高考物理計(jì)算題預(yù)測(cè)

學(xué)習(xí)必備歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載高考物理計(jì)算題預(yù)測(cè)精選１．某航空公司的一架客機(jī)，在正常航線上做水平飛行時(shí)，突然受到強(qiáng)大的垂直氣流的作用，使飛機(jī)在10s內(nèi)迅速下降高度為1800m，造成眾多乘客和機(jī)組人員受傷，如果只研究在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，且假設(shè)這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)（1）求飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度為多大？（2）試估算成年乘客所系安全帶必須提供多大拉力才能使乘客不脫離坐椅？（g取10）解：（1）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：解得：（2）因a＞g，安全帶對(duì)人的作用力向下，由牛二得：F＋mg＝ma，可得：F=m（a-g）假設(shè)成年的質(zhì)量m＝50kg，解得：F＝1400N２．如圖所示，在光滑水平面上放一質(zhì)量為M、邊長(zhǎng)為l的正方體木塊，木塊上擱有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)光滑棒，棒的一端用光滑鉸鏈連接于地面上O點(diǎn)，棒可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定一質(zhì)量為m的均質(zhì)金屬小球．開(kāi)始時(shí)，棒與木塊均靜止，棒與水平面夾角為角．當(dāng)棒繞O點(diǎn)向垂直于木塊接觸邊方向轉(zhuǎn)動(dòng)到棒與水平面間夾角變?yōu)榈乃矔r(shí)，求木塊速度的大小．解：以地為參照物，設(shè)桿和水平面成角時(shí)，木塊速度為V，小球速度為Vm，桿上和木塊接觸點(diǎn)B的速度也為V，Ｂ垂直于桿的分速度為V１，則有：V１＝Vsin①因B點(diǎn)和m在同一桿上以相同角速度繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，則有：===②因從初位置到末位置的過(guò)程中只有小球重力對(duì)小球、輕桿、木塊組成的系統(tǒng)做功，所以在上述過(guò)程中機(jī)械能守恒：mgL(sin)=③解得：v＝３．如圖所示，電容器固定在一個(gè)絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面上，平行板電容器板間距離為d，右極板有一小孔，通過(guò)孔有一絕緣桿，左端固定在左極板上，電容器極板連同底座、絕緣桿總質(zhì)量為M.給電容器充電后，有一質(zhì)量為m的帶正電環(huán)恰套在桿上以某一初速度VO對(duì)準(zhǔn)小孔向左運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電環(huán)不影響電容器板間電場(chǎng)的分布.帶電環(huán)進(jìn)入電容器后距左板的最小距離為,試求帶電環(huán)與左極板相距最近時(shí)的速度V并求出此過(guò)程中電容器移動(dòng)的距離.解：對(duì)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒有：解得：對(duì)系統(tǒng)由能量守恒定律有：①對(duì)木塊由動(dòng)能定理有：②由①②解得：評(píng)注：帶電電環(huán)與電容器相互作用，與子彈打木塊模型相似，動(dòng)量守恒，系統(tǒng)總機(jī)械能損失，對(duì)此問(wèn)題學(xué)生比較熟悉，關(guān)鍵是能遷移到模型中來(lái)。４．如圖所示，長(zhǎng)為2L的板面光滑且不導(dǎo)電的平板小車(chē)C放在光滑水平面上，車(chē)的右端有塊擋板，車(chē)的質(zhì)量，絕緣小物塊B的質(zhì)量。若B以一定速度沿平板向右與C車(chē)的擋板相碰，磁后小車(chē)的速度總等于碰前物塊B速度的一半。今在靜止的平板車(chē)的左端放一個(gè)帶電量、質(zhì)量為的小物塊A，將物塊B放在平板車(chē)的中央，在整個(gè)空間加上一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，金屬塊A由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A以速度與B發(fā)生碰撞，碰后A以的速率反彈回來(lái)，B向右運(yùn)動(dòng)，（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。（2）若A第二次和B相碰，判斷是在B與C相碰之前還是相碰之后？（3）A從第一次與B相碰到第二次與B相碰這個(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)A做了多少功？解：（1）對(duì)金屬塊A用動(dòng)能定理有：①解得電場(chǎng)強(qiáng)度大?。孩诜较蛩较蛴遥?）A、B碰撞，由系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律得③用代入解得：④B碰后做勻速運(yùn)動(dòng)，碰到擋板的時(shí)間⑤A的加速度:⑥A在段時(shí)間的位移為⑦因，故A第二次與B相碰必在B與C相碰之后（3）B與C相碰，由動(dòng)量守恒定律可得:⑧由已知：⑨解得：⑩A從第一次相碰到第二次與B相碰的位移為L(zhǎng)，因此電場(chǎng)力做的功⑾５．一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形區(qū)域的左邊界ad長(zhǎng)為，現(xiàn)從ad中點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向與ad邊夾角為30°，大小為的帶正電粒子，如圖所示，已知粒子電荷量為,質(zhì)量為（重力不計(jì)）：（1）若要求粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)，應(yīng)滿足什么條件？（2）若要求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，粒子應(yīng)從哪一條邊界處射出，出射點(diǎn)位于該邊界上何處？最長(zhǎng)時(shí)間是多少？解：（1）當(dāng)軌跡與cd邊相切時(shí)，是粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)軌跡圓半徑最大的情況，設(shè)此半徑為，如題圖所示分析可知＝60°，則有:60°＋＝,=.當(dāng)軌跡圓與ab邊相切時(shí)，是粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)軌跡圓半徑最小的情況，設(shè)此半徑為，如圖所示分析可知＝120°，則有：故粒子從ab邊射出的條件為根據(jù)（2）由∴粒子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角越大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。從兩圖中可以看出，如果粒子從cd邊射出，則圓心角最大為60°，若粒子從ab邊射出，則圓心角最大為120°，粒子從ad邊射出，圓心角最大為360°－60°＝300°，由于磁場(chǎng)無(wú)右邊界，故粒子不可能從右側(cè)射出。綜上所述，為使粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，粒子應(yīng)從ad邊射出，如圖所示，設(shè)出射點(diǎn)到的距離為，從圖中可以看出，點(diǎn)是離距離最大的出射點(diǎn)即出射點(diǎn)到的距離不超過(guò)，xB0Rmav0６．如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為l＝0.2m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R＝0.5Ω的電阻，在X≥0處有一與水平面垂直的均勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B＝0.5T。一質(zhì)量為m＝0.1kg的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以v0＝2mxB0Rmav0（1）電流為零時(shí)金屬桿所處的位置；（2）電流為最大值的一半時(shí)施加在金屬桿上外力F的大小和方向；（3）保持其他條件不變，而初速度v0取不同值，求開(kāi)始時(shí)F的方向與初速度v0取值的關(guān)系。解：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，感應(yīng)電流I=E/R∴I＝0時(shí)，v＝0此時(shí)，＝1（m）（2）初始時(shí)刻，金屬直桿切割磁感線速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流最大當(dāng)感應(yīng)電流為最大值的一半時(shí)，安培力＝0.02N向右運(yùn)動(dòng)時(shí)：F＋f＝maF＝ma－f＝0.18N，方向與x軸正方向相反向左運(yùn)動(dòng)時(shí)：F－f＝maF＝ma＋f＝0.22N，方向與x軸正方向相反（3）開(kāi)始時(shí)v＝v0，F(xiàn)＋f＝maF＝ma－f＝∴當(dāng)v0＜＝10m/s時(shí)，F(xiàn)＞0，方向與x軸正方向相反當(dāng)v0＞＝10m/s時(shí)，F(xiàn)＜0，方向與x軸正方向相同７．如圖所示，半徑為r、電阻不計(jì)的兩個(gè)半圓形光滑導(dǎo)軌并列豎直放置，兩導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，在軌道左上方的端點(diǎn)M、N間接有電阻為Ｒ的小電珠，且整個(gè)軌道處在豎直向下的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)有一質(zhì)量為ｍ、電阻也為Ｒ的金屬棒ab從M、N處由靜止釋放，經(jīng)一定時(shí)間到達(dá)導(dǎo)軌的最底點(diǎn)O、O'，此時(shí)的速度為v（1）試分析金屬棒ab從M、N到O、O'的過(guò)程中，通過(guò)小電珠的電流方向。（2）求金屬棒ab到達(dá)O、O'時(shí)，整個(gè)電路消耗的瞬時(shí)電功率。（3）求金屬棒ab從M、N到O、O'的過(guò)程中，小電珠和金屬棒上產(chǎn)生的總熱量。解：（1）由右手定則得：通過(guò)小電珠的電流方向?yàn)閺腘到M。（2）金屬棒ab到達(dá)O、O'時(shí)，ab棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：此時(shí)整個(gè)電路消耗的瞬時(shí)電功率為：解得：（3）ab從M、N到O、O'的過(guò)程中，小電珠和金屬棒上產(chǎn)生的總熱量Ｑ，由能量守恒定律得：８．在光滑水平地面上放有一質(zhì)量為M帶光滑弧形槽的小車(chē)，一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵塊以速度V0沿水平槽口滑去，如圖所示，求：(1)鐵塊能滑至弧形槽內(nèi)的最大高度：(設(shè)m不會(huì)從左端滑離M)(2)小車(chē)的最大速度；Mvm(3)若M＝Mvm解：(1)鐵塊滑至最高處時(shí)，有共同速度V，由動(dòng)量守恒定律得：mV0＝(M+m)V①由能量守恒定律得：②由①②解得：(2)鐵塊從小車(chē)右端滑離小車(chē)時(shí)，小車(chē)的速度最大為V１，此時(shí)鐵塊速度為V２，由動(dòng)量守恒定律得：mv＝MV１+mV２③由能量守恒定律得：④由③④解得：(3)由上面③④解得:⑤由已知當(dāng)M＝m時(shí)，由⑤得：V2＝０又因鐵塊滑離小車(chē)后只受重力，所以做自由落體運(yùn)動(dòng)．９．20XX年10月15日9時(shí)整，我國(guó)“神舟”五號(hào)載人飛船發(fā)射成功，飛船繞地球14圈后，于10月16日6時(shí)23分安全返回。若把“神舟”五號(hào)載人飛船的繞地運(yùn)行看作是在同一軌道上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。（1）試估算“神舟”五號(hào)載人飛船繞地球運(yùn)行的周期T為多少秒？（保留二位有效數(shù)字）（2）設(shè)“神舟”五號(hào)載人飛船繞地球運(yùn)行的周期為T(mén)、地球表面的重力加速度為g、地球半徑為R，用T、g、R能求出哪些與“神舟”五號(hào)載人飛船有關(guān)的物理量？分別寫(xiě)出計(jì)算這些物理量的表達(dá)式（不必代入數(shù)據(jù)計(jì)算）。解：（1）由題意可知：“神舟”五號(hào)載人飛船繞地球14圈共同時(shí)間為：t＝21小時(shí)23分鐘故飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期：T＝≈5.5×103s（2）對(duì)“神舟”五號(hào)，萬(wàn)有引力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有：在地球表面對(duì)質(zhì)量為mＯ有：可得“神舟”五號(hào)軌道半徑（或軌道周長(zhǎng)）此外還可求得“神舟”五號(hào)載人飛船的運(yùn)行頻率：“神舟”五號(hào)載人飛船的運(yùn)行角速度：“神舟”五號(hào)載人飛船的運(yùn)行線速度：“神舟”五號(hào)載人飛船的運(yùn)行向心加速度（加速度、軌道處重力加速度）“神舟”五號(hào)載人飛船的離地面高度10．20XX年10月15日，我國(guó)成功發(fā)射了“神舟”五號(hào)載人宇宙飛船。火箭全長(zhǎng)58.3m，起飛質(zhì)量為479.8t，剛起飛時(shí)，火箭豎直升空，航天員楊利偉有較強(qiáng)的超重感，儀器顯示他對(duì)座艙的最大壓力達(dá)到他體重的5倍。飛船進(jìn)入軌道后，21h內(nèi)環(huán)繞地球飛行了14圈。將飛船運(yùn)行的軌道簡(jiǎn)化為圓形，求（1）點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，火箭的最大推力。（g取10m/s2）（2）飛船運(yùn)行軌道半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑之比。解：（1）對(duì)宇航員進(jìn)行受力分析并根據(jù)牛頓第二定律便有：N=5mgN－mg=ma對(duì)火箭應(yīng)用牛頓第二定律便有：F－Mg＝Ma由上式可以解得：F＝5Mg＝2.4×10７N（2）飛船運(yùn)行周期為，軌道