20xx全国各地高考物理试题精校重绘归类详解

20xx全国各地高考物理试题精校重绘归类详解内容摘要：

正确 ． 从 M 点到 N 点，小球与弹簧所组成的系统机械能守恒，则 Ek 增 ＝ Ep 减 ，即 EkN－ 0＝ Ep 重 M－ Ep 重 N＋ Ep 弹 M－ Ep 弹 N，由于在 M、 N 两点弹簧弹力大小相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则弹性势能 Ep 弹 N＝ Ep 弹 M，故 EkN＝ Ep 重 M－ Ep 重 N， D 正确 ． 19 24． C2 D4 E2[2020全国卷 Ⅲ ] 如图 1 所示，在竖直平面内有由 14圆弧 AB 和 12圆弧BC 组成的光滑固定轨道，两者在最低点 B 平滑连接 ． AB 弧的半径为 R， BC 弧的半径为 R2.一小球在 A 点正上方与 A 相距 R4处由静止开始自由下落，经 A 点沿圆弧轨道运动 ． (1)求小球在 B、 A 两点的动能之比； (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到 C 点 ． 图 1 24． [答案 ] (1)5 (2)能 [解析 ] (1)设小球的质量为 m， 小球在 A 点的动能为 EkA，由机械能守恒得 EkA＝ mgR4 ① 设小球在 B 点的动能为 EkB，同理有 EkB＝ mg5R4 ② 由 ①② 式得 EkBEkA＝ 5 ③ (2)若小球能沿轨道运动到 C 点，小球在 C 点所受轨道的正压力 N 应满足 N≥ 0 ④ 设小球在 C点的 速度大小为 vC，由牛顿运动定律和向心加速度公式有 N＋ mg＝ mv2CR2 ⑤ 由 ④⑤ 式得， vC应满足 mg≤ m2v2CR ⑥ 由机械能守恒有 mgR4＝ 12mv2C ⑦ 由 ⑥⑦ 式可知，小球恰好可以沿轨道运动到 C 点 ． 10． C2 D4 E2[2020天津卷 ] 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 1 所示，质量 m＝ 60 kg 的运动员从长直助滑道 AB 的 A 处由静止开始以加速度 a＝ m/s2 匀加速滑下，到达助滑道末端 B 时速度 vB＝ 24 m/s， A 与 B 的竖直高度差 H＝ 48 m． 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，20 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＝ 5 m，运动员在 B、 C 间运动时阻力做功 W＝－ 1530 J， g 取 10 m/s2. 图 1 (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)144 N (2) m [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 v2B＝ 2ax ① 由牛 顿第二定律有 mgHx－ Ff＝ ma ② 联立 ①② 式，代入数据解得 Ff＝ 144 N ③ (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＝ 12mv2C－ 12mv2B ④ 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＝ mv2CR 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＝ m C3 实验：验证牛顿定律 23． C4[2020全国卷 Ⅲ ] 某物理课外小组利用图 (a)中的装置探究物 体加速度与其所受合外力之间的关系 ． 图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码 ． 本实验中可用的钩码共有 N21 ＝ 5 个，每个质量均为 ： (1)将 5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车 (和钩码 )可以在木板上匀速下滑 ． 图 1 (2)将 n(依次取 n＝ 1， 2， 3， 4， 5)个钩 码挂在轻绳右端，其余 N－ n 个 钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行 ． 释放小车，同时用传感器记录小车在时刻 t 相对于其起始位置的位移 s，绘制 s t 图像，经数据处理后可得到相应的加速度 a. (3)对应于不同的 n 的 a 值见下表 ． n＝ 2 时的 s t 图像如图 (b)所示；由图 (b)求出此时小车的加速度 (保留 2 位有效数字 )，将结果填入下表 ． n 1 2 3 4 5 a/(m178。 s－ 2) (4)利用表中的数据在图 (c)中补齐数据点，并作出 a n 图像 ． 从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比 ． 图 1 (5)利用 a n 图像求得小车 (空载 )的质量为 ______ kg(保留 2 位有效数字，重力加速度 g取 m/s2)． 22 (6)若以 “ 保持木板水平 ” 来代替步骤 (1)，下列说法正确的是 ________(填入正确选项前的标号 )． A． a173。 n 图线不再是直线 B． a173。 n 图线仍是直线，但该直线不过原点 C． a173。 n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大 23． [答案 ] (3)(～ 均可 ) (4)a n 图线如图所示 (5)(～ 均可 ) (6)BC [解析 ] (3)系统做匀加速直线运动， s＝ 12at2，由图 (b)可知，当 t＝ 2 s 时， s＝ m，代入解得 a＝ m/s2. (4)由题意知描点法作图所得的必须是一条直线 ． (5)对于挂在下面的 n 个钩码，有 nmg－ F＝ nma； 对于小车 (含剩下的钩码 )，有 F＝ [M＋ (N－ n)m]a； 两式相加得 nmg＝ (M＋ Nm)a； 解得 a＝ nmgM＋ Nm＝ ＋ ，可见 a n 图像的斜 率表示 ＋ ， 由 a n 图可知斜率 k＝ ，所以 ＋ ＝ ，解得 M＝ kg. (6)木板水平时要考虑摩擦力的影响， 对于挂在下面的 n 个钩码，有 nmg－ F′＝ nma； 对于小车 (含剩下的钩码 )，有 F′－ μ[M＋ (N－ n)m]g＝ [M＋ (N－ n)m]a； 两式相加得 nmg－ μ[M＋ (N－ n)m]g＝ (M＋ Nm)a， 去中括号得 n(mg＋ μmg)－ μ(M＋ Nm)g＝ (M＋ Nm)a， 23 移项化简得 n(mg＋ μmg)＝ (M＋ Nm)(a＋ μg)， 解得 a＝ mg＋ μmgM＋ Nm 178。 n－ μg＝ ＋ ＋ 178。 n－ ， 可见 a n 图像仍是一条直线，但其斜率要变大，且不过坐标原点 ． C4 牛顿运动定律综合 22． E5 C5[2020全国卷 Ⅰ ] 某同学用 图 (a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有 20 Hz、 30 Hz 和 40 Hz，打出纸带的一部分如图 (b)所示 ． 该同学在实验中没有记录交流电的频率 f，需要用实验数据和其他题 给条件进行推算 ． (1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 f 和图 (b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出 B 点时，重物 下落的速度大小为 ________，打出 C 点时重物下落的速度大小为 ________，重物下落的加速度大小为 ________． (2)已测得 s1＝ cm， s2＝ cm， s3＝ cm；当地重力加速度大小为 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的 1%.由此推算出 f 为 ________ Hz. [答案 ] (1)12(s1＋ s2)f 12(s2＋ s3)f 12(s3－ s1)f2 (2)40 [解析 ] (1)B 点对应的速度 vB＝ s1＋ s22T ＝ f（ s1＋ s2）2 ， C 点对应的速度 vC＝ s2＋ s32T ＝f（ s2＋ s3）2 ，加速度 a＝vC－ vBT ＝f2（ s3－ s1）2 . (2)由牛顿第二定律得 mg(1－ 1%)＝ ma，则频率 f＝ 2（ 1－ 1%） gs3－ s1＝ 40 Hz. 16． C D E2[2020全国卷 Ⅱ ] 小球 P 和 Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上， P24 球的质量大于 Q 球的质量，悬挂 P 球的绳比悬挂 Q 球的绳短 ． 将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图 1 所示 ． 将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点 ( ) 图 1 A． P 球的速度一定大于 Q 球的速度 B． P 球的动能一定小于 Q 球的动能 C． P 球所受绳的拉力一定大于 Q 球所受绳的拉力 D． P 球的向心加速度一定小于 Q 球的向心加速度 16． C [解析 ] 从释放到最低点过程中，由动能定理得 mgl＝ 12mv2－ 0，可得 v＝ 2gL，因 lPlQ，则 vPvQ，故选项 A 错误；由 EkQ＝ mQglQ， EkP＝ mPglP， 而 mPmQ，故两球动能大小无法比较，选项 B 错误；在最低点对两球进行受力分析，根据牛顿第二定律及向心力公式可知 T－ mg＝ mv2l ＝ man，得 T＝ 3mg， an＝ 2g，则 TPTQ， aP＝ aQ， C 正确， D 错误 ． 8． E1 C5[2020天津卷 ] 我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车 ． 假设动车组各 车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比 ． 某列动车组由 8 节车厢组成，其中第 5 节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组 ( ) 图 1 A． 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B． 做匀加速运动 时，第 6 节与第 7 节车厢间的作用力之比为 3∶ 2 C． 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 25 D． 与改为 4 节动车带 4 节拖车的动车组最大速度之比为 1∶ 2 8． BD [解析 ] 列车启动时，乘客随着车厢加速运动，乘客受到的合力方向与车运动的方向一致，而乘客受到车厢的作用力和重力，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动方向成一锐角， A 错误；动车组运动的加速度 a＝ 2F－ 8kmg8m ＝ F4m－ kg，则对第 8节车厢的整体有 f56＝ 3ma＋ 3kmg＝ ，对第 8 节车厢的整体有 f67＝ 2ma＋ 2kmg＝ ，故第 6 节车厢与第 7 节车厢间的作用力之比为 3∶ 2， B正确；根据动能定理得 12Mv2＝ kMgs，解得 s＝ v22kg，可知进站时从关闭发动机 到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的二次方成正比 ， C 错误； 8 节车厢有 2 节 动车时的最大速度为 vm1＝ 2P8kmg＝ P4kmg， 8 节车厢有 4 节动车的最大速度为 vm2＝ 4P8kmg＝ P2kmg，则 vm1vm2＝ 12， D 正确 ． D 单元 曲线运动 D1 运动的合成与分解 14． B D E3 如图 1 所示，倾角为 α 的斜面 A 被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮 与物块 B 相连， B 静止在斜面上 ． 滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行 ． A、 B 的质量均为 A 的装置后， A、 B 均做直线运动 ． 不计一切摩擦，重力加速度为 ： 图 1 (1)A 固定不动时， A 对 B 支持力的大小 N； (2)A 滑动的位移为 x 时， B 的位移大小 s； (3)A 滑动的位移为 x 时的速度大小 vA. 26 14． [答案 ] (1)mgcos α (2) 2（ 1－ cos α ） x (3) 2gxsin α3－ 2cos α [解析 ] (1)支持力的大小 N＝ mgcos α (2)根据几何关系 sx＝ x(1－ cos α )， sy＝ xsin α 且 s＝ s2x＋ s2y 解得 s＝ 2（ 1－ cos α ） 178。 x (3)B 的下降高度 sy＝ xsin α 根据机械能守恒定律 mgsy＝ 12mv2A＋ 12mv2B 根据速度的定义得 vA＝ Δ xΔ t， vB＝ Δ sΔ t 则 vB＝ 2（ 1－ cos α ） 178。 vA 解得 vA＝ 2gxsin α3－ 2cos α D2 抛体运动 25． E2D2 [2020全国卷 Ⅰ ] 如图 1 ，一轻弹簧原长为 2R，其一端固定在倾角为 37176。 的固定直轨道 AC 的底端 A 处，另一端位于直轨道上 B 处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为 56R 的光滑圆弧轨道相切于 C 点， AC＝ 7R， A、 B、 C、 D 均在同一竖直平面内 ． 质量为m 的小物块 P 自 C 点由静止开始下滑，最低到达 E 点 (未画出 )，随后 P 沿轨道被弹回，最高到达 F 点， AF＝ 4R，已知 P 与直轨道间的动摩擦因数 μ＝ 14，重力加速度大小为 g.(取 sin 37176。 ＝ 35， cos 37176。 ＝ 45) (1)求 P 第一次运动到 B 点。