浙江專用2020版高考物理增分沖刺練輯計算題題型練五含解析

1、計算題題型練(五)1.(2019寧波市3月模擬)如圖所示，兩根一端帶有擋柱的金屬導(dǎo)軌MNF口PQ與水平面成0=37。角，兩導(dǎo)軌間距L=1m,導(dǎo)軌自身電阻不計，整個裝置處在磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，兩根完全相同的金屬棒ab和cd,每根棒長為L,質(zhì)量m=1kg,電阻R=1Q,始終垂直放在導(dǎo)軌平面上且與導(dǎo)軌保持良好接觸.現(xiàn)讓金屬棒cd放置在擋柱上，金屬棒ab在沿斜面向上的外力F作用下從軌道上某處由靜止開始做加速度a=2.5m/s2的勻加速直線運動，直到金屬棒cd剛要滑動時撤去外力F;此后金屬棒ab繼續(xù)向上運動約0.35s后減速為0,且金屬棒ab向下返回到初始出發(fā)點時

2、的速度大小可認(rèn)為是1m/s.已知兩金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為0.5,假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin37。=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g為10m/s：求：(1)金屬棒cd剛要滑動時，金屬棒ab的速度大小；(2)金屬棒ab沿斜面向上勻加速運動過程中外力的最大值；(3)金屬棒ab從最高點返回到原始出發(fā)點過程中棒cd上所產(chǎn)生的焦耳熱.答案(1)5m/s(2)22.5N(3)5.5J解析(1)當(dāng)金屬棒cd剛要滑動時滿足：BIL=mgsin0+科mgcos0BLv2R聯(lián)立解得v=5m/s;(2)對金屬棒ab：F-m(sin0一mccos0-BIL=maBLvv=at代入

3、數(shù)據(jù)可知F隨t線性變化，當(dāng)v=5m/s時，F(xiàn)有最大值Fm=22.5N;(3)勻加速過程中，金屬棒ab的位移為：X1=v=5m撤力后金屬棒cd仍靜止，設(shè)金屬棒ab減速滑行的位移為X2,則由動量定理(mgcos0+mcsin0+BLi)At=m-Av累加求和：（科mgos0+mgsin0）t+BLX2=mv2R解得X2=0.75m設(shè)金屬棒ab返回到出發(fā)點時的速度為vi,12由能重寸恒：mxi+X2)sin。=科mgcos。(xi+X2)+mv+2Q解得Q=5.5J.2.(2019嘉、麗3月聯(lián)考)如圖所示，斜面ABCF端與圓弧軌道CDEf切于C,整個裝置豎直固定，D是圓軌道的最低點，斜面的傾角0=3

4、7。，B與圓心O等高，圓弧軌道半徑r=0.5m,斜面高h(yuǎn)=1.4m.現(xiàn)有一個質(zhì)量m=1kg的小物塊P(視為質(zhì)點)從斜面上端A點靜止下滑，經(jīng)豎直圓軌道回到最低點D'點以后經(jīng)直軌道DF沖上兩個半徑為R=0.4m的圓管軌道，2所有軌道均光滑，取sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s,忽略空氣阻力，求：(1)物塊到達(dá)D點對軌道的壓力大小；(2)若物塊要不脫離軌道的基礎(chǔ)上能通過圓管軌道最高點G,則物塊釋放的高度H至少為多少(距離斜面底端的高度)；(3)現(xiàn)在在BC段鋪上不同材料，材料的動摩擦因數(shù)pW2,物塊仍然從A點靜止下滑，則要使物塊最終停在BC的中點位置Q圖中未標(biāo)示)，試著討論

5、科可能的取值.答案(1)70N(2)1.15m(3)見解析12解析(1)從A點到D點過程，由動能te理得：mgjh+r-rcos0)=-mD2VDFnmg=mr-解得FN=70N根據(jù)牛頓第三定律，物塊到達(dá)D點對軌道的壓力大小為70N.2VE(2)在E點，對小物塊有mgFn=mr,知要不脫軌，F(xiàn)nR0,小物塊在E點的速度ve不能小于gr12由A到E,有mgH+r-rcos0)=2m邛+2mgr解得H>1.15m.因E點高于G點，由機械能守恒定律知滿足條件的H至少為1.15m.(3)由幾何關(guān)系，BC的長度l=/T=2mtan03從A點到Q點:,11mgh-,lsin0Nljimg-lcos。

6、=0(N=1,3,5,7)9解得科=2N(N=1,3,5,7)且滿足mopos0>mgsin0,即2>科>0.75物塊能做往復(fù)運動，需滿足mc(h+r-rcos0)-科mglcos。wmgr,解得解得：2.25WN<2.4,所以不存在這樣的動摩擦因數(shù)科值.3.(2019浙南名校聯(lián)盟期末)真空中有一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面的勻強磁場，如圖甲所示，虛線圓的右側(cè)放置一對水平正對放置的金屬板M和N,兩金屬板的中心線OQ與虛線圓的圓心O在同一水平線上.在圓上P點(位于O點的正下方)處有一點狀電子源，電子源可以向各個方向發(fā)射速率均為Vo的電子，當(dāng)其中一個電子沿PO方向射

7、入磁場時，電子恰好從圓上的。點沿兩板中心線射出，電子在進入金屬板的瞬間給兩板加上圖乙所示的交變電壓，最后電子恰好從M板的邊緣水平飛出.已知金屬板的板長L和板間距d都等于2R電子的質(zhì)量為m電荷量為e,忽略電子的重力和相互間的作用力.求：I.W甲(1)圓形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小B;(2)圖乙中周期T;(3)圖乙中U0;(4)若使電子源均勻向磁場中各方向發(fā)射電子一小段時間，并給金屬板加上合適的恒定電壓，使得出磁場的電子恰好都打在N板上，求板上ab段與bc段(ab=bc)接收到的電子數(shù)之比.mv2R答案融嬴廿1,2,3)2nmv2(n=1,2,3(4)1 ： 2解析(1)根據(jù)電子的偏轉(zhuǎn)和左手定則知，圓

8、形區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里，對于從O點射出的電子，在磁場中做圓周運動，軌跡半徑為2vomvevoB=mR,得B=eR.(2)畫出從。點射出磁場的電子運動軌跡圖，根據(jù)電子恰好從M板的邊緣水平飛出知，電子在板間的運動時間為交變電壓的周期的整數(shù)倍,則t=Vo=nT，彳導(dǎo)丁=哈”，3)代入 y = d，a = eU, t 2 mdT2'(4)設(shè)給金屬板加上的恒定電壓為U,水平向左發(fā)射的電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后,經(jīng)上極板邊緣水平入射，恰好打到下極板 C點,皿 leU 2 則 2R= 2mt112粒子在板間偏轉(zhuǎn)的總位移y總=2nat'2，口2nmvd=2R得U0=(n=1,2,3)eL=Voti同理