(江苏专版)2019版高考物理二轮复习计算题押题练(二)(含解析) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/17 1:37:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

计算题押题练(二)

1.传送带在各行业都有广泛应用,如图所示,一质量为m,电阻为R,边长为L的正方形单匝闭合金属线框随水平绝缘传送带以恒定速度v0向右运动,通过一固定的磁感应强度为B,方向垂直于传送带平面向下的匀强磁场区域。已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,MN与PQ间的距离为d(d>L),线框与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。金属框穿过磁场的过程中将与传送带产生相对滑动,且右侧边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同。设传送带足够长,且金属框始终保持右侧边平行于磁场边界。求:

(1)线框的右侧刚进入磁场时所受安培力的大小;

(2)线框进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度最小值; (3)线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热。

解析:(1)闭合线框右边刚进入磁场时产生的感应电动势E=BLv0, 根据闭合电路的欧姆定律可得:I==EBLv0

RRB2L2v0

右侧边所受的安培力为:F=BIL=。

R(2)线框以速度v0进入磁场,在进入磁场的过程中,受安培力而做减速运动;进入磁场后,在摩擦力作用下做加速运动,当其右侧边达到PQ时速度又恰好等于v0,因此线框在刚进入磁场时,所受安培力最大,加速度最大,设为am,线框全部进入磁场时速度最小,设此时线框的速度为v,根据牛顿第二定律可得F-μmg=mam,

B2L2v0

解得am=-μg;

mR在线框完全进入磁场到右边到达PQ的过程中, 1212

根据动能定理可得:μmg(d-L)=mv0-mv

22解得:v=v0-2μgd-L。

(3)设线框在进入磁场区域的过程中,克服安培力做的功为W, 1212

根据动能定理可得:μmgL-W=mv-mv0,解得W=μmgd,

22

闭合线框出磁场与进入磁场受力情况相同,由能量守恒定律可得线框在穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q=2W=2μmgd。

2

B2L2v0B2L2v0

答案:(1) (2)-μg

RmRv02-2μgd-L

1

(3)2μmgd

2.如图所示A、B质量分别为mA=0.5 kg,mB=1 kg,A、B间用弹簧连接着,弹簧劲度系数k=100 N/m,轻绳一端系在A上,另一端跨过定滑轮,B为套在轻绳上的光滑圆环,另一圆环C固定在桌边,B被C挡住而静止在C上,若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零,此时A处于静止且刚好不接触地面。现用恒定拉力F=10 N拉绳子,恰能使B离开C但不能继续上升,不计一切摩擦且弹簧没超过弹性限度,g取10 m/s,求:

(1)B刚要离开C时A上升的高度;

(2)若把拉力F改为F′=20 N,则B刚要离开C时,A的速度大小。 解析:(1)当F=0时,弹簧的伸长量:

2

mAg0.5×10x1== m=0.05 m

k100

当F=10 N,B恰好离开C时,A刚好上升到最高点,弹簧的压缩量:

mBg1×10x2== m=0.1 m

k100

所以A上升的高度:

h=x1+x2=0.05 m+0.1 m=0.15 m。

(2)当F=10 N时,在A上升过程中,根据功能关系:

Fh=mAgh+ΔEp

所以弹簧弹性势能增加了:

ΔEp=Fh-mAgh=(10-5)×0.15 J=0.75 J

把拉力改为F′=20 N,从A上升到当B恰要离开C时的过程中,弹簧的弹性势能变化12

相等,根据功能关系,有:F′h=mAvA+mAgh+ΔEp

2

解得:vA=6 m/s。

答案:(1)0.15 m (2)6 m/s

3.如图所示,在xOy平面内,在x>0范围内以x轴为电场和磁场的边界,在x<0范围内以第Ⅲ象限内的直线OM为电场与磁场的边界,

OM与x轴负方向成θ=45°角,在边界的下方空间存在着垂直于纸面

向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1 T,在边界的上方有沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E=32 N/C;在y轴上的P点有一

个不计重力的带电微粒,以初速度v0=2×10 m/s沿x轴负方向射出,已知OP=0.8 cm,微粒所带电荷量q=-5×10

-18

3

C,质量m=1×10

-24

kg,求:

(1)带电微粒第一次进入电场时的位置坐标;

(2)带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界经历的总时间;

2

(3)带电微粒第四次经过电磁场边界时的速度大小。

解析:(1)带电微粒从P点开始在磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示,

第一次经过磁场边界上的A点,由洛伦兹力提供向心力

v2

qvB=m r得r==4×10 m

因为OP=0.8 cm,匀速圆周运动的圆心在OP的中点C,由几何关系可知A点位置的坐标为(-4×10 m,-4×10 m)。

(2)带电微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为

-3

-3

mvqB-3

T=

2πr2πm-5

==1.256×10 s

vqB由图可以知道,微粒运动四分之一个圆周后竖直向上进入电场,故

Tπmt1===3.14×10-6 s

42qB微粒在电场中先做匀减速直线运动到速度为零,然后反向做匀加速直线运动,微粒运动的加速度为

qEa= m故在电场中运动的时间为

t2=

2v02mv0

= aqE代入数据计算得出:

t2=2.5×10-5 s

微粒再次进入磁场后又做四分之一圆周运动,故有:

t3=t1=3.14×10-6 s

所以微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界的时间为:

t=t1+t2+t3=3.128×10-5 s。

(3)微粒从B点第三次经过电磁场边界水平向左进入电场后做类平抛运动,则加速度为

qEa= m第四次到达电磁场边界时有:

y=at42 x=v0t4

12

3