近年广东高考物理压轴题

1、尖子生玩转近十年广东高考物理压轴题2005年广东题(17分)如图14所示，两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上，它们的间距s= 2.88m。质量为2m,大小可忽略的物块 C置于A板的左端。C与A之间的动 摩擦因数为 国=0.22, A、B与水平地面之间的动摩擦因数为区=0.10,最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。开始时，三个物体处于静止状态。现给C施加一个水平向右，大小为2mg的恒力F,假定木板 A、B碰撞时间极短且碰撞后粘连在一起，要使 C最终不脱离木板，每块木板的长度至少应为多少？解：设A、A、C之间的滑动摩擦力大小为因= 0.22,区= 0.10F = mgf2= 戌(2m

2、+ m)5一开始A和C保持相对静止,12(F f2)s= - (2m m)v1B两木块的碰撞瞬间，内mv1=(m+m)v2f1, A与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f2在 F的作用下向右加速运动，有力的冲量远大于外力的 冲量，由动量守恒定律 得S1,碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中，设木块向前移动的位移为2mw+(m+m)v2=(2m+m+m )v3选三个物体构成的整体为研究对象，外力之和为零，则 TOC o 1-5 h z 212Kf1 S1 f3S1 = 2g2 m3 2gpmv2f3= 卫(2m+m+m) g 对C物体，由动能定理.1212F(2l s) G(2l s)

3、32m3 -2m1由以上各式，再代入数据可得l=0.3m 第一阶段拉力F小于CA间最大静摩擦力，因此CA共同加速到与B相碰，该过程对CA 用动能定理：F-w 2 3mgs=3mv12/2,得 v1=8、；0.3m/sAB相碰瞬间，AB动量守恒，碰后共同速度v2=4、，03m/sC在AB上滑行全过程，ABC系统所受合外力为零，动量守恒， C到B右端时恰好 达到共速：2m vi+2m v2=4m v,因此共同速度 v=6 0.3 m/sC 在 AB 上滑行全过程用能量守恒：F 2L=4m v2/2-(2m v12/2+2m v22/2)+ 12mg 2L得 L= 3m2007年广东题A1A2是垂直

4、截面与磁场区边界面的交线，A2固定挡板S2丁 竺*TV0，L电子快门P DS 一L,固定薄板BA1 .Z图1720、（18分）图17是某装置的垂直截面图，虚线 匀强磁场分布在 A1A2的右侧区域，磁感 应强度B=0.4T,方向垂直纸面向外，A1A2 与垂直截面上的水平线夹角为 45。在 A1A2左侧，固定的薄板和等大的挡板均水 平放置，它们与垂直截面交线分别为 S1、 S2,相距L=0.2 m。在薄板上P处开一小 孔，P与A1A2线上点D的水平距离为L。 在小孔处装一个电子快门。起初快门开 启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔 T= 3.0X10-3 s开启一 次并瞬间关闭。从

5、S1S2之间的某一位置水 平发射一速度为 V0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度V0应为多少？求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比1,0 103 C/kg 。只考虑纸面上带电微m粒的运动）解：如图2所示，设带正电微粒在 S1S2之间任意点Q 以水平速度V0进入磁场，微粒受到的洛仑兹 力为f,在磁场中做圆周运动的半径为r,有：2mv0qvB r解得：r吗qB欲使微粒能进入小孔，半径 r的取值范围为:L

6、r 2L代入数据得：80 m/sv v0V 160 m/s欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔，还必须满足条件:L LnT 其中 n=1, 2, 3,V00.5V0可知，只有n= 2满足条件，即有：V0 = 100 m/s设微粒在磁场中做圆周运动的周期为To,从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t,设ti、t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间，第一次离开磁场运动到挡板的时间为2所示，则有：丁 2M .3丁10,ti Io ,Vo4t ti t2 t3 t4,碰撞后再返回磁场的时间为 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document

7、 ,2L, 2Lt2 一； t3V00.5V02.8 10 2 st3,运动轨迹如答图t4%。2008年广东题20、（17分）如图所示，固定的凹槽水平表面光滑，其内放置 U形滑板N,滑板两端为半径R= 0.45 m的1/4圆弧面，A和D分别是圆弧的端点，BC段表面粗糙，其余段表面光滑， 小滑块Pi和P2的质量均为 m,滑板的质量 M = 4 m, P1和P2与BC面的动摩擦因数分 别为岗= 0.10和摩=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，开始时滑板紧靠槽的左端，P2静止在粗糙面的 B点，P1以V0=4.0 m/s的初速度从 A点沿弧面自由滑下，与 P2发生弹性碰撞后，P1处在粗糙面B点

8、上，当P2滑到C点时，滑板恰好与槽的右端碰 撞并与槽牢固粘连，P2继续滑动，到达 D点时速度为零，P1与P2视为质点，取g= 10 m/s2.问：P2在BC段向右滑动时，滑板的加速度为多大？BC长度为多少？ N、P1和P2最终静止后，P1与P2间的距离为多少？解：（1） P1滑到最低点速度为 V,由机械能守恒定律有：1mv： mgR -mv； TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 22解得：v1 5m/sP1、P2碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为V1、my1 2 12 12mv1 mv2 , 一 mV

9、1 - mv1 mv2 222解得：v1 0 , v2 =5m/sP2向右滑动时，假设 P1保持不动，对 P2有：f2 u2 mg 4m （向左）f 4m2对 P1、M 有：f （m M）a2 a2 0.8m/sm M 5m此时对P1有：f1 ma 0.80m fm 1.0m,所以假设成立。12p2滑到C点速度为V2 ,由mgR -mv2得V2 3m/ sPi、P2碰撞到P2滑到C点时，设Pi、M速度为v, 由动量守恒定律得：mv2 (m M )v mv2解得：v 0.40m/s12 12 12对 Pk P2、M 为系统：f2 L - mv2 mv2- (m M )v222代入数值得：L 1.

10、9 m2滑板碰后，P1向右滑行距离：S 0.08m2a12P2向左滑行距离：& 工 1.125m2a2所以P1、P2静止后距离： S L S S 0.695m 2009年广东题(17分)如图所示，绝缘长方体B置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间形成匀强电场E,长方体B的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦因数产0.05 (设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同).B与极板的总质量 mB=1.0kg.带正电的小滑块A的质量mA=0.60kg ,其受到的电场力大小 F=1.2N.假 设A所带的电量不影响极板间的电场分布.t=0时刻，小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度vA=1.6m/s向左运动

11、，同时，B (连同极板)以相对地面的速度vB=0.40m/s向右运动.问(g取10m/s2)A和B刚开始运动时的加速度大小分别为多少？(2)若A最远能到达b点，a、b的距离L应为多少？从t=0时刻到A运动到b点时，摩擦力对 B做 的功为多少？解：由牛顿第二定律 F ma有A 刚开始运动时的加速度大小F2 、 一，aA 2.0m / s 万向水平向右mAB刚开始运动时受电场力和摩擦力作用 , 由牛顿第三定律得电场力 F F 1.2N摩擦力 f (mA mB)g 0.8N一一Ffcc，2、 一B刚开始运动时的加速度大小aB 2.0m/s万向水平向左mB设B从开始匀减速到零的时间为3,则有t1 =

12、0.2saB此时间内B运动的位移sB1 叫 0.04m2ti时刻A的速度Vai Va 3a1i 1.2m / S 0 ,故此过程A 一直匀减速运动。此ti时间内A运动的位移sA1 （Va 丁*10.28m此t1时间内A相对B运动的位移S1 SA1 SB1 0.32m此t1时间内摩擦力对b做的功为w1 f sB10.032J（t1后，由于F f , B开始向右作匀加速运动，A继续作匀减速运动，当它们速度相等时A、B相距最远，设此过程运动时间为t2,它们速度为v,则有对A 速度v Va1 a At 2F f2对B 加速度aB1 0.4m /smB速度v aB1t2联立以上各式并代入数据解得 v 0

13、.2m/s t 0.5s此t2时间内A运动的位移sA2 丁”20.35m.,、一， 、一 vt2此t2时间内B运动的位移sB2 0.05m B2 2此t2时间内A相对B运动的位移S2 SA 2 SB 2 0.30m此t2时间内摩擦力对 B做的功为w1 f SB2 0.04J所以A最远能到达b点a、b的距离L为L s1 s2 0.62m从t=0时刻到A运动到b点时，摩擦力对 B做的功为w f w 1 w 20.072J2010年广东题36. （18分）如图a所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L,盘上各开一狭缝，两狭缝夹角0可

14、调（如图b）;右为水平放置的长为 d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向 外，磁感应强度为 Bo 一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场。O到感光板的距离为 d/2,粒子电荷量为q,质量为m,不计重力。若两狭缝平行且盘静止（如图c）,某一粒子进入磁场后，竖直向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t;若两狭缝夹角为 0 0,盘匀速转动，转动方向如图b,要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2连线上，试分析盘转动角速度 3的取值范围（设通过 N1的所有粒子在 盘转一圈的时间内都能到达 N2）。 * / / *粒子束NiN2

15、一丁0d/2P1 d (a)P2NiN2(b)解：（1）粒子在磁场中匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,qvB2v 1 、m一 ,周长=周期 度,R2 R v T ,又-,解得:42qB（2）速度最小时，LM脑，2v1 md4qBd 04mL速度最大时,2 t2 , qv?B2V2m,RR2 (Rd2)解得：25黑。所以qBd 04mL5qBd4mL2011年广东题36（2011广东理综36） （18分）如图20所示，以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与两半圆分别相切于 B、Co 一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上

16、E点，运动到A时刚好与传送带速度相同，然后经 A沿半圆轨道滑下，再经 B滑上滑板。滑板运动到 C时被牢固粘 连。物块可视为质点，质量为 m,滑板质量M=2m,两半圆半径均为 R,板长l=6. 5R,板 右端到C的距离L在Rv L v 5R范围内取值。E距A为S=5R,物块与传送带、物块与滑板 间的动摩擦因素均为科=0. 5,重力加速度取g.求物块滑到B点的速度大小；试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系，并判断物块能否滑到 CD轨道的中点。IE.5H【解析】(1)物块从静止开始做匀加速直线运动到A的过程，滑动摩擦力做正功，滑块从A到B,重力做正功，根据动能定

17、理1mgs mg2R=QmvB,解得 vb = S-gR.(2)物块从B滑上滑板后开始做匀减速直线运动，此时滑板开始做匀加速直线运动，当 物块与滑板达共同速度时，二者开始做匀速直线运动.设它们的共同速度为v,根据动量守VB恒th律得 mvB=(m+2m)v,解得 v=.1cle对物块，用动能7E理列方程：-pmgsi = 2mv22mvB,解得si=8R,对滑板，用动能te1理列方程：一pmgs2= -x 2mv2- 0,解得 S2= 2R由此可知物块在滑板上滑过S1S2 = 6R时，小于6.5R,并没有掉下去，二者就具有共同速度了.当2RW LW5R时，物块的运动是匀减速运动8R匀速运动L

18、2R,匀减速运动0.5R,11cle 1滑上 C 点.根据动能te理mg8R+0.5R) = mv2C mvB,解得 2mvC=mgRmgR, Wf =17科mg3R+0.5R) = 1mgR,物块不能滑到 CD轨道的中点.当RL mgR时，可以滑到CD轨道的中点，此时要求 L0.5R,这与题目矛盾，所以物块不可能滑到CD轨道的中点.2012年广东题36.如图(a)所示的装置中，小物块 AB质量均为m,水平面上PQ段长为I,与物块间的动 摩擦因数为 见其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为 r的连杆位于图中 虚线位置；A紧靠滑杆(AB间距大于2r)o随后，连杆以角速度 匀速转动，带

19、动滑杆做水 平运动，滑杆的速度-时间图象如图(b)所示。A在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。(1)求A脱离滑杆时的速度 v。，及A与B碰撞过程的机械能损失 AE。(2)如果AB不能与弹簧相碰，设 AB从P点到运动停止所用的时间为 t1,求3的取值范围， 及3与的关系式。(3)如果AB能与弹簧相碰，但不能返回到P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性 势能为Ep,求的取值范围，及Ep与3的关系式(弹簧始终在弹性限度内)。滑槽连杆(a)(b)【解析】(1)由(b)图可知当滑杆的速度最大且向外运动时小物块A与滑杆分离，此时小物块的速度为u0 r小物块A与B碰撞，由于水平面光滑则 A、B系统动量守恒，则由动量守恒定律和能 量守恒定律得：mu0 2mv1212E -mu0 一 2mv 221解得：E m 2r4(2)AB进入PQ段做匀减速运动，由牛顿第二定律有：2mg 2maAB做减速运动的时间为t1-a解得：t1欲使AB不能与弹簧相碰，则滑块在 PQ段的位移有x L解得：02, gL2E v而x2a(3)若AB能与弹簧相碰，则2/ gL1若AB压缩弹簧后恰能返回到P点，由动能定理得2mg 2L 01 2mv22解得：2的取值范围是:2. gLr从AB滑上PQ到弹簧具有最大弹性势能的过程中，由能量守恒定律得: TOC o 1-5