高考物理二轮总复习课后习题题型专项练 计算题专项练(五) (6).docVIP

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计算题专项练(五)

(满分:46分时间:45分钟)

15.(7分)有一颗类地行星,它的地表有辽阔的湖面,不过湖里不是液态的水,而是液态二氧化碳。假设该液态二氧化碳的密度为1.2×103kg/m3,湖面下方2.0m处的压强为5.0×106Pa,下方5.0m处的压强为7.7×106Pa。

(1)求该行星表面的重力加速度g的大小。

(2)假设在该行星表面有一个开口向下、竖直静止放置的导热良好的均匀汽缸,汽缸深为40.0cm。其中活塞横截面积为2.5cm2,活塞质量可忽略不计。当活塞下面悬挂一个质量为400.0g的重物时,活塞恰好位于汽缸口处;取下重物,将汽缸缓慢旋转到竖直开口向上,然后把相同的重物放在活塞上,待稳定后,活塞到汽缸口的距离是多少?(假设行星表面处的气温不变,结果保留三位有效数字)

16.(9分)某乐园表演烟花秀,很多烟花炸开后,形成漂亮的礼花,一边扩大,一边下落。假设某种型号的礼花弹在地面上从专用炮筒中沿竖直方向射出,到达最高点时炸开。已知礼花弹从炮筒射出的速度为v0,假设整个过程中礼花弹、弹片所受的空气阻力大小与重力的比值始终为k(k1),忽略炮筒的高度,重力加速度为g。

(1)求礼花弹射出后,上升的最大高度h。

(2)礼花弹炸开后的这些弹片中,最小加速度为多少?

(3)礼花弹在最高点炸开后,其中有一弹片速度大小恰好也为v0,方向竖直向上,求此弹片炸开后在空中的运动时间。

17.(14分)圆形匀强磁场中,当带电粒子做匀速圆周运动的半径等于圆形磁场的半径时,粒子在磁场边界上的某点沿任意方向进入磁场,都将以相同的速度射出磁场,此种现象称为“磁发散”。在某平面坐标空间中,如图所示,第一象限中布满匀强电场,其方向与y轴正方向成60°角,大小为E1,第二象限中布满电场强度大小为E2的匀强电场,另有一个半径为r的圆形匀强磁场,且在磁场边界P处有一粒子源可以射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,现该粒子源在该点切线同侧的180°角内向磁场同时沿不同方向射入速度大小都为v的粒子,不考虑粒子间的相互作用,这些粒子进入磁场后都做匀速圆周运动,且均能在y轴正半轴进入第一象限,进入第一象限后都做类平抛运动,已知重力加速度为g,且E1=mg2q

(1)匀强电场E2和匀强磁场B的大小;

(2)P位置的坐标。

18.(16分)(山东泰安预测)如图甲所示,水平地面上左侧有一固定的圆弧斜槽,斜槽左端是四分之一光滑圆弧AB,圆弧半径为R=7.5m,右端是粗糙的水平面BC,紧挨着斜槽右侧有一足够长的小车P,小车质量为m0=1kg,小车左端和斜槽末端C平滑过渡但不粘连,在C点静止放置一滑块N(可视为质点),滑块质量为m1=2kg。最右边有一固定的竖直墙壁,小车右端距离墙壁足够远。已知斜槽BC段长度为L=1.2m,由特殊材料制成,从B点到C点其与小球间的动摩擦因数μ0随到B点的距离增大而均匀减小到0,变化规律如图乙所示。滑块N与小车的水平上表面间的动摩擦因数为μ=0.1,水平地面光滑,现将一质量为m2=2kg的小球M(可视为质点)从斜槽顶端A点由静止释放,经过ABC后与静止在斜槽末端的滑块N发生弹性碰撞,碰撞时间极短,碰撞后滑块滑上小车,小车与墙壁相碰时碰撞时间极短,每次碰撞后小车速度方向改变,速度大小减小为碰撞前的一半,重力加速度g取10m/s2,求:

甲

乙

(1)小球运动到C点(还未与滑块碰撞)时的速度大小;

(2)小车与墙壁第1次碰撞后到与墙壁第2次碰撞前瞬间的过程中,滑块与小车间由于摩擦产生的热量;

(3)小车与墙壁第1次碰撞后到与墙壁第5次碰撞前瞬间的过程中,小车运动的路程。

答案：

15.答案(1)750m/s2

(2)21.8cm

解析(1)湖面下方2.0m的压强为

p1=p0+ρgh1

下方5.0m处的压强为

p2=p0+ρgh2

代入数据解得

g=750m/s2,p0=3.2×106Pa。

(2)汽缸开口向下时,有

p1=p0-mgS=

V1=h1S

汽缸开口向下时,有

p2=p0+mgS=

V2=h2S

根据玻意耳定律可得

p1V1=p2V2

解得h2=18.2cm,则活塞到汽缸口的距离为(40-18.2)cm=21.8cm。

16.答案(1)v

(2)(1-k)g

(3)v

解析(1)设礼花弹的质量为m1,上升过程中,由牛顿第二定律可得m1g+km1g=m1a1

解得a1=(1+k)g

由运动学公式可得0-v02=2(-a

解得h=v0

(2)由题意可知,炸开后,竖直下落的弹片加速度最小,设该弹片质量为m2,由牛顿第二定律可得m2g-km2g=m2a2

解得a2=(1-k)g。

(3)由(1)的分析可知,速度大小为v0的弹片上升过程的最大