2020屆高考物理一輪復習 穩(wěn)中培優(yōu)計算、實驗練習（五） 新人教版

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1、 穩(wěn)中培優(yōu)計算、實驗練習（五） 1、合肥開往上海的動車組D3028是由動車和拖車編組而成只有動車提供動力．假定該列動車組由8節(jié)車廂組成，第1節(jié)和第5節(jié)車廂為動車，每節(jié)動車的額定功率均為P0，每節(jié)車廂的總質量為m，動車組運行過程中所受阻力為車重的k倍．若動車組以額定功率從合肥南站啟動，沿水平方向做直線運動，經時間t0速度達到最大，重力加速度為g.求： (1)當動車組速度達到最大速度一半時的加速度和此時第6節(jié)車廂對第7節(jié)的拉力； (2)動車組從啟動至速度剛達到最大的過程中所通過的路程． 【參考答案】(1)kg　4kmg　(2) 解析：(1)設動車組勻速運動的速度為vm，動車組速

2、度為最大速度一半時動車的牽引力為F，有 2P0＝8kmgvm 2P0＝2F 對動車組，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)由動能定理得：2P0t0－8kmgx＝(8m)v－0 x＝－＝ 2、如圖所示，在xOy坐標系的第二象限內有水平向右的勻強電場，第四象限內有豎直向上的勻強電場，兩個電場的場強大小相等，第四象限內還有垂直于紙面的勻強磁場，讓一個質量為m、帶電荷量為q的粒子在第二象限內的P(－L，L)點由靜止釋放，結果粒子沿直線運動到坐標原點并進入第四象限，粒子在第四象限內運動后從x

3、軸上的Q(L,0)點進入第一象限，重力加速度為g，求： (1)粒子從P點運動到坐標原點的時間； (2)勻強磁場的磁感應強度的大小和方向． 【參考答案】(1) 　(2)垂直于紙面向里， 解析：(1)粒子在第二象限內沿角平分線做直線運動，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)運動學公式可知，L＝at2. 聯(lián)立解得t＝. (2)粒子在第二象限中做加速直線運動，根據(jù)動能定理可知，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，粒子在第四象限內做勻速圓周

4、運動，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)幾何關系可知，粒子做勻速圓周運動的半徑 R＝L. 解得，B＝. 3、（實驗）利用圖1的裝置探究“恒力做功與物體動能變化”的關系．小車的質量為M，鉤碼的質量為m，且不滿足m＜M.打點計時器的電源是頻率為f的交流電． (1)實驗中，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動，表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響．(填選項前的字母) A．計時器不打點 B．計時器打點 (2)圖2是正確操作后得到的一條紙帶．紙帶上各點是打出的計時點，其中O點為打出的第一個點

5、．小車發(fā)生的位移從紙帶上計時點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、準確完成實驗的一項是________________________________________________________________________．(填選項前的字母) 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，則實驗需要驗證的關系式為________．(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

6、計時器工作時，紙帶受到摩擦力作用，平衡摩擦力時，需要通過打點計時器判斷是否勻速，B選項正確． (2)簡單、準確地完成實驗，需要選取的兩點盡可能遠，且方便測量，故測量OE段的長度，計算合力做功，測量DE和EF的長度，計算E點的瞬時速度，C選項正確． (3)EG＝x2，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知，中間時刻F點的瞬時速度vF＝＝. 系統(tǒng)增加的動能ΔEK＝(M＋m)v，系統(tǒng)減少的重力勢能ΔEP＝mgx1. 實驗驗證系統(tǒng)機械能守恒的表達式為 mgx1＝(M＋m)2. 4、如圖，是游樂場的一項娛樂設備．一環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時，

7、制動系統(tǒng)啟動．到地面時剛好停下．已知座艙開始下落的高度為H＝75 m，當落到離地面h＝30 m的位置時開始制動，座艙均勻減速．在一次娛樂中，某同學把質量m＝6 kg的書包放在自己的腿上．(g取10 m/s2)，不計座艙與柱子間的摩擦力及空氣阻力． (1)當座艙落到離地面h1＝60 m和h2＝20 m的位置時，求書包對該同學腿部的壓力各是多大； (2)若環(huán)形座艙的質量M＝4×103 kg，求制動過程中機器輸出的平均功率． 【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的位置時開始制動，說明座艙離地面60 m時，座艙做

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

9、 5、如圖所示，矩形區(qū)域abcdef分為兩個矩形區(qū)域，左側區(qū)域充滿勻強電場，方向豎直向上，右側區(qū)域充滿勻強磁場，方向垂直紙面向外，be為其分界線，af＝L，ab＝0.75L，bc＝L.一質量為m、電荷量為e的電子(重力不計)從a點沿ab方向以初速度v0射入電場，從be邊的中點g進入磁場．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)求勻強電場的電場強度E的大?。? (2)若要求電子從cd邊射出，求所加勻強磁場磁感應強度的最大值Bm； (3)調節(jié)磁感應強度的大?。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動，根據(jù)運動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動，洛倫茲力提供向心力，evB＝m. 運動軌跡剛好與cd邊相切時，半徑最小，此時磁感應強度最大，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°. 電子進入磁場時的速度為v＝＝v0. 根據(jù)幾何關系可知，r1＋r1cos37°＝L. 解得最大磁感應強度Bm＝. 6