《(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題押題練(二)(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題押題練(二)(含解析)(4頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題押題練(二)(含解析)
1.傳送帶在各行業(yè)都有廣泛應(yīng)用,如圖所示,一質(zhì)量為m,電阻為R,邊長為L的正方形單匝閉合金屬線框隨水平絕緣傳送帶以恒定速度v0向右運(yùn)動,通過一固定的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于傳送帶平面向下的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。已知磁場邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動方向垂直,MN與PQ間的距離為d(d>L),線框與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。金屬框穿過磁場的過程中將與傳送帶產(chǎn)生相對滑動,且右側(cè)邊經(jīng)過邊界PQ時(shí)又恰好與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長,且金屬框始終保持右側(cè)邊平行于磁場邊界。求:
(1)線框的右側(cè)剛進(jìn)入磁場時(shí)所受安培力
2、的大??;
(2)線框進(jìn)入磁場的過程中運(yùn)動加速度的最大值以及速度最小值;
(3)線框穿過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱。
解析:(1)閉合線框右邊剛進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv0,
根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得:I==,
右側(cè)邊所受的安培力為:F=BIL=。
(2)線框以速度v0進(jìn)入磁場,在進(jìn)入磁場的過程中,受安培力而做減速運(yùn)動;進(jìn)入磁場后,在摩擦力作用下做加速運(yùn)動,當(dāng)其右側(cè)邊達(dá)到PQ時(shí)速度又恰好等于v0,因此線框在剛進(jìn)入磁場時(shí),所受安培力最大,加速度最大,設(shè)為am,線框全部進(jìn)入磁場時(shí)速度最小,設(shè)此時(shí)線框的速度為v,根據(jù)牛頓第二定律可得F-μmg=mam,
解得am=-μg;
3、
在線框完全進(jìn)入磁場到右邊到達(dá)PQ的過程中,
根據(jù)動能定理可得:μmg(d-L)=mv02-mv2
解得:v=。
(3)設(shè)線框在進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中,克服安培力做的功為W,
根據(jù)動能定理可得:μmgL-W=mv2-mv02,解得W=μmgd,
閉合線框出磁場與進(jìn)入磁場受力情況相同,由能量守恒定律可得線框在穿過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=2W=2μmgd。
答案:(1) (2)-μg
(3)2μmgd
2.如圖所示A、B質(zhì)量分別為mA=0.5 kg,mB=1 kg,A、B間用彈簧連接著,彈簧勁度系數(shù)k=100 N/m,輕繩一端系在A上,另一端跨過定滑輪,B為套在輕繩上的光滑
4、圓環(huán),另一圓環(huán)C固定在桌邊,B被C擋住而靜止在C上,若開始時(shí)作用在繩子另一端的拉力F為零,此時(shí)A處于靜止且剛好不接觸地面?,F(xiàn)用恒定拉力F=10 N拉繩子,恰能使B離開C但不能繼續(xù)上升,不計(jì)一切摩擦且彈簧沒超過彈性限度,g取10 m/s2,求:
(1)B剛要離開C時(shí)A上升的高度;
(2)若把拉力F改為F′=20 N,則B剛要離開C時(shí),A的速度大小。
解析:(1)當(dāng)F=0時(shí),彈簧的伸長量:
x1== m=0.05 m
當(dāng)F=10 N,B恰好離開C時(shí),A剛好上升到最高點(diǎn),彈簧的壓縮量:
x2== m=0.1 m
所以A上升的高度:
h=x1+x2=0.05 m+0.1 m=0.15
5、m。
(2)當(dāng)F=10 N時(shí),在A上升過程中,根據(jù)功能關(guān)系:
Fh=mAgh+ΔEp
所以彈簧彈性勢能增加了:
ΔEp=Fh-mAgh=(10-5)×0.15 J=0.75 J
把拉力改為F′=20 N,從A上升到當(dāng)B恰要離開C時(shí)的過程中,彈簧的彈性勢能變化相等,根據(jù)功能關(guān)系,有:F′h=mAvA2+mAgh+ΔEp
解得:vA= m/s。
答案:(1)0.15 m (2) m/s
3.如圖所示,在xOy平面內(nèi),在x>0范圍內(nèi)以x軸為電場和磁場的邊界,在x<0范圍內(nèi)以第Ⅲ象限內(nèi)的直線OM為電場與磁場的邊界,OM與x軸負(fù)方向成θ=45°角,在邊界的下方空間存在著垂直于紙面向里的勻
6、強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1 T,在邊界的上方有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E=32 N/C;在y軸上的P點(diǎn)有一個(gè)不計(jì)重力的帶電微粒,以初速度v0=2×103 m/s沿x軸負(fù)方向射出,已知OP=0.8 cm,微粒所帶電荷量q=-5×10-18 C,質(zhì)量m=1×10-24 kg,求:
(1)帶電微粒第一次進(jìn)入電場時(shí)的位置坐標(biāo);
(2)帶電微粒從P點(diǎn)出發(fā)到第三次經(jīng)過電磁場邊界經(jīng)歷的總時(shí)間;
(3)帶電微粒第四次經(jīng)過電磁場邊界時(shí)的速度大小。
解析:(1)帶電微粒從P點(diǎn)開始在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,運(yùn)動軌跡如圖所示,
第一次經(jīng)過磁場邊界上的A點(diǎn),由洛倫茲力提供向心力
qvB=m
7、
得r==4×10-3 m
因?yàn)镺P=0.8 cm,勻速圓周運(yùn)動的圓心在OP的中點(diǎn)C,由幾何關(guān)系可知A點(diǎn)位置的坐標(biāo)為(-4×10-3 m,-4×10-3 m)。
(2)帶電微粒在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期為
T===1.256×10-5 s
由圖可以知道,微粒運(yùn)動四分之一個(gè)圓周后豎直向上進(jìn)入電場,故
t1===3.14×10-6 s
微粒在電場中先做勻減速直線運(yùn)動到速度為零,然后反向做勻加速直線運(yùn)動,微粒運(yùn)動的加速度為
a=
故在電場中運(yùn)動的時(shí)間為
t2==
代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出:
t2=2.5×10-5 s
微粒再次進(jìn)入磁場后又做四分之一圓周運(yùn)動,故有:
t3=t1=3.14×10-6 s
所以微粒從P點(diǎn)出發(fā)到第三次經(jīng)過電磁場邊界的時(shí)間為:
t=t1+t2+t3=3.128×10-5 s。
(3)微粒從B點(diǎn)第三次經(jīng)過電磁場邊界水平向左進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動,則加速度為
a=
第四次到達(dá)電磁場邊界時(shí)有:
y=at42
x=v0t4
tan 45°=
解得:vy=at4=4×103 m/s。
答案:(1)(-4×10-3 m,-4×10-3 m)
(2)3.128×10-5 s (3)4×103 m/s