2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題夯基練習(xí)（五） 新人教版

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1、 計(jì)算題夯基練習(xí)（五） 1、(2019·佛山模擬) 如圖是游樂(lè)場(chǎng)的一項(xiàng)娛樂(lè)設(shè)備。一環(huán)形座艙裝在豎直柱子上，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)，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(lè)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(duì)該同學(xué)腿部的壓力是多大。 (2)若環(huán)形座艙的質(zhì)量M=4×103 kg，求制動(dòng)過(guò)程中機(jī)器輸出的平均功率

2、。 【解析】(1)當(dāng)座艙距地面h1=60 m時(shí)，書包處于完全失重狀態(tài)，故書包對(duì)該同學(xué)的壓力F1=0 座艙自由下落高度為H-h=(75-30)m=45 m時(shí)，座艙開始制動(dòng)，設(shè)此時(shí)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v2=2g(H-h) 座艙制動(dòng)過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度大小為a，則有：v2=2ah 聯(lián)立解得：a=15 m/s2　　方向豎直向上 設(shè)此過(guò)程中書包受到腿的支持力為F2，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)書包有：F2-mg=ma 代入數(shù)據(jù)可得：F2=150 N 根據(jù)牛頓第三定律有：該同學(xué)腿部受到的壓力： F′2=F2=150 N (2)設(shè)制動(dòng)過(guò)程中座艙所受的制動(dòng)力為F，經(jīng)歷的時(shí)間為t，

3、由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：h=vt-at2 根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)座艙有：F-Mg=Ma 座艙克服制動(dòng)力做功W=Fh 機(jī)器輸出的平均功率P= 聯(lián)立解得：P=1.5×106 W 答案：(1)0　 150 N　(2)1.5×106 W 2、如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103 kg的汽車(可視為質(zhì)點(diǎn))，正以10 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過(guò)整個(gè)ABC路段的v-t圖象如圖乙所示(在t=15 s處水平虛線與曲線相切)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持20 kW不變，假設(shè)汽車在兩個(gè)路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小。求：

4、 (1)汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力Ff1的大小。 (2)汽車剛好開過(guò)B點(diǎn)時(shí)加速度a的大小。 (3)BC路段的長(zhǎng)度。 【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)根據(jù)v-t圖象可知，汽車在AB路段和t=15 s以后均做勻速運(yùn)動(dòng)，阻力與牽引力大小分別相等。 (2)汽車在BC路段做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的位移應(yīng)根據(jù)動(dòng)能定理求解。 【解析】 (1)汽車在AB路段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件得：F1=Ff1 P=F1v1 解得：Ff1== N=2 000 N (2)t=15 s時(shí)汽車處于平衡狀態(tài)，則有：F2= P=F2v2 解得：== N=4 000 N 剛好開過(guò)B點(diǎn)時(shí)汽車的

5、牽引力仍為F1，根據(jù)牛頓第二定律得：-F1=ma 解得：a=1 m/s2。 (3)對(duì)于汽車在BC路段運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得： Pt-s=m-m 解得：s=68.75 m 答案：(1)2 000 N　(2)1 m/s2　(3)68.75 m 3、(2019·武漢模擬) 如圖所示，電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，其他各電阻阻值R1=R3=3R，R2=R。水平放置的平行金屬板A、B間的距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)。在A板的左下端且非常靠近極板A的位置，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的小液滴以初速度v0水平向右射入兩板間。(重力加速度用g表示)求： (1)若使液滴能沿v0方向射出電場(chǎng)，電動(dòng)勢(shì)E1

6、應(yīng)為多大？ (2)若使液滴恰能打在B板的中點(diǎn)，電動(dòng)勢(shì)E2應(yīng)為多大？ 【解析】(1)I==， 所以UBA=IR2=， 由平衡條件得mg==q， 解得E1=。 (2)由于液滴恰好打在B板的中點(diǎn)， 利用類平拋規(guī)律有=v0t，y=d=at2， -mg=ma，同理UBA′=E2， 聯(lián)立解得E2=+g。 答案：(1)　(2) +g 4、如圖所示，矩形線圈邊長(zhǎng)為ab=20 cm，ad=10 cm，匝數(shù)N=100匝，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01 T。當(dāng)線圈以50 r/s的轉(zhuǎn)速?gòu)膱D示位置開始逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求： (1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式。 (2)從線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)起計(jì)時(shí)，經(jīng)

7、0.01 s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。 【解析】(1)根據(jù)角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 ω=2πn=100π rad/s 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em=NBSω=NB···ω=2π V≈6.28 V 剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈平面與中性面的夾角φ0= 所以線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為 e=Emsin(ωt+φ0)=6.28sinV。 (2)將t=0.01 s代入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，得e=-3.14 V。 答案：(1)e=6.28sin V (2)-3.14 V 5、在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)

8、度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中，氣體溫度不變。 【解析】設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí)，兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為p，此時(shí)原左、右兩邊氣體長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1′和l2′。由力的平衡條件有p1=p2+ρg(l1-l2) ① 式中ρ為水銀密度，g為重力加速度。 由玻意耳定律有p1l1=pl1′ ② p2l2=pl2′ ③ l1′-l1=l2-l2′ ④ 由①②③④式和題給條件得l1′=22.5 cm⑤ l2′=7.5 cm⑥ 答案：22.5 cm　7.5 cm 6