2011年高三物理第一轮总复习及高中物理易错题归纳总结及答案分析（281页）第9专题 - 高中物理常见的物理模型2

Tλ

波传播的时间t1＝，传播的位移s1＝15 cm＝

44

故知T＝6 s，v＝0.1 m/s

若波向x轴负方向传播，可知：

33λ

波传播的时间t2＝T，传播的位移s2＝45 cm＝

44

故知T＝2 s，v＝0.3 m/s． [答案] AD

4．如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为M的A、B两块木板，在木板A的上面放着一个质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态．A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数都为μ．若用水平恒力F向右拉动木板A，使之从C、B之间抽出来，已知重力加速度为g，则拉力F的大小应该满足的条件是(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力)( )

A．F＞μ(2m＋M)g B．F＞μ(m＋2M)g C．F＞2μ(m＋M)g D．F＞2μmg

【解析】无论F多大，摩擦力都不能使B向右滑动，而滑动摩擦力能使C产生的最大

F－μmg－μ(m＋M)g

加速度为μg，故＞μg时，即F＞2μ(m＋M)g时A可从B、C之间抽出．

M

[答案] C

5．如图所示，一束单色光a射向半球形玻璃砖的球心，在玻璃与空气的界面MN上同时发生反射和折射，b为反射光，c为折射光，它们与法线间的夹角分别为β和θ．逐渐增大入射角α，下列说法中正确的是( )

A．β和θ两角同时增大，θ始终大于β

B．b光束的能量逐渐减弱，c光束的能量逐渐加强 C．b光在玻璃中的波长小于b光在空气中的波长 D．b光光子的能量大于c光光子的能量

sin β

【解析】三个角度之间的关系有：θ＝α，＝n＞1，故随着α的增大，β、θ都增大，

sin α

但是θ＜β，选项A错误，且在全反射前，c光束的能量逐渐减弱，b光束的能量逐渐加强，

sin βcλ

选项B错误；又由n＝＝v＝，b光在玻璃中的波长小于在空气中的波长，但光子的

sin αλ′

能量不变，选项C正确、D错误．

[答案] C

6．如图所示，水平传送带以v＝2 m/s的速度匀速前进，上方漏斗中以每秒50 kg的速度把煤粉竖直抖落到传送带上，然后一起随传送带运动．如果要使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为( )

A．100 W B．200 W C．500 W D．无法确定 【解析】漏斗均匀持续将煤粉抖落在传送带上，每秒钟有50 kg 的煤粉被加速至2 m/s，故每秒钟传送带的电动机应多做的功为：

13

1

ΔW＝ΔEk＋Q＝mv2＋f·Δs＝mv2＝200 J

2

ΔW

故传送带的电动机应增加的功率ΔP＝＝200 W．

t

[答案] B

7．如图所示，一根用绝缘材料制成的轻弹簧，劲度系数为k，一端固定，另一端与质量为m、带电荷量为＋q的小球相连，静止在光滑绝缘水平面上．当施加水平向右的匀强电场E后，小球开始做简谐运动，下列关于小球运动情况的说法中正确的是( )

qE

A．小球的速度为零时，弹簧的伸长量为

k2qE

B．小球的速度为零时，弹簧的伸长量为

k

C．运动过程中，小球和弹簧系统的机械能守恒

D．运动过程中，小球动能变化量、弹性势能变化量以及电势能的变化量之和保持为零

qE

【解析】由题意知，小球位于平衡位置时弹簧的伸长量x0＝，小球速度为零时弹簧

k

2qE

处于原长或伸长了2x0＝，选项A错误、B正确．

k

小球做简谐运动的过程中弹簧弹力和电场力都做功，机械能不守恒，动能、弹性势能、电势能的总和保持不变，选项D正确．

[答案] BD

8．如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ．若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则[2009年高考·北京理综卷]( )

A．将滑块由静止释放，如果μ＞tan θ，滑块将下滑

B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tan θ，滑块将减速下滑 C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ＝tan θ，则拉力大小应是2mgsin θ

D．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ＝tan θ，则拉力大小应是mgsin θ

【解析】对于静止置于斜面上的滑块，可沿斜面下滑的条件为mgsin θ＞μmgcos θ；同理，当mgsin θ＜μmgcos θ时，具有初速度下滑的滑块将做减速运动，选项A、B错误；当μ＝tan θ 时，滑块与斜面之间的动摩擦力f＝mgsin θ，由平衡条件知，使滑块匀速上滑的拉力F＝2mgsin θ，选项C正确、D错误．

[答案] C

9．国产“水刀”——超高压数控万能水切割机，以其神奇的切割性能在北京国际展览中心举行的第五届国际机床展览会上引起轰动，它能切割40 mm厚的钢板、50 mm厚的大理石等材料．

将普通的水加压，使其从口径为0.2 mm的喷嘴中以800 m/s～1000 m/s的速度射出，这种水射流就是“水刀”．我们知道，任何材料承受的压强都有一定限度，下表列出了一些材料所能承受的压强的限度．

A．橡胶 5×107 Pa B．花岗石 C．铸铁 D．工具钢

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1.2×108 Pa～2.6×108 Pa 8.8×108 Pa 6.7×108 Pa

设想一“水刀”的水射流横截面积为S，垂直入射的速度 v＝800 m/s，水射流与材料接触后，速度为零，且不附着在材料上，水的密度ρ＝1×103 kg/m3，则此水刀不能切割上述材料中的( )

【解析】以射到材料上的水量Δm为研究对象，以其运动方向为正方向，由动量定理得： －pS·Δt＝－ρSv·Δt·v

2

得：p＝ρv＝6.4×108 Pa

由表中数据可知：此“水刀”不能切割材料C和D． [答案] CD

10．如图甲所示，质量为2m的长木板静止地放在光滑的水平面上，另一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板的左端，恰能滑至木板的右端且与木板保持相对静止，铅块在运动过程中所受到的摩擦力始终不变．若将木板分成长度与质量均相等(即m1＝m2＝m)的两段1、2后，将它们紧挨着放在同一水平面上，让小铅块以相同的初速度v0由木板1的左端开始运动，如图乙所示，则下列说法正确的是( )

A．小铅块滑到木板2的右端前就与之保持相对静止 B．小铅块滑到木板2的右端后与之保持相对静止 C．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等

D．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量 【解析】长木板分两段前，铅块和木板的最终速度为：

mv01vt＝＝v

3m30

v0111

且有Q＝fL＝mv02－×3m()2＝mv02

2233

长木板分两段后，可定量计算出木板1、2和铅块的最终速度，从而可比较摩擦生热和相对滑动的距离；也可用图象法定性分析(如图丙所示)比较得到小铅块到达右端之前已与木板2保持相对静止，故图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量．

丙

[答案] AD

二、非选择题(共60分)

11．(5分)图示为伏安法测电阻的部分电路，电路其他部分不变，当开关S接a点时，电压表的示数U1＝11 V，电流表的示数I1＝0.2 A；当开关S接b点时，U2＝12 V，I2＝0.15 A．那么，为了提高测量的准确性，开关S应接______点(填“a”或“b”)，Rx的测量值为________Ω．

[答案] b (2分) 80 (3分)

12．(10分)如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在水平轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球．现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．

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(1)还需要的器材是________、________．

(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对________能的测量，需要直接测量________和________．

(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量间的关系，除以上器材外，还准备了几个轻弹簧，所有弹簧的劲度系数均不相同．试设计记录数据的表格．

[答案] (1)天平 刻度尺 (每空1分) (2)重力势 质量 上升高度 (每空1分) (3)设计表格如下 (5分)

小球的质量m＝________kg，弹簧A 压缩量x(m) 上升高度h(m) E＝mgh(J) 弹簧 劲度系数k(N/m) 上升高度h(m) E＝mgh(J) A B C

压缩量x＝________cm，小球的质量m＝________kg 13．(10分)如图所示，一劲度系数k＝800 N/m的轻弹簧的两端各焊接着两个质量均为m＝12 kg的物体A、B，A、B和轻弹簧静止竖立在水平地面上．现加一竖直向上的力F在上面的物体A上，使物体A开始向上做匀加速运动，经0.4 s物体B刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g＝10 m/s2．求：

(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值． (2)此过程中外力F所做的功．

【解析】(1)A原来静止时有：kx1＝mg (1分)

当物体A刚开始做匀加速运动时，拉力F最小，设为F1． 对物体A有：F1＋kx1－mg＝ma (1分)

当物体B刚要离开地面时，拉力F最大，设为F2． 对物体A有：F2－kx2－mg＝ma (1分) 对物体B有：kx2＝mg (1分)

1

对物体A有：x1＋x2＝at2 (1分)

2

解得：a＝3.75 m/s2

联立解得：F1＝45 N (1分)，F2＝285 N． (1分)

(2)在力F作用的0.4 s内，初末状态的弹性势能相等 (1分) 由功能关系得：

1

WF＝mg(x1＋x2)＋m(at)2＝49.5 J． (2分)

2

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