高三物理二轮复习计算题天天练(五)1

计算题天天练(五)
1.(2015杭州二中仿真模拟)如图(甲)所示,在水平地面上放置一个质量为m=4 kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力F作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图(乙)所示.已知物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10 m/s
2.求:
(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?
(2)距出发点多远时物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?
2.(2015成都三诊)如图所示,虚线左侧空间有一方向水平向右的匀强电场,场强E=5×108
N/C.足够长的光滑水平导轨MN的一部分处于匀强电场中,右端N与水平传送带平滑连接,导轨上放有质量m=1.0 kg、电荷量q=1×10—8 C、可视为质点的带正电滑块A,传送带长L=2.0 m.第一次实验时,使皮带轮沿逆时针方向转动,带动传送带以速率v=
3.0 m/s匀速运动,由静止释放A.A在电场力作用下向右运动,以速度v A= m/s滑上传送
带,并从传送带右端P点水平飞出落至地面上的Q点,已知A与传送带之间的动摩擦因数μ
=0.20,重力加速度g取
10 m/s2.求:
(1)A到达传送带右端P点时的速度大小.
(2)第二次实验时,使皮带轮沿顺时针方向转动,带动传送带以速率v=3.0 m/s匀速运动,调整A由静止释放的位置,使A仍从P点水平飞出落至Q点.求A的初始位置距虚线的距离的范围.
3.(2015绍兴高考模拟)如图所示,Ⅰ区存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B1=0.4 T.电场的方向竖直向下,电场强度E1=2.0×105 V/m,两平板间距d1=20 cm;Ⅱ,Ⅲ区是对称的1/4圆弧为界面的匀强磁场区域,磁场垂直纸面方向,对应磁感应强度分别为B2,B3;Ⅳ区为有界匀强电场区域,电场方向水平向右,电场强度E2=5×105 V/m,右边界处放一足够大的接收屏MN,屏MN与电场左边界的距离d2=10 cm.一束带电荷量
q=8.0×10-19C、质量m=8.0×10-26 kg的正离子从Ⅰ区左侧以相同大小的速度v0(未知)沿平行板的方向射入Ⅰ区,恰好能做直线运动,穿出平行板后进入Ⅱ或Ⅲ区的磁场区域,且所有粒子都能从同点O射出,进入Ⅳ区后打在接收屏MN上.(不计重力),求:
(1)正离子进入Ⅰ区时的速度大小v0;
(2)Ⅱ,Ⅲ区的磁感应强度B2,B3的大小与方向;
(3)正离子打在接收屏上的径迹的长度.
计算题天天练(五)
1.解析:(1)由牛顿第二定律得F-μmg=ma
当推力F=100 N时,物体所受的合力最大,加速度最大,代入数据得
a=-μg=20 m/s2.
(2)由图象求出,推力F随位移x变化的数值关系为
F=100-25x
速度最大时,物体加速度为零,则
F=μmg=0.5×4×10 N=20 N,
代入数据解得x=3.2 m.
(3)根据F=100-25x,由图象可知,推力对物体做的功等于图线与x轴围成的面积,推力对物体做功
W=Fx0=200 J.
根据动能定理得W-μmgx m=0
代入数据解得x m=10 m.
答案:(1)20 m/s2(2)3.2 m (3)10 m
2.解析:(1)A在传送带上做匀减速运动,设加速度大小为a,
则:μmg=ma
代入数据解得:a=2 m/s2,
由运动学公式:-=-2aL,
代入数据解得:v P=3 m/s.
(2)要从P点飞出后仍落至地面上的Q点,A在P点的速率必为3 m/s,
当皮带顺时针转动时,若v A= m/s,则A在传送带上一直做匀减速运动,到达P点时速度恰好为3 m/s,从P点飞出仍落至地面上的Q点,
若v A< m/s,则A在传送带上可能先做匀减速运动,达到3 m/s,后和传送带一起做匀速运
动,也可能先加速运动,达到3 m/s后和传送带一起匀速运动,其中的临界情况是A在传送带上一直匀加速运动,到达P点时速度刚好为3 m/s,
设这种情况下A刚好滑上传送带时的速度为v0,
由运动学公式,有:-=2aL,
代入数据解得:v0=1 m/s.
因此,A刚好滑上传送带时的速度需满足:1 m/s≤v A≤ m/s
设A的初始位置与虚线间的距离为x,
由动能定理有:qEx=m-0.
代入数据解得:0.1 m≤x≤1.7 m.
答案:(1)3 m/s (2)0.1 m≤x≤1.7 m
3.解析:(1)根据题意,qv0B1=qE1,解得
v0=5×105 m/s;
(2)只有正离子在Ⅱ或Ⅲ区里做匀速圆周运动半径等于区域磁场半径,才能使所有粒子会聚于O点,所以B2=B3,B2方向垂直纸面向外,B3方向垂直纸面向内
即R===0.1 m
B2=0.5 T;
(3)正离子从O点射出进入Ⅳ区的电场,其中速度垂直OO′的正离子会在电场中做类平抛运动,而打到屏上最远点M,设最远点M离开O′点的距离为l
qE2=ma
d2=a
l=v0t m
解得屏上的径迹总长L=2l=0.2 m=20 cm.
答案:(1)5×105 m/s (2)B2=B3=0.5 T B2方向垂直纸面向外,B3方向垂直纸面向内(3)20 cm。