⑾最小壓力4分
10答案:b
11b、把滑塊靜止放在氣墊導軌上,如果能保持靜止狀態說明氣墊導軌水平.0.25m/s
滑塊質量m,滑塊到光電門的距離l.mgl和(m+m)()2
12答案:b
13答案:b
14答案:
15答案、(1)(6分)ek1= 和ek2= (每空3分)
(2)(3分)δep= mgs
(3)(3分)δep= ek2-ek1
16答案:ad
17.⑴bc (2分)
⑵(2分)
⑶(4分)
18答案:d
19答案:d
20答案解:(1)恰好運動到c點,有重力提供向心力,即………1分
1分(2)從b點到c點,由機械能守恆定律有..1分
在b點對小球進行受力分析,由牛頓第二定律有…….. 1分
1分 根據牛頓第三定律,小球對軌道的壓力大小為6.0n………………………1分
(3)從a到b由機械能守恆定律有……1分
所以1分
在a點進行速度的分解有1分
所以1分
21.(12分)
解:(1)小物塊從b點運動到c點的過程中,根據能量守恆定律
ep-若小物塊滑到木板右端時與長木板具有共同速度,所對應的長木板具有最小的長
度lm,根據動量守恆和能量守恆定律:
得:(2)設小物塊滑離木板時,它們的速度分別為和,根據動量守恆和能量守恆定律:
得因此小物塊滑離木板時,它們的速度分別為,
22答案:c
23答案:d
24答案:cd
25答案:(2)ad
26答案:b
27答案:cd
28.(10分)(1)最大速度1.50 m/s (3分) (2) (3分)
(3) oa之間還有18點顯示出來 (4分)
29.解析:(1)質量為m的魚餌到達管口c時做圓周運動的向心力完全由重力提供,則
mg=m, (1分) 解得 v1=. (1分)
(2) 彈簧的彈性勢能全部轉化為魚餌的機械能,由機械能守恆定律有
ep=mg(1.5r+r)+ m v12, (2分) 由式解得ep=3mgr。(2分)
(3)不考慮因緩慢轉動裝置對魚餌速度大小的影響,質量為m的魚餌離開管口c後做平拋運動。設經過t時間落到水面上,離oo』的水平距離為x1,由平拋運動規律有
4.5r=gt2, (1分) x1=v1t+r, (1分) 由式解得x1=4r. (1分)
當魚餌的質量為2m/3時,設其到達管口c時速度大小為v2,由機械能守恆定律有
ep=mg(1.5r+r)+ ( m) v22,(2分) 由式解得v2=2. (2分)
質量為2m/3的魚餌落到水面上時,設離oo』的水平距離為x2,則x2=v2t+r,(1分)
由式解得x2=7r. (2分)
魚餌能夠落到水面的最大面積s,s= (πx22-πx12)=πr2(或8.25πr2)。(2分)
本題有其它解法,正確的可對照評分標準給分。
30答案:bdc
31(10分)
(1)設軌道b點對物塊2的支援力為n,根據牛頓第二定律有
n-m2g=m2v22/r1分)
解得 n=7.6n1分)
根據牛頓第三定律可知,物塊2對軌道b點的壓力大小n′=7.6n…………(1分)
(2)設物塊1碰撞前的速度為v0,碰撞後的速度為v1,對於物塊1與物塊2的碰撞過程,根據動量守恆定律有 m1v0=mv1+m2v21分)
因碰撞過程中無機械能損失,所以有 m1v02=m1v12+m2v22……………(1分)
代入資料聯立解得 v0=6.0m/s1分)
(3)設物塊2能通過半圓形軌道最高點的最大半徑為rm,對應的恰能通過最高點時的速度大小為v,根據牛頓第二定律,對物塊2恰能通過最高點時有 m2g=m2v2/rm……(1分)
對物塊2由b運動到d的過程,根據機械能守恆定律有
m2v22=m2g2rm+m2v21分)
聯立可解得:rm=0.32m1分)
所以,為使物塊2能通過半圓形軌道的最高點,半圓形軌道半徑不得大於0.32m
1分)32.(10分)
(1)由v-t圖可知,起跳後前2s內運動員的運動近似是勻加速運動,其加速度
a=v1/t1=9.0m/s21分)
設運動員所受平均阻力為f,根據牛頓第二定律有 m總g-f=m總a…………………(1分)
解得 f=m總(g-a)=80n1分)
(2)v-t圖可知,運動員腳觸地時的速度v2=5.0m/s,經時間t2=0.2s速度減為0
1分)設此過程中運動員所受平均衝擊力大小為f,根據動量定理有
(mg-f)t2=0-mv21分)
解得 f=2.4×103n1分)
說明: f=2450n也同樣得分。
(3)由v-t圖可知,10s末開傘時的速度v=40m/s,開傘前10s內運動員下落的高度約為h=30×10m=300m2分)
說明:此步驟得出280m~320m均可得分。
設10s內空氣阻力對運動員所做功為w,根據動能定理有
m總gh+w=m總v21分)
解得 w=-1.8×105j1分)
說明:此步得出-1.6×105j~-1.9×105j均可得分,若沒有寫「-」可不扣分。
33.(10分)
(1)設彈簧勁度係數為k,物塊a、b用輕彈簧相連線,豎直放置時,彈簧被壓縮,a處於平衡狀態,此時彈簧壓縮量 x0=mg/k
緩慢提起a到b將要離開水平地面時彈簧伸長x1,此時物塊b所受重力和彈力平衡,所以彈簧伸長量 x1=mg/k= x01分)
物塊a向上提起的高度 l= x0+ x1=2x01分)
(2)設c自由落下到與a相碰前的速度為v1,由機械能守恆定律有
mg·3x0=mv121分)
設c與a相碰後一起向下運動的初速度為v2,根據動量守恆定律有
mv1=2mv21分)
設c與a相碰前彈簧的彈性勢能為ep。 物塊a、c運動到最低點後又向上彈起,剛好能回到使彈簧恢復為原長的位置過程中,a、c與彈簧組成的系統機械能守恆,有
2mv22+ep=2mgx01分)
聯立以上各式,解得:ep=mgx01分)
說明:另一解法是直接運用彈性勢能公式: mg=kx0,k=mg/x0,則ep=kx0=mgx0
這種解法同樣得4分。
(3)設物塊c釋放位置到物塊a的高度差為h0,與物塊a碰撞前速度為v3,由機械能守恆定律有:
設c與a相碰後一起向下運動的初速度為v4,根據動量守恆定律有
mv3=2mv4
物塊a、c一起向下壓縮彈簧後向上彈起,到達彈簧原長時c與a分離,設分離時的速度為v5,對此過程由機械能守恆定律有
2mv42+ep=2mgx0+2mv521分)
之後,物塊c向上做勻減速運動,設上公升的高度為h,則根據機械能守恆定律有
mv52=mgh, 解得1分)
因物塊a剛好能在物塊b不離開地面的情況下做簡諧運動,結合第(1)問可知,物塊a運動到最高點時,彈簧形變數為x0。所以物塊a運動到最高點時彈簧的彈性勢能與物塊a處於靜止狀態時彈簧的彈性勢能相等。
所以對物塊a從彈簧恢復原長位置運動到最高點過程中,由機械能守恆定律有
mv52=mgx0+ep1分)
聯立以上各式,解得:h0=9x0,h=1.5x0。
由幾何關係可知,物塊c的釋放位置與接收位置間的距離
δh=h0-x0-h=6.5x01分)
34答案:ad
35. (12分) 分析:(1)公尺袋在水平傳送帶先加速後勻速,沿不運轉的傳送帶運動等同於沿斜面上滑。
公尺袋在cd上運動的加速度,則
所以能滑上的最大距離
(2)設cd部分運轉速度為時公尺袋恰能到達d點(即公尺袋到達d點時速度恰好為零),則公尺袋速度減為之前的加速度為
公尺袋速度由至減為零前的加速度為
由得,即要把公尺袋送到d點,cd部分的速度至少為。
則公尺袋恰能運到d點所用時間最長為
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