专题17-6 分类讨论问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

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专题17-6 分类讨论问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

‎100考点最新模拟题千题精练17- 6‎ 第十七部分 物理思维方法 六、 分类讨论问题 一.选择题 ‎1.(2018海南物理) 如图,用长为的轻绳悬挂一质量为M的沙箱,沙箱静止。一质量为m的弹丸以速度水平射入沙箱并留在其中,随后与沙箱共同摆动一小角度。不计空气阻力。对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程 A. ‎ 若保持m、v、不变,M变大,则系统损失的机械能变小 B. 若保持M、v、不变,m变大,则系统损失的机械能变小 C. 若保持M、m、不变,v变大,则系统损失的机械能变大 D. 若保持M、m、v不变,变大,则系统损失的机械能变大 ‎【参考答案】C ‎【命题意图】此题考查子弹打木块模型、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识点。‎ ‎2.(2014年·四川)如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动。小物体P,Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连。t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平。t=t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦。绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是 若最大静摩擦力fmax>mQg,则P受静摩擦力继续以v1匀速向右滑离,无符合的选项;第三种情况,P先以加速度减速到v1,若最大静摩擦力fmaxm 。 ‎ 例93图 ‎2.(2012·广东)图(a)所示的装置中,小物块A、B质量均为m,水平面上PQ段长为l,与物块间的动摩擦因数为μ,其余段光滑。初始时,挡板上的轻质弹簧处于原长;长为r的连杆位于图中虚线位置;A紧靠滑杆(A、B间距大于2r)。随后,连杆以角速度ω匀速转动,带动滑杆作水平运动,滑杆的速度—时间图像如图18(b)所示。A在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。‎ ‎(1)求A脱离滑杆时的速度v0,及A与B碰撞过程的机械能损失ΔE。‎ ‎(2)如果AB不能与弹簧相碰,设AB从P点到运动停止所用的时间为t1,求ω得取值范围,及t1与ω的关系式。‎ ‎(3)如果AB能与弹簧相碰,但不能返回到P点左侧,设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为Ep,求ω的取值范围,及Ep与ω的关系式(弹簧始终在弹性限度内)。‎ ‎【名师解析】(1)滑杆到达最大速度时,A与其脱离,由题意得:v0=ωr ①‎ 设A、B碰撞后的速度为v1,由动量守恒定律m vo=2m v1 ②‎ A与B碰撞过程损失的机械能 ③‎ 解得 ④‎ ‎(3)若AB能与弹簧相碰,AB压缩弹簧后反弹,若刚好反弹后回到P点,由动能定理,得 ‎ μ(‎2m)g(l+l)=(‎2m) v12 ⑨‎ 联立①②⑨解得对应刚好反弹回到P点的连杆角速度,ω2=. ‎ ω的取值范围为: <ω≤。‎ 由功能关系,Ep=(‎2m) v12 -μ(‎2m)gl 解得:Ep=mω2r2 -2μmgl。(<ω≤)‎ ‎3.(2007·广东)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。‎ ‎(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?‎ ‎(2)求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。‎ ‎(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。‎ ‎【名师解析】(1)感应电流的大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时,回路中磁通量的变化率相同。 ①‎ ‎(3)设金属进入磁场B0一瞬间的速度变为v,金属棒在圆弧区域下滑的过程中,机械能守恒: ⑤‎ 在很短的时间内,根据法拉第电磁感应定律,金属棒进入磁场B0区域瞬间的感应电动势为E,则:‎ ‎ ⑥‎ 由闭合电路欧姆定律及⑤⑥,求得感应电流: ⑦‎ 根据⑦讨论:I.当时,I=0;‎ II.当时,,方向为;‎ III.当时,,方向为。‎ ‎4.(2015·西安联考)重物A和滑块B用细线跨过定滑轮相连,A距地面高为H,B可在细线牵引下沿水平足够长的木板上滑动,如图(a)所示.滑块B上面固定了了一个力传感器,可以测定细线对滑块的拉力,C为运动传感器,可以测定滑块运动的υ-t图像.从某时刻起释放滑块B,测得滑块B所受拉力F随时间t变化的图像和滑块B的υ-t图像,如图(b)所示.(取g=‎10m/s2)‎ ‎(1)由图可知,滑块与长木板间的动摩擦因数是多少?‎ ‎(2)试通过分析讨论,当增大滑块B的质量时,它的υ-t图像可能如何变化.并在υ-t图中用铅笔线画出.‎ 若mAg-μmBg>0,即,当m B增大时,加速度a1减小,由于重物A下落的高度H一定,则加速运动的时间延长,而最大速度减小.。A触地后仍做匀减速运动,加速度a2的大小不变,然后停下. v—t图像如图所示 .‎ 若mAg-μmBg≤0,即mB≥ 滑块B始终保持静止.‎ ‎5.(2011·广东)如图所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。一物体被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑下,再经B滑上滑板。滑板运动到C时被牢固粘连。物块可视为质点,质量为m,滑块质量为M=‎2m,两半圆半径均为R,板长l=6.5R,板右端到C的距离L在R
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