十九、中档计算题专题doc

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1、2010 届高考物理二轮复习典型例题及练习十九、中档计算题专题例 1、图（ 1）表示用水平恒力 F 拉动水平面上的物体，使其做匀加速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀加速运动的加速度a 也会变化， a 和 F 的关系如图（ 2）所示。（ 1）该物体的质量为多少？（ 2）在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码，保持砝码与该物体相对静止，其他条件不变，请在图 2 的坐标上画出相应的 a F 图线。（ 3）由图线还可以得到什么物理量？（要求写出相应的表达式或数值）选题理由：学会读图，利用图象处理问题F图 1a(m/s2 )8642012345F(N)图 2解答：（ 1） F- mg =ma ,aF

2、g ；Fm图 1由图线斜率： 1/m=2；所以 m =0.5kg；（ 2）过点（ 2， 0）和（ 4， 2）图线略a(m/s2 )（ 3） mg=1N ； =0.28642-g12345F(N)图 2例2、如图，电动传送带以恒定速度v01.2m / s 运行，传送带与水平面的夹角37 ，现将质量 m=20kg 的物品箱轻放到传送带底端，经过一段时间后， 物品箱被送到h=1.8m 的平台上，已知物品箱与传送带间的动摩擦因数0.85 ，不计其他损耗，则每件物品箱从传送带底端送到平台上，需要多少时间？每输送一个物品箱，电动机需增加消耗的电能是多少焦耳？（ g 10 m / s2 ,sin 370.6

3、 ）选题理由： 1、斜面上物体的加速度求解学生易错2、电动机需增加消耗的电能应有哪些能量构成，怎样计算是一个难点。 afmg sing cosg sin0.85100.8100.60.8m / s2mt1v01.21.5(s)s11at 1210.81.520.9ma0.822s2hs1 2.1mt 2s22.11.75st t1t 23.25(s)sin 37v01.2 Wmgh1 mv02mg cos37s20101.811.220.8510 0.8(1.5221. 2 0.9) 496.8J例 3、如图 16 所示，一质量为 M 的长方形木板 B 放在光滑的水平面上，在其右端放一质量为

4、m 的小木块 A ， mm ，则其方向为正， 又因系统置于光滑水平面，其所受合外力为零，故 AB 相对滑动时，系统总动量守恒AB 相对静止后设速度为 V ，则系统动量为（M+m ） V.方向也为正，则V 方向为正，即水平向右.且 MV 0 Mv 0=(M+m)VV= Mm V 0M m（ 2）在地面上看 A 向左运动至最远处时， A 相对地的速度为 O. 设 AB 之间的摩擦力大小于 f，对 A ：则有 ftmV(mV0 ）MmmMm V0m V02MmV0ft( M m)tf2MV 0方向向右，设向左运动的最大距离为S.aA=m)tm (M则 Vt 2V022as（V t0 ）V02V02(

5、 M m)V0 tS=2MV0负号表示向左 .2a4M2m)t(M例 4、 如图所示，带正电小球质量为 m 110- 2kg ，带电量为 ql 10-6 C，置于光滑绝缘水平面上的 A点当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度 vB 1.5 m s，此时小球的位移为 S 0.15m求此匀强电场场强E的取值范围 ( g 10ms。)某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为，由动能定理 qEScos 1 mvB2 02得 EmvB2 75000V m由题意可知 0，所以当 E 7.5 104V m时小球2qS coscos将始终沿

6、水平面做匀加速直线运动经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充解：该同学所得结论有不完善之处为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qEsin mgmg2Sg2 0.15 104所以 tgvB22.253mvB22SEmg1 10210 V / m1.25105 V / mq sin1 10645即7.5 104V/m E 1.25 105V/m例 5、如图所示， abcd 为质量 M 2 kg 的导轨，放在光滑绝缘的水平面，另有一根质量m 0.6 kg 的金属棒 PQ平行于 bc 放在水平导轨上， PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱 e、 f （竖直立

7、柱光滑，且固定不动），导轨处于匀强磁场中，磁场以OO 为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度大小都为B 0.8 T 导轨的bc 段长 l 0.5 m ，其电阻 r 0.4，金属棒的电阻R 0.2，其余电阻均可不计金属棒与导轨间的动摩擦因数 0.2 若在导轨上作用一个方向向左、大小为F 2N的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g 取 10m/s 2 ，试求：（ 1）导轨运动的最大加速度；（ 2）导轨的最大速度；（ 3）定性画出回路中感应电流随时间变化的图线解：导轨在外力作用下向左加速运动，由于切割磁感线，在回路中要产生感应电流，导轨的bc 边及金属棒PQ均要受到安培力作

8、用，PQ棒受到的支持力要随电流的变化而变化，导轨受到 PQ棒的摩擦力也要变化，因此导轨的加速度要发生改变导轨向左切割磁感线时，BlvI 感有，R r导轨受到向右的安培力F1BIl ，金属棒 PQ受到向上的安培力F2BIl ，导轨受到 PQ棒对它的摩擦力 f(mgBIl )，根据牛顿第二定律，有F-BIl-（ mg-BIl ） Ma，即F- （ 1-） Bil- mg Ma（ 1）当刚拉动导轨时，v 0，由式可知I 感0 ，则由式可知，此时有最大加速amFmg0.4m/s2度 am ，即M（感应电动势、右手定则、全电路欧姆定律）（ 2）随着导轨速度 v增大， I 感 增大而 a 减小，当 a 0

9、 时，有最大速度vm ，从式可得F (1)BI mlmg 0 ，有Fmg2.5AI m) Bl(1vmI m (Rr )将 I m2.5A 代入式，Bl3.75m/s得（ 3）从刚拉动导轨开始计时，t 0 时， v00 ，I 0，当 tt1 时， v 达到最大， I 达到2.5 A，电流 I 随时间 t 的变化图线如图所示课后练习1、经检测汽车 A 的制动性能：以标准速度20m/s，在平直公路上行驶时，制动后40s停下来。现 A 在平直公路上以 20m/s 的速度行驶，发现前方180m 处有一货车 B 以 6m/s 的速度同向匀速行使，因该路段只能通过一个车辆，司机立即制动，关于能否发生撞车事

10、故，某同学的解答过程是：“ 设汽车 A 制动后 40s 的位移为 S1，货车 B 在这段时间内的位移为S2. 则：A 车的位移为： S1 v t 400m;B 车的位移为：S2 vB t 240m；两车位移差为400-240=160 （ m）180（ m）； 两车不相撞 。 ”你认为该同学的结论是否正确？如果你认为正确， 请定性说明理由； 如果你认为不正确，请说明理由并求出正确结果。2、核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、 无环境污染等优势的新能源. 近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站 .一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘( 又叫重

11、氢 ) 和氚 ( 又叫超重氢 ) 聚合成氦，并释放一个中子 . 若已知氘原子的质量为2.014u，氚原子的质量为 30160.u ，氦原子的质量为4.0026 u，中子的质量为 1.0087 u， 11661027kg .u .(1) 写出氘和氚聚合的反应方程 .(2) 试计算这个核反应释放出来的能量.(3) 若建一座功率为 30. 105 kW 的核聚变电站， 假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按 32.107 s计算，光速 c300.108 m / s ，结果取二位有效数字）3、如图所示理想变压器副线圈匝数n2=400, 当原线圈输入电压u1=70.7si

12、n314t(V) 时，安培表A 1 的读数为 2A, 当副线圈增加100 匝时，伏特表 V 2 的读数增加 5V,求（ 1）原线圈匝数 n1 是多少？A 1A 2（ 2）电阻 R 多大V1V 2 R4、计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0 的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g,（ 1）求出卫星绕地心运动周期T（ 2）设地球自转周期 T 0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？2t2t 23T0T则有TT028R0 T0tg3(T0T )8R3(T02)0g5、如图所示，质量为M 的长木板静止在光滑的水平地

13、面上，在木块的右端有一质量为m 的小铜块，现给铜块一个水平向左的初速度v0 ，铜块向左滑行并与固定在木板左端的长度为l 的轻弹簧相碰，碰后返回且恰好停在长木板右端，则轻弹簧与铜块相碰过程中具有的最大弹性势能为多少？整个过程中转化为内能的机械能为多少？6、如图所示，用折射率n2 的玻璃做成内径为R、外径为 R2R 的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴OO 平行，试求：(1) 球壳内部有光线射出的区域；(2) 要使球壳内部没有光线射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行?OR OR7、如图所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为R，磁感应

14、强度为B，方向垂直于纸面向外，电场强度为E，方向水平向左. 一个质量为m 的小球 ( 可视为质点 ) 放在轨道上的C 点恰好处于静止，圆弧半径OC 与水平直径AD 的夹角为sin0.8 .(1)求小球带何种电荷，电荷量是多少？并说明理由.(2) 如果将小球从 A 点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？1、解：不正确（得2 分）汽车 A 做匀减速直线运动，当A车减为与B 车同速时是A 车逼近 B 车距离最多的时刻，这时若能超过B 车则相撞，反之则不能相撞。（得3 分）vtv02由：a得 A 车的加速度： a1-0.5m/s（得 2分）；tA 车速度减到6m/s 时所

15、用的时间：t vBvA28s 。（得 2 分）a此过程 A 车的位移为：S1vt364m;B 车的位移为：S2vB t 168m； S 364-168 196 180（ m）所以两车相撞。（得3 分）2、解（ 1） 12 H13 H410 n2 He（ 2） Em2m3m4m1 c22.8 10 12 J（ 3）一年中产生的电能发生的核反应次数为PtnE05.所需氘的质量 mnm2166.10 2723kg3、解（ 1） U 2n2U 2n2U 1n21000U1n1n1U 1n1U 2（2） U2n2U 2n2 U 120 VI1U1 U22 / RU 1n1n1得到：R4A 1B1B24、

16、解A 2（ 1）GMm4 2Om(2R0)(2R0)2T2T28R0328R0GMg（ 2）设人在 B 1 位置刚好看见卫星出现在 A1 位置，最后在 B 2 位置看到卫星从 A 2 位置消失，OA 1=2OB 1有A1OB1= A2OB2=/3从 B1 到 B2 时间为 t5、解将M 、 m 和弹簧整体作为系统，满足动量守恒条件，以向左的方向为正，有mmv0(Mm)vvMm v0 . 因 m 能相对于木板停在右端，故一定存在摩擦力，对全过程由能量守恒定律E损1 mv021 (M m) v 21 mv02m2 v02mMv022222( Mm)2( Mm)弹簧压至最短时，E损1E损 由能量守恒

17、定律：12121mv0(Mm)vE损弹22E22E121m 2v02mMv 02弹mv0m4(M.44 Mm)6、解(1)设光线 a a 射入外球面，沿ab 方向射向内球面，刚好发生全反射，则11sin Cn 2 C 45 （2分）在 Oab 中， Oa2R ， ObR sin(180C )sin r（2分），sin rsin C12RR22即 r30 （ 1 分），则Cr45 3015 （1 分）又O Oai ，由sin in（2 分） ，得sin rsin in sin r22 i 45 （ 1 分）即 O Ob i45 15 60 （1 分）当射向外球面的入射光线的入射角小于i45 时，

18、这些光线都会射出内球面因此，以 OO 为中心线，上、下（左、右）各60 的圆锥球壳内有光线射出（2 分）（ 2）由图中可知， h R sin i2R2R ，所以，至少用一个半径为R 的遮光2板，圆心过 OO 轴并垂直该轴放置，才可以挡住射出球壳的全部光线，这时球壳内部将没有光线射出（ 3 分）7、解（ 1）小球在 C 点受重力、电场力和轨道的支持力处于平衡，电场力的方向一定向左的，与电场方向相同，如图所示.因此小球带正电荷.FNcosqEFNsinmg则有 3mg4qE小球带电荷量 q3mg14E（ 2）小球从 A 点释放后，沿圆弧轨道滑下，还受方向指向轨道的洛仑兹力f，力 f 随速度增大而增大，小球通过C 点时速度 ( 设为 v) 最大，力 f 最大，且 qE 和 mg 的合力方向沿半径 OC，因此小球对轨道的压力最大 .由 1 mv2mgR sinqER 1cos22通过 C 点的速度 vgR小球在重力、电场力、洛仑兹力和轨道对它的支持力作用下沿轨道做圆周运动，有F mg sinqE cosqvBm v23R9 E3BRg mg最大压力的大小等于支持力F4 E