2021高中物理二轮复习计算题标准练十含解析
2021高考物理二轮十一月课外优选11含解析202111161175
2021高考物理二轮十一月课外优选11含解析202111161175李仕才一、选择题1、汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动，途中用了6 s 时刻先后通过A 、B 两根电线杆，已知A 、B 间的距离为60 m ，车通过B 时的速度为15 m/s ，则( )A ．车通过A 杆时速度为5 m/sB ．车的加速度为15 m/s 2C ．车从动身到B 杆所用时刻为10 sD ．从动身点到A 杆的距离是7.5 m解析：依照v ＝x t 求得汽车在A 、B 之间的平均速度v ＝10 m/s 则v ＝v A ＋v B 2得v A ＝5 m/s ，故选项A 正确；汽车的加速度a ＝v B －v A t＝1.66 m/s 2，故选项B 错误；汽车从动身到B 杆的时刻t ＝v B a＝9 s ，故选项C 错误；依照v 2A ＝2ax ，得x ＝7.5 m ，故选项D 正确． 答案：AD2、(2020·黑龙江哈三中模拟)(多选)如图所示，竖直轴位于水平转台中心，质量为m 的小球由三根伸直的轻绳连接，和水平转台一起以角速度ω匀速转动，倾斜绳与竖直轴夹角为θ，竖直绳对小球的拉力为F 1，水平绳对小球的拉力为F 2，小球到竖直轴的距离为r ，以下说法可能正确的是( )A ．mgtan θ＝m ω2rB ．mgtan θ－F 2＝m ω2rC ．(mg ＋F 1)tan θ＝m ω2rD ．(mg －F 1)tan θ＝m ω2r解析：依照向心力公式可知，F 合＝mrω2，对小球进行受力分析可知，小球受重力、倾斜绳的拉力、水平绳的拉力和竖直绳的拉力，竖直方向处于平稳状态，则有mg ＋F 1＝Fcosθ，Fsinθ－F 2＝mrω2，当F 1和F 2均为零时，则有mgtanθ＝mω2r ；当F 1恰好为零时，则有mgtanθ－F 2＝mω2r ；当F 2恰好为零时，则有(mg ＋F 1)tanθ＝mω2r ，故A 、B 、C 正确，D 错误． 答案：ABC3、下列说法正确的是( )A ．动能为零时，物体一定处于平稳状态B ．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动C ．物体所受合外力不变时，其动量一定不变D ．动能不变，物体的动量一定不变解析：动能为零时，速度为零，而加速度不一定等于零，物体不一定处于平稳状态，选项A 错误；物体受恒力，也可能做曲线运动，如平抛运动，选项B 正确；合外力不变，加速度不变，速度平均变化，动量一定变化，C 项错误；动能不变，若速度的方向变化，动量就变化，选项D 错误．答案：B4、下列关于电源电动势的说法，正确的是( )A ．在某电池的电路中，每通过2 C 的电荷量，电池提供的电能是4 J ，那么那个电池的电动势是0.5 VB ．电源的路端电压增大时，其电源提供的电能一定也增大C ．不管内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D ．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多解析：依照电动势定义，由E ＝W q得E ＝2 V ，选项A 错误；电源的电动势与外电路无关，只由电源自身的性质决定，选项B 错误，选项C 正确；电源的电动势大，所提供的能量不一定大，电源提供的电能等于通过电源的电荷量与电动势之积，选项D 错误．答案：C5、(2020·长沙模拟)磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年．如图所示确实是磁悬浮的原理，图中A 是圆柱形磁铁，B 是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环B 水平放在磁铁A 上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A 的上方空中，则( )A ．在B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳固后，感应电流消逝B ．在B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳固后，感应电流仍存在C ．若A 的N 极朝上，B 中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)D ．若A 的N 极朝上，B 中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)解析：在B 放入磁场的过程中，穿过B 的磁通量增加，B 中将产生感应电流，因为B 是超导体，没有电阻，因此感应电流可不能消逝，故A 错误、B 正确；若A 的N 极朝上，在B放入磁场的过程中，磁通量增加，依照楞次定律可判定B 中感应电流的方向为顺时针，C 正确、D 错误．答案：BC6、(2020·江西省五校高考模拟考试)如图所示，有一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R 0和滑动变阻器R ，下列判定正确的是( )A ．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωsinωtB ．矩形线圈从图示位置通过π2ω时刻内，通过电流表A 1的电荷量为0 C ．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A 1和A 2示数都变小D ．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V 1示数不变，V 2和V 3的示数都变小 解析：初始位置是与中性面垂直的平面，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcosωt，选项A 错误；π2ω是四分之一个周期，由Q ＝ΔΦR可得，通过电流表A 1的电荷量不为零，选项B 错误；当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器的阻值变大．电路总电阻变大，电流表A 2示数变小，结合I 1I 2＝n 2n 1可得，电流表A 1示数也变小，选项C 正确；当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V 1示数不变，结合U 1U 2＝n 1n 2，V 2示数也不变，电压表V 3示数变大，选项D 错误．答案：C二、非选择题1、春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车能够不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x 0＝9 m 区间的速度不超过v 0＝6 m/s.现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v 甲＝20 m/s 和v 乙＝34 m/s 的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后，甲车司机发觉正前方收费站，开始以大小为a 甲＝2 m/s 2的加速度匀减速刹车．(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章．(2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9 m 处的速度恰好为6 m/s ，乙车司机在发觉甲车刹车时经t 0＝0.5 s 的反应时刻后开始以大小为a 乙＝4 m/s 2的加速度匀减速刹车，为幸免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9 m 区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？解析：(1)对甲车速度由20 m/s 减速至6 m/s 过程中的位移x 1＝v 2甲－v 202a 甲＝91 m x 2＝x 0＋x 1＝100 m即甲车司机需在离收费站窗口至少100 m 处开始刹车．(2)设甲刹车后经时刻t ，甲、乙两车速度相同，由运动学公式得： v 乙－a 乙(t －t 0)＝v 甲－a 甲t解得t ＝8 s相同速度v ＝v 甲－a 甲t ＝4 m/s<6 m/s ，即v ＝6 m/s 的共同速度为不相撞的临界条件 乙车从34 m/s 减速至6 m/s 的过程中的位移为x 3＝v 乙t 0＋v 2乙－v 202a 乙＝157 m 因此要满足条件甲、乙的距离至少为x ＝x 3－x 1＝66 m.答案：(1)100 m (2)66 m。
2021年高考物理二轮复习 核心考点专项突破 力学综合计算题练习（含解析）
力学综合计算题1．如下图所示，两个完全相同的质量为m 的木板A 、B 置于水平地面上，它们的间距s ＝2.88 m ．质量为2m ，大小可忽略的物块C 置于A 板的左端．C 与A 之间的动摩擦因数μ1＝0.22，A 、B 与水平地面之间的动摩擦因数为μ2＝0.10，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力．开始时，三个物体处于静止状态．现给C 施加一个水平向右、大小为25mg 的恒力F ，假定木板A 、B 碰撞时间极短且碰撞后粘连在一起，要使C 最终不脱离木板，每块木板的长度至少应为多少？【解析】第一阶段拉力F 小于C 、A 间最大静摩擦力，因此C 、A 共同加速到与B 相碰．该过程对C 、A 用动能定理有(F －μ2·3mg )s ＝32mv 21 解得v 1＝80.3 m/s.A 、B 相碰瞬间，A 、B 系统动量守恒mv 1＝(m ＋m )v 2碰后共同速度v 2＝40.3m/s.C 在AB 上滑行全过程，A 、B 、C 系统所受合外力为零，动量守恒，C 到B 右端时恰好达到共同速度，即2mv 1＋2mv 2＝4mv因此共同速度v ＝60.3m/s.C 在A 、B 上滑行全过程用能量守恒得F ·2L ＝12×4mv 2－(12×2mv 21＋12×2mv 22)＋μ1·2mg ·2L 代入数据解得L ＝0.3 m.【答案】0.3 m2.如图所示，竖直平面内轨道ABCD 的质量M ＝0.4 kg ，放在光滑水平面上，其中AB 段是半径R ＝0.4 m 的光滑14圆弧，在B 点与水平轨道BD 相切，水平轨道的BC 段粗糙，动摩擦因数μ＝0.4，长L ＝3.5 m ，C 点右侧轨道光滑，轨道的右端连一轻弹簧．现有一质量m ＝0.1 kg 的小物体(可视为质点)在距A 点高为H ＝3.6 m 处由静止自由落下，恰沿A 点滑入圆弧轨道(g ＝10 m/s 2)．求：(1)ABCD 轨道在水平面上运动的最大速率；(2)小物体第一次沿轨道返回到A 点时的速度大小．【解析】(1)由题意分析可知，当小物体运动到圆弧最低点B 时轨道的速率最大，设为v m ，假设此时小物体的速度大小为v ，则小物体和轨道组成的系统水平方向动量守恒：以初速度的方向为正方向；由动量守恒定律可得：Mv m ＝mv由机械能守恒得：mg (H ＋R )＝12Mv 2m ＋12mv 2 解得：v m ＝2.0 m/s(2)由题意分析可知，小物体第一次沿轨道返回到A 点时小物体与轨道在水平方向的分速度相同，设为v x ，假设此时小物体在竖直方向的分速度为v y ，则对小物体和轨道组成的系统，由水平方向动量守恒得：(M ＋m )v x ＝0由能量守恒得：mgH ＝12(M ＋m )v 2x ＋12mv 2y ＋μmg 2L 解得v x ＝0；v y ＝4.0 m/s故小物体第一次沿轨道返回到A 点时的速度大小v A ＝v 2x ＋v 2y ＝16 m/s ＝4 m/s【答案】(1)2.0 m/s (2)4 m/s如图所示，AB 是倾角为θ＝30°的粗糙直轨道，BCD 是光滑的圆弧轨道，AB 恰好在B 点与圆弧相切．圆弧的半径为R .一个质量为m 的物体(可以看作质点)从直轨道上的P 点由静止释放，结果它能在两轨道上做往返运动．已知P 点与圆弧的圆心O 等高，物体与轨道AB 间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，求：(1)物体对圆弧轨道的最大压力大小；(2)物体滑回到轨道AB 上距B 点的最大距离；(3)释放点距B 点的距离L ′应满足什么条件，为能使物体能顺利通过圆弧轨道的最高点D .【解析】(1)根据几何关系：PB ＝R tan θ＝3R 从P 点到E 点根据动能定理，有： mgR －μmg cos θ·PB ＝12mv 2E －0代入数据：mgR －μmg ·32·3R ＝12mv 2E 解得：v E ＝2－3μgR在E 点，根据向心力公式有：F N －mg ＝m v 2E R解得：F N ＝3mg －3μmg(2)物体滑回到轨道AB 上距B 点的最大距离x ，根据动能定理，有mg (BP －x )·sin θ－μmg cos θ(BP ＋x )＝0－0代入数据：mg (3R －x )·12－μmg ·32(3R ＋x )＝0 解得：x ＝3－3μ3μ＋1R(3)刚好到达最高点时，有mg ＝m v 2R解得：v ＝gR根据动能定理，有mg (L ′sin θ－R －R cos θ)－μmg cos θ·L ′＝12mv 2－0代入数据：mg (12L ′－R －32R )－μmg ·32 L ′＝12mgR 解得：L ′＝3R ＋3R 1－3μ 所以L ′≥3R ＋3R 1－3μ，物体才能顺利通过圆弧轨道的最高点D 【答案】(1)3mg －3μmg (2)3－3μ3μ＋1R(3)L ′≥3R ＋3R 1－3μ4.如图甲所示，滑块与足够长的木板叠放在光滑水平面上，开始时均处于静止状态．作用于滑块的水平力F 随时间t 变化图象如图乙所示，t ＝2.0 s 时撤去力F ，最终滑块与木板间无相对运动．已知滑块质量m ＝2 kg ，木板质量M ＝ 1 kg ，滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，取g ＝10 m/s 2.求：(1)t ＝0.5 s 时滑块的速度大小；(2)0～2.0 s 内木板的位移大小；(3)整个过程中因摩擦而产生的热量．【解析】(1)木板M 的最大加速度a m ＝μmg M＝4 m/s 2 滑块与木板保持相对静止时的最大拉力F m ＝(M ＋m )a m ＝12 N即F 为6 N 时，M 与m 一起向右做匀加速运动对整体分析有：F ＝(M ＋m )a 1v 1＝a 1t 1代入数据得：v 1＝1 m/s(2)对M ：0～0.5 s ，x 1＝12a 1t 21 0．5～2 s ，μmg ＝Ma 2x 2＝v 1t 2＋12a 2t 22则0～2 s 内木板的位移x ＝x 1＋x 2＝6.25 m(3)对滑块：0．5～2 s ，F －μmg ＝ma 2′0～2 s 时滑块的位移x ′＝x 1＋(v 1t 2＋12a 2′t 22) 在0～2 s 内m 与M 相对位移Δx 1＝x ′－x ＝2.25 m t ＝2 s 时木板速度v 2＝v 1＋a 2t 2＝7 m/s滑块速度v 2′＝v 1＋a 2′t 2＝10 m/s撤去F 后，对M ：μmg ＝Ma 3对m ：－μmg ＝ma 3′当滑块与木板速度相同时保持相对静止，即v 2＋a 3t 3＝v 2′＋a 3′t 3解得t 3＝0.5 s该段时间内，M 位移x 3＝v 2t 3＋12a 3t 23 m 位移x 3′＝v 2′t 3＋12a 3′t 23相对位移Δx 2＝x 3′－x 3＝0.75 m整个过程中滑块在木板上滑行的相对位移Δx ＝Δx 1＋Δx 2＝3 m系统因摩擦产生的热量Q ＝μmg ·Δx ＝12 J.【答案】见解析5如图所示，质量为M 的平板车P 高h ，质量为m 的小物块Q 的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上．一不可伸长的轻质细绳长为R ，一端悬于Q 正上方高为R 处，另一端系一质量也为m 的小球(大小不计)．今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q 的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q 离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q 与P 之间的动摩擦因数为μ，M ∶m ＝4∶1，重力加速度为g .求：(1)小物块Q 离开平板车时速度为多大？(2)平板车P 的长度为多少？【解析】(1)小球由静止摆到最低点的过程中，有：mgR (1－cos 60°)＝12mv 20 解得v 0＝gR小球与小物块Q 相撞时，动量守恒，机械能守恒，则有：mv 0＝mv 1＋mv Q12mv 20＝12mv 21＋12mv 2Q 解得：v 1＝0，v Q ＝v 0＝gR二者交换速度，即小球静止下来．Q 在平板车上滑行的过程中，系统的动量守恒，则有mv Q ＝Mv ＋m (2v )解得，v ＝16v Q ＝gR 6小物块Q 离开平板车时，速度为：2v ＝gR 3 (2)由能量守恒定律，知F f L ＝12mv 2Q －12Mv 2－12m (2v )2 又F f ＝μmg解得，平板车P 的长度为L ＝7R 18μ. 【答案】(1)gR3 (2)7R 18μ6.2018年10月23日，港珠澳大桥开通，这是建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥。
新教材高中物理二轮复习精品 专题一 第3课时 动力学两类基本问题 板块模型和传送带模型中的动力学问题
3.(2021·江苏南京市、盐城市二模)如图7所示，电动传送带以恒定速度v0 ＝1.2 m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角α＝37°，现将质量m＝20
kg的箱子轻放到传送带底端，经过一段时间后，
箱子被送到h＝1.8 m的平台上.已知箱子与传送带
间的动摩擦因数μ＝0.85，不计其他损耗(g＝10 m/s2，
第3课时 动力学两类基本问题 板块模型和 传送带模型中的动力学问题
命题规律
1.命题角度：(1)动力学的两类基本问题； (2)板块模型中的动力学问题； (3)传送带模型中的动力学问题.
2.常考题型：计算题.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
高考题型1 动力学两类基本问题 高考题型2 板块模型中的动力学问题 高考题型3 传送带模型中的动力学问题 高考预测 专题强化练
⑪
由①②④⑤式知，aA＝aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A
的速度大的速度相同，设其大小为v2，设A的速度大小从v1变到v2所用的时
间为t2，则由运动学公式，对木板有
v2＝v1－a2t2
⑫
对A有：v2＝－v1＋aAt2
⑬
在t2时间内，B(以及木板)相对地面移动的距离为
水平面内，二者之间用传送带相接.传送带向右匀速运动，其速度的大小
v可以由驱动系统根据需要设定.质量m＝10 kg的载物箱(可视为质点)，以
初速度v0＝5.0 m/s自左侧平台滑上传送带. 载物箱与传送带间的动摩擦因数μ＝0.10，
重力加速度取g＝10 m/s2.
(1)若v＝4.0 m/s，求载物箱通过传送带所需的时间；
速度最小，设为v1；当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时，到达
右侧平台时的速度最大，设为v2，
2021高中物理二轮复习计算题标准练八含解析
高中物理二轮复习：计算题标准练(八)满分32分,实战模拟,20分钟拿下高考计算题高分!1.(14分)一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高连接,如图所示。
已知小车质量M=3.0kg,长L=2.06m,圆弧轨道的半径R=0.8m,现将一质量m=1.0kg的小滑块由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车。
滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,g=10m/s2。
(1)滑块到达B端,轨道对它支持力的大小。
(2)小车运动1.5s时,车右端距轨道B端的距离。
(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。
【解析】(1)根据动能定理得,mgR=mv2解得v2=2gR,v==4m/s在B端有:N-mg=m,解得N=3mg=30N。
故滑块到达B端,轨道对它支持力的大小为30N。
(2)小车的加速度a1==m/s2=1 m/s2。
滑块的加速度a2==μg=3m/s2当两者速度相等时有:a1t0=v-a2t0解得t0==s=1 s知小车在1.5s内先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动。
匀加速直线运动的位移x1=a1=×1×1m=0.5 m匀速直线运动的速度v′=a1t0=1×1m/s=1 m/s,t′=1.5s-1 s=0.5 s则匀速直线运动的位移x2=v′t′=0.5m所以x=x1+x2=1m故小车运动1.5s时,车右端距轨道B端的距离为1m。
(3)两者共同做匀速直线运动的速度v′=1m/s,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能设为Q, 根据能量守恒得,Q=mv2-(M+m)v′2=6J故滑块与车面间由于摩擦而产生的内能为6J。
答案:(1)30N (2)1 m (3)6 J2.(18分)如图甲,两个绝缘的足够大的挡板M、N竖直放置,两板间存在一个竖直向上的匀强电场,另外有一个垂直纸面的匀强磁场,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示(以垂直纸面向外的方向为正,B0和T0为已知量)。
高中物理计算题专项训练附答案解析
1．道路千万条，安全第一条．行车不规范，亲人两行泪．近日，道路上某酒驾人员驾乘汽车A以v A＝4 m/s的速度向右做匀速直线运动，同时后方相距x0＝24 m处正以v B＝2 m/s 的速度同向运动的警车B开始做a＝2 m/s2的匀加速直线运动，从此时开始计时，求：(1)B追上A之前，A、B之间的最远距离是多少？(2)经多长时间，警车B才能追上A车？2．舰载机着舰被称为“在刀尖上跳舞”，指的是舰载机着舰有很大的风险，一旦着舰不成功，飞行员必须迅速实施“逃逸复飞”，“逃逸复飞”是指制动挂钩挂拦阻索失败后飞机的复飞．若航母跑道长为280 m，某飞行员在一次训练“逃逸复飞”科目时，战斗机在跑道一端着舰时的速度为55 m/s，着舰后以10 m/s2的加速度做匀减速直线运动，3 s后制动挂钩挂拦阻索失败，于是战斗机立即以6.25 m/s2的加速度复飞，起飞需要的最小速度为50 m/s.求：(1)战斗机着舰3 s时的速度大小；(2)本次“逃逸复飞”能否成功？若不能，请说明理由；若能，达到起飞速度时战斗机离跑道终端的距离．3．如图所示，在水平地面上有一高h＝4.2 m的竖直墙，现将一小球以v0＝6 m/s的速度，从离地面高为H＝6 m的A点水平抛出，小球撞到墙上B点时的速度与竖直墙成37°角，不计空气阻力和墙的厚度，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)小球从A到B所用的时间t；(2)抛出点A到墙的水平距离s；(3)若仍将小球从原位置沿原方向抛出，为使小球能越过竖直墙，小球抛出时的初速度大小应满足什么条件？4．当地时间2021年7月30日，东京奥运会女子蹦床决赛，整套动作完美发挥的朱雪莹，以56.635分夺得金牌，帮助中国蹦床队时隔13年重获该项目冠军．队友刘灵玲收获一枚银牌．已知朱雪莹的体重为45 kg，在比赛中，朱雪莹从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0 m高处．已知朱雪莹与网接触的时间为0.15 s，g 取10 m/s2，求：(1)朱雪莹下落接触网面前瞬间的速率v1和上升离开网面瞬间的速率v2；(2)网面对朱雪莹的平均作用力F.5．如图所示，半径R ＝0.40 m 的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A .一质量m ＝0.10 kg 的小球，以初速度v 0＝7.0 m/s 在水平地面上向左做加速度a ＝3.0 m/s 2的匀减速直线运动，运动4.0 m 后，冲上竖直半圆环．(取重力加速度g ＝10 m/s 2).(1)求小球在A 点的速度大小； (2)通过计算得出小球能否通过B 点；(3)若能通过B 点，最后小球落在C 点，求A 、C 间的距离．6．如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角α＝37°的光滑直轨道 AB 、圆心为O 1的半圆形光滑轨道 BCD 、圆心为O 2的半圆形光滑细圆管轨道DEF 、倾角也为37°的粗糙直轨道FG 组成，B 、D 和F 为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在G 点(与B 点等高)，B 、O 1、D 、O 2和F 点处于同一直线上．已知可视为质点的滑块质量m ＝0.1 kg ，轨道BCD 和DEF 的半径R ＝0.15 m ，轨道AB 长度l AB ＝3 m ，滑块与轨道FG 间的动摩擦因数μ＝78，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.滑块开始时均从轨道AB 上某点静止释放．(1)若释放点距B 点的长度l ＝0.7 m ，求滑块到最低点C 时轨道对其支持力F N 的大小； (2)设释放点距B 点的长度为l x ，求滑块第1次经F 点时的速度v 与l x 之间的关系式； (3)若滑块最终静止在轨道FG 的中点，求释放点距B 点长度l x 的值．7.如图所示，质量为M＝4 kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量为m＝1 kg，大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力F＝8 N，铁块在长L＝6 m的木板上滑动．取g＝10 m/s2.求：(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端；(2)在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功；(3)在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能．8.如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为10 kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为30°，整个装置处于静止状态，取g＝10 m/s2，结果中可保留根号．求：(1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；(2)若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，其最小拉力的大小．9．如图所示，倾角为θ＝37°的足够长光滑斜面AB与长L BC＝2 m的粗糙水平面BC用一小段光滑圆弧(长度不计)平滑连接，半径R＝1.5 m的光滑圆弧轨道CD与水平面相切于C 点，OD与水平方向的夹角也为θ＝37°.质量为m的小滑块从斜面上距B点L0＝2 m的位置由静止开始下滑，恰好运动到C点．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.(1)求小滑块与粗糙水平面BC间的动摩擦因数μ；(2)改变小滑块从斜面上开始释放的位置，小滑块能够通过D点，求小滑块的释放位置与B点的最小距离．10．如图所示，在半径为a、圆心角为90°的扇形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆弧部分为绝缘弹性挡板．一带电量为＋q、质量为m的粒子以某一速度垂直OM边界射入匀强磁场，进入磁场后仅与挡板碰撞(电荷不发生转移)一次后又垂直ON边界射出，已知粒子与挡板碰撞后速度大小不变、方向反向．不计粒子重力，求：(1)粒子入射点到O点距离；(2)粒子的入射速度．11．如图，一对长平行栅极板水平放置，极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，极板与可调电源相连．正极板上O 点处的粒子源垂直极板向上发射速度为v 0、带正电的粒子束，单个粒子的质量为m 、电荷量为q .一足够长的挡板OM 与正极板成37°倾斜放置，用于吸收打在其上的粒子．C 、P 是负极板上的两点，C 点位于O 点的正上方，P 点处放置一粒子靶(忽略靶的大小)，用于接收从上方打入的粒子，CP 长度为L 0.忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力，sin 37°＝35.(1)若粒子经电场一次加速后正好打在P 点处的粒子靶上，求可调电源电压U 0的大小； (2)调整电压的大小，使粒子不能打在挡板OM 上，求电压的最小值U min ；(3)若粒子靶在负极板上的位置P 点左右可调，则负极板上存在H 、S 两点(CH ≤CP <CS ，H 、S 两点未在图中标出)，对于粒子靶在HS 区域内的每一点，当电压从零开始连续缓慢增加时，粒子靶均只能接收到n (n ≥2)种能量的粒子，求CH 和CS 的长度(假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定).12．一名潜水员在夜间进行深水作业，其头盔上的照明灯可看做是点光源向各个方向发射光线，在平静的水面上可看到该光源发出的光只从一个半径r ＝1.8 m 的圆形区域内射出水面，若水的折射率n ＝53.求：(1)此时潜水员的头部在水面下方的深度h ；(2)若在8 s 的时间内，我们发现透光的圆形水域半径从1.8 m 扩大到6 m ，试根据光学知识求出潜水员在水下竖直方向匀速运动的速度v y ．13.如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的长玻璃管，接口密封．玻璃管内部横截面积为S＝0.2 cm2，一长为h ＝15 cm的静止水银柱封闭了一定质量的气体，其下方玻璃管内空气柱长度为l1＝10 cm，此时外界温度为t1＝27 ℃.现把容器浸在100 ℃的沸水中，水银柱缓慢上升29.2 cm后稳定．实验过程中认为大气压强没有变化，大气压强p＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高汞柱压强).(结果保留两位有效数字)(1)容器的容积为多少？(2)若实验过程中管内气体内能增加了 1.3 J，请判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的多少．14．如图所示，水平地面与一半径为L的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C 点位置处于圆心O的正下方．质量为m的小球在距离地面高度也为L的水平平台边缘上的A 点以2gL的初速度水平抛出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g.求：(1)B点与抛出点A正下方的水平距离x；(2)圆弧BC段所对的圆心角θ；(3)小球经B点时，对圆轨道的压力大小．15．如图所示，足够长，间距为L的平行光滑金属导轨ab、de构成倾角为θ的斜面，上端接有阻值为R的定值电阻，足够长的平行光滑金属导轨bc、ef处于同一水平面内，倾斜导轨与水平导轨在b、e处平滑连接，且b、e处装有感应开关；倾斜导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B；距离b足够远处接有未闭合的开关S，在开关S右侧垂直导轨放置导体棒N，在倾斜导轨上距b、e足够远的位置放置导体棒M，现将导体棒M由静止释放，当导体棒M通过b、e处后瞬间感应开关自动断开．已知导体棒M的质量为m，电阻为R，导体棒N的质量为2m，电阻为2R，两导体棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，重力加速度为g，不计导轨电阻及空气阻力．(1)保持开关S断开，求导体棒M通过感应开关前瞬间的速度大小；(2)若固定导体棒N，导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S，求导体棒M在水平导轨上运动的位移；(3)若不固定导体棒N，导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S，求导体棒N上产生的焦耳热．16．如图所示，足够长的平行金属导轨在水平面上，间距为L，一端连接有阻值为R的电阻；导轨上放质量为m的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如图所示．若m＝0.5 kg，L＝0.5 m，R＝0.5 Ω；(取重力加速度g＝10 m/s2)求：(1)磁感应强度B为多大？(2)金属杆与导轨间的摩擦力．17．如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5 T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E＝2 N/C.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场，并在y>h＝0.4 m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场．一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ＝45°)，并从原点O进入第一象限．已知重力加速度g＝10 m/s2，问：(1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比；(2)油滴在第一象限运动的时间．18．如图所示，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度为E，屏CD与y轴垂直，OACD为一矩形，OA边长为L，OD边长为2L，矩形OACD内某区域存在磁感应强度为B的匀强磁场．质量为m、电荷量为q、重力不计的正粒子从x轴负半轴上的P点由静止释放，从O点进入磁场后最终垂直于屏打到C点，且从x轴PO段上任意位置由静止释放的同种正粒子最终都能垂直打到屏CD上，求：(1)PO之间的距离x；(2)上述由P点释放的粒子，从P到C经历的时间t；(3)磁场区域的最小面积S.19.如图，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V0和14V0.环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦．(1)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；(2)将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强．20．如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P 点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式．答案及解析1．(1)25 m (2)6 s 解析：追及和相遇问题(1)两车速度相等时，相距最远，则由有v A ＝v B ＋at 1 解得t 1＝1 s ，此段时间内A 车的位移x A ＝v A t 1 B 车的位移x B ＝v B t 1＋12at 21A 、B 之间的最远距离Δx ＝x A ＋x 0－x B以上各式联立解得最远距离Δx ＝25 m.(2)设经过时间t B 车追上A 车，则通过的位移关系有x ′B ＝x ′A ＋x 0 即v B t ＋12at 2＝v A t ＋x 0代入数据解得t ＝6 s ．2．(1)25 m/s (2)能成功，起飞时离跑道终端的距离为10 m 解析：匀变速直线运动规律的应用 (1)战斗机着舰减速过程，根据速度公式得v 1＝v 0＋a 1t 1代入数据解得v 1＝25 m/s(2)战斗机减速过程，根据位移公式得x 1＝v 0t 1＋12a 1t 21代入数据解得x 1＝120 m.假设战斗机能“逃逸复飞”成功，根据速度－位移关系式得v 22 －v 21 ＝2a 2x2 代入数据得战斗机复飞过程的最小位移x 2＝150 m ， 飞机的总位移x ＝x 1＋x 2＝270 m<L ＝280 m ， 因此本次“逃逸复飞”训练能成功． 离跑道终端的距离Δx ＝L －x ＝10 m ．3．(1)0.8 s (2)4.8 s (3)v ′0≥8 m/s 解析：抛体运动(1)将B 点的速度分解到水平和竖直方向，有tan 37°＝v 0v y竖直方向上是自由落体运动v y ＝gt 代入数据解得t ＝0.8 s(2)平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，s ＝v 0t 代入数据解得s ＝4.8 m(3)恰好从墙上越过时，由平抛运动规律得H －h ＝12gt ′2s ＝v ′0t ′解得v ′0＝8 m/s.均使小球能越过竖直墙，抛出时的初速度应满足v ′0≥8 m/s.4．(1)8 m/s ，10 m/s (2)5 850 N 解析：动量和动量定理(1)运动员下落接触网面前瞬间的速度大小为v 1＝2gh 1＝2×10×3.2 m/s ＝8 m/s运动员上升离开网面瞬间的速度大小为v 2＝2gh 2＝2×10×5.0 m/s ＝10 m/s(2)取竖直向上为正方向，运动员和网接触过程中，由动量定理知 (F －mg )t ＝mv 2－mv 1 可解得F ＝mv 2－m （－v 1）t＋mg＝45×10－45×（－8）0.15N ＋45×10 N ＝5 850 N5．(1)5 m/s (2)见解析 (3)1.2 m 解析：机械守恒定律 (1)匀减速运动过程中，有：v 2A －v 20 ＝－2as ，解得v A ＝5 m/s(2)假设物体能到达圆环的最高点B ，由机械能守恒： 12mv 2A ＝2mgR ＋12mv 2B 解得：v B ＝3 m/s恰好通过最高点B 满足：mg ＝m v 2B 1 R.解得：v B 1＝2 m/s因为v B >v B 1，所以小球能通过最高点B . (3)小球从B 点做平抛运动，有： 2R ＝12gt 2s AC ＝v B ·t解得：s AC ＝1.2 m6．(1)7 N (2)v ＝12l x －0.96(m/s)(0.85 m ≤l x ≤3 m) (3)1315 m 或95 m 或4115 m解析：能量守恒定律(1)滑块从A 到C 的过程只有重力做功，机械能守恒，则mgl sin 37°＋mgR (1－cos 37°)＝12mv 2C C 点时F N ＝mg ＋m v 2CR＝7 N(2)要使得滑块到达F 点，则必过圆弧轨道DEF 的最高点，即有mgl x sin 37 °－mg (3R cos 37 °＋R )＝12mv 20 ≥0即l x ≥0.85 m滑块运动到F 的过程中，由机械能守恒定律有mgl x sin 37 °－4mgR cos 37 °＝12mv 2解得v ＝12l x －9.6(m/s)(0.85 m ≤l x ≤3 m)(3)设摩擦力做的功为滑块第一次到达FG 中点时的n 倍 由动能定理得mgl x sin 37°－mgl FG2sin 37°－n μmgl FG2cos 37°＝0l x ＝7n ＋615m 将0.85 m ≤l x ≤3 m 代入上式可得2728≤n ≤397，由运动过程可知，n 只能取1、3、5 当n ＝1时l x ＝1315m当n ＝3时l x ＝95m当n ＝5时l x ＝4115m.7．(1)2 s (2)64 J (3)40 J解析：传送带模型和滑块—木板模型中的能量问题(1)铁块与木板间的滑动摩擦力F f ＝μmg ＝0.4×1×10 N ＝4 N 铁块的加速度a 1＝F －F f m ＝4 m/s 2木板的加速度a 2＝F f M＝1 m/s 2设铁块滑到木板左端的时间为t ，则12a 1t 2－12a 2t 2＝L解得t ＝2 s(2)铁块位移x 1＝12a 1t 2＝12×4×22m ＝8 mF 对铁块做的功W ＝Fx 1＝8×8 J ＝64 J(3)由功能关系可知E k 总＝W －μmgL ＝(64－24) J ＝40 J8．(1)51.8 N 73.2 N (2)70.7 N解析：平衡中的临界和极值问题(1)如图，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，对小球受力分析，把不在坐标轴上的力沿轴分解，则水平方向上有F T sin 45°－F N sin 30°＝0竖直方向上有F T cos 45°＋F N cos 30°－mg＝0由以上两式得F N＝100(3－1) N≈73.2 NF T＝50(6－2) N≈51.8 N(2)外力方向与绳子垂直时，拉力最小．拉力的最小值为F min＝mg sin 45°代入数据，解得F min＝50 2 N≈70.7 N9．(1)0.6 (2)6.75 m解析：动能和动能原理(1)滑块恰好运动到C点，由动能定理得mgL0sin 37°－μmgL BC＝0－0解得：μ＝0.6(2)滑块能够通过D点，在D点的最小速度，由mg sin θ＝m v 2DR解得：v D ＝3 m/s设滑块在斜面上运动的距离为L ，由动能定理得mgL sin θ－μmgL BC －mgR (1＋sin θ)＝12mv 2D －0解得：L ＝6.75 m10．(1)(2－1)a (2)qaB m解析：带电粒子在有界匀强磁场中的运动(1)根据题意可知，粒子与挡板碰撞为弹性碰撞，碰撞后速度大小不变，根据运动的对称性可知，粒子在碰撞挡板前的运动轨迹与碰撞后的轨迹完全对称，由此可作运动轨迹如图所示．设半径为r ，由图几何关系可得r ＝a 由入射点到O 的距离为d ＝2r －r 即d ＝(2－1)a(2)由洛伦兹力提供向心力可得qvB ＝mv 2r即v ＝qaB m11．(1)qB 2L 20 8m －mv 20 2q (2)7mv 218q(3)见解析解析：磁场对运动电荷的作用 (1)根据动能定理得qU 0＝12mv 2－12mv 20 ，带电粒子进入磁场，由洛伦兹力提供向心力得qvB ＝m v 2r，又有r ＝L 02，联立解得U 0＝qB 2L 20 8m －mv 22q.(2)使粒子不能打在挡板OM 上，则加速电压最小时，粒子的运动轨迹恰好与挡板OM 相切，如图甲所示，设此时粒子加速后的速度大小为v 1，在上方磁场中运动的轨迹半径为r 1，在下方磁场中运动的轨迹半径为r 2，由几何关系得 2r 1＝r 2＋r 2sin 37°， 解得r 1＝43r 2，由题意知，粒子在下方磁场中运动的速度为v 0，由洛伦兹力提供向心力得qv 1B ＝m v 21r 1，qv 0B ＝mv 20 r 2，由动能定理得 qU min ＝12mv 21 －12mv 20 ，解得U min ＝7mv 218q.(3)画出粒子的运动轨迹，由几何关系可知P 点的位置满足k (2r P －2r 2)＋2r P ＝x CP (k ＝1，2，3…).当k ＝1时，轨迹如图乙所示；当k ＝5时，轨迹如图丙所示．由题意可知，每个粒子的整个运动过程中电压恒定，粒子在下面的磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力，有qv 0B ＝m v 20 r 2，解得r 2＝mv 0qB ，为定值，由第(2)问可知，r P ≥43r 2，所以当k 取1，r P ＝43r 2时，x CP 取最小值，即CH ＝x CP min ＝103·mv 0qB，CS →无穷远．12．(1)2.4 m (2)0.7 m/s ，方向竖直向下 解析：光的反射、折射、全反射(1)由题意可知潜水员头盔上照明灯发出的光线在透光区域边缘恰好发生全反射，则根据几何关系可知sin C ＝r r 2＋h2＝1n解得h ＝2.4 m(2)当透光的圆形水域半径扩大到r ′＝6 m 时，设潜水员的深度为h ′，由于全反射临界角不变，则根据几何关系可得r h ＝r ′h ′解得h ′＝8 m潜水员在水下竖直方向匀速运动的速度为v y ＝h ′－ht＝0.7 m/s ，方向竖直向下．13．(1)22 cm 3(2)吸热 2.0 J 解析：热力学定律(1)设容器的容积为V ，封闭气体等压膨胀T 1＝300 K ，T 2＝373 K由盖—吕萨克定律V ＋l 1S T 1＝V ＋l 2ST 2l 2＝l 1＋29.2 cm ＝39.2 cm得V ＝（T 1l 2－T 2l 1）S T 2－T 1＝22 cm 3(2)气体压强为p ＝1.2×105Pa因为气体膨胀，对外做功W ＝－p (l 2－l 1)S 得W ＝－0.70 J根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可得Q ＝2.0 J ，气体从外界吸收热量14．(1)2L (2)45° (3)(4＋22)mg 解析：圆周运动(1)设小球做平抛运动到达B 点的时间为t ，由平抛运动规律得x ＝v 0t L ＝12gt 2联立解得x ＝2L(2)小球到达B 点时竖直分速度为v y ，由运动学规律得v 2y ＝2gL 由运动分解得tan θ＝v y v 0解得θ＝45°(3)设小球到B 点时速度大小为v B ，则有v B ＝2v 0由牛顿第二定律得F －mg cos θ＝mv 2BL解得F ＝(4＋22)mg 根据牛顿第三定律小球对圆轨道的压力大小为F ′＝F ＝(4＋22)mg15．(1)2mgR sin θB 2L 2 (2)6m 2gR 2sin θB 4L 4 (3)8m 3g 2R 2sin 2θ9B 4L 4解析：电磁感应中能量和动量问题(1)由题意可知导体棒M 到达b 、e 前已做匀速直线运动，由法拉第电磁感应定律得E ＝BLv由闭合电路欧姆定律得I ＝E2R由平衡条件得mg sin θ＝BIL 解得：v ＝2mgR sin θB 2L2(2)若固定导体棒N ，导体棒M 通过感应开关后瞬间闭合开关S ，导体棒M 、N 构成回路，最终导体棒M 静止，由法拉第电磁感应定律得E －＝BL Δx Δt由闭合电路欧姆定律得I －＝E －3R对导体棒M ，由动量定理得－B I －L Δt ＝0－mv解得：Δx ＝6m 2gR 2sin θB 4L 4 (3)若不固定导体棒N ，导体棒M 通过感应开关后瞬间闭合开关S ，导体棒M 、N 组成的系统动量守恒，最终它们共速，则mv ＝3mv 共由能量守恒定律得12mv 2＝12×3mv 2共 ＋Q 导体棒N 上产生的焦耳热为Q N ＝2R R ＋2RQ 解得：Q N ＝8m 3g 2R 2sin 2θ9B 4L 4.16．(1)1 T (2)2 N 解析：电磁感应中的动力学问题 设摩擦力为F f ，平衡时有F ＝F f ＋F 安＝F f ＋B 2L 2v R由图像可知，如当F ＝4 N 时v ＝4 m/s当F ＝10 N 时v ＝16 m/s代入F ＝F f ＋B 2L 2v R，解得B ＝1 T ，F f ＝2 N ．17．(1)1∶1∶ 2 (2)0.828 s解析：带电粒子在叠加场中的运动(1)恰好能沿PO 做匀速直线运动，受力分析如图所示则qvB cos 45°＝Eq ，qvB sin 45°＝mg因此mg ∶qE ∶qvB ＝1∶1∶ 2(2)因为qvB ＝2Eq可知，粒子速度v ＝4 2 m/s粒子从O 到A ，受重力和电场力，二力合力为0，因此粒子匀速直线运动，运动时间t 1＝x 1v ＝hsin 45°v＝0.1 s 粒子在磁场部分做匀速圆周运动qvB ＝m v 2r周期T ＝2πr v ＝2πm Bq磁场中运动时间t 2＝α2πT ＝14T ＝0.628 s 由对称性可知，粒子从C 到N 与O 到A 时间相同，因此运动总时间t ＝2t 1＋t 2＝0.828 s ．18．(1)qB 2L 22mE (2)BL E ＋m （π＋2）2qB (3)π－24L 2 解析：带电粒子在组合场中的运动(1)如图所示，由几何关系得垂直于屏打在C 点的粒子在磁场中的运动半径为L ，根据带电粒子在磁场中的运动规律qBv ＝mv 2r 得R ＝mv qB＝L 由P 到O 运用动能定理得 qEx ＝12mv 2得x ＝qB 2L 22mE (2)第一阶段由P 到O 粒子做匀加速直线运动由x ＝v 2t 1 解得t 1＝BL E第二阶段在磁场中粒子经历1/4圆周，故 t 2＝14·2πm qB ＝πm 2qB第三阶段粒子做匀速直线运动x ＝2L －R v ＝m qB故总时间t ＝t 1＋t 2＋t 3＝BL E ＋m （π＋2）2qB (3)磁场下边界为半径为L 的1/4圆弧，磁场的上边界上任意一点坐标x 、y 始终满足y ＝x ，故磁场的上边界是一条y ＝x 的直线，如(1)中图所示，月牙部分即为磁场区域面积，故S ＝14πR 2－12L 2＝π－24L 2.19.(1)43T 0 (2)94p 0 解析：热学(1) 选第Ⅳ部分气体为研究对象，在B 汽缸中的活塞到达汽缸底部的过程中发生等压变化：V 0－14V 0T 0＝V 0T 1，解得T 1＝43T 0. (2) (2)以第Ⅱ、Ⅲ部分气体整体为研究对象，温度由T 0升至2T 0过程，由理想气体状态方程：p 0⎝⎛⎭⎪⎫18V 0＋14V 0T 0＝p 1V 12T 0.对第Ⅳ部分气体，温度由T 0升至2T 0过程，由理想气体状态方程：p 0⎝⎛⎭⎪⎫V 0－14V 0T 0＝p 1（V 0－V 1）2T 0，解得p 1＝94p 0.20.sin αsin β 解析：光学根据光的折射定律有n ＝sin βsin α. 根据光的全反射可得sin θ＝1n. 联立解得sin θ＝sin αsin β.。
2021高中物理二轮复习计算题标准练四含解析
高中物理二轮复习：计算题标准练(四)满分32分,实战模拟,20分钟拿下高考计算题高分!1.(14分)磁悬浮列车的运行原理可简化为如图所示的模型,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B1和B2,导轨上有金属框abcd,金属框宽度ab与磁场B1、B2宽度相同。
当匀强磁场B1和B2同时以速度v0沿直导轨向右做匀速运动时,金属框也会沿直导轨运动,设直导轨间距为L,B1=B2=B,金属框的电阻为R,金属框运动时受到的阻力恒为F,则(1)金属框受到磁场的总安培力多大?(2)金属框运动的最大速度为多少?(3)金属框内的焦耳热功率多大?磁场提供能量的功率多大?【解析】(1)金属框匀速运动处于平衡状态,由平衡条件得:F安培=F。
(2)当磁场B1、B2同时以速度v0向右匀速运动时,线框必然同时有两条边切割磁感线而产生感应电动势。
线框以最大速度运动时切割磁感线的速度为v=v0-v m,当线框以最大速度v m匀速行驶时,线框产生的感应电动势为:E=2BLv,线框中产生的感应电流为I=,线框所受的安培力为:F安=2BIL,线框匀速运动时,由平衡条件得:F安=F,解得:v m=v0-。
(3)克服安培力做功转化为焦耳热,焦耳热的功率:P Q=F安(v0-v m)=,金属框匀速运动,金属框的动能不变,磁场提供能量的功率:P=Fv0+P Q=Fv0+。
答案:(1)F(2)v0-(3)Fv0+2.(18分)如图所示,长直水平轨道PC与光滑圆弧轨道CDE平滑连接。
轻质弹簧一端系于固定立柱上,另一端系住物块B,与圆弧末端E相距R处的一挡板N平行于OE放置。
开始时,向右压B使弹簧缩短x0后锁定,光滑弹性小球A紧贴B静置。
现解除锁定,A、B一起运动至位置Q分离,然后小球A继续沿轨道运动并恰能通过最高点D。
已知:小球A、物块B均视为质点,质量均为m,圆弧半径为R,弹簧劲度系数为k,物块与水平轨道的动摩擦因数为μ,OE 连线与竖直方向的夹角为θ=60°。
2021新高考物理二轮总复习高考题型打包9份(计算题+实验题+选择题,付,86)
A.t=t0 时刻,金属杆 ab 的速度大小为 -v B.从 t=0 到 t=t0 时间内,流过金属杆 ab 的电荷量为 C.最终两金属杆的间距为 s0+
Earlybird
晨鸟教育
D.最终两金属杆的间距为 s0+
参考答案
专项练 1
1.B 解析气体体积减为原来的一半,外界对气体做正功,故 A 错误;根据 =C 可知,气体体 积减小到原来的一半,但是根据实际情况,气体的温度不可能减小到原来的一半,故气体的 压强一定增加,选项 B 正确;温度降低,所以气体的气体分子的平均动能减小,故 C 错误;温 度降低,内能减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律 Δ U=W+Q,封闭气体向外界传 递热量,故 D 错误。 2.A 解析由图可知,从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级比从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射出 的光子的能量小,则辐射的光子的频率小,所以辐射的电磁波的波长长,故 A 正确;大量处 于 n=4 能级的电子向低能级跃迁时可放出 6 种频率的光子,故 B 错误;从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级,氢原子向外发射光子,总能量减小,电子的运动半径减小,则电子的电势能减小, 故 C 错误;从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级时辐射的光子的能量 E32=E3-E2=1.89eV<2.5eV 可, 知不能使逸出功为 2.5eV 的金属发生光电效应,故 D 错误。
二轮复习高中物理计算题专题复习(含答案)
二轮复习计算题专题训练1、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=1kg，动力系统提供的恒定升力F=14N，试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升，设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2．(1)第一次试飞，飞行器飞行t1=8s时到达高度S m=64m，求飞行器阻力f的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力，求飞行器能达到的最大高度．2、如图所示，滑块b静止在光滑水平面上，滑块a右端与一轻弹簧相连后以某一速度冲向滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，b在与弹簧分离后，冲上半径为R的竖直光滑固定半圆轨道，且恰好能从轨道顶端水平飞出。
已知a、b两个滑块的质量分别为2m和m，重力加速度为g，求：(滑块a、b可视为质点，弹簧始终处在弹性限度内)，求：(1)滑块b与弹簧分离时的速度大小；(2)滑块a碰撞前的速度大小；(3)a、b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能。
3、如图所示，半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。
质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0=2m/s的速度被水平拋出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能E pm=0.8J，已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2。
求：(1)小物块从A点运动至B点的时间。
(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小。
(3)C、D两点间的水平距离L。
4、如图所示，装置的左边AB部分是长为L1=1m的水平面，一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态。
装置的中间BC部分是长为L2=2m的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以v=2m/s的速度顺时针转动。
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高中物理二轮复习：
计算题标准练(十)
满分32分,实战模拟,20分钟拿下高考计算题高分!
1.(14分)如图所示,有一质量m=1kg的小物块,在平台上以初速度v0=3m/s水平抛出,到达C 点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的半径R=0.5m的粗糙圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板,木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑接触,当小物块在木板上相对木板运动l=1m时,与木板有共同速度,小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.3,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,取g=10m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。
求:
(1)A、C两点的高度差h。
(2)物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力。
(3)物块通过圆弧轨道克服摩擦力做的功。
【解析】(1)小物块到C点时的速度竖直分量为
v Cy=v0tan 53°
=3×m/s=4m/s
下落的高度h==m=0.8 m。
(2)小物块在木板上滑行达到共同速度的过程
木板的加速度大小:
a1=
=m/s2
=1m/s2,
物块的加速度大小:
a2==μg=3m/s2,
由题意得:a1t=v D-a2t,
v D t-a2t2-a1t2=l
联立以上各式并代入数据解得
v D=2m/s,
物块在D点时由牛顿第二定律得
F N-mg=m
代入数据解得
F N=26N
由牛顿第三定律得F N′=F N=26N,方向竖直向下。
(3)小物块由A到D的过程中,由动能定理得
mgh+mgR(1-cos 53°)-W
=m-m
代入数据解得
W=10.5J。
答案:(1)0.8m
(2)26N,方向竖直向下
(3)10.5J
2.(18分)1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。
回旋加速器的工作原理如图(甲)所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。
磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。
A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q,初速度为0,在加速器中被加速,加速电压为U,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
(1)求粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比。
(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t。
(3)近年来,大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合。
例如由直线加速器作为预加速器,获得中间能量,再注入回旋加速器获得最终能量。
n个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶,它们沿轴线排列成一串,如图(乙)所示(图中只画出了六个圆筒,作为示意)。
各筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端。
整个装置放在高真空容器中。
圆筒的两底面中心开有小孔。
现有一电量为q、质量为m的正离子沿轴线射入圆筒,并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速(设圆筒内部没有电场)。
缝隙的宽度很小,离子穿过缝隙的时间可以不计。
已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1,且此时第一、二两个圆筒间的电势差φ1-φ2=-U。
为了使离子以最短时间打到靶上且获得最大能量,金属圆筒的长度应满足什么条件?并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量。
【解析】(1)设粒子第1次经过狭缝后的速度为v1,半径为r1,则qU=m
qv1B=m
解得:
r1=
同理,粒子第2次经过狭缝后的半径
r2=
则=。
(2)粒子在磁场中运动一周,被电场加速两次。
设粒子到出口处被加速了n次,
nUq=m
qv m B=m
解得n=
带电粒子在磁场中运动的周期
T==
粒子在磁场中运动的总时间
t=T=。
(3)为了使离子以最短时间打到靶上且获得最大能量,要求离子每次穿越缝隙时,前一个圆筒的电势比后一个圆筒的电势高U,穿过每个圆筒的时间恰好等于交流电的半个周期。
由于圆筒内无电场,离子在筒内做匀速运动。
设v n为离子在第n个圆筒内的速度,则第n个圆筒
的长度L n=v n·=
(n-1)qU
=m-m
v n=
第n个圆筒的长度应满足的条件为
L n=(n=1,2,3,…)
离子打到靶上的能量E km=(n-1)qU+m(n=1,2,3,…) 答案:(1)1∶
(2)
(3)L n=(n=1,2,3,…)
E km=(n-1)qU+m(n=1,2,3,…)。