高考物理微元法解决物理试题题20套(带答案)(1).doc

高考物理微元法解决物理试题题20套(带答案)(1)

一、微元法解决物理试题

1．如图所示，某个力F＝10N作用在半径为R＝1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致，则转动一周这个力F做的总功为（）

A．0 B．20πJ C．10J D．10πJ

【答案】B

【解析】

本题中力F的大小不变，但方向时刻都在变化，属于变力做功问题，可以考虑把圆周分割为很多的小段来研究.当各小段的弧长足够小时，可以认为力的方向与弧长代表的位移方向一致，故所求的总功为W＝F·Δs1＋F·Δs2＋F·Δs3＋…＝F(Δs1＋Δs2＋Δs3＋…）＝F·2πR＝20πJ，选项B符合题意.故答案为B．

【点睛】本题应注意，力虽然是变力，但是由于力一直与速度方向相同，故可以直接由W=FL求出．

2．水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无需二次加工以及节约材料等特点，得到广泛应用．某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度减为零，已知水的密度为ρ，则钢板受到水的冲力大小为

A． B． C． D．

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：

以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：

Ft=0-mv

解得：

A.与分析不符，故A错误．

B.与分析不符，故B错误．

C.与分析不符，故C错误．

D.与分析相符，故D正确．

3．如图所示，半径为R的1/8光滑圆弧轨道左端有一质量为m的小球，在大小恒为F、方向始终与轨道相切的拉力作用下，小球在竖直平面内由静止开始运动，轨道左端切线水平，当小球运动到轨道的末端时，此时小球的速率为v，已知重力加速度为g，则()

A．此过程拉力做功为FR

B．此过程拉力做功为

C．小球运动到轨道的末端时，拉力的功率为

D．小球运动到轨道的末端时，拉力的功率为Fv

【答案】B

【解析】

【详解】

AB、将该段曲线分成无数段小段，每一段可以看成恒力，可知此过程中拉力做功为，故选项B正确，A错误；

CD、因为F的方向沿切线方向，与速度方向平行，则拉力的功率，故选项C、D错误。

4．估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。据此估算该压强约为（）（设雨滴撞击唾莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m3）

A．0.15Pa B．0.54Pa C．1.5Pa D．5.1Pa

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

由于是估算压强，所以不计雨滴的重力。设雨滴受到支持面的平均作用力为F。设在△t时间内有质量为△m的雨水的速度由v=12m/s减为零。以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理有

得到

设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在△t时间内水面上升△h，则有

所以有压强

即睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强为0.15Pa。

故A正确，BCD错误。

故选A。

5．如图所示，有一条长为的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂在空中，链条由静止释放后开始滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为（取）（）

A． B． C． D．

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

设链条的质量为，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为

链条全部滑出后，动能为

重力势能为

由机械能守恒定律可得

即

解得

故B正确，ACD错误。

故选B。

6．如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过程中空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是

A．重力做功为mgL

B．绳的拉力做功为0

C．空气阻力做功0

D．空气阻力做功为

【答案】ABD

【解析】

A、如图所示，重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L，

所以WG=mgL．故A正确．B、因为拉力FT在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即WFT=0．故B正确．C、F阻所做的总功等于每个小弧段上F阻所做功的代数和，即，故C错误，D正确；故选ABD．

【点睛】根据功的计算公式可以求出重力、拉力与空气阻力的功．

7．如图所示，摆球质量为m，悬线长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是()

A．重力做功为mgL

B．悬线的拉力做功为0

C．空气阻力F阻做功为－mgL

D．空气阻力F阻做功为－F阻πL

【答案】ABD

【解析】

【详解】

A．由重力做功特点得重力做功为：

WG＝mgL

A正确；

B．