2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列

計算題部分(十五)

計算題

1.心電圖的出紙速度(紙帶移動的速度)是2.5/s,錄下的某人的心電圖如圖所示(圖紙上每小格邊長為1mm,每大格邊長為5mm)

求:(1)此人的心率為多少次/分(保留兩位有效數字)?

(2)若某人的心率為75次/分,每跳一次輸送80mL血液,他的血壓(可看作心臟壓送血液的平均壓強)為1.5×104Pa,據此估算此人心臟跳動做功的平均功率為P.

(3)按第二問的答案估算一下,人的心臟工作一天所做的功相當于把1噸重的物體舉起多高?(提示:在圖象上,相鄰的兩個最大振幅之間對應的時間為心率的一個周期)

 

 

 

 

 

 

 

2.如圖所示,一個質最為m的滑雪運動員從高為H的凹形坡頂由靜止滑下,然后上升到h<H高處停下.若運動員要沿雪坡返回原處,所做的功必須滿足什么條件?

 

 

 

3.2003年1月5日夜晚,在太空遨游92圈的"神舟"四號宇宙飛船的返回艙,按預定計劃安全降落在內蒙古草原.

(1)如果返回艙在以速度v勻速豎直下降的過程中,受到的空氣阻力可以表示為,式中空氣密度,S為等效受阻面積.求返回艙的質量是多大?

(2)為了最終實現軟著陸,在距離地面很近的h(約1 m)高度,啟動一組反沖小火箭.求在此過程中反沖火箭的推力做了多少功?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.如圖所示,桌面上有許多大小不同的塑料球,它們的密度均為P,有水平向左恒定的風作用在球上;使它們做勻加速運動(摩擦不計),已知風對球的作用力與球的最大截面面積成正比,即F=kS(k為一常量).

(1)對塑料球來說,空間存在一個風力場,請定義風力場強度及其表達式;

(2)在該風力場中風力對球做功與路徑無關,可引入風力勢能和風力勢的概念,若以柵欄P為風力勢能參考平面,寫出風力勢能EP和風力勢U的表達式;

(3)寫出風力場中機械能守恒定律的表達式.(球半徑用r表示;第一狀態(tài)速度為v1,位置為x1;第二狀態(tài)速度為v2,位置為x2)

 

 

 

5.風洞實驗室可產生水平方向的、大小可調節(jié)的風力.在風洞中有一固定的支撐架ABC,該支撐架的上表面光滑,是一半徑為R的1/4圓弧面,如圖所示,圓弧面的圓心在O點,O離地面高為2R,地面上的D處有一豎直的小洞,離O點的水平距,F將質量分別為ml和m2的兩小球用一不可伸長的輕繩連接按圖中所示的方式置于圓弧面上,球ml放在與圓心O在同一水平面上的A點,球m2豎直下垂.

(1)在無風情況下,若將兩球由靜止釋放(不計一切摩擦),小球ml沿圓弧面向上滑行,到最高點C與圓弧面脫離,則兩球的質量比ml : m2是多少?

(2)讓風洞實驗室內產生的風迎面吹來,釋放兩小球使它們運動,當小球ml滑至圓弧面的最高點C時輕繩突然斷裂,通過調節(jié)水平風力F的大小,使小球m1恰能與洞壁無接觸地落入小洞D的底部,此時小球m1經過C點時的速度是多少?水平風力F的大小是多少(小球m1的質量已知)?

 

 

 

 

 

 

 

 

6.如圖所示,水平放置的三條光滑平行金屬導軌abc,相距均為d1m,導軌ac間橫跨一質量為m=1kg的金屬棒MN,棒與導軌始終良好接觸.棒的電阻r=2Ω,導軌的電阻忽略不計.在導軌bc間接一電阻為R=2Ω的燈泡,導軌ac間接一理想伏特表.整個裝置放在磁感應強度B=2T勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向下.現對棒MN施加一水平向右的拉力F,使棒從靜止開始運動,試求:

(1)若施加的水平恒力F=8N,則金屬棒達到穩(wěn)定時速度為多少?

(2)若施加的水平外力功率恒定,棒達到穩(wěn)定時速度為1.5m/s,則此時電壓表的讀數為多少?

(3)若施加的水平外力功率恒為P=20W,經歷t=1s時間,棒的速度達到2m/s,則此過程中燈泡產生的熱量是多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.如圖所示,輕繩繞過輕滑輪連接著邊長為L的正方形導線框A1和物塊A2,線框A1的電阻為R,質量為M,物塊A2的質量為m(M>m),兩勻強磁場區(qū)域I、II的高度也為L,磁感應強度均為B,方向水平與線框平面垂直。線框ab邊距磁場邊界高度為h。開始時各段繩都處于伸直狀態(tài),把它們由靜止釋放,ab邊剛穿過兩磁場的分界線CC進入磁場II時線框做勻速運動。求:

   (1)ab邊剛進入磁場I時線框A1的速度v1

   (2)ab邊進入磁場II后線框A1其重力的功率P;

   (3)從ab邊剛進入磁場II到ab邊剛穿出磁場II的過程中,線框中產生的焦耳熱Q。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.如圖所示,氣缸放置在水平平臺上,活塞質量為10kg,橫截面積50cm2,厚度1cm,氣

全長21cm,氣缸質量20kg,大氣壓強為1×105Pa,當溫度為7℃時,活塞封閉的氣柱10cm

若將氣缸倒過來放置時,活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通。g10m/s2求:

(1)氣柱多長? 

(2)當溫度多高時,活塞剛好接觸平臺?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.一列簡諧橫波沿直線傳播,在這條直線上相距d=1.5mA、B兩點,其振動圖象分別如圖中甲、乙所示。已知波長λ>1m,求這列波的波速v.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.如圖所示,光滑絕緣平臺上A點有質量為m=1kg的帶電小物塊,A、B間距離s=0.64m;質量為M=3kg,長為L=1m的不帶電絕緣小車停在光滑水平地面上,且緊靠平臺右側,上表面與平臺等高。此區(qū)間有E=2.5×103N/C的水平向右勻強電場,方向水平向右,t=0時刻小物塊由靜止開始向右運動,剛達B處時撤去此電場,小物塊由A至B過程中的動量滿足條件Px=5.06ec8aac122bd4f6ekg?m/s,小鐵塊滑上小車后,與豎直檔板碰撞,最后恰好滑到小車的左端,設碰撞時間極短,碰中無機械能損失,取g=10m/s2。求:

(1)小物塊帶的電量q

(2)小物塊與小車間的動摩擦因數μ

(3)在t=0時刻到碰撞前過程中,通過計算定量作出小物塊相對地面的v-t圖線(以向右方向為正)

6ec8aac122bd4f6e
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.手提式袖珍彈簧秤是一種適合小商店和家庭用的便攜式彈簧秤,它的外形如圖甲,內部結構如圖乙.它的正面是刻度盤1,中央有指針2,頂上有提環(huán)3,刻度盤上方有指針零點調節(jié)手輪4,在其下方有一橫梁7,兩根平行彈簧安裝在橫梁上,彈簧的下端與Y形金屬片9相連.Y形金屬片的中央有一齒條10與秤殼正中央的圓柱形齒輪11齒合.若圓柱形齒輪的半徑為R=5/π cm,彈簧的勁度系數k均為500N/m,g取10m/s2.當彈簧秤調零后,此彈簧秤最多能測量多少千克的物體?     

6ec8aac122bd4f6e

 

 

 

 

 

12.如圖a所示是某人設計的一種振動發(fā)電裝置,它的結構是一個半徑為r=0.1m的20匝線圈套在輻向形永久磁鐵槽中,磁場的磁感線沿半徑方向均為分布,其右視圖如(b),線圈所在位置磁感應強度B=0.2T,線圈電阻為2 6ec8aac122bd4f6e,它的引出線接有86ec8aac122bd4f6e的電珠L,外力推動線圈的P端做往復運動,便有電流通過電珠。當線圈向右的位移隨時間變化規(guī)律如圖(c)。(x取向右為正)。試求:⑴這臺發(fā)動機的輸出功率(摩擦等損耗不計);⑵每次推動線圈運動過程中的作用力大小。

 

6ec8aac122bd4f6e

6ec8aac122bd4f6e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列

計算題部分(十五)答案

計算題

1.

解析:(1)s=vt=2.5cm/s×60s=150cm

150cm÷2cm=75(次/分)(約為75次/其他接近值也算正確)

 (2)我們可以將心臟推動活塞對外做功的過程,簡化為液體推動活塞做功的模型,進而似于氣體作等壓膨脹推動活塞對外做功的過程。這樣便可以很快的估算出心臟的功率。

根據        

將已知條件帶入式中得

(3)

 

 

2.

解析:如圖所示,運動員從高H處滑至高h處的過程中,根據能量轉化和守恒定律,減少的重力勢能等于反抗摩擦力所做的功,有

滑雪運動員經過最低點時,處于超重狀態(tài),對地面的壓力可以表示為

運動員第一次通過最低點的速度小于第二次通過最低點的速度,即,則相應對地面的壓力,受到的摩擦力;全過程中,摩擦力的平均值,反抗摩擦力做的功

為了返回原處,一方面要增加重力勢能,另一方面還要反抗摩擦力做比第一次更多的功,即.所以,運動員做的功必須滿足下面的條件

,

所以。

 

 

3.

解析: (1)根據平衡條件,有,

所以,返回艙的質量為。

(2)不計空氣阻力,根據功能原理,推力所做的功等于返回艙減少的機械能.所以,反沖火箭做的功為

4.

解析:(1)風力場強度:風對小球的作用力與對小球最

大截面積之比,即E=F/S=k.

(2)距P為x處,

(3)

 

5.

解析:(1)以兩小球及連接它們的輕繩為整體研究,釋放后小球上滑,必有;由于小球在最高點C與圓弧面分離,則此時兩球的速度可以為零,則由機械能守恒有,求得

小球過圓弧面的最高點C時的速度也可以不為零,設它們的速度均為v,此時兩球沿豎直方向的最大加速度為g,則,因不計一切摩擦,由機械能守恒有

,故。.

(2)設小球過c點時的速度為,設小球離開C點后在空中的運動時間為t,在豎直方向做自由落體運動,則有

 因存在水平風力,小球離開C點后在水平方向做勻減速運動,設加速度為,落入小洞D時水平分速度減為零.則

在水平方向運用牛頓第二定律可得

由以上四式求得

 

6.

解:(1)當時,金屬棒速度達到穩(wěn)定,設穩(wěn)定時速度為

               解得=5m/s(5分)

       (2)設電壓表的讀數為    則有

              解得(5分) (3)設小燈泡和金屬棒產生的熱量分別為,,有(1分)

     

 由功能關系得: (3分)   

                              可得 (2分)

 

 

 

 

 

7、

解:(1)洛侖茲力提供向心力  (2分)     

 (2)粒子的運動軌跡將磁場邊界分成等分(=2,3,4……)

由幾何知識可得:

         得   (……)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

為偶數時,由對稱性可得    (……)

為奇數時,為周期的整數倍加上第一段的運動時間,即

     (……)

(3)由幾何知識得       不超出邊界須有:

   得到    

 當時 不成立,如圖(1分)

 

 

 

 

 

 

比較當、時的運動半徑,

 

 

 

 

 

 

知 當時,運動半徑最大,粒子的速度最大.(2分)

得:(1分)

 

8.

解:(1)設氣缸倒置前后被封閉氣體的壓強分別為P1P2,氣柱長度分別為L1L2.

      (1分)

       (1分)

    倒置過程為等溫變化,由玻意耳定律可得P1L1=P2L2(2分)

    =15cm  (1分)

   (2)設倒置后升溫前后封閉氣柱溫度分別為T2T3,升溫后氣柱長度為L3.

   

    升溫過程為等壓變化,由蓋呂薩克定律可得 (2分)

      (1分)

 

9.

解:由A、B兩點振動圖像可知,該波的振動周期T=4×10-3s  (1分)

    若波由A B 傳播

    =1.5m  (1分)  又λ>1m   所以m  (1分)

    傳播速度=500m/s(1分)

    若波由BA傳播

    =1.5m (1分)   又λ>1m   所以6m  (1分)

    或=1.2m(1分) 傳播速度1500m/s(1分) 或=300m/s

 

10.

  ⑴在B點:PB=5.06ec8aac122bd4f6e=mVB   ∴VB=4.0m/s                  …………2分

由A→B據動能定理:EqS=6ec8aac122bd4f6emV6ec8aac122bd4f6e    ∴q=6ec8aac122bd4f6e=5.0×10-3C    …………2分

⑵小物與小車相互作用至相對靜止全過程,有:

系統(tǒng)動量守恒:mvB=(m+M)V   ∴V=1.0m/s              …………3分

系統(tǒng)能量守恒:μmg?2L=6ec8aac122bd4f6emV6ec8aac122bd4f6e-6ec8aac122bd4f6e(m+M)V6ec8aac122bd4f6e  ∴μ=0.3  …………4分

⑶在A→B中,a1=6ec8aac122bd4f6e=12.5m/s2    ∴t1=6ec8aac122bd4f6e=0.32S          …………2分

在小物滑上小車至碰前過程,取向右為正:

6ec8aac122bd4f6e1=6ec8aac122bd4f6e=μg=3.0m/s2              a2=6ec8aac122bd4f6e=1.0m/s2

6ec8aac122bd4f6eL=(vBt2-6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e1t22)-6ec8aac122bd4f6ea2t22代入數據整理得:

2 t22­­­-4t2+1=0     ∴t2≈0.3S   (另一根舍去)        

6ec8aac122bd4f6e1=vB-6ec8aac122bd4f6e1t2  得6ec8aac122bd4f6e1=3.1m/s                          

畫出v-t圖象如下:                                   

 

 

11.

解:當指針偏轉一周時,測量值達到最大設為M.則

彈簧的形變量為△x = 2πR                                      

Mg = 2k△x                                                      

所以

Mg = 4kπR                                                    

得M= 4kπR/g  代入數據        M= 10kg      

                   

 

 

12.

解⑴由(c)圖知,線圈往返每次運動都是勻速直線運動

  V=6ec8aac122bd4f6e                                            (3分)

 因磁場均勻輻向,可見線圈每次運動切割磁感線產生感應電動勢恒定:

6ec8aac122bd4f6e                           (6分)

  ∴I=6ec8aac122bd4f6e                                               (3分)

發(fā)電機輸出功率就等于電珠的電功率:

  P=I2R2=0.32W                                                    (2分)

⑵因勻速:F=F=nBIL=2πnrBI=0.5(N)                              (5分)

本資料由《七彩教育網》www.7caiedu.cn 提供!


同步練習冊答案