高中物理中、低档计算题能力提高训练(三)

1、精选优质文档-倾情为你奉上中、低档计算题能力提高训练（三）翁源中学 王辉霞1.车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体，质量分别为m1、m2，且m2>m1，m2静止在车厢底板上，当车厢向右运动时，系m1的那段绳子与竖直方向夹角为，如图13所示，绳子的质量、滑轮与绳子的摩擦忽略不计，求：（1）车厢的加速度；（2）车厢底板对m2的支持力和摩擦力.2小玉所在的学习小组在研究了“嫦娥一号”相关报道后得知，绕月卫星在完成其绕月的伟大历史使命后，最终将通过撞击月球表面完成最后的多项科学使命，对此同学们做了相关的研究并提出了相应的问题。（1）（3分）“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务

2、就是评估月壤中氦-3的分布和储量。两个氘核聚变生成一个氦-3的核反应方程是：2HHe 3.26 MeV，请在横线上写出相应粒子的符号。（2）（5分）同学们提出若“嫦娥一号”以速率v竖直撞击月球后，可弹回到距月球表面大约为h的高度，设此过程动能损失了，则由此可推算出月球表面的重力加速度g多大？（3）（8分）设月球半径约为地球半径的1/4，月球的质量约为地球质量的1/81，不考虑月球自转的影响，在月球上要发射一颗环月卫星，则最小发射速度多大？（地表处的重力加速度g取10m/s2，地球半径R=6400km，计算结果保留两位有效数字）3如图甲所示，两根质量均为 0.1 kg完全相同的导体棒a、b，用绝

3、缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上。已知斜面倾角为53°，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨间间距的一半，导轨间分界线OO 以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场。当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图像如图乙所示。若a、b导体棒接入电路的电阻均为1，其它电阻不计，取g = 10 m/s2，sin53°0.8，cos53°0.6，试求： （1）PQ、MN导轨的间距d；（4分） （2）a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数；（5分） （3）匀强磁场的磁感应强度。（6分）图甲BPMNQbaOO图乙0.424600.84.在同一水平面中的光滑平行导轨P、

4、Q相距l=1m，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器两极板M、N间距离d=10mm，定值电阻R1=R2=12，R3=2，金属棒ab电阻r=2，其他电阻不计。磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m=1×1014kg，带电荷量q=1×1014C的微粒恰好静止不动。取g=10m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定。试求：PQabR1R2R3MNv（1）匀强磁场的方向；（2）ab两端的路端电压；（3）金属棒ab运动的速度。 EL5.如图所示，一带电粒子以某一速度

5、在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的最小的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场。电场强度大小为E，方向竖直向上。当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍。已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计。粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成60°角。试解答：（1）粒子带什么电？（2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？（3）该最小的圆形磁场区域的面积为多大？6.“嫦娥工程”计划在第二步向月球发射一个软着陆器，在着陆器附近进行现场勘 测已知地球的质量为月球质量的81倍，地球的半径为月球半径的4倍，地球表面的重力

6、加速度为g地=10ms2，假设将来测得着陆器撞击月球表面后竖直向上弹起，2s后落回月 球表面求它弹起时的初速度v0(不考虑地球和月球的自转)7.如图所示，离地面高545m的O处用不可伸长的细线挂一质量为04kg的爆竹(火药质量忽略不计)，线长045m把爆竹拉起使细线水平，点燃导火线后将爆竹无初速度释放，爆竹刚好到达最低点B时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面A处，抛出的水平距离为x=5m另一块仍系在细线上继续做圆周运动通过最高点C空气阻力忽略不计，取g=10ms2求：(1)爆炸瞬间反向抛出那一块的水平速度v1(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时细线的拉力T8.如图（甲）所

7、示，在竖直向下的B=5T的匀强磁场中，边长为0.4m的正方形闭合线框放在光滑的水平面上，线框的ab边与磁场的右边界MN平行且相距0.09m，线框电阻为10、质量为0.20kg， t=0时，线框静止.现对线框加一向右的水平拉力F，使线框以a=2.0m/s2的加速度做匀加速直线运动，试通过分析和计算，在图18（乙）上画出Ft图线.MNabcdFB甲F/10-1Nt/10-1s02468101224681012乙CABODE09如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点分别固定着等量正点电荷.O为AB连线的中点，C、D是AB连线上两点，其中AC=CO=OD=DB=.一质量为m电量为+q的小滑块（

8、可视为质点）以初动能E0从C点出发，沿直线AB向D运动，滑块第一次经过O点时的动能为n E0（n1），到达D点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：（1）小滑块与水平面之间的动摩擦因数；（2）OD两点间的电势差UOD；（3）小滑块运动的总路程S× × ×× × ×hbaBa10.如图所示，一根竖直杆穿过一个质量=2.0kg的带孔的物块，另一正方形金属线框的质量m=2.7kg、边长a=0.16m。杆的右侧距杆L=2.0m处固定有一定滑轮，一柔软绝缘的细绳跨过定滑轮，两端分别与物块和连接。开始时滑轮左侧的绳子处在水平方向上，让、同时由静

9、止释放，向上运动h0.5m便进入长度b=0.16m的指向纸内的磁感应强度0.5T的匀强磁场，经过磁场过程线框做匀速运动；而后沿竖直杆下滑。不计一切摩擦和空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，1.41 求线框上边刚进入磁场时的速度；问线框经过磁场过程中物块向下做什么运动？求线框经过匀强磁场时获得的内能。11.在绝缘水平面上，放一质量为m=2.0×10-3kg的带正电滑块，所带电量为q=1.0×10-7C，在滑块的左边处放置一个不带电、质量=4.0×10-3kg的绝缘滑块，的左端接触（不连接）于固定在竖直墙壁的轻弹

10、簧上，轻弹簧处于自然状态，弹簧原长s=0.05m，如图所示。在水平方向加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小为=4.0×105N/C，滑块由静止释放后向左滑动并与滑块发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后结合在一起共同运动的速度为v=1m/s，两物体一起压缩弹簧至最短处（弹性限度内）时，弹簧的弹性势能0=3.2×10-3J。设两滑块体积大小不计，与水平面间的动摩擦因数为=0.50，摩擦不起电，碰撞不失电，g取10m/s2。求：两滑块在碰撞前的瞬时，滑块的速度；滑块起始运动位置与滑块的距离；滑块被弹簧弹开后距竖起墙的最大距离sm.s 12.跳高是体育课常进行的一项运动，小明同学身高

11、1.70m，质量为60Kg，在一次跳高测试中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始经0.40s竖直跳离地面。假设他蹬地的力恒为1050N，其重心上升可视为匀变速直线运动。求小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量（不计空气阻力，g取10m/s2）某同学进行如下计算:小明起跳蹬地过程中,受到地的弹力F作用,向上做匀加速直线运动,因为地面的弹力与蹬地的力F是作用力和反作用力,因此有F=F=1050 N 根据牛顿第二定律 F=ma 经0.40s跳离地面时的速度 v =at 起跳后人做竖直上抛运动,设上升的最大高度为h ,则v2=2gh 在最高点,动能为零,机械能的增加量为 E=Ep=m

12、gh联立以上各式即可求解.你认为该同学的解答是否正确?如果认为正确,请求出结果;如果认为不正确,请说明理由,并作出正确解答.13.2005年10月11日9时整，我国成功地发射了“神舟”六号载人飞船，经过115小时32分的太空飞行，在完成预定任务后，飞船在内蒙古主着陆场成功着陆。(1)飞船返回时，在接近大气层的过程中，返回舱与飞船最终分离。返回舱着陆是由三把伞“接力”完成的。先由返回舱放出一个引导伞，引导伞工作16s，返回舱的下降速度由180 m/s减至80 m/s。假设这段运动是垂直地面匀减速下降的，且已接近地面；返回舱的质量为3t试求这段运动的加速度和引导伞对返回舱的拉力大小；（设该阶段返回

13、舱自身所受的阻力不计）(2)假定飞船在整个运动过程中是做匀速圆周运动，圆周轨道距地面高度为343km试估算飞船一共绕地球飞行了多少圈（保留整数）？（已知地球半径R6.36×106m，地球表面附近处的重力加速度g10m/s2，0）14.地球质量为M，半径为R，自转角速度为，万有引力恒量为G，如果规定物体在离地球无穷远处势能为0，则质量为m的物体离地心距离为r时，具有的万有引力势能可表示为。国际空间站是迄今世界上最大的航天工程，它是在地球大气层上空绕地球飞行的一个巨大人造天体，可供宇航员在其上居住和科学实验。设空间站离地面高度为h，如果在该空间站上直接发射一颗质量为m的小卫星，使其能到达

14、地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行，求该卫星在离开空间站时必须具有多大的初动能？15电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的。如右图所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为l、质量为M的金属杆上，当有大的电流I1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得v1速度时刻加速度为a，当有大的电流I2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道，求垂直于轨道平面的磁感强度多大？（设金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比）。16、如图所示，在相距为L的光滑的足够长的水平轨道上放有一金属

15、杆AB，在光滑的倾斜轨道上放有另一个质量为m的金属杆CD，金属杆与轨道接触良好，整个回路电阻为R。倾斜轨道与水平面夹角为300。有一个与水平轨道平面垂直、方向向下、磁感应强度为B1的匀强磁场；有另一个与倾斜轨道平面垂直、磁感应强度为B2的匀强磁场。为了使CD能够静止，金属杆AB在外力作用下向左匀速运动，求：（1）通过CD杆的电流大小和方向；ABCD300F（2）外力F是多大？（3）金属杆AB运动的速度V是多少？参考答案：1.解m1和m2的受力图如图所示（1）对m1竖直方向有：T1cos=m1g （2分）水平方向有：T1sin=m1a （2分）解得：a=gtan （1分）车厢与m1的加速度相同为

16、a=gtan,方向向右.（1分）（2）绳的拉力T1= = （2分）对m2有：N + =m2g （2分）解得支持力N=m2g- （2分）方向竖直向上 （1分）水平方向有：f=m2a=m2gtan （2分）方向水平向右 （1分）2.（1） （3分） （2）（5分）设竖直弹回的速度大小为v2，则： （2分） 由机械能守恒定律可得： （2分） 两式联立解得： （1分） （3）（8分）设地球、月球质量分别为M1、M2，地球、月球半径分别为R1、R2，卫星质量为m，在地球、月球上发射卫星的最小速度分别为v1、v2。在地球表面附近， （2分）最小发射速度 （1分）对地球近地卫星，根据万有引力定律有 （2分）

17、对月球近地卫星，根据万有引力定律有 （1分）解两式得 （2分）答：月球表面的重力加速度；在月球上发射一颗环月卫星，最小发射速度为1.8km/s。3.【解析】本题考查对复杂物理过程的分析能力、从图象读取有用信息的能力。考查运动学知识、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律等知识。考查逻辑推理能力、分析综合运用能力和运用物理知识解决物理问题能力。（1）（4分）由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b的连接体做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次加速运动，因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距（2分），依题意可得：GNf （2分）（2）（5分）设导体棒运动的加速度为a，由图乙得： （2分）

18、 因a、b棒一起运动，故可看作一整体，其受力如图。有牛顿第二定律得： （2分） 故 （1分）（3）（6分）当b导体棒在磁场中做匀速运动时 （2分） （2分） 联立解得 （2分）答：PQ、MN导轨的间距为1.2m；导体棒与导轨间的动摩擦因数大小为0.083；匀强磁场的磁感应强度大小为0.83T。PQabR1R2R3MNv4.解析：本题考查学生对法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律理解与运用以及推理能力、综合分析能力。（4分）负电荷受到重力和电场力而静止，因重力竖直向下，则电场力方向竖直向上，故M板带正电。ab棒向右切割磁感线产生感应电动势， ab棒等效于电源，其a端为电源的正极，由右手定则可判断

19、，磁场方向竖直向下。 提到受力平衡得1分，提到右手定则得1分，得出正确结论2分。（8分）负电荷受到重力和电场力而静止， （1分） （1分）所以（2分）两端 电压与电容器两端电压相等（1分），由欧姆定律得通过的电流：（1分）ab棒两端的电压为（2分）（5分）由法拉第电磁感应定律得感应电动势为（1分）由闭合电路欧姆得（3分）联立解得（1分）5.解析：本题考查带电粒子在电、磁场中的两运动模型（匀速圆周运动与类平抛运动）及相关的综合分析能力，以及空间想象的能力、应用数学知识解决物理问题能力。 （3分）根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电。（3分）只有结论（结论正确），没有说理的只计1分

20、。（9分）由于洛仑兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度大小为，将分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度 ：由几何关系知（2分） （1分） （1分） （1分） （1分）联立求解得：（2分）（3）（5分）如图所示，带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力，设在磁场中做圆周运动的半径为R，圆形磁场区域的半径为r，则：（1分）（1分） 此处删了个1/2由几何知识可得： （1分）磁场区域的最小面积为（1分）联立求解得（1分）6.解：设地球和月球的质量分别为M1和M2，半径分别为R1和R2，月球表面

21、的重力加速度为g月设着陆器的质量为m，则 在地球表面： (3分) 在月球表面：(3分) 又M1=81M2、R1=4R2 (2分) 得： (2分) 由竖直上抛的规律有： (3分) 代人数据得：v0=2ms (2分)7.解：设爆竹总质量为2m，刚好到达B时的速度为v，爆炸后抛出那一块的水平速度为v1，做圆周运动的那一块初速度为v2： (1)平抛运动的那一块： (2分) (2分) 由及H=5m，x=5m 得：v1=5ms (1分)(2)D到B机械能守恒： (2分) 爆竹爆炸，动量守恒： (2分) 由及L=045m得：v2=11ms(1分) 设向上做圆周运动的那一块通过最高点时速度为vC，由机械能守恒

22、可得： (2分) 设最高点时线的拉力为T，由牛顿运动定律得：(2分) 由得：T=4378N(2分)8.解：设ab边到达MN所用的时间为t1，线框的速度为v1，则：F/10-1Nt/10-1s02468101224681012 -1分得：代入数据s1=0.09m，得到：t1=0.3s-1分而v1=a t1=2×0.3m/s=0.6m/s-1分所以0t0.3s，有：F = ma =0.2×2N=0.4N-1分设线框从开始运动到刚刚离开磁场所用的时间为t2，则：-1分而：s2-s1=0.4m，t1=0.3s-1分得：t2=0.7s-1分所以：0.3st0.7s，有：-2分当t0.

23、7s时，线框完全离开磁场,此时有：F = ma =0.2×2N=0.4N-1分0.4N （0t0.3s）(0.4+0.8t)N （0.3st0.7s）0.4N （t0.7s）F =所以有：力F随时间变化的图象如图所示（作图正确给3分）9（14分）解：（1）由O为AB连线的中点，C、D是AB连线上两点，其中AC=CO=OD=。知C、D关于O点对称，则UCD=0-2分设滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对滑块从C到D的过程中，由动能定理得：-2分，且f=mg-1分，得：-1分（2）对于滑块从O到D的过程中，由动能定理得：-2分，则：-1分（3）对于小滑块从C开始运动最终在O点停下的整个过程

24、，由运动能定理得：-2分，而-2分得：-1分H1××××××vBvBBvA10.解：设上升了h时绳子与水平方向的夹角为cos0.8 -(1分)此时、的速度大小关系为vA -(1分)下降的高度为tg1.5m-(1分)下降上升过程中，、组成系统机械能守恒：gH1mgh+MvA2+mvB2 -(2分)将代入可得线框上边刚进入磁场时的 速度vB2.0m/s。-(1分)根据vA，当线框匀速通过磁场的过程中，随着的增大，物块做变减速运动。-(3分)H2××××××vBvBBvAA当线框下

25、边刚离开磁场时，设绳子与水平方向的夹角为，cos -(2分)此时、的速度大小关系为vA=2m/s -(2分)设从开始上升起，下降高度为2，则2=tg=2.0m -(1分)设线框经过匀强磁场时获得的内能，整个过程中，、组成的系统能量守恒，有：gH2mg(h+a+b)+MvA2+mvB2-(2分)联立并代入vB2.0m/s的值，可求得：4.46J -(2分)11.解：设与碰撞前的速度为v1，碰撞过程动量守恒，有：mv1（m）v （2分）代入数据解得：v3m/s （2分）对，从开始运动至碰撞之前，根据动能定理，有：qmg（2分）代入数据解得：0.3m（2分）设弹簧被压缩至最短时的压缩量为s1，对整体，从碰后至弹簧压缩最短过程中，根据能量守恒定律，有：qs1mg s1（2分）代入数据解得：s10.02m （1分）设弹簧第一次恢复到原长时，共同动能为k，根据能量守恒定律，有：qs1(+m）g s1k-（2分）在弹簧把往右推出的过程中，由于受到向左的摩擦力小于受到的向左的摩