2012届高三物理高考计算题拿分训练(4)
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31.如图所示,两根平行的长直金属细导轨KL 、PQ 固定于同一水平面内,它们之间的距离为L ,电阻可忽略不计,ab 和cd 是两根质量皆为m 的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地滑动,两杆的电阻皆为R 。
cd 的中点系一轻绳,绳的另一端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为M 的物体,滑轮与转轴之间的摩擦不计,滑轮与杆cd 之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行,导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在的平面向上,磁感应强度的大小为B 。
现两杆及悬物都从静止开始运动,根据力学、电学的规律以及题中(包括图)提供的信息,你能求出哪些物理量(如刚释放时杆cd 的加速度、稳定后M 下降的加速度,至少求出与本题相关的五个物理量)初始加速度:ab 棒 a 1 = 0;cd 棒a 2 = Mg/(m+M)最终加速度两者相等,为a = Mg/(2m+M)最终速度差:ΔV = 2mMRg/(2m+M)BL最终电流:I = mMg/(2m+M)最终绳子拉力:T = Mg – M 2g/(2m+M)32.在竖直平面内有一圆形绝缘轨道,半径R =1m ,处于垂直于轨道平面向里的匀强磁场中,一质量为m =1×10-3kg ,带电量为q = -3×10-2C 的小球,可在内壁滑动.现在最低点处给小球一个水平初速度v 0图甲是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v 随时间变化的情况,图乙是小球所受轨道的弹力F 随时间变化的情况,已知小球能有两次到达圆形轨道的最高点.结合图象所给数据,g 取10m/s 2 .求:(1)磁感应强度的大小.(2)小球从开始运动至图甲中速度为2m/s的过程中,摩擦力对小球做的功.解析:(1)从甲图可知,小球第二次过最高点时,速度大小为2m/s ,而由乙图可知,此时轨道与球间弹力为零, 代入数据,得B =0.1TR mv qvB mg /2=-∴(2)从乙图可知,小球第一次过最低点时,轨道与球面之间的弹力为F =8.0×10-2N ,根据牛顿第二定律, 代入数据,得v 0=7m/s .R mv B qv mg F /200=--以上过程,由于洛仑兹力不做功,由动能定理可得:-mg 2R +W f = mv 2/2 - mv 02/ 2 代入数据得: W f =-2.5×10-3J33.如图,水平平面内固定两平行的光滑导轨,左边两导轨间的距离为2L ,右边两导轨间的距离为L ,左右部分用导轨材料连接,两导轨间都存在磁感强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场。
高考计算题1.如图所示,在水平地面上固定一个倾角为037=θ的足够长的粗糙斜面,质量:m=1kg 的小滑块以v 0=6m/s 的初速度从A 点沿斜面向上滑动0.2s 时,:对滑块施加一个平行于斜面向上的持续恒力F,再经过Is 时 ,滑块的速度恰好减为零。
已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s 2 ,sin370=0.6,cos370=0.8。
求:(1)刚施加恒力 F 时,滑块的速度是多大? (2)恒力 F 的大小。
2.如图所示,一平板小车静止在光滑的水平地面上,车上固定着半径为R=0.7m 的四分之一竖直光滑圆弧轨道,小车与圆弧轨道的总质量M 为2kg ,小车上表面的AB 部分是长为1.0m 的粗糙水平面,圆弧与小车上表面在B 处相切。
现有质量m=1kg 的滑块(视为质点)以 v 0=3m/s 的水平初速度从与车的上表面等高的固定光滑平台滑上小车,滑块恰好在B 处相对小车静止, g=10m/s 2。
(1)求滑块与小车之间的动摩擦因数μ和此过程小车在水平面上滑行的距离s;(2)要使滑块滑上小车后不从C 处飞出,求初速度v 0应满足的条件。
3.如图所示,平行板电容器板长为L,极板间距为2L,上板带正电,忽略极板外的电场。
O 、O ′是电容器的左右两侧边界上的点,两点连线平行于极板,且到上极板的距离为L/2。
在电容器右侧存在一个等腰直角三角形区域ABC,∠C=900,底边BC 与电容器的下极板共线,B 点与下极板右边缘重合,顶点A 与上极板等高。
在电容器和三角形区域内宥垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B 1=B 、 B 2=2B.一带正电的粒子以初速度v 0从O 点沿着00′方向射入电容器,粒子的重力和空气阻力均不计。
(1)若粒子沿 00′做直线运动,进人三角形区域后,恰从顶点 A 飞出,求两极板间 的电压U 和带电粒子的比荷mq (2)若撤去电容器中磁场的同时,把三角形区域内的磁场方向变为垂直于纸面向外,但磁感应强度大小不变。
2012届高考物理第二轮计算题专项训练(含答案)计算题训练(1)1、如图所示,水平传送带的速度为4.0m/s,它的右端与等高的光滑水平平台相接触.一工作m(可看成质点)轻轻放手传送带的左端,工件与传送带间的动摩擦因数,经过一段时间工件从光滑水平平台上滑出,恰好落在小车左端,已知平台与小车的高度差h=0.8m,小车左端距平台右端的水平距离为s=1.2m,取g=10m/s2,求:(1)工件水平抛出的初速度是多少?(2)传送带的长度L是多少?2、如图所示,质量m=6.0kg物块(可视为质点)从斜面上的A点由静止开始下滑,滑到斜面底端B后沿水平桌面再滑行一段距离后从C点飞出,最后落在水平面上的E点。
已知物块与斜面、水平桌面间的动摩擦因数都为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°,CD高h=0.45m,BC长L=2.0m,DE长S=1.2m。
假设斜坡与水平桌面间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计。
试求:(1)物块经过C点的速度大小;(2)物体在B点的速度大小;(3)物体在斜面上滑行的时间。
3、如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE 组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止释放,用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N,改变H的大小,可测出相应的N的大小,N随H 的变化关系如图乙折线PQI所示(PQ与QI两直线相连接于Q点),QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:(1)图线上的PQ段是对应物块在哪段轨道上由静止释放(无需说明理由)?并求出小物块的质量m;(2)圆轨道的半径R、轨道DC所对应的圆心角θ;(3)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ。
4、如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距L=1m,两导轨的上端间接有电阻,阻值R=2Ω,虚线OO'下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度B=2T。
2012年全国统一高考物理试卷(大纲版)一、选择题:本题共8题.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)下列关于布朗运动的说法,正确的是( )A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的2.(6分)U经过m次α衰变和n次β衰变Pb,则( )A.m=7,n=3B.m=7,n=4C.m=14,n=9D.m=14,n=18 3.(6分)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有( )A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离4.(6分)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,已知两粒子的动量大小相等.下列说法正确的是( )A.若q1=q2,则它们作圆周运动的半径一定相等B.若m1=m2,则它们作圆周运动的半径一定相等C.若q1≠q2,则它们作圆周运动的周期一定不相等D.若m1≠m2,则它们作圆周运动的周期一定不相等5.(6分)如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )A.o点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同6.(6分)一台电风扇的额定电压为交流220V.在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示.这段时间内电风扇的用电量为( )A.3.9×10﹢4度B.5.5×10﹢2度C.7.8×10﹢2度D.11.0×10﹢2度7.(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,图(a)是t=0时刻的波形图,图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图象.由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是( )A.m B.m C.1m D.m8.(6分)如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左边拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( )A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置二、解答题9.(6分)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路,黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω,2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω,1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω.(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻为 Ω.10.(17分)图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
2012年高考物理计算题训练题十二1、某校体育教师在体专生训练中,利用当今蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目来训练体育生的体能。
一个质量为60kg的高三体育生,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0m高处.已知体育生与网接触的时间为 1.2s.(g=10m/s2)求:(1)网对体育生的平均作用力的大小和方向(2)与网接触的过程中体育生至少要做多少功2、如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距l = 0.2m,电阻R1= 0.4Ω,导轨上静止放置一质量m = 0.1kg、电阻R2 = 0.1Ω的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度B1= 0.5T的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末杆的速度为2.5m/s,求:(1)5s末时电阻R上消耗的电功率;(2)5s末时外力F的功率.(3)若杆最终以8 m/s的速度作匀速运动, 此时闭合电键S, α射线源Q释放的α粒子经加速电场C 加速后从a孔对着圆心O进入半径r = 3m的固定圆筒中(筒壁上的小孔a只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为B2的匀强磁场。
α粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移, 也无机械能损失,粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从a孔背离圆心射出 , 忽略α粒子进入加速电场的初速度,若α粒子质量αm= 6.6×10-27 kg , 电量αq= 3.2×10-19 C, 则磁感应强度B2多大?若不计碰撞时间, 粒子在圆筒内运动的总时间多大?1、求解略:(1)1500N 竖直向上 (6分) (2)1080J (6分)2、(13分)(1)5s 末杆产生的电动势 E =B l v = 0.5 ×0.2 ×2.5 V = 0.25 V1.04.025.0R R E I 21+=+= A = 0.5 A电阻上消耗的电功率 P R = I 2 R 1 = 0.1 W (3分)(2)金属棒的加速度2m/s 50.tv a == 由牛顿定律 F - F 安 = ma杆受的安培力 F 安 = B I l外力F 的功率 P =Fv 由以上各式得 P = ( B I l + ma ) v = 0.25W (4分)(3)此时回路电流强度为 1.04.082.00.5R R lv B R R E I 21121+⨯⨯=+=+= A = 1.6A 加速电场的电压为 U = IR 1= 1.6×0.4 V = 0.64 V根据动能定理:U q α= 2v m 21α α粒子从C 孔进入磁场的速度v =ααm U 2q =27--19106.664.0102.32⨯⨯⨯⨯m/s ≈8.0×103 m/s (3分) 由题意知:α粒子与圆筒壁碰撞5次后从a 孔离开磁场, 由几何关系求得∠d O b = 60°, 轨迹半径R ' =r 33= 1.0 m 又: R v m B v q 2'=2αα 故: R q v m B 2'=αα= 0.1102.3100.8106.619327⨯⨯⨯⨯⨯--T =1.65×10-5 T 又:∠d O 'b = 32π, 粒子作圆周运动转过的圆心角为ππθ4326=⨯= 根据 R T4m B v q 222'=παα 及 v = T R 2'π 得 T = ααπq B m 22= 195-27102.3101.65106.614.32--⨯⨯⨯⨯⨯⨯s = 7.85×10-3 s 粒子在圆筒内运动的总时间 t = 2T = 2×7.85×10-3 s = 1.57×10 -2 s (3分)。
汕头市2012年普通高中高三教学质量测评(一)35.(18分)如图甲,圆形玻璃平板半径为r ,离水平地面的高度为h ,一质量为m 的小木块放置在玻璃板的边缘,随玻璃板一起绕圆心O 在水平面内做匀速圆周运动. (1)若匀速圆周运动的周期为T ,求木块的线速度和所受摩擦力的大小.(2)缓慢增大玻璃板的转速,最后木块沿玻璃板边缘的切线方向水平飞出,落地点与通过圆心O 的竖直线间的距离为s ,俯视图如图乙.不计空气阻力,重力加速度为g ,试求木块落地前瞬间的动能.36.(18分)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间距为l .导轨上面横放着两根导体棒PQ 和MN ,构成矩形回路,如图所示.导体棒PQ 的质量为m 、MN 的质量为2m ,两者的电阻皆为R ,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B .设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒MN 静止处于距导轨右端为d 处,PQ 棒以大小为v 0的初速度从导轨左端开始运动(如图).忽略回路的电流对磁场产生的影响. (1)求PQ 棒刚开始运动时,回路产生的电流大小. (2)若棒MN 脱离导轨时的速度大小为4v ,则回路中产生的焦耳热是多少? (3)若原来回路中靠近MN 棒一侧的导轨中串联接有一个恒流电源,该电源使回路中的电流大小始终保持为I 0(沿PMNQP 方向),试讨论MN 棒脱离导轨时速度v 的大小与d 的关系.图甲图乙- 2 -2010届高三第一次联合考试(中山一中、潮阳一中、广东仲元中学佛山南海中学、深圳宝安中学、普宁二中)35.(18分)如图所示,水平面分为两个区,P线左侧为粗糙区,右侧为光滑区.紧靠P线在左侧上放一长L1=1m 、质量M1=3kg 的长木板B,在右侧上放一质量M2=3kg 的长木板C .B、C不粘连.在长木板B的左端放一可看作质点的质量m =2kg 的小木块A.已知B与A、B与水平面、C与A之间的滑动摩擦因数均为μ=0.2.现给A施加一个F=8N 的水平恒力,经1s 后就撤去该恒力. ⑴.求1s 末A获得的速度v 1;⑵.为了保证A不会从C上掉下,长木板C的最小长度L2为多少?36.(18分)如图所示,竖直平面上有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E1=2500N/C ,方向竖直向上;磁感应强度B=103T ,方向垂直纸面向外;有一质量m =1×10-2kg 、电荷量q =4×10-5C 的带正电小球自O点沿与水平线成45°以v 0=4m/s 的速度射入复合场中,之后小球恰好从P点进入电场强度E2=2500N/C ,方向水平向左的第二个匀强电场中.不计空气阻力,g 取10m/s 2.求: ⑴O点到P点的距离s 1;⑵小球经过P点的正下方Q点时与P点的距离s 2.2013届广东高考物理计算题第 - 3 - 页 共 16 页广州市2012届高三年级调研测试35.(18分)如图,在水平地面上有A 、B 两个物体,质量分别为m A =2kg ,m B =1kg ,A 、B 相距s =9.5m ,A 以v 0=10m/s 的初速度向静止的B 运动,与B 发生正碰,分开后仍沿原来方向运动,A 、B 均停止运动时相距s ∆=19.5m 。
2012年全国统一高考物理试卷(新课标)一.选择题1.(3分)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是()A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动2.(3分)如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。
图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则()A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大3.(3分)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦,在此过程中()A.N1始终减小,N2始终增大B.N1始终减小,N2始终减小C.N1先增大后减小,N2始终减小D.N1先增大后减小,N2先减小后增大4.(3分)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为()A.380 V和5.3 A B.380 V和9.1 A C.240 V和5.3 A D.240 V和9.1 A5.(3分)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动6.(3分)如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
2012年高考物理计算题训练题三1、如图所示,一个可视为质点的物块,质量为m=2 kg ,从光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下,到达底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速度大小为u=3 m/s 。
已知圆弧轨道半径R=0.8 m ,皮带轮的半径r=0.2m ,物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1,两皮带轮之间的距离为L=6m ,重力加速度g=10m/s 2。
求:(1)皮带轮转动的角速度多大?(2)物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力;(3)物块将从传送带的哪一端离开传送带?物块在传送带上克服摩擦力所做的功为多大?2、如图所示,纸平面内O 点有一离子源,不断向纸面内各个方向放出离子,已知离子速度V=5×106m/s ,荷质比m q=2×107C/kg 。
空间中存在以粒子源为圆心垂直于纸面向里半径R 1=0.5m 的匀强磁场B 1,在这个磁场外面还存在着以粒子源为圆心垂直于纸面向外的圆环形匀强磁场B 2,外径为R 2,B 1= B 2=0.5T ,(设粒子在运动过程中不相撞,忽略重力和粒子间的相互作用)求:(1)粒子在B 1中运动时的轨道半径为多少(2)为了使粒子不离开磁场区域,R2的最小值(3)求粒子从O 点出发再回到O 点的最短时间。
24. 解:弄清楚物体的运动过程和受力情况是解题关键。
①物块沿光滑圆弧下滑的过程,机械能守恒;②物块在传送带上做匀减速直线运动。
(1)皮带轮转动的角速度,由u=r ω,得15==r uωrad/s(2)物块滑到圆弧轨道底端的过程中,由动能定理得2021mv mgR = 解得420==gR v m/s在圆弧轨道底端,由牛顿第二定律得 R v m mg F 20=- 解得物块所受支持力 F=60N由牛顿第三定律,物块对轨道的作用力大小为60N ,方向竖直向下。
(3)物块滑上传送带后做匀减速直线运动,设加速度大小为a ,由牛顿第二定律得ma umg = 解得 a=1m/s 2物块匀减速到速度为零时运动的最大距离为 82200==a v s m > L=6m 可见,物块将从传送带的右端离开传送带。
2012年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)物理一、单项选择题:本题共 5小题 ,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意.1. 真空中A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r,则A 、B 两点的电场强度大小之比为(A) 3 :1(B) 1 :3(C) 9 :1(D) 1 :91.【答案】C【考点】点电荷的场强公式 【解析】由点电荷的场强公式2QE kr =可知,A 、B 两点的电场强度大小之比9 :1,C 项正确。
2. 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是A .C 和U 均增大B.C 增大,U 减小C. C 减小,U 增大D. C 和U 均减小2.【答案】B【考点】电容公式【解析】由C 4s kd επ=可知,插入电解质时,电容C 变大,由q C U =,可知电量不变,电压U 减小,B 项正确。
3. 如图所示,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是(A) 逐渐增大(B) 逐渐减小(C) 先增大,后减小(D) 先减小,后增大3.【答案】A【考点】考查受力分析、功率公式【解析】小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点,小球处在动态平衡中,对小球受力分析如图,tan F mgc α=,由cos P Fv θ=,2παθ+=,可得,sin P mgv θ=,θ逐渐变大,功率P 逐渐变大,A 项正确。
将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比. 下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象,可能正确的是4.【答案】C【考点】受力分析、牛顿定律【解析】皮球竖直向上抛出过程受力分析如图,由牛顿第二定律可知:皮球的加速度为G f kv a g m m +==+,皮球的速度逐渐减小,加速度逐渐减小,当皮球的速度为零时,加速度为g ,C 项正确。
2010届高考物理计算题拿分训练(4)
1.(17分)宇航员站在某一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球。
经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L。
若抛出时的初速度增大到2倍,则抛出
点与落地点之间的距离为3L。
已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常数为G。
求该星球的质量M。
2.(18分)如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L= 0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B= 0.5T。
一质量为m = 0. lkg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0 = 2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反。
设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。
求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大
小和方向
(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始
时F的方向与初速度v0取值的关系
3.(20分)如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图.绷紧的传送带始终保持3.0m/s 的恒定速率运行,传送带的水平部分AB距水平地面的高度为A=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端,且传送到月端时没有被及时取下,行李包从B端水平抛出,不计空气阻力,g取l0m/s2
(1)若行李包从B 端水平抛出的初速v =3.0m /s ,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离; (2)若行李包以v 0=1.0m /s 的初速从A 端向右滑行,包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,要使它从B 端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长
度L 应满足的条件.
答案
1、解析:设抛出点的高度为h ,第一次平抛的水平射程为x ,则有x 2
+y 2
=
L 2
由平抛运动的规律得知,当初速度增大到2倍,其水平射程也增大到2x ,可得
(2x )2 +
h 2 =(3L )2
由以上两式解得h=
3L
设该星球上的重力加速度为g ,由平抛运动的规律得h=21
gt 2
由万有引力定律与牛顿第二定律得mg
R
GMm
=2
(式中m 为小球的质量)
联立以上各式得:
22
332Gt
LR M =。
评注:显然,在本题的求解过程中,必须将自己置身于该星球上,其实最简单的办法是把地球当作该星球是很容易身临其境的了。
解:(1) 电流为零时金属杆所处的位置
m
a
v x 122
==
(2) 电流的最大值A
R
BLv I m 4.00
==
金属直杆在向右运动的过程中,ma
F I BL
m =-2
,得F=-0.18N ,"-"说明F 指向x 轴负
方向。
金属直杆在向右运动的过程中,ma
F I BL
m -=+2
,得F=-0.22N ,"-"说明F 指向x 轴负
方向。
(3)由
ma F R
v L B =-0
2
2,得
ma
R
v L B F -=
2
2
所以,当
2
20L B maR
v >
时,0>F 。
F 指向x 轴正方向。
当
2
20L B maR
v <
时,0<F 。
F 指向x 轴负方向。
3.解析:(1)设行李包在空中运动时间为t ,飞出的水平距离为s ,则12
h gt
=
①
s =vt ②
代入数据得:t =0.3s ③
s =0.9m ④
(2)设行李包的质量为m ,与传送带相对运动时的加速度为a ,则 滑动摩擦力F mg ma μ== ⑤ 代入数据得:a =2.0m/s 2 ⑥
要使行李包从B 端飞出的水平距离等于(1)中所求水平距离,行李包从B 端飞出的水平抛出的初速度v=3.0m/s
设行李被加速到时通过的距离为s 0,则
2
2
00
2as v v =- ⑦
代入数据得s 0=2.0m ⑧
故传送带的长度L 应满足的条件为:L ≥2.0m。