2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 穩(wěn)中培優(yōu)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)練習(xí)(五) 新人教版

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1、 穩(wěn)中培優(yōu)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)練習(xí)(五) 1、合肥開往上海的動(dòng)車組D3028是由動(dòng)車和拖車編組而成只有動(dòng)車提供動(dòng)力.假定該列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成,第1節(jié)和第5節(jié)車廂為動(dòng)車,每節(jié)動(dòng)車的額定功率均為P0,每節(jié)車廂的總質(zhì)量為m,動(dòng)車組運(yùn)行過程中所受阻力為車重的k倍.若動(dòng)車組以額定功率從合肥南站啟動(dòng),沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t0速度達(dá)到最大,重力加速度為g.求: (1)當(dāng)動(dòng)車組速度達(dá)到最大速度一半時(shí)的加速度和此時(shí)第6節(jié)車廂對第7節(jié)的拉力; (2)動(dòng)車組從啟動(dòng)至速度剛達(dá)到最大的過程中所通過的路程. 【參考答案】(1)kg 4kmg (2) 解析:(1)設(shè)動(dòng)車組勻速運(yùn)動(dòng)的速度為vm,動(dòng)車組速

2、度為最大速度一半時(shí)動(dòng)車的牽引力為F,有 2P0=8kmgvm 2P0=2F 對動(dòng)車組,由牛頓第二定律2F-8kmg=8ma a==kg 對第7、8節(jié)車廂的整體有:F67-2kmg=2ma 解得:F67=4kmg (2)由動(dòng)能定理得:2P0t0-8kmgx=(8m)v-0 x=-= 2、如圖所示,在xOy坐標(biāo)系的第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,第四象限內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場,兩個(gè)電場的場強(qiáng)大小相等,第四象限內(nèi)還有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,讓一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子在第二象限內(nèi)的P(-L,L)點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果粒子沿直線運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)并進(jìn)入第四象限,粒子在第四象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)后從x

3、軸上的Q(L,0)點(diǎn)進(jìn)入第一象限,重力加速度為g,求: (1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)的時(shí)間; (2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向. 【參考答案】(1)  (2)垂直于紙面向里, 解析:(1)粒子在第二象限內(nèi)沿角平分線做直線運(yùn)動(dòng),則電場力和重力的合力方向沿PO方向,則粒子帶正電. mg=qE,mg=ma. 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,L=at2. 聯(lián)立解得t=. (2)粒子在第二象限中做加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理可知,mgL+qEL=mv2-0. 解得,v=2,方向與x軸正方向成45°角. 電場力與重力等大反向,洛倫茲力提供向心力, Bqv=m,粒子在第四象限內(nèi)做勻速圓周

4、運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示: 根據(jù)左手定則可知,磁場方向垂直于紙面向里. 根據(jù)幾何關(guān)系可知,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 R=L. 解得,B=. 3、(實(shí)驗(yàn))利用圖1的裝置探究“恒力做功與物體動(dòng)能變化”的關(guān)系.小車的質(zhì)量為M,鉤碼的質(zhì)量為m,且不滿足m<M.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源是頻率為f的交流電. (1)實(shí)驗(yàn)中,把長木板右端墊高,在不掛鉤碼且________的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng),表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響.(填選項(xiàng)前的字母) A.計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B.計(jì)時(shí)器打點(diǎn) (2)圖2是正確操作后得到的一條紙帶.紙帶上各點(diǎn)是打出的計(jì)時(shí)點(diǎn),其中O點(diǎn)為打出的第一個(gè)點(diǎn)

5、.小車發(fā)生的位移從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離可以直接測出,利用下列測量值和題中已知條件能簡單、準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)是________________________________________________________________________.(填選項(xiàng)前的字母) A.OA、AD和EG的長度 B.BD、CF和EG的長度 C.OE、DE和EF的長度 D.AC、EG和BF的長度 (3)若測得圖2中OF=x1,EG=x2,則實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式為________.(用已知和測得物理量的符號表示) 【參考答案】(1)B (2)C (3)mgx1=(M+m)2 解析:(1)打點(diǎn)

6、計(jì)時(shí)器工作時(shí),紙帶受到摩擦力作用,平衡摩擦力時(shí),需要通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器判斷是否勻速,B選項(xiàng)正確. (2)簡單、準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn),需要選取的兩點(diǎn)盡可能遠(yuǎn),且方便測量,故測量OE段的長度,計(jì)算合力做功,測量DE和EF的長度,計(jì)算E點(diǎn)的瞬時(shí)速度,C選項(xiàng)正確. (3)EG=x2,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,中間時(shí)刻F點(diǎn)的瞬時(shí)速度vF==. 系統(tǒng)增加的動(dòng)能ΔEK=(M+m)v,系統(tǒng)減少的重力勢能ΔEP=mgx1. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為 mgx1=(M+m)2. 4、如圖,是游樂場的一項(xiàng)娛樂設(shè)備.一環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上,由升降機(jī)送上幾十米的高處,然后讓座艙自由落下,落到一定位置時(shí),

7、制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng).到地面時(shí)剛好停下.已知座艙開始下落的高度為H=75 m,當(dāng)落到離地面h=30 m的位置時(shí)開始制動(dòng),座艙均勻減速.在一次娛樂中,某同學(xué)把質(zhì)量m=6 kg的書包放在自己的腿上.(g取10 m/s2),不計(jì)座艙與柱子間的摩擦力及空氣阻力. (1)當(dāng)座艙落到離地面h1=60 m和h2=20 m的位置時(shí),求書包對該同學(xué)腿部的壓力各是多大; (2)若環(huán)形座艙的質(zhì)量M=4×103 kg,求制動(dòng)過程中機(jī)器輸出的平均功率. 【參考答案】(1)零 150 N (2)1.5×106 W 解析:(1)分析題意可知,座艙在離地面h=30 m的位置時(shí)開始制動(dòng),說明座艙離地面60 m時(shí),座艙做

8、自由落體運(yùn)動(dòng),處于完全失重狀態(tài),書包對該同學(xué)腿部的壓力為零. 座艙落到離地面20 m高時(shí),做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可知, F2-mg=ma. 座艙下落45 m時(shí)開始制動(dòng),此時(shí)速度為v. v2=2g(H-h(huán)). 座艙到地面時(shí)剛好停下,v2=2ah. 聯(lián)立解得,F(xiàn)=150 N. 根據(jù)牛頓第三定律可知,該同學(xué)腿部受到的壓力為150 N. (2)制動(dòng)過程中,座艙所受的制動(dòng)力為F0,經(jīng)歷的時(shí)間為t, 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,t=. 根據(jù)牛頓第二定律,對座艙有,F(xiàn)0-Mg=Ma. 座艙克服制動(dòng)力做功W=F0h. 機(jī)器輸出的平均功率P=. 聯(lián)立解得,P=1.5×106 W.

9、 5、如圖所示,矩形區(qū)域abcdef分為兩個(gè)矩形區(qū)域,左側(cè)區(qū)域充滿勻強(qiáng)電場,方向豎直向上,右側(cè)區(qū)域充滿勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外,be為其分界線,af=L,ab=0.75L,bc=L.一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子(重力不計(jì))從a點(diǎn)沿ab方向以初速度v0射入電場,從be邊的中點(diǎn)g進(jìn)入磁場.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小; (2)若要求電子從cd邊射出,求所加勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值Bm; (3)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。骳d邊上有電子射出部分的長度. 【參考答案】(1) (2) 解析:(1)電子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則可知, 豎直方向上,=×t2. 水平方向上,0.75L=v0t. 聯(lián)立解得,E=. (2)電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,evB=m. 運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與cd邊相切時(shí),半徑最小,此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,軌跡如圖所示: 速度方向與水平方向夾角的正切值tanθ=×2=,則速度與be邊的夾角為37°. 電子進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v==v0. 根據(jù)幾何關(guān)系可知,r1+r1cos37°=L. 解得最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm=. 6

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