高考物理计算题预测

学习必备欢迎下载学习必备欢迎下载学习必备欢迎下载高考物理计算题预测精选１．某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10s内迅速下降高度为1800m，造成众多乘客和机组人员受伤，如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动（1）求飞机在竖直方向上产生的加速度为多大？（2）试估算成年乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离坐椅？（g取10）解：（1）由运动学公式：解得：（2）因a＞g，安全带对人的作用力向下，由牛二得：F＋mg＝ma，可得：F=m（a-g）假设成年的质量m＝50kg，解得：F＝1400N２．如图所示，在光滑水平面上放一质量为M、边长为l的正方体木块，木块上搁有一长为L的轻质光滑棒，棒的一端用光滑铰链连接于地面上O点，棒可绕O点在竖直平面内自由转动，另一端固定一质量为m的均质金属小球．开始时，棒与木块均静止，棒与水平面夹角为角．当棒绕O点向垂直于木块接触边方向转动到棒与水平面间夹角变为的瞬时，求木块速度的大小．解：以地为参照物，设杆和水平面成角时，木块速度为V，小球速度为Vm，杆上和木块接触点B的速度也为V，Ｂ垂直于杆的分速度为V１，则有：V１＝Vsin①因B点和m在同一杆上以相同角速度绕O点转动，则有：===②因从初位置到末位置的过程中只有小球重力对小球、轻杆、木块组成的系统做功，所以在上述过程中机械能守恒：mgL(sin)=③解得：v＝３．如图所示，电容器固定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，右极板有一小孔，通过孔有一绝缘杆，左端固定在左极板上，电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M.给电容器充电后，有一质量为m的带正电环恰套在杆上以某一初速度VO对准小孔向左运动，设带电环不影响电容器板间电场的分布.带电环进入电容器后距左板的最小距离为,试求带电环与左极板相距最近时的速度V并求出此过程中电容器移动的距离.解：对系统水平方向动量守恒有：解得：对系统由能量守恒定律有：①对木块由动能定理有：②由①②解得：评注：带电电环与电容器相互作用，与子弹打木块模型相似，动量守恒，系统总机械能损失，对此问题学生比较熟悉，关键是能迁移到模型中来。４．如图所示，长为2L的板面光滑且不导电的平板小车C放在光滑水平面上，车的右端有块挡板，车的质量，绝缘小物块B的质量。若B以一定速度沿平板向右与C车的挡板相碰，磁后小车的速度总等于碰前物块B速度的一半。今在静止的平板车的左端放一个带电量、质量为的小物块A，将物块B放在平板车的中央，在整个空间加上一个水平方向的匀强电场时，金属块A由静止开始向右运动，当A以速度与B发生碰撞，碰后A以的速率反弹回来，B向右运动，（1）求匀强电场的场强大小和方向。（2）若A第二次和B相碰，判断是在B与C相碰之前还是相碰之后？（3）A从第一次与B相碰到第二次与B相碰这个过程中，电场力对A做了多少功？解：（1）对金属块A用动能定理有：①解得电场强度大小：②方向水平向右（2）A、B碰撞，由系统动量守恒定律得③用代入解得：④B碰后做匀速运动，碰到挡板的时间⑤A的加速度:⑥A在段时间的位移为⑦因，故A第二次与B相碰必在B与C相碰之后（3）B与C相碰，由动量守恒定律可得:⑧由已知：⑨解得：⑩A从第一次相碰到第二次与B相碰的位移为L，因此电场力做的功⑾５．一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为，方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad长为，现从ad中点垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°，大小为的带正电粒子，如图所示，已知粒子电荷量为,质量为（重力不计）：（1）若要求粒子能从ab边射出磁场，应满足什么条件？（2）若要求粒子在磁场中运动的时间最长，粒子应从哪一条边界处射出，出射点位于该边界上何处？最长时间是多少？解：（1）当轨迹与cd边相切时，是粒子能从ab边射出磁场区域时轨迹圆半径最大的情况，设此半径为，如题图所示分析可知＝60°，则有:60°＋＝,=.当轨迹圆与ab边相切时，是粒子能从ab边射出磁场区域时轨迹圆半径最小的情况，设此半径为，如图所示分析可知＝120°，则有：故粒子从ab边射出的条件为根据（2）由∴粒子在磁场区域内做匀速圆周运动的圆心角越大，粒子在磁场中运动时间越长。从两图中可以看出，如果粒子从cd边射出，则圆心角最大为60°，若粒子从ab边射出，则圆心角最大为120°，粒子从ad边射出，圆心角最大为360°－60°＝300°，由于磁场无右边界，故粒子不可能从右侧射出。综上所述，为使粒子在磁场中运动的时间最长，粒子应从ad边射出，如图所示，设出射点到的距离为，从图中可以看出，点是离距离最大的出射点即出射点到的距离不超过，xB0Rmav0６．如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l＝0.2m，在导轨的一端接有阻值为R＝0.5Ω的电阻，在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B＝0.5T。一质量为m＝0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0＝2mxB0Rmav0（1）电流为零时金属杆所处的位置；（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；（3）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。解：（1）感应电动势E＝Blv，感应电流I=E/R∴I＝0时，v＝0此时，＝1（m）（2）初始时刻，金属直杆切割磁感线速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大当感应电流为最大值的一半时，安培力＝0.02N向右运动时：F＋f＝maF＝ma－f＝0.18N，方向与x轴正方向相反向左运动时：F－f＝maF＝ma＋f＝0.22N，方向与x轴正方向相反（3）开始时v＝v0，F＋f＝maF＝ma－f＝∴当v0＜＝10m/s时，F＞0，方向与x轴正方向相反当v0＞＝10m/s时，F＜0，方向与x轴正方向相同７．如图所示，半径为r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置，两导轨的间距为L，在轨道左上方的端点M、N间接有电阻为Ｒ的小电珠，且整个轨道处在竖直向下的、磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中。现有一质量为ｍ、电阻也为Ｒ的金属棒ab从M、N处由静止释放，经一定时间到达导轨的最底点O、O'，此时的速度为v（1）试分析金属棒ab从M、N到O、O'的过程中，通过小电珠的电流方向。（2）求金属棒ab到达O、O'时，整个电路消耗的瞬时电功率。（3）求金属棒ab从M、N到O、O'的过程中，小电珠和金属棒上产生的总热量。解：（1）由右手定则得：通过小电珠的电流方向为从N到M。（2）金属棒ab到达O、O'时，ab棒的感应电动势为：此时整个电路消耗的瞬时电功率为：解得：（3）ab从M、N到O、O'的过程中，小电珠和金属棒上产生的总热量Ｑ，由能量守恒定律得：８．在光滑水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车，一个质量为m的小铁块以速度V0沿水平槽口滑去，如图所示，求：(1)铁块能滑至弧形槽内的最大高度：(设m不会从左端滑离M)(2)小车的最大速度；Mvm(3)若M＝Mvm解：(1)铁块滑至最高处时，有共同速度V，由动量守恒定律得：mV0＝(M+m)V①由能量守恒定律得：②由①②解得：(2)铁块从小车右端滑离小车时，小车的速度最大为V１，此时铁块速度为V２，由动量守恒定律得：mv＝MV１+mV２③由能量守恒定律得：④由③④解得：(3)由上面③④解得:⑤由已知当M＝m时，由⑤得：V2＝０又因铁块滑离小车后只受重力，所以做自由落体运动．９．20XX年10月15日9时整，我国“神舟”五号载人飞船发射成功，飞船绕地球14圈后，于10月16日6时23分安全返回。若把“神舟”五号载人飞船的绕地运行看作是在同一轨道上的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。（1）试估算“神舟”五号载人飞船绕地球运行的周期T为多少秒？（保留二位有效数字）（2）设“神舟”五号载人飞船绕地球运行的周期为T、地球表面的重力加速度为g、地球半径为R，用T、g、R能求出哪些与“神舟”五号载人飞船有关的物理量？分别写出计算这些物理量的表达式（不必代入数据计算）。解：（1）由题意可知：“神舟”五号载人飞船绕地球14圈共同时间为：t＝21小时23分钟故飞船绕地球做圆周运动的周期：T＝≈5.5×103s（2）对“神舟”五号，万有引力作为圆周运动的向心力有：在地球表面对质量为mＯ有：可得“神舟”五号轨道半径（或轨道周长）此外还可求得“神舟”五号载人飞船的运行频率：“神舟”五号载人飞船的运行角速度：“神舟”五号载人飞船的运行线速度：“神舟”五号载人飞船的运行向心加速度（加速度、轨道处重力加速度）“神舟”五号载人飞船的离地面高度10．20XX年10月15日，我国成功发射了“神舟”五号载人宇宙飞船。火箭全长58.3m，起飞质量为479.8t，刚起飞时，火箭竖直升空，航天员杨利伟有较强的超重感，仪器显示他对座舱的最大压力达到他体重的5倍。飞船进入轨道后，21h内环绕地球飞行了14圈。将飞船运行的轨道简化为圆形，求（1）点火发射时，火箭的最大推力。（g取10m/s2）（2）飞船运行轨道半径与同步卫星轨道半径之比。解：（1）对宇航员进行受力分析并根据牛顿第二定律便有：N=5mgN－mg=ma对火箭应用牛顿第二定律便有：F－Mg＝Ma由上式可以解得：F＝5Mg＝2.4×10７N（2）飞船运行周期为，轨道