2018年高考物理复习:25分钟规范训练4 含解析
高考物理总复习 第四章 第4节 万有引力与航天练习(含解析)-人教版高三全册物理试题
第4节万有引力与航天1.(2018·河北张家口期末)第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们的研究根底上,得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律.如下说法中正确的答案是( D )A.开普勒通过研究、观测和记录发现行星绕太阳做匀速圆周运动B.太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星C.库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律解析:开普勒发现行星绕太阳沿椭圆轨道运动,选项A错误;万有引力定律适用于任何可看成质点的两物体之间,选项B错误;卡文迪许测量出了引力常量的数值,选项C错误;牛顿在发现万有引力定律的过程中认为太阳吸引行星,同样行星也吸引太阳,选项D正确.2.(2018·江苏卷,1)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高.今年5月9日发射的“高分五号〞轨道高度约为705 km,之前已运行的“高分四号〞轨道高度约为36 000 km,它们都绕地球做圆周运动.与“高分四号〞相比,如下物理量中“高分五号〞较小的是( A ) A.周期 B.角速度C.线速度D.向心加速度解析:“高分五号〞的运动半径小于“高分四号〞的运动半径,即r五<r四,由万有引力提供向心力得=mr=mrω2=m=ma,如此T=∝,T五<T四,选项A正确;ω=∝,ω五>ω四,选项B错误;v=∝,v五>v四,选项C错误;a=∝,a五>a四,选项D错误.3.(2019·江苏扬州测试)(多项选择)2017年9月25日后,微信启动页面采用“风云四号〞卫星成像图.“风云四号〞是我国新一代静止轨道气象卫星,如此其在圆轨道上运行时( CD )A.可定位在赤道上空任意高度B.线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间C.角速度与地球自转角速度相等D.向心加速度比月球绕地球运行的向心加速度大解析:同步卫星只能在赤道上空,且高度保持不变,故A错误;第一宇宙速度为人造卫星的最大运行速度,气象卫星的线速度小于第一宇宙速度,故B错误;同步卫星的周期等于地球的自转周期,所以同步卫星绕地球运行的角速度与地球自转的角速度相等,故C正确;同步卫星与月球都是万有引力提供向心力,由=ma可得a=,所以同步卫星绕地球运行的向心加速度比月球绕地球运行的向心加速度大,故D正确.4.(2019·陕西西安模拟)一些星球由于某种原因而发生收缩,假设该星球的直径缩小到原来的四分之一,假设收缩时质量不变,如此与收缩前相比( D )A.同一物体在星球外表受到的重力增大到原来的4倍B.同一物体在星球外表受到的重力增大到原来的2倍C.星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍D.星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍解析:当直径缩小到原来的四分之一时,半径也同样缩小到原来的四分之一,重力加速度g=增大到原来的16倍,第一宇宙速度v=增大到原来的2倍.5.(2019·重庆巴蜀中学月考)“嫦娥五号〞卫星预计由长征五号运载火箭发射升空,自动完成月面样品采集,并从月球起飞,返回地球.这次任务的完成将标志着我国探月工程“三步走〞顺利收官.引力常量为G,关于“嫦娥五号〞的运动,以下说法正确的答案是( B )A.“嫦娥五号〞的发射速度小于同步卫星的发射速度B.假设“嫦娥五号〞在月球外表附近做匀速圆周运动的周期,如此可求出月球的密度C.“嫦娥五号〞的发射速度必须大于11.2 km/sD.“嫦娥五号〞在月球外表附近做匀速圆周运动的线速度大小为7.9 km/s解析:“嫦娥五号〞的运行轨道高度大于同步卫星的运行轨道高度,故“嫦娥五号〞的发射速度大于同步卫星的发射速度,故A错误;由G=m()2r和M=πR3ρ可得ρ=()3,当在月球外表时,r=R,只需知道周期T,就可以求出月球的密度,故B正确;“嫦娥五号〞的发射速度小于11.2 km/s,故C错误;“嫦娥五号〞在月球外表附近绕月球做匀速圆周运动的线速度v=,g和R均比地球的要小,故v<7.9 km/s,故D错误.6.(2019·安徽六校教育研究会第一次联考)地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2(公转轨道近似为圆),如果把行星与太阳连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率,如此地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是( B )A. B.C. D.解析:根据开普勒第三定律有==k,天体公转的角速度ω=,一定时间内扫过的面积S==,所以扫过的面积速率之比等于单位时间内的面积比,代入角速度可得面积速率之比为.7.(2019·江苏连云港模拟)对于环绕地球做圆周运动的卫星来说,它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化,某同学根据的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T关系作出如下列图图像,如此可求得地球质量为(引力常量为G)( A )A. B.C. D.解析:由=m r可得=,结合图线可得,=,故M=.8.(2019·河北石家庄质检)(多项选择)如下列图为某飞船从轨道Ⅰ经两次变轨绕火星飞行的轨迹图,其中轨道Ⅱ为圆轨道,轨道Ⅲ为椭圆轨道,三个轨道相切于P点,P,Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点,S是轨道Ⅱ上的点,P,Q,S三点与火星中心在同一直线上,且PQ=2QS,如下说法正确的答案是( AC )A.飞船在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要减速B.飞船在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间是飞船在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间的1.5倍C.飞船在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点的加速度大小相等D.飞船在轨道Ⅱ上S点的速度大小小于在轨道Ⅲ上P点的速度大小解析:飞船在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要做减速运动,选项A正确;因为PQ=2QS,所以飞船在轨道Ⅱ上运行的轨道半径R2==1.5QS,飞船在轨道Ⅲ上运动轨迹的半长轴R3==QS,由开普勒第三定律=k知,==1.84,选项B错误;由牛顿第二定律知G=ma,解得a=,由于飞船在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点到火星中心的距离相等,故飞船在两点的加速度大小相等,选项C正确;飞船在轨道Ⅱ上S点的速度大小等于在轨道Ⅱ上P点的速度大小,飞船在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需要减速运动,故飞船在轨道Ⅱ上S点的速度大小大于在轨道Ⅲ上P点的速度大小,选项D错误.9.(2019·安徽合肥测试)宇航员在月球外表上做自由落体实验,将铁球由距月球外表高h处静止释放,经时间t落在月球外表.引力常量为G,月球的半径为R.求:(1)月球外表的重力加速度g.(2)月球的质量M.(3)月球的“第一宇宙速度〞的大小v.解析:(1)由自由落体运动的规律可知h=gt2解得月球外表重力加速度g=.(2)在月球外表,万有引力近似与重力相等G=mg得月球的质量M=(3)万有引力提供向心力,即G=m解得v=.答案:(1)(2)(3)10.(2018·山东泰安一模)由中国科学家设计的空间引力波探测工程“天琴计划〞,采用三颗全同的卫星(SC1,SC2,SC3)构成一个边长约为地球半径27倍的等边三角形,阵列如下列图.地球恰好处于三角形中心,卫星在以地球为中心的圆轨道上运行,对一个周期仅有 5.4分钟的超紧凑双白星(RXJ0806.3+1527)产生的引力波进展探测.假设贴近地球外表的卫星运行速率为v0,如此三颗全同卫星的运行速率最接近( B )v0000解析:由几何关系可知,等边三角形的几何中心到各顶点的距离等于边长的,所以卫星的轨道半径r与地球半径R的关系为r=27×R=9R;根据v=可得=≈0.25,如此v同=0.25v0,故B正确.11.(2019·吉林第二次调研)(多项选择)轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星,它运行时能到达南、北极地区的上空,需要在全球范围内进展观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道.如下列图,假设某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟,如此( AB )A.该卫星的运行速度大小一定小于7.9 km/sB.该卫星的轨道半径与同步卫星的轨道半径之比为1∶4C.该卫星的加速度大小与同步卫星的加速度大小之比为2∶1D.该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能解析:由题意可知,卫星的周期 T=×45 min=180 min=3 h;由于卫星的轨道半径大于地球的半径,如此卫星的线速度小于第一宇宙速度,即卫星的线速度大小小于7.9 km/s,选项A正确;由万有引力提供向心力得G=m()2r,解得r=,该卫星的轨道半径与同步卫星的轨道半径之比===,选项B正确;由牛顿第二定律得G=ma,解得a=,该卫星的加速度大小与同步卫星的加速度大小之比==2=,选项C错误;由于不知该卫星与同步卫星的质量关系,故无法比拟其机械能大小,选项D错误.12.(2019·河北邯郸质检)2017年10月中国科学院国家天文台宣布FAST天文望远镜首次发现两颗太空脉冲星,其中一颗的自转周期为T(实际测量为1.83 s,距离地球1.6万光年).假设该星球恰好能维持自转不瓦解,令该星球的密度ρ与自转周期T的相关量为q星,同时假设地球同步卫星离地面的高度为地球半径的6倍,地球的密度ρ0与自转周期T0的相关量为q 地,如此( A )A.q地=q星B.q地=q星C.q地=q星D.q地=7q星解析:星球恰好能维持自转不瓦解,对该星球赤道外表的物体m有=m R,密度ρ=,可得q星==,同理对地球同步卫星有=m0··7R0,ρ0=,可得q地==,所以q地=q星.13.(2019·某某南宁二中月考)石墨烯是近年发现的一种新材料,其超高强度与超强导电、导热等非凡的物理性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化.科学家们设想,用石墨烯制作超级缆绳,搭建“太空电梯〞,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换.地球的半径为R,自转周期为T,地球外表重力加速度为g,如下说法正确的答案是( B )A.“太空电梯〞上各点的角速度不一样B.乘“太空电梯〞匀速上升时乘客对电梯仓内地板的压力逐渐减小C.当电梯仓停在距地面高度为处时,仓内质量为m的乘客对电梯仓内地板的压力为零D.“太空电梯〞的长度L=解析:“太空电梯〞上各点在相等的时间内转过的角度相等,故角速度一样,A错误.由牛顿第二定律有G-F N=mω2r,随着r的增大,F N逐渐减小,由牛顿第三定律可知B正确.当电梯仓停在距地面高度为处时,有G-F N=G-F N=mω2(+R),F N一定不等于零,由牛顿第三定律可知C错误.“太空电梯〞的长度为同步卫星到地面的距离,由万有引力提供向心力得G=m r,由r=R+L,GM=gR2(黄金代换),得L=-R,D错误.14.(2018·湖南衡阳一模)(多项选择)据报道,一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜,观测到了一组双星系统,它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动,如下列图,假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食〞另一颗体积较大星体的外表物质,导致质量发生转移,在演变过程中两者球心之间的距离保持不变,双星平均密度可视为一样.如此在最初演变的过程中( BC )A.它们间万有引力大小保持不变B.它们做圆周运动的角速度不变C.体积较大的星体做圆周运动轨迹的半径变大,线速度变大D.体积较大的星体做圆周运动轨迹的半径变小,线速度变大解析:设体积较小的星体质量为m1,轨道半径为r1,体积较大的星体质量为m2,轨道半径为r2,双星间的距离为L,转移的质量为Δm.如此它们之间的万有引力为F=G,根据数学知识得知,随着Δm的增大,F先增大后减小,故A错误.对m1星体有G=(m1+Δm)ω2r1,对m2星体有G=(m2-Δm)ω2r2,得ω=,总质量m1+m2不变,两者距离L不变,如此角速度ω不变,故B正确.ω2r2=,由于ω,L,m1均不变,当Δm增大时,如此r2增大,即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大;又由v=ωr2可知线速度v也增大,故C正确,D错误.15.(多项选择)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日〞.据报道,2014年各行星冲日时间分别是:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日.地球与各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,如此如下判断正确的答案是( BD )地球火星木星土星天王星海王星轨道半径1.0 1.5 5.2 9.5 19 30(AU)A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短解析:金星运动轨道半径小于地球运动轨道半径,运行周期小于地球,因此可能发生凌日现象而不会发生冲日现象,选项A错误;地球周期T地=1年,如此ω地=,同理得T木=年,如此ω木=,木星于2014年1月6日冲日,如此(ω地-ω木)·t=2π,解得t=年≈1年,明确2015年内一定会出现木星冲日现象,B选项正确;根据开普勒第三定律,天王星周期年,远大于地球周期,说明天王星相邻两次冲日间隔近似一年,同理土星周期为年,也会出现类似情况,故C错误;周期越长,相邻两次冲日间隔越接近一年,D项正确.。
2018版高考物理二轮复习计算规范练4 含解析 精品
计算规范练(四)(时间:20分钟 分值:32分)24.(12分)(2018·衡水中学二模)如图1所示为一皮带传送装置,其中AB 段水平,长度L AB=4 m ,BC 段倾斜,长度足够长,倾角为θ=37°,AB 和BC 在B 点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧),传送带以v =4 m/s 的恒定速率顺时针运转.现将一质量m =1 kg 的工件(可看作质点)无初速度地放在A 点,已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2,求:图1(1)工件从A 点开始至第一次到达B 点所用的时间t ;(2)工件从第一次到达B 点至第二次到达B 点的过程中,工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q .【解析】 (1)由牛顿第二定律可得μmg =ma 1 ① 经t 1时间与传送带共速,则t 1=v a 1=0.8 s ② 运动位移为x 1=12a 1t 21=1.6 m③此后工件与传送带一起匀速运动到B 点,用时t 2=L AB -x 1v=0.6 s ④ 工件第一次到达B 点所用时间t =t 1+t 2=1.4 s . ⑤ (2)工件上升过程中受到的摩擦力f =μmg cos θ ⑥ 由牛顿第二定律可得加速度a 2=mg sin θ-f m=2 m/s 2⑦ 由运动学公式可得t 3=v a 2=2 s ⑧下降过程加速度不变a 3=a 2=2 m/s 2⑨ 由运动学公式可得t 4=v a 3=2 s⑩ 工件与传送带的相对位移Δx =v (t 4+t 3)=16 m ⑪ 因摩擦而产生的热量Q =f Δx =64 J . ⑫(每式1分)【答案】 (1)1.4 s (2)64 J25.(20分)如图2甲所示,两根完全相同的光滑平行导轨固定,每根导轨均由两段与水平方向成θ=30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成,导轨两端均连接电阻,阻值R 1=R 2=2 Ω,导轨间距L =0.6 m .在右侧导轨所在斜面的矩形区域M 1M 2P 2P 1内分布有垂直斜面向上的磁场,磁场上下边界M 1P 1、M 2P 2的距离d =0.2 m ,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示.t =0时刻,在右侧导轨斜面上与M 1P 1距离s =0.1 m 处,有一根阻值r =2 Ω的金属棒ab 垂直于导轨由静止释放,金属棒第一次经过磁场过程恰好匀速通过,最终金属棒在导轨上做往复运动.取重力加速度g =10 m/s 2,导轨电阻不计.求:图2(1)金属棒ab 匀速通过磁场的速度大小v ;(2)在t 1=0.1 s 时刻和t 2=0.25 s 时刻电阻R 1的电功率之比; (3)最终电阻R 2产生的总热量Q 总.【导学号:19624276】【解析】 (1)由mgs ·sin θ=12mv2(1分) 得v =2gs ·sin θ=1 m/s.(1分)(2)棒从释放到运动至M 1P 1的时间t =vg sin θ=0.2 s (1分)在t 1=0.1 s 时,棒还没进入磁场,有E 1=ΔΦΔt =ΔBΔt Ld =0.6 V(1分)此时,R 2与金属棒并联后再与R 1串联R 总=3 Ω (1分) U 1=E 1R 总R 1=0.4 V(1分)由图乙可知,t =0.2 s 后磁场保持不变,ab 经过磁场的时间t ′=d v=0.2 s(1分)故在t 2=0.25 s 时ab 还在磁场中运动,电动势E 2=BLv =0.6 V(1分) 此时R 1与R 2并联,R 总=3 Ω,得R 1两端电压U 1′=0.2 V(2分)电功率P =U 2R ,故在t 1=0.1 s 和t 2=0.25 s 时刻电阻R 1的电功率比值P 1P 2=U 21U 1′2=4.(1分)(3)设ab 的质量为m ,ab 在磁场中运动时,通过ab 的电流I =E 2R 总(1分) ab 受到的安培力F A =BIL(1分) 又mg sin θ=BIL(1分) 解得m =0.024 kg(1分)t 在0~0.2 s 时间里,R 2两端的电压U 2=0.2 V ,产生的热量Q 1=U 22R 2t =0.018 J(2分)ab 最终将在M 2P 2下方的轨道区域内往返运动,到M 2P 2处的速度为零,由功能关系可得在t =0.2 s 后,整个电路最终产生的热量Q =mgd sin θ+12mv 2=0.186 J(1分)由电路关系可得R 2产生的热量Q 2=Q6=0.018 J(1分) 故R 2产生的总热量Q 总=Q 1+Q 2=0.01 J . (1分)【答案】 (1)1 m/s (2)4∶1 (3)0.01 J。
2018物理二轮复习25分钟规范训练4
25分钟规范训练(四)1.(12分)(2017·陕西省西安市长安区第三次联考)如图所示,足够长的光滑水平面与半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接,质量为m 的小球A 从圆弧最高点M 由静止释放,在水平面上与静止的小球B 发生弹性正碰。
已知重力加速度为g ,两小球均可视为质点,试求:(1)小球A 刚好到达圆弧轨道最低点N 时,小球对轨道的压力大小;(2)若要求两球发生二次碰撞,求小球B 的质量m B 应满足的条件。
[解析] (1)设小球A 到达N 点时速度为v ,根据机械能守恒定律得:mgR =12mv 2在N 点处:F -mg =m v 2R联立解得F =3mg由牛顿第三定律得:小球对轨道压力大小为F ′=F =3mg(2)A 与B 发生弹性碰撞,设碰后速度为v A ,v B由动量守恒有:mv =mv A +m B v B由机械能守恒有:12mv 2=12mv 2A +12m B v 2B 解之得v A =m -m B m +m B v ,v B =2m m +m Bv 要使两球发生二次碰撞,则v A <0, v B <-v A联立解得: m B >3m2.(20分)一个质量m =2×10-2 kg 、电荷量q =+5×10-3C 的带电小球在0时刻以v 0=40 m/s 的速度从O 点沿+x 方向(水平向右)射入一空间,在该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场,其中电场沿-y 方向(竖直向上),电场强度大小E 0=40 v/m 。
磁场垂直于xOy 平面向外,磁感应强度大小B 0=4π T 。
当地的重力加速度g 取10 m/s 2,不计空气阻力,计算结果中可以保留根式或π。
求:(1)12 s 末小球速度的大小;(2)在给定的xOy 坐标系中,大体画出小球在0~24 s 内运动轨迹的示意图;(3)26 s 末小球的位置坐标。
[解析] (1)0~1 s 内,小球只受重力作用,做平抛运动。
2018年高考物理二轮复习25分钟规范训练320171227391
25分钟规范训练(三)1.(12分)如图,在倾角θ=37˚的粗糙斜面上距离斜面底端s=1 m处,有一质量m=1 kg的物块,在竖直向下的恒力F作用下,由静止开始沿斜面下滑。
到达斜面底端时立即撤去F,物块又在水平面上滑动一段距离后停止。
不计物块撞击水平面时的能量损失,物块与各接触面之间的动摩擦因数相同,g取10 m/s2,sin 37˚=0.6,cos 37˚=0.8。
当F=30 N时,物块运动过程中的最大速度为4 m/s,求:(1)物块与接触面之间的动摩擦因数;(2)当F=0时,物块运动的总时间;(3)改变F的大小,物块沿斜面运动的加速度a随之改变。
当a为何值时,物块运动的总时间最小,并求出此最小值。
[解析](1)物块到达斜面底端时速度最大,设物块在斜面上的加速度为a,根据运动学公式v2=2as①代入数据得a=8 m/s2②对斜面上物块受力分析F N=(mg+F)cos θ③(mg+F)sin θ-F f=ma④F f=μF N⑤代入数据,解得μ=0.5⑥(2)当F=0时,由③④⑤得mg sin θ-μmg cos θ=ma1⑦1 设物块在斜面上的运动时间为t1,在水平面上的运动时间为t2,则s=a1t21⑧2 到达底端时速度为v=2a1s=μgt2⑨代入数据解得t=t1+t2=1.4 s⑩(3)设此时物块在斜面上的加速度为a2,由⑧⑨得总时间为2s2a2st1+t2=+⑪a2 μg根据基本不等式2s2a2s2s2a2s+≥2·⑫a2 μg a2 μg2s2a2s即当=时,总时间有最小值⑬a2 μg解得a2=μg=5 m/s2⑭2 10t min=s52.(20分)(2017·陕西省西安市长安区第三次联考)如图所示,足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置,其所在平面与水平面间的夹角为θ=30˚,两导轨间距为L,导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值为R的电阻,开关S1、S2分别与电阻和电容器相连。
2018年高考物理一轮复习 专题04 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动(练)(含解析)
专题04 练习使用打点计时器研究匀变速直线运动1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示是一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,交流电的频率为50 H z。
(1)在打点计时器打B、C、D点时,小车的速度分别为(保留3位有效数字)v B=________m/s;v C=________m/s;v D=________m/s。
(2)在如图所示的坐标系中画出小车的vt图像。
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是___,此速度的物理含义是_______________。
(保留1位有效数字)。
【答案】(1)1.38m/s;2.64m/s;3.90m/s (2)图像如图;(3)0.2 m/s;表示0时刻小车经过A 点的速度。
【解析】C点的瞬时速度0.5280=20/.22.64 /BCDv m s s xTm ==D点的瞬时速度0.780/ 3.90 /20.2CEDxv m s m s T===(2)根据以上数据作出小车的vt图像,如图所示。
2.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.①实验中,必要的措施是________.A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm,则小车的加速度a=________m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度v B=________m/s.(结果均保留两位有效数字)【答案】①AB②0.800.40【解析】3.在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用交流电源的频率是50Hz ,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况。
2018届高考物理大二轮专题复习指导:计算题 25分钟规范训练含答案解析2
25分钟规范训练(二)1.(12分)(2017·江西省南昌二中、临川一中模拟)如图所示,有一质量m =1 kg 的小物块,在平台上以初速度v 0=3 m /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 =0.5 m 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 =3 kg 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 =1 m 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 =10 m/s 2,sin53˚=0.8,cos53˚=0.6。
求:导学号 86084448(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 =v 0tan53˚=4 m/s下落的高度h =v 2cy 2g=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:a 1=μmg M=1 m/s 2 物块的加速度大小:a 2=μmg m=3 m/s 2 由题意得:a 1t =v D -a 2tv D t -12a 2t 2-12a 1t 2=l 联立以上各式并代入数据解得v D =2 2 m/s小物块在D 点时由牛顿第二定律得F N -mg =m v 2D R代入数据解得F N =26 N 由牛顿第三定律得物块对轨道压力大小为26 N ,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 =12m v 2D -12m v 20 代入数据解得W =10.5 J2.(20分)(2017·河南省信阳市高考前模拟 )如图,以竖直向上为y 轴正方向建立直角坐标系;该真空中存在方向沿x 轴正向、场强为E 的匀强电场和方向垂直xoy 平面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场;原点O 处的离子源连续不断地发射速度大小和方向一定、质量为m 、电荷量为-q (q >0)的粒子束,粒子恰能在xoy 平面内做直线运动,重力加速度为g ,不计粒子间的相互作用。
最新-2018高三物理 计算题25分钟限时训练三 精品
高三物理计算题25分钟限时训练三1.2018年9月,神舟七号载人航天飞行获得了圆满成功,我国航天员首次成功实施空间出舱活动、飞船首次成功实施释放小伴星的实验,实现了我国空间技术发展的重大跨越.已知飞船在地球上空的圆轨道上运行时离地面的高度为h .地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g .求飞船在该圆轨道上运行时:(1)速度v 的大小.(2)速度v 与第一宇宙速度的比值.解:(1)用M 表示地球质量,m 表示飞船质量,由万有引力定律和牛顿定律得h R v m h R MmG +=+22)( 地球表面质量为m 0的物体,有g m R Mm G 020= 解得飞船在圆轨道上运行时速度h R gR v +=2(2)第一宇宙速度v 1满足mg Rv m =21 因此飞船在圆轨道上运行时速度与第一宇宙速度的比值hR R v v +=1 2.如图所示,质量为m ,电荷量为e 的电子从坐标原点O 处沿xOy 平面射入第一象限内,射入时的速度方向不同,但大小均为v 0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy 平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y 轴平行的荧光屏MN 上。
求:(1)电子从y 轴穿过的范围;(2)荧光屏上光斑的长度;(3)所加磁场范围的最小面积。
解:(1)设磁场中运动的半径为R ,牛顿第二定律得:电子从y 轴穿过的范围 (2)如图所示,初速度沿x 轴正方向的电子沿弧OA 运动到荧光屏MN 上的P 点, 初速度沿y 轴正方向的电子沿弧OC 运动到荧光屏MN 上的Q 点由几何知识可得(3)取与x 轴正方向成θ角的方向射入的电子为研究对象,其射出磁场的点为E(x,y),因其射出后能垂直打到荧光屏MN 上,故有:x=-Rsin θ y=R+Rcos θ 即x 2+(y-R)2=R 2又因为电子沿x 轴正方向射入时,射出的边界点为A 点;沿y 轴正方向射入时,射出的边界点为C 点,故所加最小面积的磁场的边界是以(0,R)为圆心、R 为半径的圆的一部分, 如图中实线圆弧所围区域,所以磁场范围的最小面积为:3.相距L =1.5m 的足够长金属导轨竖直放置,质量为m 1=1kg 的金属棒ab 和质量为m 2=0.27kg 的金属棒cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a )所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。
2018高考物理总复习(人教版)课时作业25 含解析
课时作业(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) 一、选择题(1~9题为单项选择题,10~14题为多项选择题)1.一段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝,把它拉成3L 长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为( )A.R3 B .3RC.R 9D .R解析: 根据R =ρLS =ρL 2V 可知,原电阻丝被拉长3倍后的总阻值为9R ,再切成三段后每段的阻值为3R ,把它们并联后的阻值为R ,故选项D 正确。
答案: D2.把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中,甲电阻丝长l ,直径为d ,乙电阻丝长为2l ,直径为2d ,要使它们消耗的电功率相等,加在电阻丝上的电压U 甲∶U 乙应是( )A .1∶1B .2∶1C .1∶2D .2∶1解析: 根据电阻定律R =ρlS ,R 甲∶R 乙=2∶1。
且U 2甲R 甲=U 2乙R 乙,故U 甲∶U 乙=R 甲∶R 乙=2∶1选项D 正确。
答案: D3.如图所示电路,开关S断开和闭合时电流表示数之比是1∶3,则可知电阻R1和R2之比为( )A.1∶3 B.1∶2C.2∶1 D.3∶1解析:开关闭合时电路中只有电阻R2,根据欧姆定律可得:I=UR2,开关断开时电路中两电阻串联,根据欧姆定律可得,I′=UR1+R2,则R1+R2R2=31,解得R1∶R2=2∶1,选项C正确。
答案: C4.在如图甲所示的电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以AB上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为图乙中的( )解析: 根据电阻定律,横坐标为x 的点与A 点之间的电阻R =ρxS,这两点间的电压U =IR =I ρxS (I 、ρ、S 为定值),故U 跟x 成正比例关系,选项A 正确。
答案: A5.如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。
根据表中的信息,可计算出在额定电压下通过电热水壶的电流约为( )A.4.4 A B .6.8 A C .0.15 AD .0.23 A解析: 在额定电压下电热水壶的功率为额定功率,而电热水壶的额定电压为220 V ,额定功率为1 500 W ,由公式P =IU 得I =PU =1 500220 A ≈6.8 A 。
2019高考物理二轮复习训练:25分钟规范训练4+Word版含解析
1 2019高考物理二轮复习训练
计算题专项训练
25分钟规范训练(四)
1.(12分)(2018·江西省南昌二中、临川一中模拟)如图所示,有一质量m =1kg 的小物块,在平台上以初速度v 0=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/s 2,sin53˚=0.8,cos53˚=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 =v 0tan53˚=4m/s
下落的高度h =v 2cy 2g
=0.8m (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:a 1=μmg M
=1m/s 2 物块的加速度大小:a 2=μmg m
=3m/s 2 由题意得:a 1t =v D -a 2t
v D t -12a 2t 2-12
a 1t 2=l 联立以上各式并代入数据解得v D =22m/s
小物块在D 点时由牛顿第二定律得F N -mg =m v 2D R
代入数据解得F N =26N 由牛顿第三定律得物块对轨道压力大小为26N ,方向竖直向下。
高考物理二轮复习:25分钟规范训练2 含解析
25分钟规范训练(二)1.(12分)如图所示,有一质量m =1 kg 的小物块,在平台上以初速度v 0=3 m/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 =0.5 m 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 =3 kg 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 =1 m 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 =10 m/s 2,sin53˚=0.8,cos53˚=0.6。
求:导学号 86084448(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 =v 0tan53˚=4 m/s下落的高度h =v 2cy 2g=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:a 1=μmg M=1 m/s 2 物块的加速度大小:a 2=μmg m=3 m/s 2 由题意得:a 1t =v D -a 2tv D t -12a 2t 2-12a 1t 2=l 联立以上各式并代入数据解得v D =2 2 m/s小物块在D 点时由牛顿第二定律得F N -mg =m v 2D R代入数据解得F N =26 N 由牛顿第三定律得物块对轨道压力大小为26 N ,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 =12m v 2D -12m v 20代入数据解得W =10.5 J2.(20分)如图,以竖直向上为y 轴正方向建立直角坐标系;该真空中存在方向沿x 轴正向、场强为E 的匀强电场和方向垂直xoy 平面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场;原点O 处的离子源连续不断地发射速度大小和方向一定、质量为m 、电荷量为-q (q >0)的粒子束,粒子恰能在xoy 平面内做直线运动,重力加速度为g ,不计粒子间的相互作用。
高考物理二轮复习训练:20分钟快速训练4Word版含解析(1)
高考物理二轮复习训练:20分钟快速训练4Word版含解析(1)本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.(2018·高三下学期最新信息卷)如图所示,一个质量为m的滑块置于倾角为30°的固定粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上的Q点,直线PQ与斜面垂直,滑块保持静止。
则( A )A.弹簧可能处于原长状态B.斜面对滑块的摩擦力大小可能为零C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.滑块一定受到四个力作用[解析] 若滑块受重力、支持力与摩擦力三者合力为零时,弹簧处于原长,对滑块没有作用力,所以A正确,D错误;若摩擦力为零,滑块受支持力、重力、弹簧弹力三者合力不为零,滑块不可能静止,所以B错误;若支持为零,则摩擦力也为零,滑块在重力、弹力作用下不满足静止的条件,所以C错误。
2.(2018·全国Ⅲ卷高考压轴卷理综试题)在地球大气层外有大量的太空垃圾。
在太阳活动期,地球大气会受太阳风的影响而扩张,使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围,从而开始向地面下落。
大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬,但体积较大的太空垃圾仍会落到地面上,对人类造成危害。
太空垃圾下落的原因是( D )A.大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落B.太空垃圾在与大气摩擦燃烧过程中质量不断减小,进而导致下落C.太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力,这种压力差将它推向地面D.太空垃圾在大气阻力作用下速度减小,运动所需的向心力将小于万有引力,垃圾做趋向圆心的运动,落向地面[解析] 太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小,它做圆周运动所需的向心力就小于地球对它的引力,故其不断做向心运动,最终落在地面上,故D正确。
3.(2018·山东省潍坊市高三下学期三模)采用如图甲所示的装置研究光电效应现象,分别用a、b、c三束单色光照射光电管的阴极,得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示。
2019年高考物理二轮复习训练25分钟规范训练4Word版含解析
25分钟规范训练(四)1.(12分)(2018·江西省南昌二中、临川一中模拟)如图所示,有一质量m =1kg 的小物块,在平台上以初速度v 0=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/s 2,sin53˚=0.8,cos53˚=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 =v 0tan53˚=4m/s下落的高度h =v 2cy 2g=0.8m (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:a 1=μmg M=1m/s 2 物块的加速度大小:a 2=μmg m=3m/s 2 由题意得:a 1t =v D -a 2tv D t -12a 2t 2-12a 1t 2=l 联立以上各式并代入数据解得v D =22m/s小物块在D 点时由牛顿第二定律得F N -mg =m v 2D R代入数据解得F N =26N 由牛顿第三定律得物块对轨道压力大小为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-cos53˚)-W =12m v 2D -12m v 20代入数据解得W =10.5J2.(20分)(2018·贵州省贵阳市高三5月模拟)如图所示,一边长为2R 的正方形与半径为R 的圆相切,两区域内有大小相等方向相反的匀强磁场。
2018年高考物理二轮复习25分钟规范训练120171227393
25分钟规范训练(一)1.(12分)(2017·河北省定州中学4月考 )风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。
如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图。
一质量为1kg 的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30˚。
现小球在F =20 N 的竖直向上的风力作用下,从A 点静止出发沿直杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ=36。
试求:(1)小球运动的加速度a 1;(2)若F 作用1.2 s 后撤去,小球上滑过程中距A 点最大距离s m 。
(3)若从撤去风力F 开始计时,小球经多长时间将经过距A 点上方为2.25 m 的B 点。
[解析] (1)在风力F 作用时有:(F -mg )sin 30˚-μ(F -mg )cos 30˚=ma 1a 1=2.5 m/s 2,方向沿杆向上(2)F 作用1.2 s 时小球速度v =a 1t 1=3 m/s小球的位移s 1=v 2t 1=32×1.2 m=1.8 m 撤去力F 后,小球上滑时有:mg sin 30˚+μmg cos 30˚=ma 2a 2=7.5 m/s 2因此小球上滑时间t 2=va 2=0.4 s 上滑位移s 2=v 2t 2=32×0.4 m=0.6 m 则小球上滑的最大距离为s m =s 1+s 2=2.4 m( 3)在上滑阶段通过B 点:s AB -s 1=v t 3-12a 2t 23通过B 点时间t 3=0.2 s ,另t 3=0.6 s (舍去)小球返回时有: mg sin 30˚-μmg cos 30˚=ma 3a 3=2.5 m/s 2小球由顶端返回B 点时有:s m - s AB =12a 3t 24t 4=35s 通过通过B 点时间t 2+t 4=2+35 s≈0.75 s 2.(20分)(2017·吉林省吉林大学附属中学第六次摸底 ) 如图所示,在光滑的水平桌面上有一长为L =2 m 的木板C ,它的两端各有一块挡板,C 的质量为m C =5 kg ,在C 的中央并排放着两个可视为质点的滑块A 与B ,其质量分别为m A =1 kg 、m B =4 kg ,开始时A 、B 、C 均处于静止状态,并且A 、B 间夹有少许炸药,炸药爆炸使得A 以v A =6 m/s 的速度水平向左运动,不计一切摩擦,两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体,爆炸与碰撞时间不计,求:(1)当两滑块都与挡板碰撞后,板C 的速度多大?(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止,板C 的位移多大?方向如何?(3)两滑块与挡板碰撞所产生的总热量为多少?[解析] 炸药爆炸,滑块A 与B 分别获得向左和向右的速度,由动量守恒知,A 的速度较大(A 的质量小),A 、B 均做匀速运动,A 先与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动,最终B 也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒),整个过程满足动量守恒。
高考物理二轮复习训练:25分钟规范训练4Word版含解析
25分钟规范训练(四)1.(12分)(2018·江西省南昌二中、临川一中模拟)如图所示,有一质量m =1kg 的小物块,在平台上以初速度v 0=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/s 2,sin53˚=0.8,cos53˚=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 =v 0tan53˚=4m/s下落的高度h =v 2cy 2g=0.8m (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:a 1=μmg M=1m/s 2 物块的加速度大小:a 2=μmg m=3m/s 2 由题意得:a 1t =v D -a 2tv D t -12a 2t 2-12a 1t 2=l 联立以上各式并代入数据解得v D =22m/s小物块在D 点时由牛顿第二定律得F N -mg =m v 2D R代入数据解得F N =26N 由牛顿第三定律得物块对轨道压力大小为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-cos53˚)-W =12m v 2D -12m v 20 代入数据解得W =10.5J2.(20分)(2018·贵州省贵阳市高三5月模拟)如图所示,一边长为2R 的正方形与半径为R 的圆相切,两区域内有大小相等方向相反的匀强磁场。
高考物理二轮复习训练:25分钟规范训练2Word版含解析
25分钟规范训练(二)1.(12分)(2018·山东省淄博市高三下学期第二次模拟)如图,在水平道路上,质量为5×103kg 的拖车将另一同质量的故障车拖移。
用一根不可伸长的轻绳将两车连接。
行驶时车所受阻力为车重的0.25倍。
当拖车拖动故障车一起做匀速直线运动时,拖车输出功率为2×105W 。
在匀速行驶过程中,拖车司机发现前方有一障碍物便紧急刹车,司机反应时间为0.4s ,此后拖车水平方向只受到阻力,大小为其重力的0.5倍。
故障车所受阻力保持不变。
重力加速度g 大小取10m/s 2。
(1)若拖车停止时恰好与前方的障碍物不相撞,求拖车司机看到障碍物时距障碍物多远;(2)在这一过程中,拖车和故障车不能相撞,则拖车的绳长至少是多少?[解析] (1)设拖车和汽车匀速运动中牵引力为F ,阻力为f ,则有:F =f =k ·2mg又 P =F v 0代入数据得:v 0=8m/s反应时间内拖车的匀速位移x 1=8×0.4=3.2m拖车刹车时的加速度由a 1=kmg m=5m/s 2 拖车刹车的位移由v 20-0=2ax 2得x 2=6.4m距离障碍物的距离为x 1+x 2=3.2+6.4=9.6m(2)故障车减速时的加速度为a 2=k 2mg m=2.5m/s 2 故障车减速的位移由v 20-0=2a 2x 3得:x 3=12.8m分析可知两车若不相撞的长度至少为x 3-x 2=6.4m2.(20分)(2018·湖北省宜昌市高三下学期第四次模拟)如图所示,两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道,如图所示放置,间距为d =1m ,在左端斜轨道部分高h =1.25m 处放置一金属杆a ,斜轨道与平直轨道区域以光滑圆弧连接,在平直轨道右端放置另一金属杆b ,杆a 、b 电阻R a =2Ω、R b =5Ω,在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B =2T 。
高考物理二轮复习训练:25分钟规范训练1Word版含解析
计算题专项训练25分钟规范训练(一)1.(12分)(2018·全国Ⅰ卷高考压轴题)如图所示,一质量为m 的小球C 用轻绳悬挂在O 点,小球下方有一质量为2m 的平板车B 静止在光滑水平地面上,小球的位置比车板略高,一质量为m 的物块A 以大小为v 0的初速度向左滑上平板车,此时A 、C 间的距离为d ,一段时间后,物块A 与小球C 发生碰撞,碰撞时两者的速度互换,且碰撞时间极短,已知物块与平板车间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,若A 碰C 之前物块与平板车已达共同速度,求:(1)A 、C 间的距离d 与v 0之间满足的关系式;(2)要使碰后小球C 能绕O 点做完整的圆周运动,轻绳的长度l 应满足什么条件?[解析] (1)A 碰C 前与平板车速度达到相等,设整个过程A 的位移是x ,由动量守恒定律得m v 0=(m +2m )v由动能定理得:μmgx =12m (v 20-v 2) 解得x =4v 209μg满足的条件是d ≥4v 209μg(2)物块A 与小球C 发生碰撞,碰撞时两者的速度互换, C 以速度v 开始做完整的圆周运动,由机械能守恒定律得12m v 2=mg ×2l +12m v ′2 小球经过最高点时,有mg ≤m v ′2l解得l ≥v 2045g2.(20分)(2018·辽宁省大连市高三下学期模拟)如图所示,直角坐标系xOy 位于竖直平面内,在-3m ≤x ≤0的区域内有磁感应强度大小B =4.0×10-2T 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左边界与x 轴交于P 点;在x >0的某区域内有电场强度大小E =3.2×104N /C 、方向沿y 轴正方向的有界匀强电场,其宽度d =2m 。
一质量m =4.0×10-25kg 、电荷量q =-2.0×10-17C 的带电粒子从P 点以速度v =4.0×106m/s ,沿与x 轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x 轴上的Q 点(图中未标出),不计粒子重力。
高考物理二轮复习训练:25分钟规范训练1Word版含解析
计算题专项训练25分钟规范训练(一)1.(12分)(2018·全国Ⅰ卷高考压轴题)如图所示,一质量为m 的小球C 用轻绳悬挂在O 点,小球下方有一质量为2m 的平板车B 静止在光滑水平地面上,小球的位置比车板略高,一质量为m 的物块A 以大小为v 0的初速度向左滑上平板车,此时A 、C 间的距离为d ,一段时间后,物块A 与小球C 发生碰撞,碰撞时两者的速度互换,且碰撞时间极短,已知物块与平板车间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,若A 碰C 之前物块与平板车已达共同速度,求:(1)A 、C 间的距离d 与v 0之间满足的关系式;(2)要使碰后小球C 能绕O 点做完整的圆周运动,轻绳的长度l 应满足什么条件?[解析] (1)A 碰C 前与平板车速度达到相等,设整个过程A 的位移是x ,由动量守恒定律得m v 0=(m +2m )v由动能定理得:μmgx =12m (v 20-v 2) 解得x =4v 209μg满足的条件是d ≥4v 209μg(2)物块A 与小球C 发生碰撞,碰撞时两者的速度互换, C 以速度v 开始做完整的圆周运动,由机械能守恒定律得12m v 2=mg ×2l +12m v ′2 小球经过最高点时,有mg ≤m v ′2l解得l ≥v 2045g2.(20分)(2018·辽宁省大连市高三下学期模拟)如图所示,直角坐标系xOy 位于竖直平面内,在-3m ≤x ≤0的区域内有磁感应强度大小B =4.0×10-2T 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左边界与x 轴交于P 点;在x >0的某区域内有电场强度大小E =3.2×104N /C 、方向沿y 轴正方向的有界匀强电场,其宽度d =2m 。
一质量m =4.0×10-25kg 、电荷量q =-2.0×10-17C 的带电粒子从P 点以速度v =4.0×106m/s ,沿与x 轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x 轴上的Q 点(图中未标出),不计粒子重力。
学习k12精品高考物理二轮复习训练:25分钟规范训练1Word版含解析
计算题专项训练25分钟规范训练(一)1.(12分)(2018·全国Ⅰ卷高考压轴题)如图所示,一质量为m 的小球C 用轻绳悬挂在O 点,小球下方有一质量为2m 的平板车B 静止在光滑水平地面上,小球的位置比车板略高,一质量为m 的物块A 以大小为v 0的初速度向左滑上平板车,此时A 、C 间的距离为d ,一段时间后,物块A 与小球C 发生碰撞,碰撞时两者的速度互换,且碰撞时间极短,已知物块与平板车间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,若A 碰C 之前物块与平板车已达共同速度,求:(1)A 、C 间的距离d 与v 0之间满足的关系式;(2)要使碰后小球C 能绕O 点做完整的圆周运动,轻绳的长度l 应满足什么条件?[解析] (1)A 碰C 前与平板车速度达到相等,设整个过程A 的位移是x ,由动量守恒定律得m v 0=(m +2m )v由动能定理得:μmgx =12m (v 20-v 2) 解得x =4v 209μg满足的条件是d ≥4v 209μg(2)物块A 与小球C 发生碰撞,碰撞时两者的速度互换, C 以速度v 开始做完整的圆周运动,由机械能守恒定律得12m v 2=mg ×2l +12m v ′2 小球经过最高点时,有mg ≤m v ′2l解得l ≥v 2045g2.(20分)(2018·辽宁省大连市高三下学期模拟)如图所示,直角坐标系xOy 位于竖直平面内,在-3m ≤x ≤0的区域内有磁感应强度大小B =4.0×10-2T 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左边界与x 轴交于P 点;在x >0的某区域内有电场强度大小E =3.2×104N /C 、方向沿y 轴正方向的有界匀强电场,其宽度d =2m 。
一质量m =4.0×10-25kg 、电荷量q =-2.0×10-17C 的带电粒子从P 点以速度v =4.0×106m/s ,沿与x 轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x 轴上的Q 点(图中未标出),不计粒子重力。
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25分钟规范训练(四)
1.(12分)(2017·陕西省西安市长安区第三次联考)如图所示,足够长的光滑水平面与半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接,质量为m 的小球A 从圆弧最高点M 由静止释放,在水平面上与静止的小球B 发生弹性正碰。
已知重力加速度为g ,两小球均可视为质点,试求:导学号 86084452
(1)小球A 刚好到达圆弧轨道最低点N 时,小球对轨道的压力大小;
(2)若要求两球发生二次碰撞,求小球B 的质量m B 应满足的条件。
[解析] (1)设小球A 到达N 点时速度为v ,根据机械能守恒定律得:
mgR =12
mv 2 在N 点处:F -mg =m v 2
R
联立解得F =3mg
由牛顿第三定律得:小球对轨道压力大小为F ′=F =3mg
(2)A 与B 发生弹性碰撞,设碰后速度为v A ,v B
由动量守恒有:mv =mv A +m B v B
由机械能守恒有:12mv 2=12mv 2A +
12m B v 2B 解之得v A =m -m B
m +m B v ,v B =2m m +m B
v 要使两球发生二次碰撞,则v A <0, v B <-v A
联立解得: m B >3m
2.(20分)一个质量m =2×10-2 kg 、电荷量q =+5×10-3 C 的带电小球在0时刻以v 0=40 m/s 的速度从O 点沿+x 方向(水平向右)射入一空间,在该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场,其中电场沿-y 方向(竖直向上),电场强度大小E 0=40 v/m 。
磁场垂直于xOy 平面向外,磁感应强度大小B 0=4π T 。
当地的重力加速度g 取10 m/s 2,不计空气阻力,计算结果中可以保留根式或π。
求:
(1)12 s 末小球速度的大小;导学号 86084453
(2)在给定的xOy 坐标系中,大体画出小球在0~24 s 内运动轨迹的示意图;
(3)26 s 末小球的位置坐标。
[解析] (1)0~1 s 内,小球只受重力作用,做平抛运动。
当同时加上电场和磁场时,电场力:F 1=qE 0=0.2 N ,方向向上,重力:G =mg =0.2 N ,方向向下,重力和电场力恰好平衡。
此时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动,根据牛
顿第二定律有:qvB 0=mv 2
r
, 运动周期T =2πr v
,联立解得T =2 s ,正好是电场、磁场同时存在时间的5倍,即在这10 s 内,小球恰好做了5个完整的匀速圆周运动。
所以小球在t 1=12 s 时刻的速度相当于小球做平抛运动t =2 s 时的末速度。
v y =gt =20 m/s
v x =v 0=40 m/s
v 1=v 2x +v 2y =20 5 m/s
(2)小球在24 s 内的运动轨迹示意图如图所示;
(3)分析可知,小球26 s 末与24 s 末的位置相同,在26 s 内小球做了3 s 的平抛运动,23 s 末小球平抛运动的位移大小为:
x 1=v 0×3=120 m
y 1=12
g ×32=45 m 3 s 时小球的速度大小为v 2=v 20
+(3g )2=50 m/s 速度与竖直方向的夹角为θ=53˚
此后小球做匀速圆周运动的半径r 2=mv 2qB 0=50π
m 26 s 末,小球恰好完成了半个圆周运动,此时小球的位置坐标
x 2=x 1·2r 2cos θ=⎝
⎛⎭⎪⎫120-60π m y 2=y 1+2r 2sin θ=⎝
⎛⎭⎪⎫45+80πm。