2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(二十)
計(jì)算題
1、
如圖所示,氣缸直立地固定于地面,被光滑活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,活塞與重物用一根輕繩相連。已知活塞橫截面積S=5×10
(1)當(dāng)溫度升高到
(2)若在
2.一艘帆船在湖面上順風(fēng)行駛,在風(fēng)力的推動(dòng)下做速度v1=
(1)在勻速行駛的狀態(tài)下,帆船受到的動(dòng)力和阻力分別
為多大?
(2)空氣的密度約為多少?
3.如圖所示,質(zhì)量為m1=
(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能;
(2)小車最后的速度v;
(3) 滑塊Q與車相對(duì)靜止時(shí)Q到桌邊的距離。
4.用如圖所示的裝置來(lái)選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子。在電離室中使納米粒子電離后表面均勻帶正電,且單位面積的電量為q0。電離后,粒子緩慢通過(guò)小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場(chǎng)區(qū)域I,再通過(guò)小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域II,其中電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外。收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上。已知納米粒子的密度為ρ,不計(jì)納米粒子的重力及納米粒子間的相互作用。(,)
(1)如果半徑為的某納米粒子恰沿直線O1O3射入收集室,求該粒子的速率和粒子半徑;
(2)若半徑為的納米粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域II,粒子會(huì)向哪個(gè)極板偏轉(zhuǎn)?計(jì)算該納米粒子在區(qū)域II中偏轉(zhuǎn)距離為(粒子在豎直方向的偏移量)時(shí)的動(dòng)能;(視為已知)
(3)為了讓半徑為的粒子沿直線O1O3射入收集室,可以通過(guò)改變那些物理量來(lái)實(shí)現(xiàn)?提出一種具體方案。
5.光子具有能量,也具有動(dòng)量。光照射到物體表面時(shí),會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是“光壓”。光壓的產(chǎn)生機(jī)理如同氣體壓強(qiáng):大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生了持續(xù)均勻的壓力,器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。設(shè)太陽(yáng)光每個(gè)光子的平均能量為E,太陽(yáng)光垂直照射地球表面時(shí),在單位面積上的輻射功率為P0。已知光速為c,則光子的動(dòng)量為E/c。求:
(1)若太陽(yáng)光垂直照射在地球表面,則時(shí)間t內(nèi)照射到地球表面上半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)太陽(yáng)光的總能量及光子個(gè)數(shù)分別是多少?
(2)若太陽(yáng)光垂直照射到地球表面,在半徑為r的某圓形區(qū)域內(nèi)被完全反射(即所有光子均被反射,且被反射前后的能量變化可忽略不計(jì)),則太陽(yáng)光在該區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓(用I表示光壓)是多少?
(3)有科學(xué)家建議利用光壓對(duì)太陽(yáng)帆的作用作為未來(lái)星際旅行的動(dòng)力來(lái)源。一般情況下,太陽(yáng)光照射到物體表面時(shí),一部分會(huì)被反射,還有一部分被吸收。若物體表面的反射系數(shù)為ρ,則在物體表面產(chǎn)生的光壓是全反射時(shí)產(chǎn)生光壓的倍。設(shè)太陽(yáng)帆的反射系數(shù)ρ=0.8,太陽(yáng)帆為圓盤(pán)形,其半徑r=
6.圖16虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖,在緩沖車的底板上沿車的軸線固定有兩個(gè)足夠長(zhǎng)的平行絕緣光滑導(dǎo)軌PQ、MN,在緩沖車的底部還安裝有電磁鐵(圖中未畫(huà)出),能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在緩沖車的PQ、MN導(dǎo)軌內(nèi)有一個(gè)由高強(qiáng)度材料制成的緩沖滑塊K,滑塊K可以在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng),在滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd,線圈的總電阻為R,匝數(shù)為n,ab的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。緩沖車的質(zhì)量為m1(不含滑塊K的質(zhì)量),滑塊K的質(zhì)量為m2。為保證安全,要求緩沖車廂能夠承受的最大水平力(磁場(chǎng)力)為Fm,設(shè)緩沖車在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)。
(1)如果緩沖車以速度v0與障礙物碰撞后滑塊K立即停下,請(qǐng)判斷滑塊K的線圈中感應(yīng)電流的方向,并計(jì)算感應(yīng)電流的大小;
(2)如果緩沖車與障礙物碰撞后滑塊K立即停下,為使緩沖車廂所承受的最大磁場(chǎng)力不超過(guò)求緩沖車Fm,求緩沖車運(yùn)動(dòng)的最大速度;
(3)如果緩沖車以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),在它前進(jìn)的方向上有一個(gè)質(zhì)量為m3的靜止物體C,滑塊K與物體C相撞后粘在一起,碰撞時(shí)間極短。設(shè)m1=m2=m3=m,在cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)之前,緩沖車(包括滑塊K)與物體C已達(dá)到相同的速度,求相互作用的整個(gè)過(guò)程中線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱。
7.
8.如圖所示,離水平地面高1.
(1)當(dāng)該鏈條的一端剛要接觸地面的瞬間(整個(gè)鏈條還在空中),鏈條的速度是多大?
(2)現(xiàn)在用一根細(xì)繩的一端a系住鏈條的一端,輕繩跨過(guò)定滑輪后,將繩拉緊,并在其另一端b用豎直向下的力F緩慢地拉鏈條,使它仍然搭到定滑輪上去,最終重新靜止在定滑輪上,那么拉力F做的功是多少?(不計(jì)空氣阻力)
9.如圖11甲所示,質(zhì)量和電荷量均相同的帶正電的粒子連續(xù)從小孔O1進(jìn)入電壓U0=50V的加速電場(chǎng)區(qū)(初速度可忽略不計(jì)),加速后由小孔O2沿豎直放置的平行金屬板ab中心線射入金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū),然后再進(jìn)入平行金屬板a、b下面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),最后打到感光片上。已知平行金屬板a、b間的距離d=
(1)已知t=0時(shí)刻進(jìn)入平行金屬板a、b間的帶電粒子打在感光片上的P2點(diǎn),求帶電粒子的比荷q/m;(保留兩位有效數(shù)字)
(2)對(duì)任何時(shí)刻射入平行金屬板a、b間的帶電粒子,證明其射入磁場(chǎng)時(shí)的入射點(diǎn)和打到感光片上的位置之間的距離Dx為定值;
(3)設(shè)打到P1點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,打到P2點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,則兩時(shí)間之差(Dt= t1-t2)為多大? (保留兩位有效數(shù)字)
10.節(jié)水噴灌系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)很多地區(qū)使用。某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示,噴
口距離地面的高度h =
(1)求這個(gè)噴灌系統(tǒng)所能噴灌的面積S;
(2)假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作,求水泵的抽水效率η;
(3)假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作,在某地區(qū)需要用蓄電池將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的
電能存儲(chǔ)起來(lái)供該系統(tǒng)使用,根據(jù)以下數(shù)據(jù)求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積Sm。
太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗,
太陽(yáng)輻射的總功率P0 = 4×1026W,
太陽(yáng)到地球的距離R = 1.5×
太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%,
蓄電池釋放電能的效率約為90%。
11、如圖所示,有四列簡(jiǎn)諧波同時(shí)沿x軸正方向傳播,波速分別是v、2v、3v和4v,a、b是x軸上所給定的兩點(diǎn),且ab=l.在t時(shí)刻a、b兩點(diǎn)間四列波的波形分別如圖所示,則:
(1)試推算由該時(shí)刻起a點(diǎn)出現(xiàn)波峰的先后順序;
(2)推算頻率由高到低的先后順序。?
12、現(xiàn)有一群處于n=4能級(jí)上的氫原子,已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=-13.6 eV,氫原子處于基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,靜電力常量為k,普朗克常量h=6.63×10-34 J?s.則:
(1)電子在n=4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是多少
(2)電子實(shí)際運(yùn)動(dòng)有題中所說(shuō)的軌道嗎?
(3)這群氫原子發(fā)光的光譜共有幾條譜線?
(4)這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是多少?
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(二十)答案
計(jì)算題
1.
解:(1) 1
cm=
下降的高度: Δh=h2-h(huán)1=(32-30)cm=
(2)p2=p1=p0-=Pa=9.2×104Pa 4
P3=p0+=Pa=1.16×105Pa 5
6
cm=
2.
(1)風(fēng)突然停止,船體只受到的阻力f做減速運(yùn)動(dòng)
船體加速度大。篴=Δv/Δt=4/8=
∴船體只受阻力: f=Ma=940×0.5=470N…………………………(4分)
帆船在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到風(fēng)的推力和水的阻力而平衡,所以:
帆船受到風(fēng)的推力大小:F=f=470N………………………………………(4分)
(2)(特別說(shuō)明:沒(méi)有相應(yīng)的估算過(guò)程,直接寫(xiě)出空氣密度的不能得分)
在單位時(shí)間內(nèi),對(duì)吹入帆面的空氣(柱)應(yīng)用動(dòng)量定理有:
F=Δm?Δv=ρSΔv?Δv……………………………………….(2分)
Δv=v2-v1=10-4=
∴ρ=FSΔv2≈
3.
解:(1) 設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm
由功能關(guān)系 ① (2分)
得 Epm =5.8J (2分)
(2) 設(shè)物塊P與滑塊Q碰后最終與小車保持相對(duì)靜止,其共同速度為v
由動(dòng)量守恒 m1vc =(m1+m2+ M)v ② (2分)
v =
(3) 設(shè)物塊P與滑塊Q碰后速度分別為v1和v2 ,P與Q在小車上滑行距離分別為S1和S2
P與Q碰撞前后動(dòng)量守恒 m1vc =m1 v1 +m2 v2 ③ (1分)
由動(dòng)能定理 μ
由③④式聯(lián)立得 v1=
v2=
方程的另一組解:當(dāng) v2′=時(shí),v1′=,v1′>v2′不合題意舍去。
設(shè)滑塊Q與小車相對(duì)靜止時(shí)到桌邊的距離為S,Q 在小車上運(yùn)動(dòng)的加速度為a
由牛頓第二定律 -μ
a =-
由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 S = (1分)
S =
4.
解:(1)(7分)半徑為r0的納米粒子在區(qū)域Ⅱ中沿直線運(yùn)動(dòng),受到電場(chǎng)力和洛倫茲力作用
由 F洛= qvB
F電= Eq
得 qvB = Eq ① (2分)
v= ② (1分)
粒子在區(qū)域Ⅰ中加速運(yùn)動(dòng),通過(guò)小孔O2時(shí)的速度為v
由動(dòng)能定理 ③ (2分)
半徑為r0的納米粒子 質(zhì)量 ④
電量 ⑤
由②③④⑤式得 ⑥ (2分)
(2)由③④⑤式得半徑為r0的粒子速率
⑦ (2分)
由⑦式判斷:粒子半徑為4 r0時(shí),粒子速度=,故F洛<F電,粒子向上極板偏 (2分)
設(shè)半徑為4r0的粒子質(zhì)量、電量,偏轉(zhuǎn)距離為時(shí)的動(dòng)能為Ek
粒子在區(qū)域Ⅱ中,由動(dòng)能定理
得
(3)由⑥式可知,粒子沿直線射入收集室可以通過(guò)改變電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和加速電壓U來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (3分)
只改變電場(chǎng)強(qiáng)度E,使電場(chǎng)強(qiáng)度E為原來(lái)的,則半徑為4r0的粒子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,能沿直線射入收集室。 (2分)
(提出:只改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B,使之為原來(lái)的2倍;或只改變加速電壓U,使之為原來(lái)的4倍;…等,用其它方法分析正確同樣得分)
5.
(1)時(shí)間t內(nèi)太陽(yáng)光照射到面積為S的圓形區(qū)域上的總能量E總= P0St
解得E總=πr2 P0t照射到此圓形區(qū)域的光子數(shù)n=………………
解得n=
(2)因光子的動(dòng)量p=則到達(dá)地球表面半徑為r的圓形區(qū)域的光子總動(dòng)量p總=np因太陽(yáng)光被完全反射,所以時(shí)間t內(nèi)光子總動(dòng)量的改變量Δp=2p設(shè)太陽(yáng)光對(duì)此圓形區(qū)域表面的壓力為F,依據(jù)動(dòng)量定理Ft =Δp太陽(yáng)光在圓形區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓I=F/S解得I=(3)在太陽(yáng)帆表面產(chǎn)生的光壓I′=I對(duì)太陽(yáng)帆產(chǎn)生的壓力F′= I′S 設(shè)飛船的加速度為a,依據(jù)牛頓第二定律F′=ma........解得a=5.9×10
6.
(1)由右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向是abcda(或逆時(shí)針).緩沖車以速度v0碰撞障礙物后滑塊K靜止,滑塊相對(duì)磁場(chǎng)的速度大小為v0 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E0=nBLv0.線圈中的I0=解得I0=
(2)設(shè)緩沖車的最大速度為vm,碰撞后滑塊K靜止,滑塊相對(duì)磁場(chǎng)的速度大小為vm
線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=nBLvm線圈中的電流I1=線圈ab邊受到的安培力F1=nBI
依題意F1'£Fm
解得vm=
(3)設(shè)K、C碰撞后共同運(yùn)動(dòng)的速度為v1,由動(dòng)量守恒定律
m2v=(m2+m3)v1
解得v1=
設(shè)緩沖車與物體C共同運(yùn)動(dòng)的速度為v2由動(dòng)量守恒定律 (m1+m2)v =( m1+m2+m3)v2
設(shè)線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱為Q,依據(jù)能量守恒
Q=+-
解得Q=
7.
解:同步衛(wèi)星必定在地球的赤道平面上,衛(wèi)星、地球和其上的嘉峪關(guān)的相對(duì)位置如圖所示,由圖可知,如果能求出同步衛(wèi)星的軌道半徑r,那么再利用地球半徑R和緯度就可以求出衛(wèi)星與嘉峪關(guān)的距離L,即可求得信號(hào)的傳播時(shí)間。
對(duì)于同步衛(wèi)星,根據(jù)牛頓第二定律,有:,其中
又,即
由以上幾式解得:
由余弦定理得
微波信號(hào)傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時(shí)間為
8.
解析:(1)從圖中可以看出該過(guò)程鏈條重心下降的高度為,鏈條下落過(guò)程用機(jī)械能守恒定律有,解得.
(2)從圖中可以看出該過(guò)程鏈條重心上升的高度為,
將鏈條拉回的全過(guò)程用動(dòng)能定理得,則.
9.
(1)設(shè)粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)從小孔O2射出時(shí)的速度為v0,則依據(jù)動(dòng)能定理
(1分)
當(dāng)U=0時(shí),粒子以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)P2點(diǎn),軌跡半徑R0=(2分)
由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得 (1分)
解得帶電粒子的比荷=1.0´
(2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與O1O的夾角為θ,則速度大小 (2分)
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑 (1分)
由幾何關(guān)系得 (2分)
即Dx與θ無(wú)關(guān),為定值。 (1分)
(3)由(2)可知,帶電粒子在平行金屬板a、b間的最大偏移量y= x2- x1=
帶電粒子進(jìn)入平行金屬板a、b時(shí)的速度
v0==1.0´
設(shè)偏移量最大的帶電粒子離開(kāi)平行金屬板a、b時(shí)的速度為v,由動(dòng)能定理
(1分)
解得 v=m/s
所帶電粒子離開(kāi)平行金屬板a、b時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角q=arccos= (1分)
偏移量最大的在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角a= (1分)
在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1= (1分)
當(dāng)電壓為零時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2= (1分)
帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 (1分)
所以,Dt= t1-t2===1.0 ´10-6 s (1分)
10.
解:(1)水從噴口噴出后做平拋運(yùn)動(dòng)
下落高度 (1分)
最大水平位移 x = v0t
=
噴灌面積 s = πx² =
(2)電動(dòng)機(jī)輸入功率 P電 = UI = 880 W (1分)
電動(dòng)機(jī)熱功率 P熱 = I2r = 80 W (1分)
水泵最大輸入功率P入 = P電-P熱 = 800W (1分)
水泵輸出功率 (2分)
t =1s,求出 P出 = 600W
水泵效率 (2分)
(3)當(dāng)陽(yáng)光垂直電池板入射時(shí),所需板面積最小為Sm距太陽(yáng)中心為r的球面面積 S 0 = 4πR²
設(shè)電池板接收到的太陽(yáng)能功率為P
根據(jù) (4分)
由題意可知 15%×90%×P = UI (2分)
代入數(shù)據(jù)求出
Sm
=
11.
解析:現(xiàn)分別考查各圖.對(duì)A圖:λ1=l (1分)
,v=λ
a出現(xiàn)波峰時(shí)刻t1==. (1分)
對(duì)B圖:λ2= (1分)
,f2= (1分)
由于此時(shí)a點(diǎn)正向上振,故t2=.?(1分)
對(duì)C圖:λ3=2l (1分)
f3=(1分)
t3==.?(1分)
對(duì)D圖:λ4=(1分)
(1分)
由于此時(shí)a點(diǎn)正向下振,故t4= (1分)
所以出現(xiàn)波峰的先后順序:BDCA;頻率由高到低的先后順序:DBCA
12.
解:(1)電子繞核運(yùn)動(dòng),由庫(kù)侖引力提供向心力,則:
k =m (2分)
又 r4=42r (2分)
解得電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為Ek= . (1分)
(2) 電子繞核運(yùn)動(dòng)沒(méi)有題中所說(shuō)的軌道。(2分)
(3)這群氫原子的能級(jí)圖如圖所示,由圖可以判斷出,這群氫原子可能發(fā)生的躍遷共有6種,所以它們的光譜線共有6條. (2分)
(4)頻率最大的光子能量最大,對(duì)應(yīng)的躍遷能量差也最大,即由n=4躍遷到n=1發(fā)出的光子能量最大,據(jù)玻爾理論得,發(fā)出光子的能量
hv =E1(-) (2分)
解得:v =3.1×1015 Hz. (1分)
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十九)
計(jì)算題
1.如圖所示,橫截面積為S的汽缸A與容器B用一個(gè)帶有閥門(mén)K的細(xì)管相連,K閉合時(shí),容器B為真空。用密閉且不計(jì)摩擦的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸A中,活塞上放有若干個(gè)質(zhì)量不同的砝碼,當(dāng)汽缸A中氣體的壓強(qiáng)為P、溫度為T時(shí),活塞離汽缸底部的高度為H,如圖所示,F(xiàn)打開(kāi)閥門(mén)K,活塞下降,同時(shí)對(duì)氣體加熱,使A、B中氣體溫度均升至T,此時(shí)活塞離汽缸底高度為4H/5。若要使A、B中氣體的溫度恢復(fù)到T,活塞距離汽缸底部的高度仍然為4H/5,可將活塞上的砝碼取走少許,
問(wèn):(1)容器B的容積VB多大?
(2)取走的砝碼的質(zhì)量為多少?
2.如圖所示,在質(zhì)量為mB=
(1)計(jì)算B在2.0s的加速度。
(2)求t=2.0s末A的速度大小。
(3)求t=2.0s內(nèi)A在B上滑動(dòng)的距離。
3.如圖所示,有一柔軟鏈條全長(zhǎng)為L(zhǎng)=
(1)鏈條受到的最大滑動(dòng)摩擦力;
(2)當(dāng)桌面下的鏈條多長(zhǎng)時(shí),桌面下的鏈條所受到的重力恰好等于鏈條受到的滑動(dòng)摩擦力;
(3)從桌面上滑下全部鏈條所需的最小初動(dòng)能。
4.如圖所示,質(zhì)量為
以下是某同學(xué)的解答:
當(dāng)導(dǎo)體棒擺到最高位置時(shí),導(dǎo)體棒受力平衡。此時(shí)有:
Gtanθ=F安= BIS
請(qǐng)問(wèn):該同學(xué)所得結(jié)論是否正確?若正確請(qǐng)求出結(jié)果。若有錯(cuò)誤,請(qǐng)予指出并求出正確結(jié)果.
5.一光滑曲面的末端與一長(zhǎng)L=
(1)傳送帶的運(yùn)動(dòng)速度v是多大。
(2)H的大小。
(3)若要使小物體恰好由B點(diǎn)落入洞中,
小物體在曲面上由靜止開(kāi)始釋放的
位置距離地面的高度H'應(yīng)該是多
少?
6.如圖所示,左端封閉的U形管中,空氣柱將水銀分為A、B兩部分。空氣柱的溫度t=
(1)當(dāng)空氣柱的溫度為多少時(shí),A部分的水銀柱對(duì)U形管的頂部沒(méi)有壓力。
(2)空氣柱保持(1)情況下的溫度不變,在右管中注入多長(zhǎng)的水銀柱,可以使U形管內(nèi)B部分的水銀面相平。
7.一水平放置的水管,距地面高h=l
8.如圖所示有一半徑為r=
9.如圖所示為車站使用的水平傳送帶的模型,它的水平傳送帶的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=
(1)若傳送帶靜止,旅行包滑到B點(diǎn)時(shí),人若沒(méi)有及時(shí)取下,旅行包將從B端滑落.則包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為多少?
(2)設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),若皮帶輪的角速度=40rad/s,旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離又為多少?
(3)設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),畫(huà)出旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離s隨皮帶輪的角速度變化的圖象.
10.“水平放置且內(nèi)徑均勻的兩端封閉的細(xì)玻璃管內(nèi),有h0=
因內(nèi)外壓強(qiáng)相等,兩側(cè)氣體均做等壓變化
對(duì)于A氣體,=,LA2== cm=
對(duì)于B氣體,=,LB2== cm=
則剩下水銀柱長(zhǎng)度=(LA2+LB2)-(LA1+LB1)-h0
問(wèn):你同意上述解法嗎?若同意,求出最后水銀長(zhǎng)度;若不同意,則說(shuō)明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果。
11.如圖所示,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L的均勻橋板AB,A端連在橋墩上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),B端擱在浮在水面的方形浮箱C上,一輛質(zhì)量為m的汽車P從A處勻速馳向B處,設(shè)浮箱為長(zhǎng)方體,上下浮動(dòng)時(shí)上表面保持水平,并始終在水面以上,上表面面積為S,水密度為r,汽車未上橋面時(shí)橋面與浮箱上表面的夾角為a,汽車在橋面上行駛的過(guò)程中,浮箱沉入水中的深度增加,求:
(1)汽車未上橋時(shí),橋板的B端對(duì)浮箱C的壓力;
(2)浮箱沉入水中的深度的增加量DH跟汽車P離橋墩A的距離x的關(guān)系(汽車P可以看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn))。
12.如圖(a)所示,輪軸的輪半徑為2r,軸半徑為r,它可以繞垂直于紙面的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng),圖(b)為輪軸的側(cè)視圖。輪上繞有細(xì)線,線下端系一質(zhì)量為M的重物,軸上也繞有細(xì)線,線下端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN,在QN之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計(jì)。磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。開(kāi)始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端,將重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好。
(1)當(dāng)重物勻速下降時(shí),細(xì)繩對(duì)金屬桿的拉力T多大?
(2)重物M勻速下降的速度v多大?
(3)對(duì)一定的B,取不同的M,測(cè)出相應(yīng)的M作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v值,得到實(shí)驗(yàn)圖線如圖(c)。試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算此實(shí)驗(yàn)中的金屬桿質(zhì)量m和磁感強(qiáng)度B。已知L=
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十九)答案
計(jì)算題
1、
解:氣體進(jìn)入B中的過(guò)程是等壓變化:V1/T1=V2/T2,
得?HS/T=((4/5)HS+VB)/T′ 2分
解得:VB=((T′/T)-(4/5))HS 2分
取走砝碼后,保持活塞的高度不變是等容變化,由查理定律。1/T1=p2/T2,得?p/T′=(p-(Δmg/S))/T 2分
即Δm=(T′-T)pS/Tg 2分
2、
解:(1)設(shè)t=2.0s內(nèi)車廂的加速度為aB,由s= 得aB=
(2)對(duì)B,由牛頓第二定律:F-f=mBaB, 得f=45N. 2分
對(duì)A據(jù)牛頓第二定律得A的加速度大小為aA=f/mA=2.25m/s2 2分
所以t=2.0s末A的速度大小為:VA=aAt=4.5m/s. 2分
(3)在t=2.0s內(nèi)A運(yùn)動(dòng)的位移為SA=, 2分
A在B上滑動(dòng)的距離
3.
(1)fmax=m(Mg+QE)=20 N,(2)g=m(Mg+QE),解得x=
4.
該同學(xué)所得結(jié)論有問(wèn)題。 (2分)
由于45°是鋼棒向上擺動(dòng)的最大偏角,所以此時(shí)鋼棒并不平衡。(2分)
鋼棒在向上擺動(dòng)過(guò)程中,僅有重力和安培力兩個(gè)恒力做功。
由動(dòng)能定理:BISLsinθ-mgL(1-cosθ)=0 (3分)
∴鋼棒中電流為:I= mg(1-cosθ)/ BSsinθ (1分)
=
5.
(1) (4分)
(2) (4分)
(3)
(4分)
6.
(1) P1=(75-45)cmHg=30cmHg (1分)
水銀柱A對(duì)U形管的頂部沒(méi)有壓力時(shí):P2=25cmHg (1分)
(2分)
,
(3分)
(2)
(3分)
注入的水銀柱長(zhǎng)度為:
7.
解析:以t表示水由噴口處到落地所用的時(shí)間,有: ①
單位時(shí)間內(nèi)噴出的水量為:Q=S v ②
空中水的總量應(yīng)為:V=Q t ③
由以上各式得: ④
代入數(shù)值得:m3
8.
解析:在水平方向圓柱體有垂直紙一面向里的速度,A相對(duì)圓柱體有垂直紙面向外的速度為,=1.
A相對(duì)于圓柱體的合速度為=
A做勻速運(yùn)動(dòng),豎直方向受力平衡,有Ffcos=mg,得,另,故.
9.
解析:(1)旅行包做勻減速運(yùn)動(dòng)=
旅行包到達(dá)B端速度為=
包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為
(2)當(dāng)= 40 rad/s時(shí),皮帶速度為=
以后旅行包做勻速直
線運(yùn)動(dòng),所以旅行包到達(dá)
B端的速度也為v1= 8
m/s,包的落地點(diǎn)距B端
的水平距離為。
(3)如圖所示.
10.
不同意。
因?yàn)橛叶?i>B氣體在體積增大到
所以:剩下水銀柱長(zhǎng)度=(LA2‘+LB2)-(LA1+LB1)-h0=
11.
(1)Mgcos a=FL cos a,F(xiàn)=Mg
(2)對(duì)浮箱有F浮=GC+F,設(shè)車上橋后橋面與浮箱上表面的夾角為q,Mgcos q+mgx cosq=F’L cosq,F(xiàn)’=Mg+mg,DF浮=F’-F=mg=rgSDH,DH=x。
12.
(1)輪軸的平衡:Mg2r=Tr (2分) T=2Mg(1 分)
(2)金屬桿平衡時(shí)速度為Vm,,ε=BL Vm,(1分) I==(1分)
F=BLI=(1分)
金屬桿平衡:T=mg+F (1分 ) Vm,= (2分)
VM=2 Vm =2 (1分)
(3)由圖可知當(dāng)M=
當(dāng)M=
江蘇省徐州市第三十六中學(xué)2009屆高三上學(xué)期期中考試
化學(xué)試題
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H:1 C:12 O:16 S:32 Cl:35.5 Fe:56 Cu:64 Ba:137
第Ⅰ卷 (選擇題共48分)
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十八)
計(jì)算題
1.為了使航天員能適應(yīng)在失重環(huán)境下是的工作和生活,國(guó)家航天局組織對(duì)航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練。故需要?jiǎng)?chuàng)造一種失重環(huán)境;航天員乘坐到民航客機(jī)上后,訓(xùn)練客機(jī)總重5×
求:(1)飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間。
(2)飛機(jī)下降離地
(3)經(jīng)過(guò)幾次飛行后,駕駛員想在保持其它不變,在失重訓(xùn)練時(shí)間不變的情況下,降低飛機(jī)拉起的高度(在B點(diǎn)前把飛機(jī)拉起)以節(jié)約燃油,若不考慮飛機(jī)的長(zhǎng)度,計(jì)算出一次最多能節(jié)約的能量。
2.如圖所示是一種測(cè)定風(fēng)速的裝置,一個(gè)壓力傳感器固定在豎直墻上,一彈簧一端固定在傳感器上的M點(diǎn),另一端N與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連,彈簧穿在光滑水平放置的電阻率較大的金屬細(xì)桿上,彈簧是不導(dǎo)電的材料制成的。測(cè)得該彈簧的形變量與壓力傳感器示數(shù)關(guān)系見(jiàn)下表。
形變量(m)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
壓力(N)
0
130
260
390
520
迎風(fēng)板面積S=
(1)金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻;
(2)此時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力;
(3)假設(shè)風(fēng)(運(yùn)動(dòng)的空氣)與迎風(fēng)板作用后的速度變?yōu)榱,空氣的密度?.3kg/m3,求風(fēng)速多大。
3.如圖所示,光滑的足夠長(zhǎng)的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng),在M 、P點(diǎn)和N、Q點(diǎn)間各連接一個(gè)額定電壓為U、阻值恒為R的燈泡,在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,且磁場(chǎng)區(qū)域可以移動(dòng)。一電阻也為R、長(zhǎng)度也剛好為l的導(dǎo)體棒ab垂直固定在磁場(chǎng)左邊的導(dǎo)軌上,離燈L1足夠遠(yuǎn),F(xiàn)讓勻強(qiáng)磁場(chǎng)在導(dǎo)軌間以某一恒定速度向左移動(dòng),當(dāng)棒ab剛處于磁場(chǎng)時(shí)兩燈恰好正常工作。棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。
(1)求磁場(chǎng)移動(dòng)的速度;
(2)求在磁場(chǎng)區(qū)域經(jīng)過(guò)棒ab的過(guò)程中燈L1所消耗的電能;
(3)若保持磁場(chǎng)不移動(dòng)(仍在cdfe矩形區(qū)域),而是均勻改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,為保證兩燈都不會(huì)燒壞且有電流通過(guò),試求出均勻改變時(shí)間t時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能值Bt。
4.質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升,若飛機(jī)在此過(guò)程中水平速度保持不變,同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其它力的合力提供,不含升力)。今測(cè)得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為l時(shí),它的上升高度為h。求:
⑴飛機(jī)受到的升力大;
⑵從起飛到上升至h高度的過(guò)程中升力所做的功及在高度h處飛機(jī)的動(dòng)能。
5.如圖所示,半徑為R、圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),兩個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上.一根輕質(zhì)長(zhǎng)繩穿過(guò)兩個(gè)小圓環(huán),它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物,忽略小圓環(huán)的大小。
(1)將兩個(gè)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸的兩側(cè)θ=30°的位置上(如圖).在-兩個(gè)小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處,掛上一個(gè)質(zhì)量M=m的重物,使兩個(gè)小圓環(huán)間的繩子水平,然后無(wú)初速釋放重物M.設(shè)繩子與大、小圓環(huán)間的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距離.
(2)若不掛重物M.小圓環(huán)可以在大圓環(huán)上自由移動(dòng),且繩子與大、小圓環(huán)間及大、小圓環(huán)之間的摩擦均可以忽略,問(wèn)兩個(gè)小圓環(huán)分別在哪些位置時(shí),系統(tǒng)可處于平衡狀態(tài)?
6.蕩秋千是大家喜愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。隨著科技迅速發(fā)展,將來(lái)的某一天,同學(xué)們也會(huì)在其它星球上享受蕩秋千的樂(lè)趣。假設(shè)你當(dāng)時(shí)所在星球的質(zhì)量是M、半徑為R,可將人視為質(zhì)點(diǎn),秋千質(zhì)量不計(jì)、擺長(zhǎng)不變、擺角小球90°,萬(wàn)有引力常量為G。那么,
(1)該星球表面附近的重力加速度等于多少?
(2)若經(jīng)過(guò)最低位置的速度為v0,你能上升的最大高度是多少?
7.宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng),通常可忽略其它星體對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式:一種是三顆星位于同一直線上,兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行;另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上,并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為。
(1)試求第一種形式下,星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。
(2)假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同,第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少?
8.如圖所示,AB為半環(huán)ACB的水平直徑,C為環(huán)上的最低點(diǎn),環(huán)半徑為R。一個(gè)小球從A點(diǎn)以速度v0被水平拋出,設(shè)重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。
(1)要使小球掉到環(huán)上時(shí)的豎直分速度最大,v0為多大?
(2)若v0取值不同,小球掉到環(huán)上時(shí)的速度方向和水平方向之間的夾角就不同。
同學(xué)甲認(rèn)為,總可以找到一個(gè)v0值,使小球垂直撞擊半圓環(huán)。
同學(xué)乙認(rèn)為,無(wú)論v0取何值,小球都不可能垂直撞擊半圓環(huán)。
你認(rèn)為哪位同學(xué)的分析正確?如認(rèn)為甲同學(xué)正確,求出相應(yīng)的v0值;如認(rèn)為乙同學(xué)正確,說(shuō)明理由。
9.如圖所示,B是質(zhì)量為
(1)長(zhǎng)直桿的下端第一次運(yùn)動(dòng)到碗內(nèi)的最低點(diǎn)時(shí),B、C水平方向的速度各為多大?
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,長(zhǎng)直桿的下端能上升到的最高點(diǎn)距離半球形碗內(nèi)底部的高度。
(3)從靜止釋放A到長(zhǎng)直桿的下端,又上升到距碗底有最大高度的過(guò)程中,C物體對(duì)B物體做的功。
10.如圖所示,水平桌面處有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=2´104V/m,A、B是完全相同的兩個(gè)小物體,質(zhì)量均為m=
(1)在A未與B相遇前,A電勢(shì)能增量的最大值;
(2)如果要使A盡快與B相遇,t為多大?
11.如圖所示電路中,已知電阻R1=2Ω,R2=5Ω,燈泡L標(biāo)有“3V,1.5W”字樣,電源內(nèi)阻r=1Ω,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為Rx。當(dāng)滑片P滑至a端時(shí),電流表的示數(shù)為
(1)當(dāng)滑片P滑至b端時(shí),電流表的示數(shù);
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器Pb段的電阻為0.5Rx時(shí),變阻器上消耗的功率。
某同學(xué)的部分解答如下:
燈L的電阻RL===6W,
滑片P滑至b端時(shí),燈L和(Rx+R2)并聯(lián),并聯(lián)電阻為:R并=
由RL?IA=(Rx+R2)?I2(IA、I2分別為通過(guò)電流表和R2的電流)得I2=
流過(guò)電源的電流為I=IA+I2
上述解法是否正確?若正確,請(qǐng)求出最后結(jié)果;若不正確,請(qǐng)指出錯(cuò)在何處,糾正后求出最后結(jié)果。
12.如圖所示,兩個(gè)可導(dǎo)熱的氣缸豎直放置,它們的底部由一細(xì)管連通(忽略細(xì)管的容積)。兩氣缸各有一個(gè)活塞,質(zhì)量分別為m1和m2(已知m1=
(1)在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊,求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差(假定環(huán)境溫度不變)。
(2)在達(dá)到上一問(wèn)的終態(tài)后,環(huán)境溫度緩慢上升到T,試問(wèn)在這個(gè)過(guò)程中,氣體對(duì)活塞做了多少功?(假定在氣體狀態(tài)變化過(guò)程中,兩物塊均不會(huì)碰到氣缸頂部)。
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十八)答案
計(jì)算題
1.
(1)上升時(shí)間 上升高度
判斷當(dāng)速度達(dá)到350m/s時(shí),下落高度 ,此時(shí)離地高度為h+h上-h(huán)下=7000+2000―6125=2875>2000m,,
所以一次上下創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間為55s --------------------------4分
(2)當(dāng)飛機(jī)在離地
推力--------------------------4分
(3) 為了節(jié)約能量,那么讓飛機(jī)在2000m是速度正好為350m/s,所以此時(shí)最大離地高度為2000+h下=8125m,故飛機(jī)拉起的高度為8125-h上=6125m,即比原來(lái)提前Δh=7000-6125=875m拉起,
飛機(jī)節(jié)省的能量就是在這875m中克服重力和阻力做的功之和(因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程飛機(jī)是勻速的,動(dòng)能沒(méi)有改變)-------
2.
(1) 所以單位長(zhǎng)度上的電阻為-----4分
(2)同(1)方法再次求出桿在電路中的電阻
得出接入電路的桿子長(zhǎng)度為
查表得到F風(fēng)=N=260N-----1分
(3)用牛頓第二定律或用動(dòng)能定理等,得到---------------5分
3.
(1)當(dāng)ab剛處于磁場(chǎng)時(shí)燈正好正常工作,U外=U,U內(nèi)=2U,
(4分)
(2)因?yàn)閯蛩僖苿?dòng),所以在磁場(chǎng)區(qū)域經(jīng)過(guò)棒ab的過(guò)程中,燈一直正常工作,故等L1消耗的電能為 (4分)
(3)棒與燈1并聯(lián)后,再與2串聯(lián),所以要保證燈2不會(huì)燒壞就可以,即以燈2正常工作為準(zhǔn)。(6分)
4.
解析:⑴飛機(jī)水平速度不變l=t,y方向加速度恒定h=,消去t即得,由牛頓第二定律:
⑵升力做功,在h處,故
5.
解析:(1)重物向下先做加速運(yùn)動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)重物速度為零時(shí),下降的距離最大.設(shè)下降的最大距離為,由機(jī)械能守恒定律得
解得
(另解h=0舍去)
(2)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí),兩小環(huán)的可能位置為
a.兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的底端.
b.兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的頂端.
c.兩小環(huán)一個(gè)位于大圓環(huán)的頂端,另一個(gè)位于大圓環(huán)的底端.
d.除上述三種情況外,根據(jù)對(duì)稱性可知,系統(tǒng)如能平衡,則兩小圓環(huán)的位置一定關(guān)于大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸對(duì)稱.設(shè)平衡時(shí),兩小圓環(huán)在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸兩側(cè)角的位置上(如圖所示).
對(duì)于重物,受繩子拉力與重力作用,有:
對(duì)于小圓環(huán),受到三個(gè)力的作用,水平繩子的拉力、豎直繩子的拉力、大圓環(huán)的支持力.兩繩子的拉力沿大圓環(huán)切向的分力大小相等,方向相反
得,而,所以 。
6.
解:(1)設(shè)人的質(zhì)量為m,在星球表面附近的重力等于萬(wàn)有引力,有
①
解得 ②
(2)設(shè)人能上升的最大高度為h,由功能關(guān)系得
③
解得 h=
7.
解:(1)對(duì)于在半徑R上運(yùn)動(dòng)的任一星體,由牛頓第二定律:
得:
(2)設(shè)第二種形式下星體之間的距離為r,它們之間的萬(wàn)有引力:
每個(gè)星體受到其他兩個(gè)星體的合力為
由牛頓第二定律:
其中
得:
8.
(1)v0=,(2)乙正確,設(shè)小球垂直擊中環(huán),則其速度方向必過(guò)圓心,設(shè)其與水平方向的夾角為q,Rsinq=gt2/2,R(1+cosq)=v0t,且tanq=gt/v0可解得q=0,但這是不可能的,
9.
(1)此時(shí)vB=vC,由機(jī)械能守恒得:mgR=´3mvB2,即vB=vC=,(2)此時(shí)直桿豎直方向速度為零,由機(jī)械能守恒得:mgh=´2mvB2,h=R,(3)W=-mvC2=-mgR,
10.
(1)A釋放后有qE+f=ma,得f=0.2N,A速度減到零,t=vA0/a=2s,經(jīng)過(guò)的位移為s=vA02/
11.
解:燈L的電阻RL=6Ω正確,錯(cuò)在沒(méi)有看出RPA和R2串聯(lián)部分已被短路,(2分)
(2)當(dāng)RPB=3Ω時(shí),R并=2Ω,
12.
(1)設(shè)左、右活塞的面積分別為A′和A,由于氣體處于平衡狀態(tài),故兩活塞對(duì)氣體的壓
相等,即:(2分)
由此得: (1分)
在兩個(gè)活塞上各加一質(zhì)量為m的物塊后,右活塞降至氣體缸底部,所有氣體都在左氣缸中。
在初態(tài),氣體的壓強(qiáng)為(x為左右活塞的高度)。由玻意耳―馬略特定律得:
(2)當(dāng)溫度由T0上升至T時(shí),氣體的壓強(qiáng)始終為是溫度達(dá)到T時(shí)左活塞的高度,由蓋?呂薩克定律得: (2分)
活塞對(duì)氣體做的功為:
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十七)
計(jì)算題
1.氫原子的核外電子質(zhì)量為m,電量為-e,在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r1,試回答下列問(wèn)題 :
(1)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能EK是多少?
(2)電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ν是多少?
(3)氫原子核在電子軌道處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E是多大?
(4)電子繞核在如圖―3所示的x-y平面上沿A→
B→C→D方向轉(zhuǎn)動(dòng),電子轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于環(huán)形電流,則此電流方
向如何?電流強(qiáng)度為多大?
(5)如果沿Ox方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng),則整個(gè)原子將怎樣運(yùn)動(dòng)?
2.閱讀下列材料,并結(jié)合材料解題
開(kāi)普勒從1909年――1919年發(fā)表了著名的開(kāi)普勒行星三定律:
第一定律:所有的行星分別在大小不同的橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)在這個(gè)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上
第二定律:太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積
第三定律:所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等
實(shí)踐證明,開(kāi)普勒三定律也適用于人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),如果人造地球衛(wèi)星沿半徑為r的圓形軌道繞地球運(yùn)動(dòng),當(dāng)開(kāi)動(dòng)制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后,衛(wèi)量速度降低并轉(zhuǎn)移到與地球相切的橢圓軌道,如圖問(wèn)在這之后,衛(wèi)星經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間著陸?空氣阻力不計(jì),
圓形軌道作為橢圓軌道的一種特殊形式。
3. 靜止的氮核被速度是v0的中子擊中生成甲、乙兩核。已知甲、乙兩核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致,甲、乙兩核動(dòng)量之比為1:1,動(dòng)能之比為1:4,它們沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),其半徑之比為1:6。問(wèn):甲、乙各是什么核?速度各是多大?寫(xiě)出該反應(yīng)方程。
4.如圖所示,輕質(zhì)細(xì)桿豎直位于相互垂直的光滑墻壁和光滑地板交界處,質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球A與B固定在長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)桿兩端,小球半徑遠(yuǎn)小于桿長(zhǎng),小球A位于墻角處.若突然發(fā)生微小的擾動(dòng)使桿沿同一豎直面無(wú)初速倒下,不計(jì)空氣阻力,桿與豎直方向成角(<arccos 2/3)時(shí),求:
(1)球B的速度大。
(2)球A對(duì)墻的彈力大。
5.如圖所示,在光滑水平面上放一質(zhì)量為M、邊長(zhǎng)為l的正方體木塊,木塊上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)光滑棒,棒的一端用光滑鉸鏈連接于地面上O點(diǎn),棒可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),另一端固定一質(zhì)量為m的均質(zhì)金屬小球.開(kāi)始時(shí),棒與木塊均靜止,棒與水平面夾角為.當(dāng)棒繞O點(diǎn)向垂直于木塊接觸邊方向轉(zhuǎn)動(dòng)到棒與水平面間夾角為的瞬時(shí),求木塊速度的大。
6.一個(gè)質(zhì)量為m=0.
(1)小球到C點(diǎn)時(shí)的速度vC的大。
(2)小球在C點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)的作用力(g=
7.如圖所示,長(zhǎng)為
(1)保持玻璃管豎直開(kāi)口向上,加熱使水銀與管口平齊,則至少要將氣體加熱到多少℃?
(2)若保持溫度為-13℃,將玻璃管在豎直面內(nèi)緩慢地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)240°角,求最終管內(nèi)氣柱長(zhǎng)為多少?
8. 一條不均勻的木板長(zhǎng)為L(zhǎng),用兩根等長(zhǎng)的繩子懸于O點(diǎn),,為直角。平衡時(shí),AO與水平面的夾角為15°,如圖所示,當(dāng)在木板上距A端處放一質(zhì)量為m的物體,木板恰好水平,求木板的質(zhì)量M為多少?
9.如圖所示,質(zhì)量為M=
(1)初始時(shí)板的加速度?
(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間,板與m1分離?
(3)木板運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)距離后停止?
10.如圖所示裝置,一質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一光滑桿上,桿固定,傾角為α=60°,用輕繩通過(guò)滑輪與質(zhì)量為M的物塊相連,現(xiàn)將m拉到A位置由靜止釋放,AO水平,m向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)B,已知OC垂直于桿,β=58.7°,A距滑輪L=
(1)求M:m;
(2)若M:m=2.5,試求m運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度v;
(3)簡(jiǎn)要描述m從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,M的速度大小變化情況。
有一位同學(xué)在解第(1)小問(wèn)時(shí)的思路是這樣的:m在B點(diǎn)速度為零,所以所受合外力為零,列出方程,從而解出M:m。
你認(rèn)為該同學(xué)的解法正確嗎?
若認(rèn)為正確,按該同學(xué)的思路列出第(1)小問(wèn)的方程,不用算出,并完成第(2)、(3)小問(wèn)。
若認(rèn)為有錯(cuò)誤,請(qǐng)說(shuō)明理由,給出第(1)小問(wèn)正確的解法,列出方程,不用算出,并完成第(2)、(3)小問(wèn)。
11.家用白熾燈泡中充有氬氣,設(shè)燈泡發(fā)光工作時(shí)燈泡中氣體的平均溫度為
12.飛機(jī)以恒定的速度沿水平方向飛行,距地面的高度為H=
(1)求炸彈在空中的飛行時(shí)間t2
(2)辨析題:求飛機(jī)的飛行速度
為了求解飛機(jī)飛行的速度,某同學(xué)分析并建立了方程:根據(jù)飛機(jī)和爆炸聲運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性及位移的幾何關(guān)系,得到
你認(rèn)為該同學(xué)解答是否正確?如果正確,請(qǐng)求解出飛機(jī)的飛行速度;如果有問(wèn)題,請(qǐng)指出問(wèn)題出在哪里?并給出正確的解答。
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十七)答案
計(jì)算題
1.
解答:此題是把勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律運(yùn)用到盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型上來(lái),提供電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力是核對(duì)它的庫(kù)侖力;轉(zhuǎn)動(dòng)頻率是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)率n;電流i就在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)軌道上一點(diǎn)的電量,即i=eν.
(2)υ=2πνr1
聯(lián)立上述三式得
(3)由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可得
(4)電流方向?yàn)锳→D→C→B→A,
(5)根據(jù)左手定則,圓的x>0的一半,電子受磁場(chǎng)垂直紙面向紙面外的力,x<0的一半,電子受到垂直紙面向內(nèi)的力。因此,整個(gè)原子以O(shè)y為軸,從Oy方向看為逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
2.
解答:提供的信息中有如下幾條對(duì)解題有用
(1)開(kāi)氏第一定律
(2)開(kāi)氏第二定律
(3)開(kāi)氏第三定律 a3/T2=常量
(4)開(kāi)氏第三定律適用于人造衛(wèi)量
(5)圓軌道是橢圓軌道的特例,半長(zhǎng)軸與半短軸等長(zhǎng),均為半徑。
于是由開(kāi)氏第三定律可得
其中
另外又有
考慮到橢圓軌道的對(duì)稱性,考慮到開(kāi)氏第二定律,不難得
于是解得
3.
分析:注意到中子擊中N核并生成兩個(gè)新核的過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,核進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑公式,再結(jié)合題設(shè)條件中兩個(gè)新核的動(dòng)量比,動(dòng)能比可解得此例。
解答:設(shè)甲、乙兩核質(zhì)量分別為m甲,m乙,電量分別為q甲,q乙。
由動(dòng)量守恒定律,可得
4.
解:(1)如圖所示,桿以球A為圓心,桿長(zhǎng)L為半徑做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)桿與豎直方向或角時(shí),球B的速度大小為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得,
(2)對(duì)球B受力分析及應(yīng)用牛頓第二定律得,
設(shè)桿對(duì)小球A的彈力為,小球A對(duì)墻的彈力大小為Nl,則
,
解得球A對(duì)墻的彈力為.
當(dāng)時(shí),小球A離開(kāi)墻角.
5.
解:設(shè)桿和水平面成角時(shí),木塊速度為v,小球速度為,與木塊接觸的桿上點(diǎn)B的速度為,因B點(diǎn)和小球m在同一桿上以相同角速度繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),所以有
木塊在此瞬間的速度水平向左,此速度可看做是兩個(gè)速度的合成,即木塊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度及木塊沿桿方向小球m滑動(dòng)的速度∥,所以,故
,
因從初位置到末位置的過(guò)程中只有小球重力對(duì)小球、輕桿、木塊組成的系統(tǒng)做功,所以在上述過(guò)程中機(jī)械能守恒,則
綜合上述得
6.
解:小球由B點(diǎn)滑到C點(diǎn),由動(dòng)能定理得
得vC=
(2)在C點(diǎn)時(shí)有,
設(shè)環(huán)對(duì)小球作用力為N,方向指向圓心,則
.
小球?qū)Νh(huán)作用力為,
7.
解:
(1)氣體做等壓變化: (2分)
,得(1分)
℃(1分)
(2)設(shè)轉(zhuǎn)到180°時(shí)水銀不溢出,
,,,所以水銀將溢出(2分)
設(shè)轉(zhuǎn)到180°時(shí)水銀長(zhǎng)度為
有:(2分)
解得: (1分)
設(shè)轉(zhuǎn)到240°時(shí),氣體長(zhǎng)度為
(2分)
解得(1分)
8.
解:
過(guò)O點(diǎn)作豎直線OE,由題意,木板的重心在E點(diǎn)
(3分)
加上小物塊,木板水平后,由力矩平衡可知:
(3分)
解得: M=
9.
解:
(1)對(duì)木板進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律可得:
(2分)
解得: (1分)
(2)木板前進(jìn)8米時(shí)與分離:
(2分)
可得: (2分)
(3)從開(kāi)始到木板停止:
(3分)
解出
木板的運(yùn)動(dòng)距離為(2分)
(也可用牛頓定律解)
10.
解:(1)該同學(xué)的解法是錯(cuò)誤的。(2分)
在B點(diǎn)雖然速度為零,但并不處于平衡狀態(tài)。(2分)
由能量守恒:
----------①
或 ----------②
可得:(2分)
(寫(xiě)出方程①或②,即可得這2分)
(2)m運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),在沿繩方向的速度為0,所以此時(shí)M速度為0(2分)
(2分)
由
解出(2分)
(3)M向下先加速、再減速到零、然且向上加速、再減速到零。(2分)
11.
根據(jù)查理定律, 代入數(shù)據(jù),得到0.9個(gè)大氣壓
答:常溫下給燈泡內(nèi)充氬氣的壓強(qiáng)不得超過(guò)0.9個(gè)大氣壓。
12.
(1) t=(3分)
(2)該同學(xué)的理解是錯(cuò)誤的(2分)
問(wèn)題出在:他未考慮物體的慣性,投彈10秒鐘后炸彈在飛機(jī)的正下方爆炸,發(fā)出的爆炸聲在3秒鐘后被飛行員聽(tīng)到。(1分)
正確解法:(4分)
答案:V=288m/s
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十六)
計(jì)算題
1.如圖所示的電路中,用電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻不計(jì)的電池組向電阻R0=20Ω,額電壓U0=4.5V的燈泡供電,求:
(1)要使系統(tǒng)的效率不低于0=0.6,變阻器的阻值及它應(yīng)承受的最大電流是多大?
(2)處于額定電壓下的燈泡和電池組的最大可能效率是多少?它們同時(shí)適當(dāng)選擇的變阻器如何連接,才能取得最大效率?
2.環(huán)保汽車將為2008年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車,總質(zhì)量。當(dāng)它在水平路面上以v=
(1)求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率;
(2)若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī),求汽車所受阻力與車重的比值(g取
(3)設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車供電,其他條件不變,求所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果,簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考。
已知太陽(yáng)輻射的總功率,太陽(yáng)到地球的距離,太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗,該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%。
3.太陽(yáng)與地球的距離為1.5×
(1)估算整個(gè)地球表面的年平均降雨量(以毫米表示,球面積為4πR2 地球的半徑R=6.37×
(2)太陽(yáng)輻射到地球的能量中只有約50%到達(dá)地面,W只是其中的一部分。太陽(yáng)輻射到地球的能量沒(méi)能全部到達(dá)地面,這是為什么?請(qǐng)說(shuō)明二個(gè)理由。
4.如圖所示,兩端足夠長(zhǎng)的敞口容器中,有兩個(gè)可以自由移動(dòng)的光滑活塞A和B,中間封有一質(zhì)量的空氣,現(xiàn)有一塊粘泥C以Ek0的動(dòng)能沿水平方向飛撞到A并粘在一起,由于活塞的壓縮,使密封氣體的內(nèi)能增加,設(shè)A、B、C質(zhì)量相等,則密封空氣在絕熱狀態(tài)變化過(guò)程中,內(nèi)能增加的最大值是多少?
5.如圖,置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的
6.受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變,產(chǎn)生和,同時(shí)放出能量.已知每個(gè)鈾核裂變釋放的平均能量為200 MeV.
(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程;
(2)現(xiàn)在要建設(shè)發(fā)電功率為5×105 kW的核電站,用作核燃料,假設(shè)核裂變釋放的能量一半轉(zhuǎn)化為電能,那么該核電站一天消耗多少千克?(阿伏加德羅常數(shù)取6.0×1023 mol-1)
7.如圖所示,用半徑為
(1)通過(guò)分析計(jì)算,說(shuō)明鐵板將如何運(yùn)動(dòng)?
(2)加工一塊鐵板需要多少時(shí)間?
(3)加工一塊鐵板電動(dòng)機(jī)要消耗多少電能?(不考慮電動(dòng)機(jī)自身的能耗)
8.如圖所示,繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=300,皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下,始終保持V0=
(1)工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)
(2)電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能
9.如圖所示,一質(zhì)量為m的滑塊從高為h的光滑圓弧形槽的頂端A處無(wú)初速度地滑下,槽的底端B與水平傳A帶相接,傳送帶的運(yùn)行速度為v0,長(zhǎng)為L(zhǎng),滑塊滑到傳送帶上后做勻加速運(yùn)動(dòng),滑到傳送帶右端C時(shí),恰好被加速到與傳送帶的速度相同.求:
(1)滑塊到達(dá)底端B時(shí)的速度v;
(2)滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)此過(guò)程中,由于克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱量Q.
10.如圖所示,物體A、B的質(zhì)量均為m,通過(guò)定滑輪用細(xì)繩相連,物體B所接觸的面是豎直的,且細(xì)繩的OB段豎直、OA段水平,設(shè)物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,滑輪的摩擦不計(jì).欲使物體A在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則水平施于物體A的力F應(yīng)為多大?
11.我們每個(gè)同學(xué)都記得小學(xué)課本中有一篇《月球之謎》,內(nèi)配有一張1969年人類首次登月的照片,至今印象深刻。而“嫦娥奔月”、“廣寒宮”等古老的傳說(shuō)都表明中國(guó)人自古就對(duì)月球充滿了深厚的感情,那么月球上到底有沒(méi)有人類居住,這些至今是個(gè)迷,于是探測(cè)月球成為許多人的夢(mèng)想?上驳氖,2004年,現(xiàn)代版“嫦娥奔月”將正式開(kāi)演。如圖9所示,登月飛船以速度v0繞月做圓周運(yùn)動(dòng),已知飛船質(zhì)量為m=1.2×
12.如圖所示,水平臺(tái)AB距地面CD高h=
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十六)答案
計(jì)算題
1.解:(1)按題意
×100%≥0
故I≤=
又∵E=IR1+v0 I=取I=
∴R1= 故R2=80Ω
∴R=R1+R2=85.3Ω
(2)=02/R0,IE==
故隨R2的增大而增大,當(dāng)R2趨于無(wú)窮大時(shí),即當(dāng)R2斷開(kāi)時(shí),效率最高
max=
2.
(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率
(2)在勻速行駛時(shí)
汽車所受阻力與車重之比 。
(3)當(dāng)陽(yáng)光垂直電磁板入射式,所需板面積最小,設(shè)其為S,距太陽(yáng)中心為r的球面面積。
若沒(méi)有能量的損耗,太陽(yáng)能電池板接受到的太陽(yáng)能功率為,則
設(shè)太陽(yáng)能電池板實(shí)際接收到的太陽(yáng)能功率為P,
由于,所以電池板的最小面積
3.
解:
(1)設(shè)太陽(yáng)在一年中輻射到地球水面部分的總能量為W,W=1.87×1024J
凝結(jié)成雨滴年降落到地面水的總質(zhì)量為m
m=W×0.93×0.65/(2.2×106)=5.14×
使地球表面覆蓋一層水的厚度為h
h=m/ρS地球
h=1.01×
整個(gè)地球表面年平均降雨量約為1.0×103 mm
(2)大氣層的吸收,大氣層的散射或反射,云層遮擋等。
4.
解:粘泥C飛撞到A并粘在一起的瞬間,可以認(rèn)為二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,
初速度為v0,末速度為v1,則有mv0=2mv1,在A、C一起向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,A、B間的氣體被壓縮,壓強(qiáng)增大,所以活塞A將減速運(yùn)動(dòng),而活塞B將從靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)。在兩活塞的速度相等之前,A、B之間的氣體體積越來(lái)越小,內(nèi)能越來(lái)越大。A、B速度相等時(shí)內(nèi)能最大,設(shè)此時(shí)速度為v2,此過(guò)程中對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒得(氣體質(zhì)量不計(jì)),mv0=3mv2
由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得:在氣體壓縮過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)能的減少量等于氣體內(nèi)能的增加量,所以有
聯(lián)立求解,
5.
解:當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí),射到遮光邊緣O的那條光線的入射角最小。
若線光源底端在A點(diǎn)時(shí),望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端,設(shè)過(guò)O點(diǎn)液面的法線為OO1,則
①
其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有
、
同理,若線光源頂端在B1點(diǎn)時(shí),通過(guò)望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端,則。設(shè)此時(shí)線光源底端位于B點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系可得
、
聯(lián)立②③式得
、
由題給條件可知
,
代入③式得
n=1.3
6.
解析(1)核反應(yīng)方程+→++3+200 MeV.
(2)電站一天發(fā)出的電能E1=Pt ①
設(shè)每天消耗為m kg,核裂變釋放的能量為
E2=m×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ②
由能量轉(zhuǎn)化得E1= E2 ③
由①②③式得m=
7.
解析:(1)開(kāi)始滾輪給鐵板向前的滑動(dòng)摩擦力為=0.3×100 N=30 N
工作臺(tái)給鐵板的摩擦阻力為=0.1×(100+10×10) N=20 N
鐵板先向右做勻加速運(yùn)動(dòng)即
加速過(guò)程鐵板達(dá)到的最大速度=5×
這一過(guò)程鐵板的位移
此后滾輪給鐵板的摩擦力將變?yōu)殪o摩擦力,,鐵板將做勻速運(yùn)動(dòng).即整個(gè)過(guò)程中鐵板將先做加速度a=
(2)在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由得
勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移為
由,得= 0. 4 s.
所以加工一塊鐵板所用的時(shí)間為T(mén)= t1+t2 = 2. 4 s.
(3)解法一:
解法二:
8.
解析:(1)設(shè)工件先勻加速再勻速
=t1+v0(t-t1)
勻加速時(shí)間t1=0.8s
勻加速加速度a==
μmgcosθ-mgsinθ=ma
∴μ=
(2)皮帶在勻加速時(shí)間內(nèi)位移
s皮= v0 t1=
工件勻加速位移s1=t1=
工件相對(duì)皮帶位移s相= s皮-s1=
摩擦生熱Q=μmgcosθs相=60J
工件獲得動(dòng)能Ek=m v02=20J
工件增加勢(shì)能Ep=mgh=150J
電動(dòng)機(jī)多消耗的電能E=Q+Ek+Ep=230J
9.
解析:(1)設(shè)滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度為v,由機(jī)械能守恒定律,有
.
(2)滑塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng),受到傳送帶對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力,有mg =ma,滑塊對(duì)地位移為L(zhǎng),末速度為v0,則,得
(3)產(chǎn)生的熱量等于滑塊與傳送帶之間發(fā)生的相對(duì)位移中克服摩擦力所做的功,即為帶與滑塊間的相對(duì)位移,設(shè)所用時(shí)間為t,則,得。
10.
解:
滑塊受力如圖所示,由圖可知,
滑槽對(duì)工件的支持力
∴摩擦力
故水平推力F=
11.
解:飛船向前噴氣后,其速度從v0減為vA,其軌道從圓周改為橢圓,A點(diǎn)為橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn),B點(diǎn)為橢圓的近月點(diǎn),根據(jù)開(kāi)普勒第二定律,其面積速度為恒量及機(jī)械能守恒定律可求vA。于是可得出由于噴氣造成的速度改變量ㄓv=v0-vA,再由動(dòng)量守恒定律,可求得所需燃料的質(zhì)量。當(dāng)飛船以v0繞月做半徑為rA=R+h的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律,GMm/(R+h)2=mv02/(R+h),所以v02=R
12.
解:設(shè)小滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B所用時(shí)間為t1,位移為s1,加速度為a;從B點(diǎn)飛出的速度為v
從B點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移為s2,飛行時(shí)間為t2。小滑塊在AB之間做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 根據(jù)牛頓第二定律列出在BD間做平拋運(yùn)動(dòng) 從A到D所用時(shí)間聯(lián)立求解,得s
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十五)
計(jì)算題
1.心電圖的出紙速度(紙帶移動(dòng)的速度)是2.5/s,錄下的某人的心電圖如圖所示(圖紙上每小格邊長(zhǎng)為
求:(1)此人的心率為多少次/分(保留兩位有效數(shù)字)?
(2)若某人的心率為75次/分,每跳一次輸送80mL血液,他的血壓(可看作心臟壓送血液的平均壓強(qiáng))為1.5×104Pa,據(jù)此估算此人心臟跳動(dòng)做功的平均功率為P.
(3)按第二問(wèn)的答案估算一下,人的心臟工作一天所做的功相當(dāng)于把1噸重的物體舉起多高?(提示:在圖象上,相鄰的兩個(gè)最大振幅之間對(duì)應(yīng)的時(shí)間為心率的一個(gè)周期)
2.如圖所示,一個(gè)質(zhì)最為m的滑雪運(yùn)動(dòng)員從高為H的凹形坡頂由靜止滑下,然后上升到h<H高處停下.若運(yùn)動(dòng)員要沿雪坡返回原處,所做的功必須滿足什么條件?
3.2003年1月5日夜晚,在太空遨游92圈的"神舟"四號(hào)宇宙飛船的返回艙,按預(yù)定計(jì)劃安全降落在內(nèi)蒙古草原.
(1)如果返回艙在以速度v勻速豎直下降的過(guò)程中,受到的空氣阻力可以表示為,式中空氣密度,S為等效受阻面積.求返回艙的質(zhì)量是多大?
(2)為了最終實(shí)現(xiàn)軟著陸,在距離地面很近的h(約
4.如圖所示,桌面上有許多大小不同的塑料球,它們的密度均為P,有水平向左恒定的風(fēng)作用在球上;使它們做勻加速運(yùn)動(dòng)(摩擦不計(jì)),已知風(fēng)對(duì)球的作用力與球的最大截面面積成正比,即F=kS(k為一常量).
(1)對(duì)塑料球來(lái)說(shuō),空間存在一個(gè)風(fēng)力場(chǎng),請(qǐng)定義風(fēng)力場(chǎng)強(qiáng)度及其表達(dá)式;
(2)在該風(fēng)力場(chǎng)中風(fēng)力對(duì)球做功與路徑無(wú)關(guān),可引入風(fēng)力勢(shì)能和風(fēng)力勢(shì)的概念,若以柵欄P為風(fēng)力勢(shì)能參考平面,寫(xiě)出風(fēng)力勢(shì)能EP和風(fēng)力勢(shì)U的表達(dá)式;
(3)寫(xiě)出風(fēng)力場(chǎng)中機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式.(球半徑用r表示;第一狀態(tài)速度為v1,位置為x1;第二狀態(tài)速度為v2,位置為x2)
5.風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力.在風(fēng)洞中有一固定的支撐架ABC,該支撐架的上表面光滑,是一半徑為R的1/4圓弧面,如圖所示,圓弧面的圓心在O點(diǎn),O離地面高為2R,地面上的D處有一豎直的小洞,離O點(diǎn)的水平距,F(xiàn)將質(zhì)量分別為ml和m2的兩小球用一不可伸長(zhǎng)的輕繩連接按圖中所示的方式置于圓弧面上,球ml放在與圓心O在同一水平面上的A點(diǎn),球m2豎直下垂.
(1)在無(wú)風(fēng)情況下,若將兩球由靜止釋放(不計(jì)一切摩擦),小球ml沿圓弧面向上滑行,到最高點(diǎn)C與圓弧面脫離,則兩球的質(zhì)量比ml : m2是多少?
(2)讓風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室內(nèi)產(chǎn)生的風(fēng)迎面吹來(lái),釋放兩小球使它們運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球ml滑至圓弧面的最高點(diǎn)C時(shí)輕繩突然斷裂,通過(guò)調(diào)節(jié)水平風(fēng)力F的大小,使小球m1恰能與洞壁無(wú)接觸地落入小洞D的底部,此時(shí)小球m1經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度是多少?水平風(fēng)力F的大小是多少(小球m1的質(zhì)量已知)?
6.如圖所示,水平放置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌abc,相距均為d=
(1)若施加的水平恒力F=8N,則金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為多少?
(2)若施加的水平外力功率恒定,棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為
(3)若施加的水平外力功率恒為P=20W,經(jīng)歷t=1s時(shí)間,棒的速度達(dá)到
7.如圖所示,輕繩繞過(guò)輕滑輪連接著邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框A1和物塊A2,線框A1的電阻為R,質(zhì)量為M,物塊A2的質(zhì)量為m(M>m),兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域I、II的高度也為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,方向水平與線框平面垂直。線框ab邊距磁場(chǎng)邊界高度為h。開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài),把它們由靜止釋放,ab邊剛穿過(guò)兩磁場(chǎng)的分界線CC/進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)線框做勻速運(yùn)動(dòng)。求:
(1)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)線框A1的速度v1;
(2)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)II后線框A1其重力的功率P;
(3)從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)II到ab邊剛穿出磁場(chǎng)II的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
8.如圖所示,氣缸放置在水平平臺(tái)上,活塞質(zhì)量為
全長(zhǎng)
若將氣缸倒過(guò)來(lái)放置時(shí),活塞下方的空氣能通過(guò)平臺(tái)上的缺口與大氣相通。g取
(1)氣柱多長(zhǎng)?
(2)當(dāng)溫度多高時(shí),活塞剛好接觸平臺(tái)?
9.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,在這條直線上相距d=
10.如圖所示,光滑絕緣平臺(tái)上A點(diǎn)有質(zhì)量為m=
(1)小物塊帶的電量q
(2)小物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
(3)在t=0時(shí)刻到碰撞前過(guò)程中,通過(guò)計(jì)算定量作出小物塊相對(duì)地面的v-t圖線(以向右方向?yàn)檎?/p>
11.手提式袖珍彈簧秤是一種適合小商店和家庭用的便攜式彈簧秤,它的外形如圖甲,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙.它的正面是刻度盤(pán)1,中央有指針2,頂上有提環(huán)3,刻度盤(pán)上方有指針零點(diǎn)調(diào)節(jié)手輪4,在其下方有一橫梁7,兩根平行彈簧安裝在橫梁上,彈簧的下端與Y形金屬片9相連.Y形金屬片的中央有一齒條10與秤殼正中央的圓柱形齒輪11齒合.若圓柱形齒輪的半徑為R=5/π
cm,彈簧的勁度系數(shù)k均為500N/m,g取
12.如圖a所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置,它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)半徑為r=
2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列
計(jì)算題部分(十五)答案
計(jì)算題
1.
解析:(1)s=vt=
(2)我們可以將心臟推動(dòng)活塞對(duì)外做功的過(guò)程,簡(jiǎn)化為液體推動(dòng)活塞做功的模型,進(jìn)而似于氣體作等壓膨脹推動(dòng)活塞對(duì)外做功的過(guò)程。這樣便可以很快的估算出心臟的功率。
根據(jù)
將已知條件帶入式中得
(3)
2.
解析:如圖所示,運(yùn)動(dòng)員從高H處滑至高h(yuǎn)處的過(guò)程中,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,減少的重力勢(shì)能等于反抗摩擦力所做的功,有.
滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí),處于超重狀態(tài),對(duì)地面的壓力可以表示為.
運(yùn)動(dòng)員第一次通過(guò)最低點(diǎn)的速度小于第二次通過(guò)最低點(diǎn)的速度,即,則相應(yīng)對(duì)地面的壓力,受到的摩擦力;全過(guò)程中,摩擦力的平均值,反抗摩擦力做的功。
為了返回原處,一方面要增加重力勢(shì)能,另一方面還要反抗摩擦力做比第一次更多的功,即.所以,運(yùn)動(dòng)員做的功必須滿足下面的條件
,
所以。
3.
解析: (1)根據(jù)平衡條件,有,
所以,返回艙的質(zhì)量為。
(2)不計(jì)空氣阻力,根據(jù)功能原理,推力所做的功等于返回艙減少的機(jī)械能.所以,反沖火箭做的功為
4.
解析:(1)風(fēng)力場(chǎng)強(qiáng)度:風(fēng)對(duì)小球的作用力與對(duì)小球最
大截面積之比,即E=F/S=k.
(2)距P為x處,
(3)
5.
解析:(1)以兩小球及連接它們的輕繩為整體研究,釋放后小球上滑,必有;由于小球在最高點(diǎn)C與圓弧面分離,則此時(shí)兩球的速度可以為零,則由機(jī)械能守恒有,求得
小球過(guò)圓弧面的最高點(diǎn)C時(shí)的速度也可以不為零,設(shè)它們的速度均為v,此時(shí)兩球沿豎直方向的最大加速度為g,則,因不計(jì)一切摩擦,由機(jī)械能守恒有
則,故。.
(2)設(shè)小球過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度為,設(shè)小球離開(kāi)C點(diǎn)后在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),則有
因存在水平風(fēng)力,小球離開(kāi)C點(diǎn)后在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為,落入小洞D時(shí)水平分速度減為零.則
在水平方向運(yùn)用牛頓第二定律可得
由以上四式求得。
6.
解:(1)當(dāng)時(shí),金屬棒速度達(dá)到穩(wěn)定,設(shè)穩(wěn)定時(shí)速度為
解得=
(2)設(shè)電壓表的讀數(shù)為 則有
解得(5分) (3)設(shè)小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為,,有(1分)
由功能關(guān)系得: (3分)
可得 (2分)
7、
解:(1)洛侖茲力提供向心力 (2分)
(2)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡將磁場(chǎng)邊界分成等分(=2,3,4……)
由幾何知識(shí)可得:
得 (……)
當(dāng)為偶數(shù)時(shí),由對(duì)稱性可得 (……)
當(dāng)為奇數(shù)時(shí),為周期的整數(shù)倍加上第一段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,即
(……)
(3)由幾何知識(shí)得 不超出邊界須有:
得到
當(dāng)時(shí) 不成立,如圖(1分)
比較當(dāng)、時(shí)的運(yùn)動(dòng)半徑,
知 當(dāng)時(shí),運(yùn)動(dòng)半徑最大,粒子的速度最大.(2分)
得:(1分)
8.
解:(1)設(shè)氣缸倒置前后被封閉氣體的壓強(qiáng)分別為P1和P2,氣柱長(zhǎng)度分別為L1和L2.
(1分)
(1分)
倒置過(guò)程為等溫變化,由玻意耳定律可得P
=
(2)設(shè)倒置后升溫前后封閉氣柱溫度分別為T2和T3,升溫后氣柱長(zhǎng)度為L3.
升溫過(guò)程為等壓變化,由蓋呂薩克定律可得 (2分)
(1分)
9.
解:由A、B兩點(diǎn)振動(dòng)圖像可知,該波的振動(dòng)周期T=4×10-3s (1分)
若波由A 向B 傳播
=
傳播速度=
若波由B向A傳播
=
或=
10.
⑴在B點(diǎn):PB=5.0=mVB ∴VB=
由A→B據(jù)動(dòng)能定理:EqS=mV ∴q==5.0×10
⑵小物與小車相互作用至相對(duì)靜止全過(guò)程,有:
系統(tǒng)動(dòng)量守恒:mvB=(m+M)V 共
∴V共=
系統(tǒng)能量守恒:μmg?
⑶在A→B中,a1==
在小物滑上小車至碰前過(guò)程,取向右為正:
1==μg=
L=(vBt2-1t22)-a2t22代入數(shù)據(jù)整理得:
2 t22-4t2+1=0 ∴t2≈0.3S (另一根舍去)
由1=vB-1t2 得1=
畫(huà)出v-t圖象如下:
11.
解:當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)一周時(shí),測(cè)量值達(dá)到最大設(shè)為M.則
彈簧的形變量為△x = 2πR
Mg = 2k△x
所以
Mg = 4kπR
得M= 4kπR/g 代入數(shù)據(jù) M=
12.
解⑴由(c)圖知,線圈往返每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)
V= (3分)
因磁場(chǎng)均勻輻向,可見(jiàn)線圈每次運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定:
(6分)
∴I= (3分)
發(fā)電機(jī)輸出功率就等于電珠的電功率:
P出=I2R2=0.32W (2分)
⑵因勻速:F推=F安=nBIL=2πnrBI=0.5(N) (5分)
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鹽鴻中學(xué)08-09學(xué)年度高三第二階段考試
物 理
本試卷分選擇題和非選擇題兩部分,共6頁(yè),滿分150分,考試時(shí)間120分鐘.
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生務(wù)必用黑色字跡的鋼筆或簽字筆將自己的考生號(hào)、座位號(hào)和姓名填寫(xiě)在答題卷上.
2.選擇題每小題選出答案后,將答案寫(xiě)在答題卷上.
3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答,答案必須寫(xiě)在答題卷各題目指定區(qū)域內(nèi)的對(duì)應(yīng)位置上;如需改動(dòng),先劃掉原來(lái)的答案,再寫(xiě)上新的答案;不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液.不按以上要求作答的答案無(wú)效.
第一部分 選擇題(共48分)
選擇題共12小題,每小題4分,共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分.
1.圖1中四幅圖片涉及物理學(xué)史上的四個(gè)重大發(fā)現(xiàn),其中說(shuō)法正確的有( )
A.卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn),測(cè)定出了萬(wàn)有引力恒量
B.奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)
C.法拉第通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律
D.牛頓根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn),提出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
2.2008年是中國(guó)航天事業(yè)再創(chuàng)輝煌的一年,隨著嫦娥一號(hào)的成功發(fā)射,還有即將在2008年下半年的神舟七號(hào)的發(fā)射以及嫦娥二號(hào)的研制,標(biāo)志著中國(guó)航天事業(yè)逐步邁向世界前列。下列關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的說(shuō)法中,正確的是( )
①如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期,再利用萬(wàn)有引力常量,就可以算出地球的質(zhì)量
②兩顆人造地球衛(wèi)星,只要它們的繞行速率相等,不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大,它們的繞行半徑和繞行周期都一定是相同的
③原來(lái)在某一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后,若要使后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞,只要將后者的速率增大一些即可
④一繞火星飛行的宇宙飛船,宇航員從艙內(nèi)慢慢走出,并離開(kāi)飛船,飛船因質(zhì)量減小,所受萬(wàn)有引力減小,故飛行速度減小
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
3.如圖2甲,某人正通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處,滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì),貨物獲得的加速度a與繩子對(duì)貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示. 由圖可以判斷()
A.圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值
B.圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN=mg
C.圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m
D.圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)1/m
4.在我們?nèi)粘5捏w育課當(dāng)中,體育老師講解籃球的接觸技巧時(shí),經(jīng)常這樣模擬:當(dāng)接迎面飛來(lái)的籃球,手接觸到球以后,兩臂隨球后引至胸前把球接住。這樣做的目的是 ( )
A.減小籃球的沖量 B.減小籃球的動(dòng)量變化
C.增大籃球的動(dòng)量變化 D.減小籃球的動(dòng)量變化率
5.構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會(huì)深得民心,遍布于生活的方方面面。自動(dòng)
充電式電動(dòng)車就是很好的一例,將電動(dòng)車的前輪裝有發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)
蓄電池連接。當(dāng)在騎車者用力蹬車或電動(dòng)自行車自動(dòng)滑行時(shí),自行車
就可以連通發(fā)電機(jī)向蓄電池充電,將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起
來(lái),F(xiàn)有某人騎車以500J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行,第一次
關(guān)閉自充電裝置,讓車自由滑行,其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖3線①所示;第二次啟動(dòng)自充電裝置,其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖3線②所示,則第二次向蓄電池所充的電能是( )
A.200J B.250J
C.300J D.500J
6.煤礦滲水會(huì)造成嚴(yán)重安全事故,
A.該儀器中電容器的電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體
B.芯柱外套的絕緣層越厚,該電容器的電容越大
C.如果指示器顯示出電容增大了,則說(shuō)明容器中液面升高了
D.如果指示器顯示出電容減小了,則說(shuō)明容器中液面升高了
7. 運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過(guò)程,將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng),在這兩個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是
A.阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功 B.系統(tǒng)受到的合外力始終向下
C.重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加 D.任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等
8. 圖4中的實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn),再經(jīng)過(guò)N點(diǎn),可以判定
A.M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)
B.M點(diǎn)的電勢(shì)小于N點(diǎn)的電勢(shì)
C.粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力
D.粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力
9.如圖所示,點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn),一帶電粒子在庫(kù)侖力作用下,做以Q為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)。M、N為橢圓長(zhǎng)軸端點(diǎn)上的兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.帶電粒子與點(diǎn)電荷的電性相同
B.帶電粒子與點(diǎn)電荷的電性相反
C.帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于N點(diǎn)的電勢(shì)能
D.帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于N點(diǎn)的電勢(shì)能
圖6
10.如圖
圖7
A.汽車的長(zhǎng)度 B.4s末汽車的速度
C.4s內(nèi)汽車牽引力所做的功 D.4s末汽車牽引力的功率
11. 某人騎自行車在平直道路上行進(jìn),圖6中的實(shí)線記錄了自
行車開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)v-t圖象,某同學(xué)為了簡(jiǎn)化計(jì)算,用虛
線作近似處理,下列說(shuō)法正確的是
A. 在t1時(shí)刻,虛線反映的加速度比實(shí)際的大
B. 在0-t1時(shí)間內(nèi),由虛線計(jì)算出的平均速度比實(shí)際的大
C. 在t1-t-2時(shí)間內(nèi),由虛線計(jì)算出的位移比實(shí)際的大
D. 在t3-t4時(shí)間內(nèi),虛線反映的是勻速運(yùn)動(dòng)
12.某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球,假定球在墻面上以
第二部分 非選擇題(共102分)
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