新版高考物理 题型三 计算题 计算题专项训练.doc

计算题专项训练

(时间:80分钟满分:100分)

1.(14分)如图甲所示,水平传送带AB逆时针匀速转动,一个质量为m0=1.0 kg的小物块以某一初速度由传送带左端滑上,通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向,以物块滑上传送带时为计时零点)。已知传送带的速度保持不变,g取10 m/s2。求:

(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ;

(2)物块在传送带上的运动时间;

(3)整个过程中系统产生的热量。

2.(14分)(2016·全国卷Ⅱ)

如图所示,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c 端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属

棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求:

(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;

(2)金属棒运动速度的大小。

3.(14分)已知地球的自转周期和半径分别为T和R,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿

半径为r(r

(1)卫星B做圆周运动的周期;

(2)卫星A和B连续地不能直接通信的最长时间间隔(信号传输时间可忽略)。

4.(14分)(2018·天津卷)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0×104

kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的,重力加速度g取10 m/s2。求飞机滑跑过程中

(1)加速度a的大小;

(2)牵引力的平均功率P。

5.

(14分)如图所示,边长l0=0.2 m的正方形abcd区域(含边界)内,存在着垂直于区域的横截面(纸面)向外的匀强磁场,磁感应强度B=5.0×10-2 T。带电平行金属板MN、PQ间形成了匀强电场E(不考虑金属板在其他区域形成的电场),MN放在ad边上,两板左端M、P恰在ab边上,两板右端N、Q间有

一绝缘挡板EF。EF中间有一小孔O,金属板长度、板间距、挡板长度均为l=0.1 m。在M和P的中间位置有一离子源S,能够正对孔O不断发射出各种速率的带正电离子,离子的电荷量均为

q=3.2×10-19 C,质量均为m=6.4×10-26 kg。不计离子的重力,忽略离子之间的相互作用及离子打到金属板或挡板上后的反弹。

(1)当电场强度E=104 N/C时,求能够沿SO连线穿过孔O的离子的速率。

(2)电场强度取值在一定范围时,可使沿SO连线穿过O并进入磁场区域的离子直接从bc边射出,求满足条件的电场强度的范围。

6.

(14分)两根平行金属导轨放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨之间的距离为l,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直斜面向下,导轨上端跨接一阻值为R的定值电阻。质量为m的金属棒的两端套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,金属棒始终与导轨垂直,导轨和金属棒的电阻不计,现将金属棒从O处由静止释放,进入磁场后金属棒正好做匀减速运动,刚进入磁场时速度为v,到达P处时速度为0.5v,O处和P处到MN的距离相等,已知重力加速度为g。求:

(1)金属棒在磁场中所受安培力F的大小;

(2)在金属棒从开始运动到P处的过程中,电阻R上共产生多少热量。

7.

(16分)如图所示,真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为R,磁场垂直纸面向里。在y>R的区域存在沿-y方向的匀强电场,电场强度为E。在M点有一粒子源,辐射的粒子以相同的速率v,沿不同方向射入第一象限。发现沿+x方向射入磁场的粒子穿出磁场进入电场,速度减小到0后又返回磁场。已知粒子的质量为m,电荷量为+q,粒子重力不计。

(1)求圆形磁场区域磁感应强度的大小;

(2)求沿+x方向射入磁场的粒子,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程;

(3)沿与+x方向成60°角的方向射入的粒子,最终将从磁场边缘的N点(图中未画出)穿出,不再进入磁场,求N点的坐标和粒子从M点运动到N点的总时间。

答案：

1.答案 (1)0.2(2)4.5 s(3)18 J

解析 (1)由题中v-t图象可得,物块做匀变速运动的加速度

a= m/s2=2.0 m/s2

由牛顿第二定律得F f=m0a

得到物块与传送带间的动摩擦因数μ==0.2。

(2)由题中v-t图象可知,物块初速度大小v=4 m/s、传送带速度大小v'=2 m/s,物块在传送带上滑动t1=3 s后,与传送带相对静止。

前2 s内物块的位移大小x1=t1'=4 m,向右

后1 s内的位移大小x2=t1″=1 m,向左

3 s内位移x=x1-x2=3 m,向右

物块再向左运动时间t2==1.5 s

物块在传送带上运动时间t=t1+t2=4.5 s。

(3)物块在传送带上滑动的3 s内,传送带的位移x'=v't1=6 m,向左;物块的位移x=x1-x2=3 m,向右

相对位移为Δx'=x'+x=9 m

所以转化的热能E Q=F f×Δx'=18 J。

2.答案 (1)mg(sin θ-3μcos θ)

(2)(sin θ-3μcos θ)

解析 (1)设导线的拉力的大小为F T,右斜面对ab棒的支持力的大小为F N1,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力大小为F N2。对于ab棒,由力的平衡条件得2mg sin θ=μF N1+F T+F①

F N1=2mg cos θ②

对于cd棒,同理有

mg sin θ+μF N2=F T③

F N2=mg cos θ④

联立①②③④式得