元件沿X方向的厚度/變小。
故選Ao
例5冰壺是冬季奧運會上非常受歡迎的體育項目。如圖所示,運動員在水平冰面上將冰壺A推到M點放手,
此時A的速度%=2m/s,勻減速滑行匹=16.8m到達N點時,隊友用毛刷開始擦A運動前方的冰面,使A
與NP間冰面的動摩擦因數減小,A繼續勻減速滑行%=3.5m,與靜止在尸點的冰壺B發生正碰,碰后瞬
間A、B的速度分別為VA=0-05m/s和%=0.55m/s。已知A、B質量相同,A與間冰面的動摩擦因數
4=0.01,重力加速度g取lOm/s"運動過程中兩冰壺均視為質點,A、B碰撞時間極短。求冰壺A
(1)在N點的速度匕的大小;
(2)與NP間冰面的動摩擦因數〃2。
【解題指導】
物理情境體育賽事中的冰壺比賽
解決問題求冰壺A在N點的速度vi的大小,與NP間冰面的動摩擦因數〃2
關聯知識牛頓運動定律,動量守恒定律,動能定理
以體育賽事為情境,冰壺A推到M點放手,此時A的速度w=2m/s,
勻減速滑行為=16.8m到達N點,冰壺A做勻減速直線運動,可
用牛頓運動定律或動能定理;到達N點時,隊友用毛刷開始擦A
與情境結合運動前方的冰面,使A與NP間冰面的動摩擦因數減小,A繼續勻
減速滑行&=3.5m,碰后瞬間A、B的速度分別為VA=0.05m/s
和VB=0.55m/s,碰撞遵循動量守恒定律,NP段可用牛頓運動定律
或動能定理
【答案】(1)x=0.8m/s;(2)〃2=8004
【詳解】(1)設冰壺質量為加,A受到冰面的支持力為N,由豎直方向受力平衡,有
N=mg
設A在血W間受到的滑動摩擦力為/,則有
f=%N
設A在跖V間的加速度大小為。,由牛頓第二定律可得
f=ma
聯立解得
a==0.1m/s2
由速度與位移的關系式,有
■p;-VQ——2aX]
代入數據解得
巧=0.8m/s
(2)設碰撞前瞬間A的速度為均,由動量守恒定律可得
mv2=mvA+mvB
解得
v2=0.6m/s
設A在N尸間受到的滑動摩擦力為了',則有
f=〃2機g
由動能定理可得
-f-x2
聯立解得
4=0.004
例6某探究小組設計了一個報警裝置,其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內用面積S=lOOcn?、
質量加=1kg的活塞密封一定質量的理想氣體,活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度[=300K、活塞
與容器底的距離為=30cm的狀態環境溫度升高時容器內氣體被加熱,活塞緩慢上升1=3cm恰好到達容
器內的卡口處,此時氣體達到狀態3。活塞保持不動,氣體被繼續加熱至溫度〃=363K的狀態。時觸動報
警器。從狀態/到狀態C的過程中氣體內能增加了AU=158J。取大氣壓p°=0.99x1O'pa,求氣體。
(1)在狀態8的溫度;
(2)在狀態C的壓強;
(3)由狀態/到狀態。過程中從外界吸收熱量。。
物理情境探究小組設計了一個溫度報警裝置
解決問題達到預設溫度報警裝置報警
關聯知識查理定理,蓋一呂薩克定律,熱力學第一定律
活塞能無摩擦滑動,活塞緩慢上升d=3cm恰好到達容器內的
與情境結合卡口處,此時氣體達到狀態3,經歷什么過程;活塞保持不動,
氣體被繼續加熱至溫度TC=363K的狀態C時觸動報警器,經
歷什么過程;從狀態/到狀態C的過程中氣體內能增加了AU
=158J,求由狀態/到狀態。過程中從外界吸收熱量0,考
慮熱力學第一定律,氣體對外做功情況
【答案】⑴330K;(2)l.lxlO5Pa;(3)188J
【詳解】(1)根據題意可知,氣體由狀態/變化到狀態8的過程中,封閉氣體的壓強不變,則有
匕=%
TATB
解得
TB=-^TA=330K
(2)從狀態A到狀態B的過程中,活塞緩慢上升,則
pBS=p0S+mg
解得
5
7?g=lxlOPa
根據題意可知,氣體由狀態B變化到狀態C的過程中,氣體的體積不變,則有
PB__PC_
TB~Tc
解得
Pc=^-PB=l.lxlO5Pa
1B
(3)根據題意可知,從狀態4到狀態C的過程中氣體對外做功為
%=PBSM=30J
由熱力學第一定律有
\U=W+Q
解得
0=AU+印=188J
【變式演練】
1.我國古建屋頂較多采用蝴蝶瓦方式鋪設。如圖甲是兩片底瓦和一片蓋瓦的鋪設示意圖,三根椽子所在平
面與水平面夾角為0。如圖乙為截面示意圖,弧形底瓦放置在兩根相互平行的椽子正中間,椽子對底瓦的支
持力網與三根椽子所在平面的垂線方向夾角為a,蓋瓦的底邊恰與底瓦的凹槽中線接觸,受到底瓦垂直椽
子所在平面向上的支持力。已知蓋瓦和底瓦質量均為小,認為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,重力加速
度為g,在無擾動的情況下,底瓦與蓋瓦均保持靜止。若僅研究這三片瓦,則下列說法正確的是(
A.椽子對底瓦的支持力支=3:gcos。B.椽子對底瓦的支持力然=3:gcos。
4sma4cosa
c,底瓦與椽子間的動摩擦因數〃上網2D.底瓦與椽子間的動摩擦因數吆
sinacosa
【答案】B
【詳解】AB.以兩片底瓦和蓋瓦整體為研究對象,易得這個整體的重力在垂直椽子所在平面方向上的分力
為3mgcos仇垂直椽子所在平面方向上整體處于平衡狀態,則有
3〃zgcos0=4"cosa
可得椽子與底瓦接觸部位之間的彈力
F3mgcos0
4cosa
故A錯誤,B正確;
CD.在無外界干擾的情況下,為使底瓦與蓋瓦不下滑,應使
4〃綜>3mgsin0
解得
〃>tan0cosa
故CD錯誤。
故選Bo
2.某同學以5m/s的速度將籃球斜拋出,球在空中運動0.4s后垂直撞擊到豎直籃板上,然后以2m/s的水
平速度反彈,平拋進入籃筐。球與籃板接觸的時間為0.1s,忽略空氣阻力,籃球質量為0.6kg(g取10m/s2)?
下列說法正確的是()
A.籃球撞擊籃板反彈時的動量大小為1.8N-S
B.籃板對球的平均作用力大小為12N
C.籃球被拋出后上升過程處于超重狀態
D.該同學投籃處到籃板的水平距離為1.2m
【答案】D
【詳解】A.根據題意,由公式p=可得,籃球撞擊籃板反彈時的動量大小為
0=0.6x2N-s=1.2N-s
故A錯誤;
BD.對籃球撞擊籃板前的運動進行逆向分析,根據運動的對稱性可看成平拋運動,則豎直方向的分速度為
vy=gt=4m/s
水平方向的分速度為
匕=尿=3m/s
則該同學投籃處到籃板的水平距離為
x=vxt=1.2m
球與籃板接觸時,由動量定理有
-FA/=-mv-mvx
解得籃板對球的平均作用力大小為
尸二30N
故B錯誤,D正確;
C.籃球被拋出后上升過程,只受重力作用,處于完全失重狀態,故C錯誤。
故選Do
3.如圖所示,圍棋比賽時的評析棋盤是豎直的,棋盤上布有磁石,而每顆棋子都是一個小磁鐵,棋子靜止
在豎直放置的磁性棋盤上,則下列說法正確的是()
圍棋
A.棋子對棋盤的摩擦力和棋盤對棋子的摩擦力是平衡力
B.棋子所受重力與棋子所受摩擦力是平衡力
C.要使棋子不易滑下,一般使用相對光滑的材料作棋盤面
D.棋子不會掉落是因為棋子質量小,重力可以忽略不計
【答案】B
【詳解】AB.磁性棋盤是豎直放置的,棋子靜止在上面時受到重力G、彈力N、磁力廠及摩擦力/;彈力
和磁力與棋盤垂直,二力為平衡力,重力豎直向下,而摩擦力豎直向上與重力平衡,故A錯誤,B正確;
C.根據豎直方向上二力平衡知
/=G/應不超過最大靜摩擦力,則有
/<4=〃N=〃尸尸一定,要使棋子不滑下,應增大最大靜摩擦力,為此應增大〃,棋盤面應選取較粗糙
的材料,故C錯誤;
D.棋子質量小而重力小時,若沒有其他阻力存在,仍會向下運動,棋子不會掉落是因為棋子受到棋盤對它
向上的摩擦力,故D錯誤。
故選Bo
4.如圖所示,送水工人用推車運桶裝水,到達目的地后,工人抬起把手,帶動板轉至水平即可將水桶
卸下。若桶與接觸面之間的摩擦不計,為銳角,板。4、對水桶的壓力大小分別為B、仍,保持
不動,使。/由豎直緩慢轉到與。2垂直的過程中()
C.B不斷減小,尸2先增大后減小
D.尸/先減小后增大,F2不斷減小
【答案】B
【詳解】對水桶受力分析,如圖所示
CM由豎直緩慢轉到與08垂直的過程中,水桶受到的合力為零,且入都在
故選Bo
5.旱冰壺在最近幾年深受人們的追捧,尤其深受中小學生的喜愛。如圖甲所示為某旱冰壺比賽的場景,如
圖乙所示為其簡化圖,/為投擲點,。為圓心,B、C、。為/。的四等分點。運動員某次投擲時,冰壺由/
點以初速度vo向右滑動,經時間f運動到2點,最終冰壺剛好停在。點。冰壺在該過程中的運動可視為勻
減速直線運動,下列說法正確的是(
ABCDO
甲乙
A.冰壺在。點的速度大小為?
2
B.冰壺由。到。的時間為
C.冰壺運動的總時間為4/
D.投擲點/到圓心0的距離為(2+百卜
【答案】D
【詳解】A.設冰壺的加速度大小為0,在C點的速度大小為vC,冰壺由/到。,有
v;=1aL
冰壺由4到C,有
解得
_V2
%=5%
故A錯誤;
B.由逆向思維可知,將冰壺的運動視為從。到/的初速度為零的勻加速直線運動,由勻變速直線運動的推
論可知
t(JD_]
tBA-2-V3
解得
缶=(2+百)/
故B錯誤;
C.同理
優_J_
t&2
解得
%=卜+2省'
故C錯誤;
D.投擲點N到圓心O的距離
L==(2+V3)V
故D正確。
故選D?
6.如圖(a)所示,底部固定有正方形線框的列車進站停靠時,以初速度v水平進入豎直向上的磁感應強
度為8的正方形有界勻強磁場區域,如圖(6)所示,假設正方形線框邊長為/,每條邊的電阻相同。磁場
的區域邊長為4,且/<〃,列車運動過程中受到的軌道摩擦力和空氣阻力恒定,下列說法正確的是()
A.線框進入磁場過程中,克服安培力做的功小于線框中產生的焦耳熱
B.線框離開磁場過程中,克服安培力做的功等于線框減少的動能
C.線框右邊剛剛進入磁場時,感應電流沿圖(6)逆時針方向,其兩端的電壓為瓦v
D.線框右邊剛剛進入磁場時,感應電流沿圖(6)順時針方向,其兩端的電壓為士瓦v
4
【答案】D
【詳解】A.根據功能關系可知線框克服安培力做的功全部轉化為電能,線框為純電阻電路,則又全部轉化
為線框中產生的焦耳熱,則克服安培力做的功等于線框中產生的焦耳熱,故A錯誤;
B.線框離開磁場過程中,根據動能定理可知克服安培力做功與克服摩擦力、空氣阻力做功之和等于線框和
列車動能的減小量,故B錯誤;
CD.根據右手定則,線框進入磁場時,感應電流沿順時針方向。線框此時切割磁感線產生的感應電動勢為卸”,
導線框右邊兩端的電壓為路端電壓,即為
33
U=-E=-Blv
44
故C錯誤,D正確。
故選D。
7.動車組由動車和拖車編組而成,提供動力的車廂叫動車,不提供動力的車廂叫拖車。已知某動車組由9
節車廂組成,靠近前進方向的車廂為1號車廂,其中第1、4、7節車廂為動車,其余車廂為拖車。假設各
車廂質量均相等,每節動車提供的動力相同,動車組在平直鐵路橋上運行過程中每節車廂受到的阻力均為人
下列說法正確的是()
A.動車組勻速運動時,第1、2節車廂間的作用力為曠
B.動車組勻加速運動時,第3、4節車廂間的作用力為V
C.動車組勻加速運動時,第6、7節車廂間無作用力
D.動車組勻速運動時,若突然關閉第4節車廂的動力,第8、9節車廂間的作用力不變
【答案】C
【詳解】A.動車組勻速運動時,整體受力平衡,有
3F=9f
后8節車廂受力平衡
理+2尸=8/
解得
故A錯誤;
B.設動車組加速度為0,對整體
3F-9f=9ma
對4?9節車廂,有
F34+2F-6f-6ma
解得
瑪4=0
故B錯誤;
C.同B,先整體后隔離可得,第6、7節車廂間無作用力,故C正確;
D.若關閉第4節車廂的動力,動車組的加速度發生變化,故第8、9節車廂間的作用力也隨之變化,故D
錯誤。
故選Co
8."火樹銀花十里開”,花城廣州常在珠江邊燃放煙花慶祝盛大的節日。現有某煙花筒的結構如圖甲所示,
其工作原理為:點燃引線,引燃發射藥燃燒發生爆炸,禮花彈獲得一個豎直方向的初速度并同時點燃延期
引線,當禮花彈到最高點時,延期引線點燃禮花彈并炸開形成漂亮的球狀禮花。現假設某禮花彈在最高點
炸開成b兩部分,速度均為水平方向。炸開后。、6的軌跡圖如乙圖所示。忽略空氣阻力的作用,則
()
A.a、。兩部分落地時的速度大小之比1:3
B.a、6兩部分的初動能之比1:3
C.6兩部分的質量之比1:3
D.。、6兩部分落地時的重力功率之比為1:3
【答案】B
【詳解】C.平拋運動方向為勻速直線運動,則有
尤=匕0,3x=vbtb
豎直方向上有
,12,12
h=2gt:,h=QgE
則有
%:%=1:3
根據動量守恒定律有
mava-mbvb=O
解得
ma:mb=3:l
故C錯誤;
B.。、6兩部分的初動能
12p12
Ek.=3”,Ekb=-mbvb
結合上述解得
凡。:Ekb=1:3
故B正確;
A.a、6兩部分落地時的速度大小
結合上述可知,。、。兩部分落地時的速度大小之比不等于1:3,故A錯誤;
D.a、b兩部分落地時的重力功率
PPm
a=m.gVya=%gZ,b=%刈/=bg\
結合上述解得
CM=3:1
故D錯誤。
故選Bo
9.(多選)如圖甲是客家人口中的“風車"也叫"谷扇",是農民常用來精選谷物的農具。谷粒從上方喂料斗的
小口無初速度進入風道,在風力作用下,精谷和癟谷(空殼)都從洞口水平飛出,結果精谷和癟谷落地點
不同,自然分開。簡化裝置如圖乙所示,谷粒在風道內所受的風力大小相等,最終落在同一水平面上,風
道口的直徑遠小于下落高度,不計風道內的阻力和飛出洞口后的空氣阻力,下列分析正確的是()
甲乙
A.N處是精谷
B.從風道口飛出到落在水平面過程,癟谷運動時間更長
C.落到水平面時,癟谷的速度更大
D.落到水平面時,精谷和癟谷的重力瞬時功率一樣大
【答案】AC
【詳解】AB.精谷的質量大于癟谷的質量,在相同的水平風力作用下,精谷獲得的水平加速度小于癟谷的
水平加速度,在豎直方向上
,12
h=~gt
可得
精谷和癟谷的下落高度相同,則精谷和癟谷的落地時間相同,精谷獲得的水平加速度小于癟谷的水平加速
度,則精谷的水平位移小于癟谷的水平位移,則N處是精谷,M處為癟谷,故A正確,B錯誤;
C.落到水平面時,兩者的豎直速度一樣,癟谷的水平速度更大,故癟谷的速度更大,故C正確;
D.落到水平面時,兩者的豎直速度一樣,但是精谷的重力更大,故精谷的重力瞬時功率更大,故D錯誤。
故選ACo
10.(多選)如圖所示為我國民眾應對高溫天氣所用的吊扇,此時固定于天花板上的吊扇正在順時針旋轉(仰
視),轉速為〃。已知葉片仍的長度為心忽略轉軸的大小,吊扇所在位置處地磁場的磁感應強度大小為8,
方向與豎直方向的夾角為仇則下列說法正確的是()
A.a、6兩端的電勢差大小為
B.a、6兩端的電勢差大小為
C.a端的電勢高于6端的電勢
D.a端的電勢低于6端的電勢
【答案】AC
【詳解】北方地磁場的磁感應強度垂直于葉片向下的分量為
g=BcosO
由法拉第電磁感應定律有
1,
E=B,Lv=-Bfi(o
根據角速度和轉速得關系有
a>=2兀"
又因為
U=E
可得a、6兩端的電勢差大小為
U=MTISZ2COS0
由右手定則可知,a端的電勢高于6端的電勢。
故選ACo
H.(多選)如圖為某藥品自動傳送系統的示意圖。該系統由水平傳送帶、豎直螺旋滑槽和與滑槽平滑連接
的水平平臺組成,豎直螺旋滑槽高5m,長30m,質量為0.5kg的藥品A離開傳送帶進入螺旋滑槽速度為
2m/s,到螺旋滑槽出口速度為6m/s,該過程用時5s,在出口處與靜止的相同質量的藥品B碰撞,碰后A靜
止,B向前滑動,重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是()
2m/s
A.藥品A、B碰撞后B的速度為6m/s
B.藥品A對藥品B的沖量與藥品B對藥品A的沖量相同
C.藥品A在螺旋滑槽運動過程重力的沖量為25Ns
D.藥品A在螺旋滑槽運動過程合力的沖量為3N-S
【答案】AC
【詳解】A.藥品A、B碰撞過程動量守恒,則
mvA=mvB
可知碰后B的速度為
vB=vA=6m/s
選項A正確;
B.藥品A對藥品B的沖量與藥品B對藥品A的沖量大小相同,但方向相反,選項B錯誤;
C.藥品A在螺旋滑槽運動過程重力的沖量為
IG=mgt-0.5xl0x5N?s=25N?s
選項C正確;
D.根據動量定理可知,藥品A在螺旋滑槽運動過程合力的沖量為
I=mv-mv0=0.5x6-0.5x2=2N-s
選項D錯誤。
故選ACo
12.(多選)某同學受電動窗簾的啟發,設計了如圖所示的簡化模型。多個質量均為1kg的滑塊可在水平滑
軌上滑動。忽略摩擦和空氣阻力。開窗簾過程中,電機對滑塊。施加一個水平向右的恒力足推動滑塊a
以0.30m/s的速度與靜止的滑塊b碰撞,碰撞時間為0.04so碰撞結束后瞬間兩滑塊的共同速度為0.16m/s?
關于兩滑塊的碰撞過程,下列說法正確的是()
F——>abc
◎◎怎
A.兩滑塊的動量不守恒
B.滑塊。受到合外力的沖量大小為0.14N?s
C.滑塊6受到合外力的沖量大小為0.32N?s
D.滑塊6受到滑塊。的平均作用力的大小為3.5N
【答案】AB
【詳解】A.取向右為正方向,滑塊。和滑塊6組成的系統的初動量為
/2/=mv;=lxO.30kg-m/s=O.30kg-m/s
碰撞后的動量為
必=2;MV2=2xlx0.16kg?m/s=0.32kg?m/s
則滑塊的碰撞過程動量不守恒,故A正確;
B.對滑塊a,取向右為正方向,則有
//=wv2-mv7=lx0.16kg-m/s-lx0.30kg-m/s=-0.14kgm/s
負號表示方向水平向左,故B正確;
C.對滑塊6,取向右為正方向,則有
/2=wv2=lx0.16kg-m/s=0.16kg-m/s
故C錯誤;
D.對滑塊6根據動量定理有
~F-M=/2
解得
F=4N
則滑塊b受到滑塊a的平均作用力大小為4N,故D錯誤。
故選AB=
13.拋石機是古代交戰的一種兵器,巧妙利用了動能和勢能的轉化。為了研究方便,簡化為圖示物理模型,
輕桿兩端分別固定質量為“、機的小球A、B,M=24m。輕桿可繞水平轉軸。自由轉動。。到水平地面
的高度為〃(〃>£),A、B到O的距離分別為工、4L。現將輕桿拉到水平并從靜止釋放,當輕桿運動到豎
直時B脫離輕桿做平拋運動,兩小球均可視為質點,不計轉軸摩擦及空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)B脫離輕桿后,A離地面的最大高度;
(2)B平拋運動的水平射程;
(3)B拋出前后瞬間轉軸。受輕桿的作用力的變化量大小。
【答案】(1);/(2)4j2“H+M)(3)3mg
【詳解】(1)設輕桿運動到豎直時B、A的速度分別為匕、v2,輕桿轉動的角速度為。,對B有
對A有
v2=o)L
對系統,由機械能守恒定律有
1917
MgL—mg-4£=—mvi+—Mv2
可得
匕=4病,匕=瘋
設B脫離輕桿后,A上升的最大高度為對A由機械能守恒有
1,
-Mv;=Mg\h
可得
A/z=—L
2
A離地面的最大高度
h=H-L+-L=H--L
22
(2)B做平拋運動過程,設運動時間為/,豎直方向分運動為自由落體運動,有
1,
H+4L=-gt2
2
水平方向分運動為勻速直線運動,有
X=卬
可得
x=4《2L(H+4L)
(3)當輕桿運動到豎直,B脫離桿前瞬間,設桿對B、A的力的大小分別為片、F2,由牛頓第二定律,對
B有
V,2
+mg=加立
對A有
2
F2-Mg=M^-
轉軸O受力為
F-F2-Fy=45mg
B脫離桿后瞬間,轉軸O受力為
F'=F2=48加g
B拋出前后瞬間轉軸。受力的變化量
AF=F'-F=3mg
14.氣墊鞋的鞋底設置有氣墊儲氣腔,穿上鞋后,儲氣腔內氣體可視為質量不變的理想氣體,可以起到很
好的減震效果。使用過程中,儲氣腔內密封的氣體被反復壓縮、擴張。某氣墊鞋儲氣
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