2018高考物理3+7（真题与全真模拟）专题11+理综第24题

★【新课标Ⅰ】一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.50×103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。（结果保留2位有效数字）
（1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；
（2）求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。
【答案】（1）（1）4.0×108 J 2.4×1012 J （2）9.7×108 J
式中，vh是飞船在高度1.6×105 m处的速度大小。由③式和题给数据得
④
（2）飞船在高度h' =600 m处的机械能为
⑤
由功能原理得
⑥
式中，W是飞船从高度600 m处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功。由②⑤⑥式和题给数据得
W=9.7×108 J⑦
【考点定位】机械能、动能定理
【名师点睛】本题主要考查机械能及动能定理，注意零势面的选择及第（2）问中要求的是克服阻力做功。
★【新课标Ⅱ】为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；
（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。
【答案】（1） （2）
（2）设冰球运动的时间为t，则④
又⑤
由③④⑤得⑥
【考点定位】牛顿第二定律；匀变速直线运动的规律
【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联，并能灵活选取运动公式；难度中等。
★【新课标Ⅲ】如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场。在x≥0区域，磁感应强度的大小为B0；x<0区域，磁感应强度的大小为λB0（常数λ>1）。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）
（1）粒子运动的时间；
（2）粒子与O点间的距离。
【答案】（1） （2）
（2）由几何关系及①②式得，所求距离为⑥
【考点定位】带电粒子在磁场中的运动
【名师点睛】对于带电粒子在磁场中运动问题，解题时常要分析带电粒子受到的洛伦兹力的情况，找到粒子做圆周运动的圆心及半径，画出运动轨迹可以使运动过程清晰明了，同时要善于运用几何知识帮助分析和求解。
1、【河北省衡水中学2018届高三十五模理科综合】如图所示，一质量为M=2.0×10 kg的平板小货车A载有一质量为m=1.0×10 kg的重物B，在水平直公路上以速度=36km/h做匀速直线运动，重物与车厢前壁间的距离为L=1.5m，因发生紧急情况，火车突然制动，已知火车车轮与地面间的动摩擦因数为=0.4，重物与车厢底板之间的动摩擦因数为=0.2，重力加速度g=10m/s ，若重物与车厢前壁发生碰撞，则碰擴时间极短，碰后重物与车厢前壁不分开。
(1)请通过计算说明重物是否会与车厢前壁发生碰撞；
(2)试求货车从开始刹车到停止运动所用的时间和刹车距离。
【答案】 （1）重物会与车厢前壁发生碰撞。
（2）货车刹车的总时间，刹车距离
【解析】本题考查牛顿运动定律应用中的板块问题，需运用牛顿第二定律、运动学公式、动量守恒综合求解。
（1）刚刹车时，货车的加速度大小为，重物的加速度大小为，由牛顿第二定律可知， ，解得，
假设B与A碰撞，且从开始刹车到碰撞所用时间为，则，解得：
此时货车的速度
此时重物B的速度为
由此此时A、B均未停止运动，且，故重物会与车厢前壁发生碰撞。
（2）碰前货车的运动时间为，运动的位移为
由于碰撞时间极短，故满足动量守恒，设碰后一起的速度为v，
则，解得v=6m/s
碰后一起减速运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得，解得
一起减速的时间
一起减速的位移为
所以货车刹车的总时间，刹车距离
2、【湖南省（长郡中学、株洲市第二中学）、江西省（九江一中）等十四校2018届高三第二次联考】一辆卡车以速度v=72km/h通过减速带，司机利用搁置在仪表盘上的车载仪时仪记录器材前轮和后轮先后与减速带撞击的声音的时间间隔来测量声速，车载仪位于前轮轴的正上方，在前轮通过减速带时开始记时，在t1=0.006秒第一次接收到声音信号，在t2=0.313秒第二次接收到声音信号。已知汽车前后轮轴之间的距离L=5.86米，求声音在空气中的速度秒v0（不考虑除空气外其他介质对声音传播的影响，结论保留三位有效数字）。
【答案】
【解析】设车载仪距离地面的高度为h，减速带位置在B点，如图所示，当车载仪经过B点正上方A点（车轮第一次撞击减速带）开始计时，经过t1车载仪运动到C点，经过t2时间车载仪运动到D点，
由图中几何关系可得，
②-①可得，
解得
3、【云南省师范大学附属中学2018届高三第八次月考】如图所示，在光滑水平而上放置一个匀质木块A,厚度为l,质量为19m,并用销钉固定。一颗质量为m的子弹以水平速度v0射入木块，恰好能从A中穿出，子弹在木块中受到的阻力可视为恒力，且子弹可视为质点。
(1)求子弹在木块中受到的阻力大小；
(2)取下销钉，同样的子弹仍以水平速度v0射人木块，求子弹能打入木块的深度。
【答案】 (1) （2）
（2）由题意得子弹与木块最后达到共速，由系统动量守恒有
损失的动能
根据功能关系有
联立可得子弹射入木块的深度
4、【湖北省八校（鄂南高中、华师一附中、黄冈中学、黄石二中、荆州中学、孝感高中、襄阳四中、襄阳五中）2018届高三第二次联考】如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的各部分均光滑，水平部分套有质量为mA=3kg的小球A,竖直部分套有质量为mB=2kg的小球B, A、B之间用不可伸长的轻绳相连。在水平外力F的作用下，系统处于静止状态，且, ,重力加速度g=10m/s2.
(1)求水平拉力F的大小和水平杆对小球A弹力的大小；
(2)若改变水平力F大小，使小球A由静止开始，向右做加速度大小为4.5m/s2的匀加速面线运动，求经过拉力F所做的功.
【答案】 (1) , (2)
【解析】（1）设静止时绳子与竖直方向夹角为θ，则由已知条件可知
对B进行隔离可知： 解得：
对A进行分析：
对A、B整体进行分析：竖直方向
点睛：本题考查了牛顿定律和运动学公式相结合的问题，在做此类问题时要时刻注意受力分析，正确求出运动的加速度，是解题的关键。
5、【东北三省三校（哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）2018届高三第一次模拟】如图所示，边长为L的正方形线框abcd放置于水平桌面上，质量为m，电阻为R。在线框右侧存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，磁场宽度大于L。线框在水平外力F的作用下从磁场左边界以垂直边界的速度v匀速进入磁场，当cd边进入磁场时立刻撤去外力，线框ab边恰好能到达磁场的右边界。已知线框与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
(1)水平外力F的大小；
(2)从线框开始进入磁场到ab边恰好到达磁场右边界的整个过程中系统产生的总热量Q。
【答案】 （1）（2）
【解析】(1)线框切割磁感线所产生的电动势为
回路中的感应电流为
线框所受到的安培力为
由于线框匀速运动，故水平外力
即
点睛：对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下物体的平衡问题；另一条是能量，分析电磁感应现象中的能量如何转化是关键．
6、【河南省郑州市2018届高三第二次质量预测】如图所示，传送带水平部分的长度＝4.5m，在电动机带动下匀速运行。质量M＝0.49kg的木块（可视为质点）静止在传送带左端的光滑平台上．质量为m＝10g的子弹以v0＝50m/s的速度水平向右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的P点离开传送带做平抛运动，正好落入车厢中心点Q。已知木块与传送带间的动摩擦因数 ＝0.5，P点与车底板间的竖直记度H＝1.8m，与车厢底板中心点Q的水平距离x＝1.2m，取g＝10m/s2，求：
（1）木块从传送带左端到达右端的时间；
（2）由于传送木块，电动机多消耗的电能．
【答案】 （1）2.3s （2）1J
【解析】木块运动到P点后做平抛运动，根据平抛公式求出平抛的速度，结合动量守恒定律、牛顿第二定律和运动学公式即可求出木块从传送带左端到达右端的时间；根据功能关系，电动机多做的功等于该过程煤块动能的增量ΔEk与煤块与皮带由于摩擦生热而产生的内能Q之和。
（1）传送带的速度等于木块运动到P点后做平抛运动，得x=vt
竖直方向：
解得抛出速度：v＝2m/s
子弹打入木块过程，由动量守恒定律得mv0＝（M+m）v1
木块沿传送带加速运动，由牛顿第二定律得μ（M+m）g＝（M+m）a
加速至v的位移x1＝＝0.3m<4.5m，
加速运动时间t1＝s
之后随传送带向右匀速运动，匀速运动时间t2＝s
木块从传送带左端到达右端的时间t＝t1+t2＝2.3s
（2）根据功能关系，电动机多做的功等于该过程煤块动能的增量ΔEk与煤块与皮带由于摩擦生热而产生的内能Q之和，即E＝ΔEk＋Q（1分）
其中
解得：ΔEk＝0.75J
产生的热量为：Q＝μmg（x带－x块）＝μmg△x＝0.25J
联立可得：E＝ΔEk＋Q＝1J
点睛：本题主要考查了传送带问题，关键理清煤块在整个过程中的运动情况，结合牛顿第二定律、功能关系、动量守恒以及运动学公式进行求解。
7、【四川省成都七中2018届高三二诊（3月）模拟考试】如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r=1.5m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平。一小球在曲面上距BC的高度为h=1.0m处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，弹簧反弹能将小球无碰撞的弹回管口D；小球与BC间的动摩擦因数μ=0.25，取。求：
（1）水平面BC的长度L
（2）小球最终停下的位置。
【答案】 (1)1.0m（2）B点
(2) )小球最终停在BC之间，由动能定理得：
代入数据得：
走的路程是BC长度的4倍，所以小球最终停在B点。
【题号】24 【题型】计算题 【分值】12分