全国高考物理临界状态的假设解决物理试题的推断题综合高考真题汇总及详细答案VIP

1、全国高考物理临界状态的假设解决物理试题的推断题综合高考真题汇总及详细答案一、临界状态的假设解决物理试题1 小明同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m=0.3kg的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当球在某次运动到最低点时，绳恰好达到所能承受的最大拉力F 而断掉，球飞行水平距离s 后恰好无碰撞地落在临近的一倾角为53的光滑斜面上并沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h 0.8 m绳长r=0.3m(g 取 10 m/s 2， sin 53 0.8， cos 53 0.6)求：(1)绳断时小球的速度大小v1 和小球在圆周最低点与平台边缘的水平距离s 是多少 .

2、(2)绳能承受的最大拉力F 的大小 .【答案】（ 1） 3m/s ，1.2m （ 2）12N【解析】【详解】(1)由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以有vy=v0 tan53 又 vy2=2gh，代入数据得：vy=4m/s ， v0=3m/s故绳断时球的小球做平抛运动的水平速度为3m/s ；由vy=gt1得：vyt10.4sg则s=v0 t1=3 0.4m=1.2m（2）由牛顿第二定律：Fmg解得：mv12rF=12N2 如图所示，带电粒子（不计重力）以初速度v0 从 a 点垂直于 y 轴进入匀强磁场，运动过程中经过 b 点， Oa Ob

3、。若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0 从 a 点垂直于 y 轴进入电场，仍能通过b 点，则电场强度 E 和磁感应强度 B 的比值为（ ）2v0A v0B v0C 2v0D 2【答案】 C【解析】【详解】设 OaObd ，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d ，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：2mv0qv0 B解得：Bdmv0qd如果换成匀强电场，水平方向以v0 做匀速直线运动，在水平方向：dv0t竖直沿 y 轴负方向做匀加速运动，即：d1 at 2qE t 222m解得：22mv0Eqd则有：E2v0B故 C 正确， A、 B

4、、D 错误；故选 C。3 近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产列车某车厢质量为m ，如果列车要进入半径为 R 的弯道，如图所示，已知两轨间宽度为L ，内外轨高度差为h ，重力加速度为 g ，该弯道处的设计速度最为适宜的是（）AgRhgRLL2h2Bh2L2CgRL2h2gRLhDh【答案】 A【解析】【详解】列车转弯时的向心力由列车的重力和轨道对列车的支持力的合力提供，方向沿水平方向，根据牛顿第二定律可知mghm v2L2h2R解得gRhvL2h2故 A 正确。故选 A。4 火车以速率 v1 向前行驶，司机突然发现在前方同一轨道上距车s 处有另一辆火车，它正沿相同的方向以较小的速率v2

5、 做匀速运动，于是司机立即使车做匀减速运动，该加速度大小为 a，则要使两车不相撞，加速度a 应满足的关系为（）A av12 v22B av122s2sv22v1v22CD a a2s2s【答案】 D【解析】【详解】ABCD.设经过时间t 两车相遇，则有v2t s v1t1at 22整理得at22 v2v1 t2s0要使两车不相撞，则上述方程无解，即4 v2 v128as 0解得a故 D 正确 ABC 错误 ?故选 D。2v1v22s5 用长为 L 的细杆拉着质量为m 的小球在竖直平面内作圆周运动，如下图下列说法中正确的是（）A小球运动到最高点时，速率必须大于或等于gLB小球运动到最高点时，速率

6、可以小于gL ，最小速率为零C小球运动到最高点时，杆对球的作用力可能是拉力，也可能是支持力，也可能无作用力D小球运动到最低点时，杆对球的作用力一定是拉力【答案】 BCD【解析】【详解】小球在最高点的最小速度为零，此时小球重力和支持力相等故A 错误， B 正确当小球2在最高点压力为零时，重力提供向心力，有mgm v ，解得 vgL ，当速度小于 vL时，杆对小球有支持力，方向向上；当速度大于v 时，杆对小球有拉力，方向向下，故C正确小球在最低点时，合力提供向心力，知合力方向向上，则杆对球的作用力一定向上故 D 正确6 如图所示，光滑水平桌面上放置一个倾角为37的光滑楔形滑块A，质量为 M =0.

7、8kg。一细线的一端固定于楔形滑块A 的顶端 O 处，细线另一端拴一质量为m=0.2kg 的小球。若滑块与小球在外力F 作用下，一起以加速度a 向左做匀加速运动。取g=10m/s 2;sin370=0.6;sin530 =0.8，则下列说法正确的是（）A当 a=5 m/s 2 时，滑块对球的支持力为0 N B当 a=15 m/s 2 时，滑块对球的支持力为 0 NC当 a=5 m/s2 时，外力 F 的大小为 4ND当 a=15 m/s 2 时，地面对 A 的支持力为10N【答案】 BD【解析】【详解】设加速度为 a0 时小球对滑块的压力等于零，对小球受力分析，受重力和拉力，根据牛顿第二定律，

8、有：水平方向： F合F cos37 ma0 ，竖直方向： F sin37mg ，解得 a04g13.3m/s23A.当 a5m/s2a0 时，小球未离开滑块，斜面对小球的支持力不为零，选项A 错误；B.当 a15m/s2a0 时，小球已经离开滑块，只受重力和绳的拉力，滑块对球的支持力为零，选项 B 正确；C.当 a5m/s2 时，小球和楔形滑块一起加速，由整体法可知：FMm a5N选项 C 错误；D.当系统相对稳定后，竖直方向没有加速度，受力平衡，所以地面对A 的支持力一定等于两个物体的重力之和，即NMm g10N选项 D 正确。故选 BD。7 质量为 m，带电量为 +q 的滑块从光滑、绝缘斜

9、面上由静止下滑，如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向外，磁感强度为B，则滑块在斜面上滑行过程中（设斜面足够长），滑块（）mgmg cosA在斜面上滑行的最大速度为B在斜面上滑行的最大速度为qBqBC作变加速直线运动m2 gD在斜面上滑动的最大距离为2 sin2q2 B【答案】 BC【解析】AB. 滑块沿斜面下滑时，受重力、支持力、垂直于斜面向上的洛伦兹力洛伦兹力F=qvB，随速度的增大而增大，当 FN=0，即 qvB=mgcos 时速度达到最大，滑块开始离开斜面；所mg cos以在斜面上滑行的最大速度为v，所以A 错误，B 正确；qBCD.由于沿斜面方向的力不变，牛顿第二定律得：mgsin =ma

10、，加速度a=gsin，作匀加速直线运动；故C 正确 ， D 错误 故选 BC.点睛 ：对物体进行受力分析，当物体对斜面的压力为零时，物体开始离开斜面，由平衡条件求出物体此时的速度；由牛顿第二定律求出物体的加速度8 客车以v=20m/s的速度行驶，突然发现同车道的正前方x0=120 m处有一列货车正以v0=6 m/s的速度同向匀速前进，于是客车紧急刹车，若客车刹车的加速度大小为a=1m/s 2，做匀减速运动，问：(1)客车与货车速度何时相等？(2)此时，客车和货车各自位移为多少？(3)客车是否会与货车相撞？若会相撞，则在什么时刻相撞？相撞时客车位移为多少？若不相撞，则客车与货车的最小距离为多少？

11、【答案】 (1) t=14s (2) x 客 = 182m x 货= 84m (3)xmin=22m 【解析】试题分析：（ 1）设经时间t 客车速度与货车速度相等：v-at=v0，可得： t=14s（ 2）此时有： x 客=vt- 1 at2=182m2x 货 =v0t=84m （3）因为x 客 x 货 +x0，所以不会相撞经分析客车速度与货车速度相等时距离最小为：xmin =x 货 +x0-x 客=22m考点：追击及相遇问题【名师点睛】这是两车的追击问题，速度相等时，它们的距离最小，这是判断这道题的关键所在，知道这一点，本题就没有问题了9 在某路口 ，有按倒计时显示的时间显示灯有一辆汽车在平

12、直路面上正以36 km/h 的速度朝该路口停车线匀速前行，在车头前端离停车线 70 m 处司机看到前方绿灯刚好显示“ 5”交通规则规定：绿灯结束时车头已越过停车线的汽车允许通过(1)若不考虑该路段的限速，司机的反应时间为 1 s，司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线，则汽车的加速度至少为多大？(2)若该路段限速 60 km/h ，司机的反应时间为 1 s，司机反应过来后汽车先以2 m/s 2 的加速度沿直线加速 3 s，为了防止超速 ，司机在加速结束时立即踩刹车使汽车匀减速直行，结果车头前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车加速度的大小(结果保留两位有效数字 )【答案】 (1

13、)2.5 m/s 2(2)6.1 m/s 2【解析】试题分析：（ 1）司机反应时间内做匀速直线运动的位移是：x1 v0t1 10m ；加速过程： t25 t14s70 x1 v0t21 a1t 222代入数据解得：a12.5m / s2（2）汽车加速结束时通过的位移：x2v0t1 v0 t21 a2t3210 10312 3249m22此时离停车线间距为：x370x221m此时速度为： v1v0a2 t2102316m / s匀减速过程： 2ax3v22带入数据解得：a31286.1m / s221考点：匀变速直线运动规律【名师点睛】本题关键分析清楚汽车的运动规律，然后分阶段选择恰当的运动学规

14、律列式求解，不难10 如图在长为 3l，宽为 l 的长方形玻璃砖 ABCD中，有一个边长为 l 的正三棱柱空气泡EFG，其中三棱柱的 EF 边平行于 AB 边， H 为 EF边中点， G 点在 CD边中点处（忽略经 CD 表面反射后的光）（i ）一条白光a 垂直于 AB 边射向 FG边的中点O 时会发生色散，在玻璃砖光带通过作图，回答彩色光带所在区域并定性说明哪种颜色的光最靠近CD 边形成彩色 G 点；（ii ）一束宽度为l的单色光，垂直AB 边入射到EH 上时，求CD 边上透射出光的宽度？2（已知该单色光在玻璃砖中的折射率为n3 ）【答案】（ i）红光更靠近G 点 （ ii） l【解析】【详

15、解】（i ）光路如图： MN 间有彩色光带，红光最靠近G 点在 FG面光线由空气射向玻璃，光线向法线方向偏折，因为红光的折射率小于紫光的折射率，所以红光更靠近 G 点（ii ）垂直 EH入射的光，在 EG 面上会发生折射和反射现象，光路如图所示在 E 点的入射光，根据几何关系和折射定律，可得：160nsin1sin2联立可得：230在 E 的折射光射到CD面的 I 点，由几何关系得：330根据折射定律可得：sin C13n3sin1sin C32所以 CD面上 I 点的入射光可以发生折射透射出CD 面 .在 E 的反射射光射经 FG面折射后射到到CD面的 J 点，由几何关系得：460osin3

16、sin C42所以 CD面上 J 点的入射光发生全反射，无法透射出CD 面综上分析， CD 面上有光透射出的范围在GI 间由几何关系得CD 面上有光透出的长度为l。11 如图所示为柱状玻璃的横截面，圆弧MPN 的圆心为 O 点，半径为 R ， OM 与 ON 的夹角为90?OM 侧面，并进入玻璃，。 P 为 MN 中点，与 OP 平行的宽束平行光均匀射向其中射到 P 点的折射光线恰在P 点发生全反射。(i)分析圆弧 MPN 上不能射出光的范围；(ii)求该玻璃的折射率。【答案】 (i)分析过程见解析；(ii) n5【解析】【详解】(i)光路图如图从 OM 入射的各光线的入射角相等，由nsin

17、r知各处的折射角相等。各折射光线射至圆sin i弧面 MPN 时的入射角不同，其中M 点最大。 P 点恰能全反射，则PM 段均能全反射，无光线射出。(ii) P 点全反射有sin1n相应的 Q 点折射有nsin 45sin由几何关系知45解各式得n512 如图所示，宽度为d 的匀强有界磁场，磁感应强度为B，MN和PQ是磁场左右的两条边界线,现有一质量为m，电荷量为q 的带正电粒子沿图示方向垂直射入磁场中，=45o，要使粒子不能从右边界PQ 射出，求粒子入射速率的最大值为多少?【答案】 (22) Bqdm【解析】【详解】用放缩法作出带电粒子运动的轨迹，如图所示，当其运动轨迹与 PQ 边界线相切于

18、 C 点时，这就是具有最大入射速率 vmax 的粒子的轨迹，由图可知 :R(1-cos45o)=d又vmax2Bqvmax =m联立可得：R(22) Bqdvmax=m13 如图所示， MN 是一个水平光屏，多边形ACBOA为某种透明介质的截面图。 AOC为等腰直角三角形，BCR 8cm的四分之一圆弧，AB与光屏MN垂直并接触于A为半径 =点。一束紫光以入射角i 射向 AB 面上的 O 点，能在光屏MN 上出现两个亮斑，AN 上的亮斑为 P1（未画出）， AM 上的亮斑为 P2（未画出），已知该介质对紫光的折射率为n2 。(1)当入射角i 30AN上的亮斑P1到A点的距离x1；=时，求(2)逐

19、渐增大入射角i，当 AN 上的亮斑 P 刚消失时，求此时AM 上的亮斑 P 到 A 点的距离12x2。【答案】 (1)8cm； (2)8cm【解析】【分析】【详解】(1)根据题意画出光路图：设 AB 分界面上的折射角为r ，根据折射定律n解得sin rsin ir45在 RtVAOP1 中x1R tan(90r )解得x18cm(2)当光在 AB 面上的入射角满足iCAN 上的亮斑刚消失设紫光的临界角为C ，画出光路图则有1sin Cn当 i45 时， AB 面上反射角45，反射光线垂直射到AC 面上后入射到AM上，则x2R tan(90)解得x2 8cm14 如图所示，一装满水的水槽放在太阳

20、光下，将平面镜M 斜放入水中，调整其倾斜角度，使一束太阳光从O 点经水面折射和平面镜反射，然后经水面折射回到空气中，最后射到槽左侧上方的屏幕N 上，即可观察到彩色光带。如果逐渐增大平面镜的倾角，各色光将陆续消失，已知所有光线均在同一竖直平面。（）从屏幕上最先消失的是哪种色光（不需要解释）；（）如果射向水槽的光线与水面成45角，当平面镜M 与水平面夹角45o 时，屏幕上的彩色光带恰好全部消失，求最后消失的那种色光对水的折射率。【答案】（）紫光；（）6 。2【解析】【分析】【详解】（）逐渐增大平面镜的倾角，反射光线逆时针转动，反射光线射到水面的入射角增大，由于紫光的临界角最小，所以紫光的入射角最先达到临界角，最先发生全反射，故从屏幕上最先消失的是紫光.（）画出如图所示的光路图入射角145OA 是入射到平面镜上的光线，AD 是法线；设AOF2 ，OAD3由几何关系得sin由折射定律得sin2345oC22 31 n2sin C1联立解得nn62即对水的折射率是6 。215 为了测量玻璃棱镜的折射率nAB面，采用如图所示装置棱镜放在会聚透镜的前面，垂直于透镜的光轴在透镜的焦平面上放一个屏，当散射光照在AC面上时在屏上可以观察到两个区域：照亮区和非照亮区连接两区分界处（D 点）与透镜光心 的线段 OD 与透镜光轴 OO