高考中档计算题复习提升专题学案通用 11页

中档计算题专题学案 例1、图（1）表示用水平恒力F拉动水平面上的物体，使其做匀加速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀加速运动的加速度a也会变化，a和F的关系如图（2）所示。‎ ‎（1）该物体的质量为多少？‎ ‎（2）在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码，保持砝码与该物体相对静止，其他条件不变，请在图2的坐标上画出相应的a——F图线。‎ ‎（3）由图线还可以得到什么物理量？（要求写出相应的表达式或数值）‎ 选题理由：学会读图，利用图象处理问题 a F(N)‎ ‎(m/s2)‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎1‎ F 图1‎ 图2‎ 解答：‎ a F(N)‎ ‎(m/s2)‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎1‎ F 图1‎ 图2‎ ‎-μg ‎（1）F-μmg =ma , ；‎ 由图线斜率：1/m=2 ；所以m =0.5kg ；‎ ‎（2）过点（2，0）和（4，2）图线略 ‎（3）μmg=1N ；μ=0.2‎ 例2、如图，电动传送带以恒定速度运行，传送带与水平面的夹角，现将质量m=20kg的物品箱轻放到传送带底端，经过一段时间后，物品箱被送到h=1.8m的平台上，已知物品箱与传送带间的动摩擦因数，不计其他损耗，则每件物品箱从传送带底端送到平台上，需要多少时间？每输送一个物品箱，电动机需增加消耗的 电能是多少焦耳？（）‎ 选题理由：1、斜面上物体的加速度求解学生易错 ‎2、电动机需增加消耗的电能应有哪些能量构成，‎ 怎样计算是一个难点。‎ ‎①‎ ‎②‎ 例3、如图16所示，一质量为M的长方形木板B放在光滑的水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，mm，则其方向为正，又因系统置于光滑水平面，其所受合外力为零，故AB相对滑动时，系统总动量守恒AB相对静止后设速度为V，则系统动量为（M+m）V.‎ 方向也为正，则V方向为正，即水平向右.‎ 且MV0－Mv0=(M+m)V V=·V0‎ ‎（2）在地面上看A向左运动至最远处时，A相对地的速度为O.‎ ‎ 设AB之间的摩擦力大小于f，对A：‎ ‎ 则有）‎ ‎ ‎ ‎= 方向向右，设向左运动的最大距离为S.‎ 则 （V）‎ S= 负号表示向左.‎ 例4、如图所示，带正电小球质量为m＝1×10‎-2kg，带电量为q＝l×10‎-6C，置于光滑绝缘水平面上的A点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB ＝‎1.5m／s，此时小球的位移为S ＝‎0.15m．求此匀强电场场强E的取值范围．(g＝‎10m／s。)‎ 某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEScosθ＝－0得＝V／m．由题意可知θ＞0，所以当E ＞7.5×104V／m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动．‎ 经检查，计算无误．该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充．‎ 解：该同学所得结论有不完善之处．‎ 为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 ‎ qEsinθ≤mg 所以 即 7.5×104V/m＜E≤1.25×105V/m 例5、如图所示，abcd为质量M＝‎2 kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面，另有一根质量m＝‎0.6 kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱e、f（竖直立柱光滑，且固定不动），导轨处于匀强磁场中，磁场以为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度大小都为B＝0.8 T．导轨的bc段长l＝‎0.5 m，其电阻r＝0.4 W，金属棒的电阻R＝0.2W，其余电阻均可不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2．若在导轨上作用一个方向向左、大小为F＝2N的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g取，试求：‎ ‎（1）导轨运动的最大加速度；‎ ‎（2）导轨的最大速度；‎ ‎（3）定性画出回路中感应电流随时间变化的图线．‎ 解：导轨在外力作用下向左加速运动，由于切割磁感线，在回路中要产生感应电流，导轨的bc边及金属棒PQ均要受到安培力作用，PQ棒受到的支持力要随电流的变化而变化，导轨受到PQ棒的摩擦力也要变化，因此导轨的加速度要发生改变．导轨向左切割磁感线时，‎ 有， ①　‎ 导轨受到向右的安培力，金属棒PQ受到向上的安培力，导轨受到PQ棒对它的摩擦力，根据牛顿第二定律，有F-BIl-m（mg-BIl）＝Ma，即 F-（1-mμ）Bil- mg＝Ma．②　‎ （1） 当刚拉动导轨时，v＝0，由①式可知，则由②式可知，此时有最大加速度，即．　‎ ‎（感应电动势、右手定则、全电路欧姆定律）‎ （2） 随着导轨速度v增大，增大而a减小，当a＝0时，有最大速度，从②式可得，有 ‎③　‎ 将代入①式， 得．　‎ ‎（3）从刚拉动导轨开始计时，t＝0时，，I＝0，当时，v达到最大，I达到2.5 A，电流I随时间t的变化图线如图所示．‎ ‎ ‎ 课后练习 ‎1、经检测汽车A的制动性能：以标准速度‎20m/s，在平直公路上行驶时，制动后40s停下来。现A在平直公路上以‎20m/s的速度行驶，发现前方‎180m处有一货车B以‎6m/s的速度同向匀速行使，因该路段只能通过一个车辆，司机立即制动，‎ 关于能否发生撞车事故，某同学的解答过程是：‎ ‎“设汽车A制动后40s的位移为S1，货车B在这段时间内的位移为S2.则：‎ A车的位移为：‎ B车的位移为：‎ 两车位移差为400-240=160（m）<180（m）；两车不相撞。”‎ 你认为该同学的结论是否正确？如果你认为正确，请定性说明理由；如果你认为不正确，请说明理由并求出正确结果。‎ ‎2、核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子.若已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，.‎ ‎ (1)写出氘和氚聚合的反应方程.‎ ‎ (2)试计算这个核反应释放出来的能量.‎ ‎ (3)若建一座功率为的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？‎ ‎（一年按计算，光速，结果取二位有效数字）‎ ‎3、如图所示理想变压器副线圈匝数n2=400,当原线圈输入电压u1=70.7sin314t(V)时，安培表A1的读数为‎2A,当副线圈增加100匝时，伏特表V2的读数增加5V,0求 A1‎ V1‎ V20加01000314t 电压值后．观察到电蓖‎ A2‎ R ‎（1）原线圈匝数n1是多少？‎ ‎（2）电阻R多大 ‎4、计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g, ‎ ‎（1）求出卫星绕地心运动周期T ‎（2）设地球自转周期T0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？‎ 则有 ⑩‎ ‎5、‎ 如图所示，质量为M的长木板静止在光滑的水平地面上，在木块的右端有一质量为m的小铜块，现给铜块一个水平向左的初速度，铜块向左滑行并与固定在木板 左端的长度为l的轻弹簧相碰，碰后返回且恰好停在长木板右端，则轻弹簧与铜块相碰 过程中具有的最大弹性势能为多少？整个过程中转化为内能的机械能为多少？‎ ‎6、如图所示，用折射率的玻璃做成内径为R、外径为的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴平行，试求：‎ ‎(1)球壳内部有光线射出的区域；‎ ‎ ‎ ‎(2)要使球壳内部没有光线射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行? ‎ ‎7、如图所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为R，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电场强度为E，方向水平向左.一个质量为m的小球(可视为质点)放在轨道上的C点恰好处于静止，圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为.‎ ‎ (1)求小球带何种电荷，电荷量是多少？并说明理由. ‎ ‎ (2)如果将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？‎ ‎1、解：不正确（得2分）‎ 汽车A做匀减速直线运动，当A车减为与B车同速时是A车逼近B车距离最多的时刻，这时若能超过B车则相撞，反之则不能相撞。（得3分）‎ 由： 得A车的加速度： （得2分）‎ A车速度减到‎6m/s时所用的时间：。（得2分）‎ 此过程A车的位移为：‎ B车的位移为：‎ ‎△S＝364-168＝196＞180（m）‎ 所以两车相撞。（得3分）‎ ‎2、解（1）‎ ‎ （2）‎ ‎ （3）一年中产生的电能发生的核反应次数为 ‎ 所需氘的质量 ‎3、解（1） ‎ A1‎ A2‎ B1‎ B2‎ O ‎（2） V ‎ 得到： ‎ ‎4、解 ‎ ‎（1） ‎ ‎（2）设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位置，最后 在B2位置看到卫星从A2位置消失，‎ ‎ OA1=2OB1‎ 有 ∠A1OB1=∠A2OB2=π/3‎ 从B1到B2时间为t ‎5、解①将M、m和弹簧整体作为系统，满足动量守恒条件，以向左的方向为正，有 ‎. 因m能相对于木板停在右端，故一定存在摩擦力，对全过程由能量守恒定律 ‎②弹簧压至最短时， 由能量守恒定律：‎ ‎6、解 (1)设光线射入外球面，沿ab方向射向内球面，刚好发生全反射，则 ‎ ‎∴ （2分）‎ 在中，，‎ ‎∴ （2分） ， ‎ 即 （1分），则 （1分）‎ 又 ，由 （2分） ，得 ‎∴ （1分）‎ 即 （1分）‎ 当射向外球面的入射光线的入射角小于 时，这些光线都会射出内球面．因此，以为中心线，上、下（左、右）各的圆锥球壳内有光线射出．（2分）‎ ‎（2）由图中可知，，所以，至少用一个半径为R的遮光板，圆心过轴并垂直该轴放置，才可以挡住射出球壳的全部光线，这时球壳内部将没有光线射出．（3分）‎ ‎7、解（1）小球在C点受重力、电场力和轨道的支持力处于平衡，电场力的方向一定 向左的，与电场方向相同，如图所示.因此小球带正电荷. ‎ ‎ ‎ ‎ 则有 ‎ 小球带电荷量 ‎ （2）小球从A点释放后，沿圆弧轨道滑下，还受方向指向轨道的洛仑兹力f，力f随速度增大而增大，小球通过C点时速度(设为v)最大，力f最大，且qE和mg的合力方向沿半径OC，因此小球对轨道的压力最大.‎ ‎ 由 ‎ 通过C点的速度 ‎ 小球在重力、电场力、洛仑兹力和轨道对它的支持力作用下沿轨道做圆周运动，有 ‎ ‎ ‎ 最大压力的大小等于支持力