高三物理练习十五

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1、 高三物理练习十五（计算题）高三物理练习十五（计算题）597随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法 规，珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为 49t，以 54km/h 的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹 车，货车即做匀减速直线运动，加速度的大小为 2.5m/s2（不超载时则为 5m/s2） 。（1）若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？（2）若超载货车刹车时正前方 25m 处停着总质量为 1t 的轿车，两车将发生碰撞，设相互作用 0.1 s 后获得相同速度，问货车对轿车的平均冲力多大？598如图所示，在高出水平地面的光滑平台

2、上放置一质量、由两种不同材料连1.8hm2Mkg接成一体的薄板 A，其右段长度且表面光滑，左段表面粗糙。在 A 最右端放有可视为质点10.2lm的物块 B，其质量。B 与 A 左段间动摩擦因数。开始时二者均静止，现对 A 施加1mkg0.4u 水平向右的恒力，待 B 脱离 A（A 尚未露出平台）后，将 A 取走。B 离开平台后的落地点20FN与平台右边缘的水平距离。 （取）求：1.2xm210mgs（1）B 离开平台时的速度。Bv（2）B 从开始运动到刚脱离 A 时，B 运动的时间 tB和位移 xB （3）A 左端的长度 l2599如图甲所示，在水平面上固定有长为2L m、宽为1d m 的金属

3、“U”型导轨，在“U”型 导轨右侧0.5L m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙 所示。在0t 时刻，质量为0.1m kg 的导体棒以01v m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为0.1/m，不计导 体棒与导轨之间的接触 电阻及地球磁场的影响（取10g m/s2） 。（1）通过计算分析 4s 内导体棒的运动情况； （2）计算 4s 内回路中 电流的大小，并判断电 流方向； （3）计算 4s 内回路产生的焦耳热。 600节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量

4、 1000m kg 的混合动力轿车，在平直公路上以190v km/h 匀速行驶，发动机的输出功率为 50P kW。当驾驶员看到前方有 80km/h 的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动72L m 后，速度变为272/vkm h。此过程中发动机功率的1 5用于轿车的牵引，4 5用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有 50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持 不变。求（1）轿车以90/km h在平直公路上匀速行驶，所受阻力mF的大小（2）轿车以90/km h减速到72/km h过程中，获得的电能E电

5、 ；（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电 ，维持在72/km h匀速运动的距离L。601如图甲所示，静电除尘装置中有长为 L、宽为 b、高为 d 的矩形通道，其前、后面板使用绝缘 材料，上下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为 m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度进入矩形通道、当带负电的尘埃0v碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距 d 可以改变收集效率。当 d=时，为 81%（即离下板 081范围内的尘埃能够被收集） 。不过尘埃的重力及尘埃之间0d0d的相互作用：（1）求收集效率为 100%时，两板间距的最大值

6、 d； （2）求收集效率为与两板间距 d 的函数关系； 602如图，在区域 I（0xd）和区域 II（dx2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小 分别为 B 和 2B，方向相反，且都垂直于 Oxy 平面。一 质量为 m、带电荷量 q（q0）的粒子 a 于某时刻从 y 轴上的 P 点射入区域 I，其速度方向沿 x 轴正向。已知 a 在离开区域 I 时，速度方向与 x 轴正方向的夹角为30；因此，另一质量和电荷量均与 a 相同的粒子 b 也 从 p 点沿 x 轴正向射入区域 I，其速度大小是 a 的 1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求 （1）粒子 a 射入区域 I 时速度的大小； （2

7、）当 a 离开区域 II 时，a、b 两粒子的 y 坐标之差。 603如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水 平地面上，轨道半径为 R，MN 为直径且与水平面 垂直，直径略小于圆管内径的小球 A 以某一速度 冲进轨道，到达半圆轨道最高点 M 时与静止于该处的质量与 A 相同的小球 B 发生碰撞，碰后两球粘在一 起飞出轨道，落地点距 N 为 2R。重力加速度为 g，忽略 圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求 （1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间 t； （2）小球 A 冲进轨道时速度 v 的大小。 604如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 间距离为 l=0.5m，其电阻不

8、计，两导轨及其构成的平面 均与水平面成 30角。完全相同的两金属棒 ab、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨 始终有良好接触，已知两棒质量均为 m=0.02kg，电阻均为 R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中， 磁感应强度 B=0.2T，棒 ab 在平行于导轨向上的力 F 作用下， 沿导轨向上匀速运动，而棒 cd 恰好能够保持静止。取 g=10m/s2，问 （1）通过棒 cd 的电流 I 是多少，方向如何？ （2）棒 ab 受到的力 F 多大？ （3）棒 cd 每产生 Q=0.1J 的热量，力 F 做的功 W 是多少？ 605回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术

9、领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科 学技术的发展。 （1）当今医学影像诊断设备 PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠” ，它在医疗诊断中，常利用能 放射正电子的同位素碳 11 作示踪原子。碳 11 是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮 14 获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。若碳 11 的半衰期 t 为 20min，经 2.0h 剩余碳 11 的质量占原来的百分之几？（结果取 2 位有效数字） （2）回旋加速器的原理如图，D1和 D2是两个中空的半径为 R 的半圆金属盒，它们接在电压一 定、频率为 f 的交流电源上，位于 D1圆心处的质 子源 A 能不断产生质子（初速度可忽略

10、，重力不 计） ，它们在两盒之间被电场加速，D1、D2置于盒 面垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场中。若质子 束从回旋加速器输出时的平均功率为 P，求输出 时质子束的等效电流 I 与 P、 B、R、f 的关系 式（忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度 远小于光速） 。 606电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨 间距L=0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值R=1.5的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5，质量m=0.2kg的金 属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求

11、：0.1rQJ210/gm s(1)金属棒在此过程中克服安培力的功；W安(2)金属棒下滑速度时的加速度2/vm sa(3)为求金属棒下滑的最大速度，有同学解答如下：mv由动能定理，。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；21-=2mWWmv重安若不正确，给出正确的解答。 607如图，两根足够长的金属导轨 ab、cd 竖直放置，导轨 间距离为 L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率 均为 P、电阻均为 R 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场 中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量 为 m、电阻可以忽略的金属棒 MN 从图示位置由静止开 始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与

12、导轨接触良 好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为 g。求：（1）磁感应强度的大小：（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率。 608如图，与水平面成 45角的平面 MN 将空间分成 I 和 II 两个区域。一质量为 m、电荷量为 q（q0）的粒子以速度从平面 MN 上的点水平向右射入 I 区。粒子在 I 区运0v0p动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度 大小为 E；在 II 区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强 度大小为 B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从 II 区离开时到出发点的距离。粒子的重力可以忽略。0p609如图所示，长为 L、内壁光滑的直管与水平地面成

13、 30 角固定放置。将一质量为 m 的小球固定在管底，用一轻质光滑 细线将小球与质量为 M=km 的小物块相连，小物块悬挂于管口。 现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续 向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过 程中速率不变。(重力加速度为 g) (1)求小物块下落过程中的加速度大小； (2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于2 2L610某种加速器的理想模型如题 15-1 图所示：两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔 a、b，两极板间电压 uab 的变化图象如图 15-2 图 所示，电压的最大值为 U0、周期为 T0，在

14、两极 板外有垂直纸面向里的匀 强磁场。若将一质量为 m0、电荷量为 q 的带正电 的粒子从板内 a 孔处静止 释放，经电场加速后进入磁场，在磁场中运动时间 T0后恰能再次从 a 孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了01 100m。(粒子在两极板间的运动时间不计，两极板外无电场，不考虑粒子所受的重力) (1)若在 t=0 时刻将该粒子从板内 a 孔处静止释放，求其第二次加速后从 b 孔射出时的动能； (2)现在利用一根长为 L 的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场，忽略其对管外磁场的影响)， 使题 15-1 图中实线轨迹(圆心为 O)上运动的粒子从 a 孔正下方相距 L 处的 c 孔水平射

15、出，请在答题 卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管； 611如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆。ab 为沿水平方向的直径。若在 a 点以初速度 沿 ab 方向抛出一小0v球， 小球会击中坑壁上的 c 点。已知 c 点与水平地面的距 离为圆半径的一半，求圆的半径。612如图，ab 和 cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN 和是M N 两根用细线连接的金属杆，其质量分别为 m 和 2m。竖直向上的外力 F 作用在杆 MN 上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为 R，导轨间距为 。整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁l 场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力

16、加速度为 g。在 t=0 时刻将细线烧断，保持 F 不变，金属杆和导轨始终接触良好。求（1）细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度。613如图 19（a）所示，在以 O 为圆心，内外半径分别为和的圆环区域内，存在辐射状电场1R2R和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差 U 为常量，,一电荷量为+q，质量为 m1020,3RR RR的粒子从内圆上的 A 点进入该区域，不计重力。（1）已知粒子从外圆上以速度射出，求粒子在 A 点的初速度的大小1v0v（2）若撤去电场，如图 19（b）,已知粒子从 OA 延长线与外圆的交点 C 以速度射出，方向与2vOA 延长线成 45角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间（3）在图 19（b）中，若粒子从 A 点进入磁场，速度大小为，方向不确定，要使粒子一定能够从3v外圆射出，磁感应强度应小于多少？614反射式调管是常用的微波器械之