知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
一长木板在水平地面上运动，在$t=0$时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度$-$时间图象如图所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小$g=10m/s^{2}$，求：
$(1)$物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；
$(2)$从$t=0$时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。

难度：较难

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2．
如图所示，航空母舰上的水平起飞跑道长度$L=160 m.$一架质量为$m=2.0×10^{4} kg$的飞机从跑道的始端开始，在大小恒为$F=1.2×10^{5} N$的动力作用下，飞机做匀加速直线运动，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为$F_{f}=2×10^{4} N.$飞机可视为质点，$g$取$10 m/s^{2}$．

    $(1)$求飞机在水平跑道运动的加速度大小．

    $(2)$若航空母舰静止不动，求飞机加速到跑道末端时速度大小．

    $(3)$若航空母舰沿飞机起飞的方向以$10 m/s$匀速运动，飞机从始端启动到跑道末端离开$.$求这段时间内航空母舰对地位移大小．

难度：较难

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3．

滑雪运动是$2022$年北京冬季奥运会运动项目之一，受到众多年轻人的喜爱$.$如图所示，质量为$60kg$的滑雪运动员，在倾角为$30^{\circ}$的斜坡顶端，从静止开始匀加速下滑$90m$到达坡底，用时$10s.$若重力加速度$g$$=10m/s^{2}$，求运动员：

$(1)$下滑过程中的加速度大小；

$(2)$到达坡底时的速度大小；

$(3)$下滑过程中所受的合力大小．

难度：较难

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4．
质量$M=3kg$的滑板$A$置于粗糙的水平地面上，$A$与地面的动摩擦因数$μ_{1}=0.3$，其上表面右侧光滑段长度$L_{1}=2m$，左侧粗糙段长度为$L_{2}=0.51m$，质量$m=2kg$、可视为质点的滑块$B$静止在滑板上的右端，滑块与粗糙段的动摩擦因数$μ_{2}=0.1$，取$g=10m/s²$，现用$F_{1}=18N$的水平恒力拉动$A$向右运动，当$B$滑上板粗糙部分的瞬时，把向右的恒力大小变为$F_{2}=14N$，试通过计算分析：$A$、$B$是否会分离？若会，求出$B$从滑上$A$的粗糙部分到A、$B$分离所经历的时间．

难度：较难

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5．一传送带装置示意图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切．现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速度为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h．稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L．每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段的微小滑动）．已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目N个．这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦．求电动机的平均功率 $%20%5Coverline%20%7BP%7D$ ．

难度：较难

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6．
哈利法塔是目前世界最高的建筑$.$游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需$45$秒，运行的最大速度为$18m/s.$观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景，可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底，颇为壮观$.$一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为$0.5kg$的物体受到的竖直向上拉力为$5.45N$，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动$(g$取$10m/s^{2})$求：
$(1)$求电梯加速阶段的加速度及加速运动的时间；
$(2)$若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求观景台的高度；
$(3)$若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由落体，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其减速，牵引力为重力$3$倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？

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7．

$(1)$如图甲所示，一个质量为$m$的物体，初速度为$v_{0}$，在水平合外力$F($恒力$)$的作用下，经过一段时间$t$后，速度变为$v_{t}$。请根据上述情境，利用牛顿第二定律推导动量定理，并写出动量定理表达式中等号两边物理量的物理意义。

$(2)$高空坠物很危险。一球形面团，质量为$1kg$，从$20m$高的楼层上掉下，落在坚硬的水泥地面上，被摔成薄片，若面团与地面的作用时间约$0.01s$，试估算地面受到平均冲力的大小。

$(3)$自动称米机已被广泛使用。称米时，打开阀门，米粒就以每秒钟$d$千克的恒定流量流进放在秤上的容器。当秤的示数达到顾客所要求的数量时，在出口处关闭阀门，切断米流。米流在出口处速度很小，可视为零。对上述现象，买卖双方引起了争论。买方认为：因为米流落到容器中时有向下的冲力而不划算；卖方则认为：当达到顾客所要求的数量时，切断米流，此时尚有一些米在空中，这些米是多给买方的。请谈谈你的看法，并根据所学的知识给出合理的解释。

难度：较难

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8．
如图所示，足够长的水平传送带以恒定速率$2 m/s$沿顺时针方向运行，在与传送带同一竖直平面内有一四分之一光滑圆轨道，半径为$0.8 m$，圆轨道与一光滑水平面相切于最低点，一小物块从圆轨道的最高点由静止释放，一段时间后沿水平方向滑上传送带$.$已知小物块与传送带间的动摩擦因数$μ=0.2$，$g$取$10 m/s^{2}.$求小物块：

$( 1 )$运动到圆轨道最低点时的速度大小；

$( 2 )$刚滑上传送带时的加速度大小；

$( 3 )$从滑上传送带到离开传送带所用的时间．

难度：较难

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9．（2016•宜春校级模拟）有一个小圆环瓷片最高能从h=0.18m高处静止释放后直接撞击地面而不被摔坏．现让该小圆环瓷片恰好套在一圆柱体上端且可沿圆柱体下滑，瓷片与圆柱体之间的摩擦力是瓷片重力的4.5倍，如图所示．若将该装置从距地面H=4.5m高处从静止开始下落，瓷片落地恰好没摔坏．已知圆柱体与瓷片所受的空气阻力都为自身重力的0.1倍，圆柱体碰地后速度立即变为零且保持竖直方向．（g=10m/s²）
（1）瓷片直接撞击地面而不被摔坏时，瓷片着地时的最大速度为多少？
（2）瓷片随圆柱体从静止到落地，下落总时间为多少？

难度：较难

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10． ETC是不停车电子收费系统的简称，利用汁箅机联网技术可实现车量通过收费站不需停车交纳路费的目的．汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如所示．假设汽车以v₀=20m/s的速度初收费站沿直线行驶，如果过ETC通道，需要先做匀减速运动，在距收费站中心线前d=10m处正好减至v₁=4m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v₀正常行驶；如果过人工收费通逍，也需要先匀减速运动，恰好在中心线处停车，经过t₀=30s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v₀正常行驶．设汽车在减速和加速过程中的加速度大小均为2m/s²．求：

（1）汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移x大小；
（2）汽车过人工收费通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移x′大小；
（3）汽车过ETC通道比过人工收费通道节约的时间△t是多少？

难度：较难

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