（課標版）2020屆高考物理二輪復習 13計算題 選考題組合練（2）

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1、 計算題+選考題組合練(2) 1.(2019河南安陽高三二模)如圖所示,三塊等大且平行正對的金屬板水平放置,金屬板厚度不計且間距足夠大,上面兩金屬板間有豎直向下的勻強電場,下面兩金屬板間有豎直向上的勻強電場,電場強度大小均為E。以中間金屬板的中軸線為x軸,金屬板右側(cè)存在一垂直紙面向里范圍足夠大的勻強磁場。現(xiàn)有一重力不計的絕緣帶電粒子,質(zhì)量為m,電荷量為-q,從中間金屬板上表面的電場中坐標位置(-l,0)處以初速度v0沿x軸正方向開始運動,已知l=mv02qE,求: (1)帶電粒子進入磁場時的位置坐標(用l表示)以及帶電粒子進入磁場時的速度大小與方向; (2)若要使帶電粒子能回到中間

2、金屬板下表面關(guān)于x軸與釋放點對稱的位置,計算勻強磁場的磁感應強度B的大小(用E、v0表示)。 答案　(1)0,l2　2v0　速度方向與y軸正方向夾角為45° (2)2Ev0 解析　(1)帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動 水平方向上有l(wèi)=v0t 豎直方向上有y=qE2mt2 聯(lián)立解得t=mlqE,y=l2 所以帶電粒子進入磁場時的位置坐標為0,l2 豎直方向速度vy=qEmt=v0,所以v=v02+vy2=2v0 因為tan θ=vyv0=1,所以速度方向與y軸正方向夾角為45° (2)若要使帶電粒子能回到中間金屬板下表面關(guān)于x軸與釋放點對稱的位置,根據(jù)對稱性可知,它在磁場中

3、做圓周運動的圓心應在x軸上,其部分運動軌跡如圖所示 由幾何關(guān)系有r=2y=2l2 洛倫茲力提供向心力,qvB=mv2r 聯(lián)立解得B=2Ev0 2.(2019山東青島二模)如圖所示為某自動控制系統(tǒng)的裝置示意圖,裝置中間有一個以v0=3 m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶,傳送帶左端點M與光滑水平面相切,水平面左側(cè)與一傾角α=37°的光滑斜面平滑連接。靠近斜面底端的P點處安裝有自動控制系統(tǒng),當小物塊b每次向右經(jīng)過P點時都會被系統(tǒng)瞬時鎖定從而保持靜止。傳送帶N端與半徑r=0.2 m的光滑四分之一圓弧相切,小物塊a從圓弧最高點由靜止下滑后滑過傳送帶,經(jīng)過M點后控制系統(tǒng)會使靜止在P點的小

4、物塊b自動解鎖,之后兩物塊發(fā)生第一次彈性碰撞。PM足夠長,每次物塊a向左運動經(jīng)過M點前物塊b已回到P點。已知兩物塊的質(zhì)量mb=2ma=2 kg,兩物塊均可視為質(zhì)點,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,MN間的距離L=1.2 m,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求: (1)物塊a運動到N點時受到的支持力大小; (2)物塊b第一次沿斜面上滑的時間; (3)兩物塊在第n次碰撞后到第n+1次碰撞前,物塊a在傳送帶上運動產(chǎn)生的摩擦熱。 答案　(1)30 N　(2)13 s　(3)23n-2 J 解析　(1)對物塊a沿圓弧從最高點由靜止下滑到N點,運用

5、動能定理可得 magr=12mav12 解得v1=2gr=2 m/s 對物塊a運動到N點時,由牛頓第二定律可得 FN-mag=mav12r 解得FN=30 N (2)物塊a在傳送帶上運動的加速度大小 a1=μmagma=2.5 m/s2 設物塊a加速到3 m/s前進的距離為x 則x=v02-v122a1=1 m

6、 m/s vb1=2mama+mb·v2=23v2=2 m/s 設物塊b第一次沿斜面上滑的初速度為vb1',且沿斜面向上為正方向,則vb1'=2 m/s, 對物塊b第一次沿斜面上滑,應用動量定理可得 -(mbg sin α)·tb1=0-mbvb1' 解得tb1=13 s (3)物塊a第一次在傳送帶上向右減速運動通過的位移大小 xa1=va122a1=0.2 m

7、生第2次碰撞。碰后a的速度大小 va2=ma-mbma+mb2v2 依此類推,經(jīng)過n次碰撞后物塊a獲得的速度大小 van=ma-mbma+mbnv2=13n-1 m/s 兩物塊從第n次碰撞后到第n+1次碰撞前,物塊a與傳送帶間的相對位移 Δx=v0tan+van2tan+v0tan-van2tan=2v0vana1 故摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmagΔx=2mav0van=23n-2 J 3.選修3-3 (2019江西南昌模擬)(1)下列關(guān)于分子動理論和熱現(xiàn)象的說法中正確的是(　　) A.雨水沒有透過布雨傘是因為液體分子表面張力的作用 B.分子間的距離r增大,分子間的作用力一定做

8、負功,分子勢能增大 C.自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 D.懸浮在液體中的微粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多,布朗運動越明顯 E.熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度 (2)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體?；钊馁|(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h,此時封閉氣體的溫度為T1,現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當氣體吸收熱量Q時,氣體溫度上升到T2。已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,不計活塞與汽缸的摩擦。求: ①活塞上升的高度; ②加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量。 答案　(1)ACE　(2)①T2-T1T1h?、赒-(p0S

9、+mg)hT2-T1T1 解析　(1)雨水沒有透過布雨傘是因為液體分子表面張力的作用,A正確;由于分子之間的距離等于平衡位置的距離r0時,分子力為零,分子勢能最小,若分子間距離小于平衡位置的距離r0,表現(xiàn)為斥力,當分子間距離增大時,分子力做正功,分子勢能減小,B錯誤;根據(jù)熱力學第二定律,自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性,C正確;懸浮在液體中的微粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多,布朗運動越不明顯,D錯誤;熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度,E正確。 (2)①氣體發(fā)生等壓變化,有 hST1=(h+Δh)ST2 解得Δh=T2-T1T1h ②加熱過程中氣體對外做功為

10、W=pS·Δh=(p0S+mg)hT2-T1T1 由熱力學第一定律知內(nèi)能的增加量為 ΔU=Q-W=Q-(p0S+mg)hT2-T1T1 4.選修3-4 (2019江西南昌模擬)(1)如圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,圖乙為介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖像。下列說法正確的是(　　) A.這列波的傳播方向是沿x軸正方向 B.這列波的傳播速度是20 m/s C.經(jīng)過0.15 s,質(zhì)點P沿x軸的正方向傳播了3 m D.經(jīng)過0.1 s時,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向 E.經(jīng)過0.35 s時,質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離 (2)如圖,

11、MN是豎直放置的長L=0.5 m的平面鏡,觀察者在A處觀察,有一小球從某處自由下落,小球下落的軌跡與平面鏡相距d=0.25 m,觀察者能在鏡中看到小球像的時間Δt=0.2 s。已知觀察者的眼睛到鏡面的距離s=0.5 m,求小球從靜止開始下落經(jīng)多長時間,觀察者才能在鏡中看到小球的像。(取g=10 m/s2) 答案　(1)ABE　(2)0.275 s 解析　(1)根據(jù)題圖甲的波形圖和題圖乙介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點在此時刻為計時起點的振動圖像可知,這列波的傳播方向是沿x軸正方向,A正確;由題圖甲所示的波形圖可知,波長λ=4 m,由題圖乙所示的振動圖像可知,周期為0.2 s,這列波的傳播速度v

12、=λT=20 m/s,B正確;根據(jù)波傳播規(guī)律,介質(zhì)中的質(zhì)點只在平衡位置附近振動,C錯誤;經(jīng)過0.1 s12T時,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸負方向,D錯誤;經(jīng)過0.35 s134T時,質(zhì)點P振動到波峰,所以質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離,E正確。 (2)由平面鏡成像規(guī)律及光路的可逆性可知,觀察者在A處能夠觀察到平面鏡中虛像所對應的空間區(qū)域在如圖所示的直線PM和QN所包圍的區(qū)域中,小球在這一區(qū)間里運動的距離為圖中ab的長度L'。 因△aA'b∽△MA'N △bA'c∽△NA'D 則有L'L=bA'NA' 且bA'NA'=s+ds 聯(lián)立得 L'=1+dsL=0.75 m 設小球從靜止下落經(jīng)時間t觀察者能看到,則 L'=12g(t+Δt)2-12gt2 代入數(shù)據(jù),得t=0.275 s - 6 -