2011届高三复习全国100所名校物理试题精选(十七)(2)

13．（12分） 汽车的额定功率是60kW，总质量是2t，运动中所受阻力恒定为2000N，若汽

车在额定功率下运动，求：

（1）汽车的加速度是1m/s2时，速度是多大？ （2）汽车的最大速度是多少？ （3）10s内牵引力做的功。

14．（16分）如图12所示，长L＝1．5 m，高h＝0．45 m，质量M＝10 kg的长方体木箱，

在水平面上向右做直线运动．当木箱的速度v0＝3．6 m/s时，对木箱施加一个方向水平

L

向左的恒力F＝50 N，并同时将一个质量m＝1 kg的小球轻放在距木箱右端的P点（小

3球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0．2，其他摩擦均不计．取g＝10 m/s2．求： （1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间； （2）小球放在P点后，木箱向右运动的最大位移； （3）小球离开木箱时木箱的速度．

图12

参考答案

1、解析：速度改变则运动状态改变，物体有加速度时，速度改变，运动状态一定改变，A不正确；物体做匀速直线运动时，速度不变，运动状态不改变，位置发生改变，B不正确，C正确；做曲线运动的物体，其速度方向不断变化，运动状态一定改变，D不正确． 答案：C F

2、解析：对物体受力分析，根据牛顿第二定律得：a＝cos θ－gsin θ，当F＝0 N时a＝－6

mm/s2，当F＝20 N时a＝2 m/s2，解得θ＝37°，m＝2 kg．由三力平衡得物体能静止在斜面上所施加的最小力为F＝mgsin θ＝12 N，方向平行斜面向上，故选项A、B、D正确．由于运动情况未知，运动时间未知，所以不能确定加速度为6 m/s2时物体的速度． 答案：ABD

3、解析：对m开始时加速度a1＝μgcos θ＋gsin θ．达到共同速度时，物体的摩擦力方向由

沿斜面向下变为沿斜面向上．以后物体运动的加速度a2＝gsin θ－μgcos θ，显然a1>a2，只有图象D正确． 答案：D

4、解析：关闭电动机后，载人箱A受到B对A的向上的拉力为Mg，A及人的总重力为（M

(M＋m)g－Mgm

＋m）g，载人箱A加速度大小为a＝＝g，

M＋mM＋m(M＋m)v2

由2ah＝v得h＝，选项B正确．

2mg

2

设B对A拉力FT 对B：FT－Mg＝Ma

mg

对A：FT－（M＋m）g＝（M＋m）a，a＝

2M＋m(2M＋m)v2

由V＝2ah得h＝，D选项正确．

2mg

2

答案：BD

mv2

5、解析：要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则有mg＝，解得该盒子做匀

R

2πR

速圆周运动的速度v＝gR，该盒子做匀速圆周运动的周期为T＝＝2π

vmv2

的向心力，由F－mg＝，解得F＝2mg，选项C、D错误．

R

答案：B

6、解析：考查向心力公式．汽车做匀速圆周运动，向心力由重力与斜面对汽车的支持力的

合力提供，且向心力的方向水平，向心力大小F向＝mgtan θ，根据牛顿第二定律：

v2h

F向＝m，tan θ＝，解得汽车转弯时的车速v＝

Rd

gRh，B对． d

R

．选项Ag

错误，B正确；在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动

答案：B 7答案：D

8、解析：由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与摩擦力平衡，杆

对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，选项A正确、BC错误；无论杆的转动速度增大多少，但竖直方向受力平衡，故选项D错误． 答案：A 9．2 10．（1）如图 （2）结论：W??（用语言叙述也可）

11、解析：解法一：设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F．以运动

员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为（M＋m）g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律

2F－（M＋m）g＝（M＋m）a，F＝440 N，根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440 N，方向竖直向下． （2）以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小Mg，绳的拉力F，吊

椅对运动员的支持力FN．根据牛顿第二定律：F＋FN－Mg＝Ma，FN＝275 N，根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为275 N，方向竖直向下． 解法二：设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下对绳的拉力大小为F，

2

对吊椅的竖直向下压力大小为FN．根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力大小为FN．分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律：

F＋FN－Mg＝Ma① F－FN－mg＝ma②

由①②解得F＝440 N，FN＝275 N 答案：（1）440 N，竖直向下 （2）275 N，竖直向下 12、解析：（1）由于人静止后受拉力F＝500 N，可知，mg＝500 N．

在0～1 s内，人受拉力F＝380 N，人做加速运动，由牛顿第二定律可得：mg－F＝ma1， a1＝2．4 m/s2，v1＝a1t1＝2．4 m/s．

（2）1 s～5 s内人做减速运动，a2t2＝a1t1，a2＝0．6 m/s2， 由牛顿第二定律可得：F1－mg＝ma2，F1＝530 N．

112

（3）L＝a1t2＋at＝6 m．

21222

答案：（1）2．4 m/s （2）530 N （3）6 m 13、解：（1）由牛顿第二定律及功率公式得

F1?Ff?ma1 P?F1?

① ②

③

解①②并代入数据得：?1?15m/s （2）由P?F?max F?Ff

得?max

P60?103??m/s?30m/s ④ Ff2000 （3）10s内牵引力做的功

W=Pt=60×103×10W=6×105W ⑤ 14、解析：（1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间

1

由h＝gt2，t＝

2

2h＝ g

2×0.45 s＝0．3 s． 10

（2）小球放到木箱上后相对地面静止，木箱的加速度为 F＋μ(M＋m)g50＋0.2×(10＋1)×10a1＝＝ m/s2＝7．2 m/s2

M10v23.620木箱向右运动的最大位移为：x1＝＝ m＝0．9 m．

2a12×7.2（3）x1小于1 m，所以小球不会从木箱的左端掉下．

F－μ(M＋m)g50－0.2×(10＋1)×10

木箱向左运动的加速度为a2＝＝ m/s2＝2．8 m/s2

M10L

设木箱向左运动的距离为x2时，小球脱离木箱x2＝x1＋＝0．9 m＋0．5 m＝1．4 m

31

设木箱向左运动的时间为t2，由x＝at2得t2＝

2

2x2＝ a2

2×1.4

s＝1 s 2.8

小球刚离开木箱瞬间，木箱的速度方向向左，大小为v2＝a2t2＝2．8×1 m/s＝2．8 m/s． 答案：（1）0．3 s （2）0．9 m （3）2．8 m/s

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