《(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 計算題押題練(一)(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) 計算題押題練(一)(含解析)(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 計算題押題練(一)(含解析)
1.如圖,兩光滑平行金屬導(dǎo)軌置于水平面(紙面)內(nèi),軌間距為l,左端連有阻值為R的電阻。一金屬桿置于導(dǎo)軌上,金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場區(qū)域。已知金屬桿以速度v0向右進入磁場區(qū)域,做勻變速直線運動,到達(dá)磁場區(qū)域右邊界(圖中虛線位置)時速度恰好為零。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。除左端所連電阻外,其他電阻忽略不計。求金屬桿運動到磁場區(qū)域正中間時所受安培力的大小及此時電流的功率。
解析:設(shè)金屬桿在中間的位置時的速度為v,由運動學(xué)公式有:
v2-v02=2ax中=0-v2
解得:v=v0
2、
此時金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E=Blv,
依據(jù)閉合電路歐姆定律,則電路中電流為:I=,
再由安培力公式有:F=BIl,
解得:F=;
電流的功率為
P=Fv=。
答案:
2.如圖1所示是游樂園的過山車,其局部可簡化為如圖2所示的示意圖,傾角θ=37°的兩平行傾斜軌道BC、DE的下端與水平半圓形軌道CD順滑連接,傾斜軌道BC的B端高度h=24 m,傾斜軌道DE與圓弧EF相切于E點,圓弧EF的圓心O1,水平半圓軌道CD的圓心O2與A點在同一水平面上,DO1的距離L=20 m,質(zhì)量m=1 000 kg的過山車(包括乘客)從B點自靜止滑下,經(jīng)過水平半圓軌道后,滑上另一傾斜軌道,到達(dá)
3、圓弧頂端F時,乘客對座椅的壓力為自身重力的0.25倍。已知過山車在BCDE段運動時所受的摩擦力與軌道對過山車的支持力成正比,比例系數(shù)μ=,EF段摩擦不計,整個運動過程空氣阻力不計。(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)求過山車過F點時的速度大小。
(2)求從B到F整個運動過程中摩擦力對過山車做的功。
(3)如果過D點時發(fā)現(xiàn)圓軌道EF段有故障,為保證乘客安全,立即觸發(fā)制動裝置,使過山車不能到達(dá)EF段并保證不再下滑,則過山車受到的摩擦力至少多大?
解析:(1)在F點,有m人g-m人g=m人①
r=Lsin θ=12 m②
得vF= =3 m/
4、s。③
(2)設(shè)整個過程摩擦阻力做功為W,對從B到F的過程利用動能定理
mg(h-r)+W=mvF2-0④
得W=-7.5×104 J。⑤
(3)設(shè)觸發(fā)制動后能恰好到達(dá)E點對應(yīng)的摩擦力為Ff1,由動能定理得
-Ff1Lcos θ-mgrcos θ=0-mvD2⑥
未觸發(fā)制動時,對從D點到F點的過程,有
-μmgcos θ·Lcos θ-mgr=mvF2-mvD2⑦
由⑥⑦兩式得
Ff1=×103 N≈4.6×103 N⑧
設(shè)使過山車停在傾斜軌道上的摩擦力為Ff2
則Ff2=mgsin θ=6×103 N⑨
綜合考慮⑧⑨兩式,得摩擦力至少為Ff=6×103 N。
答案:
5、(1)3 m/s (2)-7.5×104 J (3)6×103 N
3.離子從容器A下方的狹縫s1飄入(初速度為零)電壓為U的加速電場區(qū),加速后再分別通過狹縫s2、s3垂直于磁場邊界射入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直紙面向里的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B,離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后最終到達(dá)照相底片D上,不考慮離子間的相互作用。
(1)若離子的電荷量為q,它最終打在照相底片D上的位置到狹縫s3的距離為d,求離子的質(zhì)量m;
(2)若容器A中有大量如(1)中所述的離子,它們經(jīng)過電場加速后由狹縫s3垂直進入磁場時,可認(rèn)為速度大小相等,但速度方向并不都嚴(yán)格垂直于邊界,其中偏離垂直于
6、MN方向的最大偏角為θ,則照相底片D上得到的譜線的寬度Δx為多少?
(3)若容器A中有電荷量相等的銅63和銅65兩種離子,它們經(jīng)電場加速后垂直于MN進入磁場中會發(fā)生分離,但實際工作時加速電壓的大小會在U+ΔU范圍內(nèi)微小變化,為使這兩種離子將來打在照相底片上的區(qū)域不發(fā)生交疊,應(yīng)小于多少?(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示,保留兩位有效數(shù)字)
解析:(1)離子在電場中加速,有qU=mv2,
進入磁場后,做勻速圓周運動,有qvB=m,
聯(lián)立解得m=。
(2)垂直于MN方向的離子將來打到照相底片上的P位置,離狹縫s3最遠(yuǎn),Ls3P=d,與垂直于MN方向夾角為θ的離子,打到照相底片上的位置離狹縫s3最近,如圖
7、。由于各離子速度相等,因而在磁場中運動的半徑相同,
。
(3)設(shè)加速電壓為U,對于質(zhì)量為m,
電荷量為q的離子有:qU=mv2,qvB=m,解得R= ;
可見對于質(zhì)量不同,電荷量相同的不同離子,加速電壓相同時,質(zhì)量越大,其圓周運動的半徑越大,對同種粒子,加速電壓越大,其圓周運動的半徑也越大。
設(shè)銅63的質(zhì)量為m1,加速電壓為U+ΔU時的半徑為R1,銅65的質(zhì)量為m2,加速電壓為U-ΔU時的半徑為R2,
R1= ,R2=
要使得兩種離子打到照相底片上的位置不重疊,則有R1