高三物理计算题训练

天津市第一百中学高三物理计算题训练

1、如图所示，质量为1kg的物体静置在水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，1s末将拉力撤

去，物体运动的v—t图象如图所示，试求：

（1）在0～3s内物体的位移；

（2）滑动摩擦力的大小；

（3）拉力的大小。

2、如图所示，在光滑水平面上放有一个长为L的长木板C，在C左端和距左端s处各放有一个小物块A、B，A、B都可视为质点，它们与C之间的动摩擦因数都是μ，A、B、C的质量都是m。开始时B、C静止，A以某一初速度v0向右运动。设B与C之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：⑴A相对于C向右滑动过程中，B与C之间的摩擦力大小。⑵为使A、B能够相碰，A的初速度v0应满足什么条件？

v0

A B

C

3、如图所示，原来静止在水平面上的长纸带上放有一个质量为m的小金属块A。金属块离纸带左端距离为d，与纸带间动摩擦因数为μ。现用力向右将纸带从金属块下面抽出，设纸带的加速过程极短，可以认为一开始抽动纸带就做匀速运动。求：⑴金属块刚开始运动时所受的摩擦力大小和方向。⑵为了能把纸带从金属

块下面抽出，纸带的速度v应满足什么条件？

A v

d

4、真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为53o（取sin37o=0.6，cos37o=0.8）。现将该小球从电场中某点以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出。求运动过程中

（1）小球受到的电场力的大小和方向；

（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量；

（3）小球的最小动量的大小和方向。

5、如图所示，质量均为m的A、B两物体，用劲度为k的轻质弹簧相连，A被手用外力F提在空中静止，这时B离地面的高度为h。放手后，A、B下落，若B与地面碰撞后不再反弹，求：A从开始下落到其速度达到最大的过程中，A的重力势能的改变量。

A

B

h

6、如图所示，竖直的光滑杆上套着一轻质弹簧，弹簧长度为原长时，上端在O 点处。现将质量，m2=3kg 的圆环套在杆上，压缩弹簧，平衡于A点处，A点和O点间距为x0；再将一质量m1=6kg的圆环套在杆上，从距A点3x0处的B点由静止开始下滑并与m2碰撞后粘为一体。它们运动到C处时

速度达到最大值，此时动能E k=19．5J。已知弹簧劲度系数k=300N／m。求：

(1)m1在与m2碰撞前瞬间的速度v；

(2) m1与m2经过C点时，弹簧的弹性势能E p。

7、气体的压强是由气体分子频繁撞击容器器壁产生的。假设在一个边长为L的正方体容器中有n个气体分子，每个分子的质量为m，速率均为v。气体分子的运动是无规则的，可以设想在任何时刻都各有1/6的气体分子垂直于器壁，分别向正方体的六个内壁运动。气体分子与内壁碰撞后仍以原速率反弹。

⑴求该容器中气体对器壁的压强p（用L、n、m、v表示）

⑵试根据以上结果分析气体压强由哪些因素决定。

8、如图所示，由10根长度都是L的金属杆连接成的一个“目”字型的矩形金属框abcdefgh，放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟de杆平行，磁感应强度是B，方向垂直于纸面向里。金属杆ah、bg、cf、de的电阻都为r，其他各杆的电阻不计。现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从de杆刚进入磁场瞬间开始计时，求：⑴从开始计时到ah杆刚进入磁场的过程中，通过ah杆某一横截面总的电荷量q。⑵从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量Q。

9、如图13所示，用长L=0.50m的绝缘轻质细线，把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d=5.0cm，两板间电压U=1.0×103V。静止时，绝缘线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直距离a=1.0cm。（θ角很小，为计算方便可认为tanθ≈sinθ，取g=10m/s2，需要求出具体数值，不能用θ角表示）求：

（1）两板间电场强度的大小；

（2）小球带的电荷量。

10、如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度

为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向

里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L.

B b

图13

11、在图14所示为一真空示波管，电子从灯丝K 发出（初速度不计），经灯丝与A 板间的加速电压U 1加速，从A 板中心孔沿中心线kO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P 点。已知加速电压为U 1，M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L 1，板右端到荧光屏的距离为L 2，电子的质量为m ，电荷量为e 。求： （1）电子穿过A 板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量； （3）P 点到O 点的距离。

12、如图，在xOy 平面内，MN 和x 轴之间有平行于y 轴的匀强电场和垂直于xOy 平面的匀强磁场。y 轴上离坐标原点4L 的A 点处有一电子枪，可以沿+x 方向射出速度为v 0的电子（质量为m ，电量为e ）.如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动.如果撤去电场，只保留磁场，电子将从x 轴上距坐标原点3L 的C 点离开磁场.不计重力的影响.求：

⑴磁感应强度B 和电场强度E 的大小和方向；

⑵如果撤去磁场，只保留电场，电子将从D 点（图中未标出）离开电场。求D 点的坐标；

⑶电子通过D 点时的动能.

13、有一匀强电场，其场强为E ，方向竖直向下。把一个半径为r 的光滑 绝缘环，竖直置于电场中，环面平行于电力线，环的顶点A 穿有一个质量为m 、电量为q (q >0)的空心小球，如图12所示。当小球由静止开始从A 点下滑到最低点B 时，小球受到环的压力多大？

14、如图，从阴极K 发射的热电子，通过加速电压后，垂直射入宽为L ＝30厘米的匀强磁场中。已知加速电压为U ＝1.25×104

V ，磁感应强度B ＝5×10-4

T ，求： (1)电子在磁场中的加速度大小?

(2)电子离开磁场时，偏离原方向的距离d 及偏转角α各是多少? (3)若想使偏转角α＝π，则加速电场U ＝?

15、交流发电机的原理如左下图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO /

轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如右下图所示，已知线圈的电阻为R =2.0Ω.求：

⑴通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？ ⑵矩形线圈转动的周期是多少？ ⑶线圈电阻上产生的电热功率是多少？

⑷保持线圈匀速转动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？

2L 4L 6L M N

O

x

y U 1 L 1 L 2

P M N

O

K

A

图14

O O /

B

O

i /A /10-2s 2

1

2

3

4

5

6

A

B 图12

16、如图一所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m ，电阻为R 。在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN 和M ′N ′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc 边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN 的某一高度从静止开始下落，图二是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量。求： （1）金属框的边长； （2）磁场的磁感应强度；

（3）金属线框在整个下落过程中所产生的热量。

参考答案： 1、18m,6N,18N. 2

、

01

2

mg v μ≤ 3、mg μ

v ≤

4、

43mg ，向右。电势能减少80

9

mg 。min 0.8p mg =方向与水平方向成053。 5、2()mg

mg h k

+

6、13．5J

7、

23

3nmv l ，分子的平均动能和单位体积内的分子数

8、

22233,4BL B L V

r r

9、4

82.010

/,1.010V m c -??

10

1

2 3 4

v v t

N ′

M

N

M ′

c

d 图一

图二

11

、0

v =

2

214U L y U d

=

。

2121

1(2)4L L U L U d

+。

12、0

825mv B el

=

方向垂直纸面向里。2

0825mv E el

=

方向沿

y 轴负方向。

13、5()mg Eq + 14、15

5.810

/m s ?，6

6.3,arcsin 25

d cm α==， 1.98U V ? 15、2A,2

410

S -?,4W,240J

16、121()V t t L -=

，B =

，2221212312()1()2

mv t t m v v t -+-