2011高三物理二轮复习 专题三十三计算专题测试

专题测试专题测试 1 一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动 弹簧床对运动员的弹力 F 的大小随时间 t 的变化规律通过传感器用计算机绘制出来 如图所示 重力加速度 g 取 10m s2 试结合图象 求 1 运动员在运动过程中的最大加速度 2 运动员离开弹簧床上升的最大高度 2 边长为 100cm 的正方形光滑且绝缘的刚性框架 ABCD 固定在光滑的水平面上 如 图内有垂直于框架平面 B 0 5T 的匀强磁场 一质量 m 2 10 4kg 带电量为 q 4 10 3C 小 球 从 CD 的中点小孔 P 处以某一大小的速度垂直于 CD 边沿水平面射入磁场 设小球与 框架相碰后不损失动能 求 1 为使小球在最短的时间内从 P 点出来 小球的入射速度 v1是多少 2 若小球以 v2 1m s 的速度入射 则需经过多少时间才能由 P 点出来 3 3 在平直公路上 一辆摩托车从静止出发 追赶在正前方 100m 处正以 v0 10m s 的速 度匀速前进的卡车 若摩托车的最大速度为 vm 20m s 现要求摩托车在 120s 内追上卡车 求摩托车的加速度应满足什么 4 如图所示 y 轴在竖直方向 x 轴在水平方向 一质量为 m 带电量为 q 的小球在座 标为 0 0 3 A 点以初速度 v0平行 于 x 轴正方向射入电场中 在 y 0 x 0 的空 间存在沿 y 轴负方向的匀强电场 E1 在 y0 的空间存在沿 x 轴负方向的匀强电 场 E2 其中 m 0 1kg q 1 0 10 3C v0 2m s CNE 103 1 CNE 103 3 2 重力加速度 g 10m s2 求 1 小球到达 x 轴上的速度 2 小球回到 y 轴时的座标 5 5 长兴是我国最大的蓄电池基地之一 蓄电池是电动自行车的核心部件之一 近几 年来电动自行车在长兴城乡十分普及 极大地方便了居民的出行 下表是一辆电动自行 车的部分技术指标 其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速 行驶的速度 额 定 车 速 车 质量 载 重 电源 电源 输 出电 压 充 电 时 间 额定 输出 功率 电动 机额定工 作电压和 电流 18 km h 40 kg 8 0kg 36V 12Ah 36 V 6 8h 180W36V 6 A 请参考表中数据 完成下列问题 g 取 10 m s2 1 此车所配电动机的内阻是多少 v0 A y m E1 E2 x mO 2 在行驶过程中电动车受阻力是车重 包括载重 的 K 倍 试计算 K 的大小 3 若电动车满载时以额定功率行驶 当车速为 3m s 时 加速度为多大 6 如图所示 在某空间实验室中 有两个靠在一起的等大的圆柱形区域 分别存 在着等大反向的匀强磁场 磁感应强度 B 0 10T 磁场区域半径 r m 左侧区圆心 23 3 O1 磁场向里 右侧区圆心为 O2 磁场向外 两区域切点为 C 今有质量 m 3 2 10 26kg 带电荷量 q 1 6 10 19C 的某种离子 重力不计 从左侧区边缘的 A 点以速度 v 1 0 106 m s 正对 O1的方向垂直磁场射人 它将穿越 C 点后再从右侧区穿出 求 1 该离子通过两磁场区域所用的时间 2 离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离多大 侧移距离指垂 直初速度方向上移动的距离 7 下表是一辆电动自行车的部分技术指标 其中额定车速是指电动车满载情况下 在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度 额定车 速 车质 量 载重电源 电源输 出电压 充电时 间 额定输 出功率 电动机额定 工作电压和 电流 18km h40kg80kg 36V 12Ah 36V 6 8 h 18 0W 36V 6A 请参考表中数据 完成下列问题 g 取 10m s2 1 此车所配电动机的内阻是多少 2 在行驶过程中电动车受阻力是车重 包括满载重 的 K 倍 试计算 K 的大小 3 若电动车满载时在平直道路上以额定功率行驶 且阻力大小恒定 当车速为 3m s 时 加速度为多少 8 A B C 三个物体的质量都为 m 且都静止 其中 A B 为大小形状完全相同的 两个木板 长度均为 L 它们之间的距离也为 L 水平地面光滑 今用水平向右的恒力 作用于可以看作质点的物块 C 上 若 C A 间的动摩擦因数为 经过了一段时间 当木 板 A 与 B 碰撞时 物块 C 也刚好滑到了 A 板的最右端 此时刻立即撤去水平拉力 且刚 发生碰撞的木板 A 与 B 也立即粘合在一起 求 1 水平拉力 F 的大小 2 为了使运动的物块 C 不滑下 B 板 C B 间的动摩擦因数应满足什么条件 并 写出 ABC 三个物体的最终速度的表达式 9 9 如图 11 所示 质量为 m 的小球 A 放在光滑水平轨道上 小球距左端竖直墙壁为 s 另一个质量为 M 3m 的小球 B 以速度 v0沿轨道向左运动并与 A 发生正碰 已知碰后 A 球的速度大小为 1 2v0 小球 A 与墙壁的碰撞过程中无机械能损失 两小球均可视为质点 且碰撞时间极短 求 1 两球发生第一次碰撞后小球 B 的速度大小和方向 2 两球发生碰撞的过程中 A 球对 B 球做功的大小 3 两球发生第二次碰撞的位置到墙壁的距离 10 如图 12 所示 在高度差 h 0 50m 的平行虚线范围内 有磁感强度 B 0 50T 方 向水平向里的匀强磁场 正方形线框 abcd 的质量 m 0 10kg 边长 L 0 50m 电阻 R 0 50 线框平面与竖直平面平行 静止在位置 I 时 cd 边跟磁场下边缘有一段距离 现用一竖直向上的恒力 F 4 0N 向上提线框 该框由位置 无初速度开始向上运动 v0 A 图 11 s 穿过磁场区 最后到达位置 ab 边恰好出磁场 线框平面在运动中保持在竖直平面 内 且 cd 边保持水平 设 cd 边刚进入磁场时 线框恰好开始做匀速运动 g 取 10m s2 求 1 线框进入磁场前距磁场下边界的距离 H 2 线框由位置 到位置 的过程中 恒力 F 做的功是多少 线框内产 生的热量又是多少 11 已知一足够长斜面倾角为 37 一质量 M 10kg 物体 在斜面底部受到一个沿 斜面向上的 F 100N 的力作用由静止开始运动 物体在 2 秒内位移为 4m 2 秒末撤销力 F sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 求 1 物体与斜面间的动摩擦因数 2 从撤销力 F 开始 2 秒末物体的速度 v 图 12 B h H d ab c L F F F 12 如图所示 摆锤的质量为 M 摆杆长为l 其质量不计 摆杆初始位置 OA 与水平 面成a角 释放后摆锤绕 O 轴无摩擦地做圆周运动 至最低点与质量为 m 的钢块发生碰撞 碰撞时间极短 碰后摆锤又上升至 B 点 A B 位于同一条直线上 钢块与水平面间的动 摩擦因数为 求碰后钢块能滑行的距离 1 13 表演 顶杆 杂技时 一个人站在地上 称为 底人 户上扛一长 L 6m 质量 m1 15kg 的竹竿 一质量 m2 45kg 的演员 可当质点处理 在竿顶从静止开始先 匀加速再匀减速下滑 下滑时加速度大小相等 下滑的总时间为 t 3s 演员恰从杆顶 滑至杆底部 求 1 演员下滑过程中的最大速度 2 演员在减速下滑过程中竹竿对 底 人的压力 14 如图 平面直角坐标系空间中有图示方向的场强为 E 的匀强电场和磁感应强 度为 B 的匀强磁场 Y 轴为两种场的分界面 图中虚线为磁场区域的右边界 现有一 质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子从电场中坐标位置 L 0 处 以初速度 V0 沿 x 轴正方向开始运动 且已知 Eq mV L 2 0 重力不计 试求 1 带电粒子离开电场时的速度 2 若带电粒子能返回电场 则此带电粒子在磁场中运动的时间为多大 3 要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中 磁场的宽度 d 应满足什么 条件 15 电动自行车是一种清洁环保的交通工具 为它提供能量的装置为装在电池盒内 的电池们组 当它给电动机供电时 电动机将带动车轮转动 假设某位女士骑着一辆电动自行车 她和车的总质量为 120kg 当该车在水平地面 上以 5m s 的速度匀速行驶时 受到的阻力约等于人和车总重的 0 02 倍 此时电池组加 在电动机两端的电压为 36V 通过电动机的电流为 5A 若忽略连接导线的电阻和传动装 置消耗的能量 g 取 10m s2 求 1 电动机输出的机械功率 2 电动机线圈的电阻 16 如图所示 挡板 P 固定在足够高的水平光滑桌面上 小物块 A 和 B 大小可忽略 它们分别带有 QA和 QB的电荷量 质量分别为 mA和 mB 两物块由绝缘的轻弹簧相连 一不 可伸长的轻绳跨过滑轮 一端与 B 连接 另一端连接一轻质小钩 整个装置处于场强大小 为 E 方向水平向左的匀强电场中 A B 开始时静止 已知弹簧的劲度系数为 k 不计一 切摩擦及 A B 间的库仑力 A B 所带电荷量保持不变 B 不会碰到滑轮 重力加速度为 g 1 若在小钩上挂一质量为 M 的物块 C 并由静止释放 可使物块 A 恰好能离开挡板 P 求物块 C 下落的最大距离 2 若 C 的质量改为 2M 则当 A 刚离开挡板 P 时 B 的速度多大 答案 答案 1 解 1 由图象可知 运动员的重力为 mg 500N 2 分 弹簧床对运动员的最大弹力为 Fm 2500N 2 分 由牛顿第二定律得 Fm mg mam 2 分 则运动员的最大加速度为 am 40m s2 2 分 2 由图象可知运动员离开弹簧床的时间为 t 2 1s 4 分 则上升的最大高度为 H 2 1 22 t g 5 51m 4 分 2 解 根据题意 粒子经 AC AB BD 的中点反弹后能以最短的时间射出框架 即粒子的运动半径是 0 5m 3 分 由牛顿第二定律得 Bqv mv2 R 3 分 由 代入数据解得 v1 5m s 2 分 2 当粒子的速度为 1m s 时 其半径为 R2 0 1m 3 分 其运动轨迹如图 3 分 可知粒子在磁场中运动了 9 个周期 2 分 由 得 2 m T Bq 解得 T 0 2 s 故经 t 1 8 s 粒子能 T v R 2 Bq mv R 从 P 点出来 3 摩托车 S1 at12 2 vmt2 vm at1 20 卡车 S2 voT 10T S1 S2 100 T t1 t2 T 120s a 0 18m s2 式每式各得 2 分 答案 5 分 4 8 分 小球做类平抛运动 设在竖直方向加速度为 a1 运动时间为 t 未速度 为 V V 与 x 轴正方向夹角 mgEqF 1 m F a 1 1 2 111 2 1 tah 11t aVy 22 0y VVV 0 tan V Vy 由以上各式得 V 4m s 60 各式 1 分 答案 2 分 11 分 由受力分析可知小球再次做类平抛运动 设运动的加速度为 a2 x1为第一 次水平方向的位移 运动轨迹如图所示 m mgqE a 22 2 2 30cos 10 xs 101 tVx 2 220 2 1 2 ta s s V0 Vy 600300 x m y m O y x v S0 S x1 mlsV2 0 2 4 2 3 ts 30tan 1 Xsy 11 y y 8 10 8 1 轴上的座标为 由以上各式可得 各 1 分 各 2 分 答案 3 分 11 6 解 1 离子在磁场中做匀速圆周运动 在左右两区域的运动是对称的 如图 设轨迹半径为 R 圆周运动的周期为 T 分 得分 又 分 由牛顿第二定律得 2 2 1 2 5 2 Bq m T Bq mV R V R T R mV qVB 分 由图得分 将已知量代入得2 30 3 3 tan2 2 R r mR 分 则全段运动时间3 1019 4 3 6 s T t 2 在图中过 O2向 AO1作垂线 联立轨迹对称关系侧移总距离 4 22sin2分 mrd 7 解 1 从表中可知 输出功率 P出 180W 输入功率 P入 UI 36 6W 216W 2 分 Pr I2r P入 P出 2 分 1 6 180216 2 r 2 分 2 P额 mm gvmMKfv 2 分 03 0 510 8040 180 k 2 分 3 P额 Fv F K M m g M m a 2 分 由上式得 a 0 2m s2 2 分 8 解 1 用牛顿第二定律 设力 F 作用时间为 t 对 C m mgF a 2 分 2L 2 1 2 1 ta 1 分 对 A a2 g 2 分 L 2 2 2 1 ta 1 分 解得 F 3 Mg 2 分 2 作用完毕 C 有 gLLaV 822 1 分 A 有 gLLaV 22 2 1 分 碰撞前后对 AC 用动量守恒定律 mV2 2mV3 2 分 ABC 最后有共同速度 V4 对 ABC 用动量守恒定律 mV1 2mV3 3mV4 2 分 共同速度为 gLV 2 4 2 分 根据题意 由能量关系得 3 4 2 3 2 12 3 2 1 2 2 1 2 1 mVmVmVmgL 2 分 所以 5 1 2 2 分 9 解 1 A B 两球碰撞过程动量守恒 即 Mv0 MV mv 3 分 根据已知 M 3m v 1 2v0 则得 V 0 6 v0 1 分 方向与 B 球碰撞前的速度方向相同 1 分 2 A 球对 B 球所做功的大小等于 B 球动能的减少量 2 分 所以 A 球对 B 球所做功的大小为 W 2 1 Mv02 2 1 MV2 0 96mv02 3 分 3 设 A B 两球发生第二次碰撞的位置距墙壁为 x 则 A 球以 1 2v0的速度运动的距 离为 s x B 球以 0 6 v0运动的距离为 s x A B 两球运动的时间相等 即有 00 6 02 1v xs v xs 4 分 解得两球发生第二次碰撞的位置距墙壁 sx 3 1 2 分 10 1 在恒力作用下 线圈开始向上做匀加速直线运动 设线圈的加速度为 a 据 牛顿第二定律有 F mg ma 2 分 解得 a 30m s2 1 分 从线圈进入磁场开始做匀速运动 速度为 v1 则 cd 边产生的感应电动势为 E BLv1 1 分 线框中产生的感应电流为 I E R 1 分 线框所受的安培力为 F安 BIL 1 分 因线框做匀速运动 则有 F F安 mg 2 分 联立上述几式 可解得 v1 FR mgR B2L2 24m s 2 分 由 v12 2aH 解得 H 9 6m 1 分 2 恒力 F 做的功 W F H L h 42 4J 3 分 从 cd 边进入磁场到 ab 边离开磁场的过程中 拉力所做的功等于线框增加的重力势能 和产生的热量 Q 即 F L h mg L h Q 3 分 解得 Q F mg L h 3 0J 2 分 或 Q I2Rt BLv R 2R h v L v 3 0J 11 解 1 设力 F 作用时物体的加速度为 a1 t1 2s 则由 s 2 1 1 1 2 at得 2 1 22 1 22 4 2 2 s am s t 2 分 有力 F 作用时 由牛顿第二定律得 1 sincosFmgmgma 2 分 代入数据可求得 0 25 2 分 2 设撤销力 F 的瞬间物体的速度为 v1 则 v1 a1t1 4m s 2 分 设撤销力 F 以后 物体沿斜面减速上滑的加速度为 a2 依牛顿第二定律有 2 sincosmgmgma 得 a2 8 2 m s 2 分 设从撤销力 F 至达最高点历时 t2 由 v at 得 1 2 2 v t a 0 5s 2 分 设物体达最高点后沿斜面加速下滑的加速度为 a3 则由 3 sincosmgmgma 得 a3 4 2 m s 2 分 加速下滑时间 t3 t t2 1 5s 1 分 故撤销力 F 后 2s 末物体的速度为 v a3t3 6m s 方向沿斜面向下 1 分 12 解 设摆锤摆至最低点时速度为 0 v 由机械能守恒定律得 2 0 1 1 sin 2 MglMv 4 分 设摆锤与钢块碰撞后速度分别为 1 v 2 v 则由动量守恒定律得 012 MvMvmv 4 分 碰后摆锤上升到点过程机械能守恒 则有 2 1 1 1 sin 2 MglMv 4 分 碰后对钢块在水平面上滑行至停下过程由动能定理得 2 2 1 0 2 mgSmv 4 分 联立以上 式解得 2 2 2 1 cos Ml S m 3 分 13 16 分 解 1 演员下滑到加速度阶段结束时速度最大 设为 V 则 sm t S VV 422 5 分 2 3 8 2 sm t V a 3 分 2 减速阶段对演员有 f m2g m2a 得 f m2 g a 570N 3 分 根据牛顿第二定律得竹竿对 底人 压力为 N f m杆g 3 分 代入数据 N 720N 2 分 14