2010届高三物理三轮冲刺计算专题练习(18)

高中物理辅导网京翰教育中心届高三三轮冲刺物理题型专练系列计算题部分(十八)计算题1．为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练。故需要创造一种失重环境；航天员乘坐到民航客机上后，训练客机总重5×104kg，以200m/s速度沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200m/s的初速度向上作匀减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直方向以加速度为g加速运动，在前段时间内创造出完全失重，当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv（k=900N·s/m），每次飞机速度达到350m/s后必须终止失重训练（否则飞机可能失速）。求：（1）飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。（2）飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力（整个运动空间重力加速度不变）。（3）经过几次飞行后，驾驶员想在保持其它不变，在失重训练时间不变的情况下，降低飞机拉起的高度（在B点前把飞机拉起）以节约燃油，若不考虑飞机的长度，计算出一次最多能节约的能量。7000米地面AB300高中物理辅导网京翰教育中心．如图所示是一种测定风速的装置，一个压力传感器固定在竖直墙上，一弹簧一端固定在传感器上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属细杆上，弹簧是不导电的材料制成的。测得该弹簧的形变量与压力传感器示数关系见下表。迎风板面积S＝0.50m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R＝1.0Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.50Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长L0＝0.50m，电压传感器的示数U1＝3.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压传感器的示数变为U2＝2.0V。求：（1）金属杆单位长度的电阻；（2）此时作用在迎风板上的风力；（3）假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，求风速多大。3．如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动。一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L1足够远。现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作。棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。形变量（m）00.10.20.30.4压力（N）0130260390520高中物理辅导网京翰教育中心（1）求磁场移动的速度；（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能；（3）若保持磁场不移动（仍在cdfe矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求出均匀改变时间t时磁感应强度的可能值Bt。4．质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其它力的合力提供，不含升力）。今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h。求：⑴飞机受到的升力大小；⑵从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能。高中物理辅导网京翰教育中心．如图所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上．一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，忽略小圆环的大小。（1）将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图)．在-两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量M=2m的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物M．设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物M下降的最大距离．（2）若不挂重物M．小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态?6．荡秋千是大家喜爱的一项体育运动。随着科技迅速发展，将来的某一天，同学们也会在其它星球上享受荡秋千的乐趣。假设你当时所在星球的质量是M、半径为R，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小球90°，万有引力常量为G。那么，（1）该星球表面附近的重力加速度g星等于多少？（2）若经过最低位置的速度为v0，你能上升的最大高度是多少？高中物理辅导网京翰教育中心．宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为m。（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期。（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？8．如图所示，AB为半环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R。一个小球从A点以速度v0被水平抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力。（1）要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，v0为多大？（2）若v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角就不同。同学甲认为，总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击半圆环。同学乙认为，无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环。你认为哪位同学的分析正确？如认为甲同学正确，求出相应的v0值；如认为乙同学正确，说明理由。Av0BC高中物理辅导网京翰教育中心．如图所示，B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。A是质量为m的细长直杆，光滑套管D被固定在竖直方向，A可以自由上下运动，物块C的质量为m，紧靠半球形碗放置。初始时，A杆被握住，使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触（如图）。然后从静止开始释放A，A、B、C便开始运动，求：（1）长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时，B、C水平方向的速度各为多大？（2）运动过程中，长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗内底部的高度。（3）从静止释放A到长直杆的下端，又上升到距碗底有最大高度的过程中，C物体对B物体做的功。10．如图所示，水平桌面处有水平向右的匀强电场，场强大小E＝2104V/m，A、B是完全相同的两个小物体，质量均为m＝0.1kg，电量均为q＝210－5C，且都带负电，原来都被按在桌面上的P点。现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0＝12m/s，A开始运动的加速度大小为6m/s2，经时间后，设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0＝6m/s（不计A、B两物体间的库仑力），求：（1）在A未与B相遇前，A电势能增量的最大值；（2）如果要使A尽快与B相遇，为多大？ADOBCEBAP高中物理辅导网京翰教育中心．如图所示电路中，已知电阻R1＝2Ω，R2＝5Ω，灯泡L标有“3V，1.5W”字样，电源内阻r＝1Ω，滑动变阻器的最大阻值为Rx。当滑片P滑至a端时，电流表的示数为1A，此时灯泡L恰好正常发光。求：（1）当滑片P滑至b端时，电流表的示数；（2）当滑动变阻器Pb段的电阻为0.5Rx时，变阻器上消耗的功率。某同学的部分解答如下：灯L的电阻RL＝U灯2P＝321.5＝6，滑片P滑至b端时，灯L和（Rx＋R2）并联，并联电阻为：R并＝RL（Rx＋R2）RL＋Rx＋R2由RL·IA＝（Rx＋R2）·I2（IA、I2分别为通过电流表和R2的电流）得I2＝RLIARx＋R2流过电源的电流为I＝IA＋I2上述解法是否正确？若正确，请求出最后结果；若不正确，请指出错在何处，纠正后求出最后结果。12．如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2（已知m1＝3m，m2＝2m），活塞与气缸壁间无摩擦。高中物理辅导网京翰教育中心活塞的下方为理想气体，上方为真空。环境温度为T0，当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度不变）。（2）在达到上一问的终态后，环境温度缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。m1m2h高中物理辅导网京翰教育中心届高三三轮冲刺物理题型专练系列计算题部分(十八)答案计算题1．（1）上升时间sgvt200上上升高度mgvh2000220上判断当速度达到350m/s时，下落高度mgvh6125221下，此时离地高度为h+h上－h下=7000+2000—6125=28752000m，sgvt351下，所以一次上下创造的完全失重的时间为55s--------------------------4分(2)当飞机在离地4500m2875m，所以飞机仍在完全失重状态，飞机自由下落的高度smghvmh/30024500450070002000222此时，推力NkvfF52107.2300900--------------------------4分（3）为了节约能量，那么让飞机在2000m是速度正好为350m/s,所以此时最大离地高度为2000+h下=8125m,故飞机拉起的高度为8125-h上=6125m,即比原来提前Δh=7000-6125=875m拉起，飞机节省的能量就是在这875m中克服重力和阻力做的功之和（因为在这个过程飞机是匀速的，动能没有改变）NhkvmgWF80010525.730sin/h-------2．（1）5.061111IURArRUEI杆所以单位长度上的电阻为m/0.10R-----4分（2）同（1）方法再次求出杆在电路中的电阻高中物理辅导网京翰教育中心3.03202222IURArRUEI杆得出接入电路的杆子长度为0.3m，则弹簧的形变量为0.2m，-4分查表得到F风=N=260N-----1分（3）用牛顿第二定律或用动能定理等，得到sv/m20---------------5分3．（1）当ab刚处于磁场时灯正好正常工作，U外=U，U内=2U，lBUvlvBU003,3（4分）（2）因为匀速移动，所以在磁场区域经过棒ab的过程中，灯一直正常工作，故等L1消耗的电能为RdlUBvdRUtRUW30221电（4分）（3）棒与灯1并联后，再与2串联，所以要保证灯2不会烧坏就可以，即以灯2正常工作为准。tldUBBBtldUBBttldUBktB