（2019）新人教版高中物理高一必修第二册期末复习专项训练-计算题.rar

高一下学期物理期末专项复习训练（五）高一下学期物理期末专项复习训练（五）计算题专项训练（计算题专项训练（1）计算题（本大题共 5 小题，共 60 分）1.人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为 h 处下落，经时间 t 落到月球表面。已知引力常量为 G，月球的半径为 R。求月球表面的自由落体加速度大小 g；(1)若不考虑月球自转的影响，求月球的质量 M；(2)求月球的“第一宇宙速度”大小 v。(3)2.动画片熊出没中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上 如图甲 ，聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从()而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为 O，离地高度为 2L，两熊可视为质点且总质量为 m，绳长为 且保持不变，绳子能承受的最大张力为 3mg，不计一切阻力，重2力加速度为 g，求：设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂，则他们的落地点离 O 点的水(1)平距离为多少；改变绳长，且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂，则绳长为多长时，他们的落(2)地点离 O 点的水平距离最大，最大为多少；若绳长改为 L，两熊在水平面内做圆锥摆运动，如图丙，且两熊做圆锥摆运动时绳(3)子刚好断裂，则他们落地点离 O 点的水平距离为多少。新课标新课标 新教材新教材 新高考新高考计算题专项训练 第 2 页 3.如图所示，xOy 平面第一象限内存在平行于 y 轴竖直向下的匀强电场，第四象限内存在平行于 x 轴的匀强电场，两电场的电场线在图中均未画出。质量为 m、电荷量为 q、带正电的小球从 y 轴上的 A 点以速度沿 x 轴正方向射入第一象限的电场，从 x 轴上0的 B 点进入第四象限的电场后做直线运动。已知 A 点的坐标，B 点的坐标，(0,)(2,0)重力加速度为 g。求：第一象限内电场的场强大小；(1)小球到达 B 点时的速度大小；(2)第四象限内电场的场强。(3)4.如图所示，半径为 R的光滑圆弧支架竖直放置，圆心角，支架的底部= 1.5 = 60CD 水平，离地面足够高，圆心 O 在 C 点的正上方，右侧边缘 P 点固定一个光滑小轮滑轮大小不计 ，可视为质点的小球 A、B 系在长为 LR 的跨过小轮的轻绳两端，()= 3两球的质量分别为 m、m。将 A 球从紧靠小轮 P 处由静止释放，= 0.3= 0.1不计空气阻力，取 CD 面为零势能面，g 取。10/2求释放前系统的重力势能 E ；(1)求 A 球运动到 C 点时的速度大小 v ；(2)若 A 球运动到 C 点时轻绳突然断裂，从此时开始，需经过多长(3)时间 t 两球重力的功率大小相等。 计算结果可用根式表示()5.如图，半径为 R 的光滑半圆形轨道 ABC 在竖直平面内，与水平轨道 CD 相切于 C 点，D 端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端 Q 到 C 点的距离为质量为 m 可视为质点的滑块从轨道上的 P 点由静止滑下，刚好能运动到2.Q 点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点 A。已知，求： = 60滑块第一次滑至圆形轨道最低点 C 时对轨道压力；(1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数 ；(2)弹簧被锁定时具有的弹性势能。(3)高一下学期物理期末专项复习训练（六）高一下学期物理期末专项复习训练（六）计算题专项训练（计算题专项训练（2）计算题（本大题共 5 小题，共 60 分）1.如图所示，倾角 =37斜面固定在水平面上，一质量 m=2kg 的物块在大小为 20N、方向沿斜面向上的拉力 F 作用下，由静止沿斜面向上运动运动 x=10m 时，速度达到v=6m/s已知 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求此过程中：新课标新课标 新教材新教材 新高考新高考计算题专项训练 第 4 页 （1）F 对物块做的功 W；（2）物块重力势能的增量 Ep；（3）物块克服重力做功的最大瞬时功率 P2.“嫦娥一号”卫星在距月球表面高度为 h 处做匀速圆周运动的周期为 T，已知月球半径为 R，引力常量为球的体积公式，其中 R 为球的半径 求：( =433)月球的质量 M；(1)月球的密度 ；(2)月球表面的重力加速度 g(3)3.如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝 K 发出 初速度可忽略不计 ，经灯丝与()A 板间的电压加速，从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出，然后进入两块平行金属板1M、N 形成的偏转电场中 偏转电场可视为匀强电场 ，电子进入 M、N 间电场时的速度()与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的 P 点。 已知 M、N 两板间的电压为，两板间的距离为 d，板长为 L，电子的质量为 m，电荷量为 e，不计电子受到的重2力及它们之间的相互作用力。求电子穿过 A 板时速度的大小；(1)求电子从偏转电场射出时的侧移量 y；(2)若要使电子打在荧光屏上 P 点的上方，可采取哪些措施？(3)4.如图所示，圆弧半径为 R、内径很小的半圆管竖直放置在光滑水平地面上，一个质量为 m 的小球将弹簧压缩至 A 点后由静止释放 小球与弹簧不拴接 ，在弹力作用下物体()获得某一向右的速度后脱离弹簧进入管内 小球直径略小于半圆管横截面直径 ，依次()通过半圆管最低点 B 和最高点 C，已知弹簧压缩至 A 点时弹性势能，小球= 3通过最高点 C 时，对外管壁的压力为不计空气阻力 ，试求：12()小球经过 B 点进入圆管的瞬间对轨道的压力；(1)小球从 B 点运动至 C 点的过程中克服管壁摩擦力所做的功。(2)5.在某电视台举办的冲关游戏中，AB 是处干竖直平面内的光滑圆弧轨道。半径，BC 是长度为的水平传送带，CD 是长度为水平粗糙轨道， = 1.61= 32= 3.6ABCD 轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从 A 处由静止下滑。参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量，滑板质量可忽略，己知滑板与传送带、水平轨道的 = 60动摩擦因数分别为，g 取求：1= 0.42= 0.510/2.参赛者运动到圆弧轨道 B 处对轨道的压力；(1)新课标新课标 新教材新教材 新高考新高考计算题专项训练 第 6 页 若参赛者恰好能运动至 D 点，求传送带运转速率及方向；(2)在第问中，传送带由于传送参赛着多消耗的电能。(3)(2)高一下学期物理期末专项复习训练（五）高一下学期物理期末专项复习训练（五）计算题专项训练（计算题专项训练（1）计算题（本大题共 5 小题，共 60 分）1.人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为 h 处下落，经时间 t 落到月球表面。已知引力常量为 G，月球的半径为 R。求月球表面的自由落体加速度大小 g；(1)若不考虑月球自转的影响，求月球的质量 M；(2)求月球的“第一宇宙速度”大小 v。(3)【答案】解：月球表面附近的物体做自由落体运动 (1) =122月球表面的自由落体加速度大小 =22若不考虑月球自转的影响 (2)2= 月球的质量 =222质量为的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动(3) = 2月球的“第一宇宙速度”大小 = =2答：求月球表面的自由落体加速度大小为 ；(1)22月球的质量为；(2)222月球的“第一宇宙速度”大小为。(3)2【解析】根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度； (1)根据月球表面重力和万有引力相等，利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月(2)球的质量 M； 飞行器近月飞行时，飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力，从而求出“第一(3)宇宙速度”大小。结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度，根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度 v。2.动画片熊出没中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上 如图甲 ，聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从()而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为 O，离地高度为 2L，两熊可视为质点且总质量为 m，绳长为 且保持不变，绳子能承受的最大张力为 3mg，不计一切阻力，重2新课标新课标 新教材新教材 新高考新高考计算题专项训练 第 2 页 力加速度为 g，求：设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂，则他们的落地点离 O 点的水(1)平距离为多少；改变绳长，且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂，则绳长为多长时，他们的落(2)地点离 O 点的水平距离最大，最大为多少；若绳长改为 L，两熊在水平面内做圆锥摆运动，如图丙，且两熊做圆锥摆运动时绳(3)子刚好断裂，则他们落地点离 O 点的水平距离为多少。【答案】在最低点(1)3 = 212绳子断后，两熊做平抛运动，则32 =1221两熊落地点离 O 点的水平距离1= 11联立可得1=3设绳长为 d 则在最低点(2)3 = 22绳子断后，两熊做平抛运动，则2 =1222两熊落地点离 O 点的水平距离 2= 22即2= 2 (2)则当时，两熊落地点离 O 点水平距离最远，此时最大值 = 2= 2两熊做圆锥摆运动时，设绳子与竖直方向的夹角为 时，绳子被拉断。(3)竖直方向3 = 水平方向3 = 23此时两熊离地面的高度为 = 2此后两熊做平抛运动 =1223水平位移3= 33由几何关系：落地点到 O 点的水平距离 =()2+ 23联立可求得 =2 223【解析】绳子断后，两熊做平抛运动，根据平抛运动规律求出他们的落地点离 O 点(1)的水平距离；根据平抛运动规律和向心力公式求出绳长为多长时，他们的落地点离 O 点的水平距(2)离最大；根据平抛运动规律求解平抛距离(3)3.如图所示，xOy 平面第一象限内存在平行于 y 轴竖直向下的匀强电场，第四象限内存在平行于 x 轴的匀强电场，两电场的电场线在图中均未画出。质量为 m、电荷量为 q、带正电的小球从 y 轴上的 A 点以速度沿 x 轴正方向射入第一象限的电场，从 x 轴上0的 B 点进入第四象限的电场后做直线运动。已知 A 点的坐标，B 点的坐标，(0,)(2,0)重力加速度为 g。求：第一象限内电场的场强大小；(1)小球到达 B 点时的速度大小；(2)第四象限内电场的场强。(3)【答案】解：到 B 的过程中，小球做类平抛运动，(1)水平方向上匀速，则有：2 = 0解得：； =20竖直方向匀加速，则有： =122所以加速度为：； =202因为加速度为：， = + 所以第一象限内的电场强度为：； =202令到达 B 点的竖直速度为，A 到 B 在竖直方向有：，(2) =0 + 2所以到达 B 点的竖直方向的速度为：，= 0则小球到达 B 点时的速度大小为：；=20+ 20=20小球从 x 轴上的 B 点进入第四象限的电场后做直线运动，(3)所以小球在第四象限受到的合力与速度共线，因为 B 点的速度方向斜向右下方和 x 轴正半轴成角，45故小球所受电场力向右且大小为：， = = 所以第四象限内电场的场强为：； =答：第一象限内电场的场强大小为；(1)202小球到达 B 点时的速度大小为；(2)20第四象限内电场的场强为。(3)【解析】小球在第一象限做类平抛运动，根据水平方向和竖直方向的位移列方程解(1)答；求出在 B 点竖直方向的速度，再进行速度的合成求出 B 点的速度；(2)小球在第四象限做直线运动，合力与速度方向共线，结合力的合成求出电场力；(3)新课标新课标 新教材新教材 新高考新高考计算题专项训练 第 4 页 该题的关键是对小球进行受力分析，知道小球做直线运动的条件是合力与速度方向共线；4.如图所示，半径为 R的光滑圆弧支架竖直放置，圆心角，支架的底部= 1.5 = 60CD 水平，离地面足够高，圆心 O 在 C 点的正上方，右侧边缘 P 点固定一个光滑小轮滑轮大小不计 ，可视为质点的小球 A、B 系在长为 LR 的跨过小轮的轻绳两端，()= 3两球的质量分别为 m、m。将 A 球从紧靠小轮 P 处由静止释放，= 0.3= 0.1不计空气阻力，取 CD 面为零势能面，g 取。10/2求释放前系统的重力势能 E ；(1)求 A 球运动到 C 点时的速度大小 v ；(2)若 A 球运动到 C 点时轻绳突然断裂，从此时开始，需经过多长(3)时间 t 两球重力的功率大小相等。 计算结果可用根式表示()【答案】解：取 CD 面为零势能面，(1)= 2.5所以，= + 解得 ；= 1.5由题意可知，A、B 组成的系统机械能守恒，有(2) 122+122= 根据运动的合成与分解有= 30 =32联立解得；轻绳断裂后，A 球做平抛运动，B 球做竖直上抛运动，B 球上抛初速度(3)设经过时间 t 两球重力的功率大小相等，则 = = = 联立解得。 =340【解析】本题考查了功能关系，根据重力做功判断重力势能的变化，根据机械能守恒，结合几何知识进行分析。根据重力势能的表达式求出 AB 两球重力势能；(1)根据几何关系求出到达 C 点时 AB 两球的速度关系，再根据系统机械能守恒列式求(2)解即可；轻绳断裂后，A 球平抛，B 球竖直上抛，设经过时间 t 两球重力功率大小相等，根(3)据功率公式列式求解。5.如图，半径为 R 的光滑半圆形轨道 ABC 在竖直平面内，与水平轨道 CD 相切于 C 点，D 端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端 Q 到 C 点的距离为质量为 m 可视为质点的滑块从轨道上的 P 点由静止滑下，刚好能运动到2.Q 点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点 A。已知，求： = 60滑块第一次滑至圆形轨道最低点 C 时对轨道压力；(1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数 ；(2)弹簧被锁定时具有的弹性势能。(3)【答案】解：设滑块第一次滑至 C 点时的速度为，圆轨道 C 点对滑块的支持力为(1)P 到 C 过程由动能定理得：(160)=122滑块第一次滑至圆形轨道最低点 C 时： = 2解得： 方向竖直向上 = 2由牛顿第三定律得：滑块对轨道 C 点的压力大小，方向竖直向下 = 2对滑块从 P 经过 C 到 Q 的过程由动能定理得： 解得：(2)(160)2 = 0 = 0.25点：根据牛顿第二定律得： (3) = 2=设弹簧被锁定时具有的弹性势能为滑块从 Q 经 C 到 A 的过程由能量守恒得：=122+ 2 + 2 解得：= 3【解析】本题综合运用了动能定理和能量守恒定律，解决本题的关键灵活选取研究的过程，选用适当的规律进行求解。新课标新课标 新教材新教材 新高考新高考计算题专项训练 第 6 页 高一下学期物理期末专项复习训练（六）高一下学期物理期末专项复习训练（六）计算题专项训练（计算题专项训练（2）计算题（本大题共 5 小题，共 60 分）1.如图所示，倾角 =37斜面固定在水平面上，一质量 m=2kg 的物块在大小为 20N、方向沿斜面向上的拉力 F 作用下，由静止沿斜面向上运动运动 x=10m 时，速度达到v=6m/s已知 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求此过程中：（1）F 对物块做的功 W；（2）物块重力势能的增量 Ep；（3）物块克服重力做功的最大瞬时功率 P【解析】（1）力 F 所做的功：J 2001020 FxW（2）物块重力势能增量： psin3720 10 0.6120JEmgx （3）物块克服重力做功的最大瞬时功率： cos(18053 )72WPmgv 2.“嫦娥一号”卫星在距月球表面高度为 h 处做匀速圆周运动的周期为 T，已知月球半径为 R，引力常量为球的体积公式，其中 R 为球的半径 求：( =433)月球的质量 M；(1)月球的密度 ；(2)月球表面的重力加速度 g(3)【解析】根据万有引力提供向心力得，(1)( + )2= ( + )422解得月球的质量 =42( + )32月球的密度(2) =42( + )32433=3( + )323月球表面万有引力等于重力，根据，(3)2= 又 =42( + )32解得 =42( + )3223.如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝 K 发出 初速度可忽略不计 ，经灯丝与()A 板间的电压加速，从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出，然后进入两块平行金属板1M、N 形成的偏转电场中 偏转电场可视为匀强电场 ，电子进入 M、N 间电场时的速度()与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的 P 点。 已知 M、N 两板间的电压为，两板间的距离为 d，板长为 L，电子的质量为 m，电荷量为 e，不计电子受到的重2力及它们之间的相互作用力。求电子穿过 A 板时速度的大小；(1)求电子从偏转电场射出时的侧移量 y；(2)若要使电子打在荧光屏上 P 点的上方，可采取哪些措施？(3)【解析】解：设电子经电压加速后的速度为，由动能定理(1)10 解得： 1=122000=21电子以速度进入偏转电场后，做类平抛运动。设电子离开偏转电场时的侧移量为(2)0y沿初速方向匀速直线运动，有 = 0垂直初速方向，有 又电场力 =122 = = 2根据，得加速度为：解得： = =2 =2241要使电子打在 P 点上方，需增大侧移量，由解得知，可以减小加速电压(3) =2241或增大偏转电压 12.答：电子穿过 A 板时速度的大小为 侧移量为 可以减小加速电压(1)21.(2)2241.(3)或增大偏转电压。124.如图所示，圆弧半径为 R、内径很小的半圆管竖直放置在光滑水平地面上，一个质量为 m 的小球将弹簧压缩至 A 点后由静止释放 小球与弹簧不拴接 ，在弹力作用下物体()获得某一向右的速度后脱离弹簧进入管内 小球直径略小于半圆管横截面直径 ，依次()通过半圆管最低点 B 和最高点 C，已知弹簧压缩至 A 点时弹性势能，小球= 3通过最高点 C 时，对外管壁的压力为不计空气阻力 ，试求：12()小球经过 B 点进入圆管的瞬间对轨道的压力；(1)小球从 B 点运动至 C 点的过程中克服管壁摩擦力所做的功。(2)【解析】解：从 A 到 B 过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，选地面为参考(1)平面，则有解得：=122=6新课标新课标 新教材新教材 新高考新高考计算题专项训练 第 8 页 在 B 点有，解得： = 2= 7根据牛顿第三定律可得经过 B 点进入圆管的瞬间对轨道的压力为 7mg由题意，在最高点 C 处小球对外侧管壁产生压力，则(2) +12 = 2解得：=32对小球从 B 到 C，由动能定理可得解得：=14【总结】本题主要考查动能定理和机械能守恒定律的应用。注意小球经过 B 点进入圆管的瞬间，轨道对 B 的支持力和小球重力的合力提供向心(1)力；从 B 点运动至 C 点，列动能定理即可解答。(2)5.在某电视台举办的冲关游戏中，AB 是处干竖直平面内的光滑圆弧轨道。半径，BC 是长度为的水平传送带，CD 是长度为水平粗糙轨道， = 1.61= 32= 3.6ABCD 轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从 A 处由静止下滑。参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量，滑板质量可忽略，己知滑板与传送带、水平轨道的 = 60动摩擦因数分别为，g 取求：1= 0.42= 0.510/2.参赛者运动到圆弧轨道 B 处对轨道的压力；(1)若参赛者恰好能运动至 D 点，求传送带运转速率及方向；(2)在第问中，传送带由于传送参赛着多消耗的电能。(3)(2)【答案】解：参赛者从 A 到 B 的过程，由机械能守恒定律得：(1)(160) =122代入数据得：= 4/在 B 点，对参赛者，由牛顿第二定律得： = 2代入数据得： = 1200由牛顿第三定律知参赛者运动到圆弧轨道 B 处对轨道的压力为： = = 1200参赛者由 C 到 D 的过程，由动能定理得：(2)22= 0122解得：= 6/ = 4/所以传送带运转方向为顺时针。假设参赛者在传送带一直加速，设到达 C 点的速度为 v，由动能定理得：11=122122解得： = 2 10/ = 6/所以传送带速度等于。= 6/参赛者在传送带上匀加速运动的时间为：(3) =640.4 10= 0.5此过程中参赛者与传送带间的相对位移大小为： = + 2 =2 =642 0.5 = 0.5传送带由于传送参赛着多消耗的电能为： = 1 + (122122)代入数据解得： = 720答：参赛者运动到圆弧轨道 B 处对轨道的压力是 1200N；(1)若参赛者恰好能运动至 D 点，传送带运转速率是，方向为顺时针；(2)6/在第问中，传送带由于传送参赛着多消耗的电能是 720J。(3)(2)【解析】参赛者从 A 到 B 的过程，由机械能守恒定律求出它到达 B 点的速度。在(1)B 点，由合力提供向心力，由牛顿第二定律求出轨道对参赛者的支持力，从而得到压力。研究 CD 段，由动能定理求出参赛者经过 C 点的速度，根据 B 点和 C 点的速度关(2)系分析传送带的运转方向，并求运转速率。由牛顿第二定律和运动学公式结合求参赛者与传送带间的相对位移，由能量守恒定(3)律求出多消耗的电能。分析清楚参赛者的运动情况，把握隐含的临界条件，要知道摩擦产生的热量与相对路程有关。