高三物理三轮冲刺计算专题练习10

1、2009届高三三轮冲刺物理题型专练系列计算题部分(十)计算题1.在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图a所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力Ff 随拉力F的变化图像，如图b所示已知木块质量为0.78kg取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80（1）求木块与长木板间的动摩擦因数（2）若木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动，如图c所示拉力大小应为多大？（3）在（2）中

2、力作用2s后撤去拉力F，求运动过程中摩擦力对木块做的功F(c)(a)力传感器(b)43.12F/NFf /N0214 8 122有一种磁性加热装置，其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根间距相等的平行金属条组成"鼠笼"状，如图所示，每根金属条的长度为L，电阻为R，金属环的直径为D。电阻不计。图中虚线表示的空间范围内存在着磁感强度为B的匀强磁场，磁场的宽度恰好等于"鼠笼"金属条的间距，当金属环以角速度绕过两圆环的圆心的轴OO'旋转时，始终有一根金属条在垂直切割磁感线。"鼠笼"的转动由一台电动机带动，这套加热装置的效率为。求

3、：（1）在磁场中正在切割磁感线的那根金属条上通过的电流。（2）切割磁感线的金属条受到的安培力大小和电动机输出的机械功率。3嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是在绕月球极地轨道上运动，由于月球的自转，“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球表面。12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球背面进行成像探测，并获得了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为TM；月球绕地公转的周期为TE，半径为R0。地球半径为RE，月球半径为RM。试解答下列问题：若忽略地球引力及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球的质量比；当绕

4、月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直（如图所示）时，探月卫星向地球发送所拍摄的照片. 此照片由探月卫星传送到地球最少需要多少时间（已知光速为c）？4如图所示，半径为R的水桶盖上有一个质量为m的小物块，放在桶盖的正中央，桶盖是一块半径稍稍大于水桶半径的质量为M的木板，木板与小物块之间的动摩擦因数为，木板与桶之间的摩擦不计现瞬间给木板一个向右的初速度，使之向右滑出，右边有一个与水桶等高的光滑台面，其作用是保证桶盖不会翻倒 小物块和桶盖恰好分离时的速度多大?若保证小物块落入桶内而不会掉在桶外，所给的初速度至少应该多大?只要小物块能够落人桶内，请通过推导说明：不论木

5、板的速度大小如何，小物块与木板总会在同一点分离51935年在苏联的一条直铁轨上，有一列火车因蒸汽不足而停驶，驾驶员把货车厢甲（如图所示）留在现场，只拖着几节车厢向前方不远的车站开进，但他忘了将货车厢刹好，使车厢在斜坡上以4ms的速度匀速后退，此时另一列火车乙正以16ms的速度向该货车厢驶来，驾驶技术相当好的驾驶员波尔西列夫立即刹车，紧接着加速倒退，结果恰好接住了货车厢甲，从而避免了相撞，设列车乙刹车过程和加速倒退过程均为匀变速直线运动，且加速度大小均为2ms2，求波尔西列夫发现货车厢甲向自己驶来而立即开始刹车时，两车相距多远？6如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接

6、有短电阻丝（图中用粗线表示），R1=4、R2=8（导轨其它部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足 （单位：m）。磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：外力F的最大值；金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。7如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长0.5m，其电阻为r，与导

7、轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.4T.现使ab以10ms的速度向右做匀速运动. (1)ab中的感应电动势多大? (2)ab中电流的方向如何? (3)若定值电阻R3.0,导体棒的电阻r1.0,，则电路电流大?8近期科学中文版的文章介绍了一种新技术-航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理"太空垃圾"等。从1967年至1999年17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P，Q的

8、质量分别为mP、mQ，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道作圆周运动，运动过程中Q距地面高为h。设缆索总保持指向地心，P的速度为vP。已知地球半径为R，地面的重力加速度为g。（1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP，求P、Q两端的电势差；（2）设缆索的电阻为R1，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为R2，求缆索所受的安培力多大；（3）求缆索对Q的拉力FQ。卫星停泊轨道过渡轨道绕月轨道L1L2L39我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后

9、首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，通过加速再进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地心最近距离为L1，最远距离为L2，卫星快要到达月球时，依靠火箭的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g，月球表面的重力加速度为g/6，求：（1）卫星在“停泊轨道”上运行的线速度；（2）卫星在“绕月轨道”上运行的线速度 10如图所示，半径R=0.80m的光滑圆弧轨道竖直固定，过最低点的半径OC处于竖直位置，其右方有底面半径r=0.2m的转筒，转筒顶端与C等高，下部有一小孔，距顶端h=0.8m，转筒的轴线与圆弧轨道

10、在同一竖直平面内，开始时小孔也在这一平面内的图示位置现使一质量m=0.1kg的小物块自A点由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点但不反弹，在瞬间碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度立刻减为0，沿切线方向的分速度不变此后，小物块沿圆弧轨道滑下，到达C点时触动光电装置，使转筒立刻以某一角速度匀速转动起来，且小物块最终正好进入小孔已知A、B到圆心O的距离均为R，与水平方向的夹角均为=30°，不计空气阻力，g取l0m/s2，求：（1）小物块到达C点时对轨道的压力大小 FC；（2）转筒轴线距C点的距离L；（3）转筒转动的角速度.11.如图1所示，声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，相对

11、于地面的速率分别为和。空气中声音传播的速率为，设，空气相对于地面没有流动。图1（1）若声源相继发出两个声信号。时间间隔为，请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程。确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔。（2）请利用（1）的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式。12.如图所示，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A(可视为质点)。一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数=0.5。（g取10m / s2）

12、平板车最后的速度是多大？全过程损失的机械能为多少？A在平板车上滑行的距离为多少？2009届高三三轮冲刺物理题型专练系列计算题部分(十)答案计算题1.（1）由（b）图可知，木块所受到的滑动摩擦力Ff =3.12N （1分）由Ff =FN （1分）得=0.4 （2分）（2）物体受重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff作用将F分解为水平和竖直两方向，根据牛顿运动定律Fcos-Ff=ma （1分）Fsin +FN= mg （1分）Ff =FN （1分）联立各式得F=4.5N （3分）（3）全过程应用动能定理WFWf=0 （1分）WF=Fxcos （1分）x= （1分）代入数据得Wf=-14.4J （1

13、分）2.解析：（1）因为始终有一根金属条切割磁感线，感应电动势大小为：BL（） 因磁场宽度恰好等于"鼠笼"金属条间的距离，除产生感应电动势的那根金属条以外，其他（n1）根金属条并联形成外电路，可画出如图所示的等效电路，整个电路在每一时刻的总电阻为：R总R 在磁场中切割磁感线的金属条上通过的电流为：I （2）这根金属条受到的安培力大小为F 当电动机带动"鼠笼"以角速度匀速转动时安培力（阻力）的功率为： P安F（），这个功率也就是"鼠笼"产生的电功率，通过电流的热效应，转化为"鼠笼"产生的热功率。 电动机输出的机械功率

14、为：P3对月球 对卫星4对物块对盖： 恰好分离的临界条件是： 恰好分离的条件： 小物块位移盖的位移联球解得：设分离点在A点，则 与无关，可见分离点应是一个的定点，都会在同一点分离.5解：取向右方向为正方向6.解析：金属棒匀速运动，E=BLv，Lmax=2sin90°=2m，=8/3，故Fmax=0.3N =1W金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化，且x=vt，E=BLv，故7.解析：（1）ab中的感应电动势为： 代入数据得：E=2.0V （2）ab中电流方向为ba（3）由闭合电路欧姆定律，回路中的电流 代入数据得：I0.5A 8.解析：（1）缆索的电动势 E=Blvp P、Q两点电势

15、差 UPQ=Blvp，P点电势高（2）缆索电流 安培力（3）Q的速度设为vQ，Q受地球引力和缆索拉力FQ作用 P、Q角速度相等 又 联立、解得：9解：(1) （2分）得 （2分） （2分）（2） （2分） （2分） （2分）10解（1）由题意可知，ABO为等边三角形，则AB间距离为R，小物块从A到B做自由落体运动，根据运动学公式有 （2分） （2分）从B到C，只有重力做功，据机械能守恒定律 （4分）在C点，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 （3分）据牛顿第三定律可知小物块到达C点时对轨道的压力FC=3.5N （1分）（2）滑块从C点到进入小孔的时间 （2分） （2分） （3）在小球平抛的时间内，圆桶必须恰好转整数转，小球才能钻入小孔即）(n=1,2,3) 11.图2解析：作声源S、观察者A、声信号P（P1为首发声信号，P2为再发声信号）的位移时间图象如图2所示图线的斜率即为它们的速度则有：两式相减可得：解得（2）设声源发出声波的振动周期为T，这样，由以上结论，观察者接收到的声波振动的周期为 由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为12.解：