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
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
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d=
(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
(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
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
全長
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。g取
(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=
10.如圖所示,光滑絕緣平臺上A點有質量為m=
(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)
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
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=
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)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
則,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=
(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 (……)
當為偶數時,由對稱性可得 (……)
當為奇數時,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P1和P2,氣柱長度分別為L1和L2.
(1分)
(1分)
倒置過程為等溫變化,由玻意耳定律可得P
=
(2)設倒置后升溫前后封閉氣柱溫度分別為T2和T3,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 向B 傳播
=
傳播速度=
若波由B向A傳播
=
或=
10.
⑴在B點:PB=5.0=mVB ∴VB=
由A→B據動能定理:EqS=mV ∴q==5.0×10
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 共
∴V共=
系統(tǒng)能量守恒:μmg?
⑶在A→B中,a1==
在小物滑上小車至碰前過程,取向右為正:
1==μg=
L=(vBt2-1t22)-a2t22代入數據整理得:
2 t22-4t2+1=0 ∴t2≈0.3S (另一根舍去)
由1=vB-1t2 得1=
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=
12.
解⑴由(c)圖知,線圈往返每次運動都是勻速直線運動
V= (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:
(6分)
∴I= (3分)
發(fā)電機輸出功率就等于電珠的電功率:
P出=I2R2=0.32W (2分)
⑵因勻速:F推=F安=nBIL=2πnrBI=0.5(N) (5分)
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