高考物理相互作用各地方试卷集合汇编

1、高考物理相互作用各地方试卷集合汇编一、高中物理精讲专题测试相互作用1（ 18分） 如图所示，金属导轨mnc 和pqd， mn与pq平行且间距为l，所在平面与水平面夹角为， n、 q 连线与mn垂直，m、 p 间接有阻值为r 的电阻；光滑直导轨nc和 qd 在同一水平面内，与nq 的夹角都为锐角。均匀金属棒ab 和ef质量均为m，长均为 l， ab棒初始位置在水平导轨上与nq 重合；ef 棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为（ 较小），由导轨上的小立柱1 和2 阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为 r，

2、最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为 g。（1）若磁感应强度大小为b，给 ab 棒一个垂直于nq、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef 棒始终静止，求此过程ef 棒上产生的热量；（2）在（ 1）问过程中， ab 棒滑行距离为d，求通过ab 棒某横截面的电荷量；（3）若 ab 棒以垂直于nq 的速度 v2 在水平导轨上向右匀速运动，并在nq 位置时取走小立柱 1 和 2，且运动过程中ef 棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab 棒运动的最大距离。【答案】（1） qef；（ 2） q；（ 3 ）bm，方向竖直向上或竖

3、直向下均可，xm【解析】解：（ 1）设 ab 棒的初动能为ek， ef 棒和电阻 r 在此过程产生热量分别为q 和 q1，有q+q1=ek且 q=q1 由题意 ek=得 q=（2）设在题设的过程中，ab 棒滑行的时间为 t，扫过的导轨间的面积为 s，通过 s 的磁通量为 ， ab 棒产生的电动势为 e， ab 棒中的电流为 i，通过 ab 棒某截面的电荷量为q，则e=且 =b s 电流 i=又有 i=由图所示， s=d（ l dcot ）联立 ，解得： q=（ 10）（3） ab 棒滑行距离为x 时， ab 棒在导轨间的棒长lx 为：l =l 2xcot （ 11）x此时， ab 棒产生的电动

4、势ex为：2 x12）e=bv l（流过 ef 棒的电流 ixx（ 13）为 i =ef 棒所受安培力fx 为 fx=bixl （ 14）联立（ 11）（14），解得： fx=（15）有（ 15）式可得， fx在 x=0 和 b 为最大值m1b时有最大值 f由题意知， ab 棒所受安培力方向必水平向左，ef 棒所受安培力方向必水平向右，使f1 为最大值的受力分析如图所示，图中 fm 为最大静摩擦力，有：f1cos =mgsin （+mgcos +f1sin ） （16）联立（ 15）（ 16），得：bm=（17）bm 就是题目所求最强磁场的磁感应强度大小，该磁场方向可竖直向上，也可竖直向下有（

5、 15）式可知， b 为 bm 时， fx 随 x 增大而减小，x 为最大 xm 时， fx 为最小值，如图可知f2cos +（mgcos +f2sin ） =mgsin （ 18）联立（ 15）（ 17）（ 18），得xm=答：（ 1） ef 棒上产生的热量为；（2）通过 ab 棒某横截面的电量为（3）此状态下最强磁场的磁感应强度是，磁场下 ab 棒运动的最大距离是【点评】本题是对法拉第电磁感应定律的考查，解决本题的关键是分析清楚棒的受力的情况，找出磁感应强度的关系式是本题的重点2 质量 m 5kg 的物体在20n 的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动若改用与水平方向成 37角的

6、力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（ g 10n/kg， sin37 0.6，cos37 0.8）【答案】 35.7n ；【解析】解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，根据平衡条件，有：fmgf20解得：0.4mg50改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图：由 fx0 得： fcosf由 fy0 得： nmgfsin其中： fn解以上各式得： f35.7n【点睛 】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数3 一架质量m 的飞机在水平跑道上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼

7、升力f升 、发动机推力、空气阻力f阻 、地面支持力和跑道的阻力f的作用。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即f升2k1v , f阻k2v2 ，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为k0 （ m、 k0、 k1、k2 均为已知量），重力加速度为g。(1)飞机在滑行道上以速度v0 匀速滑向起飞等待区时，发动机应提供多大的推力？(2)若将飞机在起飞跑道由静止开始加速运动直至飞离地面的过程视为匀加速直线运动，发动机的推力保持恒定，请写出 k0与 k1、 k2 的关系表达式；(3)飞机刚飞离地面的速度多大？【答案】 (1) f k v2k(mgk v2 )； (2)kf k2v

8、2ma ； (3) vmg2 001 00mg k v2k11【解析】【分析】（1）分析粒子飞机所受的5 个力，匀速运动时满足f推f阻f阻 ，列式求解推力；（2）根据牛顿第二定律列式求解k0 与 k1、 k2 的关系表达式；（3）飞机刚飞离地面时对地面的压力为零 .【详解】（ 1）当物体做匀速直线运动时，所受合力为零，此时有空气阻力 f阻 k2v02飞机升力f升k1v02飞机对地面压力为n ， nmgf升地面对飞机的阻力为：f阻k0 n由飞机匀速运动得：f推f阻f阻，由以上公式得 fk v2k(mgk v2 )推2 0010（2）飞机匀加速运动时，加速度为a，某时刻飞机的速度为v，则由牛顿第二

9、定律：f推 -k2v2k0 (mgk1v2 )= ma解得： k0f推 -k2 v2mamgk1v2（3）飞机离开地面时：mg=k1v2mg解得： vk14如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块a、c，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球知，带与水平面夹角为b,d通过细绳跨过定滑轮水平寄引c物体。整个系统处于静止状态。已，b物体两侧丝带间夹角为600 ，与 c物体连接丝0230 ，此时 c恰能保持静止状态。求：（g=10m/s ）（ 1）物体 b的质量 m；（ 2）物体 c与地面间的摩擦力 f ；（ 3）物体 c与地面的摩擦系数 （假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）。【答案】（ 1）

10、 3kg（2） f=10n（3）【解析】（1）对 b受力分析，受重力和两侧绳子的拉力，根据平衡条件，知解得： m=3kg对 c 受力分析，受重力、两个细线的拉力、支持力和摩擦力，根据平衡条件，知水平方向受力平衡：解得： f=10n（ 3）对 c，竖直方向平衡，支持力：由 f= n，知5水平传送带以 v=1.5m/s 速度匀速运动，传送带 ab 两端距离为 6.75m, 将物体轻放在传送带的 a 端，它运动到传送带另一端 b 所需时间为 6s，求：（1）物块和传送带间的动摩擦因数？（2）若想使物体以最短时间到达b 端，则传送带的速度大小至少调为多少？（g=10m/s 2）【答案】（ 1）；（ 2

11、）【解析】试题分析：（1）对物块由牛顿第二定律：，则经过时间的速度为：首先物块做匀加速然后做匀速则：由以上各式解得：（2）物块做加速运动的加速度为：物体一直做匀加速直线运动到b 点的速度： v2=2ax解得：考点：牛顿运动定律综合【名师点睛】物体放上传送带先做匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式求出匀加速直线运动的时间和位移，当物体的速度达到传送带的速度时，一起做匀速直线运动根据时间求出匀速运动的位移，从而得出物体的总位移，即传送带 ab 的长度；若想使物体以最短时间到达 b 端，物体需一直做匀加速直线运动，则传送带的速度需大于等于物体从 a 点匀加速到b 点的速度。6 如图所示，在一

12、倾角为30固定斜面上放一个质量为2kg 的小物块，一轻绳跨过两个轻滑轮一端固定在墙壁上，一端连接在物块上，且物块上端轻绳与斜面平行，动滑轮下方悬挂质量为 3kg 的重物，整个装置处于静止状态。已知跨过动滑轮的轻绳夹角为60，物块与斜面的动摩擦因数为3 ，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s 2。3求：（1）斜面上物块所受的静摩擦力大小；（2）若要使斜面上的物块滑动，动滑轮下悬挂重物的质量应该满足什么条件？【答案】（ 1） (10310)n （ 2） m22 3kg【解析】【分析】考查平衡状态的受力分析。【详解】（ 1）设斜面上物体质量为 m1，动滑轮下方悬挂的物体质量为 m

13、2，绳的拉力为 t，斜面支持力为 n，摩擦力为 f，受力分析如图：动滑轮节点受力平衡：1t cos30m2 g2解得 t103n斜面上的物体受力平衡：解得摩擦力大小为f（2）最大静摩擦力为：(10 3t m1g sin 10)nffmaxnm1 g cosl0n当绳的拉力等于 0 时，物体刚好保持静止，所以不可能往下运动，则只能是拉力足够大，当摩擦力达到最大静摩擦时，物体开始向上滑动：tm1 g sinf max1m2 gt cos302解得 m2 2 3kg即动滑轮下悬挂重物的质量应满足m22 3kg 。7 如图所示，一小滑块静止在倾角为370 的斜面底端，滑块受到外力冲击后，获得一个沿斜面

14、向上的速度v0=4m/s ，斜面足够长，滑块与斜面之间的动摩擦因数为 =0.52，已知sin370=0.60， cos370=0.80，g 取 10m/s 2，求：（ 1）滑块沿斜面上滑过程中的加速度的大小；（ 2）滑块沿斜面上滑的最大距离；【答案】（ 1）（ 2） 1 0m【解析】试题分析：（ 1）设滑块质量为m，上滑过程的加速度大小为a，根据牛顿第二定律，有所以，（ 2）滑块上滑做匀减速运动，根据位移与速度的关系公得最大距离考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动

15、性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力8长为 5.25m轻质的薄木板放在水平面上，木板与水平面间的动摩擦因数为0.1，在木板的右端固定有一个质量为1kg 的小物体 a，在木板上紧邻a 处放置有另一质量也为1kg 的小物体 b，小物体 b 与木板间的动摩擦因数为0.2， a、 b可视为质点，如图所示。当a、 b之间的距离小于或等于3m 时， a、 b 之间存在大小为 6n的相互作用的恒定斥力；当a、 b之间的距离大于3m 时， a、 b 之间无相互作用力。现将木板、a、 b 从图示位置由静止释放， g 取 10

16、m/s2，求：（1）当 a、 b 之间的相互作用力刚刚等于零时，a、b 的速度 .（2）从开始到 b 从木板上滑落，小物体a 的位移 .【答案】（ 1） va=2m/s, 方向水平向右； vb=4m/s ，方向水平向左（ 2），方向水平向右【解析】试题分析 : （ 1）当 a、 b 之间存在相互作用力时,对 a 和木板，由牛顿第二定律有：得： a1 2m/s2对 b，由牛顿第二定律有：得： a2 4m/s2由运动学公式：得： t1=1s故当 a、 b 之间的相互作用力刚刚等于零时，a、 b 的速度分别为：va=a1t1=2 1=2m/s,方向水平向右；vb=a2t1 =4 1=4m/s，方向水

17、平向左（2）当 a、 b 间的作用力为零后，对a 和木板，由牛顿第二定律有：解得：对 b 有：解得：由运动学公式：解得： t2=0.5s 或 t2 =1.5s（舍去）故当 b 从木板上滑落时，a 的速度分别为：所求小物体a 的位移：， 方向水平向右考点：考查牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，关键理清放上木块后木板和木块的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解9如图所示，让摆球从图中的断，小球在粗糙的水平面上由c 位置由静止开始摆下，摆到最低点d 处，摆线刚好被拉d 点向右做匀减速运动，达到a 孔进入半径

18、r=0.3m 的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭a 孔。已知摆线长l=2m，=60，小球质量为m=0.5kg， d 点与小孔a 的水平距离s=2m，试求：（ 1）小球摆到最低点时的速度；（ 2）求摆线能承受的最大拉力；（ 3）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面摩擦因数的范围。【答案】（ 1）（ 2）（ 3）035 05或者 0125【解析】试题分析：（1）当摆球由c 到 d 运动机械能守恒：得出：（2）由牛顿第二定律可得：可得：（3）小球不脱圆轨道分两种情况： 要保证小球能达到a 孔，设小球到达a 孔的速度恰好为零，由动能定理可得：可得： =051若进入 a 孔的

19、速度较小，那么将会在圆心以下做等幅摆动，不脱离轨道。其临界情况为到达圆心等高处速度为零，由机械能守恒可得：由动能定理可得：可求得：2=035 若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，在圆周的最高点由牛顿第二定律可得：由动能定理可得：解得： 3=0125综上所以摩擦因数 的范围为： 035 05或者 0125 考点：考查了动能定理，牛顿第二定律，圆周运动，机械能守恒名师点睛：本题关键是不能漏解，要知道摆球能进入圆轨道不脱离轨道，有两种情况，再根据牛顿第二定律、机械能守恒和动能定理结合进行求解10 一劲度系数为 k=100n/m 的轻弹簧下端固定于倾角为=53光滑斜面底端，上端连接的物块 q一轻绳跨过定滑轮 o，一端与物块 q 连接，另一端与套在光滑竖直杆的物块p 连接，定滑轮到竖直杆的距离为d=0.3m初始时在外力作用下，物块p 在 a 点静止不动，轻绳与斜面平行，绳子张力大小为50n已知物块 p 质量为 m1=0.8kg ，物块 q 质量为m2=5kg，不计滑轮大小及摩擦，取g=10m/s 2现将物块 p 静止释放，求：(1)物块 p 位于 a 时，弹簧的伸长量x ；1(2)物块 p 上升 h