2020高考物理计算题专题练习——力学综合计算(共24题,含解析)
2020高考物理计算题专题练习——力学综合计算（共24题，含解析）
1．在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道AB 和弯曲的细管道BCD 平滑连接组成，如图所示．小滑块以某一初速度从A 点滑上倾角为θ=37°的直轨道AB ，到达B 点的速度大小为2m/s ，然后进入细管道BCD ，从细管道出口D 点水平飞出，落到水平面上的G 点．已知B 点的高度h 1=1.2m ，D 点的高度h 2=0.8m ，D 点与G 点间的水平距离L =0.4m ，滑块与轨道AB 间的动摩擦因数μ=0.25，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8．
（1）求小滑块在轨道AB 上的加速度和在A 点的初速度； （2）求小滑块从D 点飞出的速度； （3）判断细管道BCD 的内壁是否光滑．
2．如图，物块A 通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B 沿水平方向与A 相撞，碰撞后两者粘连在一起运动；碰撞前B 的速度的大小v 及碰撞后A 和B 一起上升的高度h 均可由传感器（图中未画出）测得．某同学以h 为纵坐标，v 2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k =1.92 ×10-3 s 2/m ．已知物块A 和B 的质量分别为m A =0.400 kg 和m B =0.100 kg ，重力加速度大小g =9.80 m/s 2．
（1）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h –v 2直线斜率的理论值k 0；
（2）求k 值的相对误差δ（δ=00
k k k ×100%，结果保留1位有效数字）．
3．雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关．雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g．
（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W．
（2）将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数．
a．设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度v m与半径r的关系式；
b．示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2）的雨滴在空气中无初速下落的v–t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v–t图线．
（3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零．将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f ∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）．
4．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物
块a相连，如图所示．质量为3
5
m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量
为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g．求：
(1)弹簧的劲度系数；
(2)物块b加速度的大小；
(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式．
5．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC
为圆弧轨道的直径．O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=3
5
，一质量为m的小
球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g．求：
（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；
（2）小球到达A点时动量的大小；
（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间．
6．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g=10?m/s2。求：
（1）飞机滑跑过程中加速度a的大小；
（2）飞机滑跑过程中牵引力的平均功率P。
7．一列简谐横波在t＝1
3
s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)
是质点Q的振动图象。求：(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标。
8．为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s 0和s 1(s 1
(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数；
(2)满足训练要求的运动员的最小加速度．
9．汽车A 在水平冰雪路面上行驶．驾驶员发现其正前方停有汽车B ,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B .两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B 车向前滑动了4.5m ,A 车向前滑动了2.0m ·已知A 和B 的质量分别为3
2.01.0x kg 和
31.51.0x kg ·两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞
后车轮均没有滚动,重力加速度大小2
10/g m s ,求
(1)碰撞后的瞬间B 车速度的大小 (2)碰撞前的瞬间A 车速度的大小
10．如图所示，质量相等的物块A 和B 叠放在水平地面上，左边缘对齐．A 与B 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A ，A 立即获得水平向右的初速度，在B 上滑动距离L 后停下。接着敲击B ，B 立即获得水平向右的初速度，A 、B 都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．求：
（1）A 被敲击后获得的初速度大小v A ；
（2）在左边缘再次对齐的前、后，B 运动加速度的大小a B 、a B '； （3）B 被敲击后获得的初速度大小v B ．
11．如图所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A 点等高．质量m =0.5kg 的篮球静止在弹簧正上方，其底端距A 点高度h 1=1.10m ．篮球静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量x 1=0.15m ，第一次反弹至最高点，篮球底端距A 点的高度h 2=0.873m ，篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x 2=0.01m ，弹性势能为E p =0.025J ．若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内．求：
（1）弹簧的劲度系数；
（2）篮球在运动过程中受到的空气阻力； （3）篮球在整个运动过程中通过的路程；
（4）篮球在整个运动过程中速度最大的位置．
12．如图，光滑轨道PQO 的水平段QO=
2
h ，轨道在O 点与水平地面平滑连接．一质量为m 的小物块A 从高h 处由静止开始沿轨道下滑，在O 点与质量为4m 的静止小物块B 发生碰撞．A 、B 与地面间的动摩擦因数均为 =0.5，重力加速度大小为g ．假设A 、B 间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短．求 (1)第一次碰撞后瞬间A 和B 速度的大小； (2)A 、B 均停止运动后，二者之间的距离．
13．如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m ，运动速度的大小为v ，方向向下．经过时间t ，小球的速度大小为v ，方向变为向上．忽略空气阻力，重力加速度为g ，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小．
14．如图，两个滑块A和B的质量分别为m A＝1 kg和m B＝5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3 m/s，A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2，求：
（1）B与木板相对静止时，木板的速度；
（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。
15．一质量为m=2000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶．行驶过程中，司机忽然发现前方100 m处有一警示牌．立即刹车．刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线．图（a）中，0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1=0.8 s；t1~t2时间段为刹车系统的启动时间，t2=1.3 s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t2时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m，第4 s内的位移为1 m．
（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t
图线；
（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；
（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功；司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？
16．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h=10 m，C是半径R=20 m圆弧的最低点，质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a=4.5 m/s2，到达B点时速度v B=30 m/s．取重力加速度g=10 m/s2．
（1）求长直助滑道AB的长度L；
（2）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小；
（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力F N的大小．
17．竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示．t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止．物块A运动的v-t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量．已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力．
（1）求物块B的质量；
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上．求改变前面动摩擦因数的比值．
18．一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动．爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；
（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度
19．如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为m A=2 kg、m B=1 kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8 m（未触及滑轮）然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g=10 m/s2。空气阻力不计。求：
（1）B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；
（2）A的最大速度v的大小；
（3）初始时B离地面的高度H。
20．如图所示，两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C ，三者半径均为R ．C 的质量为m ，A 、B 的质量都为
2
m
，与地面间的动摩擦因数均为μ．现用水平向右的力拉A ，使A 缓慢移动，直至C 恰好降到地面．整个过程中B 保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．求:
(1)未拉A 时，C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;
(3)A 移动的整个过程中，拉力做的功W ．
21．可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一企鹅在倾角为 37°的倾斜冰面上，先以加速度 a=0.5m/s2 从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s 时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）．已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数 μ=0.25， sin37°=0.60，cos37°=0.80，重力加速度 g 取 10m/s2．求：
（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；
（2）企鹅在冰面向前滑动的加速度大小； （3）企鹅退滑到出发点时的速度大小．（结果可用根式表示）
22．如图所示，一轨道由半径为2 m 的四分之一竖直圆弧轨道AB 和长度可以调节的水平直轨道BC 在B 点平滑连接而成．现有一质量为0.2 kg 的小球从A 点无初速度释放，经过圆弧上的B 点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6 N ，小球经过BC 段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C 点水平飞离轨道，落到水平面上的P 点，P 、C 两点间的高度差为3.2 m ．小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力．
（1）求小球运动至B 点的速度大小；
（2）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；
（3）为使小球落点P 与B 点的水平距离最大，求BC 段的长度；
23．游船从码头沿直线行驶到湖对岸，小明对过程进行观察，记录数据如下表，
（1）求游船匀加速运动过程中加速度大小1a ，及位移大小1x ；
（2）若游船和游客总质量8000M kg =，求游船匀减速运动过程中所受合力的大小F ； （3）求游船在整个行驶过程中的平均速度大小 ．
24．静止在水平地面上的两小物块A 、B ，质量分别为 1.0kg A m = ， 4.0kg B m =；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A 与其右侧的竖直墙壁距离 1.0m l =，如图所示．某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A 、B 瞬间分离，两物块获得的动能之和为k 10.0J E =．释放后，A 沿着与墙壁垂直的方向向右运动．A 、B 与地面之间的动摩擦因数均为
0.20μ=．重力加速度取210m/s g =．A 、B 运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且
碰撞时间极短．
（1）求弹簧释放后瞬间A 、B 速度的大小；
（2）物块A 、B 中的哪一个先停止？该物块刚停止时A 与B 之间的距离是多少？ （3）A 和B 都停止后，A 与B 之间的距离是多少？
参考答案
1．（1）28/,6/m s m s （2）1m/s （3）小滑块动能减小，重力势能也减小，所以细管道BCD 内壁不光滑．
（1）上滑过程中，由牛顿第二定律：mgsin mgcos ma θμθ+=，解得28/a m s =； 由运动学公式2
2
1
02B h v v a
sin θ
-=-，解得06/v m s = （2）滑块在D 处水平飞出，由平抛运动规律D L v t =，2
212
h gt =
，解得1/D v m s =； （3）小滑块动能减小，重力势能也减小，所以细管道BCD 内壁不光滑 2．（1）2.04×10–3 s 2/m （2）6%
（i ）设物块A 和B 碰撞后共同运动的速度为v'，由动量守恒定律有 m B v=（m A +m B ）v' ①
在碰后A 和B 共同上升的过程中，由机械能守恒定律有
②
联立①②式得222
2()B
A B m h v g m m =+③ 由题意得202
2()B
A B m k g m m =+④
代入题给数据得k 0=2.04×10–3s 2/m ⑤ （ii ）按照定义δ=
00
k k k -×100%⑥
由⑤⑥式和题给条件得δ=6%⑦
3．212f W mgh mu =-
4π3m gr v k
=ρ ①
(1)对雨滴由动能定理得：
2f 1
2
mgh W mu -=
解得：2
f 12
W mgh mu =-
； (2)a.半径为r 的雨滴体积为：3
4π3
V r =
，其质量为m V ρ= 当雨滴的重力与阻力相等时速度最大，设最大速度为v ，则有：mg f =
其中22
m f kr v =
联立以上各式解得：m v =
由m v =
1r 的雨滴， 不计空气阻力，雨滴做自由落体运动，图线如图：
；
(3)设在极短时间t ?内，空气分子与雨滴碰撞，设空气分子的速率为u ， 在t ?内，空气分子个数为：N nSv t =?，其质量为0m Nm = 设向下为正方向，对圆盘下方空气分子由动量定理有：
1()F t m v u ?=+
对圆盘上方空气分子由动量定理有：
20()F t m u v -?=--
圆盘受到的空气阻力为：
12f F F =-
联立解得：22
02f Sv nm v =∝．
4．（1）08sin 5mg x θ （2）sin 5
g θ
（3）22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+
（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有： kx 0=（m+
3
5
m ）gsin θ 解得：k=
8 5mgsin x θ
（2）由题意可知，b 经两段相等的时间位移为x 0；
由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：
101
4
x x =
说明当形变量为00
10344
x x x x =-
=时二者分离； 对m 分析，因分离时ab 间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx 1-mgsin θ=ma 联立解得：a=1
5
gsin θ
（3）设时间为t ，则经时间t 时，ab 前进的位移x=12at 2=2
10
gsin t θ
则形变量变为：△x=x 0-x
对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（m+
35m ）gsin θ=（m+3
5
m ）a 解得：F=8
25 mgsin θ+220
425mg sin x θt 2
因分离时位移x=
04x 由x=04x =12at 2
解得：t = 故应保证0≤t
F 表达式才能成立．
5．（1
（2
（3
（1）设水平恒力的大小为F 0，小球到达C 点时所受合力的大小为F ．由力的合成法则有
tan F mg
α=① 2220()F mg F =+②
设小球到达C 点时的速度大小为v ，由牛顿第二定律得
2
v F m R
=③
由①②③式和题给数据得
03
4
F mg =④
v =
（2）设小球到达A 点的速度大小为1v ，作CD PA ⊥，交PA 于D 点，由几何关系得 sin DA R α=⑥ (1cos CD R α=+）⑦
由动能定理有
220111
22
mg CD F DA mv mv -?-?=-⑧
由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A 点的动量大小为
1p mv ==
（3）小球离开C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g ．设小球在竖直方向的初速度为v ⊥，从C 点落至水平轨道上所用时间为t ．由运动学公式有
21
2v t gt CD ⊥+=⑩
sin v v α
⊥=
由⑤⑦⑩
式和题给数据得 355R t g
=
点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合，经典创新． 6．（1）a =2 m/s 2 （2）P =8.4×106 W
（1）飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v 2=2ax ①，解得a=2m/s 2② （2）设飞机滑跑受到的阻力为F 阻，依题意可得F 阻=0.1mg ③ 设发动机的牵引力为F ，根据牛顿第二定律有F ?F 阻=ma ④； 设飞机滑跑过程中的平均速度为v ，有v =v
2⑤
在滑跑阶段，牵引力的平均功率P =Fv ⑥，联立②③④⑤⑥式得P=8.4×106
W ． 7．(ⅰ)18cm/s ，沿x 轴负方向传播(ⅱ)9cm (ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为
λ＝36cm ①
由图(b)可以看出，周期为
T ＝2s ②
波速为
v ＝
T
λ
＝18cm/s ③ 由图(b)知，当t ＝1/3s 时，Q 点向上运动，结合图(a)可得，波沿x 轴负方向传播； (ⅱ)设质点P 、Q 平衡位置的x 坐标分别为P x 、Q x 由图(a)知，x ＝0处
y ＝－
2
A
＝A sin(－30?) 因此
303cm 360p x λ?
?
== ④
由图(b)知，在t ＝0时Q 点处于平衡位置，经Δt ＝1
3
s ，其振动状态向x 轴负方向传播至P 点处，由此及③式有
Q P x x -＝v Δt ＝6cm ⑤
由④⑤式得，质点Q 的平衡位置的x 坐标为
Q x ＝9cm
8．（1）μ=
v 02?v 1
2
2gs 0
（2）a =
s 1(v 0+v 1)2
2s 0
2
（1）设冰球与冰面间的动摩擦因数为μ，
则冰球在冰面上滑行的加速度a 1=μg ① 由速度与位移的关系知–2a 1s 0=v 12–v 02② 联立①②得μ=a 1
g =
v 02?v 1
2
2gs 0
③
（2）设冰球运动的时间为t ，则t =v 0?v 1μg
④
又s 1=1
2at 2⑤ 由③④⑤得a =
s 1(v 0+v 1)2
2s 0
2⑥
9．（1）3m/s （2）4.25m/s
【解析】
（1）设B 车质量为m B ，碰后加速度大小为a B ，根据牛顿第二定律有
B B B m g m a μ= ①
式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数．
设碰撞后瞬间B 车速度的大小为B v '
，碰撞后滑行的距离为B s ．由运动学公式有
2=2B B B v a s ' ②
联立①②式并利用题给数据得
3.0m/s B v '= ③
（2）设A 车的质量为m A ，碰后加速度大小为a A ．根据牛顿第二定律有
A A A m g m a μ= ④
设碰撞后瞬间A 车速度的大小为A v '，碰撞后滑行的距离为A s ．由运动学公式有
2=2A A A v a s ' ⑤
设碰撞后瞬间A 车速度的大小为A v ，两车在碰撞过程中动量守恒，有
m v m v m v ''=+ ⑥
联立③④⑤⑥式并利用题给数据得
4.3m/s A v =
故本题答案是： （1）'
3.0m/s B v = （2）
4.3m/s A v =
10．（1）A v =（2）a B =3μg ，a B ′=μg ；（3）B v =（1）由牛顿运动定律知，A 加速度的大小a A =μg
匀变速直线运动2a A L =v A 2
解得A v =（2）设A 、B 的质量均为m
对齐前，B 所受合外力大小F =3μmg 由牛顿运动定律F =ma B ，得a B =3μg
对齐后，A 、B 所受合外力大小F ′=2μmg 由牛顿运动定律F ′=2ma B ′，得a B ′=μg
（3）经过时间t ，A 、B 达到共同速度v ，位移分别为x A 、x B ，A 加速度的大小等于a A 则v =a A t ，v =v B –a B t 2211
22
A A
B B B x a t x v t a t ==-，
且x B –x A =L
解得B v =
11．（1）500N/m （2）0.5N （3）11.05m （4）0.009m
（1）球静止在弹簧上，根据共点力平衡条件可得20mg kx -=；
（2）球从开始运动到第一次上升到最高点，动能定理12121()(2)0mg h h f h h x --++=， 解得0.5f N =；
（3）球在整个运动过程中总路程s ：12()p mg h x fs E +=+，解得11.05s m =； （4）球在首次下落过程中，合力为零处速度最大，速度最大时弹簧形变量为3x ； 则30mg f kx --=；
在A 点下方，离A 点30.009x m =
12．(1)第一次碰撞后瞬间A 和B (2)A 、B 均停止运动后它们之间的距离为
26h 125
（1）设A 滑到水平轨道的速度为0v ，则有
2
012
mgh mv =
① A 与B 碰撞时，由动量守恒有04A B mv mv mv =+② 由动能不变有
22201114222
A B mv mv mv =+③
联立①②③得：A v =
B v =
第一次碰撞后瞬间A 和B
（2）第一次碰撞后A 经过水平段QO
所需时间A A
h
2h 2t 3
v =
=
=
n
⑤ 第一次碰撞后B
停下来所需时间B B
B v 5t a μg ===⑥ 易知：A B t t >
故第一次碰撞后B 停时，A 还没有追上B
设第一次碰撞后B 停下来滑动的位移为B x ，由动能定理得
2
B B 1μ4mgx 04mv 2
-=-⑦
解得B 8
x h 25
=
⑧ 设A 第二次碰撞B 前的速度为1v ，由动能定理得
22B 1A 11μmgx mv mv 22
-=
-⑨
解得1v =
⑩
1v 0>，故A 与B 会发生第二次碰撞
A 与
B 会发生第二次碰撞，由动量守恒有
1A B mv mv 4mv =+，，
?
由动能不变有
2221A B 111mv mv 4mv 222
，，=+?
解得：A v =，
B v =
， B 发生第二次碰撞后，向右滑动的距离为B x ，
，由动能定理得
2
B B 1μ4mgx 04mv 2
-=-，，?
解得B 8
x h 125
=
，
? A 发生第二次碰撞后，向左滑动的距离为A x ，
，由动能定理得
2
A
A 1μmgx 0mv 2
，，-=-? 解得A 18
x h 125
=
，
? A B x x <，故，即A 不会再回到光滑轨道PQO 的水平段QO 上，在O 点左边停下
所以A 、B 均停止运动后它们之间的距离为A B x x x =+n ，，=
18826h h h 125125125
+=? 13．I F =2mv +mgt
取向上为正方向，动量定理mv –（–mv ）=I 且I =（F–mg ）t
解得I F =Ft =2mv +mgt 14．（1）1m/s ；（2）1.9m 。
（1）滑块A 和B 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动，设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3，A 和B 相对于地面的加速度大小分别是a A 和a B ，木板相对于地面的加速度大小为a 1，在物块B 与木板达到共同速度前有
11A f m g μ= ①
21B ()32A B f m m m g μ=++ ③
由牛顿第二定律得
1A A f m a = ④ 2B B f m a = ⑤ 2131f f f ma --= ⑥
设在t 1时刻，B 与木板达到共同速度，设大小为v 1。由运动学公式有
10B 1v v a t =- ⑦ 111v a t = ⑧
联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据，可得B 与木板相对静止时，木板的速度
11m /s v = ⑨
（2）在t 1时间间隔内，B 相对于地面移动的距离为
2B 01B 11
2
s v t a t =- ⑩
设在B 与木板达到共同速度v 1后，木板的加速度大小为a 2，对于B 与木板组成的体系，由牛顿第二定律有
()132B f f m m a +=+ ?
由①②④⑤式知，a A =a B ；再由⑦⑧可知，B 与木板达到共同速度时，A 的速度大小也为v 1，但运动方向与木板相反；由题意知，A 和B 相遇时，A 与木板的速度相同，设其大小为v 2，设A 的速度大小从v 1变到v 2所用时间为t 2，则由运动学公式，对木板有
2122t v v a -= ?
对A 有
21A 2v v a t =-+ ?
在t 2时间间隔内，B （以及木板）相对地面移动的距离为
2
1122212
s v t a t =- ?
在(t 1+t 2)时间间隔内，A 相对地面移动的距离为
()()2
A 012A 1212
s v t t a t t =+-+ ?
A 和
B 相遇时，A 与木板的速度也恰好相同，因此A 和B 开始运动时，两者之间的距离为
0A 1B s s s s =++ ?
联立以上各式，代入数据，A 、B 开始运动时，两者之间的距离
0答：（1）B 与木板相对静止时，木板的速度为1m/s ；（2）A 、B 开始运动时，两者之间的距离为1.9m 。
15．（1）
（2）2
8m/s ， 28 m/s （3）30 m/s ；51.1610J ?；
87.5 m
（1）v -t 图像如图所示．
（2）设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v 1，则t 1时刻的速度也为v 1，t 2时刻的速度也为v 2，在t 2时刻后汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a ，取Δt =1s ，设汽车在t 2+n-1Δt 内的位移为s n ，n=1,2,3,…．
若汽车在t 2+3Δt~t 2+4Δt 时间内未停止，设它在t 2+3Δt 时刻的速度为v 3，在t 2+4Δt 时刻的速度为v 4，由运动学有 2143(Δ)s s a t -=①
2121
Δ(Δ)2
s v t a t =-②
424Δv v a t =-③
联立①②③式，代入已知数据解得
417
m/s 6
v =-
④ 这说明在t 2+4Δt 时刻前，汽车已经停止．因此，①式不成立． 由于在t 2+3Δt~t 2+4Δt 内汽车停止，由运动学公式 323Δv v a t =-⑤
2
432as v =⑥
联立②⑤⑥，代入已知数据解得
28m/s a =，v 2=28 m/s ⑦
或者2288
m/s 25
a =
，v 2=29.76 m/s ⑧ 第二种情形下v 3小于零，不符合条件，故舍去
（3）设汽车的刹车系统稳定工作时，汽车所受阻力的大小为f 1，由牛顿定律有：f 1=ma ⑨ 在t 1~t 2时间内，阻力对汽车冲量的大小为：1211
=()2
I f t t -⑩ 由动量定理有：12I mv m '=-?
由动能定理，在t 1~t 2时间内，汽车克服阻力做的功为：22
211122
W mv mv =-? 联立⑦⑨⑩??式，代入已知数据解得 v 1=30 m/s ? 51.1610J W =??
从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离s 约为
2
21112211()()22v s v t v v t t a
=++-+?
联立⑦??，代入已知数据解得
s =87.5 m ?
16．（1）100m （2）1800N s ?（3）3 900 N
（1）已知AB 段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即
2202v v aL -=
可解得:22
1002v v L m a
-==
（2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以
01800B I mv N s =-=?
（3）小球在最低点的受力如图所示
由牛顿第二定律可得：2C
v N mg m R
-=
从B 运动到C 由动能定理可知：
221122C B mgh mv mv =
- 解得;3900N N = 故本题答案是：（1）100L m = （2）1800I N s =? （3）3900N N =
复合场练习题(含答案)
一、解答题 1.如图，静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有 界匀强电场，电场方向水平向左。静电分析器通道有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为R，其所在处场强 为E、方向如图所示；离子质量为m、电荷量为q；、，离子重力不计。 （1）求加速电场的电压U； （2）若离子恰好能打在Q 点上，求矩形区域QNCD匀强电场场强E0的值； （3）若撤去矩形区域QNCD的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在QN上，求磁场磁感 应强度B的取值围。 2．如图所示,虚线框为某两级串列加速器原理图,abc为长方体加速管,加速管底面宽度为d,加速管的中部b处有很高的 正电势,a、c两端均有电极接地(电势为零),加速管出口c右侧距离为d处放置一宽度为d的荧光屏.现让大量速度很小(可 认为初速度为零)的负一价离子(电荷量为-e)从a端进入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成 为三价正离子(电荷量为+3e),而不改变其速度大小.这些三价正离子从c端飞出后进入与其速度方向垂直的、磁感应强 度为B的匀强磁场中,其中沿加速管中轴线进入的离子恰能打在荧光屏中心位置,离子质量为m,不计离子重力及离子间 相互作用力. (1) 求离子在磁场中运动的速度v的大小. (2) 求a、b两处的电势差U. (3) 实际工作时,磁感应强度可能会与设计值B有一定偏差,若进入加速器的离子总数为N,则磁感应强度为0.9B时有多 少离子能打在荧光屏上? 3．目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示是它的发电原理：将一束等离子体（即高温下 电离的气体，含有足够多带正电和负电的微粒，整体呈中性），喷射入磁场，磁场中有两块平行金属板A、B，这时 金属板上就会聚集大量电荷，产生电压．设平行金属板A、B长为a、宽为b，两板间距为d，其间有匀强磁场，磁 感应强度为B，等离子体的流速为v，电阻率为ρ，外接一个负载电阻，等离子体从一侧沿垂直磁场且与极板平行方 向射入极板间． （1）从两个角度推导发电机电动势的表达式E=Bdv； （2）若负载电阻为可变电阻，请证明当负载电阻等于发电机的阻时，发电机的输出功率最大，并求发电机的最大输 出功率Pm； （3）若等离子体均为一价离子，外接一个负载电阻为R，电荷量为e，每秒钟有多少个离子打在A极板上？ 4．如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图．一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高 度为b，其充满电阻率为ρ的水银，由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v0．管道的前后两个侧面 上各有长为L的由铜组成的面，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设： a.尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀； b.流体的速度总是与作用在其上的合外力成正比； c.导体的电阻：R=ρl／S，其中ρ、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积； d.流体不可压缩． 若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感强度为B（如图）． (1)写出加磁场后，两个铜面之间区域的电阻R的表达式 (2)加磁场后，假设新的稳定速度为v，写出流体所受的磁场力F与v关系式，指出F的方向 (3)写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用v0、p、L、B、ρ表示）； (4)为使速度增加到原来的值v0，涡轮机的功率必须增加，写出功率增加量的表达式（用v0、a、b、L、B和ρ表示）。
2021届高考物理人教版二轮复习 计算题精解训练 机械波 作业(12) 含解析
2021届高考物理二轮复习计算题精解训练 （12）机械波 1.如图是一列横波在某一时刻的波形图像。已知这列波的频率为5 Hz ，此时0.5 m x =处的质点正向 y 轴正方向振动，可以推知： （1）这列波正在沿轴哪个方向方向传播； （2）波速大小是多少； （3）该质点1 s 内通过的路程是多少。 2.一列沿 x 轴传播的简谐横波，在0t =时刻的波形如图实线所示，在1=0.2 s t 时刻的波形如图虚线所示： （1）若波向 x 轴负方向传播，求该波的最小波速； （2）若波向 x 轴正方向传播，且1t T <，求 2 m x =处的 P 质点第一次出现波峰的时刻。 3.简谐横波沿 x 轴传播，M N 、是 x 轴上两质点，如图甲是质点 N 的振动图象．图乙中实线是 3 s t =时刻的波形图象，质点 M 位于8 m x =处，虚线是再过t ?时间后的波形图象．图中两波峰间距离7.0 m x ?=．求 （1）波速大小和方向； （2）时间t ?．
4.如图所示、一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，实线和虚线分别为10 s t =时与2 2 s t =时的波形图像，已知该波中各个质点的振动周期大于4 s 。求： (i)该波的传播速度大小； (ii)从10 s t =开始计时，写出 1 m x =处质点的振动方程。 5.如图，在平静的湖面上有相距12 m 的B C 、两片小树叶，将一枚小石子投到B C 、连线左侧的 O 点， 6 m OB =，经过24 s ，第1个波峰传到树叶 B 时，第13个波峰刚好在 O 点形成。求： （ⅰ）这列水波的波长和水波的频率; （ⅱ）从第1个波峰传到树叶 B 算起，需要多长时间 C 树叶开始振动。 6.如图所示，图甲为一列简谐横波在2s t =时的图象，Q 为4m x =处的质点，P 为11m x =处的质点，图乙为质点P 的振动图象。 (1)求质点P 的振动方程及该波的传播速度; (2)2s t =后经过多长时间Q 点位于波峰?
中考物理计算题专题训练(含答案)
2018年中考物理计算题专题训练 力学计算题 一、密度 1．每节油罐车的容积为50 m3，从油罐中取出20 cm3的油，质量为17 g，则一满罐的油的质量是多少吨？ 二、速度 2．从遵义到重庆江北机场的路程为296 km，一辆小车以74 km/h的平均速度行驶了一半路程后，又以100 km/h的平均速度行驶完后一半路程．求： (1)这辆小车从遵义到重庆江北机场所需的时间是多少？ (2)这辆小车从遵义到重庆江北机场的平均速度是多少？ 三、压强 3．如图X5－1－1所示，水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸，重为30 N，其底面积为1 200 cm2 .鱼缸内装有0.2 m深的水，水的质量是27 kg，g取10 N/kg，计算： (1)鱼缸内所装水的重力； (2)鱼缸底部受到的水的压强； (3)鱼缸对桌面产生的压强． 图X5－1－1 4．我国从20世纪70年代开始大规模研制潜水器，现已达到国际领先水平.2010年7月下水的“蛟
龙号”深海潜水器，是我国自主研制的，其设计的下潜深度达7 000 m ．2011年7月已完成5 000 m 级深海潜海和科学探测．若“蛟龙号”潜水器下潜至5 000 m ，求： (1)它受到海水的压强大约是多少？(ρ海水＝1.03×103 kg/m 3，取g ＝10 N/kg) (2)若观察窗的面积为300 c m 2，则海水对观察窗的压力大约是多少？ 四、浮力 5．有一木板漂浮在水面上，已知木板重1 800 N ，体积为0.3 m 3.g 取10 N/kg ，求： (1)木板的密度； (2)木板所受的浮力； (3)有一个人重700 N ，通过计算说明他能否安全地躺在木板上？ 6．在水中放入质量为3 kg 的木块，木块静止时有3 5 的体积浸入水中．求： (1)木块静止时所受的浮力． (2)木块的体积． 五、机械效率 7．如图X5－1－2所示，工人用滑轮组提升重240 N 的物体，所用的拉力为150 N ，物体在5 s 内匀速上升1 m ．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 8．如图X5－1－3所示，小王站在高3 m 、长6 m 的斜面上，将重200 N 的木箱A 沿斜面从底端
备战2020年高考物理计算题专题复习《向心力的计算》(解析版)
《向心力的计算》 一、计算题 1.如图所示，长为L的细绳一端与一质量为m的小球可看成质点 相连，可绕过O点的水平转轴在竖直面内无摩擦地转动．在最 低点a处给一个初速度，使小球恰好能通过最高点完成完整的圆 周运动，求： 小球过b点时的速度大小； 初速度的大小； 最低点处绳中的拉力大小． 2.如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直 轨道相切，半径，物块A以的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动。P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段，光滑段交替排列，每段长度都为。物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为，A、B的质量均为重力加速度g 取；A、B视为质点，碰撞时间极短。 求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F； 若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值； 求碰后AB滑至第n个光滑段上的速度与n的关系式。
3.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管 道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过秒后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰到。已知圆轨道半径为，小球的质量为，g取求 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离 小球经过圆弧轨道的B点时，受到轨道的作用力的大小和方向？ 小球经过圆弧轨道的A点时的速率。 4.如图所示，倾角为的粗糙平直导轨与半径为R的光 滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。一 质量为m的小滑块从轨道上离地面高为的D处无初速 下滑进入圆环轨道，接着小滑块从圆环最高点C水平飞出， 恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力。求： 小滑块在C点飞出的速率； 在圆环最低点时滑块对圆环轨道压力的大小； 滑块与斜轨之间的动摩擦因数。
经典复合场练习题
电场与磁场 模型1：偏转电场与偏转磁场 1如图所示，在矩形ABCD 区域内，对角线BD 以上的区域存在有平行于AD 向下的匀强电场，对角线BD 以下的 区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形AD 边长为L ，AB 边长为2L.一个质量为m 、电荷量为＋ q 的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A 点沿AB 方向进入电场，在对角线BD 的中点P 处进入磁场，并从DC 边上以垂直于DC 边的速度离开磁场(图中未画出)，求： (1) 带电粒子经过P 点时速度v 的大小和方向； (2) 电场强度E 的大小； (3) 磁场的磁感应强度B 的大小和方向． 2在如图所示的x o y --坐标系中，0y >的区域内存在着沿y 轴正方向、场强为E 的匀强电场，0y <的区 域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场．一带电粒子从 y 轴上的(0,)P h 点以沿x 轴正方向的初速度射出，恰好能通过x 轴上的 (,0)D d 点．己知带电粒子的质量为m ，带电量为q -．h d q 、、均大于0．不计重力的影响． （1）若粒子只在电场作用下直接到达D 点，求粒子初速度的大小 0v ； （2）若粒子在第二次经过x 轴时到达D 点，求粒子初速度的大小 0v （3）若粒子在从电场进入磁场时到达D 点，求粒子初速度的大小0v ； 3如图，与水平面成45°角的平面MN 将空间分成I 和II 两个区域。一质量为m 、电荷量为q （q ＞0）的粒子以 速度0v 从平面MN 上的0p 点水平右射入I 区。粒子在I 区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用， 电场强度大小为E ；在II 区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里。求粒 子首次从II 区离开时到出发点 0p 的距离。粒子的重力可以忽略。 4如图所示，xoy 平面内存在着沿y 轴正方向的匀强电场，一个质量为m 、电荷量为+q 的粒子从坐标原点O 以速度v0沿x 轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的(23,)M L L 点时，撤去电场，粒子继续运动一段时间进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），后又从虚线上的某一位置N 处沿y 轴负方向运动并再次经过M 点，已知磁场方向垂直xOy 平面向里，磁感应强度大小为B ，不计粒子的重力。求： （1）电场强度的大小； （2）N 点的坐标； （3）矩形磁场的最小横截面积。
2020高考物理计算题专题训练含答案
计算题 1．为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活，国家航天局组织对 航天员进行失重训练。故需要创造一种失重环境；航天员乘坐到民航客机 上后，训练客机总重5×104kg，以200m/s速度沿300倾角爬升到7000米 高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线 运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直 方向以加速度为g加速运动，在前段时间内创造出完全失重，当飞机离地 2000米高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练。若 飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv（k=900N·s/m），每次飞机速度达到 350m/s 后必须终止失重训练（否则Array飞机可能失速）。 求：（1）飞机一次上下运动为航天员创 造的完全失重的时间。 （2）飞机下降离地4500米时飞机 发动机的推力（整个运动空间重力加速 度不变）。 （3）经过几次飞行后，驾驶员想在保持其它不变，在失重训练时间不 变的情况下，降低飞机拉起的高度（在B点前把飞机拉起）以节约燃油， 若不考虑飞机的长度，计算出一次最多能节约的能量。
2．如图所示是一种测定风速的装置，一个压力传感器固定在竖直墙上，一弹簧一端固定在传感器上的M 点，另一端N 与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属细杆上，弹簧是不导电的材料制成的。测得该弹簧的形变量与压力传感器示数关系见下表。 迎风板面积S ＝0.50m 2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M 点与金属杆相连。迎风板可 在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R ＝1.0Ω，电源的电动势E ＝12V ，内阻r ＝0.50Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长L 0＝0.50m ，电压 传感器的示数U 1＝3.0V ，某时刻由于风吹迎风板，电压传感器的示数变为 U 2＝2.0V 。求： （1）金属杆单位长度的电阻； 形变量（m ） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 压 力（N ） 0 130 260 390 520
力学计算题专项训练
力学计算题专项训练 1. 如图所示,劲度系数为k=100 N/m的轻弹簧A左端固定,甲、乙两滑块(视为质点)之间通过绳子夹着一个压缩弹簧B,甲刚好与桌子边缘对齐,乙与弹簧A的右端相距s0=0.95m,且m甲=3 kg,m乙=1 kg,桌子离地面的高度为h=1.25m.烧断绳子后,甲、乙落在地面上同一点,落地点与桌子边缘的水平距离为s=0.5m.O点右侧光滑,乙与O点左侧水平面动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10 m/s2,求: (1) 烧断绳子前弹簧B的弹性势能. (2) 乙滑块在水平桌面上运动过程中的最大加速度. 2. 如图所示,固定在地面上的光滑轨道AB、CD均是半径为R的1/4圆弧.一质量为m、上表面长也为R的小车静止在光滑水平面EF上,小车上表面与轨道AB、CD的末端B、C相切.一质量为m的物体(大小不计)从轨道AB的A点由静止下滑,由末端B滑上小车,小车在摩擦力的作用下向右运动.当小车右端与壁CF接触前的瞬间,物体m恰好滑动到小车右端相对于小车静止,同时小车与CF相碰后立即停止运动但不粘连,物体则继续滑上轨道CD.求: (1) 物体滑上轨道CD前的瞬间速率. (2) 水平面EF的长度. (3) 当物体再从轨道CD滑下并滑上小车后,如果小车与壁BE相碰后速度也立即变为零,最后物体m停在小车上的Q点,则Q点距小车右端多远?
3. 如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l.水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态.小物块A静止放置在弹簧右端,A与弹簧接触但不拴接;小物块B从轨道右侧以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后与物块A发生对心碰撞且瞬间粘连,之后A、B一起压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨道.物块A、B均可视为质点.已知R=0.2m,l=1.0m,v0=6 m/s,物块A、B质量均为m=1 kg,与PQ段间的动摩擦因数均为μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计.取g=10 m/s2.求: (1) 物块B与物块A碰撞前速度大小. (2) 物块B与物块A碰后返回到圆形轨道的高度. (3) 调节PQ段的长度l,B仍以v0从轨道右侧冲上轨道,当l满足什么条件时,A、B物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道? 4.如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径R=0.6m.平台上静止着两个滑块A、B,m A=0.1kg,m B=0.2kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车,静止在光滑的水平地面上.小车质量为M=0.3kg,车面与平台的台面等高,车面左侧粗糙部分长度为L=0.8m,动摩擦因数为μ=0.2,右侧拴接一轻质弹簧,弹簧自然长度所在处车面光滑.点燃炸药后,A滑块到达圆轨道最高点时对轨道的压力大小恰好等于A滑块的重力,滑块B冲上小车.两滑块都可以看做质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间 极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,取g=10 m/s2.求: (1) 滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力. (2) 炸药爆炸后滑块B的速度大小. (3) 滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能.
高中物理带电粒子在复合场中的运动基础练习题及解析
一、带电粒子在复合场中的运动专项训练 1．如图所示，直径分别为D 和2D 的同心圆处于同一竖直面内，O 为圆心，GH 为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d 的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔．一质量为m 、电量 为＋q 的粒子由小孔下方 2 d 处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v 射出电场，由H 点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。 (1)求极板间电场强度的大小； (2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小； (3)若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为2mv qD 、 4mv qD ,粒子运动一段时间后再次经过H 点，求这段时间粒子运动的路程． 【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试物理（山东卷带解析) 【答案】（1）2 mv qd （2）4mv qD 或43mv qD （3）5.5πD 【解析】 【分析】 【详解】 (1)粒子在电场中，根据动能定理2 122 d Eq mv ?=，解得2mv E qd = (2)若粒子的运动轨迹与小圆相切，则当内切时，半径为 /2 E R 由2 1 1 v qvB m r =，解得4mv B qD = 则当外切时，半径为 e R 由2 12 v qvB m r =，解得43mv B qD = (2)若Ⅰ区域的磁感应强度为220932qB L m U =，则粒子运动的半径为00 10016819 U U U ≤≤；Ⅱ
区域的磁感应强度为20 12qU mv =，则粒子运动的半径为 2 v qvB m r =； 设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期分别为T 1、T 2，由运动公式可得： 1112R T v π= ；03 4 r L = 据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图所示，根据对称性可知，Ⅰ区两段圆弧所对的圆心角相同，设为1θ，Ⅱ区内圆弧所对圆心角为2θ，圆弧和大圆的两 个切点与圆心O 连线间的夹角设为α，由几何关系可得：1120θ=o ；2180θ=o ； 60α=o 粒子重复上述交替运动回到H 点，轨迹如图所示，设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的时间 分别为t 1、t 2，可得：r U ∝；1056 U L U L = 设粒子运动的路程为s ，由运动公式可知：s=v(t 1+t 2) 联立上述各式可得：s=5.5πD 2．如图，绝缘粗糙的竖直平面MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E ，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B ．一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小滑块从A 点由静止开始沿MN 下滑，到达C 点时离开MN 做曲线运动．A 、C 两点间距离为h ，重力加速度为g ．
2020届高考物理计算题复习《竖直上抛运动》(解析版)
《竖直上抛运动》 计算题 在竖直井的井底，将一物块以 的速度竖直向上抛出，物块在上升过程 中做加速度大小 的匀减速直线运动，物块上升到井口时被人接住，在 被人接住前1s 内物块的位移 求： 物块从抛出到被人接住所经历的时间； 此竖直井的深度. 原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。已知质量 的运动员原地 摸高为 米，比赛过程中，该运动员先下蹲， 重心下降 米，经过充分调整后， 发力跳起摸到了 米的高度。假设运动员起跳过程为匀加速运动，忽略空气阻 力影响，g 取 求： 1. 如图甲所示，将一小球从地面上方 气阻力，上升和下降过程中加速度不变， 小球从抛出到上升至最高点所需的时间 小球从抛出到落地所需的时间 t; 在图乙中画出小球从抛出到落地过程中的 处以 的速度竖直上抛，不计空 g 取 ，求： 图象。 2. 3.
该运动员离开地面时的速度大小为多少; 起跳过程中运动员对地面的压力； 从开始起跳到双脚落地需要多少时间？ 4. 气球以的速度匀速上升，当它上升到离地面40m高处，从气球上落下一个物 体.不计空气阻力，求物体落到地面需要的时间；落到地面时速度的大小. 5.小运动员用力将铅球以的速度沿与水平方向成 方向推出，已知铅球出手点到地面的高度为 求： 铅球出手后运动到最高点所需时间； 铅球运动的最高点距地面的高度H ; 铅球落地时到运动员投出点的水平距离x.
6. 气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度处时, 悬挂重物的绳子突然断裂，空气阻力不计，g取则求： 绳断后物体还能向上运动多高？ 绳断后物体再经过多长时间落到地面。 落地时的速度多大？ 7.气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度 处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落 到地面？落地时的速度多大？空气阻力不计，g取。 8.气球以的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气 球便以加速度向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的 空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少？
初中物理力学计算题专项训练.doc
计算题专项练习 一. 压强浮力 1．人民公园绿化带内有一个喷水管，其管口与为其供水的水塔内的水面高度差h=20m ，管 口的内截面的面积 S=4× 10-4㎡．开关打开时管口喷水速度V=20m/s，水从管口喷出到落地 所用的时间 t=．求： （1）开关关闭不喷水时，管口处受到水产生的压强； （2）开关打开喷水时，空中水柱的质量． 2．如图所示，在水平桌面上静止放着一杯水，已知杯和水的 总质量为，水面距杯底高度为6× 10-2m，杯底与桌面的接触 面积为× 10-3m2， g=10N/kg ，求： （1）杯和水的总重力； （2）杯对桌面的压强； （3）水对杯底的压强． 3．随着电热水器的不断改进，右图所示的电热水壶深受人们的喜爱．它 的容积为 2L，壶身和底座的总质量是，底座与水平桌面的接触面积为 250cm2，装满水后水深16cm．（ρ水 =× 103kg/m 3）求： （1）装满水后水的质量； （2）装满水后水对电热水壶底部的压强； （3）装满水后桌面受到的压强． 4．在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品， 已知ρ海水 =× 103kg/m 3． （1）机器人在水下 70m 处受到海水产生的压强是多大 （ 2）某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为、密度为 ×103kg/m 3的物体静止不动，求该力的大小． （3）若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以s 的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率． 5．如图所示，水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸，重为30N，其底面积为 1200cm 2．鱼缸内装有深的水，水的质量是27kg．请计算： （1）鱼缸内所装水的重力； （2）鱼缸底部受到的水的压强； （3）鱼缸对桌面产生的压强．
2020高考物理计算题专题练习题含答案
计算题 1.如图所示的电路中，用电动势E=6V，内阻不计的电池组向电阻R0=20Ω，额电压U0=4.5V的灯泡供电，求： (1)要使系统的效率不低于η0=0.6，变阻器的阻值及它应承受的最大电流是多大？ (2)处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多少？它们同时适当选择的变阻器如何连接，才能取得最大效率？ 2.环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量3 m=?。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶310kg 时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下 ； （1）求驱动电机的输入功率P 电 （2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；
（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。 已知太阳辐射的总功率260410W P =?，太阳到地球的距离111.510m r =?，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。
3．太阳与地球的距离为1.5×1011m，太阳光以平行光束入射到地面。地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7％，而且将吸收到的35％能量重新辐射出去。太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.2×106 J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。 （1）估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为4πR2 地球的半径R=6.37×106 m）。 （2）太阳辐射到地球的能量中只有约50％到达地面，W只是其中的一部分。太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明二个理由。
高三电磁复合场计算题(共23道题,有答案)
学进辅导高三物理学习资料---带电粒子在电、磁场中的运动 2012-11-17 1．在图所示的坐标系中，x 轴水平，y 轴垂直，x 轴上方空间只存在重力场，第Ⅲ象限存在沿y 轴正方向的匀强电场和垂直xy 平面向里的匀强磁场，在第Ⅳ象限由沿x 轴负方向的匀强电场，场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等。一质量为m ，带电荷量大小为q 的质点a ，从y 轴上y=h 处的P 1点以一定的水平速度沿x 轴负方向抛出，它经过x = -2h 处的P 2点进入第Ⅲ象限，恰好做匀速圆周运动，又经过y 轴上方y = -2h 的P 3点进入第Ⅳ象限，试求： ?质点a 到达P 2点时速度的大小和方向； ?第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小； ?质点a 进入第Ⅳ象限且速度减为零时的位置坐标 解．（2分）如图所示。 （1）质点在第Ⅱ象限中做平抛运动，设初速度为v 0，由 2 12 h gt = ……① （2分） 2h =v 0t …… ② （2分） 解得平抛的初速度 0v = （1分） 在P 2点，速度v 的竖直分量 y v gt == （1分） 所以，v =2gh ，其方向与x 轴负向夹角 θ=45° （1分） （2）带电粒子进入第Ⅲ象限做匀速圆周运动，必有 mg =qE ……③ （2分） 又恰能过负y 轴2h 处，故23P P 为圆的直径，转动半径 R= h h OP 22 222 22 =?= ? …… ④ （1分） 又由 2 v q v B m R = ……⑤ （2分）． 可解得 E =mg /q （1分）； B = h g q m 2（2分） （3）带电粒以大小为v ，方向与x 轴正向夹45°角进入第Ⅳg ，方向与过P 3点的速度方向相反，故带电粒做匀减速直线运动，设其加速度大小为a ，则： g a m = = …… ⑥ （2分）； 由2 22 2,2v O v as s a -=-== =得（2分） 由此得出速度减为0时的位置坐标是(),h h -（1分） 2．如图所示的坐标系，x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向在x 轴上空间 第一、 第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y 轴正方向的匀强电场和垂直xy 平面（纸面）向里的均强磁场，在第四象限，存在沿y 轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m 、电荷量为q 的带电质点，从y 轴上y =h 处的P 1点以一定的水平初速度沿x 轴负方向进入第二象限。然后经过x 轴上x = -2h 处的P 2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动．之后经过y 轴上y = －2h 处的P 3点进入第四象限。已知重力加速度为 g ．求： （1）粒子到达P 2点时速度的大小和方向； （2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小； （3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。 分析和解： （1）参见图,带电质点从P 1到P 2，由平抛运动规律 2 2 1gt h =……①（2分）； v 0=2h /t ……②（1分） gt v y =v y =gt ……③（1分） 求出gh v v v y O 22 2 =+= ……④（2分）
高考物理计算题专项练习(轨道型)
高三物理计算题专练（轨道类） 1.如图所示,质量为m=0.10kg的小物块以初速度v0=4.0m/s,在粗糙水平桌面上做直线运动,经时间t=0.4s后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面离地高h=0.45m,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求: (1)小物块飞离桌面时的速度大小v。 (2)小物块落地点距飞出点的水平距离s。 2.如图所示,一滑板爱好者总质量(包括装备)为50kg,从以O为圆心,半径为R=1.6m光滑圆弧轨道的A点(α=60°)由静止开始下滑,到达轨道最低点B后(OB在同一竖直线上),滑板爱好者沿水平切线飞出,并恰好从C点以平行斜面方向的速度进入倾角为37°的斜面,若滑板与斜面的动摩擦因数为μ=0.5,斜面长s=6m,(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1)滑板爱好者在B、C间运动的时间。 (2)滑板爱好者到达斜面底端时的速度大小。 3.学校科技节上,同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置,原理如图甲,AC段是水平放置的同一木板;CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道,圆心为O,半径R=0.2m;MN是与O点处在同一水平面的平台;弹簧的左端固定,右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P,它紧贴在弹簧的原长处B点;对弹珠P施加一水平外力F,缓慢压缩弹簧,在这一过程中,所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示。已知BC段长L=1.2m,EO间的距离s=0.8m。计算时g取10m/s2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。压缩弹簧释放弹珠P后,求:
(1)弹珠P通过D点时的最小速度v D; (2)弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点,它通过C点时的速度v C; (3)当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N,释放后弹珠P能准确击中平台MN 上的目标E点,求压缩量x0。 4.一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.10kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H=1.00m。开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示。让小球从静止释放,当小球运动到B点时,轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失,重力加速度g取10m/s2。求: (1)当小球运动到B点时的速度大小。 (2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点,求C点与B点之间的水平距离。 (3)若OP=0.6m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力。
2020初中物理力学计算题专项训练
计算题专项练习 一.压强浮力 1．人民公园绿化带内有一个喷水管，其管口与为其供水的水塔内的水面高度差h=20m，管口的内截面的面积S=4×10-4㎡．开关打开时管口喷水速度V=20m/s，水从管口喷出到落地所用的时间t=0.5s．求： （1）开关关闭不喷水时，管口处受到水产生的压强； （2）开关打开喷水时，空中水柱的质量． 2．如图所示，在水平桌面上静止放着一杯水，已知杯和水的 总质量为0.4kg，水面距杯底高度为6×10-2m，杯底与桌面的 接触面积为3.2×10-3m2，g=10N/kg，求： （1）杯和水的总重力； （2）杯对桌面的压强； （3）水对杯底的压强． 3．随着电热水器的不断改进，右图所示的电热水壶深受人们的喜爱．它 的容积为2L，壶身和底座的总质量是1.2kg，底座与水平桌面的接触面积 为250cm2，装满水后水深16cm．（ρ水=1.0×103kg/m3）求： （1）装满水后水的质量； （2）装满水后水对电热水壶底部的压强； （3）装满水后桌面受到的压强． 4．在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品， 已知ρ海水=1.03×103kg/m3． （1）机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大？ （2）某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3、 密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小． （3）若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率． 5．如图所示，水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸，重为30N，其底面积为1200cm2．鱼缸内装有0.2m深的水，水的质量是27kg．请计算： （1）鱼缸内所装水的重力； （2）鱼缸底部受到的水的压强； （3）鱼缸对桌面产生的压强．
带电粒子在复合场中的运动计算题(3)教学内容
1．如图所示的坐标系，x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。在x 轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场和垂直xy 平面向里的匀强磁场，在第四象限内存在沿y 轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m 、电量为q 的带电质点，从y 轴上y =h 处的P 1点以一定的水平初速度沿x 轴负向进入第二象限，然后经过x 轴上x =-2h 处的P 2点进入第三象限，带电质点恰能做匀速圆周运动，之后经过y 轴上y =-2h 处的的P 3点进入第四象限。试求： (1)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小； (2)带电质点在第四象限空间运动过程中的最小速度 【答案】(1) h g q m 2(2) gh 2 2．如图所示，在直角坐标系xoy 的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，O 、M 、P 、Q 为磁场边界和x 轴的交点，OM=MP =L .在第三象限存在沿y 轴正向的匀强 电场. 一质量为m 带电量为q +的带电粒子从电场中坐标为（-2L ,-L ）的点以速度v 0沿+x 方向出，恰好经过原点O 处射入区域Ⅰ又从M 点射出区域Ⅰ（粒子的重力忽略不计）. （1）求第三象限匀强电场场强E 的大小； （2）求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B 的大小； （3）如带电粒子能再次回到原点O ，问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少？粒子两次经过原点O 的时间间隔为多少？ 【答案】（1）qL mv E 220=（2）qL mv qR mv B 012==（3）0321)22()(2v L t t t t π+=++=总 3．如图下图所示，坐标空间中有场强为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场，y 轴为两种场的分界 面，图中虚线为磁场区的右边界。现有一质量为m.电量为-q 的带电粒子，从电场中的P 点以初速度V 0
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；
高考物理-计算题专题突破
计算题专题突破 计算题题型练3－4 1．一列横波在x轴上传播，t1＝0和t2＝0.005 s时的波形如图中的实线和虚线所示． (1)设周期大于(t2－t1)，求波速； (2)设周期小于(t2－t1)，并且波速为6 000 m/s，求波的传播方向． 解析：当波传播时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长；当波传播时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于一个波长，这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离． (1)因Δt＝t2－t1
因此可得波的传播方向沿x轴负方向． 答案：(1)波向右传播时v＝400 m/s；波向左传播时v＝1 200 m/s(2)x轴负方向 2. (厦门一中高三检测)如图所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n＝2，下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的夹角θ＝45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h＝2.0 cm的光点A和B(图中未画出)． (1)请在图中画出光路示意图(请使用刻度尺)； (2)求玻璃砖的厚度d. 解析：(1)画出光路图如图所示． (2)设第一次折射时折射角为θ1，
高三电磁复合场计算题(教案)
带电粒子在复合场中的运动（教案） 1．（易）在图所示的坐标系中，x 轴水平，y 轴垂直，x 轴上方空间只存在重力场，第Ⅲ象限存在沿y 轴正方向的匀强电场和垂直xy 平面向里的匀强磁场，在第Ⅳ象限由沿x 轴负方向的匀强电场，场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等。一质量为m ，带电荷量大小为q 的质点a ，从y 轴上y=h 处的P 1点以一定的水平速度沿x 轴负方向抛出，它经过x = -2h 处的P 2点进入第Ⅲ象限，恰好做匀速圆周运动，又经过y 轴上方y = -2h 的P 3点进入第Ⅳ象限，试求： ?质点a 到达P 2点时速度的大小和方向； ?第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小； ?质点a 进入第Ⅳ象限且速度减为零时的位置坐标 解：（2分）如图所示。 （1）质点在第Ⅱ象限中做平抛运动，设初速度为v 0，由 2 12 h gt = ……① （2分） 2h =v 0t …… ② （2分） 解得平抛的初速度 0v = （1分） 在P 2点，速度v 的竖直分量 y v gt ==（1分） 所以，v =2 gh ，其方向与x 轴负向夹角 θ=45° （1分） （2）带电粒子进入第Ⅲ象限做匀速圆周运动，必有 mg =qE ……③ （2分） 又恰能过负y 轴2h 处，故23P P 为圆的直径，转动半径 R= h h OP 22 22222 =?=? …… ④（1分） 又由 2 v qvB m R =……⑤ （2分）． 可解得 E =mg /q （1分）； B = h g q m 2（2分） （3）带电粒以大小为v ，方向与x 轴正向夹45°角进入第Ⅳ，方向与过P 3点的速度方向 相反，故带电粒做匀减速直线运动，设其加速度大小为a ，则： a m ==…… ⑥（2分）； 由222 2,2v O v as s a -=-===得（2分） 由此得出速度减为0时的位置坐标是 (),h h -（1分） 2．（易）如图所示的坐标系，x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向在x 轴上空间第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y 轴正方向的匀强电场和垂直xy 平面（纸面）向里的均强磁场，在第四象限，存在沿y 轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m 、电荷量为q 的带电质点，从y 轴上y =h 处的P 1点以一定的水平初速度沿x 轴负方向进入第二象限。然后经过x 轴上x = -2h 处的P 2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动．之后经过y 轴上y = －2h 处的P 3点进入第四象限。已知重力加速度为g ．求： （1）粒子到达P 2点时速度的大小和方向； （2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小； （3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。 解：（1）参见图,带电质点从P 1到P 2，由平抛运动规律 22 1gt h =…①（2分）； v 0=2h /t ……② （1分） gt v y =v y =gt ……③（1分） 求出gh v v v y O 222=+=……④（2分）