三年高考物理试题知识点分类汇编4

专题19计算题力与运动（基础题）1．【2016·海南卷】水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B，两者与地面的动摩擦因数均为μ。细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连，如图所示。初始时，绳出于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s，重力加速度大小为g（1）物块B克服摩擦力所做的功；（2）物块A、B的加速度大小。【答案】（1）2μmgs（2）【考点定位】牛顿第二定律、功、匀变速直线运动【名师点睛】采用整体法和隔离法对物体进行受力分析，抓住两物体之间的内在联系，绳中张力大小相等、加速度大小相等，根据牛顿第二定律列式求解即可。解决本题的关键还是抓住联系力和运动的桥梁加速度。2．（15分）【2016·四川卷】中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在（1）漂移管B的长度；（2）相邻漂移管间的加速电压。【答案】（1）0.4m（2）【解析】（1）设质子进入漂移管B的速度为，电源频率、周期分别为f、T，漂移管A的长度为L，则=1\*GB3①=2\*GB3②联立=1\*GB3①=2\*GB3②式并代入数据得=3\*GB3③（2）设质子进入漂移管E的速度为，相邻漂移管间的加速电压为U，电场对质子所做的功为W，质子从漂移管B运动到E电场做功W＇，质子的电荷量为q、质量为m，则=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥联立=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥式并代入数据得=7\*GB3⑦考点：动能定理【名师点睛】此题联系高科技技术-粒子加速器，考查了动能定理的应用，比较简单，只要弄清加速原理即可列出动能定理求解；与现代高科技相联系历来是高考考查的热点问题.3．【2016·四川卷】（17分）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的低端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取。求：（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；（2）制动坡床的长度。【答案】（1）5m/s2，方向沿斜面向下（2）98m（2）设货车的质量为M，车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23m/s。货车在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0=38m的过程中，用时为t，货物相对制动坡床的运动距离为s1，在车厢内滑动的距离s=4m，货车的加速度大小为a2，货车相对制动坡床的运动距离为s2。货车受到制动坡床的阻力大小为F，F是货车和货物总重的k倍，k=0.44，货车长度l0=12m，制动坡床的长度为l，则④⑤⑥⑦⑧⑨联立①②③-⑨并代入数据得⑩考点：匀变速直线运动的应用；牛顿第二定律【名师点睛】此题依据高速公路的避嫌车道，考查了牛顿第二定律的综合应用；涉及到两个研究对象的多个研究过程；关键是弄清物理过程，分析货物和车的受力情况求解加速度，然后选择合适的物理过程研究解答；此题属于中等题目.4．【2016·天津卷】（16分）我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB=24m/s，A与B的竖直高度差H=48m。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W=–1530J，取g=10m/s2。（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。【答案】（1）144N（2）12.5m【解析】（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，则有=2ax①由牛顿第二定律有mgQUOTE–Ff=ma②联立①②式，代入数据解得Ff=144N③（2）设运动员到达C点时的速度为vC，在由B到达C的过程中，由动能定理有mgh+W=m–m④设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律有FN–mg=⑤由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立④⑤式，代入数据解得R=12.5m⑥【考点定位】动能定理、牛顿第二定律的应用【名师点睛】此题是力学综合题，主要考查动能定理及牛顿第二定律的应用；解题的关键是搞清运动员运动的物理过程，分析其受力情况，然后选择合适的物理规律列出方程求解；注意第（1）问中斜面的长度和倾角未知，需设出其中一个物理量。5．【2014·全国Ⅱ·24】2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录，取重力加速度的大小g=10m/s（1）忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落到1.5km（2）实际上物体在空气中运动时会受到空气阻力，高速运动受阻力大小可近似表示为f=kv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状，横截面积及空气密度有关，已知该运动员在某段时间内高速下落的v—t图象如图所示，着陆过程中，运动员和所携装备的总质量m=100kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数（结果保留1位有效数字）。【答案】（1）87s；8.7×102m/s（2）【解析】（1）设运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t，下落距离为S，在1.5km高度处的速度大小为v，根据运动学公式有：v=gt①②依题意有S=3.9×104m-1.5×103联立①②③式可得：t=87s④v=8.7×102m/s（2）该运动员达到最大速度vmax时，加速度为零，由牛顿第二定律有：Mg=kv2max⑥由所给的v-t图象可读出vmax≈360m/s⑦由⑥⑦式可得：k=0.008kg/m⑧考点定位：匀变速运动的规律；牛顿第二定律的应用；【知识拓展】此题考查了匀变速运动的规律及平衡问题；关键是由给定的图线中能够分析出运动员的最大速度。6．【2014·北京·22】（16分）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m，A与B的质量相等，A与B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。取重力加速度g=10m/s2，求：[学科--网（1）碰撞前瞬间A的速率v。（2）碰撞后瞬间A与B整体的速度。（3）A与B整体在桌面上滑动的距离L。【答案】（1）2m/s（2）1m/s（3）0.25m【考点定位】对动能定理和机械能守恒定律的考查【方法技巧】对一运动过程，考虑动能定理、动量守恒的应用。7．【2014·重庆·7】（15分）题7图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图.首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月球高度为处悬停（速度为0，远小于月球半径）；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为处的速度为，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面.已知探测器总质量为（不包括燃料），地球和月球的半径比为，质量比为，地球表面附近的重力加速度为，]求：（1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；（2）从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化。【答案】（1），；（2）（2）设机械能变化量为，动能变化量为，重力势能变化量为.由能量守恒定律：有解得：【考点定位】本题考查了万用引力定律及其应用、自由落体运动、能量守恒定律。【方法技巧】要求对每个知识点都非常清晰。8．【2016·浙江卷】（16分）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h。（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）打在中点的微粒①②（2）打在B点的微粒；③④同理，打在A点的微粒初速度⑤微粒初速度范围⑥（3）由能量关系⑦代入④、⑤式⑧【考点定位】动能定理；平抛运动【名师点睛】此题是对平抛运动的考查；主要是掌握平抛运动的处理方法，在水平方向是匀速运动，在竖直方向是自由落体运动；解题时注意找到临界点；此题难度不算大，意在考查学生对物理基本方法的掌握情况。9．【2014·山东·23】（18分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。求：[=1\*GB2（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；=2\*GB2（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。【答案】（1），；（2）；（3）（2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为，由运动学公式得⑤⑥联立⑤⑥式代入数据得⑦（3）设志愿者力所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为，志愿者的质量为m，由牛顿第二定律得⑧由平行四边形定则得⑨联立③⑧⑨式，代入数据得⑩【考点定位】牛顿第二定律，匀变速直线运动规律，力的合成【方法技巧】本题重点考查匀变速直线运动的规律，以及学生的试图能力，要能从图像上获取信息。10．【2015·福建·20】一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v-t图像如图所示，求：（1）摩托车在0-20s这段时间的加速度大小a；（2）摩托车在0-75s这段时间的平均速度大小。【答案】（1）1.5m/s2（2）20m/s【考点定位】匀变速直线运动【名师点睛】本题主要识图能力，理解v-t图像的含义，利用图像求解加速度与位移、平均速度等11．【2015·四川·9】严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点，地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达到最高速度72km/h，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N，匀速阶段牵引力的功率为6×103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。（1）求甲站到乙站的距离；（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气体污染物的质量。（燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10－6克【答案】（1）s＝1950m；（2）m＝2.04kg（2）地铁列车在从甲站到乙站的过程中，牵引力做的功为：W1＝Fs1＋Pt2⑤根据题意可知，燃油公交车运行中做的功为：W2＝W1⑥由①⑤⑥式联立，并代入数据解得：W2＝6.8×108J所以公交车排放气体污染物的质量为：m＝3×10－9×6.8×108kg【考点定位】匀速直线运动与匀变速直线运动规律的应用，以及功大小的计算。【名师点睛】分清运动的过程、熟练掌握相关物理规律及其适用条件或范围。在实际应用问题中，要细心、耐心读题，提取有用信息，处理多过程运动时，往往采用分段处理法，同时要紧扣分段点（速度），这是前后运动过程的联系纽带。匀变速直线运动中要善于使用平均速度公式：x＝＝。注意区分功大小的两种计算方法：恒力的功：W＝Fscosα，恒定功率的功：W＝Pt。12．【2015·上海·31】质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力。求：（1）球回到地面时的动能；（2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；（3）球动能为W/5时的重力势能。【答案】（1）W；（2）；（3）或【解析】（1）撤去拉力时球的机械能为W，由机械能守恒定律，回到地面时的动能（2）设拉力作用时间为t，在此过程中球上升h，末速度为v，则v=at由题意有解得根据牛顿第二定律，F-mg=ma，解得【考点定位】牛顿第二定律；机械能守恒定律；匀变速直线运动公式【名师点睛】本题考查动力学综合问题，属于动力学中常见的多过程问题，解决这类问题的关键是分析清楚每一个过程中的受力情况；还要注意到球动能为W/5时有两个位置。选取研究对象，选取研究过程，分段处理。13．【2015·山东·23】如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60o角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍.不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g。求：（1）物块的质量；（2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功。【答案】（1）3m；（2）0.1【考点定位】物体的平衡；牛顿第二定律；动能定理.【规律总结】此题是力学的综合问题，主要考查动能定理及牛顿第二定律的应用；搞清物理过程，对研究对象正确的受力分析是解题的基础.14．【2015·海南·14】如图，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h=2m,，s=。取重力加速度大小。