高三物理二轮复习计算题标准练(七) Word版含答案

计算题标准练(七)

满分32分,实战模拟,20分钟拿到高考计算题高分!

1.(12分)小明家住在高楼的第23层,每次他都乘小区高楼的观光电梯上下楼,如图甲所示。在学了有关超重失重的知识后,他想用力传感器来测量电梯的加速度大小。一次实验中,小明进入电梯后,在力传感器下方悬挂一个重物,电梯从第23层由静止开始启动,经过各个阶段的运行最后停在第1层。整个过程中,传感器记录了弹力随时间变化情况,如图乙所示,重力加速度g取9.8m/s2。请你帮小明完成下列计算：

(1)电梯启动和制动的加速度大小。

(2)图乙中横坐标t0的数值和该高楼每层的平均高度。(结果保留两位有效数字)

【解析】(1)根据F0=mg可得,

重物质量m=F0

g =4.9

9.8

kg=0.5 kg,

电梯启动时,向下做匀加速直线运动,对重物, 有：mg-F1=ma1,

代入数据解得a1=0.8m/s2;

电梯制动时,电梯向下做匀减速直线运动, 有：F2-mg=ma2,

代入数据解得a2=0.6m/s2。

(2)匀速运动的速度大小为：v=a1t1=0.8×3m/s=2.4 m/s, 向下匀减速运动时间为：

t3=v

a2=2.4

0.6

s=4 s,

时间坐标t0=40s-4 s=36 s,t1=11s-8 s=3 s, t2=36s-11 s=25 s

向下匀加速的位移为：

x1=1

2a1t12=1

2

×0.8×9m=3.6 m;

匀速运动的位移：x2=vt2=2.4×25m=60m; 向下匀减速的位移为：

x3=v

2t3=2.4

2

×4m=4.8 m;

总位移x=x1+x2+x3=68.4m

平均每层楼高h=x

23−1

m=3.1 m

答案：(1)0.8m/s20.6m/s2(2)36s 3.1m

2.(20分)如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向里。P点的坐

标为(-2L,0),Q1、Q2两点的坐标分别为(0,L),(0,-L)。坐标为(-1

3

L,0)

处的C点固定一平行于y轴放置的长为2

3

L的绝缘弹性挡板,C为挡板中点,带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后,沿y方向分速度不变,沿x 方向分速度反向,大小不变。带负电的粒子质量为m,电量为q,不计粒子所受重力。若粒子在P点沿PQ1方向进入磁场,经磁场运动后,求：

(1)从Q 1直接到达Q 2处的粒子初速度大小。

(2)从Q 1直接到达O 点,粒子第一次经过x 轴的交点坐标。 (3)只与挡板碰撞两次并能回到P 点的粒子初速度大小。

【解析】(1)由题意画出粒子运动轨迹如图甲所示,设PQ 1与x 轴正方向夹角为θ,粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R 1; 由几何关系得：R 1cos θ=L;其中：cos θ=

2√55

,

粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由：qv 1B=m v 12R 1

, 解得：v 1=

√5qBL 2m

(2)由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示,设其与x 轴交点为C ′,由几何关系得：R 2=√5

4

L 。

设C ′点横坐标为x C ′,由几何关系得：x C ′=1

2L 。

则C ′点坐标为：(1

2

L,0)。

(3)由题意画出粒子运动轨迹如图丙所示,

设粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R 3,偏转一次后在y 轴负方向偏移量为Δy 1;

由几何关系得：Δy 1=2R 3cos θ;

为保证粒子最终能回到P,粒子与挡板碰撞后,速度方向应与PQ 1连线平行,每碰撞一次,粒子进出磁场在y 轴上这段距离Δy 2(如图中A 、E 间距);

由题可知：有Δy 2

2

L 3

=tan θ;解得：Δy 2=L 3

。

当粒子只碰两次,其几何条件是3Δy 1-2Δy 2=2L; 解得：R 3=

2√59

L;

粒子在磁场中做匀速圆周运动：qvB=m v 2R 3

; 解得：v=

2√5qBL 9m 。 答案：(1)

√5qBL 2m

(2)(12

L,0) (3)

2√5qBL 9m