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高考冲刺计算题专题测试doc高中物理
高考冲刺计算题专题测试doc高中物理
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2022届高三物理计算题专项测试1.如以下图的直角坐标系oxy中,C点坐标为(a,b).现有一带电量为q(q>0),质量为m的粒子,从O点以v速度沿负y轴方向发出,经过适宜的“场”后到达C处(不计粒子重力).0(1)假设在y≤0的空间存在垂直于纸面向内的匀强磁场,求该y粒子从O到C经历的时间及对应的磁感应强度B.bC(2)假设仅在空间恰当的位置D处(D点图中未画出)放置一负Oax点电荷,也能使该粒子从O点发出,速率不变地经过C点,求Dv0点的坐标及该负点电荷的电量Q(已知静电力常量为K).第1题图解.(12分)(1)如图,粒子在磁场中,aR=-----------------1分22mvoqvB-------------2分oR2mvo由①②得:B---------1分qaRa磁场中时间t----------1分1v2voob无场区t------------1分2voabO到C:ttt--------1分122vvoo(2)如图,连接OC,作OC的中垂线交X轴即是D点。设r=OD=CD。222那么r=b+(a-r)-------------1分b2a2得r------------1分2ab2a2所以D坐标(,0)-------------1分2a2kqQvo由m-------------1分2rr1/7\n2222mvrmv(ab)oo得Q=------------1分kq2kqa2.如以下图,半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点,O为圆弧圆心,D为圆弧最低点.斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一定滑轮,一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行),并保持P、Q两物块静止.假设PC间距为L1=0.25m,斜面MN足够长,物块P质量m1=3kg,与MN间的动摩擦因数1,求:3(1)小物块Q的质量m2;(2)烧断细绳后,物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小;(3)P物块P第一次过M点后0.3s到达K点,那么MK间距多大;B(4)物块P在MN斜面上滑行的总路程.OQPNR解.(17分)(1)mgsin53mgsin37-------------------2分12ACM得:m2=4kg------------1分D12第2题图(2)PD,mghmV-------------1分D2hLsin53R(1cos53)-----------1分12VDFmgm-------------1分DR得:FD=78N------------1分由牛顿第三定律得,物块P对轨道的压力大小为F78N------------1分D012(3)PM段:m1gL1sin53m1vMvM=2m/s---------------1分2002沿MN向上运动:a1=gsin53+μgcos53=10m/s------------1分vM=a1t1t1=0.2s------------1分12所以t1=0.2s时,P物到达斜面MN上最高点,故返回xa2t2-------1分2_2沿MN向下运动:a2=gsin53μgcos53=6m/s-----------1分vM12MKtat0.17m------------1分12222(4)末状态为VV0CMmgcos53LmgLsin53------------2分总12/7\n得L总=1.0m------------1分3.一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自h高度做平抛运动.不计空气阻力.重力加速度为g.试答复以下问题⑴假设在空间竖直方向加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,电场强度E是多大?⑵撤消匀强电场后,小球再水平抛出至第一落地点P的过程,发生位移S的大小是多少?⑶假设在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球第一次落地仍然是P点.试问磁感应强度B是多大?mg解:(1)mg=qEE(2分)q12(2)xvt(1分)hgt(1分)0222hv2220得到Shxh(1分)g2222v0h(3)R=x+(R-h)(1分)得R(1分)2g22v0mv0mv02gh2mgv0qvBmB(2分)0222RqRq2hvghq(2vgh)00(此小题算对一种情况即给总分值)4.我国“神舟”六号宇宙已经发射成功,当时在飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图,如以下图,它记录了“神舟”六号飞船在地球外表垂直投影的位置变化;图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④,图中分别标出了各地点的经纬度(如:在轨迹①通过赤道时的经度为西经156°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°……),假设已知地球半径为R,地球外表处的重力加速度g,地球自转周期为24h,根据图中的信息:⑴如果飞船运行周期用T表示,试写出飞船离地面高度的表达式⑵飞船运行一周,地球转过的角度是多少?⑶求飞船运行的周期解.①由万有引力提供向心力,即Mm22G2m()r132°180°rT156°156°-----------1分2在地球外表处mg=GMm/R-----------1分3/7\n22gRT可求得飞船的轨道半径:r3R-----------2分24②飞船每运行一周,地球自转角度为180°-156°=24°-----------2分24③神舟飞船运行的周期T为T2436005760s1.6h--------------3分3605.某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如以下图,一个劲度系数k=120N/m,自然长度L0=1m弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率2较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S=0.5m,工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好。定值电阻R=1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5Ω。闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=9.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=6.0V。(电压表可看作理想表)求:⑴金属杆单位长度的电阻;迎风⑵此时作用在迎风板上的风力;板解.设无风时金属杆接入电路的电阻为R1,风吹时接入电路的MN电阻为R2,由题意得风EV⑴无风时:U1=R1得R1=4.5ΩRRr1R墙(2分)ErR14.5所以金属杆单位长度的电阻r=Ω/m=4.5Ω/mL10(2分)E⑵有风时:U2=R2得R2=1.5Ω(2分)RRr2R12此时,弹簧长度L=m(2分)r312压缩量x=L0-L=(1-)m=m(1分)332由平衡得此时风力:F=kx=120×=80N(2分)36.一质量为m、带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°,同时进入场强大小为大小为E,方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中,通过了b点正下方c点,如以下图,已知b到O的距离为L,粒子的重力不计,试求:y⑴磁感应强度By⑵圆形匀强磁场区域的最小面积;v0⑶c点到b点的距离bx解.(1)粒子在磁场中受洛仑兹力作用,作匀速圆周运动,设其半O30°径为R,据此并由题意知,粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在x轴voc上,且b点在磁场区之外。过b沿速度方向作延长线,它与y轴相交E于d点。作圆弧过O点与y轴相切,并且与bd相切,切点a即粒子4/7\n离开磁场区的地点。这样也求得圆弧轨迹的圆心C,如以下图。由图中几何关系得:L=3R(2分)3mv由①、②求得B(2分)qL(2)要使磁场的区域有最小面积,那么Oa应为磁场区域的直径,由r3L几何关系知:cos30由②、④得r(2分)R622L∴匀强磁场的最小面积为:Sr(2分)min12(3)带电粒子进入电场后,由于速度方向与电场力方向垂直,故做类平抛运动,由运动的合成2知识有:s·sin30°=v0t(2分)s·cos30°=at/2(2分)而a=qE/m243mv0联立解得:s(2分)Eq7.如以下图,质量为m、电荷量为q的带电粒子,沿与水平面成θ=60°的方向匀速运动,进入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域后,从水平金属板M左端下边缘附近水平射出磁场,进入两平行金属板M、N间,恰好从N板右边缘飞出.已知匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,两带电极板M、N长为l,间距为d,板间电压为U,不计粒子重力.⑴分析判断极板M带正电还是带负电?⑵求粒子在磁场中运动的速度大小;⑶求粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点之间的距离.解:⑴粒子在磁场中向右偏转,由左手定那么可知,粒子带负电;粒子在电场中向下偏转,所以M板带负电。(2分)⑵设带电粒子进入电场时的初速度为v,那么121qUl2dat()(3分)22dmvlqU解得v。(2分)d2mO2rR2θ⑶设磁偏转的半径为R,那么由qBmθO1RmlmU得RqBBd2q(2分)如以下图,粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点间的距离0lmUd=2Rsin=2Rsin30=(2分)2qB2q8.如以下图,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道,最后滑上质量M=0.9kg的长木板(木板足够长,物块滑上去不会从木板上掉下来).已知PQ间的距离l=1m,竖直半圆轨道光滑且半径R=1m,物块与水平轨5/7\n道间的动摩擦因数µ1=0.15,与木板间的动摩擦因数µ2=0.2,木板与水平地面间的动摩擦因数2µ3=0.01,取g=10m/s.(1)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;(2)求木板滑行的最大距离x.解:(1)物块在PQ上运动的加速度2a1=-µ1g=-1.5m/s(1分)进入圆周轨道时的速度为v22v-v0=2a1l2222得v=v0+2a1l=321m/s(1分)设物块刚离开Q点时,圆轨道对物块的压力为FN,根据牛顿定律,有2vFN+mg=mR2vFN=m-mg=31.1N>0(2分)R故物块能沿圆周轨道运动(1分)(2)物块滑上木板时的速度为v11212mvmg2Rmv122得v1=19m/s(2分)物块滑上木板时的加速度为a22a2=-µ2g=-2m/s(1分)木板的加速度位a3µ2mg-µ3(m+M)g=Ma32mg3(Mm)g12a=m/s(2分)3M9设物块滑上木板经过时间t二者共速,v1+a2t=a3tt=9s(1分)这时木板的位移12s1=a3t=4.5m(1分)2它们的共同速度v2=a3t=1m/s(1分)2物块和木板一起减速的加速度a4=-µ3g=-0.1m/s,2v2它们减速运动的位移s2==5m(1分)2a4x=s1+s2=9.5m(1分)9.如以下图,在xOy平面内的第III象限中有沿—y方向的匀强电场,场强大小为E。只第I和第II象限有匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向里,有一质量为m,电荷量为e的电子,从y6/7\n2mv0轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场,P点坐标为(0,),经电场偏转后,与x轴2Ee4E负半轴成一定角度进入磁场,设磁感应强度B的大小为。求:3v0(1)电子经过x轴负半轴的坐标和此时速度方向与—x轴方向的夹角;(2)电子再次经过y轴负半轴的坐标。解:(15分)Ee(1)电子在电场做类平抛运动,加速度为a(1分)m2mv2y00令y,那么时间为t(1分)02Eea22ymv00电子经过x轴负半轴的坐标xvtv2y(2分)000aEevyat由tan1,得45vvx0故速度方向与-x轴方向成45°(2分)(2)电子进入磁场速度应为2v,进入磁场方向与x轴负方向成45°(1分)0222mv032mv032mv032进入磁场所作圆周运动半径Ry(2分)04Ee4Ee4Ee23v0由几何关系可知轨迹与x轴两交点间距离为AB2R3y(1分)0OBABOA3y2yy(1分)000电子接着从B点做匀速直线运动,由对称性知与x轴负方向成45°(2分)2mv0故再次经过y轴的坐标为,即与P点重合(2分)2Ee7/7
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 22:58:14
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