2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 題型三 計(jì)算題 計(jì)算題專項(xiàng)訓(xùn)練.doc

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計(jì)算題專項(xiàng)訓(xùn)練(時(shí)間:80分鐘滿分:100分)1.(14分)如圖甲所示,水平傳送帶AB逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為m0=1.0 kg的小物塊以某一初速度由傳送帶左端滑上,通過速度傳感器記錄下物塊速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示(圖中取向左為正方向,以物塊滑上傳送帶時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn))。已知傳送帶的速度保持不變,g取10 m/s2。求:(1)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)物塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;(3)整個(gè)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。2.(14分)(2016全國卷)如圖所示,兩固定的絕緣斜面傾角均為,上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,重力加速度大小為g。已知金屬棒ab勻速下滑。求:(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小;(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大小。3.(14分)已知地球的自轉(zhuǎn)周期和半徑分別為T和R,地球同步衛(wèi)星A的圓軌道半徑為h。衛(wèi)星B沿半徑為r(rR的區(qū)域存在沿-y方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E。在M點(diǎn)有一粒子源,輻射的粒子以相同的速率v,沿不同方向射入第一象限。發(fā)現(xiàn)沿+x方向射入磁場的粒子穿出磁場進(jìn)入電場,速度減小到0后又返回磁場。已知粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+q,粒子重力不計(jì)。(1)求圓形磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;(2)求沿+x方向射入磁場的粒子,從進(jìn)入磁場到再次穿出磁場所走過的路程;(3)沿與+x方向成60角的方向射入的粒子,最終將從磁場邊緣的N點(diǎn)(圖中未畫出)穿出,不再進(jìn)入磁場,求N點(diǎn)的坐標(biāo)和粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的總時(shí)間。答案：1.答案 (1)0.2(2)4.5 s(3)18 J解析 (1)由題中v-t圖象可得,物塊做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度a=vt=4.02 m/s2=2.0 m/s2由牛頓第二定律得Ff=m0a得到物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=m0am0g=2.010=0.2。(2)由題中v-t圖象可知,物塊初速度大小v=4 m/s、傳送帶速度大小v=2 m/s,物塊在傳送帶上滑動(dòng)t1=3 s后,與傳送帶相對(duì)靜止。前2 s內(nèi)物塊的位移大小x1=v2t1=4 m,向右后1 s內(nèi)的位移大小x2=v2t1=1 m,向左3 s內(nèi)位移x=x1-x2=3 m,向右物塊再向左運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=xv=1.5 s物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=t1+t2=4.5 s。(3)物塊在傳送帶上滑動(dòng)的3 s內(nèi),傳送帶的位移x=vt1=6 m,向左;物塊的位移x=x1-x2=3 m,向右相對(duì)位移為x=x+x=9 m所以轉(zhuǎn)化的熱能EQ=Ffx=18 J。2.答案 (1)mg(sin -3cos )(2)(sin -3cos )mgRB2L2解析 (1)設(shè)導(dǎo)線的拉力的大小為FT,右斜面對(duì)ab棒的支持力的大小為FN1,作用在ab棒上的安培力的大小為F,左斜面對(duì)cd棒的支持力大小為FN2。對(duì)于ab棒,由力的平衡條件得2mgsin =FN1+FT+FFN1=2mgcos 對(duì)于cd棒,同理有mgsin +FN2=FTFN2=mgcos 聯(lián)立式得F=mg(sin -3cos )。(2)由安培力公式得F=BIL這里I是回路abdca中的感應(yīng)電流。ab棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv式中,v是ab棒下滑速度的大小。由歐姆定律得I=ER聯(lián)立式得v=(sin -3cos )mgRB2L2。3.答案 (1)rh32T(2)r32(h32-r32)arcsinRh+arcsinRrT解析 (1)設(shè)衛(wèi)星B繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T,根據(jù)萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有GMmh2=m2T2hGMmr2=m2T2r式中,G為引力常量,M為地球質(zhì)量,m、m分別為衛(wèi)星A、B的質(zhì)量。由式得T=rh32T(2)設(shè)衛(wèi)星A和B連續(xù)地不能直接通信的最長時(shí)間間隔為;在此時(shí)間間隔內(nèi),衛(wèi)星A和B繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的角度分別為和,則=T2=T2若不考慮衛(wèi)星A的公轉(zhuǎn),兩衛(wèi)星不能直接通信時(shí),衛(wèi)星B的位置應(yīng)在圖中B點(diǎn)和B點(diǎn)之間,圖中內(nèi)圓表示地球的赤道。由幾何關(guān)系得BOB=2arcsinRh+arcsinRr由式知,當(dāng)rh時(shí),衛(wèi)星B比衛(wèi)星A轉(zhuǎn)得快,考慮衛(wèi)星A的公轉(zhuǎn)后應(yīng)有-=BOB由式得=r32(h32-r32)arcsinRh+arcsinRrT。4.答案 (1)2 m/s2(2)8.4106 W解析 (1)飛機(jī)滑跑過程中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),有v2=2ax代入數(shù)據(jù)解得a=2 m/s2。(2)設(shè)飛機(jī)滑跑受到的阻力為F阻,依題意有F阻=0.1mg設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為F,根據(jù)牛頓第二定律有F-F阻=ma設(shè)飛機(jī)滑跑過程中的平均速度為v,有v=v2在滑跑階段,牽引力的平均功率P=Fv聯(lián)立式得P=8.4106 W。5.答案 (1)v0=2.0105 m/s(2)9.375102 N/CE1.25103 N/C解析 (1)穿過孔O的離子在金屬板間需滿足qv0B=Eq代入數(shù)據(jù)得 v0=2.0105 m/s。(2)穿過孔O的離子在金屬板間仍需滿足qvB=Eq離子穿過孔O后在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有qvB=mv2r由以上兩式得E=qB2rm從bc邊射出的離子,軌跡半徑最大時(shí),其臨界軌跡如圖線,對(duì)應(yīng)的電場強(qiáng)度最大,由幾何關(guān)系可得r1=l=0.1 m由此可得E1=1.25103 N/C從bc邊射出的離子,軌跡半徑最小時(shí),其臨界軌跡如圖線,對(duì)應(yīng)的電場強(qiáng)度最小,由幾何關(guān)系可得2r2+l2=l0所以r2=0.075 m由此可得E2=9.375102 N/C所以滿足條件的電場強(qiáng)度的范圍為9.375102 N/CE1.25103 N/C。6.答案 (1)74mgsin (2)78mv2解析 (1)設(shè)O點(diǎn)和P點(diǎn)到MN的間距均為x,從O到MN過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有mgxsin =12mv2-0從MN到P的過程中棒做勻減速運(yùn)動(dòng),安培力的大小不變,據(jù)動(dòng)能定理有mgxsin -Fx=12m(0.5v)2-12mv2得F=74mgsin 。(2)方法一:棒從MN到P過程中根據(jù)能量守恒有Q=mgxsin +12mv2-12m(0.5v)2得Q=78mv2。方法二:棒從MN到P過程中克服安培力做功即電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=Fx得Q=78mv2。7.答案 (1)mvqR(2)R+mv2qE(3)N點(diǎn)坐標(biāo)為(2R,0)(+1)Rv+2mvEq解析 (1)沿+x方向射入磁場的粒子進(jìn)入電場后,速度減小到0,粒子一定是從如圖的P點(diǎn)射出磁場,逆電場線運(yùn)動(dòng),所以粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=R根據(jù)Bqv=mv2r得B=mvqR。(2)粒子返回磁場后,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從N點(diǎn)射出磁場,MN為直徑,在磁場中的路程為12圓周長,l1=R設(shè)在電場中路程為l2, 根據(jù)動(dòng)能定理Eql22=12mv2l2=mv2Eq總路程l=R+mv2Eq。(3)沿與+x方向成60角的方向射入的粒子,從C點(diǎn)豎直射出、射入磁場,從D點(diǎn)射入、射出電場,最后從N點(diǎn)(MN為直徑)射出磁場。所以N點(diǎn)坐標(biāo)為(2R,0)在磁場中,MC段圓弧對(duì)應(yīng)圓心角=30,CN段圓弧對(duì)應(yīng)圓心角=150,所以在磁場中的時(shí)間為半個(gè)周期t1=T2=Rv粒子在CD段做勻速直線運(yùn)動(dòng),CD=R2t2=Rv粒子在電場中做勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=Eqmt3=2va=2mvEq總時(shí)間t=(+1)Rv+2mvEq。