2019高考物理二輪計算題專練

2022-10-06 08:45:03 字數 4956 閱讀 9950

高考題型專項練——計算題專練

計算題32分練(一)

限時20分鐘

本專題共2題,32分,寫出必要文字說明和方程式,只寫最後結果不給分。

1. [2015·南昌模擬](14分)甲、乙兩質點在同一時刻、從同一地點沿同一方向做直線運動。質點甲做初速度為零,加速度大小為a1的勻加速直線運動。

質點乙做初速度為v0,加速度大小為a2的勻減速直線運動至速度減為零保持靜止。甲、乙兩質點在運動過程中的xv圖象如圖所示,虛線與對應的座標軸垂直。

(1)在xv圖象中,圖線a表示質點________(填「甲」或「乙」)的運動,質點乙的初速度v0

(2)求質點甲、乙的加速度大小a1、a2。

答案 (1)甲 6 m/s (2)2 m/s2 1 m/s2

解析 (1)根據圖象可知,a圖象的速度隨位移增大而增大,b圖象的速度隨位置的增大而減小,所以a表示質點甲的運動,當x=0時,乙的初速度為6 m/s。(2)兩圖線交點對應速度設為v

對質點甲:v2=2a1x①

對質點乙:v-v2=2a2x②

其中x=6 m v0=6 m/s

聯立①②解得a1+a2=3 m/s2③

當質點甲的速度v1=8 m/s、質點乙的速度v2=2 m/s時,兩質點通過相同的位移均為x′。

對質點甲v=2a1x′④

對質點乙v-v=-2a2x′⑤

聯立④⑤解得a1=2a2⑥

聯立③⑥解得a1=2 m/s2 a2=1 m/s2

2.[2015·資陽三模](18分)如圖甲所示,有一磁感應強度大小為b、垂直紙面向外的勻強磁場,磁場邊界op與水平方向夾角為θ=45°,緊靠磁場右上邊界放置長為l、間距為d的平行金屬板m、n,磁場邊界上的o點與n板在同一水平面上,o1、o2為電場左右邊界中點。在兩板間存在如圖乙所示的交變電場(取豎直向下為正方向)。某時刻從o點豎直向上以不同初速度同時發射兩個相同的質量為m、電量為+q的粒子a和b。

結果粒子a恰從o1點水平進入板間電場運動,由電場中的o2點射出;粒子b恰好從m板左端邊緣水平進入電場。不計粒子重力和粒子間相互作用,電場週期t未知。求:

(1)粒子a、b從磁場邊界射出時的速度va、vb;

(2)粒子a從o點進入磁場到o2點射出電場運動的總時間t;

(3)如果金屬板間交變電場的週期t=,粒子b從圖乙中t=0時刻進入電場,要使粒子b能夠穿出板間電場時e0滿足的條件。

答案 (1)va= vb=

(2)t=+ (3)e0≤

解析 (1)根據題意,粒子a、b在磁場中受洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,圓心分別為oa、ob,作出其運動軌跡如圖所示,粒子a從a點射出磁場。

由幾何關係有ra=①

rb=d②

由牛頓第二定律有

qvb=m③

聯立①②③得

va=④

vb=⑤

(2)設粒子a在磁場中運動時間為t1,從a點到o2點的運動時間為t2,則:

t1=⑥

ta=⑦

t2=⑧

t=t1+t2⑨

聯立①②④⑥⑦⑧⑨得

t=+⑩

(3)由題意知粒子a飛出磁場時速度沿水平方向,在電場中運動的時間為交變電壓週期的n倍,則對粒子b,有:

tb=(nt)

水平方向做勻速直線運動

l=vbtb

豎直方向在電場力作用下做加速、減速交替的勻變速運動(0→,向下做初速度為0的勻加速運動,向下發生位移為x1;→t,向下做勻減速運動至速度為0,向下發生位移為x2……),則

x1=()()2

x2=()()2=x1

……xn=x1

粒子b要飛出電場有:

(x1+x2+…+xn)≤d

聯立④⑤得

e0≤計算題32分練(二)

限時20分鐘

本專題共2題,32分,寫出必要文字說明和方程式,只寫最後結果不給分。

1.[2015·江西八校聯考](14分)春節放假期間,全國高速公路免費通行,小轎車可以不停車通過收費站,但要求小轎車通過收費站視窗前x0=9 m區間的速度不超過v0=6 m/s。現有甲、乙兩小轎車在收費站前平直公路上分別以v甲=20 m/s和v乙=34 m/s的速度勻速行駛,甲車在前,乙車在後。甲車司機發現正前方收費站,開始以大小為a甲=2 m/s2的加速度勻減速剎車。

求:(1)甲車司機需在離收費站視窗至少多遠處開始剎車才不違章;

(2)若甲車司機經剎車到達離收費站視窗前9 m處的速度恰好為6 m/s,乙車司機在發現甲車剎車時經t0=0.5 s的反應時間後開始以大小為a乙=4 m/s2的加速度勻減速剎車。為避免兩車相撞,且乙車在收費站視窗前9 m區不超速。

則在甲車司機開始剎車時,甲、乙兩車至少相距多遠?

答案 (1)至少100 m處開始剎車 (2)66 m

解析 (1)甲車速度由20 m/s減速至6 m/s的位移

x1==91 m

x2=x0+x1=100 m

即甲車司機需在離收費站視窗至少100 m處開始剎車。

(2)設甲、乙兩車速度相同時的時間為t,由運動學公式得:

v乙-a乙(t-t0)=v甲-a甲t 解得:t=8 s

相同速度v=v甲-a甲t=4 m/s<6 m/s,即v0=6 m/s的共同速度為不相撞的臨界條件

乙車從司機發現甲車剎車到減速至6 m/s的位移為x3=v乙t0+=157 m

所以要滿足條件,甲、乙的距離x=x3-x1=66 m

2.[2015·石家莊二模](18分)如圖甲所示,傾角為θ的光滑斜面上有兩個寬度均為d的磁場區域ⅰ、ⅱ,磁感應強度大小都為b,區域ⅰ的磁感應強度方向垂直斜面向上,區域ⅱ的磁感應強度方向垂直斜面向下,兩磁場區域間距為d。斜面上有一矩形導體框,其質量為m,電阻為r,導體框ab、cd邊長為l,bc、ad邊長為d。剛開始時,導體框cd邊與磁場區域ⅰ的上邊界重合;t=0時刻,靜止釋放導體框;t1時刻ab邊恰進入磁場區域ⅱ,框中電流為i1;隨即平行斜面垂直於cd邊對導體框施加力,使框中電流均勻增加,到t2時刻框中電流為i2。

此時,ab邊未出磁場區域ⅱ,框中電流如圖乙所示。求:

(1)在0~t2時間內,通過導體框截面的電荷量;

(2)在0~t1時間內,導體框產生的熱量;

(3)在t1~t2時間內,導體框運動的加速度。

答案 (1)q=+(t2-t1)

(2)q=mgsinθ- (3)a=

解析 (1)由法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律和電流的定義,得0~t1階段:

通過導體框截面的電量q1=

由電流的定義,得t1~t2階段:通過導體框截面的電量

q2=(t2-t1)

0~t2階段:通過導體框截面的電量

q=q1+q2=+(t2-t1)

(2)設導體框t1時刻的速度為v1,

在0~t1階段:因i1=,可得:v1=

根據動能定理可得:mgsinθ+w安=mv-0

聯立可得:w安=-(mgsinθ-)

導體框產生的熱量等於克服安培力做功,即

q=-w安=mgsinθ-

(3)t1~t2階段:因i1=,由圖可知i隨時間均勻增加,=

即:=a,解得:a=。

計算題32分練(三)

限時20分鐘

本專題共2題,32分,寫出必要文字說明和方程式,只寫最後結果不給分。

1.[2015·武昌調研](14分)現代化的生產流水線大大提高了勞動效率,如圖為某工廠生產流水線上的水平傳輸裝置的俯檢視,它由傳送帶和轉盤組成。物品從a處無初速、等時間間隔地放到傳送帶上,運動到b處後進入勻速轉動的轉盤隨其一起運動(無相對滑動),到c處被取走裝箱。已知a、b的距離l=9.

0 m,物品在轉盤上與轉軸o的距離r=3.0 m、與傳送帶間的動摩擦因數μ1=0.25,傳送帶的傳輸速度和轉盤上與o相距為r處的線速度均為v=3.

0 m/s,取g=10 m/s2。求:

(1)物品從a處運動到b處的時間t;

(2)若物品在轉盤上的最大靜摩擦力可視為與滑動摩擦力大小相等,則物品與轉盤間的動摩擦因數μ2至少為多大;

(3)若物品的質量為0.5 kg,每輸送乙個物品從a到c,該流水線為此至少多做多少功。

答案 (1)3.6 s (2)0.3 (3)4.5 j

解析 (1)設物品質量為m,放在傳送帶上,先受到摩擦力而加速運動:

對物品有μ1mg=ma v=at1

解得t1=1.2 s

由x=at得x=1.8 m<l

故還需做勻速運動,有t2==2.4 s

所以t=t1+t2=3.6 s

(2)物品在轉盤上所受的靜摩擦力提供向心力,有μ2mg≥m,得至少μ2=0.3

(3)在傳送帶上因為傳送乙個物品至少需要做的功(只在加速階段做功)為:

w=mv2+μ1mg(vt1-x)=4.5 j

2.[2015·廊坊質檢](18分)如圖所示,在xoy座標系第二象限內有一圓形勻強磁場區域,半徑為l0,圓心o′座標為(-l0,l0),磁場方向垂直xoy平面。兩個電子a、b以相同的速率v沿不同方向從p(-l0,2l0)點同時射入磁場,電子a的入射方向為y軸負方向,b的入射方向與y軸負方向夾角為θ=45°。電子a經過磁場偏轉後從y軸上的q(0,l0)點進入第一象限,在第一象限內緊鄰y軸有沿y軸正方向的勻強電場,場強大小為,勻強電場寬為l0。

已知電子質量為m、電荷量為e,不計重力及電子間的相互作用。求:

(1)磁場的磁感應強度b的大小;

(2)a、b兩個電子經過電場後到達x軸的座標差δx;

(3)a、b兩個電子從p點運動到達x軸的時間差δt。

答案 (1) (2)δx= (3)δt=(6-π-2)

解析 (1)兩電子軌跡如圖,由圖可知,a電子做圓周運動的半徑r=l0

bve=m

可得:b=

(2)a電子在電場中ya=at,a=。

由ya=l0可得l0=vt1

即a電子恰好擊中x軸上座標為l0的位置

對b分析可知,ao′po″為菱形,所以po′與o″a平行。又因為po′⊥x軸,則o″a⊥x軸,所以粒子出磁場速度va平行於x軸,即b電子經過磁場偏轉後,也恰好沿x軸正方向進入電場。

有yb=r+rcos45°=l0+l0

當b電子在電場中沿y軸負方向運動l0後,沿與x軸方向成α角做勻速直線運動。

tanα= v⊥=at1

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