高考物理二輪復(fù)習(xí) 計算題47分模擬小卷(打包4套).zip
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計算題47分模擬小卷(四)
計算題:本題共3小題,共計47分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
13.(15分)(2016·南京一模)如圖1所示,在水平虛線范圍內(nèi)有B=0.5 T,高度為h=1.0 m,方向垂直紙面向里的勻強磁場。質(zhì)量m=0.2 kg,邊長L=1.0 m的正方形線框abcd,其電阻R=1.0 Ω,cd邊跟磁場下邊平行且相距一段距離。現(xiàn)用F=3.0 N豎直向上的恒力由靜止開始拉動線框,cd邊剛進入磁場時,恰好做勻速運動,并穿過磁場區(qū)域,最后到達Ⅱ位置。整個過程中線框保持在豎直平面內(nèi),求線框:(取g=10 m/s2)
(1)開始運動的加速度;
(2)剛進入磁場時c、d兩點間電勢差;
(3)在穿越磁場過程中產(chǎn)生的熱量。
圖1
解析 (1)根據(jù)牛頓第二定律得
F-mg=ma(2分)
a=5 m/s2(2分)
(2)cd邊進入磁場后做勻速運動
F=mg+BIL(2分)
I=(2分)
E==2 V(2分)
Ucd=-E=-1.5 V(2分)
(3)Q=(F-mg)·2L=2 J(3分)
答案 (1)5 m/s2 (2)-1.5 V (3)2 J
14.(16分)(2016·上海單科,31)風(fēng)洞是研究空氣動力學(xué)的實驗設(shè)備。如圖2,將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度H=3.2 m處,桿上套一質(zhì)量m=3 kg,可沿桿滑動的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為F=15 N,方向水平向左。小球以初速度v0=8 m/s向右離開桿端,假設(shè)小球所受風(fēng)力不變,取g=10 m/s2。求:
圖2
(1)小球落地所需時間和離開桿端的水平距離;
(2)小球落地時的動能;
(3)小球離開桿端后經(jīng)過多少時間動能為78 J?
解析 (1)小球在豎直方向做自由落體運動,運動時間為t0==0.8 s(2分)
小球在水平方向做勻減速運動,加速度大小為
a==5 m/s2(2分)
水平位移s=v0t0-at=4.8 m(2分)
(2)由動能定理得Ek-mv=mgH-Fs(2分)
可得Ek=120 J(2分)
(3)設(shè)小球離開桿后經(jīng)過時間t的水平位移為s,則
s=v0t-at2(1分)
由動能定理得Ek′-mv=mg·gt2-Fs(2分)
將Ek′=78 J和v0=8 m/s代入得125t2-80t+12=0(1分)
解得t1=0.4 s(舍去),t2=0.24 s(2分)
答案 (1)0.8 s 4.8 m (2)120 J (3)0.24 s
15.(16分)(2016·泰州一模)在xOy平面第Ⅰ象限中,存在沿x軸負方向的勻強電場,場強為E1=,第Ⅱ象限中存在沿x軸正方向的勻強電場,場強為E2=,在第Ⅲ、Ⅳ象限中,存在垂直于xOy平面方向的勻強磁場,方向如圖3所示。磁感應(yīng)強度B1=B,B2=2B。帶電粒子a、b同時從y軸上的點M(0,-l)以不同的速率向相反方向射出,射出時粒子a的速度方向與y軸正方向成60°角,經(jīng)過時間t0,粒子a、b同時第一次垂直x軸進入電場,不計粒子重力和兩粒子間相互作用。
圖3
(1)求粒子a的比荷及射出磁場時的位置;
(2)求粒子a、b射出時速度的大?。?
(3)進入電場后,粒子a、b先后第一次到達y軸上的P、Q兩點(圖中未畫出),求P、Q兩點間的距離。
解析 (1)粒子a:t0=·=(1分)
則=(1分)
經(jīng)過x軸時位置xa=l。
(2)粒子a:Ra=2l,
Bqava=(1分)
則va==。(1分)
粒子b:Rb=2l,
t0=·=,(1分)
則=,(1分)
Rb=,(1分)
則vb==,(1分)
(3)粒子進入電場后均做類平拋運動
對粒子a:a1==(1分)
l=a1t,
t1==,(1分)
yP=vat1=l。(1分)
對粒子b:a2==,(1分)
3l=a2t,(1分)
t2==,(1分)
yQ=vbt2=8l,(1分)
則PQ=y(tǒng)Q-yP=l。(1分)
答案 (1) l (2) (3)l
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