高三物理计算题专项训练

A0.3mMm60°BOCErS1S2CR3R1R2PO/Odl高三物理计算题专项训练一1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为(10/π)r/s，在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？当线圈平面转到与中性面夹角为π/3时，感应电动势为多少？2.质量为m的物块套在光滑竖直杆上，不可伸长的轻绳跨过固定的光滑小滑轮O（大小不计），小滑轮到杆的水平距离OB=0.3m。绳另一端挂一质量为M的物块，当细绳与竖直杆间的夹角为60°时，系统恰可保持静止状态。不计轻绳的重力和一切阻力（g取10m/s2）（1）求Mm的值。（2）当将m由B点起从静止开始释放后，m将在BC间做往复运动，求BC间的距离及最大速度。3.如图所示电路中,电源电动势E=9V,内电阻r=2Ω,定值电阻R1=6Ω,R2=10Ω,R3=6Ω,电容器的电容=10μF.⑴保持开关S1、S2闭合，求电容器C的带电量；⑵保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电量。4.某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成是一个质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l=10m，质点的质量m=60kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4m。转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ=370。（不计空气阻力及绳重，绳子不可伸长，sin370=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2）求：（1）质点与转盘一起做匀速圆周运动时转盘的角速度及绳子的拉力大小；（2）质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功。5.如图所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限0≤x≤4区域内，分布着场强CNE/10825的匀强电场，方向竖直向上；第Ⅱ象限中的两个直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为TB2100.5的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里.质量kgm27106.1、电荷量为q=+3.2×10-19C的带电粒子(不计粒子重力)，从坐标点M（-4，2）处，以2×106m/s的速度平行于x轴向右运动，并先后通过匀强磁场区域和匀强电场区域.(1)求带电粒子在磁场中的运动半径；(2)在图中画出粒子从直线4x到x=4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与y轴和直线x=4的坐标(不要求写出解答过程)；(3)求粒子在两个磁场及电场区域偏转所用的总时间.高三物理计算题专项训练二1.发电站发电机的输出电压为5000V，输出功率5000kW，远距离输电线的电阻80Ω，输电线上功率损耗要求不超过总功率的4%，则(1)电站输出的电压应升到多少伏？理想变压器的原、副线圈匝数比多大？(2)到达用户区使用匝数比192∶1的降压变压器，对负载电阻10Ω的用电器供电，最多可接这样的用电器多少个？V0BFA2.如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看作重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放，(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动，H至少要有多高？(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于（1）中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求h。（取g=10m/s2）3.图示为宇宙中一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O的运行轨道近似为圆．已知引力常量为G，天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为R0，周期为T0．(l)中央恒星O的质量约多大？(2)长期观测发现，A行星每隔t0时间其运行轨道便会偏离理论轨道少许，天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行的圆轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同）．根据上述现象和假设，试估算未知行星B的运动周期和轨道半径．4.物体A的质量m1＝1kg，静止在光滑水平面上的木板B的质量为m2＝0.5kg、长L＝1m，某时刻A以v0＝4m/s的初速度滑上木板B的上表面，为使A不致于从B上滑落，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力F，若A与B之间的动摩擦因数µ＝0.2，试求拉力F大小应满足的条件。(忽略物体A的大小，取重力加速度g=10m/s2)5.如图甲所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁场宽度为3L，正方形金属框边长为L，每边电阻均为R/4，金属框以速度v的匀速直线穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，当金属框cd边到达磁场左边缘时，匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化．（1）求金属框进入磁场阶段，通过回路的电荷量；（2）在图丙i－t坐标平面上画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流i随时间t的变化图线（取逆时针方向电流正方向）；（3）求金属框穿过磁场区的过程中cd边克服安培力做的功W．高三物理计算题专项训练三1.如图所示，固定在水平面上的斜面倾角θ=37°，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m=1.5kg的光滑小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑．求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）2.如图所示，ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=100g、带电q=10－4C的小球，放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后，在轨道的内侧运动。（g=10m/s2）求：（1）小球到达C点时的速度是多大？（2）小球到达C点时对轨道压力是多大？（3）小球所能获得的最大动能是多少？y/cmN60°aMPNB0bQθRcd3.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：（1）M、N两点间的电势差UMN；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t.4.如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=1m。试解答以下问题：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）⑴当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大？⑵金属棒达到的稳定速度是多大？⑶若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t=1s时磁感应强度应为多大？5.如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1，E的大小为0.5×103V/m,B1大小为0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，磁场的下边界与x轴重合．一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动，经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域．一段时间后，小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0，-10)，N点的坐标为(0，30)，不计粒子重力，g取10m/s2．(1)请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的运动速度v；(2)匀强磁场B2的大小为多大？A0.3mMm60°BOCErS1S2CR3R1R2PO/Odl(3)B2磁场区域的最小面积为多少？高三物理计算题专项训练一［答案］1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为(10/π)r/s，在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？当线圈平面转到与中性面夹角为π/3时，感应电动势为多少？解：ω＝2πn＝2π×10/π=20rad/sEm=NBSω=NΦmω=60ve=Emsinπ/3=303v2.质量为m的物块套在光滑竖直杆上，不可伸长的轻绳跨过固定的光滑小滑轮O（大小不计），小滑轮到杆的水平距离OB=0.3m。绳另一端挂一质量为M的物块，当细绳与竖直杆间的夹角为60°时，系统恰可保持静止状态。不计轻绳的重力和一切阻力（g取10m/s2）（1）求Mm的值。（2）当将m由B点起从静止开始释放后，m将在BC间做往复运动，求BC间的距离及最大速度。解：（1）静止时，Mgcos60°=mg得21Mm（2）取m、M系统，)(22ddhMgmgh将d=0.3m及21Mm代入得h=0.4m22)2(2121)3.032.0(31.0vMmvMgmgsmv/3483.如图所示电路中,电源电动势E=9V,内电阻r=2Ω,定值电阻R1=6Ω,R2=10Ω,R3=6Ω,电容器的电容=10μF.⑴保持开关S1、S2闭合，求电容器C的带电量；⑵保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电量。解：(1)VVErRRRUURC392106621111’Q=CUC=10×10-6×3C=3×10-5C’（2）Q/=CE=10×10-6×9C=9×10-5CQR1=ΔQ=Q/-Q=9×10-5C-3×10-5C=6×10-5C4.某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成是一个质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l=10m，质点的质量m=60kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4m。转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ=370。（不计空气阻力及绳重，绳子不可伸长，sin370=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2）求：（1）质点与转盘一起做匀速圆周运动时转盘的角速度及绳子的拉力大小；（2）质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功。解：（1）2tanmgmDT=mg/cosθ=750N几何关系：sinDdl32rad/s（2）212Wmvmghcos2hllm，53vDm/sW=3450J5.如图所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限0≤x≤4区域内，分布着场强CNE/10825的匀强电场，方向竖直向上；第Ⅱ象限中的两个直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为TB2100.5的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里.质量kgm27106.1、电荷量为q=+3.2×10-19C的带电粒子(不计粒子重力)，从坐标点M（-4，2）处，以2×106m/s的速度平行于x轴向右运动，并先后通过匀强磁场区域和匀强电场区域.(1)求带电粒子在磁场中的运动半径；(2)在图中画出粒子从直线4x到x=4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与y轴和直线x=4的坐标(不要求写出解答过程)；(3)求粒子在两个磁场及电场区域偏转所用的总时间.解：(1)rvmqvB2qBmvr所以.1